автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.01, диссертация на тему:Разработка процесса анодно-ультразвукового удаления заусенцев с деталей из меди и ее сплавов

1'ОСТОВСКИЙ-НА-ДОНУ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ИНСТИТУТ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО МАШИНОСТРОЕНИЯ

Для служебного пользования

На правах рукопшн УДК 621.9.047 (088.8)

МЕНАДНИЕВ Олег Ростиславович

РАЗРАБОТКА ПРОЦЕССА АНОДНО-УЛЬТРАЗВУКОВОГО УДАЛЕНИЙ ЗАУСЕНЦЕВ С ДЕТАЛЕЙ ИЗ МЕДИ И ЕЕ СПЛАВОВ

ОЙ.03.01 - Процессы ыеханической и физико-технической обработки; станки и инструмент

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ростов-на-Дону - 1990

1абота выполнена в Ростовском-на-Доцу ордена Трудового Красного Знамени институто сельскохозяйственного машиностроения.

Научна! руководитель

Официальные оппоненты

Ведущее предприятие

доктор технических наук, профессор КУДИМОВ Ю.Н.

доктор технических наук, профессор ШНАКОВ B.C.,

заслуженный деятель науки i техники FCiCP, доктор технг ческих наук, профессор КУКОЗ Ф.И.

ЮШ "Импульс",г.Москва

Защита состоится 23 октября 1990 г. в 10.00 часов на за' дании специализированного Совета К 063.27.01 в Ростовском-иа-ну ордена Трудового Красного Знамени институте сельскохозяйс венвого машностроения: 344708, г.Ростов-на-Дону, ГСП-8, пл.1 гарина, I, И1С1М, ауд.252.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Гостовок' на-Дону ордена Трудового Красного Знамени института сельг-хозг вяйственного машиностроения.

Отзнв в 2-х экз., заверенный печатью, просим высылать п специализированный совет по указанному адресу.

Автореферат разослан сентября 1990 г.

Ученый секретарь специализированного совета ^^¿^

к.т.н.,доцент — А .¡¡.Ишулпи

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА. РАШГЫ

Актушшность_п£облеш.Существенное повышение технического у^оыш производства и качества продукции невозможно без автоматизации и механизации трудоемких операций, широкого внедрешш принципиально новых технологий.В условиях современного массового производства металлоизделий с высоким уровнем автоматизации операций по обработке металлов резанием, одним из наиболее узких пест технологического процесса является операция удаления заусенцев. Остро стоит проблема удаления труднодоступных заусенцев с деталей из меди и её сплавов широкой номенклатуры. Доля ручного труда на зачистных операциях достигает 70-90^. Для деталей,применяемых в ответственных устройствах автоматики, брак по заусенцаа недопустим, т.к. ведет к аварии. С другой стороны вязкость я пластичность этих материалов обуславливают значительные размер* заусенцев, что ограничивает возможности автоматизации их удаления существующими методами.

Для повышения конкурентной способности отечественных машин на каровом уровне актуальны научные исследования по разработке новых процессов и оборудования для удаления заусенцев. Одним из наиболее перспективных направлений является метод электрохимической обработки, однако широкое применение его сдерживается отсутствием избирательных и производительных процессов и оборудования для удаления заусенцев.Налогеииб мощного ультразвука на анодный процесс открывает возможности управления массопереносом на большой поверхности при удалении заусенцев с деталей,, обрабатываемых' насыпью.

Исследования по разработке и внедрению процесса и оборудо-шншя для анодно-ультразвукового удаления заусенцев проводились по конкретным техническим заданиям промышленных предприятий п отраслевых институтов и в соответствии с координационным планом Ail СССР по проблеме "Ультразвук" на 1986-1990 года,

Цель_работы. Повышение избирательности и производительности удаления труднодоступных заусенцев с деталей из недп и её сплавов путем разработки нового процесса и оборудования для аподно-ультразвуковой обработки их насыпью на основе изучения закономерностей электрозшшческих процессов при ультразвуковом воздействии.

Автор зашиупег^ установленные закономерности процессов анод-

ной ¡¡ассивации в анодно-ультразвукового активирования меди и её сплавов в электролитах с различным анионным составом;

физическую модель процесса аяодно-ультразвукового удаления заусенцев;

результата теоретических и экспериментальных исследований динамики удаления заусенцев;

полученные данные о переходе электрохимического процесса при ультразвуковом воздействии в элекгрохишко-эрозионный в области повышенной напряженности электрического поля" и о самопроизвольном переходе электрохимического процесса растворения ыеди в насыщенном растворе хлоркой меди в элекгрохимико-эрозионныйпри напря-кенин более 13,5В;

научные основы разработки технологических процессов анодно-ультразвукового удаления заусенцев;

основы конструктивных решений разработанного оборудования и результаты его внедрения в производство.

Научная новизна. Разработаны принципы управления процессами съёма металла при анодном растворении заусенцев путем изменения параметров приэлектродного слоя.с помощью ультразвукового воздействия.

Впервые разработаны критерии и физическая модель процесса анодно-ультразвукового удаления заусенцев, позволившие выделить и оценить составляющие процесса : равномерность съёма металла по поверхности металлоизделия и интенсивность разрушения заусенцев а также обосновать последовательность осуществления стадий аподн пассивации и анодно-ультразвуковой активации для повышения изби рательностн процесса.

Обоснована и экспериментально подтверждена гипотеза о пе реходе электрохимического процесса в элекгрохимико-эрозионный в области повышенной напряженности электрического поля.

Разработаны рекомендации оптимального построения типовых технологических процессов анодно-ультразвукового удаления заусег цев о деталей из меди и её сплавов, применимые для других металлов.

Праетиче£кая_ценность. Решена задача удаления труднодоступ-ннхзаусенцев с деталей из меди и её сплавов при обработке их насыпью с высокой избирательностью и производительностью.

Разработаны способы и устройства для реализации электрохимического, электро^изико-хишческого и анодно-ультразвуков

го удаления заусенцев, загущенные авторскими свидетельствами,нашедшие применение в автоматизированных установках.'

На базе полученных рекомендаций, включающих оптикальпые технологические решзгы, разработали универсальные для широкой номенклатуры деталей экологически чистые техпроцессы удаления заусенцев и подготовки поверхности деталей под гальванопокрытие,позволившие исключить операции обезжиривания в пожароопасных растворителях и кислотного травления.

Реатазвдия_ре32^татов_исслезопанпя.Создан опытный образец установки анодно-ультразвукового удаления заусенцев, пропед^зй приёмочные испытания и внедренный на предприятии п/я Г-4563 с годовым экономическим эффектом 103,4 тыс.руб.

Разработана конструкторская документация па опытный образец установки с литерой 0^, переданная предприятию п/я Р-6793 для серийного выпуска установок с ожидаемым эффектом 490 тыс;руб.

Ап£общия работы. Основные результаты работы докладывалась на Всесоюзных (Воронеж,1974 гг.; Москва,1979 г.,1933 г., 1987 г; Тула, 1980 г., 1986 г.; Новосибирск, 1989 г.; Одесса: 198Э г.), региональных (Горькпй, 1977 г.; Киев, 1983 г., Полтава, 1984 г.; Ленинград, 1987 г.; Ростов-на-Дону, 1975 г., 1988 г.) конференциях, на конференциях профессорско-преподавательского состава Е!СХМа 1975-1989 гг.

Публикации Л1о теме диссертации опубликовано 26 работ, в т.ч.: 4 без соавторов, 4 авторских свидетельства.

Ст^укт'^ра и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы пз 126 наименований, восьми приложений, изложена на 172 страницах маплпопкс-ного текста, содержит 52 рисунка, 19 таблиц.

Основное содержание работы.

. В первой_главе приведен анализ патентных и литературных данных о существующих способах химического, ультразвукового п электрохимического удаления заусенцев, по анодному растворении меда и её сплавов и влиянию ультразвука на электрохимические процессы.

По литературным данным показано, что ультразвуковая интенсификация процесса химического травления заусенцев, неприемлемого с экологической точки зрения, позволяет снизить концентрации кислот и повысить избирательность, однако способ эффективен для деталей массой до 15г, с заусенца-,т размером до 50мкм.Для электрохимического удаления труднодоступных заусенцев используется индивиду-

алыый катод-инструмент, что ограничивает возможности метода при широкой номенклатуре деталей.

Репение ноставлешой задачи принципиально возможно путем ультразвуковой активации процесса анодного растворения в труднодоступных местах деталей, при условии его протекания с образованием пассивирующих пленок на всей обрабатываемой поверхности за счет вторичного распределения пот енциала.Механизм электродных процессов определяется Правильным выбором электролита.В литератур иых источниках описана пассивация меди в хлоридных и сульфатных растворах, однако сопоставимых данных для обоснованного выбора электролита обнаружено не было.

На основании литературных данных установлено, что ультразвуковые колебания вызывают концентрацию кавитационных пузырьков в области расположения заусенцев, и, с другой стороны, способствует более равномерному растворению анодов, что предсталяет собой поле жите льны е фактора как для обеспечения избирательности удаления за усенцев, так и равномерности съема припуска с поверхности детале! Но приведенные данные яе носят систематического характера и не позволяют разработать новый технологический процесс.

Поэтому были определены следующие задачи исследований: установление закономерностей анодной пассивации и анодно-ультразвуковой активации меди и её сплавов;

теоретический анализ Ьпределяющих факторов, построение физической модели процесса аяодно-ультразвукового удаления заусенцзв и её экспергментальное подтверждение;

исследование и выбор основных параметров процесса,, оптимиза цпя способа управления процессом и состава электролита^

поэтапная разработка и внедрение экспериментального и опытного образцов оборудования.

Во_вто£ой главе представлена методика исследований и описано экспериментальное оборудование. Обоснован общий методический подход, заключающийся в экспериментальном и теоретическом формировании физической модели процесса аяодно-ультразвукового удаления заусенцев, её практической проверке, реализации и совершенствовании.

Изучение закономерностей анодного поведения меди и её сплавов проводили на специальной установке с помощью потенциостзти-ческих методов в стационарных условиях и с наложенпгм ультразпук .В качестве источника ультразвука иамболэе эффективном оказал-

ся преобразователь типа ЦШ-8М. Поляризационные измерения в акустическом поле проводились по оригинальной методике путем плавно-ступенчатого изменения потенциала с прерывистым угътрззвукоил* воздействием. Состав анодных пленок и продуктов реакций изучались рентгенографически.

Теоретические исследования проводишсь на основе законов математического анализа, теоретической электротехники, йизип!, злек-трохимии, с использованием ЗВМ.

Динамика удаления заусенцев изучалась методом гакрофотогъем-ки последовательных стадий их разрушения.

Оптимизация состава электролита провожалась по крнт-зрна избирательности методом математического плелнровсннл с:*спер:п:гнтоз.

Оптимизация вариантов конструкции устснсвп! я реп:;;сз процесса осуществлялся путем' макетирования й испытания различных технологических схем.

Объектами исследований являлись образцы деталей шрэкой производственной номенклатура массой до 100 г: слогнокснтурные прокладки из медп ЫЗ, шестерни приборных рэдукторсз из брс::г.и Ер. КМцЗ-Г, гнезда кабельных разъемов из бронзы Бр. СЦ 4-3, ^лснци волноводов из латуни Л 63, с заусенцами после операций холодгсЯ штамповки и фрезерования толщиной до'200 мкм.

В третьей главе представлены результата ксследозеянй процессов анодной пассивации меди, и ее сплавов в электролитах с различным енионным составом и воздействия на них мазого акустического поля частотой 8000 Rj,

Потенциодшамичес кнм" методом получеш hoeliq сравнительное данные по протеканию анодных процессов в растворах хлорида, сульфата и нитрата натрия различной концентрации. Установлено, что наименьшие потенциалы пассивации (около 0,2В) наблгдалтея в хлоридах., причем степень пассивации регулируется концентрацией. С изменением концентрации от до насыщения предельная плотность Тока увеличивается в 15-20 раз в зависимости от температуру оле:с-тролита. Показано, что для увеличения степени пасснзехрп! наоггл-ного хлоридаого электролита, обладающего наибольшей рассеивггг^Я способностью и электропроводностью, целесообразно сведение орга-ничёских добавок.

ГаЯьвгностатическими исследованиями установлено сбразозгиие высокоомных пассивирующих пленок, BHSUBanajtx йгачок потенциала до I8-20B во всех исследованных электролитах при дсстихгкгш крата-

ческих плотностей тока, характерных для каждого электролита. В хлоридных электролитах наблюдались наименьшие критические токи пассивации 0,04-02 А/см^, в зависимости от концентрации, в растворах сульфатов 0,35-0,5 А/см^, а в нитратных электролитах 2,0-4,0 А/см2.

Химический состав сплавов меди мало влияет на критические плотности токов пассивации: от 0,16 А/см^ для Бр 0Ц4-3 до 0,175 А/см** для Бр КМцЗ-1 (в насыщенном растворе хлорида натрия), что указывает на однотипный механизм процессов пассивации для меда и ее сплавов.

Это подтвердили результаты исследований состава пленок. Установлено, что единственным веществом, образующим пленку как на меди, так и на ее сплавах в хлоридных электролитах является хлорид одновалентной меди СиС£ , при этом в шлам выпадает оксид одновалентной меди Си^О . В сульфатных электролитах на меди образуется пленка, состоящая из оксида одновалентной меди Си^О \ двойной соли основного сульфата меди Си^Оч(ОН)6 , а в составе шлама Сич£0„(()Н16 и . В нитратных раство-

рах на меда образуется пленка, -в состав которой входят Си£0 и двойная соль основного нитрата меди Сч.(0Н1,>//0, , в шлам выпадает Сиг(он13Щ.

В результате поляризационных исследований, проведенных в акустическом поле (рис. I а,б), были установлены следующие основ ные эффекты ультразвукового воздействия на анодный процесс:

- резкое изменение установившегося равновесия в системе электрод - электролит;

- зависимость величины активации от типа аниона, концентрации электролита и потенциала электрода;

- осцилляции тока",- зависящие от типа аниона по амплитуде и частоте;

облегчение появления гаттингов и электроэрозионных явлений в зонах повышенной напряженности;

- сильная деполяризация анода в гальваностатических условиях, особенно в решив пассивации (рис. I б).

В растворах хлоридов ультразвуковая активация выражена наиболее отчетливо (рис. I а, кр. 1-6). Степень ультразвуковой акти вации, как относительное увеличение анодной плотности тока; увел чивается с уменьшением концентрация от 3 до 15. В насыщенном раст воре хлорида натрия наибольшая степень активации - .5,25 наблюдэе ся при потенциале пассивации. В хлоридных растворах отмечались I!

¿А/см2

■«большие по амплитуде и частоте осцилляции тока.

В сульфатных и нитратных электролитах наблюдалась неоднозначная реакция на ультразвуковое воздействие (рис. I а, кр. 7-18), что, вероятно, связано с конкуренцией на поверхности анода ионов гидроксила и анионов электролита, причем сдвиг установившегося равновесия в гетерогенной системе идет в сторону процесса, определяемого анионом о наибольший химическим сродством к электродноцу металлу. Это подтверждается результатами'рентгенографии анодных пленок.

Сильная деполяризация медного анода ультразвуком от сотен мВ в. режимах активного растворения до де- , слтков В в режимах пассивации вызывает значительные градиенты потенциала во время переходных процессов, что является важным фактором для избирательного удаления заусенцев.

В четвертой главе описаны теоретические и экспериментальные исследования процесса анодно-ультразвукового удаления заусенцев. Анализ существующих методов электрохимического удаления заусенцев показал, что локализовать процесс только на кромках деталей практически невозмонаю. Результаты проведенных исследований анодного поведения меди и ее сплавов, в том числе в мощном ультразву'г новом попадают предпосылки к разработке процесса удаления заусенцев за счет направленного изменения скорости анодного съема металла пугс-ы ¿правления пассивацией и активированием поверхности

Рис. I. Влияние ультразвукового воздействия на анодное растворение меда: а) в потенциостатических условиях: 1,2 - 0,2В: 3,4 - 0,3В: 5,6 - 0,7В: 7,8 - 0,5В: 9,10 -0,7В; 11.12 - 1.ЙВ: 13.14 - 6,5Й; 15,1б -- 0,8В; 17,18 - 1.2В; в электролитах: I 3,5 - МСе - 555; 2,4;б -Мх-Свиес. : 7.9.11 -М^о; ,52; 8.11,12 -МчЩн»с: 13,15,17 -.}/л Ж)л 5%; 14,16,18 - >аУ&нас; б) в гальваноетатических .условиях: 1,2 -УУаСенАс.; 3,4 -^ЛОчн^-5,6 -~//аЖ)3нас.

деталей с помощью ультразвуковых колебаши .

Исходя из требований к процессу,определенных на основании потребностей производства в технологических возможностей, был проведен анализ фагаоров,влияющих на равномерность съёма припуска и избирательность удаления заусенцев. По результатам анализа была предложена физическая модель построения процесса аподно-ультразву-кобого удаления заусенцев. В качестве первого начального условия осуществления процесса был выбран насыщенный хлорядный электролит, обладавший высокими электропроводностью и рассеивающей способностью; образукцгй пассивирующие пленки и повывающий электрохимическую гетерогенность заусенцев.Вторым начальным условием являлось задание напряжения обработки 22-24В, удовлетворяющее условиям поляризации при критических токах пассивации.

В соответствии с моделью основной процесс рассматривается как совокупность одновременно протекающих процессов равномерного паразитного съёма металла по всей обрабатываемой поверхности и интенсивного избирательного разрушения заусенцев.

Теоретический анализ процесса удаления заусенца при допущения условия только равномерного послойного съёма металла рис.2 показывает, что и в случае отсутствия действия факторов, влияющих на избирательность, достигается полное удаление заусенца, но при удалении слоя кеталяа, равного толщине заусенца у основания.Отсюда очевидно, что нельзя считать избирательным процесс удаления заусенца, если при этой удаляется слой металла, равный его толщипе.

Для сравнительной оценки различных способов удаления заусенцев, оптимизации режимов обработки и состава электролитов,. нагл разработан критерий избирательности:

где 11- толста сопутствующего съёма металла;

Ь - толщина заусенца у основшшя. Траектория верстан заусенца ОА рис.2 состоит из двух участков: линейного ОС п яриволинеШгого СА и описывается системой уравнений:

Первое уравнение является уравнением биссектрисы угла заострения, а второе уравнением параболы.

Характер протекания процесса определяется его интенсивностью. Интенсивностью ухеньпения высоты заусенца при равномерно!.! съёме

шляется первая производная от выратения(2)

ГК»инШ«1- c-ta± > 04 i4-Хс

h lш " [ hW« - 1 - A «t < В

^ / / / //\ / / /Ljl.

Аналиэ г.;;сте;и уравнений (3), проведенный с покопьа SEM ДЕК-ЗМ2, показывает, что линейная часть заусенца удаляется с постогапюй интенсивностью, в несколько раз про-вьпаюяеЯ скорость съека натаяла. Удаление основгашя заусенца происходит при резком уменьшении интенсивности ого разрушения. Интенсивность удаления заусенца определяется его толганой независимо от высота.

Рассмотренный вариант соответствует нулевой кзбира-

Рис. 2. Динамика процесса удале- тельноета псон^сса Основной пня заусенца при равномерном съеме ^»«Р0"1 процесса, исновнои

металла задачей построения процесса

шюдно-ультразвукового удаления заусенцев является пошденио его избирательности. Сравним гипотетическое протекание процесса при анодном и ано,дно-ультразвуковом воздействиях при принятых начальных условиях.

Анодный процесс начинается скачком плотности тока, которая затем уменьшается и достигает предельного значения. При отом происходит бурная кристаллизация продукта реакций, который образует на поверхности деталей рыхлый йепрошый пассивирующий слой. По мере роста затруднений протекании процесса растет поляризация анода, достигающая 20В. Ориентировочный рост градиента потенциала на заусенцах может достигать 35 кВ/см. В результате вторичного распределения потенциала солевая ллзяка образуется и на внутренних поверхностях. Дальнейшее протекание процесса а стационарных условиях приводит к неравномерному травления, выривам на поверхности и недопустимой потере размеров при неполном удалении заусенцев,осо-5енно труднодоступных.

При наложении на электрохимическую систему в состоянии анодной пассивности мощного ультразвукового поля, она испытывает ударное воздействие возникающей в электролите кавитируицей волны. Резко уменьшается толщина пленки, особенно на заусенцах, где концентрируются кавитационные пущырыш. Анодный процесс резко интенсифицируется за счет значительных градиентов напряженности поля сначала на заусенцах, а затем на остальных поверхностях деталей. Осцилляции потенциала при ультразвуковом воздействии способствуют возникновению актов пробоя пассивирующей пленки в зонах повышенной напряженности, что,совместно с факторами электрохимической гетерогенности деформированного металла, создает условия избирательного удаления заусенцев. Дальнейшая анодно-ультразвуковая обработка при новых предельных значениях анодного тока приводит к снижению.избирательности за счет выравнивания условий обработки.

ümilwa 100

HIHHHI

Рис. 3. Физическая модель процесса анодно-ультразвукового удаления заусенцев

Для увеличения избирательности удаления заусенцев наш: предложено наложение ультразвуковых колебаний на анодный процесс и их выключение производить при достижении первой производной тока в межэлектродном зазоре нулевых значений и производить чередование анодной и анод но-ультразвуковой Об' работки до полного удаления заусенцев. Iii Графическая интерпретация предло-жешюй физической ио

дели процесса (рис. 3) в виде синхронных зависимостей раскрывает взаимовлияние задаваемых параметров на характер изменения выходного тока в функции его первой производной.

Результаты исследований динамики удаления заусенцев различный; способами явились экспериментальным подтверждением адекватности предложенной модели процессу. За базовый был принят способ хиыиче-

¡кого травления.Способ анодного травления был использован как фоновый для выяснения роли ультразвука при анодно-ультразвуковом удалении заусенцев.

Анализ динамики процессов (рис.4) показал, что химический гроцесс приближается к теоретическому при равномерном съёмэ ме-•алла, его избирательность составляет всего 7,4

Ано;до-ультразвуковой процесс на фоне анодного п химического совершенно отличается по характеру протекания.Наблюдается локальная мелкоочаговая эрозия поверхности, концентрирующаяся на кромках и заусенцах. Разрушения такого характера имеют тенденцию к аккумуляции у основания заусенца ,что приводит к гскорению его удаления.Сравнение анодного и анодно-ультразвукового [роцессов показывает, что интенсивность анодно-ультразвукового бслг,-¡е за счет перехода электрохимического процесса под воздействием гльтразвука в электрохимико-эрозионннй. При этом избирательность модно-ультразвукового процесса в два раза выше анодного я более, [ем в 7 раз выше по сравнению с химическим процессом.

Исследования электрохимического удаления заусенцев в насланном растворе хлорной меди,проведенные в связи с тем, что медь I этом растворе сильно пассивируется, позволяли обнаружить явление :амопроизвольного перехода электрохимического, процесса в электро-:имико-эрозионннй, что подтверждается снятыми осциллограммами и ткрофотографиями стадий процесса. Избирательность процесса сос-авила порядка 90$, однако в связи с высокой токсичностью электролита и необходимостью вести обработку деталей на подвесках 1лектрофизико-химический способ удаления заусенцев пока "е может ¡ыть рекомендован для решения поставленной задачи.

Сопоставление осциллограмм электрофизико-химического и аподно-льтразвукового процессов с .мшамикой разрушения кромок на микро-этографиях показало, что механизмы протекания этих процессов меют аналогичный характер при значениях напряжения , вызываю-их возникновение электроэрозионных явлений и подтвердило, что льтраявук вызывает переход электрохимического процесса в электро

'зс.4. Анализ дина-лики интенсивности процессов удаления заусенцев

химико-орозионшй.

Пятгоя глава погвясена разработке технологии и оборудования для ьнодно-ультразвукового-удаления заусенцев.

Дяя практической реализации процесса при обработке деталей исацпьв била Быбрша технологическая схема обработки на основе нсштсшд трех вариантов шкета установки. .Влб.ор параметров про цссса производился по оригинальной методике на. кассетн.ом варианте установки при обработке деталей партиями с суммарной площадьк поверхностей до 50 дм"?, по критерию избирательности, кроме того, учитывались качество поверхности и производительность.

В результате технологических окспериментов установлены опт! мольное непряегиив обработки 22В, температура электролита 2о^5°( скорость вращения кассе ".и при. перемешивании деталей 30 об/кин. 1 качестве, оснош олектролита шбраи раствор .хлорида натрия, как кеиболео акоиомпчщй и универсальный, так как в сульфатном и шг ратцоы олектроянтах не удалялись труднодоступные заусенцы. Альт! накшые испытания. схем наложения.ультразвука на 'анодный процес! подтверди,у! бользуа избирательность схемы построения процесса и соответствия с фшческой модзяьо, для чего было разработано ус роЯстоо поиска комаатов еистремумов, управляющее .включением и Еыклачашгм ультразвукового генератора в функции первой проиэво ной тока.'

Однако, ддя рцда'.кшов деталей более значительных размеров См.та оть:зчс!!ы ссяасаш тока при перемгаиваиии, которые маскироЕ ли мамонт достишшя первой производной тока нулевого значения, П0&Т01У были проседай специальные исследования по упраыкзшм'г цзссоа снсдио-увырсдЁукоЕого удаления лаусенце,в в функции скат пой взяичиш - количества электричества. Установлено, что для 1: следуеках .материалов как при пассивация, так и при активации С1 шдося свои ыетсляа, «баяна которых не выходат за'определенные пределы. Сто позволило разработать смдирпческие формулы для рас чета количеств олсктриг-Х'ртва для ■адоддоА.пассивацш! и.енодно-у; тразвуковой поверхностей металлоизделий, и способ .уд!

вгю»я а^сенцсв,. по которому годную обработку металлоизделий 1 И?* в,режима пассивации нажгяьй с_йерешакванием-и многократны» наложением ультразвука', причем включение ультразвуковой систем: лройзеодат. есякий раз посла протекания количества олектричеств;

где с(«=<3,7 - 4,5)«Ю-0 см;

- обрабатываемая поверхность, см**; плотность металла

г/см3; К - электрохимический эквивалент, #/А.ч.; - выход по току, и ведут анодно-ультразвуковую обработку всякий раз до протекания количества электричества Оа

0г=А?0, ; ( 5 )

где & = 0,7-1,0.

Обработка продолжается до заданной степени удаления заусенцев, которая определяется в зависимости от толщины заусенцев В по величине общего количества электричества <3

(б)

Эффективность способа получила экспериментальное подтверждение.

Для выяснения возможностей процесса по повышению избирательности удаления заусенцев были проведены исследования по оптимиза-щи состава электролита путем введения органических добавок: глицерина, уротропина, желатина и бензотриазола. Оптимизируемыми фа» торами являлись: Х£ - концентрация хлорида натрия в электролите; Х*2 - концентрация добавки.

Вид органической добавки был выбран для каждого материала металлоизделий с помощью множественного рангового критерия Дункана. Наиболее значимыми для всех материалов оказались эффекты, полученные в электролитах с добавкой бензотриазола, что позволило его рекомендовать как универсальную органическую добавку для меда и ее сплавов.

В результате двух этапов исследований, проведенных по известной методике, описанной в работах Ю.П. Адлера, В.В.Нялииова, С. А. Ахназаровой, В.В. Кафарова, были получены адекватные уравнения регрессии второго порядка: для меда МЭ

^х--=71,11+0,59Х1^0,68X2-3,48X^2-5,88X^-19,; ( 7 )

для бронзы БрКМ 3-1 Ь2=54,09+0,26Х1ч€,4Х2-3,28Х£Х2-3,33X^-6,91Хз2 ; ( 8 )

для бронзы БрОЦФ-3 £.3--60,86+1,38Х1-2,98X2-1,14-^X2-1,08X^-14,ЗЗХ^,2; ( 9 )

для латуни Л63

1.4=70,64-3,17Х1-Т,83Х2-3,24Х1Х2-1,06X^-4,. (10 )

Исследование уравнений (7-10) на экстремум позволило установить значения варьируемых факторов, соответствующие макси«?льним

енычениям избирательности. В оптимальных условиях били поставлены контрольные эксперимент (табл. I), которые подтвердили адекватность моделей реальному процессу.

Таблица I

Результаты экспериментов по удалению заусенцев в электролитах

оптимальных сплавов

Тип и ыа-{Толш1на ¡Измене" ]в^Гуда]Нзбир7-'

терм ал обтзаусен- -ъ/п?тл^нчпггм" Ш!е конт}ления зау|тельност! разцов цев, мм {азола г/л!РольногоIоенЦев »с ¡процесса

1 | | ' _____| ___

Шайбы, медь Щ 0,060 128 0,51 0,047 270 71,3

Шестерни, бронза БрК1!цЗ-1 0,015 ПО 0,75 0,010 30 55,"7

Контакты, бронза Бр0Ц4-3 ОДЗо 178 0,22 0,105 360 61,5

Флеищи, латунь ЛоЗ 0,230 52 0,38 0,110 900 74,1

Поэтапно разработаны и внедрены в производство эксперименталь ный и опытный образу установок анодно-ультраэвукового удаления зи усенцев.Опытный образец установки позволяет в одном технологическо цикле производить операции удаления заусенцев, прошвки и сушки де талей, управлять процессом в функции количества прошедаего электри чэстаа с помощью специально разработанного двухкшального командно го кулонометра, соответствует требованиям техники безопасности, экологии и эргономики.

Огштшй образец установки успешно прошел приемочные испытания на предприятия п/я Г-4563 и внедрен с экономическим эсйектом 103,< тас.ру|5.в год.

0Б11}Е ШВОДЫ

,1. Разработан принципиально новый процесс анодно-ультразвуко-вого удаления труднодоступных заусенцев с деталей из мэдн и ее сплавов, обладающий высокой избирательностью и производительности

2. Изучены закономерности анодной пассивации и анодно-ультра-звуковой активации мода и ее сплавов в электролитах с различным а оншы составом в условиях воздействия мощного акустического поля I стотой 8000 Пд. Показано, что в хлоркдных электролитах достигаете! наименьшая критическая плотность тока пассивации и наибольшая степени ультразвуковой активации. На этой основе разработаны принциш

управления процессом съёма металла путем регулирования толщины при-электродного слоя с помощью ультразвукового воздействия.

3.Разработана и экспериментально подтверждена физическая модель процесса анодяо-ультразвукового удаления заусенцев,описывающая закономерности равномерного съёма припуска на обработку п локальной интенсификации процесса анодного растворения на заусенцах за счет его перехода пей ульттзвуковом воздействии в электро-хтлико-эрозионный.

4.Установлено, что избирательность анодно-ультразвукового удаления заусенцев увеличивается, если ультразвуковое воздействие на анодный процесс осуществят прерывисто в функции изменения анодного тока,совмещая моменты включения и выключения ультразвуковой системы с моментами достижения первой производной тока в мелэлектродном зазоре нулевого значения. Разработан способ анодно-ультразЕукового удаления заусенцев.

5.Исследован процесс электрохимического удаления заусенцев

с деталей из меди и её сплавов в.насыщенном при нормальных условиях растворе хлорной меди, самопроизвольно переходящий в злектро-химико-зрозионный и позволяющий локализовать зону эрозионного разрушения на кромках деталей при напряжении 13,5-15,ОБ.Разработан способ электрофизико-хгогического удаления заусенцев;

8.Оптимизирован технологический процесс удаления заусенцев при обработке деталей насыпью с перемешивалием.Разработаны способ и установка анодно-ультразвукового удаления заусенцев с управлением ультразвуковым воздействием в функции количества электричества. Определены оптимальные по критерию избирательности удаления заусенцев составы электролитов для деталей из меди и её сплавов на основе раствора хлорида натрия с введением органической добавки-бензотриазола.

7.В результате исследований разработан опытный образец установки анодно-ультразвукового удаления заусенцев, соответствующий требованием техники безопасности, экологии и эргономики,прошедший приёмочные испытания и внедренный на предприятии п/я Г—4563 с фактическим экономическим эффектом 103,4 тыс.руб. в год.

Конструкторская документация с литерой Oj на опытный образец установки передана предариятнв п/я Р-6793 для серийного выпуска установок.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

I.Менаджиев O.P. Сущность метода элекгрохишто-ультразвуково-

ю удаления заусенцев и его побочные проявления.//Электрохимическая обработка металлов:Межвуз. сб. - Новочеркасск: ШШ, 1980.-С: 45-48.

2.А.0.593879 СССР. МКИ В23Р-1/00. Способ электрохимического удаления заусеннев /Е.Л.Родзянко.О.Р.Менаджиев.- Опубл.в Б.И:, 1978 - » 7.

3.Кудимов Ю.Н.,Ыенаджиев 0.Р.Удаление заусенцев с деталей часовых механизмов анодыо-ультразвуковым методом.//Электрофизические и электрохимические методы обработки:Науч.-техн.ргф.сб.-М.: ШШиао, 1980. -6 1. - С. 1-2.

4.Менадаиев О.Р..Бордачев Е.В. Оптимизация процесса анодно-удьтразвукового удаления заусенцев.//Автоматический контроль и управление качеством продукции в сельскохозяйственном машиностроении: Мегвуз.сб.-Ростов н/Д:РИСХЫ, 1983.- С.114-118.

5.А.С.1047643 СССР.МКИ В23Р 1/04,В 23Р 1/16; Способ электро-фазико-хиыического удаления заусенцев. /0.Р.Менадаиев,Ю.Н.Кудимов в Е.М.Кузнецова.-Опубл. вБ.И.Д983.-* 38.

6.Менадаев О.Р.К вопросу ультразвукового воздействия на элек геохимические системы при анодио-ультразвуковой обработке .//Пятая Всесоюзная конференция по ультразвуковым методам инт енсифи мщ» технологических процессов:Тез.докл.-((!., 1983.-С.34-35.

7.Менадзшев О.Р. Анодно-ультразвуковая обработка как метод электрохимической отделки поверхности металлоизделий.//Интенсификация и автоматизация отдзлочно-зачистной обработки деталей масли и приборов.-Тез.докл.науч.-техн.конф.-Ростов к/Д, 1986,-С. 23-25.

б.Менадаев 0.Р.,Кузнецова £.М.,Бронин Ф.А.Анодно-ультразвуковая установка для удаления заусенцев.//Шестая Всесоюзная конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов: Тез.докл.-М.,1987.- С.49.

Э.Менадкиев 0.Р.,Кузнецова Е.М.,Попова А.Б. и др.Технология и установка анОдно-ультразвукового удаления заусенцев с мелких металлоизделий сложной формы./Л1овые разработки в области ультразвука вой техники и их применение в народном хозяйстве: Тез.докл.- Ленинград, 1987. - С.31-35.

10.А.О. 1495036 СССР. МКИ Б23Н 7/39. Способ анодно-ультразракового удаления заусенцев и установка для его осуществления/О.Р.Ми• надаиев,^.Л.Кравченко,?,.«.Кузнецова и др.- Опубл.в Б.И., 1989. -* 27.

II. Менадяюев O.P. , Кузнецова Е.Ы. Универсальная устимвка ПАУК анодно-ультразвуковой обработки деталей^/'Акуетичэскал яави-тация и проблемы интенсифткацип технологических проп?ссоч: Теч. доел. - Одесса, 1989. - Ci 81-82.

подписано к печати f2.cp.po . *ормвг 60x8^/16.

Пугага тип. 0£сет. Обт.еч' {О усл.п.л., цд уч.-изд.л.

Заказ № 3 . Тираж /¿Е> . Бесплвтно._____

Отпечатано в лаборзгорин офсетной печати Р.ТО'Мч ТЙ7С8. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, I