Электрохимические методы обработки

Электрохимические методы обработки основаны на законах анодного растворе­ния металлов при электролизе. При про­хождении электрического тока через элек­тролит на поверхности заготовки, вклю­ченной в электрическую цепь и являю­щейся анодом, происходят химические реакции, и поверхностный слой металла превращается в химическое соединение. Продукты электролиза переходят в раствор или удаляются механическим способом.

Производительность процессов зави­сит в основном от электрохимических свойств электролита, обрабатываемого то-копроводящего материала и плотности тока.

Электрохимическое полирование (рис. 7.7) выполняют в ванне, заполненной электролитом. В зависимости от обраба­тываемого материала электролитом слу­жат растворы кислот или щелочей. Обра­батываемую заготовку подключают к ано­ду; электродом-катодом служит металли­ческая пластинка из свинца, меди, стали. Для большей интенсивности процесса электролит подогревают до температуры 40... 80 °С.

При подаче напряжения на электроды начинается процесс растворения металла заготовки-анода. Растворение происходит главным образом на выступах микроне­ровностей поверхности вследствие более высокой плотности тока на их вершинах. Кроме того, впадины между микровысту­пами заполняются продуктами растворе­ния: оксидами или солями, имеющими пониженнуюэлектропроводимость. В ре­зультате избирательного растворения, т.е. большой скорости растворения выступов, микронеровности сглаживаются, и обра­батываемая поверхность приобретает ме­таллический блеск. Электрополирование улучшает электрофизические характери­стики деталей, так как уменьшается глу­бина микротрещин, поверхностный слой обрабатываемых поверхностей не дефор­мируется, исключаются упрочнение и термические изменения структуры, повы­шается коррозионная стойкость.

Электрополирование позволяет одно­временно обрабатывать партию заготовок по всей их поверхности. Этим методом получают поверхности деталей под галь­ванические покрытия, доводят рабочие поверхности режущего инструмента, полируют тонкие ленты и фольгу, очища­ют и декоративно отделывают детали.

Вид А

Рис. 7.7. Схема электрохимического полирования: 1 - ванна; 2 - обрабатываемая заготовка; 3 - пластина- электрод; 4 - электролит, 5 - микровыступ; 6 - продукт анодного растворения

Электрохимическую размерную обра­ботку выполняют в струе электролита, прокачиваемого под давлением через меж­электродный промежуток, образуемый обрабатываемой заготовкой-анодом и ин­струментом-катодом.

Струя электролита, непрерывно пода­ваемого в межэлектродный промежуток, растворяет образующиеся на заготовке- аноде соли и удаляет их из зоны обработ­ки. При этом способе одновременно обра­батывается вся поверхность заготовки, находящаяся под активным воздействием катода, что обеспечивает высокую произ­водительность процесса. Участки заготов­ки, не требующие обработки, изолируют. Инструменту придают форму, обратную форме обрабатываемой поверхности. Формообразование поверхности происхо­дит по методу копирования.

Импульсное рабочее напряжение спо­собствует повышению точности обрабо­танной поверхности заготовки. Точность обработки значительно повышается при уменьшении рабочего зазора между заго­товкой и инструментом. Для контроля зазора используют высокочувствительные элементы, встраиваемые в следящую сис­тему. Способ рекомендуют для обработки заготовок из высокопрочных сплавов, карбидных и труднообрабатываемых ма­териалов. Отсутствие давления инстру­мента на заготовку позволяет обрабаты­вать нежесткие тонкостенные детали с высокими точностью и качеством обрабо­танной поверхности.Для электрохимической размерной об­работки используют нейтральные элек­тролиты.

Рис. 7.8. Схема электрохимической размерной обработки: 1 - инструмент-электрод; 2 - заготовка; 3 – изолятор

На рис. 7.8 показаны схемы обработки заготовок в струе проточного электролита: турбинной лопатки (а), штампа (б) и схема прошивания сквозного цилиндрического отверстия (в).

Многие модели станков управляются системами ЧПУ. В процессе обработки система ЧПУ задает и контролирует вели­чины напряжения и тока, постоянство ра­бочего зазора, скорость подачи электрода- инструмента, скорость потока и концен­трацию электролита. Соблюдение этих параметров режима обеспечивает высокие точность и производительность обработки заготовок.

На модернизированных электрохими­ческих или электроэрозионных станках осуществляют комбинированную обра­ботку заготовок электроэрозионно-химическим способом. Этот процесс обработ­ки, основанный на сочетании анодного растворения и эрозионного разрушения металла, более производителен, чем элек­трохимический, но уступает по точности и шероховатости обработанной поверхно­сти. Скорость обработки до 50 мм/мин; точность 0,2... 0,4мм; шероховатость Ка 10... 20 мкм.

При электроабразивной и электро­алмазной обработке инструментом-электродом служит шлифовальный круг из аб­разивного материала на электропроводя­щей связке (бакелитовая связка с графито­вым наполнителем). Между анодом- заготовкой и катодом-шлифовальным кру­гом имеется межэлектродный зазор, обра­зованный зернами, выступающими из связки. В зазор подается электролит. Про­дукты анодного растворения материала заготовки удаляются абразивными зерна­ми; шлифовальный круг имеет вращатель­ное движение, а заготовка - движения по­дачи, т.е. движения, соответствующие процессу механического шлифования.

Введение в зону резания ультразвуко­вых колебаний повышает производитель­ность электроабразивного и электроал­мазного шлифования в 2... 2,5 раза при значительном улучшении качества обра­ботанной поверхности. Электроабразив­ные и электроалмазные методы применя­ют для отделочной обработки заготовок из труднообрабатываемых материалов, а так­же нежестких заготовок, так как силы ре­зания здесь незначительны. При этих ме­тодах обработки прижоги обрабатываемой поверхности практически исключены.

При электроабразивной обработке 85... 90 % припуска удаляется за счет анодного растворения и 15... 10 % - за счет механического воздействия. При электроалмазной обработке ~ 75 % при­пуска удаляется за счет анодного раство­рения и ~ 25 % - за счет механического воздействия алмазных зерен.

Дата добавления: 2015-07-25