180075. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés fémek elektrokémiai megmunkálására
7 180075 8 ami a 6 gőz- és gázbuborékok (2. ábra) hiányának is eredménye. Mindennek hatására az elektródok közötti távolság nagysága lecsökkenthető, ami hozzájárul a megmunkálás pontosságának, teljesítményének és minőségének jelentős javításához. Amikor a 2 szerszámelektródot a 3 munkadarabtól (1. ábra) gyorsan eltávolítjuk, a P hidrodinamikai nyomás (2. ábra) ugrásszerűen lecsökken. Ilyenkor az elektrolitban feloldódott 6 gőz- és gázbuborékok az elektródok közötti S térben újból intenzíven kialakulnak, vagyis a P6 nyomás lecsökkenése miatt az elektródok közötti S teret kitöltő elektrolitban kavitáció jön létre. Ennek következményeként az elektródok közötti S teret jellemző R ellenállás jelentősen megnövekszik (2. ábra, A szakasz). Az elektródok közötti távolság további növekedésének mértékében friss elektrolit áramlik be az S térbe, aihely átmosódik, és az R ellenállás időben csökkenni kezd (2. ábra, B szakasz). Ily módon a 2 szerszámnak a 3 munkadarabtól való távolításakor a R ellenállás először az A szakasz szerint növekszik, majd B szakasz szerint csökken, vagyis a R ellenállás változásában lokális extrémum figyelhető meg. Az elektrokémiai megmunkálás során a kavitáció miatt a 2 szerszámelektród eltávolításakor létrejött 6 gőz- és gázbuborékok képződésének intenzitása az elektródok közötti S teret jellemző minimális Smin távolságától (2. ábra) és az S téren átfolyó elektrolit mennyiségétől függ. Ezt úgy is meg lehet fogalmazni, hogy minél kisebb az elektródok közötti S teret jellemző Sj...S4 távolság (3a ábra), annál kisebb az elektrolit áramlása ebben a térben, és annál gyorsabban dúsul fel az elektródok közötti 5 térben az elektrolit a 6 gőz- és gázbuborékok anyagával. Amikor tehát a 2 szerszámelektródot a 3 munkadarab felületétől eltoljuk, az elektródok közötti S térben a 6 gőz- és gázbuborékok száma lavinaszerűen növekszik. Ennek hatására az elektródok közötti S tér R ellenállása az eltolás pillanatában jelentősen növekszik (3b ábra az S, távolsághoz tartozó A4 szakasz). Ha az elektrokémiai megmunkálást az elektródok közötti minimális távolság nagy értéke, Sí mellett végezzük (3a ábra), akkor az elektrokémiai folyamatok kevéssé intenzívek lesznek és az elektrolit az elektródok közötti S térben kevéssé dúsulnak fel a 6 gőz- és gázbuborékok anyagával. Éppen ezért a 6 gőz- és gázbuborékok képződése a 2 szerszámelektród visszahúzásakor csak kis mennyiségben képződnek. Éppen ezért az R ellenállásnak a kavitációra visszavezethető változása alig jelentkezik (3a ábra, Aj szakasz), az A4 szakasznál sokkal kisebb lesz. A 2 szerszám elektródnak a 3 munkadarab felületétől való eltávolításakor keletkező kavitáció intenzitását tehát az elektródok közötti S térre jellemző távolság nagysága és az elektrolit áramlása befolyásolja. A kavitáció intenzitási foka és az elektródok közötti S térre jellemző minimális Sml„ távolság között egy adott Px belépési nyomás mellett egyértelmű összefüggés létezik, ami a megmunkálási folyamat vezérlésére használható. Mivel a 2 szerszám elektród rezgő mozgással végzett eltávolításakor a kavitáció kifejlődésével az elektródok közötti S tér R ellenállása ugrásszerűen megnövekszik, ezért a megmunkálási eljárás vezérléséhez az elektrolitban fellépő kavitáció által az elektródok közötti S tér R ellenállásának megváltozási értéke használható. Az elektródok közötti tér relatív ellenállását úgy határozzuk meg, hogy az elektródok közötti S tér ellenállásának értékét osztjuk az elektródok közötti minimális Smln távolsághoz tartozó ellenállásértékkel. A relatív paraméter szerinti vezérléskor a megmunkálandó felületet, az elektrolithőmérséklet, a vezetőképességek, stb. hatását kizárjuk. A megmunkálás megkezdése előtt az egymáshoz képest rezgő mozgást végző 2 szerszámelektré és 3 munkadarabot a feszültség kikapcsolása mellett ellenirányú mozgatással egymással érintkezésbe hozzuk, majd az elektródok közötti térre jellemző minimális Smin távolságra egymástól eltávolítjuk (2. ábra). Ekkor az elektródokhoz U működtető impulzust juttatunk (1. ábra), az elektródok közötti S térben P, nyomással elektrolitot áramoltatunk, amivel a megmunkálás megkezdődik. Mivel az elektródok közötti térre jellemző minimális Smln távolság (1. ábra) a kavitáció erősségével, és ennek következtében az elektródok közötti tér relatív ellenállásának nagyságával egyértelmű kapcsolatban van, a kavitáció által az elektródok közötti S tér relatív ellenállásában létrehozott változás maximális értékét tároljuk, és ezt a tárolt értéket a továbbiakban olyan értékként használjuk, amely a mindenekelőtt az elektródok közötti S tér beállított nagysága által meghatározott megmunkálási intenzitást keresztirányban megadja. Az elektródok közötti tér relatív ellenállásában a kavitáció által létrehozott folyamatos megváltozásokat, ha azok a megadott értéktől eltérnek, az előtolási sebesség (v) és a nyomás (P.) változtatására használjuk, ahol, ha a relatív ellenállás értéke a megadott értéket túllépi, a P„ nyomást növelj ük, és a v előtolási sebességet csökkentjük. Ha a relatív ellenállás értéke a megadott érték alatt marad a v előtolási sebességet növeljük. Az elektródok közötti térre előre megadott Sml„ távolságának beállítását, az egyidejűleg az elektródok közötti tér relatív ellenállásának mérését, valamint a mért érték tárolását a kavitáció intenzív kifejlődésének pillanatában periodikusan végezzük, esetenként néhányszor 10 perces időközönként. Er”e azért van szükség, mert mind a megmunkálandó felület, mind pedig az elektrolit hőmérséklete és villamos vezetőképessége a megmunkálási folyamatban viszonylag lassan ugyan, de változik. A 3b ábra azt mutatja, hogy az elektródok közötti térre jellemző minimális Sraln távolság csökkenésének mértékében az elektródok eltávolításakor az elektródok közötti S tér relatív ellenállásának lokális extrénuima (Aj, A», A3, A4 szakasz) növekszik. Ha az elektródokat egymástól eltávolítjuk, a kavitáeiós jelenségek következtében a relatív ellenállás görbéjének alakváltozása (torzulása) lép fel, ami a görbén lokális extrémumok megjelenéséhez vezet. Mivel a lokális extrémum értéke az elektródok közötti nagyobb távolságokat jellemző relatív ellenállás értéke alatt marad, ezért a relatív ellenállás pillanatnyi értékének összehasonlítása az ejőro 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
