Способ электроискровой обработки токопроводящих поверхностей деталей

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик ()965699 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 03.02.81 (21) 3241307/25-08 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 15.10.82. Бюллетень № 38

Дата опубликования описания 25.10.82 (51) М. Кл.з

В 23 Р 1/18

Гасударственный квмнтет

СССР пв делам нзвбретеннй н открытий (53) УДК 621.9. .048.4.06 (088. 8) 1

А. Е. Гитлевич и Н. Я. Парканскир (. - - - :-! . Л т.",".,,", |

Институт прикладной физики АН Молдавской-|ЖР=— (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОИСКРОВОИ ОБРАБОТКИ

ТОКОПРОВОДЯЩИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЕТАЛЕЙ

1

Изобретение относится к электрофизическим и электрохимическим методам обработки и может быть использовано для электроискрового нанесения порошковых материалов на токопроводящие поверхности деталей.

Известен способ электроискрового нанесения покрытий на токопроводящие поверхности IlopoLUKQBbJMH материалами, подаваемыми в межэлектродный промежуток, на который накладывают дополнительное электрическое поле импульсами с частотой 5—

40 Гц (lj.

Недостатком известного способа является высокая шероховатость полученного покрытия, присущая электроискровому способу.

Локальному ухудшению качества покрытия.способствует также искрение в зоне токопровода к детали, которая в данном способе является электродом.

Для сглаживания полученного покрытия необходима его дополнительная шлифовка.

Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому результату является способ электро2 искровой обработки поверхностей токопроводящих деталей импульсами тока, включающий нанесение покрытия и последующую его шлифовку путем подачи чередующихся во времени импульсов прямой и обратной полярности на электроды, одним из которых является обрабатываемая деталь (2).

Несмотря на то, что данный способ в значительной мере позволяет улучшить качество покрытия, он обладает рядом недостатков, являющихся следствием контактного способа электроискровой обработки, а также наличием токоподводов к детали.

Контакт вибрирующего рабочего электрода с деталью приводит к деформации тонкостенных и ажурных деталей, а также к разрушению хрупких покрытий, на пример карбидных, хромовых.

В связи с тем, что шлифовка осуществляется импульсами обратной полярности при контакте электрода с деталью происходит разрушение не только микронеровностей, но и самого нанесенного слоя. При этом наблюдается перенос материала подложки на электрод. Это приводит к значительному из965699

5 0 !

30

3 менению фазового состава покрытия при прямом импульсе тока.

Происходит обогащение покрытия материалом подложки. Качество покрытия ухудшается. Локальному ухудшению качества покрытия способствует также искрение в зоне токоподвода к детали. Наличие токоподвода усложняет, а в некоторых случаях, не позволяет проводить обработку сложнопрофильных, тонкостенных деталей и непроводящих деталей с малыми проводимыми участками поверхности.

При осуществлении данного способа вязкими электродами типа ВЖЛ наблюдается схватывание электродов, что при размыкании приводит к разрушению нанесенного слоя, а также препятствует получению равномерного и сплошного покрытия.

Вибрация рабочего электрода и наличие токоподводов к покрываемой детали в значительной степени усложняют механизацию и автоматизацию процесса.

Целью изобретения является повышение качества покрытия тонкостенных, сложнопрофильных деталей, обеспечение возможности покрытия деталей из диэлектрика с малыми токопроводящими участками.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу электроискровой обработки токопроводящих поверхностей деталей деталь располагают с зазорами относительно рабочих поверхностей двух электродов, являющихся анодом и катодом, и перемещают ее так, что каждый обрабатываемый участок поверхности последовательно подвергают воздействию электроискрового разряда в зонах анода и катода, причем в зазор аноддеталь непрерывно подают наносимый материал в виде порошка, а наименьшее расстояние между электродами устанавливают больше рабочих зазоров деталь-электрод.

Использование двух электродов, расположение их с зазорами относительно детали, и задание детали перемещения обеспечивают высокое качество наносимого покрытия.

Это объясняется тем, что покрываемая деталь не является электродом, как во всех известных способах. В связи с этиМ отсутствует узел токоподвода к детали, что позволяет исключить искрение в зоне токоподвода, следовательно, исключить локальные дефекты покрытия. Отсутствие узла токоподвода позволяет также наносить покрытия на сложнопрофильные детали и детали из диэлектрика с малыми электропроводящими участками, так как довольно просто располагать деталь или отдельные ее участки относительно рабочих поверхностей электродов без специальной системы подвода тока.

Отсутствие контакта вибрирующих электродов с деталью исключает их механическое воздействие, что повышает качество нанесенного покрытия и в значительной мере исключает деформацию тонкостенных и

4 ажурных деталей, устраняет разрушение хрупких покрытий, например, из хрома. А при осуществлении операции шлифовки, благодаря зазору катод-деталь, происходит разрушение только микронеровностей, так как разряд проходит между электродом и наиболее выступающими частями микронеровностей. Следовательно, повышается качество покрытия и его фазовый состав остается постоянным, так как отсутствует перенос материала подложки на электрод, наблюдаемый в прототипе. Фазовый состав покрытия обеспечивается составом подаваемого в зазор анод-деталь порошка и в течение всего процесса остается .постоянным.

Предлагаемый способ позволяет формировать покрытия как вязкими материалами, так и на поверхностях из вязких материалов, например ВЖЛ. Отсутствие контакта электродов с покрываемой поверхностью устраняет залипание их друг с другом, что способствует сплошности и равномерности полученного покрытия.

Отсутствие вибрирующих электродов и узла токоподвода к детали облегчает в значительной степени механизацию и автоматизацию процесса. Предлагаемый способ применим для обработки деталей любой формы, так как в зависимости от формы летали и поставленной задачи, деталь располагают или между рабочими поверхностями электродов, или по одну сторону от рабочих поверхностеи электродов, и возможно как перемещение детали относительно неподвижных электродов, так и перемещение системы элект

- родов относительно детали, или их совместное перемещение, обеспечивающее последовательную обработку в зонах анода и катода. Угол наклона электродов для процесса существенного значения не имеет, а играет роль величина зазоров между каждым электродом и деталью, причем в данном случае расстояние между электродами должно быть больше чем расстояние между анодом и деталью, чтобы исключить пробой между электродами.

На фиг. 1 и 2 изображены положения обрабатываемой детали по отношению к рабочим поверхностям электродов.

Пример 1. Деталь 1 (фиг. 1) в виде полого цилиндра из стали 45 с толщиной стенок

1,5 мм помещают в межэлектродный промежуток, образованный электродами: анодом 2 и катодом 3 с зазорами относительно их рабочих поверхностей. Зазор анод-деталь 0,5—

0,7 мм, а катод-деталь — 0,3 — 0,4 мм. На электроды 3 и 2 подают напряжение U ——

= 200 В с продолжительностью импульса

300 Мкс и напряжение поджига U„д ——

= 15 КВ с частотой 30 Гц. В зазор аноддеталь подают порошковый материал 4 типа ВЖЛ.

Деталь 1 вращают и каждый участок поверхности последовательно подвергают воз965699

5 действию электроискрового разряда в зонах анода 2 и катода 3, т. е. наносят на деталь покрытие и проводят последующую шлифовку его.

Полученное покрытие обладает сплошностью 957% при высоте ми кро неровностей

R = l5 — 20 мкм. Рентгенофазовый анализ покрытия не показывает в нем присутствие материала подложки.

На поверхности полностью отсутствуют деформированные участки.

При обработке этой же детали известным 1О способом с использованием в качестве анода сплава ВЖЛ полученное покрытие обладает сплошностью 70% при высоте микронеровностей R> — — 20 — 35 мкм. Рентгенофазовый анализ показывает в покрытии присут- 5 ствие 30 — 40% материала подложки. На детали наблюдаются деформированные участки поверхности с величиной прогиба по 2 мм.

Пример 2. Деталь 1 из текстолита с участком проводимости из стали 45 площадью

0,5 см располагают с зазорами относитель- 20 но рабочих поверхностей электродов: анода

2 и катода 3 (фиг. 2). Величина зазоров такая же, что и в примере 1 и режим обработки тот же. В зазор анод-деталь подают бронзу в виде порошка. Сплошность покрытия участка — 95%. Покрыть указанный участок известным способом не удается.

Таким образом, использование предлагаемого способа обработки токопроводящих поверхностей деталей обеспечивает снижение шероховатости покрытия в 1,5 раза, высокую сплошность и равномерность покры6 тия до 95%, возможность обработки малых электропроводящих участков до 1 см деталей из диэлектрика, возможность получать качественные покрытия на тонкостенных, ажурных и сложнопрофильных деталях.

Формула изобретения

Способ электроискровой обработки токопроводящих поверхностей деталей импульсами тока, включающий нанесение покрытия и его шлифование, отличающийся тем, что, с целью повышения качества покрытия тонкостенных сложнопрофильных деталей, деталь располагают с зазорами относительно рабочих поверхностей двух электродов, являющихся анодом и катодом, и перемещают ее так, что каждый обрабатываемый участок поверхности последовательно подвергают воздействию электроискрового разряда в зонах анода и катода, причем в зазор анод-деталь непрерывно подают наносимый материал в виде порошка, а наименьшее расстояние между электродами устанавливают больше рабочих зазоров деталь-электрод.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2761781/25-08, кл. В 23 P 1/18, !979.

2. Авторское свидетельство СССР № 633703, кл. В 23 P 1/18, 1977 (прототип) .

965699

Составитель И. Малхазова

Редактор Г. Гербер ТехредА. Бойкас Корректор В. Бутяга

Заказ 7187/17 Тираж! 153 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4