RU2586365C1

RU2586365C1 - Electrode assembly for electrochemical treatment of helical gear profile in hole of tubular workpiece

Info

Publication number: RU2586365C1
Application number: RU2014146030/02A
Authority: RU
Inventors: Владимир Николаевич Андоскин; Дмитрий Наилевич Хайруллин; Игорь Александрович Мочалин; Сергей Владимирович Мезенцев
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Фирма "Радиус-Сервис"
Priority date: 2014-11-17
Filing date: 2014-11-17
Publication date: 2016-06-10

Abstract

FIELD: chemistry.

SUBSTANCE: invention relates to equipment for electrochemical treatment of helical gear profile in hole of tubular billet for making stator plates out of elastomer used in screw gerotor hydraulic engines for drilling oil wells. Proposed electrode assembly also enables to increase processing accuracy by improving efficiency of electrode heat transfer and to ensure isothermal conditions with lowest possible gradient of current density on its surface by cooling electrolyte flow of electrode before pumping it through electrode gap to prevent leakage currents, shunt operating current in electrode gap, centering electrode in untreated hole of tubular blank, as well as improve efficiency of ash and sludge from cleaning metal electrode gap electrolyte stream to prevent short circuits.

EFFECT: invention prolongs service life of electrode for electrochemical treatment of helical gear profile in hole of tubular billet, reduces power consumption.

6 cl, 9 dwg

Description

Изобретение относится к области нефтяного машиностроения, в частности к оборудованию для электрохимической обработки винтового зубчатого профиля в отверстии трубчатой заготовки для изготовления статоров с равномерной толщиной обкладки из эластомера, применяемых в винтовых героторных гидравлических двигателях для бурения нефтяных скважин.The invention relates to the field of petroleum engineering, in particular to equipment for the electrochemical treatment of a helical gear profile in the hole of a tubular billet for the manufacture of stators with a uniform thickness of the elastomer plate used in screw gerotor hydraulic motors for drilling oil wells.

Статоры с равномерной толщиной обкладки из эластомера (R-Wall) повышают ресурс и надежность винтовых героторных гидравлических двигателей, используются для увеличения крутящего момента на выходном валу в режиме максимальной мощности, допустимой осевой нагрузки за счет увеличения перепада давления в режиме максимальной мощности, обеспечения равномерного натяга во всех фазах контакта зубьев обкладки и ротора, улучшения уплотнения по контактным линиям в зоне полюсов зацепления, снижения контактных нагрузок в зоне максимальных скоростей скольжения, а также за счет синхронизации работы многозаходных многошаговых винтовых камер между зубьями ротора и обкладки статора (RU 2321767, RU 2321768, RU 2300617, RU 2361997, RU 2373364).Stators with a uniform thickness of the plate made of elastomer (R-Wall) increase the life and reliability of screw gerotor hydraulic motors, are used to increase the torque on the output shaft in maximum power mode, permissible axial load by increasing the pressure drop in maximum power mode, ensuring uniform tension in all phases of contact between the teeth of the lining and the rotor, improving compaction along the contact lines in the area of the poles of engagement, reducing contact loads in the zone of maximum speeds with collisions, as well as due to the synchronization of multi-start multi-step screw chambers between the teeth of the rotor and the stator lining (RU 2321767, RU 2321768, RU 2300617, RU 2361997, RU 2373364).

Основные преимущества статоров с равномерной толщиной обкладки из эластомера (R-Wall):The main advantages of stators with a uniform thickness of the plate of elastomer (R-Wall):

- повышается нагрузочная способность статора, снижаются гистерезисные потери в обкладке, повышаются энергетические характеристики и тормозной момент двигательной секции, что исключает вероятность торможения двигателя при изменении нагрузки и повышает управляемость бурения;- increases the load capacity of the stator, decreases hysteresis losses in the lining, increases the energy characteristics and braking torque of the engine section, which eliminates the likelihood of engine braking when the load changes and increases the controllability of drilling;

- снижается количество вырабатываемого и сохраняемого тепла, натяг в соединении ротор-обкладка статора меньше зависит от температуры и "разбухания" эластомера, обеспечиваются высокие энергетические характеристики в увеличенном интервале глубины скважины, температуры и буровых растворов на нефтяной основе;- the amount of generated and stored heat is reduced, the tightness in the rotor-stator lining connection is less dependent on the temperature and "swelling" of the elastomer, high energy characteristics are ensured in the increased interval of well depth, temperature and oil-based drilling fluids;

- улучшенные энергетические характеристики двигателя позволяют эффективно использовать его с долотами PDC (Polycrystalline Diamond Compakt) с поликристаллическими алмазами;- improved energy characteristics of the engine allow its efficient use with PDC (Polycrystalline Diamond Compakt) bits with polycrystalline diamonds;

- за счет меньшей толщины эластомера при отрыве кусков обкладки не происходит закупорки промывочного узла бурового долота, вследствие этого требуемый интервал скважины может быть добурен до конца, повышается наработка на отказ (www.indpg.ru/nefteservis/2013/03/73166.html).- due to the smaller thickness of the elastomer, when the pieces of the lining are torn off, the flushing unit of the drill bit is not clogged, as a result of which the required interval of the well can be completed to the end, the mean time between failures (www.indpg.ru/nefteservis/2013/03/73166.html) .

Известна установка для электрохимического фрезерования необработанной внутренней поверхности осевого отверстия трубчатой заготовки, содержащая устройство для удерживания заготовки, электрод, включающий множество смежных зубьев по окружности с канавками между ними, простирающихся между аксиально противоположными передним и задним его краями, устройство для перемещения электрода через отверстие заготовки между ближним и дальним краями заготовки, устройство для подключения заготовки и электрода в роли анода и катода соответственно, устройство для направления жидкого электролита через отверстие для обволакивания электрода и электрохимической обработки необработанного отверстия и формирования винтового отверстия за задним краем электрода, и устройство для уплотнения заднего края электрода к заготовке для герметизации от потока электролита, предназначенного для изоляции электролита в необработанном отверстии при прохождении электрода через заготовку (US 6413407 В1, 02.07.2002).A known installation for electrochemical milling of the raw inner surface of the axial hole of a tubular workpiece, comprising a device for holding the workpiece, an electrode comprising a plurality of adjacent teeth circumferentially with grooves between them, extending between axially opposite front and rear edges thereof, a device for moving the electrode through the workpiece hole between the near and far edges of the workpiece, a device for connecting the workpiece and electrode in the role of the anode and cathode, respectively, a device for directing liquid electrolyte through an opening for enveloping the electrode and electrochemically treating the untreated hole and forming a screw hole behind the rear edge of the electrode, and a device for sealing the rear edge of the electrode to the workpiece for sealing from the electrolyte stream, designed to isolate the electrolyte in the untreated hole when the electrode passes through blank (US 6413407 B1, 07/02/2002).

В известной установке уплотнительное устройство для герметизации потока электролита прикреплено к заднему краю электрода для перемещения за ним в винтовом отверстии, включает устройство для направления жидкости за задним краем электрода с уплотнительным модулем, предназначенным для отделения жидкости от электролита, при этом уплотнительный модуль включает заднюю направляющую, прикрепленную к заднему краю электрода, и множество смежных направляющих зубьев по окружности с канавками между ними, направляющие зубья для уплотнения винтового отверстия больше зубьев электрода, а также включает наружную направляющую, присоединенную к ближнему краю заготовки, и множество смежных внутренних зубьев по окружности с канавками между зубьями, при этом эти внутренние зубья дополняются зубьями задней направляющей для герметизации от потока электролита и жидкости между ними, зубья электрода и направляющая расположены спирально по окружности для электрохимической обработки спиральных зубьев, а зубья наружной направляющей расположены по спирали для вращения в винтовом отверстии при перемещении электрода вдоль оси через заготовку.In a known installation, a sealing device for sealing the electrolyte flow is attached to the rear edge of the electrode to move behind it in the screw hole, includes a device for guiding the liquid behind the rear edge of the electrode with a sealing module designed to separate the liquid from the electrolyte, while the sealing module includes a rear guide, attached to the rear edge of the electrode, and many adjacent guide teeth around the circumference with grooves between them, guide teeth for sealing the screw the hole is larger than the teeth of the electrode, and also includes an outer guide attached to the proximal edge of the workpiece, and many adjacent inner teeth in a circle with grooves between the teeth, while these internal teeth are complemented by the teeth of the rear guide to seal from the flow of electrolyte and fluid between them, the teeth the electrode and the guide are arranged spirally around for electrochemical machining of the spiral teeth, and the teeth of the outer guide are arranged in a spiral for rotation in the screw hole when moving the electrode along the axis through the workpiece.

В известной установке электрод выполнен полым в передней части для направления электролита через него, включает винтовую заднюю направляющую, присоединенную к заднему краю электрода и подогнанную по размеру для герметизации винтового отверстия во время электрохимической обработки, и винтовую переднюю направляющую, прикрепленную к переднему краю электрода и подогнанную по размеру для подвижного зацепления необработанного отверстия, передняя и задняя направляющие поддерживают винтовой электрод аксиально между ними для центрирования внутри заготовки и обеспечения равномерного зазора между зубьями электрода и внутренней поверхностью заготовки.In a known installation, the electrode is hollow in the front part for directing the electrolyte through it, includes a screw rear guide attached to the rear edge of the electrode and sized to seal the screw hole during electrochemical processing, and a screw front guide attached to the front edge of the electrode and fitted in size for movable engagement of the raw hole, the front and rear guides support the screw electrode axially between them to center within the preform and to provide a uniform gap between the teeth of the electrode and the inner surface of the preform.

Недостатками известного электрода являются неполная возможность повышения ресурса при электрохимической обработке винтового зубчатого профиля в отверстии трубчатой заготовки (длиной до 6500 мм и диаметром до 245 мм), снижения расхода электроэнергии, а также повышения точности обработки.The disadvantages of the known electrode are the incomplete possibility of increasing the resource during the electrochemical treatment of a helical gear profile in the hole of a tubular workpiece (length up to 6500 mm and diameter up to 245 mm), reducing power consumption, as well as improving processing accuracy.

Недостатки известного электрода объясняются неполной возможностью повышения эффективности теплообмена электрода, обеспечения изотермических условий с минимально возможным градиентом плотности тока на его рабочей поверхности, предотвращения протекания токов, шунтирующих рабочий ток в межэлектродном промежутке, повышения точности центрирования электрода, а также недостаточной эффективностью уноса и очистки металлического шлама из межэлектродного промежутка потоком электролита для предотвращения коротких замыканий ("прижегов") электрода.The disadvantages of the known electrode are explained by the incomplete possibility of increasing the efficiency of heat transfer of the electrode, providing isothermal conditions with the lowest possible gradient of current density on its working surface, preventing the flow of currents shunting the working current in the interelectrode gap, improving the accuracy of centering of the electrode, as well as the insufficient efficiency of entrainment and cleaning of metal sludge from the interelectrode gap by the electrolyte flow to prevent short circuits ("cauterization") Electrode.

Масса металлического шлама при электрохимической обработке винтового зубчатого профиля в отверстии трубчатой заготовки для изготовления статоров с равномерной толщиной обкладки из эластомера, например, длиной до 6500 мм и диаметром до 245 мм, составляет 150÷250 кг.The mass of metal sludge during the electrochemical treatment of a helical gear profile in the hole of a tubular billet for the manufacture of stators with a uniform thickness of the elastomer lining, for example, up to 6500 mm long and up to 245 mm in diameter, is 150 ÷ 250 kg.

При этом прокачка электролита с металлическим шламом осуществляется из межэлектродного промежутка через радиальные отверстия внутрь электрода, что не обеспечивает эффективности уноса и очистки металлического шлама потоком электролита, не предотвращает короткие замыкания ("прижеги") электрода, а также не обеспечивает изотермические условия с минимально возможным градиентом плотности тока на его рабочей поверхности, изображено на фиг. 2, 4, 5, 6, 9, 13.In this case, the pumping of the electrolyte with metal sludge is carried out from the interelectrode gap through the radial holes into the electrode, which does not ensure the efficiency of ablation and cleaning of the metal sludge by the electrolyte flow, does not prevent short circuits (“burns”) of the electrode, and also does not provide isothermal conditions with the minimum possible gradient current density on its working surface is shown in FIG. 2, 4, 5, 6, 9, 13.

Недостатком известного электрода является также высокая стоимость изготовления множества винтовых уплотнительных устройств каждого типа (числа зубьев) и размера (контурного диаметра), включающих заднюю направляющую, прикрепленную к заднему краю электрода, и множество смежных направляющих зубьев по окружности с канавками между ними, при этом направляющие зубья больше зубьев электрода для уплотнения винтового отверстия, а также включающих наружную направляющую, присоединенную к ближнему краю заготовки, и множество смежных внутренних зубьев по окружности с канавками между собой, при этом эти внутренние зубья дополняются зубьями задней направляющей для герметизации от потока электролита и жидкости между ними.A disadvantage of the known electrode is also the high cost of manufacturing a plurality of screw sealing devices of each type (number of teeth) and size (contour diameter), including a rear guide attached to the rear edge of the electrode, and a plurality of adjacent guide teeth of the circumference with grooves between them, while the guides the teeth are larger than the teeth of the electrode for sealing a screw hole, as well as including an outer guide attached to the proximal edge of the workpiece, and many adjacent inner ubev circumferential grooves with each other, whereby these internal teeth supplemented teeth rear guide for sealing against the electrolyte and liquid flow therebetween.

Недостатки известного электрода объясняются также тем, что площадь поперечного сечения, которую удаляют во время электрохимического фрезерования необработанной внутренней поверхности осевого отверстия трубчатой заготовки, достаточно велика, постоянный ток составляет 30000 ампер при напряжении 25 вольт, при этом поток электролита 30, прокачиваемого против направления движения электрода 20, подающегося в межэлектродный промежуток и проходящего далее через отверстия 36 электрода 20, не обеспечивает эффективного охлаждения электрода, что увеличивает вероятность потери устойчивости и возникновения неизолированных поверхностей, через которые протекают значительные токи, шунтирующие рабочий ток в межэлектродном промежутке, вследствие этого не обеспечивается минимальный градиент температур в его стенках на рабочей поверхности, не обеспечиваются форма и размеры винтового зубчатого профиля в отверстии трубчатой заготовки, а также длительный (без износа) ресурс электрода 20.The disadvantages of the known electrode are also explained by the fact that the cross-sectional area that is removed during the electrochemical milling of the untreated inner surface of the axial hole of the tubular billet is large enough, the constant current is 30,000 amperes at a voltage of 25 volts, while the flow of electrolyte 30 pumped against the direction of movement of the electrode 20, fed into the interelectrode gap and passing further through the holes 36 of the electrode 20, does not provide effective cooling of the electrode, which It reduces the likelihood of loss of stability and the occurrence of non-insulated surfaces through which significant currents flow, shunting the working current in the interelectrode gap, as a result of which a minimum temperature gradient in its walls on the working surface is not provided, the shape and dimensions of the helical gear profile in the hole of the tubular workpiece are not provided, and also a long (without wear) resource of the electrode 20.

Недостатком известного электрода является также недостаточная эффективность защиты от коротких замыканий и механических повреждений, что объясняется тем, что электрод, закрепленный на приводной штанге (длиной до 5500 мм), вдвигается в отверстие трубчатой заготовки, расположенной перед электродом, при этом из-за трения устройства уплотнения заднего края электрода в винтовом отверстии заготовки происходит потеря устойчивости приводной штанги, разрушение электрической изоляции и возникновение неизолированных поверхностей, через которые протекают значительные токи, шунтирующие рабочий ток в межэлектродном промежутке, вследствие этого не обеспечиваются ресурс электрода и повышение точности обработки, а также возможность уменьшения расхода электроэнергии.A disadvantage of the known electrode is also the lack of protection against short circuits and mechanical damage, which is explained by the fact that the electrode mounted on the drive rod (length up to 5500 mm) is pushed into the hole of the tubular workpiece located in front of the electrode, due to friction of the device sealing the rear edge of the electrode in the screw hole of the workpiece, the drive rod becomes unstable, electrical insulation is destroyed, and non-insulated surfaces appear through which significant currents flow, shunting the working current in the interelectrode gap, as a result of this, the electrode resource and increasing the accuracy of processing are not provided, as well as the possibility of reducing energy consumption.

Недостатки известного электрода объясняются также тем, что процесс электрохимической обработки в известной установке предназначен для получения гладкого винтового зубчатого профиля внутренней поверхности в необработанном отверстии трубчатой заготовки, при этом для предотвращения ухудшения шероховатости обработанной поверхности при дальнейшем воздействии электролита после создания канала нужных размеров, задняя внутренняя направляющая, присоединенная к заднему краю электрода, образует уплотнение за электродом, а вода или другая жидкость затем прокачивается под давлением за задней направляющей электрода для обеспечения промывки оставшегося электролита.The disadvantages of the known electrode are also explained by the fact that the electrochemical processing process in the known installation is designed to obtain a smooth helical gear profile of the inner surface in the untreated hole of the tubular workpiece, while to prevent deterioration of the surface roughness upon further exposure to the electrolyte after creating the channel of the required dimensions, the rear inner guide attached to the trailing edge of the electrode forms a seal behind the electrode, and water or another the liquid is then pumped under pressure behind the rear electrode guide to flush the remaining electrolyte.

Для достижения гладкой поверхности винтового зубчатого профиля в осевом отверстии трубчатой заготовки, увеличено время окончательной обработки внутренней стенки трубчатой заготовки в отдельной камере под действием электролита, вследствие этого в указанной отдельной камере имеются неизолированные поверхности, через которые протекают значительные токи, шунтирующие рабочий ток в межэлектродном промежутке, что не позволяет уменьшить расход электроэнергии и увеличить производительность обработки, изображено на фиг. 2, 3, 5.To achieve a smooth surface of the helical gear profile in the axial hole of the tubular billet, the time of final processing of the inner wall of the tubular billet in a separate chamber under the action of an electrolyte is increased, as a result of this, there are uninsulated surfaces in this separate chamber through which significant currents flow, shunting the working current in the interelectrode gap that does not allow to reduce power consumption and increase processing productivity, is shown in FIG. 2, 3, 5.

Недостатком известного электрода является также то, что гладкий винтовой зубчатый профиль внутренней поверхности в отверстии трубчатой заготовки, получаемый в результате электрохимической обработки, не обеспечивает требуемую адгезионную прочность привулканизованной затем обкладки из эластомера к профилю внутренней винтовой поверхности трубчатой заготовки, изображено на фиг. 2, 12.A disadvantage of the known electrode is also that a smooth helical gear profile of the inner surface in the hole of the tubular billet obtained by electrochemical treatment does not provide the required adhesive strength of the then vulcanized lining of the elastomer to the profile of the inner helical surface of the tubular billet, shown in FIG. 2, 12.

Вследствие этого не обеспечиваются свойства материала эластомера в конструкции, например, усталостная выносливость при знакопеременном изгибе с вращением (ГОСТ 10952-75), остаточная деформация и усталостная выносливость при многократном сжатии (ГОСТ 20418-75), температурный предел хрупкости (ГОСТ 7912-74), истирание при скольжении (ГОСТ 426-77).As a result, the properties of the elastomer material in the structure are not ensured, for example, fatigue resistance under alternating bending with rotation (GOST 10952-75), permanent deformation and fatigue resistance under repeated compression (GOST 20418-75), temperature limit of brittleness (GOST 7912-74) sliding abrasion (GOST 426-77).

Наиболее близкой к заявляемому изобретению является установка для электрохимической обработки геликоидального зубчатого профиля внутренней поверхности трубчатой детали для изготовления статора винтового двигателя или насоса, включающая электрод зубчатой формы, приводную штангу для продвижения электрода вдоль прямолинейной траектории и одновременного вращения электрода вокруг своей оси параллельно прямолинейной траектории таким образом, чтобы электрод мог электрохимическим методом обрабатывать геликоидальный зубчатый профиль внутренней поверхности трубчатой детали, а устройство для создания траектории потока и направления электролита в первоначальном пространстве между электродом и деталью выполнено таким образом, чтобы электропитание обеспечивало электрический ток через электролит на первоначальном пространстве между электродом и деталью, где траектория потока также включает в себя зону за электродом, в то время как электрод движется вдоль прямолинейной траектории, и электролит может использоваться для создания шероховатости на внутренней поверхности детали после обработки электродом, при этом электрод удерживается внутри детали в течение продолжительного времени для достижения шероховатости внутренней поверхности детали (US 7192260 В2, 20.03.2007).Closest to the claimed invention is an installation for the electrochemical treatment of a helical gear profile of the inner surface of a tubular part for manufacturing a stator of a screw motor or pump, including a gear-shaped electrode, a drive rod for moving the electrode along a straight path and simultaneously rotating the electrode around its axis in parallel with a straight path so that the electrode can process the helical gear profile using an electrochemical method the inner surface of the tubular part, and the device for creating the flow path and the direction of the electrolyte in the initial space between the electrode and the part is made in such a way that the power supply provides electric current through the electrolyte in the initial space between the electrode and the part, where the flow path also includes a zone behind the electrode while the electrode moves along a straight path and the electrolyte can be used to create roughness on the inner surface and the part after processing by the electrode, while the electrode is held inside the part for a long time to achieve roughness of the inner surface of the part (US 7192260 B2, 03/20/2007).

Известная установка включает электрод для формирования винтовых зубьев в трубчатой детали, приводную штангу для продвижения электрода вдоль прямолинейной траектории и одновременного вращения электрода вокруг своей оси параллельно прямолинейной траектории, электропитание, соединенное с электродом и имеющее соединение с трубчатой деталью, расположенной вдоль прямолинейной траектории и установленной таким образом, что электрод может проходить в осевом положении внутри трубчатой детали, посредством чего электропитание может обеспечивать электрический ток через электрод (катод) и деталь (анод), при этом траектория потока для направления электролита между электродом и деталью включает зону, обозначенную между частью приводной штанги и деталью за электродом, и включает электрический проводник, соединенный с электропитанием и воздействующий на зону, где электрический ток установлен через электролит внутри зоны между проводником и деталью, при этом содержит зону значительного размера в направлении прямолинейной траектории, причем электрический ток, проведенный в зону, может травить, и тем самым увеличивать шероховатость окончательно обработанной внутренней поверхности детали после обработки электродом, а электрод удерживается внутри трубчатой детали в течение продолжительного времени, достаточного для достижения шероховатости внутренней поверхности детали.A known installation includes an electrode for forming helical teeth in a tubular part, a drive rod for advancing the electrode along a straight path and simultaneously rotating the electrode around its axis parallel to a straight path, power supply connected to the electrode and connected to a tubular part located along a straight path and installed so so that the electrode can extend axially inside the tubular part, whereby the power supply can provide to draw electric current through the electrode (cathode) and part (anode), while the flow path for directing the electrolyte between the electrode and the part includes a zone designated between the part of the drive rod and the part behind the electrode, and includes an electric conductor connected to the power supply and acting on the zone where the electric current is installed through the electrolyte inside the zone between the conductor and the part, while it contains a zone of significant size in the direction of a straight path, and the electric current conducted into the zone , can etch, and thereby increase the roughness of the finally machined inner surface of the part after treatment with the electrode, and the electrode is held inside the tubular part for a long time sufficient to achieve roughness of the inner surface of the part.

В известной установке электрод соединен с приводной штангой при помощи инструментального конуса, наружная поверхность которого имеет форму усеченного конуса и соединяется с внутренней поверхностью в форме усеченного конуса в приводной штанге и электроде, при этом пространство определяется уплотнением на приводной штанге, контактирующим с винтовыми каналами детали.In a known installation, the electrode is connected to the drive rod using a tool cone, the outer surface of which is in the form of a truncated cone and connected to the inner surface in the form of a truncated cone in the drive rod and electrode, the space being determined by a seal on the drive rod in contact with the screw channels of the part.

В известной установке часть приводной штанги покрыта изолирующей муфтой, а электрический проводник воздействует на зону между частью приводной штанги и деталью, которая является частью приводной штанги, не покрытой изолирующей муфтой.In a known installation, a part of the drive rod is covered with an insulating sleeve, and an electrical conductor acts on the area between the part of the drive rod and the part, which is part of the drive rod that is not covered by an insulating sleeve.

В известной установке содержится, по меньшей мере, один канал для прохождения электролита мимо направляющей, созданный на наружной поверхности приводной штанги, между приводной штангой и деталью, при этом задняя направляющая образована для создания зоны, где электролит проходит между задней направляющей и приводной штангой для отвода тепла от электрода и передачи на соединение приводной штанги, при этом задняя направляющая содержит множество каналов для прохождения электролита между задней направляющей и приводной штангой с целью отвода тепла от электрода и передачи на соединение приводной штанги.In the known installation contains at least one channel for the passage of electrolyte past the guide, created on the outer surface of the drive rod, between the drive rod and the part, while the rear guide is formed to create a zone where the electrolyte passes between the rear guide and the drive rod for removal heat from the electrode and transfer to the connection of the drive rod, while the rear guide contains many channels for the passage of electrolyte between the rear guide and the drive rod in order to ode of heat from the electrode and transfer to the connection of the drive rod.

Отличием изобретения, выбранного в качестве прототипа, от изобретения, выбранного в качестве аналога и описанного в патенте US 6413407 В1, является то, что для достижения шероховатости поверхности внутренней стенки трубы статора, увеличено время окончательной обработки внутренней стенки трубы под действием электролита, и тогда электрический ток может продолжать травление внутренней обработанной поверхности, посредством этого достигается шероховатость поверхности, что обеспечивает требуемую адгезионную прочность привулканизованной затем обкладки из эластомера к профилю внутренней поверхности трубчатой заготовки.The difference between the invention, selected as a prototype, and the invention, selected as an analogue and described in US Pat. No. 6,413,407 B1, is that in order to achieve the surface roughness of the inner wall of the stator pipe, the time of final processing of the inner wall of the pipe under the action of an electrolyte is increased, and then the electric the current can continue to etch the internal treated surface, thereby achieving surface roughness, which provides the required adhesive strength vulcanized then m plates of elastomer to the profile of the inner surface of the tubular workpiece.

Электролит вводится через канал 42 в камеру на входе (приближенную к месту крепления) 44, изображено на фиг. 7.The electrolyte is introduced through channel 42 into the inlet chamber (close to the attachment point) 44, shown in FIG. 7.

Во время электрохимической обработки детали 46 электролит проходит по длине приводной штанги 48 между приводной штангой и обработанной частью 47 детали 46, и через канавки 49 в стенке центрального отверстия направляющей детали 50, где проходит приводная штанга, изображено на фиг. 10.During the electrochemical treatment of the part 46, the electrolyte extends along the length of the drive rod 48 between the drive rod and the machined part 47 of the part 46, and through the grooves 49 in the wall of the central hole of the guide part 50 where the drive rod passes, shown in FIG. 10.

Предпочтительное расположение канавок - параллельно друг другу с интервалами по окружности центрального отверстия задней направляющей детали 50, изображено на фиг. 9.The preferred arrangement of the grooves is parallel to each other at intervals around the center hole of the rear guide piece 50, shown in FIG. 9.

Поток электролита через эти канавки обеспечивает охлаждение зоны контакта электрода и приводной штанги, при этом электролит проходит затем через электрод 52 в направлении от входа к выходу, т.е. по направлению движения электрода мимо передней направляющей 80 и ниже длины необработанного отверстия 56 детали 46, в камеру, где электролит выпускается и отправляется на повторное использование, изображено на фиг. 9, 10.The flow of electrolyte through these grooves provides cooling of the contact area of the electrode and the drive rod, while the electrolyte then passes through the electrode 52 in the direction from the input to the output, i.e. in the direction of movement of the electrode past the front guide 80 and below the length of the untreated hole 56 of the part 46, into the chamber where the electrolyte is discharged and sent for reuse, is shown in FIG. 9, 10.

Камера 44 имеет внутренний диаметр в соответствии с размером обработанного профиля детали, чтобы удержать вес электрода, перед тем как задняя направляющая входит в деталь, изображено на фиг. 7.The chamber 44 has an inner diameter in accordance with the size of the machined part profile to support the weight of the electrode before the rear guide enters the part, shown in FIG. 7.

Задняя направляющая 50 направляет поток электролита и удерживает вес электрода, установленного на приводной штанге 48, но она не выполняет функции уплотнения, при этом электролит остается в положении за электродом во время процесса обработки, изображено на фиг. 10.The rear guide 50 guides the flow of electrolyte and holds the weight of the electrode mounted on the drive rod 48, but it does not have a sealing function, while the electrolyte remains in position behind the electrode during the processing process, shown in FIG. 10.

Изолирующая трубка 60 приводной штанги смещена в положение 62, чтобы открыть кольцевую площадь 64 приводной штанги достаточной длины, тогда электрический ток между направляющим стержнем и деталью будет оказывать травление окончательно обработанной внутренней стенки трубчатой детали.The insulating tube 60 of the drive rod is biased to position 62 to open the annular area 64 of the drive rod of sufficient length, then the electric current between the guide rod and the part will cause etching of the finally processed inner wall of the tubular part.

Во время электрохимической обработки детали 46 электролит проходит по длине приводной штанги 48 между приводной штангой и обработанной частью 47 детали 46, и через канавки 49 в стенке центрального отверстия направляющей детали 50, что не обеспечивает изотермические условия с минимально возможным градиентом плотности тока на его рабочей поверхности, при этом металлический шлам накапливается между задней стенкой направляющей 80 и передним торцом электрода 52, что не обеспечивает эффективного уноса металлического шлама из межэлектродного промежутка потоком электролита, изображено на фиг. 9, 10.During the electrochemical treatment of the part 46, the electrolyte passes along the length of the drive rod 48 between the drive rod and the machined part 47 of the part 46, and through the grooves 49 in the wall of the central hole of the guide part 50, which does not provide isothermal conditions with the lowest possible gradient of current density on its working surface , while the metal sludge accumulates between the rear wall of the guide 80 and the front end of the electrode 52, which does not provide effective removal of the metal sludge from the interelectrode prom the creepy electrolyte stream shown in FIG. 9, 10.

Недостатки известного электрода объясняются также тем, что площадь поперечного сечения, которую удаляют во время обработки, достаточно велика, постоянный ток составляет 30000 ампер при напряжении 20 вольт, передача электрического тока с таким высоким значением между электродом и приводной штангой не обеспечивает надежной защиты от коротких замыканий электрода и обрабатываемой детали, а поток электролита 30, прокачиваемого в межэлектродный промежуток и проходящего через каналы 49 электрода 52 или через каналы 91 электрода 88, не обеспечивает эффективного охлаждения электрода и минимального градиента температур в его стенках и на рабочей поверхности, увеличивает вероятность возникновения неизолированных поверхностей (частиц металлического шлама в электролите), через которые протекают значительные токи, шунтирующие рабочий ток в межэлектродном промежутке, вследствие этого не обеспечивается форма и размеры электрода, имеющего винтовую зубчатую форму наружной поверхности, не обеспечивается форма и размеры винтового зубчатого профиля в отверстии трубчатой заготовки, а также не обеспечивается длительный (без износа) ресурс электрода, изображено на фиг. 7, 10, 11.The disadvantages of the known electrode are also explained by the fact that the cross-sectional area that is removed during processing is large enough, the direct current is 30,000 amperes at a voltage of 20 volts, the transmission of electric current with such a high value between the electrode and the drive rod does not provide reliable protection against short circuits the electrode and the workpiece, and the flow of electrolyte 30 pumped into the interelectrode gap and passing through the channels 49 of the electrode 52 or through the channels 91 of the electrode 88 does not provide effective cooling of the electrode and a minimum temperature gradient in its walls and on the working surface increases the likelihood of uninsulated surfaces (particles of metal sludge in the electrolyte), through which significant currents flow, shunting the working current in the interelectrode gap, as a result, the shape and dimensions of the electrode are not provided, having a helical gear shape of the outer surface, the shape and dimensions of the helical gear profile in the hole of the tubular workpiece, and the long (without wear) electrode life is not provided, is shown in FIG. 7, 10, 11.

Недостаточная эффективность защиты электрода от механических повреждений и коротких замыканий объясняется также тем, что приводная штанга с закрепленным на ней электродом вдвигается в отверстие трубчатой заготовки, расположенной перед электродом, при этом из-за трения уплотнительных элементов 86, 92 относительно геликоидального зубчатого профиля внутренней поверхности трубчатой детали происходит потеря устойчивости приводной штанги и возникновение неизолированных поверхностей, через которые протекают значительные токи, шунтирующие рабочий ток в межэлектродном промежутке, вследствие этого не обеспечиваются ресурс электрода, изображено на фиг. 11.The insufficient efficiency of protecting the electrode from mechanical damage and short circuits is also due to the fact that the drive rod with the electrode fixed on it is pushed into the hole of the tubular blank located in front of the electrode, due to the friction of the sealing elements 86, 92 relative to the helicoid gear profile of the inner surface of the tubular parts there is a loss of stability of the drive rod and the emergence of non-insulated surfaces through which significant currents flow, shunting e working current in the interelectrode gap, as a result of this, the electrode resource is not provided, is shown in FIG. eleven.

Технической задачей изобретения является повышение ресурса электрода при электрохимической обработке винтового зубчатого профиля в отверстии трубчатой заготовки, снижение расхода электроэнергии, а также увеличение точности обработки за счет повышения эффективности теплообмена электрода и обеспечения изотермических условий с минимально возможным градиентом плотности тока на его рабочей поверхности путем охлаждения электрода потоком электролита до прокачки его через межэлектродный промежуток, предотвращения протекания токов, шунтирующих рабочий ток в межэлектродном промежутке, центрирования электрода в необработанном отверстии трубчатой заготовки, а также повышения эффективности уноса и очистки металлического шлама из межэлектродного промежутка потоком электролита для предотвращения коротких замыканий.An object of the invention is to increase the resource of the electrode during the electrochemical treatment of the helical gear profile in the hole of the tubular billet, reduce energy consumption, as well as increase the accuracy of processing by increasing the heat transfer efficiency of the electrode and providing isothermal conditions with the minimum possible gradient of current density on its working surface by cooling the electrode electrolyte flow before pumping it through the interelectrode gap, preventing the flow of currents, tiruyuschih operating current in the electrode gap, electrode centering hole in the raw tube blank, and also improve the efficiency of ablation and purification of metal sludge from the electrolyte stream interelectrode gap to prevent short circuits.

Сущность технического решения заключается в том, что в электродном блоке для электрохимической обработки винтового зубчатого профиля в отверстии трубчатой заготовки, содержащем электрод, имеющий винтовую зубчатую форму наружной поверхности, включающем винтовую заднюю направляющую, присоединенную к заднему краю электрода, и переднюю направляющую, прикрепленную к переднему краю электрода с возможностью подвижного соединения с необработанным отверстием трубчатой заготовки, а также содержащем оправку для установки на ней электрода, предназначенную для соединения с приводной штангой для продвижения электрода вдоль прямолинейной траектории и одновременного вращения электрода вокруг своей оси параллельно прямолинейной траектории для обеспечения равномерного зазора между зубьями электрода и внутренней поверхностью трубчатой заготовки, согласно изобретению передняя направляющая выполнена в виде гильзы из диэлектрического материала, скрепленной с оправкой, содержит уплотнители для герметизации гильзы относительно необработанного отверстия трубчатой заготовки и снабжена каналами для направления электролита в полость внутри необработанного отверстия трубчатой заготовки между гильзой и электродом, при этом электрод образует внутри каждого винтового зуба камеру для электролита, в стенке каждого винтового зуба электрода выполнен ряд поперечных щелевых каналов для направления электролита в межэлектродный промежуток, в пазах между зубьями электрода установлены вкладыши из диэлектрического материала, в поперечном сечении каждый вкладыш выполнен в форме двутаврового профиля и образует две дополнительные камеры для электролита, разделенные ребром двутаврового профиля, вход каждой дополнительной камеры расположен со стороны переднего края электрода, каждый торец полки двутаврового профиля, расположенной на максимальном радиальном расстоянии, образует с поверхностью электрода винтовой канал для направления электролита в межэлектродный промежуток, а задняя направляющая выполнена в виде зубчатого диска, контактирующего с задним торцом электрода, и экрана из диэлектрического материала, скрепленных с задним краем электрода, при этом на оправке между передней частью электрода и задней частью гильзы установлен центратор, выполненный из диэлектрического материала, имеющий круглую боковую поверхность, подогнанную по размеру для подвижного зацепления необработанного отверстия трубчатой заготовки, два торца, чередующиеся выступы и пазы на круглой боковой поверхности, выполненные с возможностью направления электролита в камеры внутри каждого винтового зуба электрода и в дополнительные камеры, образованные вкладышами из диэлектрического материала, установленными в пазах между зубьями электрода.The essence of the technical solution lies in the fact that in the electrode unit for the electrochemical processing of the helical gear profile in the hole of the tubular billet containing an electrode having a helical gear shape of the outer surface, including a helical rear guide attached to the rear edge of the electrode, and a front guide attached to the front the edge of the electrode with the possibility of movable connection with the raw hole of the tubular workpiece, as well as containing a mandrel for installing an electrode on it, etc. designed to be connected to the drive rod to move the electrode along a straight path and simultaneously rotate the electrode around its axis parallel to the straight path to ensure a uniform gap between the teeth of the electrode and the inner surface of the tubular workpiece, according to the invention, the front rail is made in the form of a sleeve of dielectric material bonded to a mandrel contains seals for sealing the sleeve relative to the untreated hole of the tubular workpiece and equipped with channels for directing the electrolyte into the cavity inside the untreated hole of the tubular workpiece between the sleeve and the electrode, while the electrode forms an electrolyte chamber inside each helical tooth, a series of transverse slotted channels are made in the wall of each helical tooth of the electrode to direct the electrolyte into the interelectrode gap, in the grooves between Inserts made of dielectric material are installed by the teeth of the electrode; in the cross section, each insert is made in the form of an I-profile and forms two additional The solid chambers for the electrolyte are separated by an I-profile edge, the entrance of each additional chamber is located on the side of the front edge of the electrode, each end of the I-profile shelf located at the maximum radial distance forms a helical channel with the electrode surface for guiding the electrolyte into the interelectrode gap, and the rear guide is made in the form of a toothed disk in contact with the rear end of the electrode, and a shield of dielectric material bonded to the rear edge of the electrode, with this on the mandrel between the front of the electrode and the rear of the sleeve mounted centralizer made of dielectric material having a round side surface, sized for movable engagement of the raw hole of the tubular workpiece, two ends, alternating protrusions and grooves on the round side surface, made with the possibility electrolyte directions into chambers inside each helical tooth of the electrode and into additional chambers formed by inserts of dielectric material are installed and in the grooves between the teeth of the electrode.

Задний по потоку электролита край центратора имеет кольцевой выступ, образующий с необработанным отверстием трубчатой заготовки предкамеру для электролита перед передним краем электрода.The edge of the centralizer, which is backward in the flow of the electrolyte, has an annular protrusion, which forms, with the untreated hole of the tubular billet, a pre-chamber for the electrolyte in front of the front edge of the electrode.

Задний по потоку электролита край экрана из диэлектрического материала выполнен с кольцевым выступом, образующим кольцевой пояс с возможностью подвижного соединения с вершинами зубьев трубчатой заготовки.The back edge of the screen of the dielectric material from the dielectric material is made with an annular protrusion forming an annular belt with the possibility of movable connection with the tops of the teeth of the tubular workpiece.

Вход в камеру внутри каждого винтового зуба электрода и вход в каждую пару дополнительных камер, образованных вкладышами из диэлектрического материала, установленными в пазах между зубьями электрода, расположен против выхода соответствующего продольного паза в центраторе.The entrance to the chamber inside each helical tooth of the electrode and the entrance to each pair of additional chambers formed by inserts of dielectric material installed in the grooves between the teeth of the electrode is located opposite the exit of the corresponding longitudinal groove in the centralizer.

Каждый ряд поперечных щелевых каналов для направления электролита в межэлектродный промежуток в стенке каждого винтового зуба электрода расположен вдоль вершин зубьев.Each row of transverse slotted channels for directing the electrolyte into the interelectrode gap in the wall of each helical tooth of the electrode is located along the tops of the teeth.

Электродный блок для электрохимической обработки снабжен устройством фиксации углового положения зубчатого диска и экрана относительно зубьев электрода, а также устройством фиксации углового положения электрода относительно оправки и центратора.The electrode unit for electrochemical processing is equipped with a device for fixing the angular position of the gear disk and the screen relative to the teeth of the electrode, as well as a device for fixing the angular position of the electrode relative to the mandrel and centralizer.

Выполнение электродного блока для электрохимической обработки винтового зубчатого профиля таким образом, что передняя направляющая выполнена в виде гильзы из диэлектрического материала, скрепленной с оправкой, содержит уплотнители для герметизации гильзы относительно необработанного отверстия трубчатой заготовки и снабжена каналами для направления электролита в полость внутри необработанного отверстия трубчатой заготовки между гильзой и электродом, при этом электрод образует внутри каждого винтового зуба камеру для электролита, в стенке каждого винтового зуба электрода выполнен ряд поперечных щелевых каналов для направления электролита в межэлектродный промежуток, в пазах между зубьями электрода установлены вкладыши из диэлектрического материала, в поперечном сечении каждый вкладыш выполнен в форме двутаврового профиля и образует две дополнительные камеры для электролита, разделенные ребром двутаврового профиля, вход каждой дополнительной камеры расположен со стороны переднего края электрода, каждый торец полки двутаврового профиля, расположенной на максимальном радиальном расстоянии, образует с поверхностью электрода винтовой канал для направления электролита в межэлектродный промежуток, а задняя направляющая выполнена в виде зубчатого диска, контактирующего с задним торцом электрода, и экрана из диэлектрического материала, скрепленных с задним краем электрода, при этом на оправке между передней частью электрода и задней частью гильзы установлен центратор, выполненный из диэлектрического материала, имеющий круглую боковую поверхность, подогнанную по размеру для подвижного зацепления необработанного отверстия трубчатой заготовки, два торца, чередующиеся выступы и пазы на круглой боковой поверхности, выполненные с возможностью направления электролита в камеры внутри каждого винтового зуба электрода и в дополнительные камеры, образованные вкладышами из диэлектрического материала, установленными в пазах между зубьями электрода, снижает расход электроэнергии, а также увеличивает точность обработки за счет повышения эффективности теплообмена электрода и обеспечения изотермических условий с минимально возможным градиентом плотности тока на его рабочей поверхности путем охлаждения электрода потоком электролита до прокачки его через межэлектродный промежуток, предотвращения протекания токов, шунтирующих рабочий ток в межэлектродном промежутке, повышения точности центрирования электрода в необработанном отверстии трубчатой заготовки, а также повышения эффективности уноса и очистки металлического шлама из межэлектродного промежутка потоком электролита для предотвращения коротких замыканий.The implementation of the electrode unit for the electrochemical treatment of the helical gear profile in such a way that the front guide is made in the form of a sleeve of dielectric material fastened with a mandrel, contains seals for sealing the sleeve relative to the untreated hole of the tubular workpiece and is provided with channels for guiding the electrolyte into the cavity inside the untreated hole of the tubular workpiece between the sleeve and the electrode, while the electrode forms an electrolyte chamber inside each helical tooth, in the wall of each helical tooth of the electrode, a number of transverse slotted channels are made to guide the electrolyte into the interelectrode gap, inserts of dielectric material are installed in the grooves between the teeth of the electrode, each insert is made in the form of an I-profile in cross section and forms two additional electrolyte chambers separated by an I-edge profile, the entrance of each additional chamber is located on the side of the front edge of the electrode, each end of the I-beam shelf located on the poppy the maximum radial distance, forms a helical channel with the electrode surface for directing the electrolyte into the interelectrode gap, and the rear guide is made in the form of a toothed disk in contact with the rear end of the electrode and a shield of dielectric material fastened to the rear edge of the electrode, while on the mandrel between the front part of the electrode and the back of the sleeve mounted centralizer made of dielectric material having a round lateral surface, sized to fit the movable mesh the raw hole of the tubular workpiece, two ends, alternating protrusions and grooves on the round side surface, made with the possibility of directing the electrolyte into the chambers inside each screw tooth of the electrode and into additional chambers formed by inserts of dielectric material installed in the grooves between the teeth of the electrode, reduces consumption electricity, and also increases the accuracy of processing by increasing the efficiency of heat transfer of the electrode and providing isothermal conditions with the minimum possible m with a gradient of current density on its working surface by cooling the electrode with an electrolyte stream before pumping it through the interelectrode gap, preventing the flow of currents shunting the working current in the interelectrode gap, increasing the accuracy of centering the electrode in the untreated hole of the tubular billet, and also increasing the efficiency of entrainment and cleaning of metal sludge from the interelectrode gap by electrolyte flow to prevent short circuits.

Выполнение электродного блока для электрохимической обработки винтового зубчатого профиля таким образом, что задний по потоку электролита край центратора имеет кольцевой выступ, образующий с необработанным отверстием трубчатой заготовки предкамеру для электролита перед передним краем электрода, при этом вход в камеру внутри каждого винтового зуба электрода и вход в каждую пару дополнительных камер, образованных вкладышами из диэлектрического материала, установленными в пазах между зубьями электрода, расположен против выхода соответствующего продольного паза в центраторе, уменьшает потери давления потока электролита на основе хлорида натрия на водной основе (Na Cl) под давлением в системе - 4,0 МПа за счет выравнивания скоростей и давлений потока электролита между выходами чередующихся пазов на круглой боковой поверхности кольцевого центратора и входами в камеры внутри каждого винтового зуба электрода, а также входами в дополнительные камеры электрода, образованные вкладышами в форме двутаврового профиля, установленными в пазах между зубьями электрода, что повышает эффективность охлаждения электрода потоком электролита до прокачки его через межэлектродный промежуток, обеспечивает изотермические условия с минимально возможным градиентом плотности тока на его рабочей поверхности, обеспечивает эффективную прокачку металлических частиц шлама в межэлектродном промежутке, сохраняет форму и размеры электрода и обеспечивает заданную точность получаемой в результате электрохимической обработки формы и размеров винтового зубчатого профиля в отверстии трубчатой заготовки, а также обеспечивает длительный ресурс электрода, равный, по существу сроку службы установки для электрохимической обработки.The implementation of the electrode unit for the electrochemical treatment of the helical gear profile in such a way that the edge of the centralizer, which is backward in the flow of the electrolyte, has an annular protrusion, which forms, with the untreated hole of the tubular workpiece, an electrolyte chamber for the electrolyte in front of the front edge of the electrode, with the entrance to the chamber inside each screw tooth of the electrode and each pair of additional chambers formed by inserts of dielectric material installed in the grooves between the teeth of the electrode is located opposite the exit, respectively the existing longitudinal groove in the centralizer, reduces the pressure loss of the electrolyte flow based on sodium chloride on a water-based (Na Cl) system pressure of 4.0 MPa due to the equalization of the velocities and pressures of the electrolyte flow between the outputs of the alternating grooves on the round side surface of the annular centralizer and the entrances to the chambers inside each helical tooth of the electrode, as well as the entrances to the additional chambers of the electrode, formed by inserts in the form of an I-beam, installed in the grooves between the teeth of the electrode, which increases the efficiency of cooling the electrode by the electrolyte flow before pumping it through the interelectrode gap, provides isothermal conditions with the lowest possible gradient of the current density on its working surface, provides efficient pumping of metal particles of sludge in the interelectrode gap, preserves the shape and size of the electrode and ensures the specified accuracy of the resulting electrochemical treatment the shape and size of the helical gear profile in the hole of the tubular workpiece, and also provides effective electrode life, essentially equal to the service life of the installation for electrochemical processing.

Выполнение заднего по потоку электролита края экрана из диэлектрического материала с кольцевым выступом, образующим кольцевой пояс с возможностью подвижного соединения с вершинами зубьев трубчатой заготовки, обеспечивает центрирование электрода при завершении электрохимической обработки винтового зубчатого профиля, по существу, когда передняя направляющая электрода, выполненная в виде гильзы из диэлектрического материала, скрепленной с оправкой и содержащая уплотнители для герметизации гильзы относительно необработанного отверстия трубчатой заготовки, выходит из зацепления с указанным необработанным отверстием трубчатой заготовки.The implementation of the backstream of the electrolyte stream of the edge of the screen of dielectric material with an annular protrusion, forming an annular belt with the possibility of movable connection with the tops of the teeth of the tubular workpiece, provides centering of the electrode upon completion of the electrochemical processing of the helical gear profile, essentially when the front electrode guide, made in the form of a sleeve made of a dielectric material bonded to a mandrel and containing gaskets for sealing the sleeve with respect to the untreated hole ment tubular blank out of engagement with said orifice tube blank untreated.

Выполнение электродного блока для электрохимической обработки винтового зубчатого профиля таким образом, что каждый ряд поперечных щелевых каналов для направления электролита в межэлектродный промежуток в стенке каждого винтового зуба электрода расположен вдоль вершин зубьев электрода, повышает эффективность теплообмена электрода, уменьшает вероятность перекрытия указанных щелевых каналов частицами потока электролита на основе хлорида натрия на водной основе (NaCl) под давлением в системе - 4,0 МПа, проходящими через фильтры установки для электрохимической обработки.The implementation of the electrode unit for the electrochemical processing of the helical gear profile so that each row of transverse slotted channels for directing the electrolyte into the interelectrode gap in the wall of each helical electrode tooth is located along the tips of the electrode teeth, increases the heat exchange efficiency of the electrode, reduces the likelihood of overlapping of these slotted channels by electrolyte flow particles based on water-based sodium chloride (NaCl) under pressure in the system - 4.0 MPa passing through the filters of the unit for electrochemical machining.

Выполнение электродного блока для электрохимической обработки винтового зубчатого профиля в отверстии трубчатой заготовки таким образом, что снабжен устройством фиксации углового положения зубчатого диска и экрана относительно зубьев электрода, а также устройством фиксации углового положения электрода относительно оправки и центратора, обеспечивает управление реверсом привода вращения приводной штанги и скрепленного с ней электрода вокруг оси приводной штанги, синхронизированное с приводом продольного перемещения суппорта, приводной штанги и скрепленного с ней электрода вдоль прямолинейной траектории внутри отверстия трубчатой заготовки, при этом приводная штанга с электродом перемещается в положение, которое она занимала в начале электрохимической обработки.The implementation of the electrode unit for the electrochemical processing of the helical gear profile in the hole of the tubular workpiece in such a way that it is equipped with a device for fixing the angular position of the gear disk and the screen relative to the teeth of the electrode, as well as a device for fixing the angular position of the electrode relative to the mandrel and the centralizer, provides control of the reverse drive of rotation of the drive rod and an electrode attached to it around the axis of the drive rod, synchronized with the drive of the longitudinal movement of the caliper, one rod and the electrode attached to it along a rectilinear path inside the hole of the tubular workpiece, while the drive rod with the electrode moves to the position that it occupied at the beginning of the electrochemical treatment.

Ниже изображен электродный блок для электрохимической обработки винтового зубчатого профиля в отверстии трубчатой заготовки, предназначенной для изготовления статора с равномерной толщиной обкладки из эластомера (R-Wall).Below is shown the electrode block for the electrochemical treatment of a helical gear profile in the hole of a tubular billet intended for the manufacture of a stator with a uniform thickness of the lining of elastomer (R-Wall).

На фиг. 1 изображен электродный блок, соединенный с приводной штангой, в процессе электрохимической обработки винтового зубчатого профиля в отверстии трубчатой заготовки.In FIG. 1 shows an electrode block connected to a drive rod during the electrochemical treatment of a helical gear profile in an opening of a tubular workpiece.

На фиг. 2 изображен электродный блок, соединенный с приводной штангой.In FIG. 2 shows an electrode unit connected to a drive rod.

На фиг. 3 изображен разрез А-А на фиг. 2 поперек передней направляющей, выполненной в виде гильзы из диэлектрического материала, скрепленной с оправкой.In FIG. 3 shows a section AA in FIG. 2 across the front guide, made in the form of a sleeve of dielectric material, fastened with a mandrel.

На фиг. 4 изображено сечение Б-Б на фиг. 2 поперек переднего края электрода с вкладышами из диэлектрического материала в форме двутаврового профиля, установленными в канавках между винтовыми зубьями электрода.In FIG. 4 shows a section BB in FIG. 2 across the front edge of the electrode with liners of dielectric material in the form of an I-beam, installed in the grooves between the helical teeth of the electrode.

На фиг. 5 - изометрическое изображение электродного блока, показан кольцевой пояс экрана, вид со стороны заднего края электрода.In FIG. 5 is an isometric view of the electrode block, an annular screen belt is shown, view from the side of the rear edge of the electrode.

На фиг. 6 - изометрическое изображение электродного блока, вид со стороны переднего края электрода.In FIG. 6 is an isometric view of an electrode block, a view from the front edge of the electrode.

На фиг. 7 изображен электродный блок, соединенный с приводной штангой, при завершении электрохимической обработки винтового зубчатого профиля в отверстии трубчатой заготовки.In FIG. 7 shows an electrode unit connected to a drive rod when electrochemical processing of the helical gear profile in the hole of the tubular workpiece is completed.

На фиг. 8 - изометрическое изображение трубчатой заготовки с винтовым зубчатым профилем.In FIG. 8 is an isometric view of a tubular workpiece with a helical gear profile.

На фиг. 9 - поперечное сечение героторного винтового гидравлического двигателя, в котором статор (R-Wall) выполнен с винтовым зубчатым профилем и равномерной толщиной обкладки из эластомера.In FIG. 9 is a cross-sectional view of a gerotor screw hydraulic motor in which the stator (R-Wall) is made with a helical gear profile and a uniform thickness of the elastomer lining.

Электродный блок 1 для электрохимической обработки винтового зубчатого профиля 2 в отверстии 3 трубчатой заготовки 4 содержит электрод 5 (из Латуни Л-63 ГОСТ 15527-70), имеющий винтовую зубчатую форму наружной поверхности 6, включающий винтовую заднюю направляющую 7, присоединенную к заднему краю 8 электрода 5, и переднюю направляющую 9, прикрепленную к переднему краю 10 электрода 5 с возможностью подвижного соединения с необработанным отверстием 3 трубчатой заготовки 4, а также содержит оправку 11 для установки на ней электрода 5, предназначенную для соединения с приводной штангой 12 для продвижения электрода 5 вдоль прямолинейной траектории и одновременного вращения электрода 5 вокруг своей оси 13 параллельно прямолинейной траектории для обеспечения равномерного межэлектродного зазора 14 между зубьями 15 электрода 5 и винтовым зубчатым профилем 2 в отверстии 3 трубчатой заготовки 4 в межэлектродном промежутке 16, изображено на фиг. 1, 2, 3, 4.The electrode unit 1 for electrochemical processing of the helical gear profile 2 in the hole 3 of the tubular billet 4 contains an electrode 5 (from Brass L-63 GOST 15527-70) having a helical gear shape of the outer surface 6, including a helical rear guide 7, attached to the rear edge 8 electrode 5, and a front guide 9 attached to the front edge 10 of the electrode 5 with the possibility of movable connection with the untreated hole 3 of the tubular workpiece 4, and also contains a mandrel 11 for mounting the electrode 5 on it, designed connection with a drive rod 12 for advancing the electrode 5 along a straight path and simultaneously rotating the electrode 5 about its axis 13 parallel to the straight path to ensure a uniform interelectrode gap 14 between the teeth 15 of the electrode 5 and the helical gear profile 2 in the hole 3 of the tubular workpiece 4 in the interelectrode gap 16 shown in FIG. 1, 2, 3, 4.

Передняя направляющая 9 электрода 5 выполнена в виде гильзы 17 из диэлектрического материала (из капролона СТП-30 ТУ 2224-003-39046337-04), скрепленной с оправкой 11 в процессе формования в продольных тупиковых пазах 18 оправки 11, содержит уплотнители 19, 20 из эластомера для герметизации гильзы 17 относительно необработанного отверстия 3 трубчатой заготовки 4, и снабжена каналами 21, 22 в оправке 11 и гильзе 17 для направления электролита 23 в полость 24 внутри необработанного отверстия 3 трубчатой заготовки 4 между торцом 25 гильзы 17 и передним краем 10 электрода 5, при этом поз. 26 - экран из диэлектрического материала, плотно охватывающий наружную поверхность 27 приводной штанги 12, которая является проводником тока к электроду 5, изображено на фиг. 1, 3, 4.The front guide 9 of the electrode 5 is made in the form of a sleeve 17 of dielectric material (made of caprolon STP-30 TU 2224-003-39046337-04), fastened to the mandrel 11 during molding in the longitudinal blind grooves 18 of the mandrel 11, contains seals 19, 20 of elastomer for sealing the sleeve 17 relative to the untreated hole 3 of the tubular blank 4, and is provided with channels 21, 22 in the mandrel 11 and the sleeve 17 for guiding the electrolyte 23 into the cavity 24 inside the untreated hole 3 of the tubular blank 4 between the end face 25 of the sleeve 17 and the front edge 10 of the electrode 5 , When this item. 26 is a screen of a dielectric material tightly covering the outer surface 27 of the drive rod 12, which is a current conductor to the electrode 5, shown in FIG. 1, 3, 4.

Электрод 5 образует внутри каждого винтового зуба 15 камеру 28 для электролита 22, в стенке каждого винтового зуба 15 электрода 5 выполнен ряд поперечных щелевых каналов 29 для направления электролита 22 в межэлектродный промежуток 16, изображено на фиг. 1, 2, 3, 4.The electrode 5 forms inside each helical tooth 15 a chamber 28 for electrolyte 22, in the wall of each helical tooth 15 of the electrode 5 there are a number of transverse slotted channels 29 for guiding the electrolyte 22 into the interelectrode gap 16, shown in FIG. 1, 2, 3, 4.

В пазах 30 между винтовыми зубьями 15 электрода 5 установлены вкладыши 31 из диэлектрического материала (из капролона СТП-30 ТУ 2224-003-39046337-04), число вкладышей 31 равно числу винтовых зубьев 15 электрода 5, в поперечном сечении каждый вкладыш 31 выполнен в форме двутаврового профиля, а ребро 32 двутаврового профиля расположено в радиальной плоскости, например, 33 относительно центральной продольной оси 13 электрода 5, и образует две смежные дополнительные камеры 34, 35 для электролита 23, разделенные ребром 32 двутаврового профиля, изображено на фиг. 4, 5, 6.In the grooves 30 between the helical teeth 15 of the electrode 5 there are liners 31 made of dielectric material (from caprolon STP-30 TU 2224-003-39046337-04), the number of liners 31 is equal to the number of helical teeth 15 of the electrode 5, in cross section each liner 31 is made the shape of the I-beam profile, and the rib 32 of the I-profile is located in the radial plane, for example, 33 relative to the central longitudinal axis 13 of the electrode 5, and forms two adjacent additional chambers 34, 35 for the electrolyte 23, separated by a rib 32 of the I-profile, is shown in FIG. 4, 5, 6.

Входы 36, 37 каждой дополнительной камеры 34, 35 электрода 5, образованной вкладышами 31 из диэлектрического материала, а также входы 38 каждый камеры 28 внутри каждого винтового зуба 15 для электролита 22, расположены со стороны переднего края 10 электрода 5, изображено на фиг. 1, 4, 5, 6.The inputs 36, 37 of each additional chamber 34, 35 of the electrode 5 formed by inserts 31 of dielectric material, as well as the inputs 38 of each chamber 28 inside each helical tooth 15 for electrolyte 22, are located on the side of the front edge 10 of the electrode 5, shown in FIG. 1, 4, 5, 6.

Каждый торец 39, 40 полки 41 двутаврового профиля вкладыша 31, расположенной на максимальном радиальном расстоянии 42, образует с поверхностью 43, 44 электрода 5 винтовой канал 45, 46 для направления электролита 23 в межэлектродный промежуток 16, изображено на фиг. 1, 2, 3, 4.Each end 39, 40 of the flange 41 of the I-section of the insert 31 located at a maximum radial distance 42 forms a screw channel 45, 46 with the surface 43, 44 of the electrode 5 for directing the electrolyte 23 into the interelectrode gap 16, shown in FIG. 1, 2, 3, 4.

Задняя направляющая 7 выполнена в виде зубчатого (калибрующего) диска 47 (из Латуни Л-63 ГОСТ 15527-70), контактирующего с задним торцом 8 электрода 5, и экрана 48 из диэлектрического материала (из капролона СТП-30 ТУ 2224-003-39046337-04), скрепленных при помощи прецизионных винтов 49 с задним торцом 8 электрода 5, изображено на фиг. 1, 2.The rear guide 7 is made in the form of a toothed (calibrating) disk 47 (from Brass L-63 GOST 15527-70) in contact with the rear end 8 of the electrode 5, and a screen 48 of dielectric material (from caprolon STP-30 TU 2224-003-39046337 -04), fastened with precision screws 49 to the rear end 8 of electrode 5, is shown in FIG. 12.

На оправке 11 между передней частью 10 электрода 5 и задней частью 50 гильзы 26 установлен центратор 51, выполненный из диэлектрического материала (из капролона СТП-30 ТУ 2224-003-39046337-04), имеющий круглую боковую поверхность 52, подогнанную по размеру для подвижного зацепления необработанного отверстия 3 трубчатой заготовки 4, два торца 53 и 54, чередующиеся выступы 55 и пазы 56 на круглой боковой поверхности 52, выполненные с возможностью направления электролита 23 в камеры 28 внутри каждого винтового зуба 15 электрода 5 и в дополнительные камеры 34, 25 электрода 5, образованные вкладышами 31 из диэлектрического материала (из капролона СТП-30 ТУ 2224-003-390463 37-04), установленными в пазах 30 между зубьями 15 электрода 5, изображено на фиг. 1, 2, 4, 5, 6.On the mandrel 11, between the front part 10 of the electrode 5 and the rear part 50 of the sleeve 26, a centralizer 51 is made of dielectric material (from caprolon STP-30 TU 2224-003-39046337-04), having a round side surface 52, sized to fit the movable meshing the raw hole 3 of the tubular billet 4, two ends 53 and 54, alternating protrusions 55 and grooves 56 on the round side surface 52, configured to direct the electrolyte 23 into the chambers 28 inside each helical tooth 15 of the electrode 5 and into additional chambers 34, 25 of the electrode 5 formed by inserts 31 of dielectric material (from caprolon STP-30 TU 2224-003-390463 37-04) installed in the grooves 30 between the teeth 15 of the electrode 5, is shown in FIG. 1, 2, 4, 5, 6.

Задний по потоку электролита 23 край 54 центратора 51 имеет кольцевой выступ 57, образующий с необработанным отверстием 3 трубчатой заготовки 4 предкамеру 58 для электролита 23 перед передним краем 10 электрода 5, изображено на фиг. 1, 2, 5, 9.The upstream end of the electrolyte 23, the edge 54 of the centralizer 51 has an annular protrusion 57, forming with the untreated hole 3 of the tubular billet 4 to the pre-chamber 58 for the electrolyte 23 in front of the front edge 10 of the electrode 5, is shown in FIG. 1, 2, 5, 9.

Задний по потоку электролита 23 край 59 экрана 48 из диэлектрического материала (из капролона СТП-30 ТУ 2224-003-39046337-04) выполнен с кольцевым выступом, образующим кольцевой пояс 60 с возможностью подвижного соединения с вершинами 61 зубьев 62 трубчатой заготовки 4, изображено на фиг. 1, 2.The backstream of the electrolyte 23 edge 59 of the screen 48 made of dielectric material (from caprolon STP-30 TU 2224-003-39046337-04) is made with an annular protrusion forming an annular belt 60 with the possibility of movable connection with the vertices 61 of the teeth 62 of the tubular blank 4, shown in FIG. 12.

Вход 38 в камеру 28 внутри каждого винтового зуба 15 электрода 5 и входы 36, 37 в каждую пару дополнительных камер 34, 35, образованных вкладышами 31 из диэлектрического материала, установленными в пазах 30 между зубьями 15 электрода 5, расположены против выхода соответствующего продольного паза 56 в центраторе 51, по существу, против одного продольного паза 56 в центраторе 51 расположен вход 38 в камеру 28 внутри одного из винтовых зубьев 15 электрода 5, а против смежного продольного паза 56 в центраторе 51 расположены два входа 36, 37 в дополнительные камеры 34, 35, образованные вкладышами 31 из диэлектрического материала, установленными в пазах 30 между зубьями 15 электрода 5, изображено на фиг. 4, 5, 6.The entrance 38 to the chamber 28 inside each helical tooth 15 of the electrode 5 and the inputs 36, 37 to each pair of additional chambers 34, 35 formed by inserts 31 of dielectric material installed in the grooves 30 between the teeth 15 of the electrode 5 are located opposite the outlet of the corresponding longitudinal groove 56 in the centralizer 51, essentially against one longitudinal groove 56 in the centralizer 51, there is an entrance 38 to the chamber 28 inside one of the helical teeth 15 of the electrode 5, and against the adjacent longitudinal groove 56 in the centralizer 51 there are two inputs 36, 37 into the additional chambers 34, 35, pads 31 would be formed of a dielectric material mounted in grooves 30 between the teeth 15 of the electrode 5 shown in FIG. 4, 5, 6.

Каждый ряд 63 поперечных щелевых каналов 29 для направления электролита 23 в межэлектродный промежуток 16 в стенке каждого винтового зуба 15 электрода 5 расположен вдоль вершин 64 зубьев 15, изображено на фиг. 2, 3, 4, 5, 6.Each row 63 of transverse slotted channels 29 for guiding the electrolyte 23 into the interelectrode gap 16 in the wall of each helical tooth 15 of the electrode 5 is located along the vertices 64 of the teeth 15, shown in FIG. 2, 3, 4, 5, 6.

Электродный блок 1 для электрохимической обработки снабжен устройством 49 (прецизионными винтами) фиксации углового положения зубчатого диска 47 и экрана 48 относительно зубьев 15 электрода, а также устройством 65 фиксации (шпоночным соединением) углового положения электрода относительно оправки и центратора, изображено на фиг. 2, 4, 7.The electrode unit 1 for electrochemical processing is equipped with a device 49 (precision screws) for fixing the angular position of the gear disk 47 and the shield 48 relative to the teeth 15 of the electrode, as well as a device 65 for fixing (keyway) the angular position of the electrode relative to the mandrel and centralizer, shown in FIG. 2, 4, 7.

Кроме того, поз. 66 - болт для крепления поз. 67 - шайбы, имеющей наружную резьбу 68, с оправкой 11; поз. 69 - защитный кожух из диэлектрического материала, имеющий соответствующую внутреннюю резьбу 70 для крепления экрана 48, зубчатого (калибрующего) диска 47, контактирующего с задним торцом 8 электрода 5, электрода 5 и центратора 51 с торцом 71 оправки 11 и торцом 50 гильзы 17, расположенными в одной плоскости; поз. 72 - задняя зубчатая стенка электрода 5 из латуни Л-63 ГОСТ 15527-70, соединенная с электродом 5 при помощи пайки (вариант изготовления электрода 5), изображено на фиг. 2, 7.In addition, pos. 66 - bolt for fastening pos. 67 - washers having an external thread 68, with a mandrel 11; pos. 69 is a protective casing of dielectric material having a corresponding internal thread 70 for attaching a shield 48, a gear (calibrating) disk 47 in contact with the rear end 8 of the electrode 5, the electrode 5 and the centralizer 51 with the end face 71 of the mandrel 11 and the end face 50 of the sleeve 17 located in one plane; pos. 72 - the rear gear wall of the electrode 5 made of brass L-63 GOST 15527-70, connected to the electrode 5 by soldering (embodiment of the electrode 5), is shown in FIG. 2, 7.

Кроме того, на фиг. 8 изображен трубчатый остов статора 73 из легированной стали 40ХН2МА ГОСТ 4543-71 с винтовым зубчатым профилем 2 внутренней поверхности.In addition, in FIG. 8 shows a tubular skeleton of the stator 73 of alloy steel 40XH2MA GOST 4543-71 with a helical gear profile 2 of the inner surface.

Кроме того, на фиг. 9 изображено поперечное сечение одного из винтовых героторных гидравлических двигателей, в котором статор 73 выполнен с равномерной толщиной обкладки 74 из эластомера (R-Wall), поз. 75 - ротор гидравлического двигателя.In addition, in FIG. 9 shows a cross section of one of the screw gerotor hydraulic motors, in which the stator 73 is made with a uniform thickness of the elastomer plate 74 (R-Wall), pos. 75 - the rotor of the hydraulic motor.

Электродный блок предназначен для использования в установке для электрохимической обработки винтового зубчатого профиля в отверстии трубчатой заготовки для изготовления статоров с равномерной толщиной обкладки из эластомера (R-Wall).The electrode block is intended for use in the installation for the electrochemical processing of a helical gear profile in the hole of a tubular workpiece for the manufacture of stators with a uniform thickness of the lining of elastomer (R-Wall).

Устанавливают кран-балкой трубчатую заготовку 4 в люнеты: первый край трубчатой заготовки 4 устанавливают на ролики неподвижно скрепленного с рамой установки регулируемого люнета, а второй край трубчатой заготовки 4 устанавливают на ролики скрепленного с рамой установки аналогичного, перемещаемого на раме установки в продольном направлении, вдоль отверстия 3 трубчатой заготовки 4 второго люнета.The tubular billet 4 is installed with a crane beam in the rests: the first edge of the tubular billet 4 is mounted on the rollers of an adjustable lunette fixedly attached to the installation frame, and the second edge of the tubular billet 4 is mounted on the rollers of a similar, longitudinally mounted on the installation frame, mounted along the installation frame holes 3 of the tubular workpiece 4 of the second lunette.

Устанавливают приводную штангу 12, снабженную экраном 26 из диэлектрического материала, на собственные люнеты, скрепляют болтами фланец приводной штанги 12 с приводом вращения приводной штанги 12, установленном на суппорте, соединенном с приводом продольного перемещения суппорта.Install the drive rod 12, equipped with a shield 26 of dielectric material, on their own lunettes, bolt the flange of the drive rod 12 with the rotation drive of the drive rod 12 mounted on a support connected to the drive of the longitudinal movement of the support.

Включают привод продольного перемещения суппорта и вдвигают приводную штангу 12, снабженную экраном 26 из диэлектрического материала, в отверстие 3 трубчатой заготовки 4, установленной в собственных люнетах.The drive for longitudinal movement of the caliper is turned on and the drive rod 12, equipped with a shield 26 of dielectric material, is pushed into the hole 3 of the tubular workpiece 4 installed in its own lunettes.

Оправку 11 с передней направляющей 9 электрода 5, выполненной в виде гильзы 17 из диэлектрического материала, скрепленной с оправкой 11, содержащей уплотнители 19, 20 из эластомера для герметизации гильзы 17 относительно необработанного отверстия 3 трубчатой заготовки 4, заворачивают по резьбе в приводную штангу 12 (длиной 6500 мм).The mandrel 11 with the front guide 9 of the electrode 5, made in the form of a sleeve 17 of dielectric material, bonded to a mandrel 11 containing seals 19, 20 of elastomer for sealing the sleeve 17 relative to the untreated hole 3 of the tubular workpiece 4, is screwed into the drive rod 12 ( 6500 mm long).

На оправку 11 с передней направляющей 9 устанавливают центратор 51, электрод 5 скрепленный с задней направляющей 7, выполненной в виде зубчатого диска 47, контактирующего с задним торцом 8 электрода 5, и экран 48 из диэлектрического материала, скрепленных при помощи винтов 49 с задним торцом 8 электрода 5, затем скрепляют по резьбе 68 защитный кожух 69 из диэлектрического материала, имеющий внутреннюю резьбу 70 для крепления экрана 48, зубчатого диска 47, контактирующего с задним торцом 8 электрода 5, и центратора 51 до упора в торцы 71, 50 оправки 11 и, соответственно гильзы 17.A centralizer 51 is mounted on the mandrel 11 with the front rail 9, the electrode 5 is fastened to the rear rail 7, made in the form of a gear disk 47 in contact with the rear end 8 of the electrode 5, and a screen 48 made of dielectric material fastened with screws 49 to the rear end 8 the electrode 5, then fasten the thread shield 68 of dielectric material having a female thread 70 for fastening the shield 48, the gear disk 47 in contact with the rear end 8 of the electrode 5, and the centralizer 51 until they stop at the ends 71, 50 of the mandrel 11, and according Twain sleeve 17.

Перемещают вдоль направляющей рамы на второй край трубчатой заготовки 4 камеру для электролита 23, снабженную устройством для поддержания избыточного давления электролита 23 в межэлектродном промежутке 16.The electrolyte chamber 23 is moved along the guide frame to the second edge of the tubular billet 4, equipped with a device for maintaining the excessive pressure of the electrolyte 23 in the interelectrode gap 16.

В начале электрохимической обработки приводная штанга 11 с экраном 26 из диэлектрического материала, которая является проводником тока к электроду 5, расположена внутри отверстия 3 трубчатой заготовки 4, электродный блок 1, скрепленный с приводной штангой 11, расположен в камере для электролита 23 (не показанной), при этом передняя направляющая 9 электрода 5, выполненная в виде гильзы 17 из диэлектрического материала, скрепленной с оправкой 11, содержащей уплотнители 19, 20 из эластомера, установлена в необработанном отверстии 3 трубчатой заготовки 4.At the beginning of the electrochemical treatment, the drive rod 11 with a shield 26 of dielectric material, which is a current conductor to the electrode 5, is located inside the hole 3 of the tubular billet 4, the electrode unit 1, fastened to the drive rod 11, is located in the electrolyte chamber 23 (not shown) while the front guide 9 of the electrode 5, made in the form of a sleeve 17 of dielectric material bonded to a mandrel 11 containing seals 19, 20 of elastomer, is installed in the untreated hole 3 of the tubular workpiece 4 .

Присоединяют источник электрического тока, например, выпрямитель "KRAFT 12000/24", для подключения неподвижной трубчатой заготовки 4 в виде анода, и с токосъемником для подключения вращающейся приводной штанги 11 и электрода 5 в виде катода, через поток электролита 23 в межэлектродном промежутке 16, а также соединяют блок управления с электрическими выходными сигналами параметров установки с компьютером.An electric current source, for example, a KRAFT 12000/24 rectifier, is connected to connect a fixed tubular billet 4 in the form of an anode, and with a current collector to connect a rotating drive rod 11 and electrode 5 in the form of a cathode, through an electrolyte stream 23 in the interelectrode gap 16, and also connect the control unit with the electrical output signals of the installation parameters to the computer.

Включают блок управления, соединенный с компьютером, автоматически включаются насосы, электрооборудование, источник электрического тока - выпрямитель 24 "KRAFT 12000/24", привод продольного перемещения суппорта, приводной штанги 11 и скрепленного с ней электродного блока 1 вдоль прямолинейной траектории внутри отверстия 3 трубчатой заготовки 4, привод вращения приводной штанги 11 и скрепленного с ней электродного блока 1 вокруг оси 13 приводной штанги 11, при этом сила технологического тока составляет 12000 А, напряжение составляет 24 В.The control unit connected to the computer is turned on, pumps, electrical equipment, an electric current source - a 24 "KRAFT 12000/24" rectifier, a drive for longitudinal movement of a support, a drive rod 11 and an electrode block 1 attached to it along a straight path inside a hole 3 of the tubular workpiece are automatically turned on 4, the rotation drive of the drive rod 11 and the electrode unit 1 attached to it about the axis 13 of the drive rod 11, while the technological current is 12000 A, the voltage is 24 V.

При помощи привода продольного перемещения суппорта, приводной штанги 11 и скрепленного с ней электродного блока 1 вдоль прямолинейной траектории внутри отверстия 3 трубчатой заготовки 4, и привода вращения приводной штанги 11 и скрепленного с ней электродного блока 1 вокруг оси 13 приводной штанги 11, электрод 5, имеющий винтовую зубчатую форму наружной поверхности 6, включающий винтовую заднюю направляющую 7, присоединенную к заднему краю 8 электрода 5, и переднюю направляющую 9, прикрепленную к переднему краю 10 электрода 5 с возможностью подвижного соединения с необработанным отверстием 3 трубчатой заготовки 4, совершает продольное и вращательное движение, и образует винтовой зубчатый профиль внутренней поверхности 2 в отверстии 3 трубчатой заготовки 4.Using the drive for longitudinal movement of the caliper, the drive rod 11 and the electrode unit 1 fastened to it along a straight path inside the hole 3 of the tubular workpiece 4, and the rotation drive of the drive rod 11 and the electrode unit 1 attached to it around the axis 13 of the drive rod 11, electrode 5, having a helical gear shape of the outer surface 6, including a helical rear guide 7 attached to the rear edge 8 of the electrode 5, and a front guide 9 attached to the front edge 10 of the electrode 5 Nogo compound to untreated hole 3 the tubular blank 4, performs a longitudinal and rotary movement, and forms a helical gear profile of the inner surface 2 in hole 3 the tubular blank 4.

Электролит 23 в процессе электрохимической обработки циркулирует по гидравлической схеме: бак рабочий с электролитом 23, бак промежуточный с электролитом 23, бак промывки с электролитом 23, насосы, модули фильтров, а также арматура (теплообменники, фильтры, вентили, затворы дисковые, датчики давления, температуры, расхода, рукав высокого давления и гибкий рукав сливной) и устройства для регулирования параметров электролита, управляемых выходными сигналами блока управления, при этом максимальное давление электролита в системе - 4,0 МПа.The electrolyte 23 in the process of electrochemical processing circulates in a hydraulic circuit: a working tank with an electrolyte 23, an intermediate tank with an electrolyte 23, a washing tank with an electrolyte 23, pumps, filter modules, as well as fittings (heat exchangers, filters, valves, butterfly valves, pressure sensors, temperature, flow rate, high pressure sleeve and flexible drain sleeve) and devices for controlling electrolyte parameters controlled by the output signals of the control unit, while the maximum electrolyte pressure in the system is 4.0 MPa.

В электрохимическом процессе используют электролит 23 на основе хлорида натрия на водной основе (Na Cl), при осуществлении указанного процесса вода разлагается, а ионы ОН соединяются с ионами железа, образуя FOH, который выпадает в осадок и подвергается фильтрованию в модуле фильтров, при этом концентрация электролита - 18…20%, температура электролита - 40°C, водородный показатель электролита - 7…9 рН, максимально допустимое количество продуктов анодного растворения в электролите - 50 г/л.In the electrochemical process, an electrolyte 23 based on sodium chloride based on water-based (Na Cl) is used; during the process, water decomposes, and OH ions combine with iron ions to form FOH, which precipitates and is filtered in the filter module, while the concentration electrolyte - 18 ... 20%, electrolyte temperature - 40 ° C, the pH of the electrolyte is 7 ... 9 pH, the maximum allowable amount of anodic dissolution products in the electrolyte is 50 g / l.

Скорость рабочей подачи электродного блока (бесступенчатое регулирование) составляет 10…25 мм/мин, частота вращения штанги 12 (бесступенчатое регулирование) составляет 0…0,45 об/мин.The speed of the working feed of the electrode block (stepless regulation) is 10 ... 25 mm / min, the rotational speed of the rod 12 (stepless regulation) is 0 ... 0.45 rpm.

Масса металлического шлама при электрохимической обработке винтового зубчатого профиля 2 в отверстии 3 трубчатой заготовки 4 для изготовления статоров с равномерной толщиной обкладки из эластомера, например, длиной 6500 мм и диаметром 240 мм, составляет 240 кг.The mass of metal sludge during the electrochemical treatment of the helical gear profile 2 in the hole 3 of the tubular billet 4 for the manufacture of stators with a uniform thickness of the lining of the elastomer, for example, 6500 mm long and 240 mm in diameter, is 240 kg.

Выполнение передней направляющая 9 электрода 5 в виде гильзы 17 из диэлектрического материала, скрепленной с оправкой 11 в процессе формования, с уплотнителями 19, 20 из эластомера для герметизации гильзы 17 относительно необработанного отверстия 3 трубчатой заготовки 4 и снабженной каналами 21, 22 в оправке 11 и гильзе 17 для направления электролита 23 в полость 24 внутри необработанного отверстия 3 трубчатой заготовки 4 между торцом 25 гильзы 17 и передним краем 10 электрода 5, а также выполнение электродного блока таким образом, что электрод 5 образует внутри каждого винтового зуба 15 камеру 28 для электролита 22, в стенке каждого винтового зуба 15 электрода 5 выполнен ряд поперечных щелевых каналов 29 для направления электролита 22 в межэлектродный промежуток 16, в пазах 30 между винтовыми зубьями 15 электрода 5 установлены вкладыши 31 из диэлектрического материала, в поперечном сечении каждый вкладыш 31 выполнен в форме двутаврового профиля, а ребро 32 двутаврового профиля расположено в радиальной плоскости, например, 33 относительно центральной продольной оси 13 электрода 5, и образует две смежные дополнительные камеры 34, 35 для электролита 23, разделенные ребром 32 двутаврового профиля, при этом входы 36, 37 каждой дополнительной камеры 34, 35 электрода 5, образованной вкладышами 31 из диэлектрического материала, а также входы 38 каждый камеры 28 внутри каждого винтового зуба 15 для электролита 22, расположены со стороны переднего края 10 электрода 5, каждый торец 39, 40 полки 41 двутаврового профиля вкладыша 31, расположенной на максимальном радиальном расстоянии 42, образует с поверхностью 43, 44 электрода 5 винтовой канал 45, 46 для направления электролита 23 в межэлектродный промежуток 16, а задняя направляющая 7 выполнена в виде зубчатого (калибрующего) диска 47, контактирующего с задним торцом 8 электрода 5, и экрана 48 из диэлектрического материала, скрепленных при помощи прецизионных винтов 49 с задним торцом 8 электрода 5, а также установка на оправке 11 между передней частью 10 электрода 5 и задней частью 50 гильзы 26 центратора 51, выполненного из диэлектрического материала, имеющий круглую боковую поверхность 52, подогнанную по размеру для подвижного зацепления необработанного отверстия 3 трубчатой заготовки 4, два торца 53 и 54, чередующиеся выступы 55 и пазы 56 на круглой боковой поверхности 52, выполненные с возможностью направления электролита 23 в камеры 28 внутри каждого винтового зуба 15 электрода 5 и в дополнительные камеры 34, 25 электрода 5, образованные вкладышами 31 из диэлектрического материала, установленными в пазах 30 между зубьями 15 электрода 5, обеспечивает контроль межэлектродного зазора 14 в межэлектродном промежутке 16 за счет использования электронных датчиков давления, температуры и расхода электролита, а также блока управления с электрическими выходными сигналами параметров установки, соединенного с компьютером.The implementation of the front guide 9 of the electrode 5 in the form of a sleeve 17 of dielectric material bonded to the mandrel 11 during molding, with seals 19, 20 of elastomer for sealing the sleeve 17 relative to the untreated hole 3 of the tubular workpiece 4 and provided with channels 21, 22 in the mandrel 11 and a sleeve 17 for directing the electrolyte 23 into the cavity 24 inside the untreated hole 3 of the tubular billet 4 between the end face 25 of the sleeve 17 and the front edge 10 of the electrode 5, and also the embodiment of the electrode block so that the electrode 5 forms inside each helical tooth 15 a chamber 28 for electrolyte 22, in the wall of each helical tooth 15 of the electrode 5 a number of transverse slotted channels 29 are made for guiding the electrolyte 22 into the interelectrode gap 16, inserts 31 made of dielectric material are installed in the grooves 30 between the helical teeth 15 of the electrode 5, in cross section, each insert 31 is made in the form of an I-profile, and the rib 32 of the I-profile is located in a radial plane, for example, 33 relative to the central longitudinal axis 13 of the electrode 5, and forms two adjacent additional chambers 34, 35 for electrolyte 23, separated by an I-profile rib 32, while the inputs 36, 37 of each additional chamber 34, 35 of the electrode 5 formed by inserts 31 of dielectric material, as well as the inputs 38 of each chamber 28 inside each helical tooth 15 for electrolyte 22, located on the side of the front edge 10 of the electrode 5, each end 39, 40 of the shelf 41 of the I-profile of the insert 31 located at a maximum radial distance of 42, forms a screw channel 45, 46 with the surface 43, 44 of the electrode 5 for directing the electrolyte 23 into the interelectrode gap 16, and the rear guide 7 is made in the form of a toothed (calibrating) disk 47 in contact with the rear end 8 of the electrode 5, and a shield 48 made of dielectric material fastened with precision screws 49 to the rear end 8 of the electrode 5, and installation on a mandrel 11 between the front part 10 of the electrode 5 and the rear part 50 of the sleeve 26 of the centralizer 51, made of dielectric material having a round side surface 52, adapted to the size for movable engagement of the untreated hole 3 of the tube of the billet 4, two ends 53 and 54, alternating protrusions 55 and grooves 56 on the round lateral surface 52, configured to direct the electrolyte 23 into the chambers 28 inside each helical tooth 15 of the electrode 5 and into additional chambers 34, 25 of the electrode 5 formed by inserts 31 of the dielectric material installed in the grooves 30 between the teeth 15 of the electrode 5, provides control of the interelectrode gap 14 in the interelectrode gap 16 through the use of electronic pressure sensors, temperature and flow rate of the electrolyte, as well as a control unit Lenia electrical output signals setting parameters coupled to the computer.

По истечении времени технологического процесса отключают блок управления, соединенный с компьютером, насосы, электрооборудование, источник электрического тока - выпрямитель 24 "KRAFT 12000/24", привод продольного перемещения суппорта, приводной штанги 12 и скрепленного с ней электродного блока 1 вдоль прямолинейной траектории внутри отверстия 3 трубчатой заготовки 4, привод вращения приводной штанги 12 и скрепленного с ней электродного блока 1 вокруг оси 13 приводной штанги 12.After the time of the technological process, the control unit connected to the computer is turned off, the pumps, electrical equipment, an electric current source - a 24 "KRAFT 12000/24" rectifier, a drive for longitudinal movement of the caliper, drive rod 12 and the electrode block 1 attached to it along a straight path inside the hole 3 tubular billet 4, the drive rotation of the drive rod 12 and fastened with it to the electrode unit 1 around the axis 13 of the drive rod 12.

Отключают токосъемник для подключения неподвижной трубчатой заготовки 4 в виде анода, и токосъемник для подключения вращающейся приводной штанги 12 и электрода 5 в виде катода.Disconnect the current collector for connecting a fixed tubular billet 4 in the form of an anode, and the current collector for connecting a rotating drive rod 12 and electrode 5 in the form of a cathode.

Для этого отводят две полумуфты токосъемника с колодками от неподвижной трубчатой заготовки 4.For this, two half-collectors of the current collector with pads are removed from the fixed tubular billet 4.

Отсоединяют устройство для удерживания заготовки 4 в местах крепления его крепление с рамой, перемещают вдоль направляющей рамы камеру для электролита 23 вместе с устройством для удерживания заготовки 4, отворачивают защитный кожух 69 из диэлектрического материала, снимают электрод 5 вместе с задней направляющей 7, выполненной в виде зубчатого диска 47, контактирующего с задним торцом 8 электрода 5, и экрана 48 из диэлектрического материала, скрепленных при помощи винтов 49 с задним торцом 8 электрода 5, и размещают их в технологическом месте хранения.The device for holding the workpiece 4 at the attachment points, its fastening with the frame is disconnected, the electrolyte chamber 23 is moved along the guide frame together with the device for holding the workpiece 4, the protective casing 69 is made of dielectric material, the electrode 5 is removed together with the rear guide 7 made in the form a gear disk 47 in contact with the rear end 8 of the electrode 5, and a shield 48 of dielectric material fastened with screws 49 to the rear end 8 of the electrode 5, and place them in the technological place of the temple eniya.

Устанавливают технологические заглушки, производят промывку винтового зубчатого профиля внутренней поверхности 2 трубчатой заготовки 4 специальным раствором.Install technological plugs, flush the screw gear profile of the inner surface 2 of the tubular workpiece 4 with a special solution.

Такое выполнение электродного блока повышает ресурс электрода при электрохимической обработке винтового зубчатого профиля в отверстии трубчатой заготовки, снижает расход электроэнергии, а также увеличивает точность обработки за счет повышения эффективности теплообмена электрода и обеспечения изотермических условий с минимально возможным градиентом плотности тока на его рабочей поверхности путем охлаждения электрода потоком электролита до прокачки его через межэлектродный промежуток, предотвращения протекания токов, шунтирующих рабочий ток в межэлектродном промежутке, центрирования электрода в необработанном отверстии трубчатой заготовки, а также повышения эффективности уноса и очистки металлического шлама из межэлектродного промежутка потоком электролита для предотвращения коротких замыканий.This embodiment of the electrode block increases the electrode resource during the electrochemical treatment of the helical gear profile in the hole of the tubular billet, reduces the energy consumption, and also increases the processing accuracy by increasing the heat transfer efficiency of the electrode and providing isothermal conditions with the minimum possible gradient of current density on its working surface by cooling the electrode electrolyte flow before pumping it through the interelectrode gap, preventing the flow of currents, shunting operating current in the electrode gap, electrode centering hole in the raw tube blank, and also improve the efficiency of ablation and purification of metal sludge from the electrolyte stream interelectrode gap to prevent short circuits.

Claims

1. The electrode unit for the electrochemical processing of a helical gear profile in the hole of a tubular workpiece, comprising an electrode having a helical gear shape of the outer surface, including a helical rear guide attached to the rear edge of the electrode, and a front guide attached to the front edge of the electrode with the possibility of movable connection with untreated hole of the tubular billet, and containing a mandrel for mounting an electrode on it, designed to connect with a drive rod for promotion moving the electrode along a straight path and simultaneously rotating the electrode around its axis parallel to the straight path to ensure a uniform gap between the teeth of the electrode and the inner surface of the tubular workpiece, characterized in that the front guide is made in the form of a sleeve of dielectric material fastened with a mandrel, contains seals for sealing sleeves relative to the raw hole of the tubular billet and is equipped with channels for directing the electrolyte into the cavity inside three untreated holes of the tubular billet between the sleeve and the electrode, the electrode has a chamber for electrolyte inside each helical tooth, a number of transverse slotted channels are made in the wall of each helical tooth of the electrode to guide the electrolyte into the interelectrode gap, insulator inserts are installed in the grooves between the teeth of the electrode , in cross section, each liner is made in the form of an I-profile and forms two additional chambers for electrolyte, separated by an I-beam edge of the profile, the entrance of each additional chamber is located on the side of the front edge of the electrode, each end of the I-profile shelf located at the maximum radial distance forms a helical channel with the surface of the electrode for directing the electrolyte into the interelectrode gap, and the rear guide is made in the form of a gear disk in contact with the rear end of the electrode and the screen of dielectric material bonded to the rear edge of the electrode, while on the mandrel between the front of the electrode and the rear the sleeves have a centralizer made of a dielectric material having a round side surface sized to move the engagement of the untreated hole of the tubular workpiece, two ends, alternating protrusions and grooves on the round side surface, made with the possibility of directing the electrolyte into the chambers inside each helical tooth of the electrode and in additional chambers formed by inserts of dielectric material installed in the grooves between the teeth of the electrode.

2. The electrode unit according to claim 1, characterized in that the centralizer edge rearward in the flow of the electrolyte has an annular protrusion, which forms, with the untreated hole of the tubular billet, a pre-chamber for the electrolyte in front of the front edge of the electrode.

3. The electrode unit according to claim 1, characterized in that the back edge of the screen of dielectric material is made with an annular protrusion forming an annular belt with the possibility of movable connection with the tops of the teeth of the tubular billet.

4. The electrode unit according to claim 1, characterized in that the entrance to the chamber inside each helical tooth of the electrode and the entrance to each pair of additional chambers formed by inserts of dielectric material installed in the grooves between the teeth of the electrode is located opposite the exit of the corresponding longitudinal groove in the centralizer .

5. The electrode unit according to claim 1, characterized in that each row of transverse slotted channels for directing the electrolyte into the interelectrode gap in the wall of each helical tooth of the electrode is located along the tips of the teeth.

6. The electrode unit according to claim 1, characterized in that it is equipped with a device for fixing the angular position of the gear disk and the screen relative to the teeth of the electrode, as well as a device for fixing the angular position of the electrode relative to the mandrel and centralizer.