Способ электрохимической обработки непрофилированным электродом-инструментом и устройства для его осуществления - RU2016121993A

1. Способ электрохимической обработки вращающимся непрофилированным электродом-инструментом с подачей электролита в зону обработки через сопло, отличающийся тем, что обработку осуществляют многокоординатным перемещением в несколько последовательных переходов электродом-инструментом, выполненным в виде консольно закрепленного стержня или закрепленной с обоих концов длинной упругой пластины постоянного поперечного сечения с существенно различным соотношением габаритных размеров в направлении осей симметрии, вращающихся вокруг продольной оси, причем первый переход осуществляют либо на постоянном напряжении, при этом оси начального и конечного одноименных поперечных сечений стержня или пластины повернуты относительно друг друга вокруг продольной оси на определенный угол сдвига γ, обеспечивая создание винтовой закрутки электрода-инструмента, либо первый переход осуществляют на импульсном напряжении, без предварительной закрутки стержня или пластины при угле сдвига γ=0, при этом изменяют фазу подачи импульса напряжения или группы импульсов напряжения в каждом обороте электрода-инструмента в зависимости от направления вектора подачи таким образом, что включение импульса или группы импульсов осуществляют в момент, когда ось симметрии, параллельная длинной стороне поперечного сечения электрода-инструмента, образует с вектором подачи заданный угол ϕ, меньший 90°, а выключают напряжение после поворота электрода-инструмента на угол 2ϕ от момента включения, причем последующие переходы осуществляют в пазе, предварительно полученном на первом переходе, при этом импульсы напряжения подают синхронно с вращением электрода-инструмента, также как и при прорезки паза на импульсном напряжении, но со смещением фазы включения и фазы выключения на 90° относительно вектора скорости подачи в направлении к обрабатываемой начисто поверхности паза.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что изменяют ширину прорезаемого паза, регулируя угол включения импульса напряжения ϕ, так как при увеличении угла включения импульса напряжения ϕ ширина паза b увеличивается, а при уменьшении угла включения импульса напряжения ϕ ширина паза b уменьшается.

3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что в случае уменьшения ширины паза до величины длинной стороны поперечного сечения электрода-инструмента при возникновении контакта электрода-инструмента и заготовки приостанавливают подачу электрода-инструмента на период оборота.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что частоту вращения и угол закрутки изменяют таким образом, что с увеличением толщины детали уменьшают закрутку и увеличивают число оборотов, не переходя порога возникновения кавитации в межэлектродном пространстве по всей длине электрода-инструмента, а при уменьшении толщины детали увеличивают закрутку и уменьшают частоту вращения, обеспечивая при этом достаточные условия эвакуации продуктов электрохимических реакций из межэлектродного пространства и не допуская критического увеличения газонаполнения или вскипания электролита.

5. Способ по п. 3, отличающийся тем, что возникновение кавитации в межэлектродном пространстве контролируют по резкому, выше эмпирически определенной уставки, возрастанию электрического сопротивления межэлектродного промежутка по переднему фронту импульса.

6. Способ по п. 3, отличающийся тем, что критическое увеличение газонаполнения электролита контролируют по резкому, выше эмпирически определенной уставки, возрастанию электрического сопротивления межэлектродного промежутка по заднему фронту импульса.

7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при вырезке деталей с наклонной образующей для получения заданного размера детали наклон оси электрода-инструмента корректируют в соответствии с величиной и знаком разности скоростей векторов подачи электрода-инструмента в его начальном и конечном сечении, таким образом, что при положительной величине разности скоростей векторов подачи наклон оси электрода инструмента по отношению к вертикальной оси станка увеличивают, а при отрицательной - уменьшают.

8. Станок для электрохимической обработки непрофилированным электродом-инструментом, содержащий систему подачи электролита, источник питания, станину с расположенным на ней механизмом перемещения обрабатываемой детали, рабочую камеру и рабочую головку - скобу, несущую две взаимоцентрируемые опоры для закрепления электрода-инструмента, из которых верхняя с насадкой-соплом, обеспечивающим соосность струи электролита и электрода-инструмента, а нижняя с механизмом, регулирующим его натяжение, отличающийся тем, что электрод-инструмент выполнен в виде консольно закрепленного стержня или закрепленной с обоих концов упругой пластины постоянного поперечного сечения с существенно различным соотношением габаритных размеров в направлении осей симметрии, опоры для закрепления электрода-инструмента выполнены с возможностью синхронного и /или/ независимого вращения от отдельных приводов, а верхняя часть рабочей головки - полускоба выполнена с возможностью переустановки и /или/ осуществления рабочей подачи в направлении продольной оси электрода-инструмента от отдельного привода.

9. Станок по п. 8, отличающийся тем, что механизм перемещения обрабатываемой детали содержит приводимый двухкоординатным планарным сервомотором стол в виде двух разнесенных опорных планок.

10. Станок по п. 8, отличающийся тем, что рабочая головка-скоба смонтирована на карданной подвеске с возможностью осуществления независимого наклона продольной оси электрода-инструмента в двух взаимно-перпендикулярных плоскостях, при этом единый центр поворотов расположен на уровне рабочей поверхности опорных планок стола.

11. Станок по п. 8, отличающийся тем, что в качестве двигателей привода вращения опор для закрепления электрода-инструмента использованы малоинерционные серводвигатели с возможностью контроля углов закручивания электрода-инструмента и ограничения возникающего крутящего момента на валу двигателей.

12. Станок по п. 8, отличающийся тем, что электрическая изоляция и кинематическая связь двигателей с опорами для закрепления электрода-инструмента обеспечена зубчато-ременной передачей.

13. Станок по п. 8, отличающийся тем, что электрическая изоляция и центрация опор для закрепления электрода-инструмента обеспечена попарно с дуплексированными радиально-упорными подшипниками с керамическими телами качения с возможностью компенсации биения опор при закреплении электрода-инструмента.

14. Станок по п. 8, отличающийся тем, что контактные кольца токоподвода смонтированы на каждой опоре для закрепления электрода-инструмента.

15. Станок по п. 8, отличающийся тем, что механизм натяжения электрода-инструмента нижней опоры оснащен электромеханическим приводом и датчиком контроля усилия натяжения.

16. Станок по п. 8, отличающийся тем, что подвод электролита к верхней опоре обеспечен с помощью поворотной муфты.

17. Станок по п. 8, отличающийся тем, что для защиты нижней опоры от проникновения электролита подается сжатый воздух с помощью поворотной муфты.

18. Станок по п. 8, отличающийся тем, что продольная ось электрода-инструмента может не совпадать с параллельной ей осью вращения.

19. Источник питания для электрохимической обработки вращающимся непрофилированным электродом-инструментом, содержащий стабилизированный источник напряжения и электронный ключ, отличающийся тем, что содержит быстродействующий аналого-цифровой преобразователь и схему коррекции уставки напряжения, совмещающую функцию управления ключом, причем входы аналого-цифрового преобразователя подключены непосредственно к нагрузке, а выход - ко входу схемы коррекции уставки напряжения, при этом выходы схемы коррекции уставки напряжения подключены ко входу управляемого источника стабилизированного напряжения, к входу управления ключом и к входу запуска измерения аналого-цифрового преобразователя.