CC BY
38
УДК 621.9.047
РАСЧЕТ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ МАРКИРОВАНИЯ МНОГОСЛОЙНЫХ МАТЕРИАЛОВ
А.Н. Осеков, В.Г. Грицюк, В.П. Смоленцев
В статье рассмотрена методика расчета технологических режимов при комбинированном маркировании с наложением электрического поля. Информация наносится на детали из многослойных материалов, где поверхностный слой является диэлектриком
Ключевые слова: режимы, маркирование, электрическое поле, диэлектрический слой
Расчет режимов маркирования деталей с диэлектрическим покрытием имеет существенные особенности даже по сравнению с электрохимическим методом, так как здесь анодный процесс становится осуществимым только после вскрытия диэлектрического слоя, в котором требуется получить точный контур знаков с шириной штриха меньшей, чем при маркировании однослойных металлических материалов.
В качестве исходных данных для расчета режимов используется информация о материалах всех слоев материала, предельная толщина диэлектрического покрытия, номер шрифта, глубина знаков.
Из литературы [1] находим удельное электрическое сопротивление материала покрытия. Из [2] устанавливаем допустимую ширину штриха. В зависимости от свойств материала покрытия
находим величину пробивного напряжения (ип ),
которое, как правило, не превышает 40-50 кВ. Находим по [3] величину «поднутрения» углублений в процессе анодного растворения и рассчитываем предельный диаметр отверстия в диэлектрике (й).
где
и
й = к, - 2к
- стандартная ширина штриха;
(1)
к.
величина «поднутрения».
По величине «й» и выбранном напряжении (ип ) пробоя находят предельную величину емкости
(Сп) конденсаторов.
Величина шага (Н) между соседними отверстиями составляет
(2)
Осеков Алексей Николаевич - ЛГТУ, аспирант, тел. (4742) 575-25
Грицюк Василий Григорьевич - ВГТУ, канд. техн. наук, доцент, тел. (473) 234-81-45
Смоленцев Владислав Павлович - ВГТУ, д-р техн. наук, профессор тел. (473) 234-81-45
где П - ширина перемычки между соседними отверстиями. Для хрупких покрытий П=(0,1^0,2) й , для вязких П = 0^0,5 мм.
Частота следования высоковольтных импульсов (V) зависит от емкости (Сп) конденсаторов, сопротивления зарядной цепи ( Яэкв ) и напряжения на разряднике (ип).
V = Г (Сп, ип, Яэкв )
(3)
Тогда скорость перемещения разрядника (Ур) составит
Ур=Н -V;
(4)
Далее рассчитывают режимы анодного
растворения металлической основы детали. По [3], [4] выбирают рабочее напряжение на электродах, состав электролита и время протекания процесса маркирования (тп) в зависимости от глубины штриха.
Очевидно, что в течение выбранного (или расчетного) времени маркирования электрод-инструмент должен противостоять месту нанесения индексов. Следовательно минимальная ширина (НЭ) электрода-инструмента в любом направлении относительно разрядника составит
Нэ = Ур
(5)
Приведенные расчеты позволяют разработать технологический процесс с автоматизированной системой подготовки производства, где управление протекает по алгоритму, представленному на рисунке
В процессе использования представленного алгоритма автоматически определяются режимы, обеспечивающие получение стандартных шрифтов , обосновывается способ обработки (с прокачкой рабочей среды или в неподвижном электролите), назначаются средства технологического оснащения, что составляет основу для проектирования технологического процесса (ТП).
п
т
п
Исходны данные
Обрабока технологичности конструкции детали
-------7^----------
/Место
< маркирования доступно ~ для инструмента? ^Да
Нет
Чертеж детали
Номер шрифта
Глубина маркирования
Материал и толщина покрытия
Уровень применимости процесса
Наличие оборудования для маркирования
Изменить место Нет
маркирования возможно?
| Да
Выбор нового места
Обоснование способа______
обработки покрытия
'----------1----------1
I----------1----------1
Разработка технологии обработки
Обработка покрытия
Оборудование дли маркирования имеется?
Проектирование режимов |_______обработки
|~ Выбор способа перемещения разрядника по контуру знаков
Способ реализован Нет в оборудовании?
Да
Расчет пробойного
напряжения
Назначение напряжения на разряднике
| Расчет скорости перемещения разрядника
Скорость приемлема _ для оборудования?
Нет
Прокачка электролита требуется?
Нет
Расчет скорости прокачки
Назначение методов стабилизации параметров электролита
■ I ,
Назначение анодного_______
напряжения
Расчет и назначение времени обработки
Корректировка времени Да
обработки i _ _ Нет
Получение требуемой_______
глубины возможно?
Подготовка управлтух | программ для |
технологического процесса
Программы совместны >
Нет
|___оборудовании
Контроль первой из партии деталей
Глубина знака и ширина штриха соответствуют-N>стандарту?
Да
Нет
, Да Корректировка
1 ■ Программ
Оторректроват
реяямыобработи
Контрастност
< знаков удовлетвори \nепьная?
Да
Нет
Корректировка технологического _____гроцесса
Передача материалов в банк (базу даных)
Обоснование перевода на другие методы маркирования
Структура алгоритма построения ТП маркирования деталей с диэлектрическим покрытием
Выводы
1. Разработана методика расчетов режимов обработки при маркировании металлических изделий с диэлектрическим покрытием путем комбинированного формирования локальных участков по контуру знаков и анодного растворения металлической основы на требуемую глубину.
2. Предложен алгоритм проектирования технологического процесса комбинированного маркирования с получением контрастных знаков стандартной формы.
3. Определены диапазоны изменения
параметров технологических режимов
маркирования для мелкого (цветного) и глубокого нанесения информации на детали, имеющие диэлектрические покрытия.
Литература
1. Кей Дж. Таблицы физических и химических постоянных / Дж. Кей, Т. Леби // М.:ГИФМЛ, 1952.- 248с.
2. Общетехнический справочник / Под ред. Е.А. Скороходова // М.: Машиностроение, 1990. - 496 с.
3. Смоленцев В.П. Электрохимическое
маркирование деталей / В.П. Смоленцев, Г.П. Смоленцев, З.Б. Садыков // М: Машиностроение, 1983. - 72 с.
4. Смоленцев Е.В. Проектирование электрических и комбинированных методов обработки / Е.В. Смоленцев // М.: Машиностроение, 2005. - 511 с.
Липецкий государственный технический университет Воронежский государственный технический университет
MULTILAYER MATERIAL MARKING OPERATING PRACTICES
CALCULATION
A.N. Osekov, V.G. Gritsuk, V.P. Smolentsev
The article covers operating practices calculation procedure on combined marking with application of electrical field. Information is applied on parts made of multiplayer materials with dielectric as a surface layer
Key words: operating practices, marking, electric field, dielectric layer
