异形表面电化学加工装置 本发明属于利用电极使电流作用于毛坯上进行金属加工的领域，即属于异形表面的电化学加工装置。
本发明可应用于机械性能、显微结构和反应堆外壳金属辐射性脆裂等的检查。当火电站和原子能电站、以及化学、石油化学和冶金企业对零部件进行状态和使用寿命鉴定时，本发明还可用来检查金属中的微孔和微观裂纹，以及在对移动式发电装置中使用的金属和合金进行状态鉴定时也可应用。
已有的一种电化学切窄槽的装置(DE.C.3419503)包括线状或柱状电极，从电极工作端相反的一侧，沿电极的整个工作长度设有辅助部件。电极同部件一起浸没在被加工的制品中，将电源连接到电极上，同时电解液被注入由电极和拟在其上切槽的被加工制品形成的间隙中，电解液流经间隙，同时被溶解下来的制品材料与电解液一起被从槽中带出。因此，在切槽的时候，间隙中总是充满着电解液，而且被溶解的材料随电解液一同从间隙中流出。所述的装置不能保证沿槽的全长以同一尺寸切槽，从而导致装置的加工能力较低。不能用该装置从曲率半径大的异形表面进行三角形截面的取样。
已有的另一种火花切削装置(FR，B，2371997)，它包括一个由铜钨合金制成且不绝缘的薄圆盘式的电极，一个电极旋转传动装置和使电极向被加工表面进给的系统，以及向电极供应电流的装置，供给到电极工作端的电解液同时又是冷却液，它是浓硝酸钠；在不大地压力下，电解液以相当大的数量供应给在切削平面内运动着的旋转电极。这种装置只能切出其截面呈矩形的槽，且伴随金属结构的表面变化，同时不能取出检测用的三角形截面的可靠样品，即这种样品为测量金属密度应有足够的重量，为统计微孔应有必要的截面积等等。
已知的一种异形表面电化学加工装置(SU，A，260786)包括机架、与其相联系的由两个电极构成的工作部件，这两个电极从异形表面一侧固定在电极旋转传动装置上，每一个电极都做成圆盘形状，电极的轴按彼此成一定的夹角布置；还包括工作部件向异形表面的进给系统，并带有工作部件垂直进给传动装置。由一个电动机来实现电极的旋转。被加工零件紧固在机架上，被切削沟槽的深度由工作部件垂直进给传动装置进行调节。接通向旋转电极供给电解液的系统和接通电源向电极供给电流后，电极便沿被加工零件移动，从而实现沟槽的切削。
利用上述装置，在两个电极工作的情况下，未考虑三角形截面样品的取样，因为两个电极在整个探入零件的深度内，以定截面的部分互相交叉，只能切沟槽，而不能切出三角形截面的样品。所述装置的加工能力较低，这是因为用其对异形表面进行加工时，未考虑电极的振动式移动，因此要花很多时间使两个电极进入被加工零件表面达到给定的深度。
本发明的目的是制造这样一种异形表面电化学加工装置，这种装置能进行三角形截面取样，并具有较高的加工能力。
本发明的任务是制造具有这样一种结构形式的异形表面电化学加工装置，该装置能依靠电极相对于与被加工的异形表面平行布置的轴线的振动式移动，来保证电极的深入和三角形截面的取样，以及异形表面电化学加工装置的加工能力的提高。
完成上述任务的方法是：异形表面电化学加工装置包括机架、与机架相联系的工作部件，该部件是两个电极，它们从异形表面一侧被固定在电极旋转传动装置上，每个电极都呈圆盘状，它们的轴线互成一定夹角；还包括工作部件向异形表面进给的系统，该系统带有工作部件垂直进给传动装置。根据本发明，工作部件向异形表面进给的系统包括一个设在机架上的滑座，其上带有使滑座沿机架冰平移动的传动装置，而机架被固定在异形表面上，还包括一个设置在滑座上的使工作部件作振动式移动的机构，而且工作部件的垂直进给传动装置也设置在滑座上，而工作部件则安装在工作部件垂直进给传动装置的轴上。
本发明的实质是：异形表面电化学加工装置包括紧固在异形表面上的机架、与机架相联系的工作部件，该工作部件是两个电极，它们从异形表面一侧被固定在电极旋转传动装置上，每个电极都呈圆盘状，它们的轴线互成一定夹角；还包括使工作部件向异形表面进给的系统，系统中带工作部件垂直进给传动装置；还有滑座，其上带使滑座沿机架水平移动的传动装置，滑座设置在机架上；还有安装在滑座上的使工作部件作振动式移动的机构，而且工作部件的垂直进给传动装置也安装在滑座上，而在传动装置的轴上装有工作部件。
在异形表面电化学加工装置中加一个工作部件向异形表面进给的系统，方法是加一个带有能使其自身沿机架水平移动的传动装置的滑座，以及在工作部件向异形表面进给的系统中有使工作部件作振动式移动的机构，这就保证了电极相对于与被加工表面平行布置的轴线作振动式移动，保证了使电极深入到被加工的异形表面中，并利用工作部件的两个电极切出给定长度的三角形截面样品(工作部件安装在工作部件垂直进给传动装置的轴上，而传动装置则设置在滑座上)，此外还能保证提高装置的加工能力。
可以用带减速器的电动机作为使工作部件作振动式移动的机构，减速器通过轴和推杆与杠杆相连接，而杠杆则与工作部件垂直进给传动装置的轴连接。工作部件振动式移动机构制作的要求是，能够利用两电极的振动式移动，使电极深入到被加工表面中，并且能在切出三角形截面样品后将电极退出，同时进行三角形截面取样所花的时间，比不带工作部件振动式移动机构的装置取样时要少。
每个电极的圆盘呈碟形是适宜的，而且圆盘深入到异形表面中的部分相对于圆盘平面折成一角度γ，其大小由下式计算：γ=α-arctg[{R-r2-(γ-δ/Sinα)2+(R-δ)2}·tgαδ]]]>式中α-圆盘相对于异形表面的水平加工面的倾角；
γ-从圆盘中心线到其工作端的距离；
R-工作部件振动式移动时，由圆盘工作端所画圆周的半径；
δ-圆盘进入异形表面中的给定深度值。而两个电极在电积旋转传动装置上的安装要求是，使两个圆盘上被折弯的部分彼此相对。在所述情况下，电极沿复杂的轨迹运动时，切口的宽度最小，取样花费的时间较少，以及所获得的样品尺寸最小。
两电极也可以这样制作，即使其能够改变它们的侧面和端面同异形表面相互作用的强度。具有改变两电极的侧面和端面同异形表面相互作用强度的可能性，就能在利用呈圆盘状的电极取样时较快地达到给定的取样深度，这是由于当电极深入时，电流不仅经其工作端，而且还经它们的侧面通过。
所述的异形表面电化学加工装置可以制取具有三角形截面形状的金属样品。在制取用作检查的含金属数量最多的样品时，三角形截面样品是最佳的。
上述装置可以为作进一步的检查制取样品，而且被加工的部件可以停留在适合作进一步操作的状态。
上述装置可以从被加工部件的任意表面上制取金属样品。就样品厚度而言，可以从十分之几毫米到十毫米以上。相应地就样品重量而言，可从十分之几克到几十克。取样时样品和被加工部件的金属既不会发生任何表面形变，也不会改变它们的结构。因此，样品与被加工部件的金属表层完全相似，在被加工部件使用过程中的全部破坏均自金属表层开始。
与获得复制试样所花费的时间相比，也就是与获得金属表层结构的复制品所花费的时间相比，本发明可以使取样所用的时间缩短到前者的几分之一。因此，与获得复制试样的方法相比，本发明可以减少制取样品过程的工作量。本发明还能提高被加工部件的鉴定质量，因为在检查过程中使用的是实际金属，而不是其表层结构的复制品。本发明靠电极相对于与被加工异形表面平行布置的轴线作振动式移动，可以保证电极深入到被加工表面中，因此可以进行三角形截面取样，并能提高异形表面电化学加工装置的加工能力。
下面将通过具体实施例和附图来说明本发明。这些附图是：
图1所示为异形表面电化学加工装置的总体图，有局部横剖面，带电解液供给系统，符合本发明；
图2所示为异形表面电化学加工装置沿图1中的II-II线方向的剖面图；
图3所示为呈碟形的圆盘式电极的横剖面图；
图4所示为部分异形表面和深入其内部的呈碟形的圆盘式电极的细部放大横剖面图。
异形表面电化学加工装置包括机架1(图1)，该机架通过带密封垫料4的可拆卸机座3紧固在异形表面2上。装置还包括与机架联系着的工作部件，这是两个电极5(图1、2)，它们从异形表面2(图1)一侧被固定在电极旋转传动装置上。电极旋转传动装置以减速器6形成，它与电动机7及电极5相连接。每个电极5都呈圆盘形，它们的轴线8互成一定夹角。装置还包括工作部件向异形表面进给系统。该系统包括固定在平台10上呈弓架9(图1、2)形式的工作部件垂直进给传动装置，以及带减速器的电动机11。工作部件安装在工作部件垂直进给传动装置的轴12上。工作部件向异形表面进给系统还包括安装在机架1上的滑座13，和使滑座沿机架水平移动的传动装置。滑座的水平移动传动装置是一个与丝杆15相联系的带减速器的电动机14。滑座13安装在机架1的导杆16上，可以沿机架1移动。工作部件向异形表面进给系统还它括安装在滑座13上的工作部件振动式移动机构17。工作部件振动式移动机构17是由带减速器的电动机8构成的，减速器通过轴19和推杆20与杠杆21相联系。杠杆21与工作部件垂直进给传动装置的轴12连接。工作部件振动式移动机构17也可以由带减速器的电动机构成，而减速器通过齿轮与固定在工作部件上的齿条相连接(图中未示出)。
机架1上装有密封护罩22(图2)。电解液供给系统包括液槽23、两台泵24、与这两台泵相连接的电动机25和软管26(图1)。一条软管26连接在喷咀27上，用来供给电解液，而另一条软管26连接在机架1中的孔上，该孔用来使电解液从电极5排出。
在连接到液槽23中的两条软管26的末端各有一个过滤器28，用来收集被溶解材料的悬浮颗粒。两个电极5的轴线8彼此这样布置，要使两电极5向异形表面2深入时，能切割出三角形截面样品29。
图1中标明的几个符号的意义是：
α-圆盘相对于异形表面2的水平加工面的倾角；
δ-圆盘深入异形表面2中的给定深度值；
R-工作部件振动式移动时，圆盘工作端所画圆周半径。
工作部件垂直进给传动装置安装在滑座13(图2)上。电极5相对其作振动式移动的轴线与转轴12的中心线重合。当每个电极圆盘30呈碟形时，其一个可能的制作方案如图3所示。圆盘深入到异形表面2 (图4)中的部分相对于圆盘平面被折成一角度γ(图3)，其大小由下式计算：γ=α-arctg[{R-r2-(γ-δ/Sinα)2+(R-δ)2}·tgαδ]--(I)]]>式中α(图1)-圆盘相对于异形表面2的冰平加工面的倾角；
γ(图3)-从圆盘中心线到工作端的距离；
R(图1)-工作部件振动式移动时，工作端所画圆周的半径；
δ-圆盘深入到异形表面2中的给定深度值。
在所述情况下，α＝45°、γ＝25毫米、R＝60毫米、δ＝2毫米，以及角γ(图3)等于21.8°。当制取最小尺寸样品29(图4)时，电极30做成这种形状是适宜的。
图3上还标有如下符号：
d-电极30的孔眼直径。
角γ的最佳值在18°～40°的范围内。当角γ值小于18°时，溶解的金属较多，切口加宽，而且制取样品29(图4)所花时间增长。当γ(图3)之值大于40°时，由于切槽中的摩擦力增大，使得电极30的旋转速度降低，从而样品29(图4)的取样时间增大。图4以放大了的比例示出了异形表面2的一部分和深入到其中的呈碟形圆盘的电极30。样品29的截面形状呈三角形。电极30切入异形表面的最大深度为δ。两电极30的安装，要使其被折弯的部分能彼此相对，以便切取三角形截面样品。
异形表面电化学加工装置的工作情况如下。装好其表面曲率与异形表面2曲率一致的可拆卸机座3(图1)。然后将机架1通过可拆卸机座3固定在异形表面2上。为了取得无形变的样品29，对异形表面2进行电化学加工。在开始加工之前，由程序装置(图中未示出)给定被制取样品29的尺寸。作为程序装置可以利用已知的控制用电子计算机。为了给定被取样品29的尺寸，使电极5的切削刃与被加工异形表面2，然后电极5挪到右侧边缘位置。由装置的电源设备(图中未示出)向电动机11施加电压，同时通过平台10与电动机11的减速器相联系的弓架9，和上面固定着工作部件的垂直进给传动装置的转轴12向异形表面落下。电极5的安装方法，要使其深入异形表面2达δ深度。电动机11被断开。此后从液槽23沿软管26通过喷咀27向电极5供给电解液。然后由电源向电动机7施加电压，并通过减速器6将旋转运动传递给电极5。电压也施加在电动机18上，同时转轴19开始旋转，拉动推杆20，该推杆使与转轴12联系着的杠杆21移动。转轴12开始旋转，同时使安装在它上面的带电极5的工作部件翻转。此时使电极5作振动式运动，电极5与被加工表面2开始相互作用，电极5逐渐深入异形表面2达δ深度，而工作部件位于与被加工异形表面2相垂直的平面内。此后电动机18被断开。然后向电动机14施加电压，丝杆15开始旋转，滑座13开始移动。滑座13将工作部件移动一给定距离，并保证用电极5切出给定尺寸的定截面样品29。电动机14(图1、2)被断开。
借助于磁铁(图中未示出)或任意已知方法(.B.Mbece-ofckuu著《无线电电子设备生产中的工业机械手》，1988年，《无线电和通讯》(莫斯科)，第115～119页)将样品29(图1)抓住。然后在电动机18上施加电压，转轴19开始旋转，拉动推杆20，该推杆使与转轴12联系着的杠杆21移动。转轴12开始旋转，从而将带电极5的工作部件翻转到使电极从被加工异形表面2中退出。停止供给电解液，并停止向电极5供电。将所述装置撤离异形表面2，并将样品29送去做进一步检查。两电极5深入到给定深度δ并从异形表面2中退出，是依靠振动式移动，因而可获得三角形截面样品29和提高切割能力。用呈碟形的圆盘式电极30(图3)来获取尺寸最小的三角形截面样品29是适宜的。而且在滑座13(图1)无水平移动时，也能切出样品29(图4)。另外，带有电极30(图3)的异形表面电化学加工装置的工作情况与图1所示的带圆盘形电极5的装置的工作情况相似。电极30移动时能使得切口宽度最小、制取样品29(图4)花费的时间短，而制取的样品29的尺寸最小，且具有三角形截面。所述带电极30(图3)的装置还具有较高的加工能力。
当制做的电极5(图1)能改变其侧面和端面与异形表面2之间的相互作用强度时，也能提高加工能力。此时，为了缩短电极5深入δ深度所花费的时间，向电动机11补充施加电压，以及依靠电极5的振动式移动和在垂直于被加工表面2的平面内的移动，电极5即向深部切入。
因此，本发明能依靠电极5、30(图3)相对于与被加工异形表面2平行分布的轴线的振动式移动，可保证电极5(图1)和30(图3)的切入深度，取得三角形截面样品29(图1、4)，且保证提高加工能力。
所述异形表面电化学加工装置可以制取其截面呈三角形的样品。在制取供检查用的含有金属量最多的样品时，三角形截面样品是最佳的。所述装置还可以制取供进一步检查用的样品，而且被加工部件可以停留在适于做进一步操作的位置。本装置可以从任意异形表面上制取金属样品且无表面变形。本发明能提高异形表面电化学加工装置的加工能力。