Устройство для электрохимической обработки

Настоящее техническое решение относится к технологии электрохимической обработки материалов, в том числе нанотехнологии. Может использоваться для реализации процесса электрохимической обработки по различным технологическим схемам. Задача, на решение которой направлено заявленное техническое решение, заключается в расширении технологических возможностей электрохимической обработки, обеспечении повышения управляемости и гибкости обработки с точки зрения выбора технологических схем. Сущность изобретения заключается использовании в качестве электрода-инструмента для электрохимической обработки импульсного плазменного канала, созданного импульсами лазерного излучения наносекундной длительности, и в использовании в качестве токоподвода к плазменному каналу тугоплавкого проводника, закрепленного на координатном устройстве, позволяющем производить регулировку контакта тугоплавкого проводника и плазменного канала по трем координатам. 1 н.п.ф. 1 илл.

Настоящее техническое решение относится к технологии электрохимической обработки материалов, в том числе нанотехнологии. Может использоваться для реализации процесса электрохимической обработки по различным технологическим схемам.

Из существующего уровня техники известен стержневой электрод-инструмент для размерной обработки пазов, каналов и уступов токопроводящих материалов, содержащий державку, переходящую в рабочую часть электрода-инструмента, к которой прикреплена выполненная из диэлектрического материала камера с центральным каналом для подачи рабочей жидкости, имеющим выход в виде продольного бокового паза, перекрытого с зазором с помощью упругого уплотнительного элемента, который консольно закреплен прижимной планкой и выполнен с возможностью регулирования его жесткости и ширины зазора по длине продольного бокового паза, при этом рабочая часть электрода-инструмента имеет постоянный размер l в направлении его подачи (патент РФ на изобретение 2385206, МПК⁶ В23Н 007/22; В23Н 003/04 «Стержневой электрод-инструмент»).

Недостатками данного технического решения являются ограниченное количество технологических схем обработки с использованием предложенного устройства, а также вероятность коротких замыканий, приводящих к износу электрода-инструмента и снижению точности обработки.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является устройство для электрохимической обработки изделий, содержащее базу для установки обрабатываемых изделий, катод с токоподводом, каналы для подвода электролита к обрабатываемой поверхности изделия, отличающееся тем, что катод выполнен в виде цилиндрического стержня с фланцем для закрепления его на базе, с каналом для слива использованного при обработке электролита, и оснащен изоляционной втулкой, ограничивающей зону обработки изделия, база для размещения катода и обрабатываемого изделия выполнена в виде установочной втулки, монтируемой в корпусе устройства, а каналы для подвода электролита в зону обработки выполнены во фланце катода и в зазоре между катодом и установочной втулкой (патент РФ на полезную модель 83444, МПК В23Н 3/00; В23Н 9/00 «Устройство для электрохимической обработки изделий»).

Осуществление процесса электрохимической обработки с использованием данного устройства имеет ряд ограничений, которые связаны с вероятностью коротких замыканий, влекущей за собой износ электрода-инструмента, трудностью эвакуации продуктов электрохимических реакций из межэлектродного промежутка.

Задача, на решение которой направлено заявленное техническое решение, заключается в расширении технологических возможностей электрохимической обработки, обеспечении повышения управляемости и гибкости обработки с точки зрения выбора технологических схем.

Данная задача решается за счет того, что используется устройство для электрохимической обработки, содержащее электрод-инструмент с токоподводом, в качестве электрода-инструмента для электрохимической обработки использован импульсный плазменный канал, и дополнительно введен источник импульсного лазерного излучения наносекундной длительности, после которого расположена фокусирующая система, а токоподвод выполнен в виде тугоплавкого проводника, закрепленного на координатном устройстве, обеспечивающим позиционирование его до касания электрода-инструмента.

Техническим результатом, обеспечиваемым использованием предложенного технического решения в технологии электрохимической обработки, является возможность реализации процесса обработки по новым технологическим схемам, исключение ряда негативных явлений, присущих электрохимической обработке с использованием твердотельного электрода-инструмента, таких как наличие коротких замыканий в процессе обработки, технологические трудности, возникающие при эвакуации продуктов электрохимической обработки из межэлектродного промежутка.

На фиг.1. изображено устройство для электрохимической обработки. Импульсный плазменный канал 1 сформирован лазерным излучением, сгенерированным источником лазерного излучения 5, которое фокусируется фокусирующей системой 2. Тугоплавкий проводник 3 закреплен на координатном устройстве 4 и касается своей рабочей частью импульсного плазменного канала 1.

Устройство работает следующим образом. Импульсное лазерное излучение наносекундной длительности генерируют источником лазерного излучения 5 и фокусируют фокусирующей системой 2 на фокальном отрезке, в результате чего происходит оптический пробой среды с образованием импульсного плазменного канала 1, находящегося своей рабочей частью в электролите согласно выбранной схеме обработки, нерабочей частью вне электролита для осуществления подвода к нему электрической энергии. Тугоплавкий проводник 3 позиционируют в пространстве с помощью координатного устройства 4 до касания импульсного плазменного канала 1 своей рабочей поверхностью, в результате чего происходит коммутация электрической цепи электрохимической ячейки и реализация процесса электрохимической обработки.

Использование устройства для электрохимической обработки позволило реализовать импульсный саморегулирующийся процесс электрохимической обработки по различным технологическим схемам и исключить ряд негативных явлений, присущих обработке с использованием твердотельных электродов-инструментов.

Устройство для электрохимической обработки, отличающееся тем, что содержит источник импульсного лазерного излучения наносекундной длительности, фокусирующую систему для образования импульсного плазменного канала, токоподвод, выполненный в виде тугоплавкого проводника, и координатное устройство для закрепления тугоплавкого проводника, выполненного с возможностью обеспечения позиционирования тугоплавкого проводника до касания импульсного плазменного канала.