Автоматизация контроля и удаления катодных отложений в технологическом процессе прецизионной электрохимической обработки

• Автор: Косарев, Тимофей Владимирович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 111 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ
1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР НАУЧНОТЕХНИЧЕСКОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ПО ПРОБЛЕМЕ КОНТРОЛЯ И УДАЛЕНИЯ КАТОДНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ.
1.1. Современное состояние систем автоматизированного управления процессом прецизионной ЭХО
1.2. Феноменология процесса образования КО и влияние величины отложений на выходные технологические показатели прецизионной ЭХО

1.3. Проблема автоматизированного контроля и удаления КО

1.4. Цель и задачи работы

2. ИНФОРМАЦИОННАЯ МОДЕЛЬ И АЛГОРИТМЫ РАБОТЫ АСУТП ЭХО С ФУНКЦИЯМИ КОНТРОЛЯ И УДАЛЕНИЯ КАТОДНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ
2.1. Информационная модель автоматизированной системы управления процессом ЭХО с функциями контроля и

удаления КО.

2.1.1. Функциональная модель

2.1.2. Логическая модель данных.

2.2. Алгоритмы работы АСУТП ЭХО с функциями контроля и удаления КО
2.2.1. Контроль величины КО.
2.2.2. Управление процессом удаления КО с контролем
допустимой величины тока обратной полярности.
2.3 Выводы ко второй главе.
3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ИНФОРМАТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ФИЗИКОХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ОБРАЗОВАНИЯ И УДАЛЕНИЯ ОТЛОЖЕНИЙ
3.1. Исследовании информативных параметров, характеризующих величину КО.
3.1.1. Экспериментальное исследование в лабораторной ячейке электродного потенциала поверхности инструмента, частично покрытой КО.
3.1.2. Математическая модель процесса образования КО с учетом гидродинамических условий МЭП при импульсной ЭХО вибрирующим электродоминструментом.
3.1.3. Физическая и математическая модели поверхности электродаинструмента, частично покрытой КО.
3.1.4. Экспериментальное исследование изменения электродного потенциала на физической модели электродаинструмента. Сравнение теоретических п экспериментальных данных.
3.1.5. Экспериментальное исследование влияния паразитных ЭХЯ на значения информативного параметра, характеризующего величину КО.
3.1.6. Математическая модель ЭХЯ в условиях ЭХО при наличии паразитных элекгрохимичсских связей.
Сравнение теоретических и экспериментальных данных
3.1.7. Методы измерения величины КО с компенсацией
влияния паразитных ЭХЯ
3.2. Статистические исследования информативного параметра, характеризующего величину КО.
3.3. Теоретические и экспериментальные исследования информативного параметра, характеризующего предельно допустимый ток обратной полярности при удалении КО.
3.3.1. Экспериментальное исследование поверхности электродаинструмента, поврежденной импульсным
током обратной полярности
3.3.2. Метод определения предельно допустимого тока
обратной полярности
3.4. Выводы к третьей главе
4. ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ В СИСТЕМАХ УПРАВЛЕНИЯ.
4.1. Промышленная АСУТП ЭХО с функциями контроля и
4 удаления катодных отложений
4.1.1. Структура аппаратной части.
4.1.2. Требования к аппаратнопрограммной части АСУТП
4.1.3. Пример практического апробирования системы управлении процессом ЭХО с функцией контроля и удаления КО.
4.2. Технические требования к источнику технологического тока и источнику тока обратной полярности для работы с ноной
АСУ ТП ЭХО.
4.3. Разработка учебной лабораторной работы по моделированию процесса образования КО
4.4. Пример технологической операции изготовления детали импульсноциклическим методом ЭХО с контролем и
удалением КО.
4.5. Выводы к четвертой главе.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Повышение технических требований к точности и качеству поверхности деталей машин и приборов дает стимул к развитию и применению новых прецизионных способов ЭХО, отличающихся высокой степенью прерывистости кинематикогеометрической характеристики и позволяющих вести обработку на малых менее мкм МЭЗ. В последнее десятилетие были достигнуты значительные успехи в вопросах автоматического управления процессом ЭХО. НИТИ, лаборатория 6, НКТБ Искра Уфа, АО Электросистема Киров, АО ЦНИТИ Центральный научноисследовательский технологический институт, Москва, фирма ii Германия, фирмы и АшсЬеш Великобритания и др. Однако, в большинстве случаев в качестве объекта управления рассматривался процесс ЭХО на относительно больших 0,0,2 мм МЭЗ, что ограничивало точность копирования, либо при разработке алгоритмов управления и формировании структуры системы управления не учитывались особенности физикохимических процессов и закономерностей, характерных
для малых и сверхмалых МЭЗ при высоких 0 Асм плотностях импульсного тока. В частности, при разработке систем автоматизированного управления не учитывались искажения значений информативных параметров, характеризующих величину МЭЗ, обусловленных изменением физикохимического состояния и макрогеометрии поверхности катода, например, за счет образования на нем пленок и осадков катодных отложений КО, либо селективным электрохимическим растворением фаз материала электродазаготовки. Появление КО, величина которых соизмерима с величиной МЭЗ, в технологическом аспекте приводит к снижению точности обработки, увеличению энергоемкости процесса копирование микрорельефа КО не позволяет снизить шероховатость обрабатываемой поверхности. В аспекте управления процессом КО приводят к снижению достоверности информативных параметров, характеризующих величину МЭЗ, физикохимическое состояние поверхности электродов и межэлектродной среды, что в совокупности снижает качество управления процессом. Таким образом, проблема создания систем АСУТП ЭХО на малых МЭЗ с функциями контроля и удаления КО является актуальной. Информационная модель АСУ ТП ЭХО с функциями контроля и удаления КО. Метод определения предельно допустимой амплитуды тока обратной полярности при заданной длительности очищающего импульса в процессе удаления КО. Методы контроля величины КО по остаточному напряжению на электродах после выключения технологического импульса с компенсацией негативного влияния паразитных ЭХЯ на погрешность измерения величины КО. Алгоритмы контроля информативных параметров и алгоритмы управления процессом удаления КО. Технические требования к аппаратнопрограммной реализации АСУ ТП ЭХО с функциями контроля и удаления КО. ЭХО и процессом удаления КО на основании данной информации. Усовершенствован метод контроля величины КО с компенсацией влияния паразитных ЭХЯ на точность измерения, основанный на анализе скорости спада остаточного напряжения на электродах после приостановки процесса ЭХО. Отличительной особенностью данного метода является то, что сокращение длительности измерительной паузы при ЭХО предлагается осуществлять принудительным разрядом емкостей ДЭС электродов постоянным током обратной полярности малой плотности, с последующим анализом скорости изменения остаточного напряжения на электродах. Предложен метод определения предельно допустимой амплитуды и длительности импульса тока обратной полярности, не допускающего электрохимического повреждения электродаинструмента при удалении КО, основанный на выявлении критичных точек вольтамперной характеристики МЭП, характеризующих переход анодных электрохимических процессов из пассивной в транспассивную область. Разработана математическая модель процесса образования КО, учитывающая гидродинамические условия МЭП при импульсной ЭХО вибрирующим электродоминструментом, и модель процесса изменения электрических характеристик ДЭС электрода в зависимости от величины КО, устанавливающая функциональную взаимосвязь величины КО и информативного параметра. При разработке технологии изготовления узких пазов на ЗЛО Оптимедссрвис в детали прецизионной части ножа витреотома для проведения офтальмологических полостных операций на заднем сегменте глаза.