Устройство для электрополированиявнутренней поверхности деталейтипа колец
О П И С А Н И Е (ii!8276I9
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Союз Советских
Социалистическщ
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (б1) Дополнительное и авт. свил-ву (22) Заявлено 26.06.79 (21) 2786019/22-02 (51) М. Кл.
С 25F 7/00 с присоединением заявки №
Государственный комитет (23) (1рпорптст (43) Опубликовано 07.05.81. Бюллетень № 17 (53) УДК. 621.357.8 (088.8) ло делам изобретений и открытий (45) Дата опуб., (72) Авторы изобретения
А. М. Фили (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОПОЛИРОВАНИЯ
ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ДЕТАЛЕЙ ТИПА КОЛЕЦ
Изобретение относится к электрохимической обработке, в частности, к полированию металлоизделий кольцеобразной формы, например дорожек качения наружных колец микроподшипников.
В производстве микроподшипников финишная обработка дорожек качения колец механическим полированием представляет существенную проблему в связи с высокой трудоемкостью процесса.
Дополнительные трудности возникают при последующей очистке колец от полировальных паст. Более перспективной финишной операцией является электрохпмическое полирование, отличающееся простотой управления процессом, высокой производительностью и оказывающее благоприятное влияние на эксплуатационные характеристики деталей, благодаря устранению поверхностного дефектного слоя.
Дополнительное повышение качества деталей происходит за счет обеспечения возможности отбраковки деталей с дефектами в виде микротрещин и крупных неметаллических включений, которые при применении механического полирования оказываются
«заполированными».
Осуществление процесса злеKTpoIIQ;IHpoвания наружных колец микроподшипников сопряжено с рядом трудностей: с сохраненпем геометрической точности дорожек качения, что обусловливает необходимость минимального съема металла; с обеспечением шероховатости поверхности R,=
5 =0,25 —:0,4 мкм на дисперсионно-твердеющем сплаве 40ХНЮ-ВИ, из которого изготавливаются детали микроподшипников, обладающем высокой электрохимпческой неоднородностью, и, наконец, с технологпче10 скими трудностями, вызванными миниатюрными размерами деталей, Для обеспечения одновременной обработки нескольких наружных микроколец последние размещаются в приспособлении то15 рец к торцу, образуя сложнопрофильный канал малого диаметра. Наименьший диаметр от 1,44 <о 2,34 мм в зависимости от типоразмера колец.
Для анодной обработки внутренних поверхностей известны устройства, в которых като,< в виде стержня или проволоки центрируется по отношению к сечению пздслпя (1) .
Поскольку прп такой схеме обработки объемная плотность тока достигает значений, на несколько порядков превышающих обычно применяемых в электрополпровании, что сопровождается выделением большого количества тепла, то электролит про30 качивают через межэлектродный зазор.
827Я В
<. корость прокачки i:; >и этом, с одной стоpoll ы, ",Огlж!13 б l>lòl>,".()c Гато Iноl.;\ IH стаои,IИЗЯЦИИ ТСI;, !(,!IOÃO Рс;.Ii >lail ПРОЦСССЯ f13 НС00ходимом ) p()rlllc, fr (.!р ГОЙ вЂ” IIP. быть слишком большой, ITO(.ы нс выйти из облас> :! э, Ici;TpOIlo.lfipOB. llilH, тяк кяк механизм
Э;>СКТРОXПМII IССКОГÎ 110, 1ИРОBЯН!!SI ООУС;!OBIcII диффузионными процессами в прианодПой ЗОПС И 11P II ОО l l>lil011 CICOPOC ПСРСМЕшивания, вследствие нарушения структуры диффузиош!ого слоя, Я.Icктрох)! !И <ссK01 по llip0133«!IH li(. !IHCТ) r!3CT. П(>вышсппем и IOTIIOcTI! тока зто !!Яруп>ение может быть устранено, одн;1 0 с рос!0 тока 0 ri>0«pciieHii0 повышается и температура в межэлектродном зазоре, ITO вынуждает вновь увеличивать скорость протока и т. д.
1 аким образом, определенной плотности тока соответствуют oiipc,(СГ!енные границы для скорости протока электролита.
1О
)5
>5
f)0
При электрополировании в протоке необходпь!о также Учитывать время индукционного периода (вре1!я до начала электрохиifff«ecK0co полирования). Известно, что процесс электрополирования в электролите начинается «е сразу, ему предшествует стадия электротравления. Прп этом в прианÎдном слÎс электролита накапливаются продукты растворения, формирующие необхид>!мые диффузионные условия для процесса электрополирования. Длительность индукционного периода зависит от состава электролита, полируемого материала, режима электрополирования и составляет от долей секунды до десятков секунд. В условиях протока наличие индукционного периода приводит к тому, что поверхность канала со стороны вво;(а электролита не полируется. Это связано с тем, что образующиеся продукты растворения смы«аются электролитом и лишь на некотором расстоянии от входного отверстия концентрация их оказ I«3eTOH .1остато и!о!! для формирования необходимого диффузионного слоя.
Длина области травления зависит как от величины индукционного периода, так и от скорости протока электролита, поэтому в случае электрополирования с малыми скоростями протока при малом индукционном периоде область травления может и не наблюдаться.
В остальных же с;!у>!яях, например при электрополировании наружных колец микронодшипн:<ков, наблюдается отсутствие полирования со стороны вво.(а электролита.
Известно кагодпое устройств<> для электрохимической обработки изделий в закрытой камере с !>рокачкой электролита (2).
Однако данное устройство также не устраняет отсутствия полирования со стороны ввода электролита.
11елью изобрстсш .i я«1sfc1csi повышение кя IccTB3 полиро>>анпя и!1 1<ят!орных леталсй сложного пр(>ф !л>!.
l I0cTа«лсп >ая !>ел:, .i0<. i ill .CI(я тем, IT()
) cTp0I1cTBo,,, 1s! I l0. i «p()i3 l!i its!, (() !ср)ка !11сс систему цпрку1H!ill!i ðаст«ора, токопод«0;ill, снабжено втулкой, «ыполп ll!10i! Из материала обрабатываем()го пздс IIIH, причем длина втулки >пслеlIIIO раьч!а произведеппк) линейной скорости электролита в канале «тулки пя длительность ип )укционно«<> периода.
Таким Образом, «) «(улке фор,!Ируются псобходпмыс > c,>!0 113 фиг. 1 пзо p3)Kcíà схе»;, устройства с общим токоподво Oi»!poдольном разрезе; на фиг. 2 — схема устройства с раздельным токопо,!во )ом в продольном разрезе; на фиг. 3 — распределение продуктов анодного p3cTBopcHIIH ll0 длине кана 13. Отсутствие полирования н3 участке Π— -Lp св !зано с пониженной к(шцентрацией продуктов растворения в Ifpf!3«0;f«or(f с,п>с. Лишь по достижении пороговой концентрации Со, достаточной для образования псобхо,>имых диффузионных условий, наблю,(астся эффект электрополирования. В стационарных условиях прп за I3HHQA плотности тока д.!Нпя 00>idcTII травления L;) будет равна L, = о) „, где u — линейная скорость электролита в канале; т,.-, — время до начала электрополирования. Устройство состоит из корпуса 1, в котором выполнен канаг!.,1,стали 2 размещены r3 кассете 3, которая закрыта крышкой 4. Втулка 5 устанавливается в корпусе 1 со стороны ввода электролита. Катод 6 центрпрустся в корпусе flo оси канала. Подвод тока к Iiз:1с Ilt!o и «ту;1 кс можст осущестВляться раз;1с:и но. В этом случае изделие и «туг!Ка раз;(елены прокладкой 7. В этом случае можно устранить перераспределение тока между втулкой и полпрусмыми кольцами, вызываемое увс.>ичением ;1И Я М ЕТР Я Кана! Я ВТ >7KII i0 . >1ЕРЕ СЕ РЯСТВОрени я. ПрОвÎ;ièë0ñü электр0по.шроff ание дорожек качеlllisl наружных колец микроподIIIII ItIIHK0«Til I! 3 ЭМ7 B II«BC< TIIÎ>I СТрОНСТ«с. Диаметр,!орожки качения 1,08 мм, диаметр оортика 1,44 мм, высота кольца 0,8 мAI. Количество колец в кассете 15 шт. Линейная скорость протока электролита 20 мм))c. Плотность тока 1 Л, см . Длительность — 30 с. По окончании процесса обнаружено, что Hà пяти Koльцах со стороны ввода электролита эффект полирования либо вовсе отсутствовал (крайние кольца), либо был не;I О СТ(1 ТО 1Н Ы М, 827619 Длительность индукционного периода процесса электрополирования, рассчитанная по формуле, в данном случае составляет = — о= — =02 с. 1о 4 5 ш 20 L, =5X08=4 мм, Проводилось электрополирование дорожек качения наружных колец микропод- 10 шипников типа ЭМ7 в предлагаемом устройстве. Количество колец в кассете— 15 шт. Линейная скорость протока электролита 40 мм/с. Диаметр втулки 1 4 мм. Длина втулки рассчитывалась по формуле 15 L = „в=02 40=8 мм. Плотность тока 1 А/см . Длительность— 30 с. Контроль поверхности после окончания процесса показал, что все кольца отполированы с необходимым качеством. Предлагаемое устройство, обеспечивая требуемое качество электрополирования дорожек качения наружных колец подшип- 25 ников, исключило отсутствие эффекта полирования колец со стороны ввода электролита и явилось базовым для разработки гаммы устройств для электрохимического полирования дорожек качения наружных gp колец подшипников различного типоразмера. Создание данного устройства позволило разработать технологический процесс электрохимического полирования дорожек качения колец, применение которого повысило производительность труда в 5 раз при одновременном повышении качества и надежности микроподшипников. Формула изобретения Устройство для электрополирования внутренней поверхности деталей типа колец, содержащее корпус, систему циркуляции раствора, токоподводы, отл и ч а ю щее с я тем, что, с целью повышения качества обработки, оно снабжено втулкой, выполненной из материала обрабатываемого изделия, причем длина втулки определена по формуле 0 П э где Lp — длина втулки; т — длительность индукционного периода; в — линейная скорость электролита во втулке. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Грилихес С. Я. Электрохимическое полирование, Л., 1976, с. 188. 2. Авторское свидетельство СССР № 195820, кл. С 25D 17/02, 1967. 827619 <с С Хо а еютро гния npodgsmo8 рас лУорсныа Составитель А. Пятибратов Редактор Е. Братчикова Текред Л. Куклина Коррсктор 3. Тарасова Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ 737/8 Изд. № 301 Тиран 712 Подписное НПО «Поиск» Государственного когиитста СССР но делана изобретений и открытии 113035, Москва, К-35, Раушс ая наб, д. 4 5
