Способ электрохимической размерной обработки и устройство для его осуществления

 

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистическик

Реслублнк (ii 979() 54 (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 17.12.80 (21) 3219046/25-08 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 07.12.82, Бюллетень №45

Дата опубликования описания 07.12.82 (5! )М. Кл.

В гЗ Р 1(04

Ркударстеенный комнтет

СССР аа делам нзабретеннй и открытнй (53) УДК 621 9 .048.4.06 (088.8) В.А. Разоренов, В.A. Гастев, В.А. Миронов и Б.В. Кашпирев

Ф

Тульский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (72) Авторы изобретения (7I ) Заявитель (54 ) СПОСОБ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ РАЗМЕРНОЙ ОБРАБОТКИ

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к электрохимической размерной обработке и может быть использовано для обработки поверхностей сложной конфигурации из труднообрабатываемых механическими способами металлов.

Известен способ электрохимической размерной обработки, согласно которому регулирование межэлектродного зазора ведут путем периодического сбли- 1о жения электродов до касания при отсутствии технологического тока, установки сначала рабочего межэлектродного зазора, а затем промывочного зазора и включения при достижении установлен-1 ного межэлектродного зазора технологического тока,.а формообразование ведут при движении электрода-инструмента от изделия (1 ). .Основными недостатками способа яв- 2î ляется трудность фиксации момента касания электродов рабочими поверхностями, особенно при работе в пассивирующих электролитах и при обработке

2 больших площадей, а также то, что обрабатываемая поверхность, от которой устанавливают величину зазора, меняет свои координаты в каждом цикле обработки и для реализации способа необходима сложная система сложения, которая вносит погрешность при установке зазора и ограничивает его минималь" ную величину, что снижает точность обработки.

Для реализации известного способа используют устройство, позволяющее получить любой закон изменения межэлектродного зазора и содержащее электрогидравлический следящий привод, состоящий из задающего механизма, гидро" усилителя и передаточного механиз- . ма (2).

Основным недостатком устройства является его сложность, а также высокая погрешность установки межэлектродного зазора.

Наиболее близким к изобретению является устройство, содержащее смонти979064 роээнные на станине подвижный в нап" раэлении подачи электродов электрододео"::а--..-тель с закрепленным на нем электродом, стол с установленным на нем упругим электродом и командный блок, содержащий спрофилированный в соответствии с требуемым законом изменения межзлектродного зазора кулачок, пос- тоянно контактирующий с одним из электродоа и управляющий включением тех" 1О нологического тока (3 ).

Основным недостатком устройства является отсутствие возможности контроля положения постоянно меняющей свои координаты а каждом цикле обработки 15 обпабатываемой поверхности.

Иелью изобретения является создание способа электрохимической размерной обработки и устройства для его осуществления, обеспечивающих повышение точности обработки при одновременном упрощении конструкции устройства, благодаря уменьшению погрешности установки межэлектродного зазора, образующейся иэ-эа изменения в процессе обработки координат обрабатываемой поверхности.

Поставленная цель достигается тем, что рабочий межзлектродный зазор устанавливают от заранее заданной перпенд 1кулярно направлению подачи контрольной плоскости при совпадении с ней, выполненной на одном из электродов контрольной отметки и соприкасающи> ся рабочими поверхностями электро35 дах, для чего один из электродов фиксируют, а другой отводят на требуемый за,"-ор, причем касание электродов можно огуществить как в момент совпадения контрольной отметки с контрольной

46 плос,остью, так и до этого момента, в последнем случае после касания оба электрода совместно перемещают до совпадения контрольной отметки с контрольной плоскостью, а в устройстве, 45 позволяющем реализовать способ и содержащем смонтированные на станине подвижный в направлении подачи электродов электрододержатель с закрепленным на ней электродом, стол с установленным на нем другим электродом и командный блок, содержащий спрофилированный в соответствии с требуемым законом изменения межзлектродного зазора кулачок, постоянно контактирующий с одним из электродов и управляющий включением технологического тока, электрододержатель выполнен подпружине;- ным в направлении стола и снабжен смонтированным на станине управляемым от командного блока зажимным механизмом, а стол также выполнен подвижным в направлении подачи электродов и постоянно подпружинен к кулачку командного блока.

На фиг. 1 представлены функции времени; на фиг. 2 - кинематическая схема устройства; на фиг. 3 — профиль кулачка; на фиг. 4 — профиль кулачка, совершающего возвратно-поступательные перемещения.

A= f(4 ) - закон перемещения заданной на электроде (например, детали ) контрольной точки (линии );

C= fH, - закон перемещения второт го электрода (например, инструмента );

S= f(<) - требуемый закон изменения межэлектродного зазора:

I= 1() - график подачи импульсов технологического тока;

Ь -,толщина съема материала за один цикл обработки.

На графике A= 74,) из точки В пунктирной линией показан след заранее заданной перпендикулярно направлению подачи плоскости, от которой устанавливают требуемую величину зазора.

В момент времени 10 электроды касаются рабочими поверхностями и начинают перемещаться в одном направлении.

В момент времени „, когда контрольная отметка, точка или линия на детали совпадает с заранее заданной перпендикулярно направлению подачи плоскостью, от которой устанавливается зазор, электрод-инструмент фиксируют (внутри периода „-1 ), а деталь отводят на заданный межэлектродный зазор So „ при достижении которого в момент включают импульс технологического тока длительностью С -1 . Затем ,деталь начинают отводить (момент времени 4< ) на величину зазора Spp при котором происходит промывка межэлектродного промежутка за период времени 1 - 1 . После этого в момент времени зафиксированный электрод освоо бождают, а электроды перемещаются навстречу друг другу до касания рабочиI ми поверхностями (момент 1 ). Касающиеся электроды перемещаются в одном направлении и когда контрольная точка на электроде, в данном примере на детали, совпадает с заданной перпендикулярно направлению подачи плоскостью, от которой устанавливается зазор, элекВ момент времени - на кулачке 5 опять спад профиля, величина которого такова, что в момент времени -Е между электродами уста навливается зазор 5„Р, 5 97906 трод-инструмент фиксируют (момент времени 1 ), и цикл повторяется.

Зафиксированный электрод можно освобождать не только с момента времени 4.о, но и с момента „, когда контрольная отметка на детали совпадает с заданной перпендикулярно направлению подачи плоскостью, а после касания электродов рабочими поверхностями его снова фиксируют (период 4 - Q) 10 а другой электрод с момента Ь отводят на требуемый зазор. В этом случае нет необходимости в совместном перемещении касающихся электродов, но несколько увеличивается длительность еди- 15 ничного цикла.

Предлагаемый способ электрохимической размерной обработки можно использовать не только для описанного единичного цикла обработки, но и для дру-20 гих циклов, где обработку производят при заданном рабочем межэлектродном зазоре, например, для цикла, в котором после касания электроды разводят сначала на промывочный зазор, а после 25 устанавливают рабочий зазор, а также для цикла, в котором нет установки между электродами промывочного зазора, а технологический ток включают при достижении заданного рабочего за- 30 зора.

При обработке описанным способом полости типа "карман" длиной =60 мм, шириной 0=20 мм и глубиной 1=20 мм точность обработки на эти размеры со- 35 ставила 5 =+0,03 мм, а шероховатость поверхности ч - 0,16.

Использовались следующие режимы обработки.

Материал детали сталь ЭИ 968

Материал инструмента медь М2

Напряжение, 8 18

Сила тока, А 1000

Электролит 15/ tlaС1+3r, йаМО

Рабочий зазор, мм 0,01

Частота импульсов технологического тока, Гц 150

Время обработки, мин 25.

Устройство для электрохимической размерной обработки включает в себя электрод-инструмент 1, деталь 2, электрододержатель 3, подвижный стол 4, кулачок 5, фиксирующие зажимы 6, направляющие 7, пружину 8 для поджатия стола 4 к кулачку 5, пружину 9, воз55 действующую на электрододержатель 3 для обеспечения надежного контакта электродов при установке зазора, редуктор 10, электродвигатель 11 и муфты 12.

4 6

На рабочем профиле кулачка 5 (см. фиг. 3) имеется уровень, от которого задана величина зазора S, при достижении которого включают технологический ток, и величина зазора 5„, при котором осуществляют промывку межэлектродного промежутка. 8 момент времени, когда нижняя точка (контрольная точка ) подвижного стола, которая касается кулачка 5, совпадает с этим уровнем при касающихся рабочими поверхностями электродах, электрододержатель

3 с закрепленным на нем электродоминструментом 1 фиксируют, а стол 4 с установленной на нем деталью 2 в соответствии с профилем кулачка 5 отводят на заданный зазор. В момент фиксации контрольная точка на подвижном столе и уровень на кулачке 5 находятся в заранее заданной плоскости, перпенди" кулярной направлению подачи.

8 данном устройстве вращение от электродвигателя 11 через муфту 12 и редуктор 10 передается кулачку 5, который преобразует вращательное движение в возвратно-поступательное и передает его столу 4 с установленной на нем деталью 2 и электроду-инструменту 1, закрепленному на электрододержателе 3, перемещающемуся в направляющих 7.

В момент времени (см. фиг. 1) под действием кулачка 5 стол 4 с деталью 2 и касающимся детали электродом-инструментом 1, закрепленным на электрододержателе 3, начинают перемещаться в одном направлении. В момент времени Ь, когда контрольная точка стола 4 касается уровня на рабочем профиле кулачка 5, от которого задана величина зазора, дается команда фиксирующим зажимам 6 на остановку электрододержателя 3 и его фиксируют (внутри периода t, 4>). После фикса- . ции на кулачке начинается спад профиJlR и деталь 2 опускается (момент времени 4 ). Спад профиля имеет такую величину, что в момент 6 между электродами устанавливается зазор S, после чего подают импульс технологического тока (период $ - ). За это время зазор между электродами не меняется, что обеспечивается профилем кулачка или его остановкой.

979064 при достижении которого осуществляет ся обновление электролита в межэлектродном промежутке. Зазор за период промывки Ь - 10 не меняется, В момент времени и с, подается коман- да фиксирующим зажимам 6 на освобождение электрододержателя 3, вследствие чего электрод-инструмент под действием собственного веса и пружины 9 начинает перемещаться. Навстречу ему >О вследствие подъема профиля кулачка 5 перемещается деталь 2. После качания электродов рабочими поверхностями в момент времени они оба перемещаются в одном направлении, и когда конт- ls рольная точка стола совпадает с уровнем на профиле кулачка, от которого устанавливается зазор, электрододержатель 3 фиксируют (момент времени ).

Цикл повторяется. 20

Команду на освобождение электрододержателя 3 фиксирующим зажимом 6 можно подавать не только в момент времени 4;о, но и в момент времени k, когда контрольная точка стола совпадает 25 с уровнем на профиле кулачка 5, от которого устанавливают межэлектродный зазор. Электрод-инструмент.под действием собственного веса и пружины 9 переместится до касания с деталью, по-ЗО сле чего электрододержатель 3 фиксируют зажимами 6, а деталь с момента ф отводят на заданный рабочий зазор.

Изменяя профиль кулачка 5 можно реализовать и другие единичные циклы обработки, например, поменяв местами на профиле участки с радиусами R> è R (см. фиг. 3 ), можно получить единичный цикл, в котором после касания электроды разводят сначала на промывочный зазор S, а потом устанавливают между ними рабочий зазор S .

В качестве электропривода для вращения кулачка можно использовать любой тип электродвигателя: асинхрон- 4 ный, синхронный, постоянного тока и шаговый двигатель. В последнем случае при использовании шагового двигателя в сочетании с гидроусилителем моментов отпадает необходимость в применении редуктора.

Формула изобретения

1. Способ электрохимической размер, ной обработки, при котором осуществляют регулирование межэлектродного зазора путем периодического сближения электродов до касания при отсутствии технологического тока и включения техНо кулачку для реализации предложенного способа электрохимической размерной обработки можно задавать не только вращательные, но и возвратно- $5 поступательные движения. В этом случае кулачок (см. Фиг. 4) преобразует возвратно-поступательное перемещение одного направления во взаимно перпендикулярное и передает его столу.

В качестве привода такого кулачка можно использовать гидроцилиндр с электромагнитным золотником.

Использование предлагаемого способа электрохимической размерной обработки и устройства для его реализации позволяет повысить точность обработки за счет уменьшения погрешности установки межэлектродного зазора, при достижении которого включают технологический ток. При этом упрощается механизм подачи электродов с системой управления.

Это достигается за счет того, что в данном способе перпендикулярная направлению подачи плоскость, от которой устанавливают зазор, заранее задана, вследствие чего нет необходимости фиксировать момент касания электродов электрическим сигналом в зоне обработки, что уменьшает погрешность установки зазора, а также упрощает систему слежения за зазором.

Использование в устройстве кулач. ка в качестве командного устройства и фиксирующего электрододержатель зажима позволило упростить механизм подачи электродов и при этом снизить погрешность установки зазора, которая зависит только от погрешности изготовления профиля кулачка и составляет

2-4. мкм. нологического тока по достижении заданного межэлектродного рабочего зазора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности обработки, задают контрольную плоскость, перпендикулярную направлению подачи, на одном из электродов выполняют контрольную отметку, а рабочий зазор устанавливают при совпадении с контрольной плоскостью контрольной отметки и соприкасающихся рабочими поверхностями электродах путем фиксации одного иэ электродов и отвода другого электрода на рабочий зазор.

97906

2. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что обоим электродам после касания их рабочими поверхностями сообщают совместное перемещение до совпадения контрольной отметки с контрольной плоскостью, после чего один из электродов фиксируют, а другой отводят от контрольной плоскости на требуемый зазор.

3. Способ по и. 1, о т л и и а ю- 10 шийся тем, что касание электродов осуществляют при совпадении контрольной отметки с контрольной плоскостью, после чего один из электродов фиксируют, а другой отводят от контрольной 5 плоскости на требуемый зазор.

4. Устройство для электрохимической размерной обработки, содержащее смонтированные на станине подвижный в направлении подачи электродов элект-уо рододержатель с закрепленным на нем электродом, стол с установленным на нем другим электродом и командный блок, содержащий спрофилированный в

4 10 соответствии с требуемым законом изменения межэлектродного зазора кулачок, постоянно контактирующий с одним из электродов и управляющий включением технологического тока, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повыше" ния точности обработки, электрододержатель выполнен подпружиненным в направлении стола и снабжен смонтированным на станине управляемым от командного блока зажимным механизмом, а стол также выполнен подвижным в направлении подачи электродов и постоянно подпружинен к кулачку командного блока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 323243, кл. B 23 P 1/04, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

N 531707, кл. В 23 P 1/04, 1974.

3. Авторское свидетельство СССР

N 704 45, кл. B 23 P 1/00, 1977 (прототип), 979064

Фр -h, =Sg у- Ь =Акр

Составитель В. Лукьянов

Техред 3.Палий Корректор И. Коста

Редактор С. Титова

Тираж 1153 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 9477/18 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4