устройство для электрохимической размерной обработки сложнопрофильных поверхностей

Формула изобретения

1. Устройство для электрохимической размерной обработки сложнопрофильных поверхностей, содержащее предназначенную для размещения на обрабатываемом участке камеру с установленным в ней электродом-инструментом, состоящим из двух электродов и имеющим привод перемещения, коллекторы подвода и отвода электролита и источник тока с блоком задания закона изменения тока, отличающееся тем, что камера выполнена цилиндрической и снабжена опорными фланцами, имеющими ограничительные канавки с выполненными в них отверстиями, расположенными равномерно по окружности, касательно к ней, под углом 20 - 30^o к плоскости фланцев, соединенные с коллектором подвода электролита для обеспечения истекания струй электролита, электроды размещены коаксиально друг относительно друга, при этом один из электродов установлен неподвижно, а другой установлен с возможностью вращения, неподвижный электрод состоит из отдельных изолированных друг от друга секций, снабженных коммутирующими клеммами, а вращающийся электрод выполнен в виде двух кольцевых фланцев из диэлектрического материала, соединенных между собой рядом концентрично расположенных по окружности осей, на наружной стороне которых равномерно по окружности расположены скрепленные с осями упругие токоподводы с возможностью контакта с канавками камеры, а на внутренней стороне осей размещены скрепленные с ними рабочие кромки электрода-инструмента, выполненные в виде гибкой несущей пластины со скрепленными с ней полосами из токопроводящей ткани, лежащими на жестком упругом ворсе из неэлектропроводного волокна, а на торцевой поверхности фланцев подвижного электрода расположены рабочие лопатки привода вращения для взаимодействия со струями электролита.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве токопроводящей ткани использована ткань на основе углеволокна.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к электрохимической размерной обработки металлов, в частности к устройствам для размерной обработки рабочей поверхности кулачков исполнительных механизмов после ремонта.

Известно "Устройство для электролитической очистки металлических поверхностей" (а.с. СССР N 753931 от 07.08.80, C 25 F 7/00), содержащее подвижный электрод, выполненный в виде гибкой пластины, уплотнение из изолирующего материала, закрепленное по периметру электрода, фиксирующие элементы из диэлектрического материала и штуцера для подвода и отвода электролита. Недостатком этого устройства является недостаточная точность размерной обработки сложнопрофильных поверхностей, низкая производительность процесса.

Известно "Устройство для размерной электрохимической обработки длинномерных нежестких деталей" (а.с. СССР N 1618536 от 07.01.91, B 23 H 3/00), содержащее размещаемую на обрабатываемом участке локальную заполненную электролитом камеру для электрохимической обработки, в которой установлен электрод-инструмент, привод вращения обрабатываемого вала, источник технологического тока, а также державку с двумя упорными фланцами, в пазах которых установлена с возможностью поперечного перемещения камера. Этому устройству присущи следующие недостатки: сложность устройства для случая обработки сложнопрофильных поверхностей, каковыми являются рабочие поверхности кулачков исполнительных механизмов, так как возникает необходимость в создании копировального устройства, отслеживающего профиль эталонного кулачка, невозможность избирательного съема металла на части рабочей поверхности, так как при ремонте наплавкой или железнением наращивается лишь небольшой участок.

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является устройство для электрохимической размерной обработки сложнопрофильных поверхностей (SU 703286, МПК 7 B 23 H 3/00, 20.12.1979), содержащее камеру для обработки, установленный в ней электрод-инструмент, состоящий из двух электродов с приводом перемещения, коллекторы для подвода и отвода электролита, а также источник тока с блоком задания закона изменения тока. Данному устройству также присущи вышеупомянутые недостатки.

Задачей изобретения является расширение технологических возможностей устройства за счет заданного избирательного съема металла на части обрабатываемой поверхности.

Задача изобретения решается следующим образом. Устройство содержит предназначенную для размещения на обрабатываемом участке камеру с электродом-инструментом из двух электродов с приводом перемещения, коллекторы для подвода и отвода электролита и источник тока с блоком задания закона изменения тока. Камера выполнена цилиндрической и снабжена опорными фланцами, имеющими ограничительные канавки с выполненными в них отверстиями, расположенными равномерно по окружности, касательно к ней, под углом 20-30^o к плоскости фланцев, соединенные с коллектором подвода электролита для обеспечения истекания струй электролита, электроды размещены коаксиально друг относительно друга, при этом один из электродов установлен неподвижно, а другой - с возможностью вращения, неподвижный электрод состоит из отдельных изолированных друг от друга секций, снабженных коммутирующими клеммами, а вращающийся электрод выполнен в виде двух кольцевых фланцев из диэлектрического материала, соединенных между собой рядом концентрично расположенных по окружности осей, на наружной стороне которых равномерно по окружности расположены упругие токоподводы, скрепленные с осями, с возможностью контакта с канавками камеры на внутренней стороне осей размещены скрепленные с ними рабочие кромки электрода-инструмента, выполненные в виде гибкой несущей пластины со скрепленными с ней полосами из токопроводящей ткани, например на основе углеволокна, лежащими на жестком упругом ворсе из неэлектропроводного волокна, на торцевой поверхности фланцев подвижного электрода расположены рабочие лопатки привода вращения подвижного электрода, взаимодействующие со струями электролита, истекающими из тангенциальных отверстий.

На фиг. 1 представлено устройство, смонтированное совместно с обрабатываемым кулачком и разрез А-А, а на фиг. 2 - схема подачи электролита на рабочие лопатки подвижного электрода.

Устройство включает цилиндрическую камеру 1 электрохимической обработки с опорными фланцами 2, монтируемую на прилегающих к обрабатываемому кулачку 3 цилиндрических участках вала. Каждый из опорных фланцев 2 выполнен сборным, включающим крышку с втулкой и уплотнением и проставку из диэлектрического материала. Кольцевая проточка 4 в крышке - коллектор подвода электролита образуют вместе со штуцером подачи электролита и отверстиями 5 в проставке магистраль подвода электролита в камеру 1 электрохимической обработки. Отверстия 5 выполняются равномерно по окружности, касательно к ней под углом 20-30^o к плоскости опорных фланцев 2. Необходимо заметить, что подвод электролита через штуцер подвода осуществляется в противоположных направлениях, чтобы обеспечить одинаковые параметры электролита в ограничительных канавках, а следовательно, и на обрабатываемой поверхности, что обеспечивает одинаковый съем металла. Отвод электролита из камеры 1 осуществляется через радиальные отверстия 6, кольцевой коллектор 7 и штуцер отвода электролита. Для удобства монтажа на обрабатываемом участке вала, если конструкция вала с кулачком представляет единое целое, опорные фланцы 2 выполняют разъемными, включающими соответственно верхнюю 8 и нижнюю части 9, скрепляемые между собой с помощью, например, болтового соединения (см. разрез А-А). На торцевой поверхности проставки, обращенной к обрабатываемому кулачку, выполнена кольцевая ограничительная канавка 10, в которую через отверстия 5 поступает электролит.

В полости камеры 1 размещается электрод-инструмент, состоящий из основного неподвижного электрода 11 и дополнительного подвижного вращающегося электрода 12. Основной электрод 11 выполнен из отдельных секций-ламелей 13 изолированных друг от друга. Помещенные в пазы закрепленные концы ламелей припаивают к клеммам.

Подвижный вращающийся электрод 12 выполнен в виде полой цилиндрической конструкции, состоящей из двух кольцевых фланцев 14 из диэлектрического материала, соединенных между собой рядом концентрично расположенных по окружности осей 15. На наружной поверхности электрода 12 расположены упругие токоподводы 16, скрепленные с осями 15 и расположенные равномерно по окружности.

На внутренней поверхности электрода 12, обращенной к обрабатываемой рабочей поверхности, расположены рабочие формообразующие кромки 17 электрода-инструмента. Они выполнены в виде несущей пластины 18 и скрепленных с ней полос 19 из токопроводящей ткани, например, на основе углеволокна, свободно лежащих на жестком упругом ворсе 20 из неэлектропроводного волокна. На торцевой поверхности фланцев 14 расположены рабочие лопатки 21 привода вращения подвижного электрода 12, взаимодействующие со струями электролита, истекающими из отверстий 5 в ограничительную канавку 10.

Устройство работает следующим образом. Требующий обработки после ремонта рабочей поверхности наплавкой или железнением вал с кулачком 3 устанавливается горизонтально. Вначале на валу закрепляют один из опорных фланцев 2, после этого на обрабатываемый кулачок размещают подвижный электрод 12 таким образом, чтобы кольцевой фланец 14 вошел в ограничительную канавку 10. После этого устанавливают камеру 1 электрохимической обработки с кольцевым коллектором 7. Далее устанавливают второй опорный фланец 2, герметизируют стыки и затягивают элементы крепления. К штуцерам подвода и отвода электролита подсоединяют магистрали. К клеммам секций-ламелей 13 основного неподвижного электрода 11 подсоединяют токоподводы от источника технологического тока. Подвод тока к клеммам осуществляют таким образом, чтобы обеспечить заданный съем металла с области рабочей поверхности кулачка 3, требующей ремонта, и заданный плавный переход к поверхности, не требующей ремонта. При подаче электролита через штуцера подвода обоих опорных фланцев 2 электролит поступает в коллектор 4 и через отверстия 5 в проставке поступает к рабочим лопаткам 21 привода вращения подвижного электрода 12. На рабочих лопатках 21 энергия давления жидкости переходит в энергию вращения подвижного электрода 12. Истекающий из ограничительной канавки электролит поступает к обрабатываемой поверхности. В процессе анодного растворения снимается верхний слой металла только в зоне рабочего межэлектродного зазора - при набегании рабочей кромки 17 на обрабатываемый участок поверхности кулачка 3, а именно там, где наибольшая плотность тока. Необходимо отметить, что при набегании рабочей кромки 17 на поверхность кулачка 3 возникает неуравновешенная сила, направленная от оси вращения подвижного электрода 12, однако так как вращение фланцев 14 подвижного электрода происходит в ограничительных канавках 10, то это не сказывается на изменении межэлектродного зазора, который полностью определяется толщиной упругого неэлектродного ворса 20. Выполнение рабочей кромки подвижного электрода в виде гибкой несущей пластины 18 и скрепленных с ней полос 19 из токопроводящей ткани, лежащих на упругом ворсе 20 из неэлектропроводного волокна, позволяет интенсифицировать процесс анодного растворения за счет прилегания рабочих кромок по большему участку поверхности, повысить качество обработки и исключить замыкания.

Из зоны обработки электролит через отверстия 6 и кольцевой коллектор 7 поступает к штуцеру слива. По истечении заданного времени обработки выключают технологический ток и подачу электролита.

Несмотря на некоторое усложнение устройства по сравнению с прототипом предлагаемое техническое решение обладает рядом преимуществ, обеспечивающих положительный эффект, а именно:

- возможность использования в условиях ремонтных органов при отсутствии сложного станочного копировального оборудования;

- уменьшение трудоемкости технологического процесса за счет интенсификации процесса анодного растворения.

Таким образом, в расширении технологических возможностей устройства за счет интенсификации процесса путем задания необходимой плотности технологического тока на локальных участках обработки выражается положительный эффект предлагаемого устройства.