[go: up one dir, main page]

RU2543158C2 - Electrochemical processing of metal parts in working variable-conductivity medium and device to this end - Google Patents

Electrochemical processing of metal parts in working variable-conductivity medium and device to this end Download PDF

Info

Publication number
RU2543158C2
RU2543158C2 RU2012154162/02A RU2012154162A RU2543158C2 RU 2543158 C2 RU2543158 C2 RU 2543158C2 RU 2012154162/02 A RU2012154162/02 A RU 2012154162/02A RU 2012154162 A RU2012154162 A RU 2012154162A RU 2543158 C2 RU2543158 C2 RU 2543158C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
working medium
temperature
electrode
tool
current
Prior art date
Application number
RU2012154162/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012154162A (en
Inventor
Владислав Павлович Смоленцев
Юрий Владимирович Шаров
Наталья Владимировна Пишкова
Алексей Александрович Клименченков
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет"
Priority to RU2012154162/02A priority Critical patent/RU2543158C2/en
Publication of RU2012154162A publication Critical patent/RU2012154162A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2543158C2 publication Critical patent/RU2543158C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)

Abstract

FIELD: process engineering.
SUBSTANCE: invention relates to electrochemical processing of metal parts in variable-conductivity working medium. First, electric discharge gap is filled with working medium to feed current pulse to tool electrode and part to make working fluid temperature reach the conductivity threshold. Working fluid is pumped in electric discharge gap at feed of current pulses to electrode and part at frequency inversely proportional to positive gradient between working temperature and working medium conductivity threshold temperature. Device comprises tool electrode, temperature transducer arranged in working medium and two current sources connected in parallel to part and tool electrode. One of said sources is a pulse current source connected with current pulse frequency regulator to be controlled by temperature transducer signals. Valve designed to control working fluid feed to processing zone by temperature regulator in response to temperature transducer signals is arranged at electric discharge gap outlet between tool electrode and part.
EFFECT: simplified temperature control at electrochemical processing.
2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при электрохимической размерной обработке металлических деталей, например объемном формообразовании участков облегчений в корпусных деталях двигателей летательных аппаратов.The invention relates to the field of engineering and can be used in electrochemical dimensional processing of metal parts, for example, volumetric shaping of relief sections in the hull parts of aircraft engines.

Известен способ [1] электрохимической обработки по авторскому свидетельству 778981, где с целью повышения производительности обработки используют подогрев электролита импульсным током.The known method [1] of electrochemical processing according to the author's certificate 778981, where in order to increase the processing performance, the electrolyte is heated by pulse current.

Указанный способ не позволяет управлять проводимостью электролитов с переменной проводимостью, т.к. в нем не контролируется изменение температуры электролита относительно порога проводимости.The specified method does not allow to control the conductivity of electrolytes with variable conductivity, because it does not control the change in electrolyte temperature relative to the threshold of conductivity.

Известен электрод-инструмент [2] по авторскому свидетельству 831484, включающий токопровод, расположенный параллельно рабочей поверхности инструмента.Known electrode tool [2] according to the author's certificate 831484, including a current lead located parallel to the working surface of the tool.

К недостаткам электрода-инструмента относится большая инерционность и сложность конструкции системы подогрева электролита, невозможность контроля изменения температуры электролита относительно порога проводимости.The disadvantages of the electrode-tool include the large inertia and complexity of the design of the electrolyte heating system, the inability to control changes in the temperature of the electrolyte relative to the conductivity threshold.

Известны способ и устройство [3] для электрохимической размерной обработки по патенту 2333821, где обработку ведут в среде с переменной проводимостью, где температуру среды поддерживают выше или ниже порога проводимости, а в электроде-инструменте выполняют каналы для подачи холодного и горячего электролита.A known method and device [3] for electrochemical dimensional processing according to patent 2333821, where the processing is carried out in a medium with variable conductivity, where the temperature of the medium is maintained above or below the threshold of conductivity, and channels for supplying cold and hot electrolyte are performed in the electrode-tool.

К недостаткам известных способа и устройства относятся необходимость создания сложной системы поддержания температуры электролита, высокая энергоемкость процесса из-за необходимости постоянно повышать и снижать температуру электролита.The disadvantages of the known method and device include the need to create a complex system for maintaining the temperature of the electrolyte, the high energy intensity of the process due to the need to constantly raise and lower the temperature of the electrolyte.

В качестве прототипа принимаются способ и устройство по [3].As a prototype accepted method and device according to [3].

Предлагаемый способ и устройство имеют целью упрощение системы управления температурой рабочей среды и повышение точности измерения температуры относительно порога проводимости электролита.The proposed method and device are intended to simplify the temperature control system of the working environment and increase the accuracy of temperature measurement relative to the threshold of conductivity of the electrolyte.

Предложенный способ электрохимической размерной обработки металлических деталей в рабочей среде с переменной проводимостью, включающий подачу рабочей среды в зону обработки и технологического тока на электрод-инструмент и деталь и измерение температуры рабочей среды, отличается тем, что вначале межэлектродный зазор между электродом-инструментом и деталью заполняют рабочей средой и на электрод-инструмент и деталь подают импульсы тока до достижения рабочей средой температуры порога проводимости, после чего включают прокачку рабочей среды в межэлектродном зазоре и продолжают подавать на электрод-инструмент и деталь импульсы тока с частотой обратно пропорциональной положительному градиенту между рабочей температурой и температурой порога проводимости рабочей среды.The proposed method for the electrochemical dimensional processing of metal parts in a variable conductivity medium, including supplying a medium to the treatment zone and technological current to the electrode-tool and the part and measuring the temperature of the medium, differs in that at first the interelectrode gap between the electrode-tool and the part is filled a working medium and current pulses are supplied to the electrode-tool and the part until the working medium reaches a temperature of the conductivity threshold, after which they include pumping the working medium in the interelectrode gap and continue to apply current pulses to the electrode-tool and part with a frequency inversely proportional to the positive gradient between the working temperature and the temperature of the threshold of conductivity of the working medium.

Устройство для электрохимической размерной обработки металлических деталей в рабочей среде с переменной проводимостью, содержащее электрод-инструмент и установленный в рабочей среде датчик температуры, отличается тем, что оно снабжено двумя параллельно подключенными к детали и электроду-инструменту источниками тока, один из которых является источником импульсного тока и связан с регулятором частоты импульсов тока с возможностью управления по сигналам датчика температуры, а на выходе из межэлектродного зазора между электродом-инструментом и деталью установлен клапан, выполненный с возможностью управления подачей рабочей среды в зону обработки посредством регулятора температуры по сигналам датчика температуры.A device for electrochemical dimensional processing of metal parts in a variable conductivity medium containing an electrode-tool and a temperature sensor installed in the medium is characterized in that it is provided with two current sources parallel to the part and the electrode-tool, one of which is a pulse source current and is connected with the current pulse frequency controller with the possibility of control by the signals of the temperature sensor, and at the exit from the interelectrode gap between the electrode-instr The valve and the component have a valve configured to control the supply of the working medium to the treatment zone by means of a temperature controller according to the signals of the temperature sensor.

На фиг. 1 показана схема предлагаемого способа и устройства.In FIG. 1 shows a diagram of the proposed method and device.

Межэлектродный зазор 1 между электродом-инструментом 2 и деталью 3 заполнен рабочей средой 4 с переменной проводимостью. В рабочей среде 4 установлен датчик температуры 5, связанный с регулятором частоты импульсов 6, вырабатываемых источником импульсного тока 7. На выходе из межэлектродного зазора 1 установлен клапан 8 подачи рабочей среды в зону обработки, управляемый от регулятора температуры 9 по сигналам датчика температуры 5. Технологический ток поступает на электрод-инструмент 2 и деталью 3 от источника технологического тока 10. Деталь 3 перемещается вдоль электрода-инструмента 2 в направлении 11.Interelectrode gap 1 between the electrode-tool 2 and part 3 is filled with a working medium 4 with variable conductivity. In the working medium 4, a temperature sensor 5 is installed, which is connected to the regulator of the frequency of pulses 6 generated by the pulse current source 7. At the exit from the interelectrode gap 1, a valve 8 is installed for supplying the working medium to the treatment zone, controlled from the temperature controller 9 by the signals of the temperature sensor 5. Technological the current is supplied to the electrode-tool 2 and part 3 from the technological current source 10. Part 3 moves along the electrode-tool 2 in direction 11.

Способ осуществляется следующим образом: рабочую среду 4 с переменной проводимостью подают под давлением в межэлектродный зазор 1 при температуре рабочей среды ниже порога проводимости. Подключают источник технологического тока 10 так, чтобы деталь 3 являлась анодом. Закрывают клапан 8 и подают через межэлектродный зазор импульсы тока с наибольшей частотой, регулируемой регулятором частоты импульсов 6, от источника импульсного тока 7, у которого анод подключен к детали 3. За счет наведенного импульсного тока рабочая среда 4 в межэлектродном зазоре 1 между электродом-инструментом 2 и деталью 3 нагревается, температура среды 4 становится выше порога проводимости, что устанавливается датчиком температуры 5 рабочей среды 4, откуда поступает сигнал на открытие клапана 8 в магистрали подачи рабочей среды 4 в межэлектродный зазор 1. Температура в зазоре 1 поддерживается выше или ниже порога проводимости рабочей среды регулятором частоты импульсов 6, подаваемых в межэлектродный зазор 1 через рабочую среду 4. Если температура рабочей среды 4 в зазоре 1 ниже порога проводимости рабочей среды 4, то рабочая среда 4 становится диэлектриком и ток от источника технологического тока 10 через электрод-инструмент 2 и деталью 3 не проходит, съема материала с заготовки 3 не происходит. При этом клапан 8 закрывают.The method is as follows: a working medium 4 with variable conductivity is fed under pressure into the interelectrode gap 1 at a temperature of the working medium below the threshold of conductivity. Connect the technological current source 10 so that the part 3 is an anode. The valve 8 is closed and current pulses are fed through the electrode gap with the greatest frequency regulated by the pulse frequency regulator 6 from the pulse current source 7, in which the anode is connected to part 3. Due to the induced pulse current, the working medium 4 in the electrode gap 1 between the electrode-tool 2 and part 3 heats up, the temperature of the medium 4 becomes higher than the conductivity threshold, which is set by the temperature sensor 5 of the working medium 4, from which the signal to open the valve 8 in the supply line of the working medium 4 in between electrode gap 1. The temperature in the gap 1 is maintained above or below the threshold of conductivity of the working medium by the regulator of the frequency of pulses 6 supplied to the interelectrode gap 1 through the working medium 4. If the temperature of the working medium 4 in the gap 1 is lower than the threshold of the conductivity of the working medium 4, then the working medium 4 becomes a dielectric and the current from the technological current source 10 through the electrode-tool 2 and the part 3 does not pass, material is not removed from the workpiece 3. When this valve 8 is closed.

После продвижения детали 3 в направлении 11 до участка детали 3, где требуется съем материала, происходит нагрев рабочей среды 4 в межэлектродном зазоре 1 (клапан 8 закрыт), рабочая среда 4 становится электролитом, клапан 8 посредством регулятора температуры 9 по сигналу датчика температуры 5 открывают, ток от источника технологического тока 10 поступает через электролит на деталь 3 и происходит съем материала на требуемую глубину, при этом состояние рабочей среды 4 в качестве электролита поддерживается по сигналам датчика температуры 5, регулятором частоты импульсов 6, поступающих от источника импульсов тока 7 при открытом клапане 8.After the part 3 moves in the direction 11 to the part 3 part where material removal is required, the working medium 4 is heated in the interelectrode gap 1 (valve 8 is closed), the working medium 4 becomes electrolyte, and the valve 8 is opened by the temperature controller 9 by the signal of the temperature sensor 5 , the current from the technological current source 10 enters through the electrolyte to the part 3 and the material is removed to the required depth, while the state of the working medium 4 is maintained as the electrolyte according to the signals of the temperature sensor 5, 6 rum frequency pulses received from the pulse current source 7 with valve 8 open.

Пример осуществления способа.An example implementation of the method.

Необходимо получить на заготовке детали 3 длиной 300 мм из нержавеющей стали углубления величиной 0,5±0,05 мм, длиной 30±0,3 мм с шагом 70 мм. В качестве рабочей среды используется состав:It is necessary to obtain depressions of 0.5 ± 0.05 mm, 30 ± 0.3 mm in length with a pitch of 70 mm on the workpiece of part 3 300 mm long from stainless steel. The following composition is used as the working medium:

спирт 96% - 45,5±5% по весуalcohol 96% - 45.5 ± 5% by weight

глицерин - 45,5±5% по весуglycerin - 45.5 ± 5% by weight

остальное вода.the rest is water.

Устанавливается зазор (1) 0,25 мм. Источник технологического тока (10) В АКР 1300, источник импульсного тока (7) с силой тока в импульсе 120 А, с частотой до 120 Гц. Длина рабочей части электрода-инструмента (2) 30 мм. Время нагрева рабочей среды (4) до порога проводимости 61±1°С при закрытом клапане (8) не превышало 3 секунд, что устанавливалось по амперметру на источнике технологического тока 10. После этого клапан 8 открывался по сигналу от регулятора 9, а частота импульсов от источника 7 изменялась в диапазоне от 3 до 30 Гц. Через 118 секунд ток от источника 10 отключали, система управления температурой отключалась, деталь перемещали на 100 мм в направлении 11, после чего процесс повторяли.The clearance (1) of 0.25 mm is set. Technological current source (10) In AKP 1300, a pulse current source (7) with a current strength of 120 A in a pulse, with a frequency of up to 120 Hz. The length of the working part of the electrode-tool (2) is 30 mm. The time of heating the working medium (4) to the conductivity threshold of 61 ± 1 ° С with the valve (8) closed did not exceed 3 seconds, which was set by an ammeter at the technological current source 10. After that, valve 8 was opened by a signal from controller 9, and the pulse frequency from source 7 ranged from 3 to 30 Hz. After 118 seconds, the current from source 10 was turned off, the temperature control system was turned off, the part was moved 100 mm in direction 11, after which the process was repeated.

В результате получены 3 углубления с размерами: длина 30±0,1 мм, глубина 0,48±0,03 мм, что доказывает повышенную точность регулирования температуры. За счет снижения затрат на подогрев и охлаждение рабочей среды без ее остановки достигнута экономия. За счет упрощения системы управления температуры рабочей среды была исключена ее подналадка в процессе эксплуатации и снижена трудоемкость операции.As a result, 3 recesses with dimensions were obtained: length 30 ± 0.1 mm, depth 0.48 ± 0.03 mm, which proves the increased accuracy of temperature control. By reducing the cost of heating and cooling the working environment without stopping, savings have been achieved. Due to the simplification of the control system of the temperature of the working medium, its adjustment during operation was excluded and the complexity of the operation was reduced.

Claims (2)

1. Способ электрохимической размерной обработки металлических деталей в рабочей среде с переменной проводимостью, включающий подачу рабочей среды в зону обработки и технологического тока на электрод-инструмент и деталь и измерение температуры рабочей среды, отличающийся тем, что вначале межэлектродный зазор между электродом-инструментом и деталью заполняют рабочей средой и на электрод-инструмент и деталь подают импульсы тока до достижения рабочей средой температуры порога проводимости, после чего включают прокачку рабочей среды в межэлектродном зазоре и продолжают подавать на электрод-инструмент и деталь импульсы тока с частотой обратно пропорциональной положительному градиенту между рабочей температурой и температурой порога проводимости рабочей среды.1. The method of electrochemical dimensional processing of metal parts in a working medium with variable conductivity, including the supply of the working medium to the processing zone and the technological current to the electrode-tool and the part and measuring the temperature of the working medium, characterized in that at first the electrode gap between the electrode-tool and the part they are filled with a working medium and current pulses are supplied to the electrode-tool and the part until the working medium reaches a temperature of the conductivity threshold, and then pumping of the working medium into the electrode gap and continue to apply current pulses to the electrode tool and the part with a frequency inversely proportional to the positive gradient between the operating temperature and the temperature of the conductivity threshold of the working medium. 2. Устройство для электрохимической размерной обработки металлических деталей в рабочей среде с переменной проводимостью, содержащее электрод-инструмент и установленный в рабочей среде датчик температуры, отличающееся тем, что оно снабжено двумя параллельно подключенными к детали и электроду-инструменту источниками тока, один из которых является источником импульсного тока и связан с регулятором частоты импульсов тока с возможностью управления по сигналам датчика температуры, а на выходе из межэлектродного зазора между электродом-инструментом и деталью установлен клапан, выполненный с возможностью управления подачей рабочей среды в зону обработки посредством регулятора температуры по сигналам датчика температуры. 2. A device for electrochemical dimensional processing of metal parts in a variable conductivity working medium, comprising an electrode tool and a temperature sensor installed in the working medium, characterized in that it is provided with two current sources parallel to the part and the electrode tool, one of which is a pulse current source and is connected to a current pulse frequency controller with the possibility of control by the signals of the temperature sensor, and at the exit from the interelectrode gap between the electrode strument and a valve part adapted to control the supply of working medium in the treatment zone by means of the temperature sensor signals, a temperature controller.
RU2012154162/02A 2012-12-13 2012-12-13 Electrochemical processing of metal parts in working variable-conductivity medium and device to this end RU2543158C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012154162/02A RU2543158C2 (en) 2012-12-13 2012-12-13 Electrochemical processing of metal parts in working variable-conductivity medium and device to this end

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012154162/02A RU2543158C2 (en) 2012-12-13 2012-12-13 Electrochemical processing of metal parts in working variable-conductivity medium and device to this end

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012154162A RU2012154162A (en) 2014-06-20
RU2543158C2 true RU2543158C2 (en) 2015-02-27

Family

ID=51213726

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012154162/02A RU2543158C2 (en) 2012-12-13 2012-12-13 Electrochemical processing of metal parts in working variable-conductivity medium and device to this end

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2543158C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2672462C2 (en) * 2016-05-31 2018-11-14 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный технический университет" Method and device for stabilizing the position of wire electrode
CN108971677A (en) * 2018-09-12 2018-12-11 南京航空航天大学 Interpolar temperature gradient difference assisted electrolysis cutting process method

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU592556A1 (en) * 1974-06-10 1978-02-15 Казанский Ордена Трудового Красного Знамени Авиационный Институт Имени А.Н.Туполева Method of electrochemical dimensional machining
SU778981A1 (en) * 1978-12-26 1980-11-15 Базовая Лаборатория N 104 Научно- Исследовательского Технологического Института Electrochemical treatment method
US4551602A (en) * 1982-06-23 1985-11-05 Inoue-Japax Research Incorporated Electrical machining using an aqueous solution with a recycled surface active agent
SU1461592A1 (en) * 1986-04-07 1989-02-28 Тульский Политехнический Институт Method of electrochemical machining
RU2333821C1 (en) * 2006-10-31 2008-09-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" Method of electrochemical dimensional processing and evice for its implementation

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU592556A1 (en) * 1974-06-10 1978-02-15 Казанский Ордена Трудового Красного Знамени Авиационный Институт Имени А.Н.Туполева Method of electrochemical dimensional machining
SU778981A1 (en) * 1978-12-26 1980-11-15 Базовая Лаборатория N 104 Научно- Исследовательского Технологического Института Electrochemical treatment method
US4551602A (en) * 1982-06-23 1985-11-05 Inoue-Japax Research Incorporated Electrical machining using an aqueous solution with a recycled surface active agent
SU1461592A1 (en) * 1986-04-07 1989-02-28 Тульский Политехнический Институт Method of electrochemical machining
RU2333821C1 (en) * 2006-10-31 2008-09-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" Method of electrochemical dimensional processing and evice for its implementation

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2672462C2 (en) * 2016-05-31 2018-11-14 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный технический университет" Method and device for stabilizing the position of wire electrode
CN108971677A (en) * 2018-09-12 2018-12-11 南京航空航天大学 Interpolar temperature gradient difference assisted electrolysis cutting process method
CN108971677B (en) * 2018-09-12 2020-04-07 南京航空航天大学 Auxiliary electrolytic cutting machining method for interelectrode temperature gradient difference

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012154162A (en) 2014-06-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Fang et al. Improvement of hole exit accuracy in electrochemical drilling by applying a potential difference between an auxiliary electrode and the anode
Patel et al. Reducing overcut in electrochemical micromachining process by altering the energy of voltage pulse using sinusoidal and triangular waveform
US20100116015A1 (en) Deep-drawing device
RU2543158C2 (en) Electrochemical processing of metal parts in working variable-conductivity medium and device to this end
Zhang et al. Effect of no-load rate on recast layer cutting by ultra fine wire-EDM
Wang et al. Multiphysics study in air-shielding electrochemical micromachining
Zong et al. Improving blade accuracy via local electrochemical machining with partial insulated cathodes
Klocke et al. Investigation on the variability of existing models for simulation of local temperature field during a single discharge for electrical discharge machining (EDM)
CN104741792A (en) Device and method for achieving laser high-cavitation-strengthening efficiency
RU2489236C2 (en) Method of electro-abrasive machining by current-conducting wheel
KR20110031084A (en) Wire cut electric discharge machine which controls the supply amount of the processing liquid into the processing tank and performs constant temperature control
CN110578047A (en) A high temperature laser shock strengthening device and method
Hizume et al. Influence of machining conditions on ECM characteristics of titanium alloy in shape generation by scanning tool electrode
RU2564773C1 (en) Dimensional electrochemical treatment method of parts from titanium and titanium alloys
KR890015811A (en) Electrolytic finishing process
RU2448818C1 (en) Method of two-sided electrochemical machining
RU2333821C1 (en) Method of electrochemical dimensional processing and evice for its implementation
RU2521941C2 (en) Method of magnetic pulse machining
Kashapov et al. Influence of plasma-electrolyte discharge to the glass surface
Saravanan et al. A study on electrochemical micromachining of super duplex stainless steel for biomedical filters
CN211015177U (en) Automatic temperature adjusting device for polishing solution of polishing equipment
CN203385692U (en) Electrochemical testing device for three-electrode system
RU2385206C2 (en) Rod electrode-tool
RU2618594C1 (en) Method for producing artificial roughness detail surface by combined treatment method
RU124682U1 (en) DEVICE FOR ELECTROLYTE HEATING OF METAL PRODUCTS

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20151214