способ электрохимической размерной обработки

Формула изобретения

Способ электрохимической размерной обработки несвязанными пористыми токопроводящими гранулами, заключающийся в подаче струи рабочей среды, отличающийся тем, что перед подачей в струю рабочей среды их насыщают газом до давления, не вызывающего разрушения гранул, после чего направляют в струю рабочей среды с давлением, меньшим давления насыщающего газа.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при размерной комбинированной электрообработке деталей в электролите.

Известен способ анодно-абразивной обработки [1], заключающийся в том, что вместе с электролитом в зону обработки подается токопроводящий наполнитель, который удаляет часть припуска, выносит продукты анодного растворения из зазора между инструментом и заготовкой.

Недостатками данного способа являются невозможность доставки наполнителя большого размера в зону обработки с необходимой энергией, стекание заряда во время движения гранулы, необходимость повышения напряжения на заготовке и грануле в начале движения в зону обработки.

Из известных наиболее близким является способ комбинированной обработки с применением наполнителя в виде шаровидных гранул [2], пустотелых или с пористым сердечником, что позволяет уменьшить их массу, ускорить доставку заряда от сопла до заготовки.

Недостатком данного способа является то, что для переноса электрического заряда на большие расстояния требуется повышение напряжения на электродах до опасного для обслуживающего персонала значения. Кроме того, обработка имеет низкую производительность в условиях удаления обрабатываемого участка от сопла из-за стекания заряда с гранул при малой скорости их транспортировки.

Изобретение направлено на увеличение расстояния от места подвода тока к инструменту до обрабатываемой поверхности без повышения напряжения между соплом и заготовкой и ускорение обработки удаленных участков заготовки.

Это достигается тем, что перед подачей несвязанных пористых токопроводящих гранул в струю рабочей среды их насыщают газом до давления, не вызывающего разрушения гранул, после чего направляют в струю рабочей среды с давлением меньшим давления насыщающего газа.

На чертеже показана схема обработки данного способа.

Способ реализуется следующим образом.

Пористые гранулы 1 помещают в камеру 2 для насыщения газом их поверхности (система подачи газа, например воздуха, на чертеже не показана). После этого пористые гранулы 1 подают в сопло 3, подключенное к отрицательному полюсу источника тока. В сопле 3 гранулы 1 смешиваются с потоком электролита 4, который движется со скоростью Vэ. За счет снижения внешнего давления в сопле 3 из гранулы 1 на ее поверхность выходит часть газа и образует газовую оболочку вокруг гранулы 1. По [3] образование оболочки 5 резко снижает вязкость жидкости, что ускоряет движение среды 6 к заготовке 7, за счет чего снижаются потери заряда во время транспортировки гранул, величина напряжения на сопле 3 и заготовке 7 или, при выбранном напряжении, увеличивается рабочее расстояние от сопла 3 до места обработки. За счет увеличения скорости движения гранулы возрастает интенсивность съема припуска с заготовки.

Пример конкретной реализации способа.

Заготовку в форме патрубка поршневого двигателя из материала 12Х18Н9Т с площадью внутренней поверхности 282 см² и с исходной шероховатостью Ra=5 мкм обрабатывают гранулами 1 из порошка Х9 в форме спрессованных шаров диаметром приблизительно 4, 8 и 6 мм в сочетании 1:1. Пористость шаров около 40-42% (по удельной массе). Расстояние от сопла 3 до поверхности заготовки составляет до 108 мм. Гранулы помещают в камеру, куда под давлением около 1-1,2 МПа из баллона подают сжатый воздух, который насыщает пористые гранулы и вытесняет их в поток электролита. Давление в потоке равно примерно 0,4-0,5 МПа. На сопло и заготовку подают напряжение 60 В, площадь пятна в месте воздействия гранул на заготовку составляет около 8 см², перемещение потока выполняется по обрабатываемой поверхности со скоростью 3,5-3,7 см/мин. Через 9 минут шероховатость всей внутренней поверхности снизилась до Rа=0,63 мкм, что отвечает техническим условиям чертежа.

Ранее снижение шероховатости от Rа=5 мкм до Ra=0,63 на участках, удаленных от сопла на расстояние более 70 мм, могло быть получено при напряжении не ниже 90 В и за время 23-25 минут.

Источники информации

1. Электрофизические и электрохимические методы обработки материалов В 2 т./ Артамонов Б.А., Волков Ю.С., Дрожалова В.И. и др; Под ред. В.П.Смоленцева. - М.: Высшая школа, 1983, Т.2.- с.146

2. Патент 2072281 “Гранула наполнителя для комбинированной обработки” / Смоленцев В.П., Болдырев А.И., Кузовкин А.В. Бюл. изобр. №3, 1997.

3. Гидродинамическая неустойчивость / Перевод с английского А.С.Монина. М.: Мир,1964. С.92-93.