МИКРОПОЛИРОВАНИЕ КАНАЛОВ МАЛОГО СЕЧЕНИЯ ИМПУЛЬСНЫМ ТОКОМ Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

Секция «Метрология, стандартизация и сертификация»

УДК 621.9.047.

МИКРОПОЛИРОВАНИЕ КАНАЛОВ МАЛОГО СЕЧЕНИЯ ИМПУЛЬСНЫМ ТОКОМ

В.И. Трифанов, Е.К. Васильева, Е.А. Карелина Научный руководитель - И.В. Трифанов

Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

E-mail: [email protected]

Обоснованы преимущества микрополирования металлов импульсным током. Представлены формулы для расчета параметров микрополирования, а также режимы обработки.

Ключевые слова: микрополирование, импульсный ток, скважность импульсов тока.

MICROPOLISHING OF SMALL CROSS-SECTION CHANNELS WITH PULSED

CURRENT

V.I. Trifanov, E.K. Vasilyeva, E.A. Karelina Scientific supervisor - I.V. Trifanov

Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarskii rabochii prospekt, Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected]

The advantages of micropolishing metals with pulsed current are substantiated. Formulas for calculating the parameters of micropolishing, as well as processing modes are presented.

Ключевые слова micropolishing, pulse current, the duty cycle of current pulses.

Актуальной проблемой является разработка методов снижения и выравнивания шероховатости поверхности с сохранением исходной точности ±0,02мм каналов малого сечения 7*3,6мм труб после изготовления их волочением, когда шероховатость поверхности в продольном направлении составляет Ra0,12-0,10мкм, а в поперечном Ra0,24-0,16мкм. Одним из таких методов является анодно-абразивное полирование поверхности канала бегущим импульсным электрическим полем с прямым передним фронтом импульса напряжения [1,2].

Анодно-абразивное полирование (ААП) может проводится с применением пассивирующего электролита NaNо3, который способен образовывать оксидные пленки толщиной до 0,1 мкм на обрабатываемой поверхности. Оксидные пленки способствуют повышению падения напряжения AU на электродах и снижению скорости анодного растворения. Однако, при абразивном воздействии на микронеровности вибрирующим абразиво-несущим эластичным катодом-инструментом, происходит их периодическая активация и растворение импульсным током. При этом впадины микронеровностей практически не растворяются, что способствует снижению удаляемого припуска Z до 0,02-0,04мм, необходимого для получения равномерной и низкой шероховатости поверхности Ra 0,12-0,08мкм в поперечном и продольном направлениях с сохранением исходной точности канала [3].

Использование импульсного тока позволяет существенно повысить технологические показатели ААП такие как точность и качество поверхности. При ААП импульсным

Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2022. Том 2

током диффузионные ограничения не возникают, уменьшаются поляризационные сопротивления процесса анодного растворения, в основном, протекают локализированно на микронеровностях в активированном состоянии. При разработке микрополирования импульсным током необходимо определить технологические параметры. Мощность импульса тока можно определить по формуле:

р _ ^а 1а (1)

Р _ 8 (1)

где иа, 1а- амплитудные значения электрического напряжения и импульсного тока; 8— скважность импульса:

Т

S _- (2)

К

где ¿и— длительность импульса; Т—период импульса:

Т _ — (3)

I

где/— частота повторения импульса, Гц.

Средний ток за период Т можно определить по формуле:

1С _ £ (4)

При измерении импульсного напряжения цифровым осциллографом 081052 при микрополировании установлены длительность импульса 4=3 мкс, амплитуда продольных колебаний катода-инструмента ^=15-17мм, частота колебаний 20Гц, период импульса тока Т=0,05с. Скважность в соответствии с формулой (2) £=16,67.

Расчет удаляемого припуска 2 при импульсном микрополировании может быть проведен по формуле:

2 _ (еу • Л • I • г) / £ (5)

где £у -объемный электрохимический эквивалент обрабатываемого материала,

см3/Амин; выход по току; I— средняя плотность тока, А/см2; ¿-время обработки, мин.

Выполнен анализ зависимостей для определения параметров микрополирования импульсами тока с крутым передним фронтом, обеспечивающим активное растворение микронеровностей и высокую степень локализации их анодного растворения. Определены технологические режимы микрополирования импульсным током.

Библиографические ссылки

1. Саушкин Б.П., Атанасянц А.Г., Сычков Г. А. Проблемы и перспективы развития импульсной электрохимической обработки. / Электронная обработка материалов. 2003, № 2. С. 10-22.

2. Влияние частоты следования импульсов на точность электрохимической обработки никеля, меди и стали / С.М. Кузьмин, Н.Г. Демьянцева, А.В. Балмасов, А.И. Тихонов // Электронная обработка материалов. 2016, № 52. С. 1-5.

3. Патент ЯИ 2 588 953 С1 Способ анодно-абразивного полирования отверстий / Трифанов И.В., Оборина Л.И., Рыжов Д.Р., Сутягин А.В., Малько Л.С., Трифанов В.И.

© Трифанов В.И., Васильева Е.К., Карелина Е.А., 2022