IT7302978A1 - Metodo ed apparato di lavorazione elettrochimica. - Google Patents

Description

[0001] STA MPA 100 0831 71307 4/49580/ap Desurizione dell'invenzione avente per titolo: METODO ED APPARATO DI LAVORAZIONE ELETTROCHIMICA a nome: TRW INC.

[0002] 23555 Euclid Avenue, Cleveland, 0hio 44ll7 (U.S.A.) di nazionalita statunitense, elettivamente domicilia ta a Milano, Via Dogana l, presso il mandatario 2978 Dep.

[0003] il N.

[0004] La presente invenzione si riferisce alla : tecnica dell'esecuzione elettrochimica di fori, inea- : vi e scanalature in pezzi di lavoro metallici, e piu in particolare si riferisce ad- un metodo e ad un apparato per formare una cavita per effetto di so- stanze elettrochimiche costituite da getti di elettrolita che si scaricano da ugelli inerti non jcon- duttivi che non penetrano nel pezzo in lavorazione l'elettrolita venendo caricato catodicamente da un elettrodo spostato rispetto alle punte degli ugel li, eliminando cosi la formazione di bolle e rendendo possibile la generazione di getti molto fini ovvero sottili.

[0005] E' gia nota la lavorazione elettrochimica con materiale dielettrico cavo.

[0006] Tuttavia tali metodi UFFICJO B EVETT1 lng.C GREGORJ gia noti richiedono la penetrazione dell'utensile entro il pezzo in lavorazione man mano che progre disce la formaziane della cavita.

[0007] Inoltre, gli utensili cavi usati in tali metodi hanno l'elet- trodo incassato nell'utensile.

[0008] La penetrazione del- l'utensile entro il pezzo in lavorazione dava luogo alla produzione di cavita aventi un diametro piu grande delle dimensioni esterne dell'estremita di scarico dell'utensile.

[0009] Inoltre, il posizionamento dell'elettrodo nell'utensile liberava bolle di idro- geno e creava percorsi di flusso irregolari del- l'elettrolita e, naturalmente, richiedeva utensil di diametro relativamente grande per alloggiare l'elettrode rendendo impossibile il ravvicinamentg di piu getti di elettrolita.

[0010] La presente invenzione elimina.

[0011] ora l'ef fetto della dimensione esterna dell'utensile sulla dimensione della cavita che viene formata in quanto l'utensile non penetra nel pezzo in lavorazione ed elimina la formazione di bolle di elettrolita: e la limitazione: dimensionale minima dell'utensile per il fatto di non prevedere l'inserimento dell'elet trodo neli'utensile.

[0012] In.

[0013] conformita ad una forma di esecuzione preferita dell'invenzione, una pluralita di tubi di vetro con estremita ad ugello rastremate spor- UFEICIOCBEEVETT Ing.

[0014] .

[0015] GREGOR.

[0016] ge da un collettore di distribuzione supportante un singolo elettrodo utilizzabile per tutti i tuba L'elettrolita viene pompato al collettore di distribuzio- ne per venir caricato catodicamente dall'elettrodo e l'elettrolita caricato fluisce attraverso tubi di vetro non ostacolati per urtare direttamente con- tro il pezzo in lavorazione sotto forma di singoli getti dimensionati e distanziati in conformita al diametro interno delle estremita ad ugello dei tubi e in conformita alla spaziatura di queste estremita ad ugello.

[0017] I tubi possono essere ravvicinati tra di loro come desiderato di modo che i flussi dei getti risulteranno ravvicinati come desiderato: Siccome gli utensili non penetrano nel pezzo in la vorazione,, si puo usare un'attrezzatura fissa per gli utensili e una pluralita di gruppi di utensili pu venir supportata da un'unica attrezzatura per creare disegni di fori che non potrebbero essere ottenuti con xa utensili mobili.

[0018] Il potenziale della corrente viene aumen tato man mano che aumenta la cavita formata nel pez- zo in lavorazione e quando e stato formato un foro passante permettente.all'elettrolita di fluire in un percorso rettilineo, il potenziale della corrente pud venir di nuovo aumentato per asportare materia UFFICIO_BREVETTI lng.G GREGORJ le creando cosi qualsiasi effetto di rastrematura nel foro per formare una cavita o foro rettilineo.

[0019] Fer facilitare il drenaggio od allonta- namento dell'elettrolita dal pezzo, si preferisce montare il pezzo in lavorazione ad un livello al di sopra delle estremita di punta degli ugelli.

[0020] Acidi, come acido solforico, acido clori- drico, acido nitrico e acido citrico sono utili in concentrazioni compatibili con il pezzo da lavora- re.

[0021] Le concentrazioni pertanto varieranno in funzione degli elettroliti usati preferendosi quelli che avranno la massima conduttivita possibile senza provocare danni dal punto di vista metallurgico al pezzo in lavorazione.

[0022] Concetrazioni di acido sol- forico in quantita del 22,5% in volume e concentrazio- ne di acido cloridrico in quantita pari al l4% in volume sono pressoche generalmente utili.

[0023] Le temperature dell'elettrolita vengono preferibilmente mantenute nell'intervallo di cir- ca 80-l00oF ovvero 27-38°C per mantenere inaltera ta l'azione dell'elettrolita.

[0024] La pressione di pompaggio per l'elettro- lita variera ampiamente a seconda del diametro in terno degli utensili ad ugello e in generale tale pressione varia da l0 a 70 libbre/pollice ovverq 07, 4,9 kg/cm2, venendo preferito un intervallo UFEJCIO BREYETTI I6g CXGREGORJ Le lunghezze degli ugelli possono va- riare in modo notevole, lunghezze varianti da O,0gb a O,ll0 pollici ovvero da 2,28 a 2,79 mm essendo utili per fori di diametro molto piccolo.

[0025] I diametri interni degli ugelli possono lici ovvero da 0,0076 a 0,025.mm essendo utile.

[0026] per eseguire fori molto piccoli e, naturalmente il diametro viene aumentato come desiderato per eseguire fori piu: grossi.

[0027] La distanza tra le estremita di scarico degli ugelli e il pezzo di lavoro puo variare da circa 0,030 a,0,l50 pollici ovvero da circa 0,76 a 3,8l mm, una distanza iniziale di 0,070 pollici ovvero l,77 mm essendo dabreferirisi per uno scarico efficiente dell'elettrolita.IA distanza naturalmente aumentera man mano che la cavita diventa piü profcnda.

[0028] Quando i fori che vengono eseguiti pene trano nel pezzo in lavorazione, si preferisce far urtare i getti di elettrolita contro un materiale di supporto che dovrebbe avere un punto di fusione non inferiore a circa 200cF ovvero 93'C per.impedire un'azione elettrochimica su una qualsiasi area so#- tostante delle pezze in lavorazione.

[0029] UFFICIO BREyETTI lng.

[0030] C.GREGQRJ Tra l'elettrolita caricato catodicamente e il pezzo in lavorazione caricato anidicamente si fa passare un potenziale in corrente continua compre- so in un intervallo di circa l0O-8o0 volt.

[0031] Un potehzia- le iniziale inferiore a circa l00 volt e da prefe- superficie del pezzo in lavorazione suffcienti .a dirigere le correnti dei getti in allontanamento dalla superficie del pezzo in lavorazione.

[0032] Una pe- netrazione variante da circa O,0ol fino a O,l0 polhici ovvero da circa 0,025 fino a circa 0,25 mm suf- ficiente per formare pareti laterali dirigenti i getti in allontanamento dalla superficie del pezzo in lavorazione per impedire la sovrapposizione dello scavo od attacco della superficie del pezzo in la- vorazione.

[0033] Il drenaggio per gravita migliora la separazione del getto di elettrolita sfruttato in allontanamento dal pezzo in lavorazione.

[0034] In genera le e solo necessarioc he la tensione iniziale bassa venga aantenuta solo per un periodo di tempo.

[0035] variante da 3 a l5 secondi.

[0036] La tensione viene poi aumentata ad incrementi man mano che aumenta la profondita delle cavita.

[0037] Si possono usare amperaggi ihiziali bassi varianti da 0,l0 a O,30 amperes fino a che la cavita sufficientemente sagomata in modo da di- rigere i getti in allontanamento dal pezzo in lavora- UFEICIO BREVETT fng.C.GREGOR razione, dopo di che la tensione viene aumentata per mantenere un amperaggio di circa 0,75-l,5 ampere Gli aumenti di tensione possono essere previsti in incrementi fino a tensioni di 8.0o0 volt in cor- rente continua.

[0038] Il materiale preferito per gli utensili e un vetro al borato avente eccellenti proprieta dielettriche e in grado di venire stirato per for maxe estremita di ugelli della dæiderata lunghezza e del desiderato diametro interno.

[0039] I tubi di vetro stessi possono essere piuttosto sottili ed avere dimensioni esterne permettenti spaziature molto rav- vicinate.

[0040] Inoltre, se desiderato, i tubi possono avere lati piani in modo da appoggiarsi gli uni agli altri in relazione molto ravvicinata.

[0041] .: I materiali preferiti per gli elettrodi sono tutti conduttori in grado di resistere al- l'elettrolita.

[0042] Sono adatti metalli come titanio, lplatino e nichel.

[0043] Il pezzo da lavorare e solitamente un metallo o un metalloide molto refrattario e difficile da forare, quantunque il metodo e l'apparato siano pure utili nel caso di materiali piu molli in gra do.

[0044] di venir caricati anodicamente.

[0045] In generale i pezzi da lavorare sono acciai, acciai legati duri, UFFICIO BREVETTI ng.GREGOR nichel, carburo di tungsteno, tengsteno, molibdeno titanio, vanafio, cromo e loro leghe, quantunque in alcuni casi il pezzo da lavorare possa essere di fer- Nei disegni : la figura l e un'fllustrazione schemati ca dell'estremita ad ugello di un tubo di vetro di rigente un getto di elettrolita contro la superfi cie inferiore di un pezzo sottostante in lavorazio ne all'inizio di un'operazione di foratura secondo la presente invenzione; le figure 2-6 sono viste simili alla figura l,ma illustranti fasi successive del metodc di foratura secondo la presente invenzione; la figura 7 una vista in sezione al- quanto schematica in .scala maggiore illustrante un tubo ad ugello.

[0046] secondo la presente invenzione dotato di un'anima centrale impegnante la superficie in- feriore,del pezzo in lavorazione in modo che il getto di elettrolita uscente dall'ugello avra la forma di un tubo cilindrico cavo per eseguire un fbro cilindrico attraverso il pezzo in lavorazione lascian- do un nucleo.centrale; la figura 8 e una vista in pianta dall'alto eseguita lungo la linea VIII-VIII della figura 7; UFFICIO BREVETTI GREGORI aa figura 9 e una vista in sezione esegui ta lungo la linea IX-IX della figura 7; la figura l0 e una vista schematica il- lustrante una forma di esecuzione dell'apparato secondo la presente invenzione; la figura ll e una vista in sezione ver#i- cale illustrante il modo in cui una pluralita di gruppi di tubi ad ugello agisce simultaneamente sul- l'estremita anteriore di un pezzo cavo a profilo aerodinamico, come una paletta di turbina di un mg- tore a getto in un'attrezzatura secondo la presen#e invenzione; la figura l2 e una vista in sezione lon- gitudinale eseguita sostanzialmente lungo la linea xII-xII della figura ll, com parti in alzata ed altre par#i asportate; la figura l3 e una vista in sezione, cor parti asportate e parti in alzata eseguita sostanzial- mente lungo la linea XIII-XIII della figura ll; la figura l4 e una vista in sezione fram- mentaria in scala maggiore mostranti particolari del supporto per tubi e del distanziatore ed esegui- ta anch'essa sostanzialmente lungo la linea xIII-xIII della figura ll; la figura l5 una vista in alzata laterale UEFICIO-BREYETT lng.

[0047] C..GREGORJ frammentaria con parti asportate e parti in sezione verticale illustrante un altro sistema di montag- gio dei tubi; la figura l6 e una vista in sezione tra- sversale di una fila di tubi di vetro con lati piatti di appoggio per uno stretto ravvicinamento in confqr mita alla presente invenzione; e la figura l7 una vista frammentaria si- mile alla figura ll, ma illustrante un'altra forma di esecuzione in cui una pluralita di file di tubi sporge da un singolo collettore di distribuzione.

[0048] Melie figura l-6.

[0049] illustrato un utensile l0 ad ugello cavo di vetro secondo la presente inven- zione che invia una corrente a getto di elettrolita 11 contro la superficie.

[0050] inferiore l2a di un pezzo di metallo in lavorazione l2 per formare alla fine un foro rettilineo l3 attraverso il pezzo di lavoro ccme illustrato in figura 6.

[0051] L'utensile l0 ha una porzione di corpo prin- cipale lOa sostanzialmente cilindrica e da forma allungata che si restringe in lOb fino a formare una porzione d'estremita ad ugello lOc a forma di ago terminante .con una punta lod pressoche adiacente al- la faccia inferiore l2a del pezzo in aavorazione lg.

[0052] L'elettrolita viene pompato attraverso il corpo tubolare lOa, converge in corrispondenza della UFEICIO BREVETTI 1hge C.

[0053] GREGORJ porzione ristretta lOb e fluisce ad elevata ve- locita attraverso l'ugello lOc per uscire in cor- rispondenza della punta lOd sotto forma di un getto perfettamente definito e per urtare direttamente contro la faccia inferiore l2a che si trova immedia- tamente al di sopra della punta.

[0054] La corrente del getto fluisee quindi lateralmente attraverso uno spazio libero l4 tra la punta l0d e la superficie inferiore l2a seguendo la superficie inferiore come illustrato in lOa fino a che la sua velocita .di flusso e sufficientemente bassa da consentire al liquido di ricadere dalla superficie inferiore cohe illustrato in llb.

[0055] Il pezzo in lavorazione viene caricato ano- dicamente e l'elettrolita viene caricato catodica+ mente in un modo che verra qui di seguito descritto piu dettagliatamente.

[0056] All'inizio dell'operazione di formazio- ne del foro come illustrato in figura l, il po- tenziale elettrico tra l'elettrolita e il pezzo ih lavorazione viene mantenuto relativamente basso ih modo che il flusso che scorre lateralmente lla noh tendera ad incidere la superficie inferiore l2a oltre larea di urto iniziale soprastante alla punta l0d dell'ugello.

[0057] UFFICJO BREVETT lng.

[0058] S.GREGOR Dopo pochi secondo come illustrato in figura 2 si forma un incavo di piccola profondita l5 nella superficie inferiore l2a immediatamente al di sopra della punta lOd dell'ugello e non appena questo incayo e sufficientemente profondo da diri gere la corrente o flusso ll del getto in allonta namento dalla faccia inferiore come illustrato in 11c per eliminare il flusso laterale illustrato in lla nella figura l, il potenziale della corrente elet trica tra il pezzo in lavorazione e l'elettrolita viene aumentato per accelerare l'operazione di fora tura.

[0059] Quando l'incavo aumenta di profondita fino a formare un foro a guisa di pozzo o foro ceco avente una profondita come quella illustrata ovvero indi cata con l6 nella figura 3, formando una parete laterale di maggiore entita per dirigere il flusso del getto secondo un percorso di flusso confinato lateralmente in misura maggiore come illustrato in lld, il potenziale della corrente elettrica viene di nuovo aumentato per compensare l'aumento.

[0060] di distan- za tra l'estremita di punta lOd e il fondo del fo lE ox4uoo B4n B4FTOI44oT9.T gno uT 9T ozzod e o pezzo in lavorazione.

[0061] Successivamente, come illustrato in figura 4, quando nel pezzo in lavorazione si forma UFFICIO BREVETTI ln9C.GREGORJ una cavita a pozzo o foro cieco sostanzialmente profondo l7 incrementando ulteriormente la distan: za tra l'estremita di punta l0d.ed il fondo del foro, si pud aumentare ulteriormente il potenziale elettrrco: Successivamente, come illustrato in fi- gura 5, quando viene realizzata la rottura del- l'ultimo..diaframma per formare un foro passante l$ nel pezzo.in lavorazione, il flusso del getto di elettrolita fluisce attraverso il foro come illu- strato in lle,e se desiderato per proteggere le superfici soprastanti del pezzo in lavorazione da] flusso del getto uscente lle, un materiale dielet trico l9.costituente una piastra o schermo posterio- re pud essere previsto affinche l'elettrolita urt contro di esso.

[0062] L'elettrolita gia usato e quindi libero di fluire sopra la sommita del pezzo in la .vorazione come illustrato: Il foro l8 formato nel modo descritto ayra una leggera rastrematura dovuta al percorso di ri torno dell'elettrolita come indicato con lla e lld nelle figure 2-4.

[0063] Secondo la presente invenzione, il foro rettilineo l3 della figura 6 viene facilmen- te formato dal foro rastremato i8 aumentando anco ra il potenziale tra l'elettrolita :e il pezzo in UEFICIO_BREVETTI Ing,C.

[0064] GREGORJ lavorazione dopo la fase di foratura completa come illustrato in figura 5.

[0065] Siccome il flusso del gettd che fluisce attraverso tutto il foro passante non ritorna indietro attraverso il foro stesso dopo la rottura dell'ultimo diaframma per la formazione del foro passante, il potenziale incrementato agente sull'elettrolita fara si che esso asporti rapidamente per attacco chimico qualsiasi materiale restante fqrmante una conicita entro i confini del getto.

[0066] Si rilevera che l'estremita di punta lOd dell'ugello rimane alla stessa distanza fissa ri- spetto alla faccia inferiore l2a del pezzo in lavora- zione durante l'intera operazione di foratura e che il potenziale crescente ad incrementi o in modo co stante tra l'elettrolita ed il pezzo in lavorazione, come spiegato qui di seguito piu completamente, rea- lizza la scavo progressivo man mano che la superfi.

[0067] cie che viene,lavorata dal flusso del getto aumenta la distanza dall'estremita di punta dell'ugello.

[0068] Nel caso che si desideri formare fori pii grossi senza l'attacco elettrolitico di tutto il me- tallo del pezzo in lavorazione da asportare, si puq ef- fettuare un'aoperazione di realizzazione di una sca- nalatura anulare tipo carotaggio in conformita alla presente invenzione come illustrato nelle figure 7-9.

[0069] UFFICIO BREVETTI Ing._C.GREGORJ Come in esse illustrato, un utensile di vetro -aod o odxoo tp auopzood cun Bouesed ot gooooqn4 zione principale cilindrica di forma allungata 2Ga, una porzione ristretta a guisa di collo 20b e una porzione ad ugello 2Oc terminante con una estre- mita a punta di ugello 20d.

[0070] L'elettrolita 2l viere pompato attraverso il tubo attorno ad una barra di vetro 22 supportata centralmente nel tubo mediante rondelle o collari 23 di materiale dielettrico.

[0071] La barra 22 sporge oltre l'estremita di punta 20q dell'ugello 20c e si appoggia contro il pezzo inla- vorazione 24 sulla sua superficie.

[0072] inferiore 24a qo- prendo una sua area circolare.

[0073] Il flusso 2l del getto di elettrolita fuo- ruscente e previsto sotto forma di un cilindri cavo e urta contro la faccia inferiore 24a del pezzo in lavorazione attorno alla barra 22 ese- guendo alla fine un foro cilindrico 25 attraverso il pezzo in lavorazione e lasciando un nucleo o carota centrale 26 al di sopra della barra 22.

[0074] Cqn questa procedura si pud effettuare un grosso fo- ro 25 senza asportare per attacco elettrolitico tutto il metallo dal foro in quanto un nucleo cen trale o carota di grande diametro rimarra intatta Come e stato illustrato nella figura 8, UFFICIO BREVETTI GREGORJ un foro circolare 25 di grande diametro viene forma to attraverso il pezzo in lavorazione 24 e la carota 26 completamente libera rispetto al pezzo in lavo- razione.

[0075] Come illustrato in figura 9, le rondelle23 abbracciano la barra 22 e la porzione di corpo 20a del tubo per mantenere la barra concentrica nel tubo i modo da sporgere attraverso l'ugello 20c in relazio- ne di spaziatura concentrica rispetto alla parete in- terna dell'ugello per formare il flusso di getto ci- lindrico 2l avente lo spessore e la forma cilindri ca desiderati.

[0076] Le fessure 23a sono previste attraverso la rondella per il flusso libero dell'elettrolita attraverso il tubo.

[0077] La figura l0 illustra un apparecchio adatto per realizzare il metodo della presente invenzione Come e stato illustrato nella figura lO, una plura- lita di utensili l0 e montata fianco a fianco in mg- do da proiettare simultaneamente singoli flussi di zione l2.

[0078] Quesbi utensili l0 si estendono da un col- lettore di distribuzione 3O.

[0079] L'elettrolita provenien- te da un serbatoio di alimentazione 3l viene pompato mediante un'adatta pompa 33 entro una estremita de] UEEICIO BREVETTI Ing C.

[0080] GRRGORJ Una sorgente 33 di corrente continua caril ca anodicamente il pazzo in lavorazione l2 e carica catodicamente un elettrodo 34 montato nel centro del collettore 30 e formante un elettrodo comune per tutti gli utensili l0.

[0081] Come stato meglio illustrato nelle fi gure ll e l2, il collettore 30 costruito con mate- riale dielettrico, come materiale plastico o vetro esso.chiuso in corrispondenza di un'estremita cieca da un tappo 36 avvitato entro il foro ed avente u4 raccordo 37 avvitato entro l'altra sua estremita ac- coppiato ad un raccordo 3 a T, un braccio del quale comunica con il lato di scarico della pompa 32 men#re l'altro braccio riceve la linea di conduzione di corrente di polarita negativa collegata alla sorgente di alimentazione di energia elettrica, la linea di conduzione di corrente di polarita positiva 40 col legata a questa sorgente essendo connessa al pezzo in lavorazione l2 come illustrato in figura l0.

[0082] Un elettrodo a filo 4l collegato alla linea di alimentazione negativa 39 e .supportato centralmente TT pa 9g g4tae4so.p odde4 IT a4ueypaw gt 0xo Tou raccordo .37.

[0083] Una fessura 42 si estende dal foro 35 fino UFFICIO BRSVETT1 GREGORJ ad un incavo allargato 43 previsto nell'estremita del collettore opposta aispetto all'estremita forata Gli utensili l0 si estendono attraverso.

[0084] l'incavo 4β entro la fessura 42 terminando a breve distanza da foro 35.

[0085] Un composto incapsulante o qualsiasi mate riale cementante dielettrico 44 riempie l'incavo.4β circondando l'utensile l0 ed unendo in modo fisso gli utensili al collettore per formare una serie o fila nella desiderata relazione di spaziatura.

[0086] Gli utensili lo sporgono per una consi- derevole distanza dal collettore 30 e siccome essi possono essere piuttosto sottili e fragili, essi sono supportati * e rinforzati in prossimita delle loro estremita libere mediante un blocco di serraggio o fissaggio 45 montato su spine rigide 46 sporgenti dal col- lettore 30 in corrispondenza di ogni estremita della fila di utensili l0.;[0087] Queste spine 46 possono essere avvitate o altrimenti fissate al collettoret fe spine hanno collari 47 in prossimita delle loro estre- mita libere e il blocco di serraggio si appoggia su qyesti collari.;[0088] Come e stato illustrato in figura.l3, il blocco di serraggio,45 e costituito da materiale dielettrico rigido come materiale plastico o simile e comprende una sezione 48 a barra di montaggio imbul- lonata in corrispondenza delle sue estremita ai di spositivi tIfFICI0 BREVettI spositivi di fissaggio 49 per il pezzo_in lavora zione ed estendentesi entro lo spazio tra i di- spositivi di fissaggio.;[0089] Viti 50 con testa a dado montano la barra 48 tra i supportat49 per pezzi ir lavorazione.;[0090] Il blocco i serraggio 45 comprende anche una sezione a barra 5l imbulonata alla se zione 48 ad esempio mediante viti a testa a dado 52.;[0091] Quando la barra 5l viene stretta contro la barra 48.;[0092] complesso rigido 53 per gli utensili l0 e il col- lettore 30.;[0093] Come e stato pure illustrato in figura 3, gli utensili l0 sporgono attraverso una fessura 54 formata dalle facce opposte delle barre di serrag gio 48 e 5l e come illustrato in figura l4 e la preferibilmente dotata di tacche come illustrato in 55 foramnti incavi di ricevimento degli utensili lo e collaboranti con la parete di fondo 56 nella fes- sura della barra 48 per bloccare gli utensili l0 in relazione di spaziatura fissa in posizione adia- cente alle loro estremita libere.;[0094] In alternativa, come stato illustrato in figura l5, gli utensili l0 possono essere a cohtatto tra di-loro se si desiderano fori molto ravvicinati nFFICIO BREVEfT1 lg.t.GREGORJ nel pezzo di lavoro ed inoltre, se desiderato, come illustrato in figura ll, le facce di impegno degli utensili possono essere appiattiti per posizionare 16 loro estremita di ugello ancora piu vicino le une alle altre.;[0095] Come e stato.illustrato infigura l7, un complesso 53a di una pluralita di file di utensilil0 pu essere dodato di un singolo collettore 3Oa avem te una fessura piu larga 42a che accoglie diverse i- le di utensili.;[0096] Il composto incapsulante 44 previsto nell'incavo 43 del collettore 30a montera la doppia fila di utensili, l0 sul collettore 3Oa.;[0097] La restante struttura e uguale a quella descritta in relazioneal complesso 53.;[0098] Come e stato illustrato in figura ll, i tre complessi di utensili 53 sono montati sui sup- porti per lavoro o porta pezzi 49 che supportano, come illustrato, un pezzo di lavoro in metallo cavq di forma aerodinamica, quale una paletta 60 per ugel- lo di un motore a getto.;[0099] I supporti opposti 49 per pezzo di lavoro presentano fessure 6l attraverso di essi riceventi le estremita della paletta 60.;[0100] Viti di ffssaggio come quelle indicate con 62 avvitate entro i supporti 49.bloccano la paletta 60 in modo fisso entro le fessure di modo che la sua punta 6Oa UIFFICIQ BREVETTI 4g GREGORJ e diretta verso il basso.;[0101] Le tre serie di complessi utensili 53 sono montate sui supporti 49 per pezzi di lavoro mediante complessi a morsetto di serraggio 45 come descritta in precedenza e le estremita di ugello degli utensili lO sono disposte in modo da inviare flussi a getto di elettrolita contro l'estremita di punta 6Oa della paletta per formare tre file di fori 63, 64 e.65 attraverso di essa lungo l'esten- sione in lunghezza della paletta.;[0102] Nel funzionamento di un motore a getto, Faria introdotta nella parte interna cava della paletta 60 fluira attraverso queste file di fori per formare uno strato isolante .che protegge il metallo della paletta dai gas a tem- peratura elevata che fluiscono sopra la paletta.;[0103] La paletta 60 si estende attraverso le.fes- sure 6i nei supporti per pezzi 49 e siccome pre- senta estremita aperte, l'elettrolita che entra nell'in- terno cavo della paletta pu fuoruscire liberamente dalle estremita aperte.;[0104] Come illustrato in figura ll, la confi- gurazione ed il posizionamento delle file di fori 63, 64 e 65 nel profilo aerodinamico 60 e tale che lalet trolita che fluisce attraverso i fori dopo la foratu- ra totale come per esempio durante le fasi operati- ve delle figure 5 e 6 non urta, contro una qualsiasi EFICIO BREYETTI C:.;[0105] GREGORJ superficie interna del pezzo in lavorazione e un materiale disposto posteriormente come indicato in l9 non necessario.;[0106] Tuttavia, nel caso che i getti di elettrolita attraverso un foro formato urtino su una superficie del pezzo in lavorazione che non deve essere scavata, il materiale posteriore lg risultera disposto nel percorso del getto per impe: dire una foratura non desiderata.;[0107] Il seguente esempio illustra i particola ri della foratura mediante urto di sostanze ad azibne elettrochimica con utensili fissi e pezzi di lavorb secondo la presente invenzione.;[0108] ESEMPIO l Un pezzo di lavoro costituito da una lega "Hastaloy" X sotto forma :di una lastra avente uno e4pn4F4SOo wu v2G T 6@6aAO tOFTTod O9O O FP eIOssods ettau o4B4snttF odt4 Tap opyooaxedde,Ttau opoue,T figura lo.;[0109] La lega aveva la seguente composizione: O,l0% in peso di carbonio 0,5 % di manganese 0,5 % di silicio 22 % in peso di cromo 1,5% in peso di cobalto 9 % in peso di molibdeno :0,6 % in peso di tungsteno 18,5 % in peso i ferro differenza....;[0110] nichel IFFICIO BREVETTI C.;[0111] GREGORJ differenza nichel: Un complesso di utensili lO, come il com- plesso 53 della figura l0, aveva un elettrodo comune come quello indicato con 34 caricato catodicamente illustrato in figura lO.;[0112] Gli utensili l0 avevano ur fiametro interno dell'ugello di 0,03l pollici ovvero 0,787 mm.;[0113] L'elettrolita costituito da una soluzione -uod auuo4 oottojtos optop tp osad up %ot te gsonboe pato dal serbatoio di alimentazione come quello in dicato con 33 nella figura l0 attraverso gli ugelli.;[0114] Un potenziale di corrente, continua iniziale FpuqoaS 9 TP opoyed un xed ogBotTddB auuaA 4TOA OZT tp con una alimentazione di O,2 ampere.;[0115] Quindi il potenzia- le venne aumentato fino a 220 volt con una intensita di corrente di.l,04 ampere..Questa intensita di corren- successive a 500 ed a 550 volt.;[0116] Dopo la foratura comple- ta, la tensione venne aumentata fino a 729 volt per asportare ovvero per eliminare la conicita dal foro L'amperaggio era di O,5 ampere durante questo trat tamento di finitura rettilinea del foro.;[0117] Il diametro del foro finito era di O,060 bol ici ovvero l,524 mm.;[0118] FICIO BREVETTI ESGREGORI ing.;[0119] ESEMPI0.;[0120] 2 Le fasi dell'esempio l vennero ripetute con utensili aventi il medesimo diametro interno dell'ugello, l'elettrolita avendo la medesima con- centrazione di acido solforico.;[0121] Il pezzo di lavoro era un pezzo uguale di "Hastaloy" X.;[0122] L'alimentazio Fase Tensione Concentrazione 1 60 volt C.C.;[0123] 6 secondi--.l$ ampere (temporiz zata 2 10o volt C.C.;[0124] 0,95 ampere 3 250 volt C.C.;[0125] 0,95 ampere 4 350 volt C.C.;[0126] 0,95 ampere 5 500 volt C.C.;[0127] 12 secondi-.4 ampere (temporiz- zata Il diametro del foro finito era.;[0128] di 0,0555 pol- lici ovvero l,49g7 La sequenza dell'alimentazione di energia elet- trica programmata venne controllata nel seguente mgdo: Fase l - Tensione bassa di inizio - temporizzata Fase 2 -.;[0129] Quando l'amperaggio discende silno al livello prestabilito, viene realizzata la fase numero 3.;[0130] Fase 3 - Siccome la tensione superiore in questa fase, la corrente od amperaggio sara an- ch'essa inizialmente maggiore, consentendo di discendere fino allo stesso valore di intensita di corrente nelle fasi 2, 3, 4.;[0131] Fase 4 - Impostazione della corrente come IFFICIO BREVETTI ing.C GREGORJ nelle fasi 2 e 3 - tensione superiore.;[0132] #ase 5 - Questa una parte temporiz- zata del ciclo.;[0133] La durata di applicazione della cor- rente assieme al valore della tensione eliminerango la conicita o rastrematura.;[0134] ESEMPI0_3 Un gruppo di venti utensili lO montati $el complesso 53 della figura l0 aveva un diametro ih- terno di 0,0l0 pollici ovvero 0,254 mm e una lunghez- za dell'estremita della punta dell'ugello di O,l pollici ovvero 2,54 mm.;[0135] Un elettrolita costituito da una soluzione acquosa al l5% in peso di acido solforico ven- ne pompato attraverso gli utensili e la temperatura ven- ne mantenuta ad 85'F ovvero 29,4'C.;[0136] L'elettrolita urtava contro un foglio di tOTTTOd OvO`O TP aJOSSeds oTTop X uAoTe4seHu e9oT ovvero l,0l6 mm.;[0137] Si applic un potenziale di 7O0 volt in queste fasi sequenziali degli esempi l e 2.;[0138] Occorsero solo 0,8 minuti per la foratura completa con 0,3 mi- nuti per eliminare la conicita del foro? Si otten nero i seguenti risultati dimostranti la preci- sione dell'operazione di esecuzione del foro : iCIOBREVETTI D GREGORJ Numero di ugelli Diametro del peso Passa Nbn passa.;[0139] in pollici (mm) in pollici (mm) 1 0,020 (0,508) 0,021 (0,534) 2 0,02@ (0,508) 0,021 (0,534) 3 0,021 (0,534) 0,022 (0,558) 4 0,020 (0,508) 0,021 (0,534) 5 0,021 (0,534) 0.022 (0,558) 6 0,020 (0,508) 0021 (0,534) .7 0,021 (0,534) .0,022 (0,558) 8 0,020 (0,508) 0,021 (0,534) 9 0,020 (0,508) 0021 (0,534) 10 0,021 (0,534) 0.022 (0,558) 11 0,21 (0,534) 0,022 (0,558) 12 0,022 (0,5589 0,023 (0,584) 13 0,020 (0,508) 0021 (0,534) 14 (0,508) 0/021 (0,534) 0,020 15 0,020 (0,508) 0/021 (0,534) 16 0,22 (0,558) 0:023 (0,584) (0,534) : 01022 (0,558) 0,021 18 .0,021 (0,534) 0:022 (0,558) 19.;[0140] 0,021 (0,534) 0.022 (0,558) 20 0,021 (0,534) 01022 (0,558) ESEMPI0 4: Unfoglio di lega, "Hastaloy" x dello UFFICIO_BREYEJTI Ing.;[0141] C.SREGORJ spessore_di 0,040 polliciovvero l,0l6 mm venne ril petutamente forato mediante impiego di un elettro lita costituito da una soluzione acquosa all0% di acido solforico nell'apparato illustrato in figura io con tensioni costanti diverse, coi se- guenti risultati : : ll UFEISIO BREVETTI Ing.C GREGORJ forc 0,4193) 0,4953) (0,(5461) 5223) 0,5096 (0,652 0,9956 (0,3810 4605) 3810 4318 210 6 6T0j 0,457 (0,482) 584) 5 0,482 0,508 6 (mm) dell 0 70 0 0 iametro oollici ,0155 ,0155 ,0195 5 ,0240 ,0385 5 N r1 4T0 0 0,018 ,020 $T0Q ,215 ,038 C 2 2 0,02 ,02.;[0142] ,02 40 0.0 .;[0143] Ttny) foratura O 22228 22222 0 .;[0144] Tempb di: Tensione 400 600 88888 300 700 300 400 009 700 0 002 500 700 (0,2665) (0,565) (0,2844) o,p844b 0,28445 0,565 (0,BO74 0,2565l 0,565 (0,2844 0,B074) 0,$074j 0,$074 (0,$410) 0,$410 0,$410j 0,$410 0,$410 (0,787) 0,787) (0,787) Diametro jnterno (fam) dell'ugello 2TTO0 tTTOO $TTOO tOTOO tOTO0 0,0112 OTOO OTOFO OTOO 0,0121 t21o0 0012 0,0121 0,0121 0,0213 0,0213 E1200 0,021 0,021 0,031 0,031 b UFFICIO BAEVETTI Ing.;[0145] C7 GREGORJ La tabella che precede illustra l'effetto del potenziale di corrente elettrica incrementato per idurre il tempo di foratura.;[0146] Il tempo indi- cato e il tempo richiesto con la tensione.indicata per produrre un foro rettilineo del.diametro in- dicato: ESEMPI0 5 Un materiale costituito da lamiera di lega "Hastaloy" x piu spessa, avente uno spessore di 0,060 pollici ovvero l,524 mm venne forato con il processo di foratura elettrochimica della presen te invenzione usando acido solforico acquoso con concentrazione del l5% in peso.;[0147] nell'apparato.della figura l0 coi seguenti risultati : UFFIGIO BREVETTI Ing.;[0148] Q GREGORJ (0,4318) (960910) (0,9855) (286610) (091011 (9810T) 0,4140 0,4394 6223 5246 5189) 5494 Diametro del foro (utar) 01 @9t00 49T010 0,0170 0,0222 0,0227 0,023$ 0,0240 0,0388 $600 0,040$ 0,024$ toro o 0,0582 0,0587 865q 0 0,017 0,040 090*0 T900 Tempo diforatura (T4ntfw) 2 43221 33221 Ten$ione (vblt) 000t 8828 : Diametro interno dell'ugello (0,2565) 2565 0,2565) 0,2844) 2565 2565 2844 2844 2844) (0,2844 (0,541) 0,541 0,541) (0,541) (w) (0,7$7) (0,787) (0,787) (0,787 (0,787) 0 0 0 70 Fotttod T0to 0 Toto o TO100 T0T00 TOTO0! 0,0112 0,0112 0,0112 b,0112 ,0l12 0,0213 0,0213 p,0213 0,0213 b,02[3 0,03h 0,03 0,031 0,031 0,031 UFFICIQ BREVETTI Ing.C7 GREGORJ Il_precedente elenco, messo a_confronto con l'esempio 4, dimostra il maggior tempo di foratur necessario.

[0149] per forare.

[0150] il pezzo di lavoro di maggior spessore.

[0151] Nei precedenti esempi, la distanza tra l'estremita di punta dell'ugello ed il pezzo di lavoro.era in media di circa 0,070-0,l50 pollici ovvero l,778-3,8l0 mm e la pressione dell'elettroli- mantenuta inferiore a l00oF ovvero 38oC e variava in media fra 82 e 87°F ovvero 28-3l°C.

[0152] I tubi degli stituito da filo di tungsteno.

[0153] Dalla precedente descrizione si sara per- tanto conpreso che questa invenzione produce fori di diametro piccolo molto preuiso in un tempo molto breve attraverso materiali che sono molto duri da fo- rare mediante urto di getti sottili di elettrolita con carica elettrica catodica contro il pezzo di lavoro provenienti da ugelli.inerti .da materiale dielettrico non ostacolati dalla presenza di un elettrodo e senza far penetrare l'ugello entro il pezzo in lavorazione.

[0154] .

Claims (1)

1. l...

Metodo di rimozione elettrolitica di materiale da un pezzo in lavorazione senza far penetra re un utensile nel pezzo in lavorazione, caratteriz zato dal fatto di comprendere il flusso di un clet- trolita attraverso un ugello di materiale dielettrico montato in relazione di spaziatura fissa rispetto alla superficie.di un.pezzo in lavorazione, l'urto di un get- to di elettrolita uscente dall'ugello contro il pezzo in lavorazione, l'applicazione di un potenziale,elettrico per caricare catodicamente l'elettrolita in una zona allargata nella direzione dell'ugello e in relazione di spaziatura rispetto all'ugello e per caricare si multaneamente anodicamente il pezzo in lavorazione, il mantenimento di uno spazio libero fisso tra l'estremita di punta dell'ugello e la detta superficie del pezzo in lavorazione, il controllo del potenziale elettrico e della velocita di flusso del getto per asportare il materiale dal pezzo in lavorazione solo,nell'area di urto del getto contro il pezzo in lavorazione, il detto controllo del potenziale includendo il mantenimento di un potenziale basso fino a che viene formato un incavo dirigente il flusso di elettrolita nel pezzc in lavorazione, aumentando poi il potenziale man mano che la cavita aumenta di profondita fino a che viene UFFICIO BREVETTI lng: GREGORJ formato un foro attraverso il pezzo in lavoraziore ed aumentando poi il potenziale per raddrizzare il foro per renderlo cilindrico.

2.., Metodo i esecuzione elettrochimica di fori attraverso un pezzo di lavoro metallico caratterizzato dal fatto di comprendere l'urto di un getto di elettrolita proveniente da un ugello di materiale dielettrico contro la superficie di un pezzo di lavoro da forare, il mantenimento di uno spazio libero fisso tra l'estremita di punta di detto ugello e la detta superficie, la carica catodica dell'elettrolita a monte dell'ugello in una zona relativamente allargata, la carica anodica del pezzo di lavoro, la generazione di un basso potenziale elettrico tra l'elettrolita caricato cato- dicamente e il pezzo di lavoro caricato anodicamente per un periodo di tempo sufficiente a formare un inca- vo nel pezzo di lavoro che dirigera il getto d1 elettrolita in allontanamento dal pezzo di lavoro, aumentan- do poi il potenziale in modo sufficiente a prose- guire la foratura in corrispondenza del punto di urto del getto contro il fondo del foro he viene eseguito fino a che si forma un foro attraverso il pezzo di lavoro, ed aumentando poi ancora il potenziale per un periodo di tempo sufficiente a raddrizzare il foro UFFICIO BREVET1 lng.C.SGREGOR attraverso il pezzo di lavoro per renderlo ciclindrico fino ad un diametro desiderato.

3..

Metodo di foratura elettrochimica caratterizzato dal fatto di comprendere il montag- un gio.di/ugello di materiale dielettrico in relazione di spaziatura fissa rispetto alla superficie di ur pezzo di lavoro, il pompaggio di elettrolita attraverso l'ugello per urtare contro il pezzo di lavoro in corrispondenza di un'area conformantesi all'area in sezione trasversale interna dell'ugello, la creazione di un potenziale elettrico di corrente continua tra l'elettrolita ed il pezzo di lavoro per caricare catodicamente l'elettrolita in un'area non confinata a monte dell'ugello per impedire la liberazione di idrogeno in corrispondenza dell'area dell'ugello e per caricare simultanramente anodicamente il pezzo di lavoro, la formazione di un basso potenziale elettri- co tra l'elettrolita caricato catodicamente e il pezzo di lavoro caricato anodicamente per un periodo di tempo sufficiente a formare un incavo nel pezzo di lavor, le pareti laterali dirigendo l'elettrolita che urta con tro il pezzo di lavoro in allontanamento dalla detta area confopmantesi all'area in sezione trasversale interna dell'ugello, l'aumento progressivo di detto potenziale man mano che progredisce lo scavo entroil pezzo di lavoro dirigendo simultaneamente l'elettrolita UFFICIO BREYETTI Ing.T2.GREGORJ in allontanamento dal pezzo di lavoro dopo che essc a urtato contro la superficie che viene forata sin.

che si forma un foro attraverso il pezzo di lavoro ed aumentando-poi ulteriormente il potenziale per un oeriodo di tempo sufficiente a raddrizzare il foro tinc ad.ottenere un.

diametro_costante.

Metodo per eseguire fori elettrochimi camente attraverso un eezzo di lavoro, caratterizzato dal fatto di comprendere l'urto di un getto di elet trolita provenaente da un ugello fisso contro una su- perficie di inizio.di un pezzo di lavoro da forare, il mantenimento di uno spazio libero fisso tra il detto ugello e la detta superficie di inizio, l'applicazione di una carica elettrica catodica all'elettrolita, l'applica- zione di una carica elettrica anodica al pezzo di la- voro, la formazione di un basso potenziale elettrico tra l'elettrolita caricato catodicamente e il pezzc di lavoro caricato anodicamente per un periodo di tempo sufficiente a formare un incavo nel pezzo di.lavoro che dirigera l elettrolita in allontanamento dal pezzo di lavoro, l'aumento poi del potenziale man mano che l'incavo nel pezzo di lavoro aumenta per mantenere un potenziale sufficiente a proseguire la foratura nel punto di urto del getto contro il fondo`della cavita TP ozzed TT osxeAgn44e OoJ un BuoJ ys guO e outJ UFFICIO BREVEFTI Ing.

Cl GREGORJ voro e l'aumento poi di nuovo del_potenziale per un periodo di tempo atto a svaluppare il foro fino ad un diametro desiderato.

5.

Metodo secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che l'aumento di potenziale man mano che prosegue lo scavo viene effettuato a incrementi.

6.

Metodo secondo la rivendicazione l, caratterizzato dal fatto che il pezzo di lavoro si trova ad un livello, superiore rispetto all'ugello per facilitare il drenaggio dell'elettrolita in allontanamento dal pezzo di lavoro.

7.

: Metodo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che una pluralita di ugelli viene prevista per formare simultaneamenteuna pluralita di cavita nel pezzo di lavoro e un singolo elettrodo applica una carica elettrtca all'elettro- lita diretto alla pluralita di ugelli.

8.

.

Metodo secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che gli ugelli sono formati sul- le estremita di tubi di vetro e l'elettrodo e imme- diabamente a monte di detti tubi.

9.

Metodo secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che e prevista una pluralita di tubi ad ugello e che all'elettrolita viene applicato.

37 una carica elettrica catodica in posizioni amme diatamente adiacente alle estremita di entrata dei tubi: OFFICIO BREVETTI Igg.

C.

GREGORJ Milano, 1-PII7 PROVINCIALE DELL'INC T.3CO E ATIGAN4TU -BERGAMO 1 D1C.197a L'ufficiale Regaale DELLA PROVINCIA DI.

BERGAMO .