Файл: Де Барр, А. Е.pdf

наблюдаемому повреждению поверхности, что делает этот способ во многих случаях непригодным. Следовательно, ни один из термических методов не решает полностью проблемы обработки высокопрочных металлов в широком масштабе.

Химические методы, кроме способов травления, которые имеют ограниченное применение, включают электрохимическую обра­ ботку, которая будет предметом обсуждения далее. Подобно электроэрозионной обработке электрохимический метод можно использовать для обработки особо твердых и вязких электро­ проводных материалов.

При химической обработке металл удаляют с поверхности детали атом за атомом. Химическое фрезеррвание, или размерное травление, используют для съема металла с целью уменьшения массы некоторых деталей самолета, но оно совсем не применяется как обычный процесс обработки. Однако область применения метода может быть значительно расширена путем использования электрохимического процесса. Скорость съема металла электро­ химическим методом не зависит от твердости или прочности де­ тали или фактически от любого другого физического свойства при условии, что материал электропроводен. При этом одновременно могут быть достигнуты высокие скорость съема металла (не­ сколько тысяч кубических миллиметров в минуту) и классы чистоты поверхности, отсутствуют износ инструмента, остаточ­ ные напряжения или повреждения материала детали (так как температуры не превышают 100° С) и заусенцы на кромках реза.

3. ИСТОРИЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

Впервые явление электролиза было исследовано более 160 лет назад, а электрохимический съем металла практиковался в тече­ ние многих лет в операциях электротравления для удаления окисных пленок с поверхности металлических деталей.

Однако размерный электролитический съем металла впервые широко применялся при полировании поверхностей. Электроли­ тическое полирование впервые было обосновано Жаке в 1935 г. и сейчас широко используется при подготовке образцов для металлографического анализа. Повреждения поверхности образца при этом не наблюдается, как и при обычных методах полирова­ ния, и при правильно выбранных условиях получается хорошая полированная поверхность.

Электрохимические методы используют для удаления разру­ шенных стальных инструментов из алюминиевых или магниевых деталей. Во многих случаях детали со сломанным инструментом погружают в резервуар с электролитом, и разрушеннные части удаляются электролитическим методом. Однако этот процесс можно использовать только тогда, когда обрабатываемые детали не содержат включений двухвалентного железа. Когда необхо­ дима локализация процесса или отсутствует возможность погру-

жения в электролит очень больших деталей, используют автоном­ ное приспособление.

Станок для электрохимического съема металла был описан в 1946 г., но применение электрохимических методов в промыш­ ленных масштабах началось в 1950 г. в виде электролитического или электролитически сопутствующего шлифования. Электро­ химический съем металла осуществился на 8—10 лет позже в связи

свнедрением электрохимических станков для прошивки отверстий

иформообразования турбинных лопаток, и процесс теперь из­ вестен как электрохимическая обработка, с помощью которой можно прошивать отверстия, фрезеровать, обрабатывать полости, тела вращения и выполнять другие операции.

Впервые электрохимическая обработка была предложена в 1929 г., когда советский ученый В. Н. Гусев запатентовал про­ цесс электрохимической обработки со многими особенностями, почти идентичными процессу на современной стадии его развития.

формообразования (1956-—66 гг.), другие изучали электрохими­ ческую обработку применительно к шлифованию. Используя алмазные круги с металлической связкой, электропроводные электролиты в качестве «охлаждающей среды» и изоляцию круга от станины (постоянного тока) между деталью и кругом, они создавали разность потенциалов. Выступающие на круге алмазы обеспечивали изоляцию между кругом и деталью и в то же время поддерживали рабочий зазор около 0,1 мм. Судя по ранним сообщениям, электрохимическое шлифование уменьшает износ круга на Ул по сравнению с шлифованием без приложения по­ тенциала.

Был сделан вывод, что многие операции формообразования могут быть выполнены электрохимическим методом.

Чистовая обработка сложного профиля лопаток имела как достоинства, так и недостатки. При выполнении особенно трудоем­ ких и сложных операций весьма быстро получили хорошие ре­

того, процесс производителен и легко автоматизируется. В настоя­ щее время довольно широко используется сверление электрохими-

ческим методом, и достигнуты успехи в прошивке сложнофасоиных отверстий в труднообрабатываемых материалах.

При прошивке фасонных отверстий диаметром около 2,54 см точность обычно составляет 0,05 мм, поэтому электрохимический метод уже можно считать точным, как, например, и электрическую эрозию, которая позволяет получать указанную точность на чистовых режимах. Поэтому можно ожидать, что электрохими­ ческая обработка будет иметь все возрастающее значение в тех­ нологии металлообработки.

4. ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА

Электрохимическую обработку можно рассматривать как про­ цесс, обратный электроосаждению. Если сделать деталь анодом в электрохимической ячейке, металл с нее можно удалить электро­ литическим растворением. Электрохимическая обработка отли­ чается от других процессов электролитического съема металла, таких как электрополирование или электролитическое травление,

осаждения (нанесения гальванического покрытия). В электро­ химической обработке и гальванопластике электролитический

цессов, которое имеет важное теоретическое и практическое зна­ чения, является величина плотности тока. При электрохимиче­ ской обработке плотность тока может достигать 800 А - с м - 2 , что примерно в 1000 раз больше, чем при электроосаждении или элек­ тролитическом травлении.

По существу электрохимическая обработка представляет собой процесс растворения детали—анода при прохождении тока через электролит в зазоре между деталью и инструментом соответству­