способ струйной электрохимической обработки

Формула изобретения

Способ струйной электрохимической обработки металлических материалов, включающий электрохимическую обработку металлической детали при подаче струи жидкости с пористыми токопроводящими гранулами, которые предварительно насыщают газом, отличающийся тем, что пористые токопроводящие гранулы предварительно насыщают газообразными продуктами электрохимической реакции при перемещении упомянутых гранул в жидкости под давлением по каналу катода, внутри которого также расположен анод, покрытый сетчатым диэлектриком, при этом время насыщения пористых токопроводящих гранул регулируют изменением давления жидкости на входе в упомянутый канал.

Описание изобретения к патенту

Способ относится к области машиностроения и может быть использован для струйной электрохимической обработки труднодоступных участков деталей из металлических материалов.

Известен способ комбинированной обработки с применением наполнителей в виде шаровидных гранул [Патент 2072281 "Гранула наполнителя для комбинированной обработки" / Смоленцев В.П., Болдырев А.И., Кузовкин А.В. Бюл. изобр. № 3, 1997], 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 требуются повышенные энергозатраты при высоких напряжениях на электродах и низкая производительность в условиях удаления обрабатываемого участка от сопла из-за стекания заряда с гранул при малой скорости их транспортировки.

Наиболее близким является способ электрохимической размерной обработки [Патент 2247635 "Способ электрохимической размерной обработки" / Смоленцев В.П., Смоленцев Е.В. Бюл. изобр. № 7, 2005], по которому для снижения сопротивления при движении твердых токопроводящих гранул в жидкой среде их насыщают газом.

Недостатком способа являются повышенные энергозатраты на насыщение гранул газообразными продуктами от внешнего источника, усложнение конструкции и стоимости операции.

Изобретение направлено на упрощение и удешевление процесса за счет использования для насыщения продуктов реакции при обработке деталей по предлагаемому способу и снижение энергозатрат на образование и подачу газа к гранулам.

Это достигается тем, что пористые токопроводящие гранулы предварительно насыщают газообразными продуктами электрохимической реакции при перемещении упомянутых гранул в жидкости под давлением по каналу катода, внутри которого также расположен анод, покрытый сетчатым диэлектриком, при этом время насыщения пористых токопроводящих гранул регулируют изменением давления жидкости на входе в канал.

На фиг.1 показана схема обработки.

Токопроводящие пористые гранулы 1 в рабочей жидкости 2 перемещают под регулируемым давлением по токопроводящему каналу 3, подключенному к положительному полюсу источника тока низкого напряжения 4. Внутри канала 3 на равноудаленном от стенок канала расстоянии расположен цилиндрический электрод 5, подключенный к отрицательному полюсу источника тока низкого напряжения 4. Электрод 5 покрыт сетчатым диэлектриком 6, предотвращающим соприкосновение пористых токопроводящих гранул 1 с электродом 5. Канал 3 через диэлектрическую вставку 7 соединен с соплом 8, подключенным к отрицательному полюсу источника тока высокого напряжения 9. Заготовка 10 подключена к положительному полюсу источника тока высокого напряжения 9. Длину канала 3 и электрода 5 выбирают из условия обеспечения необходимого количества времени для перемещения гранул до образования на токопроводящих гранулах сплошного слоя газа 11 в виде оболочки.

Способ реализуется следующим образом.

При прохождении тока от источника тока низкого напряжения 4 между электродом 5 и каналом 3 через пористые токопроводящие гранулы 1 и рабочую жидкость 2 происходит электрохимическая реакция с выделением большого количества газа 11. Время выделения газов зависит от скорости перемещения гранул 1 в жидкости 2 через канал 3. Скорость регулируют давлением подачи смеси гранул 1 в жидкости 2 до получения на гранулах 1 сплошной оболочки газа 11. Выделившийся газ 11 насыщает пористые гранулы 1, образуя на них газовую оболочку. После чего токопроводящие гранулы 1 в рабочей жидкости 2 перемещают через сопло 8, где токопроводящие гранулы 1 заряжаются отрицательно. Образование газовой оболочки за счет выделения газа 11 из пористых гранул 1 резко снижает сопротивление движению токопроводящих гранул 1 в жидкости 2 к заготовке 10, за счет чего снижаются потери заряда во время транспортировки гранул 1. Снижение сопротивления движения гранул 1 увеличивает интенсивность съема припуска с заготовки 10, снижает затраты энергии на процесс, упрощает и удешевляет конструкцию установки и оснастки.

Пример осуществления способа.

По предлагаемому способу обрабатывают полости глубиной 18 мм в алюминиевых листах. Рабочая среда - пористые токопроводящие гранулы 1 (фиг.1) из порошка X9 в форме спрессованных шаров диаметром приблизительно 0,3 мм в жидкой среде - промышленной воде с соотношением гранул к жидкости 1:1. Давление рабочей среды - 6,2 МПа. Расстояние от сопла до обрабатываемого материала - 5 мм. Площадь пятна в месте воздействия гранул с заготовкой - 2,5-3 мм². Напряжение на зажимах источника тока низкого напряжения - 12 В. Напряжение на зажимах источника тока высокого напряжения - 400 В. Длина канала 3 и электрода 5-50 мм. Длина канала сопла - 50 мм. Время обработки полости снизилось с 8 до 2 минут по сравнению с обработкой гранулами без газовой оболочки, шероховатость поверхности в обоих случаях одинакова. Источник сжатого газа (воздуха) в предлагаемом способе отсутствует, что снижает энергозатраты на операцию в 2,1-2,3 раза, упрощается конструкция установки, стоимость которой снижается на 30-35%.