本发明专利技术涉及脉冲电化学加工的方法。本发明专利技术涉及钢和合金的脉冲电化学加工(ECM)领域并且可以用于实施各种精密仿形和冲孔操作以制造由难加工材料制成的机器和工具工件的复杂的轮廓表面。本方法包括：施加与加工电极和工件彼此相向移动到最短距离的时刻同步的微秒电流脉冲包，测量每个脉冲中的至少一个谐和电压值和谐和电流值，计算对应的电极间间隙的电阻值，以及根据电极间间隙的电阻的变化来调整加工过程。在加工过程期间，根据脉冲供给期间的电极间间隙的电阻的曲线形状的变化来调整幅度-时间脉冲参数，该曲线形状被认为是对加工电极的形状进行仿形的精度标准。
【技术实现步骤摘要】
相关申请的交叉引用本申请要求于2010年12月2日提交的俄罗斯专利申请RU2010149363的权益。该申请的内容在此通过引用全文并入。
技术介绍
本专利技术涉及钢和合金的脉冲电化学加工(ECM)领域并且可以用于实施各种精密仿形和冲孔操作以制造由难加工材料例如回火钢和合金制成的机器和工具工件的复杂的轮廓表面。已知电化学尺度加工的方法，其中，使用具有陡峭的电流电压特性的脉冲电源， 同时其中一个电极是振荡的并且在电极彼此相向移动时的阶段期间施加电压脉冲来进行加工，其中通过分别选择电极彼此相向移动时和电极彼此相背移动时的位置处的电压尖峰来控制当前电压脉冲，通过改变电极间间隙的入口处的电解液压力来调整电压峰值。(SU 717847， IPCB23H 3/02，1977)。已知电化学尺度加工的方法，其中，使用具有陡峭的电流电压特性的脉冲电源，同时其中一个电极是振荡的并且当电极彼此相向移动时的阶段期间施加电压脉冲来进行加工，其中通过分别选择电极彼此相向移动时和电极彼此相背移动时的位置处的电压尖峰来控制当前电压脉冲，相对于当电极彼此相向移动到最短距离的时刻来调整脉冲供应，当电压尖峰普遍在电极彼此相向移动的位置处时脉冲供应被延时，当电压尖峰普遍在电极彼此相背移动的位置处时脉冲电压被提前施加，加工电极(EDM电极)进给速率被增大直至第三局部电压极值在脉冲的中间形成并维持使得电压尖峰不超过多于脉冲的中间的电压值的 20%。(1995 年 7 月 10 日出版的专利 RU 2038928，IPC B23H3/02)。由于上述方法使用长的脉冲(具有数ms的持续时间)，它们不允许获得可靠的关于电极间间隙(IEG)的临界最小值的信息，在该值时，当使用不允许降低最小IEG值的微秒脉冲或微秒脉冲包时，在电极之间发生短路，并且因此不允许获得最大精度和质量。当使用长的脉冲(约Ims-IOms)时，电极间间隙填充有阳极溶解产物例如在脉冲期间的沉积物和汽气混合物，并且使电解液温度升高。如果电极间间隙小并且工艺稳定性恶化，这导致待加工表面的性能、质量和成形精度的下降。还已知其中加工电极位于离工件电极表面预定距离的电化学加工的方法。在加工期间，电流脉冲通过加工电极和工件电极之间。测量表征电流强度的参数，如电阻并将其作为电极间距离(间隙)的标准。根据该方法，在相应的电压脉冲期间，当电流强度特性先超过具有其相似形式的特性的比较设置值随后低于所述特性设置值时的时刻被检测，这可以考虑作为电极间间隙标准。。然而，由于电流强度特性例如电阻的变化的分析，所以当在加工过程中使用一组脉冲时，已知的方法是无效的，在该情况下未提供关于电极间间隙(IEG)性质的可靠信息。 而且，当使用一组微秒脉冲((10 μ s及更少)，通常不可能基于单独的脉冲确定电流强度特性相对于比较值先超过并进一步降低。基于先超过并进一步低于比较值来计算电极间间隙是完全特殊的情况。涉及以下事实在单独的脉冲期间，电流强度的变化依赖于所使用的电解液的性质以及待加工工件的组成。因此，已知的方法未给出允许可靠地进行加工过程和提高其性能、精度和质量特性的关于最小电极间间隙的可靠信息。因此，在当使用微秒脉冲且振荡的电极运动与脉冲包供应同步的情况下，在成形复杂的轮廓表面的过程期间加工精度被预定时，已知的电化学加工方法未提供足够的精度和性能，因为这些方法不能可靠地维持小的电极间间隙而不发生电极间间隙的短路和击穿。最接近本专利技术方法的方法是使用振荡的加工电极对耐热合金进行电化学加工的方法，包括以下步骤施加与加工电极和工件彼此相向移动到最短距离的时刻同步的微秒电压脉冲包，测量每个脉冲中的至少一个谐和电压值(concordant voltage value)和谐和电流值(concordant current value)，计算对应的电极间间隙的电阻值，以及在加工过程期间根据包络曲线的形状变化调整加工电极进给速率，使用脉冲结合点的电极间间隙的电阻值来建立所述包络曲线(俄罗斯专利号2266177，国际专利分类B23H 3/00，公布日2005 年12月20日)。已知的方法允许在小的电极间间隙的情况下进行加工过程。然而，在对具有小的 (小于Imm)部件，尤其是具有高宽比大于1的部件的复杂轮廓的工件进行加工期间，已知的方法未提供所述组件的高的仿形精度，因为在工件的每个局部位置包括具有最小电极间间隙的位置和位于离加工电极表面一段距离的位置发生溶解过程，即由于溶解过程导致的差的局部化。因此，已知的加工方法不允许控制电化学加工过程的局部化，并且根据已知的方法进行的加工过程导致小的部件的轮廓平滑且不允许得到最大仿形精度。专利技术简述本专利技术的目的是当复杂轮廓表面的仿形精度被预定时，通过确保电化学溶解过程的局部高速率来改进仿形精度和加工性能。通过提供使用振荡的加工电极对钢和合金进行来实现上述目的，包括以下步骤施加与加工电极和工件彼此相向移动到最短距离的时刻同步的微秒电流脉冲包，测量每个脉冲中的至少一个谐和电压值和谐和电流值，计算对应的电极间间隙的电阻值，以及根据电极间间隙的电阻的变化来调整加工过程，特征在于，通过根据脉冲期间的电极间间隙的电阻的曲线形状的变化来调整幅度-时间脉冲参数，所述曲线形状被认为是对加工电极的形状进行仿形的精度标准。根据本专利技术的一个实施方式，通过在施加矩形电流脉冲时固定电压波形并增加脉冲持续时间且同时测量电压上升的持续时间和稳态过程的持续时间直至电压上升的持续时间与稳态过程的持续时间的比等于预定值的时刻，来获得预定的仿形精度。根据本专利技术的一个实施方式，通过在施加矩形电压脉冲时固定电压波形并增加脉冲持续时间且同时测量电流下降的持续时间和稳态过程的持续时间直至电流下降的持续时间与稳态过程的持续时间的比等于预定值的时刻，来获得预定的仿形精度。根据本专利技术的一个实施方式，通过将电压上升的持续时间与稳态过程的持续时间的比设置为在加工过程的初始步骤时大于0. 9而在加工过程的最后步骤时小于0. 5，来获得预定的仿形精度和高的过程生产率。根据本专利技术的一个实施方式，通过在施加矩形电流脉冲时固定电压波形并增大电5流脉冲幅度同时测量电压上升的持续时间和稳态过程的持续时间直至电压上升的持续时间与稳态过程的持续时间的比等于预定值的时刻，来获得预定的仿形精度。根据本专利技术的一个实施方式，通过在施加矩形电压脉冲时固定电压波形并增大电压脉冲幅度同时测量电流下降的持续时间和稳态过程的持续时间直至电流下降的持续时间与稳态过程的持续时间的比等于预定值的时刻，来获得预定的仿形精度。根据本专利技术的一个实施方式，通过在施加矩形电压脉冲时固定电流波形并增大加工电极进给速度同时测量电流下降的持续时间和稳态过程的持续时间直至电流下降的持续时间与稳态过程的持续时间的比等于预定值的时刻，来获得预定的仿形精度。根据本专利技术的一个实施方式，通过在施加矩形电压脉冲时固定电流波形并增加反极性脉冲的持续时间同时测量电流下降的持续时间和稳态过程的持续时间直至电流下降的持续时间与稳态过程的持续时间的比等于预定值的时刻，来获得预定的仿形精度。根据本专利技术的一个实施方式，通过在施加矩形电压脉冲时固定电流波形并增大反极性脉冲的幅度同时测量电流下降的持续时间和稳态过程的持续时间直至电流下降的持续本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：铁木尔·拉什托维奇·伊德里索夫，维亚切斯拉夫·亚历山德罗维奇·扎伊特瑟夫，
申请(专利权)人：PECM工业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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