Файл: Де Барр, А. Е.pdf

Методы контроля зазора. Распространенным методом контроля зазора является контроль по постоянному напряжению в сочета­ нии с постоянной скоростью подачи.

Равновесный зазор

постоянными для любой данной детали, в то время как F (число Фарадея) величина постоянная. Этот метод основывается на под­ держании остальных параметров постоянными, т. е. на принципе саморегулирования.

Источник питания со стабилизированным напряжением должен поддерживать постоянное напряжение с отклонениями несколько процентов. Аналогичным образом стабилизированный привод подачи может поддерживать скорость подачи а в пределах допуска такого же порядка. Самый нестабильный параметр — проводи­ мость электролита k, которая зависит от состава электролита и от температуры. При циркуляции электролита его температура уве­ личивается в результате процесса обработки, поэтому необходима какая-то форма стабилизации температуры.

Автоматический контроль величины зазора. Самой простой си­ стемой автоматического контроля зазора будет система, которая

прилагаемого напряжения обратно пропорционально k. Это означает по существу обработку с постоянным напряжением, и эта система контроля не зависит от площади обрабатываемой поверх­ ности, т. е. от изменения тока. Она, таким образом, будет приме­ нима в операциях обработки штампов. Система предполагает, что проводимость электролита остается постоянной либо кон­ тролируется отдельно, что целесообразно применять при обра­ ботке глубоких криволинейных полостей, когда ток рассеяния со­ ставляет значительную часть общего тока. Особенностью системы является возможность изменения скорости подачи в соответствии с процессом обработки, не'нарушая заданной величины рабочего зазора.

При прохождении электролита через зазор_ проводимость его изменяется, и в связи с этим возникает необходимость измерения проводимости. Самым доступным местом измерения является вход в зону обработки, но это означает, что равновесный зазор будет контролироваться на входе и необходимы другие измерения для компенсации конуса в зазоре. Этот тип контроля проводимости электролита на входе в рабочий зазор предложен ' в патенте

№1014313.

Впатенте № 937681 описана система, которая работает на принципе" поддержания постоянной величины тока между ин-

струментом и деталью. Если проводимость электролита и площадь детали постоянны, будет поддерживаться постоянной величина зазора. Сигнал напряжения, пропорциональный рабочему току, получают от сопротивления с минусовых токопроводов. Второй сигнал напряжения, зависящий от проводимости электролита, снимается с ячейки для измерения электропроводности в системе подачи электролита. Два сигнала суммируются и подаются на привод, который отрабатывает поддержание постоянного зазора. Главным недостатком этой системы является то, что она зависит от обрабатываемой площади, не остающейся постоянной. Примене­ ние системы оправдано в процессе обработки турбинных лопаток, для которого был разработан этот метод контроля, но она непри­ годна в случае обработки штампов, где эффективная площадь электродов изменяется на протяжении процесса.

5. ПОВРЕЖДЕНИЯ ОТ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЙ

Возникновение искры обусловлено образованием «мостика» в результате короткого замыкания между инструментом и поверх­ ностью детали. Концентрация электрического поля на выступаю­ щей частице или заусенце в непосредственной близости к поверх­ ности с противоположной полярностью может также возбуждать искру. Во время обработки «мостиком» может служить заусенец или металлическая частица в потоке электролита.

Такие преимущества электрохимической обработки, как от­ сутствие износа инструмента, высокий класс чистоты поверх­ ности и точность обработки, будут нереальными, если короткие замыкания проходят незамеченными. Сильное искрение может привести к образованию глубоких кратеров в инструменте и на поверхностях детали, а это вызывает простой, значительные за­ траты, а иногда и снижение точности из-за ремонта инструмента и частой очистки детали.

Высокая стоимость станка для электрохимической обработки оправдывается его высокой производительностью. Электрохими­ ческую обработку широко используют при изготовлении сложных деталей из вязких материалов. На восстановление поврежденных деталей может потребоваться много времени и затрат. Очистка мест повреждения дорога и может задержать выполнение произ­ водственной программы. Глубина повреждения детали больше, чем глубина кратера; могут образоваться трещины глубиной 0,03 мм. Там, где металл подвергается высоким циклическим на­ грузкам, трещины могут привести к появлению концентраторов напряжения и последующему снижению предела выносливости.

Следовательно, для непрерывного производства качественных деталей нужно использовать следящие системы.

В систему электролита металлические частицы могут попадать различными путями, поэтому в системе подачи электролита перед входом в зону обработки необходимо установить фильтр с мелкой

сеткой. Частицы могут попадать в поток электролита в результате коррозии станка; поэтому желательно, чтобы все поверхности элементов фильтра, которые находятся в контакте с потоком элек­ тролита, были коррозионностойкими. Заусенцы и металлическую стружку, необходимо удалять с деталей до электрохимической обработки.

Местная обработка детали может быть трудно выполнимой вследствие неблагоприятного распределения потока электролита или образования кавитаций в потоке. Этого явления можно из­ бежать при тщательном конструировании и отработке инструмен­ тов, обеспечении контроля параметров обработки — зазора, плот­ ности тока и скорости потока электролита.

Поэтому во время испытаний станка новой конструкции сле­ дует учитывать условия, ведущие к искрообразованию. Суще­ ствуют материалы с неметаллическими включениями, которые не обрабатываются и, следовательно, ведут к искрообразованию. Именно по этим причинам для успешной работы станка особенно важна система защиты детали и инструмента от коротких замы­ каний и повреждений в случае разрушения фильтра, системати­ ческой коррозии или нарушения процесса.

Г л а в а 5

ЭЛЕКТРОХИМИЯ

1. ЭЛЕКТРОД И ПОТЕНЦИАЛ ЯЧЕЙКИ

Металл, погруженный в электролит, находится в состоянии равновесия (такие металлы, как натрий и калий, быстро реагируют с водой и равновесие не достигается). Атомы металла непрерывно переходят в раствор в виде ионов, а ионы из раствора, разряжаясь, образуют атомы. Равновесие наступает тогда, когда число ионов, образующихся в единицу времени, равно числу ионов, разряжаю­ щихся и переходящих из раствора на металл, и если равновесие достигнуто, электроды принимают либо положительный, либо отрицательный потенциал относительно раствора.

Электродный потенциал без какого-либо определяющего до­ полнения означает разность потенциалов в точке электрода, со­ прикасающихся с электролитом, и в точке по другую сторону по­ верхности раздела, а именно внутри раствора; но если он опре­ деляется как стандартный, то термин приобретает более ограни­ ченный смысл. Если два электрода помещены в один и тот же элек­ тролит, их электродные потенциалы будут вообще различаться и разность потенциалов между ними определит величину электро­ движущей силы ячейки.

Разность потенциалов, которая устанавливается при темпера­ туре 2.5° С между металлом и раствором ионов металла концентра­

цией в 1 г-экв ( - 7 - ) на литр, называется стандартным электрод­ ным потенциалом V 0 . Электродный потенциал для условий рав­

потенциалов, для измерения ее величины необходимо соединить оба электрода электрически. Для этого второй электрод должен быть помещен в раствор, и измеренное напряжение при этом будет суммой двух электродных потенциалов. Чтобы определить это значение для отдельных электродов, вводится понятие стандарт­ ного водородного электрода, потенциал которого принят равным нулю, а потенциалы всех других электродов отсчитываются от его значения.