ЭЛЕКТРОД-ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКОЙ И ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ГЛУБОКИХ ОТВЕРСТИЙ МАЛОГО ДИАМЕТРА

Полезная модель относиться к области машиностроения, к инструменту для электрофизической и электрохимической обработки, в частности для обработки глубоких отверстий малого диаметра.
Известен электрод-инструмент. Пат. 2086367 Российская Федерация, МПК В23Н 3/04, В23Н 7/22. Электрод-инструмент. / Никифоров А.В., Волков Ю.С., Канападзе С.А.; заявитель и патентообладатель Никифоров А.В., Волков Ю.С., Кананадзе С.А. - №92002056/02 заявл. 21.10.1992; опубл. 10.08. 1997 г.
Электрод-инструмент выполнен в виде трубы с рабочей торцевой поверхностью, на которой выполнены каналы для подачи рабочей жидкости убывающей глубины от центра к периферии. Каналы выполнены в радиальном направлении, имеют параболическую форму, а их глубина на периферии равна нулю.
Основным недостатком является сложность изготовления центрального отверстия для прокачки рабочей жидкости, а при диаметре отверстия меньше 0,3 мм. изготовить такой электрод практически невозможно.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является электрод-инструмент в виде вольфрамовой проволоки, покрытой слоем меди. Артамонов Б.А., Волков Ю.С., Дрожалова В.И. Электрофизические и электрохимические методы обработки материалов. Учеб.пособие (в 2-х томах). Т I. Обработка материалов с применением инструмента / Под ред. В.П. Смоленцева. - М.: Высш.шк., 1983. - стр.74-75
Для отверстий диаметром меньше 0,1 мм. в качестве электрода инструмента применяют вольфрамовую проволоку, покрытую слоем меди. Такое покрытие повышает жесткость электрода-инструмента, облегчает токоподвод. Слой меди на заходной части электрода-инструмента стравливают на конус. Для этого его помещают в ванну с травящим раствором и вынимают с постоянной скоростью. За счет чего и образуется конус, длина которого не должна превышать 5-6 диаметров.
С существенными признаками полезной модели совпадает следующая совокупность признаков прототипа: электрод-инструмент, представляет собой проволоку круглого сечения.
Основным недостатком прототипа является низкая производительность, точность и качество обрабатываемых глубоких отверстий малого диаметра.
Указанные недостатки связаны с тем, что в конструкции прототипа не предусмотрены полости или каналы, с помощью которых рабочая жидкость могла попасть непосредственно в рабочую зону и обеспечить постоянное удаление продуктов эрозии в процессе обработки. Поэтому это приводит к потере производительности за счет малоэффективного удаления продуктов эрозии из рабочей зоны, холостых ходов, а так же разбивке отверстия боковыми разрядами.
Сущность полезной модели заключается в том, что электрод-инструмент для электрофизической и электрохимической обработки глубоких отверстий малого диаметра представляет собой проволоку круглого сечения, разделенную на два участка, рабочий и крепежный, при этом рабочий участок представляет собой проволоку, навитую по винтовой линии в соответствии с диаметром обрабатываемого отверстия и с учетом следующих соотношений: D=(1,2÷1,8)d, t=2d, n=(L/2d)+2, где D-диаметр обрабатываемого отверстия,d-диаметр проволоки, t-шаг навивки, n-количество витков, L-глубина обрабатываемого отверстия.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является повышение производительности, точности и качества обработки глубоких отверстий малого диаметра, что достигается за счет технического эффекта, выражающегося в обеспечении эффективного удаления продуктов эрозии из зоны обработки.
Поставленная задача решается за счет того, что электрод-инструмент для электрофизической и электрохимической обработки глубоких отверстий малого диаметра состоит из двух участков, рабочего и крепежного, при этом рабочий участок представляет собой проволоку, навитую по винтовой линии в соответствии с диаметром обрабатываемого отверстия и с учетом следующих соотношений: D=(1,2÷1,8)d, t=2d, n=(L/2d)+2, где D-диаметр обрабатываемого отверстия, d-диаметр проволоки, t-шаг навивки, n-количество витков, L-глубина обрабатываемого отверстия.
При обработке глубоких отверстий малых диаметров огромное влияние на производительность обработки, а так же точность и качество получаемых отверстий влияет процесс удаления продуктов эрозии из рабочей зоны. Для этого в конструкции электрода-инструмента предусматриваются центральные каналы для подачи рабочей жидкости под давлением. Но при диаметре отверстия меньше 0,3 мм изготовить такой электрод практически невозможно.
Выполнение рабочей поверхности в виде проволоки, навитой по винтовой линии позволяет обеспечить возможность рабочей жидкости беспрепятственно поступать в рабочую зону и удалять продукты эрозии через промежутки между витками, тем самым повышая производительность обработки, так как процесс удаления продуктов эрозии идет стабильно и непрерывное так же точность и качество получаемых отверстий.
Приведенные соотношения параметров конструктивных элементов электрода-инструмента получены опытным путем в экспериментальной лаборатории специальных методов обработки при кафедре «Технологии машиностроения» БГТУ им В.Г. Шухова и являются оптимальными.
В частности, указанное соотношение D=(1,2÷1,8)d обеспечивает оптимальную жесткость рабочей части электрода-инструмента, исключает его деформацию во время работы и холостого хода, тем самым повышается точность обработки и исключается искажение формы отверстия.
Соотношение шага и диаметра проволоки t=2d обеспечивает максимальную эффективность удаления продуктов эрозии без потери жесткости рабочей части электрода-инструмента, что положительно влияет на производительность, а соотношение n=(L/2d)+2 обеспечивает оптимальное значение шероховатости обработанной поверхности, так как каждый последующий виток является калибрующим при обработке отверстия.
Сущность полезной модели электрода-инструмента для электрофизической и электрохимической обработки глубоких отверстий малого диаметра поясняется графическими материалами.
На фиг. 1 представлен общий вид электрода-инструмента для электрофизической и электрохимической обработки глубоких отверстий малого диаметра. На фиг. 2 - вид снизу.
Электрод-инструмент для электрофизической и электрохимической обработки глубоких отверстий малого диаметра состоит из крепежного участка 1 и рабочего участка 2. Крепежный участок 1 предназначен для закрепления электрода-инструмента, например, в цанговом зажиме шпинделя станка. Рабочий участок 2 непосредственно предназначен для формообразования отверстия и выполнен в виде проволоки круглого сечения, навитой по винтовой линии со следующими параметрами конструктивных элементов: D=(1,2÷1,8)d, t=2d, n=(L/2d)+2, где D-диаметр обрабатываемого отверстия, d-диаметр проволоки, t-шаг навивки, L-глубина обрабатываемого отверстия, n-количество витков.
Электрод-инструмент для электрофизической и электрохимической обработки глубоких отверстий малого диаметра изготавливается и работает следующим образом.
Перед началом обработки, в зависимости от обрабатываемого материала, подбирается материал проволоки по известным ранее рекомендациям с учетом режимов их обработки.
В соответствии с диаметром обрабатываемого отверстия D подбирается диаметр сечения проволоки d. Проволока диаметром d навивается на оправку с учетом глубины обрабатываемого отверстия L и растягивается до расчетного шага витков t. Снимается с оправки.
np.
пр
Электрод инструмент для электрофизической и электрохимической обработки глубоких отверстий малого диаметра закрепляется в цанговом зажиме шпинделя станка за крепежный участок 1 так, чтобы центральная ось рабочего участка 2 была коллинеарной к направлению движения рабочей подачи 3 и направлена в сторону обрабатываемой поверхности. Перед началом обработки выверяется точность установки электрода-инструмента, выставляются на станке необходимые режимы обработки. Включается рабочая подача 3 и подача рабочей жидкости. Обрабатывается отверстие. При достижении необходимой глубины отверстия L, выключается рабочая подача, включается обратный холостой ход. Электрод-инструмент извлекается из отверстия. Если отверстие сквозное, то электрод-инструмент выходит за пределы глубины отверстия L и величина перебега должна быть в пределах d<l<2d, где l - длинна перебега.