174574. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés fémből készült fogazott alkatrészek elektokémiai úton történő megmunkálására
3 174574 4 mas eljárást ismertetnek a 475 067 és az 507 058 sz. svájci szabadalmak is. Valamennyi eljárás közös hátránya, hogy egyrészt villamos szempontból izolált katódszerszámot igényel a már megmunkált munkadarab felületek felé, másrészt pedig az, hogy a munkadarabon kialakuló passzív felületi réteg eltávolítása céljából az anyagleválasztást végző egyenáramra váltakozó áramot kell szuperponálni, amint az a 478 625 sz. svájci szabadalomból ismeretes. Ennek azonban az a követelménye, hogy a váltakozó áramú komponens kölcsönös anyagleválasztást végez, mind a munkadarabról, mind a megmunkáló elektródról. Ezzel a megmunkálást végző elektróda fogy, méretpontossága egyre romlik, ami miatt a foghosszúság mentén a fogazat profilmérete folytonosan növekvő. A jelen találmányunkban célul tűztük ki, hogy az elektrokémiai fogazás olyan megmunkálási módját valósítsuk meg, amely az eddig ismeretes eljárásoknak megszünteti, mind az izolált katódszerszámból, mind pedig a váltakozó áramú komponens szüksége által az elektródakopásból származó hátrányait. A fenti célkitűzésünket a jelen találmányunkkal úgy valósítjuk meg, hogy az anódként kapcsolt megmunkálandó fogazatot a vele mechanikailag virtuálisan kapcsolódó és katódként kapcsolt fogazott elektródán folytonosan megújuló elektrolit rétegen keresztül folyamatosan legördítjük miközben a fogazott elektródával egyidőben kapcsolódó munkadarab fogakat munkadarab fordulatonként egy áramimpulzus éri. A nem kapcsolódó fogakon keresztül áram nem folyik, így a kapcsolás ideje alatt kialakult passzív felületi réteget az elektrolit leöblíti, majd a megmunkálandó fogazatfelület újabb kapcsolása következik folyamatosan. Az áramimpulzus ideje a munkadarab és a fogazott katód geometriai viszonyain kívül csak a munkadarab fordulatszámától függ és a percenkénti impulzusszám a fordulatszámmal egyenlő. Az impulzus üzemű megmunkálást így pusztán folytonos egyenáramú áramforrással valósítjuk meg, amely éppen az eljárás szerinti munkadarab - katódszerszám relatív elmozdulása következtében hoz létre aktív megmunkálást végző impulzust és passzíváit réteg eltávolításához szükséges árammentes megmunkálási szünetet egymást folytonosan követően. Találmányunk szerinti megoldással a katódszerszám nagyfokú állandóságát biztosítjuk, mert a megmunkálórendszerben nincs olyan áramkomponens, amely a szerszám erózióját okozná, ugyanakkor a munkadarab passzív felületi rétegét az impulzus szünetében eltávolítjuk. A jelen találmány szerinti eljárás egy kiviteli példáját mutatja az 1. ábra, amely egyenes fogazató hengeres fogaskerék soijázására szolgál, A 2 katódpólusú fogaskerék olyan helyzetű és geometriájú, hogy fogirányba eltolva az 1 sorjázandó fogaskerékkel, amely az áramforrás anódjára kapcsolt, működőképes fogaskerékpárt alkot. Az 1 és 2 fogaskerekek egymással közvetlenül mechanikus kapcsolatban nincsenek, azonban tengelyeik úgy meghajtottak, mintha fogazatuk mechanikailag kapcsolódna, továbbá egymástól villamosán szigeteltek. Az áram közöttük csakis az elektroliton át folyik, amelyet szivattyúval vezetünk a kerekek közé, ahonnan a kerekek forgása útján keletkező centrifugális erő hatására kerül onnan folyamatosan ki. Eljárásunk azáltal biztosítja a fogazat megmunkálását, hogy a katódként kapcsolt ellenkerék profilja virtuálisan legördül a sorjázandó fogprofilon és a látszólagos kapcsolódási pontban - a virtuális hajtás főpontjában — az egymáshoz legközelebb eső pontokon folyik a legintenzívebb ionerózió, amely percenként a fordulatszámmal egyezően megszakad és újrakezdődik és ezzel biztosítjuk mind az anyagleválasztás, mind a szerszámkopás legkedvezőbb körülményeit. A megmunkáláshoz használt áramsűrűség és a megmunkálási idő függvényében különböző jellegű megmunkálási eredményeket kapunk. Viszonylag rövid idejű és kis áramsűrűségű megmunkálás a soijázást eredményezi. A művelet egy összetartozó technológiai paramétersora például 15% NaCl vizes oldat elektrolitnál és 0,8 mm elektródatávolságnál z = 21 fogszámú, m = 2modulú acél homlokfogaskerék esetén 10-40 másodperc megmunkálási idő, 15-30 Amper áramerősség mellett a megmunkálási idő egyszerű növelésével a fogazat homlokfelületének gömbölyítése érhető el azáltal, hogy a fogsoijázást mindkét fogoldalon a soijázási élek összeéréséig végezzük. Az eljárás hengeres fogaskerekekre történő foganatosítására alkalmas egyoldalas megmunkálást végző berendezés egy kiviteli példáját mutatja a 2. ábra. Az 5 fémfogaskerék szilárd mechanikai kapcsolatban van a 3 tengellyel, a 4 közlőkerékkel és a 21 villamos hajtóművel, amely a 20 szabályozó egység által meghajtott. Az 5 fogaskerék villamos kapcsolatban van a 9 áramszedővel, a 3 tengelytől és a 4 közlőkeréktől villamosán szigetelt. A 9 és 10 áramszedőket all villamos tápegység táplálja. A 4 és 5, valamint a 7 és 8 fogaskerekek páronként megegyezőek. A 19 tartólemezen a 18 szán elmozdítható, a 3 és 6 tengelyek távolságának beállítása céljából. A 7 és 8 fogaskerék szilárd mechanikai kapcsolatban van a 6 tengellyel úgy, hogy a 8 megmunkálandó kerék fogai az 5 kerék fogárkaival vannak fedésben. A 8 fogaskerék a 10 áramszedővel van villamos kapcsolatban, a 6 tengelytől és 7 fogaskeréktől villamosán szigetelt. A 13 edényben levő 14 elektrolitot - amely célszerűen savak és/vagy sók oldata, vagyis sóolvadéka - a 15 szivattyú, a 16 regenerálón, a 17 hőcserélőn és a 12 kiömlőn keresztül juttatja a 8 megmunkálandó kerékre, ahonnan a 8 és 5 kerekek közötti elektródarésbe jut és a belőle felszabaduló ionok eróziója elvégzi a megmunkálást. A 2. ábra szerinti berendezés a fogfelületek elektrokémiai megmunkálására, főleg polírozására és bejáratására is alkalmassá tehető az 5 fogaskerék olyan alkalmas katódtestre történő kicserélésével, amelyen a 8 megmunkálandó fogaskerék teljes fogfelülete virtuálisan legördül. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
