Способ формирования импульсов тока при электрохимической обработке детали



Способ формирования импульсов тока при электрохимической обработке детали
Способ формирования импульсов тока при электрохимической обработке детали

Владельцы патента RU 2454304:

Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный космический научно-производственный центр имени М.В. Хруничева" (ФГУП "ГКНПЦ им. М.В. Хруничева") (RU)

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при электроэрозионной, электрохимической и комбинированной эрозионно-химической обработке. Способ включает помещение в среду жидкого азота обрабатываемой детали и электрода-инструмента из высокотемпературной оксидной керамики, обладающей эффектом сверхпроводимости тока, охлаждение до появления эффекта сверхпроводимости, подачу постоянного тока на электрод-инструмент и обрабатываемую деталь и регулирование частоты следования импульсов с помощью регулятора силы тока. Технический результат: снижение длительности электрохимической обработки. 2 ил., 1 пр.

 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для электрохимической обработки деталей в импульсном режиме.

Известны способы формирования импульсного тока для электрохимической обработки (В.П.Смоленцев. «Электрофизические и электрохимические методы обработки материалов». Том 1, М.: Высш. шк., 1983 - 208 с., с.112) путем использования сложных электронных систем, требующих больших затрат на производство и в эксплуатации.

Известны высокотемпературные сверхпроводники, работающие в среде жидких газов и временно теряющие свойства сверхпроводимости при повышенной величине температуры и пропускаемого тока (Новый политехнический словарь. // М.: Изд. «Большая Российская энциклопедия», 2003 - 671 с., с.475).

Известен способ создания импульсного тока путем подачи горячей и охлаждающей рабочей среды в жидкость между электродами (патент №2333821, МПК В 23 Н 3/10).

К недостаткам этого способа относятся высокая сложность и низкая надежность систем нагрева и охлаждения, отсутствие возможности управления требуемой частотой следования импульсов из-за инерционности процессов нагрева и охлаждения электрода-инструмента и детали в широком диапазоне изменения температур.

Частным случаем такого способа может быть использование в качестве охлаждающей среды жидких газов (патент №2333823, МПК В23Н 5/14, В23Н 1/00), где имеют место те же недостатки.

Наиболее близким является способ, позволяющий управлять частотой импульсов путем изменения температуры рабочей среды (патент №2333821, МПК В23Н 3/10).

К недостаткам устройства относятся необходимость сложной системы регулирования потоков и стабилизации температуры рабочей среды после подачи охладителя, высокая инерционность формирования импульсов, что ограничивает точность формообразования, дороговизна эксплуатации устройств из-за необходимости в создании систем поддержания температурных режимов подаваемых потоков рабочей среды.

Техническим результатом изобретения является создание способа формирования импульсов тока для электрохимической обработки деталей, обеспечивающего надежное управление частотой следования импульсов с помощью простых и дешевых управляющих устройств, не вызывающих больших материальных затрат в производстве и эксплуатации источников постоянного тока.

Данный технический результат достигается за счет того, что в среду жидкого азота помещают обрабатываемую деталь и электрод-инструмент из высокотемпературной оксидной керамики, обладающей эффектом сверхпроводимости тока. Охлаждают деталь и электрод-инструмент до появления эффекта сверхпроводимости, затем подают постоянный ток на электрод-инструмент и обрабатываемую деталь. Частоту следования импульсов регулируют с помощью регулятора силы тока.

Сущность изобретения поясняется фиг.1 и 2. На фиг.1 показан процесс формирования импульсов тока, на фиг.2 - осциллограмма прохождения тока через зону обработки.

Способ (фиг.1) осуществляют с источником постоянного тока 1, соединенного через регулятор силы тока 2 с электродом-инструментом 3 и обрабатываемой деталью 4. Электрод-инструмент 3 и обрабатываемую деталь 4 помещают в рабочую среду жидкого азота 5.

Формирование импульсного тока приведено на фиг.2, где показана импульсная (J1) и постоянная (J2) составляющие тока, а также период импульсов Т.

Способ осуществляют следующим образом.

Обрабатываемую деталь 4 и электрод-инструмент 3 (фиг.1) помещают в рабочую среду жидкого азота 5, охлаждают до появления эффекта сверхпроводимости, подают от источника 1 постоянный ток на электрод-инструмент 3 и обрабатываемую деталь 4. Регулятором 2 устанавливают силу тока. Чем больший ток подают, тем меньше период Т (фиг.2) между импульсами тока и выше частота следования импульсов. Постоянная составляющая рабочего тока (J2) зависит от сопротивления керамического материала электрода-инструмента 3, регулируемого регулятором 2, а импульсная (J1) - от периода Т между импульсами (фиг.1).

Керамики утрачивают свойство сверхпроводимости (Коновалов Б. Прорыв в сверхпроводимость. Ж. «Техника молодежи», 1987, №7 - С.2-5, с.5) при повышенной силе тока, подаваемого от внешнего источника, но тут же восстанавливают эффект после прекращения протекания тока, т.е. имеется предельная величина импульса тока (J1 на фиг.2), которая ограничивает предел тока и не позволяет развиться короткому замыканию, опасному для электрохимической размерной обработки. Это устраняет необходимость в создании дорогостоящих устройств для предотвращения коротких замыканий и блоков для формирования импульсов тока, удешевляет источники тока и снижает затраты на эксплуатацию оборудования.

Пример использования

Электрод-инструмент выполняют (полностью или частично) из высокотемпературной оксидной керамики, например YBa2Cu3O7 (иттрий, барий, медь, кислород), имеющей температуру появления эффекта сверхпроводимости на 100 К выше абсолютного нуля и получаемой путем спекания из смеси Y2О3+ВаСО3+Сu2О. Электрод-инструмент имеет рабочую часть в форме обрабатываемого контура и устанавливается совместно с деталью на станок для электрохимической обработки, например СЭХО 901. Через зазор между электродом-инструментом и зоной обработки детали прокачивают электролит (в ряде случаев, например при обработке с неподвижными электродами или при мелком маркировании, прокачка может отсутствовать).

Из сосуда с жидким азотом на электрод-инструмент и деталь подают жидкий азот до появления эффекта сверхпроводимости, регистрируемого осциллографом. С возрастанием силы тока эффект сверхпроводимости и ток прекращаются, но сразу же возобновляются, образуя импульсную подачу постоянного тока от источника на электрод-инструмент и деталь. Регулятором силы тока устанавливают предельную величину силы тока, обеспечивающую требуемую частоту следования импульсов.

В рассматриваемом примере выполнялась пришивка в деталях из стали ОХН3МФА отверстий диаметром 0,5 мм на глубину 0,3 мм. Расход жидкого азота составляет около 1 л в минуту. Напряжение от источника постоянного тока составляло 18 В. Деталь помещали в ванну с принудительной прокачкой через межэлектродный зазор электролита (10% раствор хлористого натрия) со скоростью 1,5-2 м/с. При токе 4 А частота следования импульсов составляла 0,2-0,5 Гц, что необходимо для точной электрохимической обработки. Время прошивки отверстия не превышает 1 с, что на несколько порядков ниже, чем при базовых процессах, а структура источника питания упростилась в несколько раз.

Способ формирования импульсов тока при электрохимической обработке детали, отличающийся тем, что в среду жидкого азота помещают обрабатываемую деталь и электрод-инструмент из высокотемпературной оксидной керамики, обладающей эффектом сверхпроводимости тока, охлаждают до появления эффекта сверхпроводимости, затем подают постоянный ток на электрод-инструмент и обрабатываемую деталь и регулируют частоту следования импульсов с помощью регулятора силы тока.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электроэрозионной обработке, в частности к генерации рабочих импульсов для электроэрозионного станка. .

Изобретение относится к электрофизическим и электрохимическим методам обработки. .

Изобретение относится к станкостроению, в частности к управлению процессом обработки на электроэрозионных вырезных станках. .

Изобретение относится к электрофизическим и электрохимическим методам обработки, в частности к способу электроэрозионной обработки непрофилированным электродом-проволокой.

Изобретение относится к электроэрозионной обработке и может быть использовано в конструкциях генераторов рабочих импульсов для электроэрозионного станка. Генератор содержит последовательно соединенные задающую схему управления для выработки последовательных импульсов, импульсный трансформатор и корректирующую цепь, выполненную в виде последовательно включенных постоянного резистора и активного элемента с управляемой проводимостью в виде транзистора, параллельно которым подключена индуктивность, при этом один из концов вторичной обмотки импульсного трансформатора соединен с одним из концов корректирующей цепи, которые выполнены с возможностью подключения к электроэрозионному электроду, а другие концы упомянутых вторичной обмотки и корректирующей цепи подключены к заземлению. Другой конец постоянного резистора и один из концов индуктивности соединены с одним из концов вторичной обмотки импульсного трансформатора, а другой конец индуктивности и один из выводов транзистора соединены с заземлением. Кроме того, генератор снабжен соответствующими элементами гальванической развязки с возможностью подключения через них к ЧПУ станка. Использование изобретения позволяет повысить качество обработки деталей. 1 ил.

Изобретение относится к электроэрозионной обработке на автоматизированном вырезном станке с системой ЧПУ. В способе контролируют механические вибрации на приспособлении для крепления заготовки при ее обработке проволочным электродом-инструментом, причем из сигнала вибрации выделяют эффективные значения в низкочастотном и высокочастотном диапазонах, а также контролируют сигнал тока, подводимого к электроду-инструменту, выделяют из сигнала тока эффективные значения в частотных диапазонах, совпадающих с высокочастотным и низкочастотным диапазонами вибраций упругой системы станка. Вычисляют низкочастотный и высокочастотный параметры в виде отношений эффективных значений вибраций упругой системы станка и тока соответственно в низкочастотном и высокочастотном диапазонах, сравнивают отношение низкочастотного параметра к высокочастотному с установленным экспериментально пороговым значением и при превышении текущим значением отношения упомянутых параметров установленного порогового значения изменяют режимы обработки в сторону уменьшения отношения низкочастотного параметра к высокочастотному. Технический результат - повышение надежности процесса электроэрозионной обработки. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к электрофизическим и электрохимическим методам обработки. Способ включает электроэрозионную обработку заготовки детали проволочным электродом-инструментом, при которой контролируют вибрации на приспособлении для крепления заготовки, причем из сигнала вибраций выделяют эффективные значения в высокочастотном диапазоне и сравнивают их с пороговым значением вибраций. В способе дополнительно контролируют эффективные значения сигналов разрядного тока и сравнивают их с пороговым значением тока, определяемым как Iп=k×Iкз, где Iкз - эффективное значение тока короткого замыкания, при котором разряды переходят в дугу, k - коэффициент запаса, k=0,7-0,9, а пороговое значение вибраций соответствует значению, превышающему в 1,4-2,0 раза эффективное значение вибраций во фрикционном контакте электрода-инструмента и детали. Причем при одновременном падении эффективного значения сигнала вибраций ниже порогового значения вибраций и превышении эффективным значением сигнала разрядного тока порогового значения тока выключают подачу тока и отводят электрод-инструмент от детали. Изобретение обеспечивает эффективное выявление моментов возникновения коротких замыканий, а также позволяет предотвратить повышение нагрева заготовки и электрода-инструмента и обрыв электрода-инструмента. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при обработке деталей из материалов с анизотропной проводимостью, в частности прессованных деталей из металлических порошков и гранул. В способе перед началом обработки деталь устанавливают с расположением вектора направления ее прессования параллельно электроду-проволоке, устанавливают напряжение для источника технологического тока, далее перемещают электрод-проволоку до плотного соприкосновения с деталью по всей длине обработки, измеряют силу тока, проходящего через электрод-проволоку на данном участке обработки детали, после чего отводят электрод-проволоку от детали и обрабатывают электродом-проволокой первый участок детали при величине установленного напряжения. Затем подводят электрод-проволоку к следующему обрабатываемому участку детали, на котором при плотном соприкосновении электрода-проволоки с деталью регулируют силу тока до достижения величины тока, используемого при обработке первого участка, корректируют величину тока путем ее изменения на величину соотношения длин на обрабатываемом и первом участках детали, измеряют напряжение на электродах, далее полученную величину напряжения передают на источник технологического тока и производят при этом напряжении обработку электродом-проволокой очередного участка детали. Устройство содержит электрод-проволоку, источник технологического тока, измеритель напряжения между опорами электрода-проволоки, служащими для торможения и натяжения электрода-проволоки при ее перемотке, и измеритель силы тока, проходящего через электрод-проволоку. Причем устройство снабжено регулятором напряжения, связанным с регулятором силы тока источником технологического тока, датчиком положения оси электрода-проволоки относительно положения детали и указателем длины обрабатываемого участка детали. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области электрохимической обработки и может быть использовано для прорезки узких криволинейных пазов и щелей в деталях из высокопрочных сталей и сплавов. В способе электрохимическую обработку осуществляют многокоординатным перемещением в несколько последовательных переходов вращающимся электродом-инструментом, выполненным в виде закрепленной с обоих концов длинной упругой пластины постоянного поперечного сечения с существенно различным соотношением габаритных размеров в направлении осей симметрии, вращающихся вокруг продольной оси. При этом в способе первый переход может быть осуществлен на постоянном напряжении, при этом оси начального и конечного одноименных поперечных сечений пластины повернуты относительно друг друга, вокруг продольной оси, на определенный угол сдвига γ, обеспечивая создание винтовой закрутки электрода-инструмента. Также первый переход может быть осуществлен на импульсном напряжении, без предварительной закрутки пластины при угле сдвига γ=0, при этом изменяют фазу включения импульса напряжения или группы импульсов напряжения в каждом обороте электрода-инструмента в зависимости от направления вектора подачи, обеспечивая включение импульса или группы импульсов в момент, когда ось симметрии, параллельная длинной стороне поперечного сечения электрода-инструмента образует с вектором подачи заданный угол ϕ, меньший 90 градусов, а выключают напряжение после поворота электрода-инструмента на угол 2ϕ от момента включения. Причем последующие переходы осуществляют в пазе, предварительно полученном на первом переходе, при этом импульсы напряжения подают синхронно с вращением электрода-инструмента, но со смещением фазы включения импульса и фазы выключения импульса на 90 градусов относительно вектора скорости подачи в направлении к обрабатываемой начисто поверхности паза. Технический результат: обеспечение большой глубины прорезаемого паза, возможность сложноконтурной вырезки с переменными углами наклона образующей. 4 н. и 22 з.п. ф-лы, 11 ил., 1 пр.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2012-06-27 2013-03-19T17:28:10
Наверх