УСТРОЙСТВО ПОДАЧИ ЭЛЕКТРОЛИТА ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ РАЗМЕРНОЙ ОБРАБОТКИ ИНСТРУМЕНТА

2002114703
liiiijiijiijiiipilip
Устройство подачи электролита для электрохимической размерной обработки инструмента.
Полезная модель относится к области размерной электрохимической обработки металлов и сплавов, и может быть использована при изготовлении металлообрабатывающего инструмента.
Известно устройство подачи электролита при электрохимической размерной обработке инструмента, точнее при изготовлении формообразующих полостей штампов, пресс-форм и литейных форм (см. Приспособления для физической и электрохимической обработки, под общей редакпией В.В. Любимова, Москва, Машиностроение, 1988, стр. 124-126 ). Известное устройство включает в себя основание, выполненное в виде плоскопараллельных подкладок и расположенное на столе станка, и штифты, совмещенные с отверстиями для подачи электролита, расположенные в электроде-инструменте.
Известное устройство обладает рядом недостатков: во-первых, при базировании заготовки относительно электрода-инструмента точность базирования составляет ±0,15-0,25 мм, что недопустимо при изготовлении высокоточного металлообрабатывающего инструмента, рабочая поверхность которого имеет сложную конфигурацию и острые режущие кромки; во-вторых, электролит подают в межэлектродный зазор через отверстия в электроде-инструменте, что препятствует точному переносу профиля электрода-инструмента на заготовку и требует дополнительной механообработки после электрохимической размерной обработки тех участков заготовки, которые расположены зеркально напротив отверстий в электроде-инструменте, втретьих, ориентирование заготовки с помощью индикатора и лимба перемещения стола станка позволяет применять известное устройство в единичном, но не в серийном производстве.
Известно устройство подачи электролита для электрохимической размерной обработки режущего инструмента, включающее основание, электрододержатель и накопительную камеру подачи электролита в межэлектродный зазор (Патент РФ № 2150358, МКИ В23П 3/00, 2000 г.). Педостатком известного устройства является низкое качество получаемого накатного инструмента с острыми режущими кромками из-за невозможности получения высокого давления электролита в
B23H 3/00
межэлектродном зазоре, вследствие того, что щели, образуемые боковыми скосами заготовки, шунтируют поток электролита в межэлектродном зазоре.
Таким образом, перед авторами стояла задача разработать устройство подачи электролита для электрохимической размерной обработки, обеспечивающее получение накатного инструмента с режущими кромками высокого качества.
Поставленная задача решена в устройстве подачи электролита для электрохимической размерной обработки, включающем основание, электрододержатель и накопительную камеру, в котором электрододержатель вьшолнен по длине, равным электроду-инструменту, и снабжен выборкой, обеспечивающей скользящую посадку электрода-инструмента по квалитету H7/h6, равной по длине и ширине электродуинструменту, и высотой, равной /4 высоты электрода-инструмента, основание также снабжено выборкой, обеспечивающей скользящую посадку заготовки по квалитету H7/h6 и равной по ширине и глубине заготовке, а накопительная камера представляет собой параллепипед, изготовленный из диэлектрического материала, равный по длине и ширине основанию, и высотой равной 1 /2 высоты катода-инструмента, имеющий в центре сквозное отверстие с размерами, обеспечивающими скользящую посадку электрододержателя по квалитету H7/h8, накопительная камера имеет отверстие для подачи электролита, расположенное в торцевой стенке, и щель, обеспечивающую попадание электролита в межэлектродный зазор, причем высота щели на входе в межэлектродный зазор 3 ±0,1 мм, а на выходе 0,5 ±0,1мм.
Предлагаемое устройство позволяет достигнуть максимально возможной скорости обработки при минимально допустимом межэлектродном зазоре за счет получения высокого давления электролита в межэлектродном пространстве, которое обеспечивается точной базировкой обрабатываемой детали  относительно электродаинструмента и интенсивным без потерь прокачиванием электролита через межэлектродное пространство.
Предлагаемое устройство поясняется фиг. 1,2,3, на которых показана базировка элементов и расположение элементов перед началом электрохимической размерной обработки заготовки и в процессе обработки. Устройство включает электрододержатель (1), служащий, с одной стороны, для крепления к суппорту станка элетрохимической размерной обработки (ЭХРО), с другой стороны, для крепления и точного позиционирования электрода-инструмента (3) относительно обрабатываемой поверхности. Основание (2) служит для точного позиционирования обрабатываемой заготовки (4) относительно электрода-инструмента (3) и обеспечения токоподвода.
Накопительная камера (5) обеспечивает иптенсивное прокачивание электролита через межэлектродный зазор. Стрелками (см. фиг.З) показан путь электролита через рабочую зону. Электрод о держатель (1) и основание (2) выполнены из нержавеющей стали марки 12Х18Н10Т в форме параллелепипедов с параллельностью всех граней относительно друг друга в допуске 0,01 мм, что обеспечивает при достаточно простой базировке заготовки относительно электрода-инструмента совпадение оси электрода-инструмента и оси заготовки до 0,01 мм нри зеркальном копировании рабочей поверхности электрода-инструмента на поверхность заготовки. Для размещения электродаинструмента и обеснечения к нему надежного токоподвода в электрододержателе (1) вьшолнена выборка, обеспечивающая скользящую посадку электрода-инструмента по квалитету H7/h6, с габаритными размерами электрода-инструмента по длине и ширине, а глубиной равной Yz высоты электрода-инструмента. Длина электрододержателя равна длине электрода-инструмента. Для размещения заготовки и обеспечения к ней надежного токоподвода в основании (2) вьшолнена выборка с габаритными размерами заготовки по ширине и глубине, обеспечивающая скользящую посадку заготовки по квалитету H7/h6. Заготовка (4) закрепляется в основании (2) боковыми прижимами (6) и стопорными болтами (7), изготовленными из нержавеющей стали, при этом длина основания с запасом больше, чем длина заготовки, которая может изменяться в пределах нескольких см. Электрод-инструмент (3) закреплен в электрододержателе (1) стопорными винтами (8) из нержавеющей стали. Базировку электрододержателя, закрепленного на суппорте станка, осуществляют с помощью базировочной плиты (9), размеры которой обеспечивают скользящую посадку по квалитету H7/h6 в электрододержателе и основании. Накопительная камера (фиг.2) представляет собой параллелепипед, изготовленный из диэлектрического материала, обладающего механической прочностью, хорошей обрабатываемостью и водостойкостью. Отвечает всем этим требованиям, например, капролон. Длина и ширина камеры равны длине и ширине основания, а высота равна 1 Yz высоты электрода-инструмента. Накопительная камера имеет в центре сквозное отверстие с размерами, обеспечивающими скользящую посадку электрододержателя по квалитету H7/h8. Кроме того, накопительная камера имеет отверстие для подачи электролита, расположенное в торцевой стенке, и щель, обеспечивающую попадание электролита в межэлектродный зазор, причем высота щели на входе в межэлектродный зазор равняется 3 ±0,1мм, а на выходе - 0,5 +0,1мм.
инструмента (3), заготовки (4) и накопительной камеры (5) при изготовлении инструмента импульсно-циклическим методом электрохимической размерной обработки движущимся электродом-инструментом. При подведении к суппорту, с закрепленном на нем электрододержателе, стола станка с основанием базировочную плиту фиксируют в электрододержателе и основании. После этого основание крепят к столу станка прижимами, а базировочную плиту удаляют. Такая базировка позволяет обеспечить соосность электрода-инструмента и заготовки в допуске ±0,01 мм. Использование предлагаемых элементов для базировки и подачи электролита в предлагаемом устройстве позволяют изготавливать серийные партии инструмента, определенного ( по длине и ширине ) типоразмера. Через отверстие в торцевой стенке накопительной камеры (5), к которому крепят штуцер шланга подачи электролита, электролит попадает в накопительную камеру (5), а затем через входную щель, образованную между основанием и внутренней стенкой накопительной камеры, поступает в рабочую зону электрохимической размерной обработки (ЭХРО), в частности в межэлектродный зазор между электродом-инструментом и заготовкой, отработанный электролит удаляется через выходную щель, образованную между основанием и внутренней стенкой накопительной камеры. При этом для создания противодавления, обеспечивающего наилучшие гидродинамические характеристики прохождения электролита через межэлектродный зазор, высота щели на входе в рабочую зону ЭХРО не менее 3±0.1 мм, а высота щели на выходе из рабочей зоны ЭХРО
-не более 0,5±0.1 мм. Способом электрохимической обработки (ЭХРО) изготовлены малый ( ПО мм ) и большой ( длиной 125 мм ) электроды-инструменты с использованием предлагаемого устройства подачи электролита. В качестве электролита использован 10%-ый водный раствор NaNOs с ,067 г/см. Основные технологические параметры: глубина - 3,3 мм; длительность импульса - 2550 мкс ( для малого электродаинструмента ) и 2660 МКС ( для большого электрода-инструмента ); скорость подачи 0,14 мм/мин; ток обработки - 290 А; напряжение действующее - 2,3 В; напряжение амплитудное - 6,0 В; давление электролита на входе в межэлектродный зазор - 8 атм. Затем с помощью полученных электродов-инструментов изготавливают накатные плащки из 7 комплектов заготовок прямоугольной формы длиной ПО мм и 125 мм, материал заготовок - сталь Х12МФ. В качестве электролита использован 10%-ый водный раствор NaNOa с ,067 г/см. Основные технологические параметры: глубина
обработки - 300 А; напряжение действующее - 2,3 В; напряжение амплитудное - 6,0 В; давление электролита на входе в межэлектродный зазор - 8 атм.
Точность изготовления накатных плашек соответствует конструкторской документации (см. фиг.4).
Таким образом, предлагаемое устройство подачи электролита для электрохимической размерной обработки за счет получения полной соосности электродаинструмента и заготовки, а также создания гидродинамического режима, обеспечивающего высокое давление в межэлектродном зазоре при прохождении через него электролита, позволяет изготавливать металлорежущий инструмент со сложной формой поверхности с острыми режущими гранями по всей поверхности обработки.