Файл: Де Барр, А. Е.pdf

Кожухи для вспомогательного оборудования, например фильтров,, можно делать из жестких пластмасс, в зависимости от требуемого размера и прочности, хотя можно использовать и металлы при усло­ вии, что они защищены таким же образом, как и части станка,

3. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ

Операторы должны быть хорошо подготовлены и знакомы с определенными особенностями электрохимического процесса, которые могут оказаться опасными при несоблюдении мер пред­ осторожности. Во-первых, большинство электролитов, солевых или кислотных, агрессивны, и поэтому обращаться с ними нужно осторожно во избежание попадания их на лицо, руки и т. д. Станки следует устанавливать на кислотостойкий пол, например из пли­ ток или поливиниловых листов; операторы должны носить резино­ вую обувь и перчатки, а части станка или пол, которые были за­ брызганы растворами электролита, должны быть вымыты холодной водой.

Некоторые электролиты, в частности те, которые содержат ни­ траты или хлораты, могут вызвать пожар. Если растворы, содер­ жащие нитраты или хлораты, высыхают на одежде, материалы становятся воспламеняющимися. Сера в контакте с хлоратами может самопроизвольно взрываться, и наблюдались случаи вне­ запного воспламенения, когда люди в обуви на резиновой подошве (которая содержит серу) ходили по кристаллам хлората. Поэтому важно, чтобы любое разбрызгивание электролита смывалось до того, как он высохнет. В цехах, где используют эти электролиты, должны быть установлены аварийные устройства, срабатывающиепри возгорании одежды.

Когда электрохимическую обработку используют в серийном производстве, где выделяются большие количества водорода, и если водород не удаляют из рабочей камеры, то он собирается в верхних: ее зонах. Возможность взрыва, возникающая в результате искре­ ния между инструментом и деталью или по какой-либо другой причине, является реальной и представляет серьезную опасность. Все электрохимические станки должны быть обеспечены приточновытяжной вентиляцией, обеспечивающей смешение воздуха с водо­ родом и выброс разбавленной смеси в окружающую среду. Неко­ торые станки снабжают блокирующими устройствами, отключаю­ щими технологический ток в случае выхода из строя вентилятора.. Но питание током двигателя вентилятора не является достаточным, показателем того, что происходит отсос газов. Например, лопатки вентилятора могут быть разъедены коррозией под действием капе­ лек электролита, которые вытягиваются вместе с водородно-воз- душной смесью. И, наоборот, какое-нибудь препятствие может мешать вращению вентилятора или вызвать засорение вытяжной трубы.

Ясно, что нужно найти более надежное устройство, которое гарантировало бы достаточное поступление воздуха в рабочую'

камеру с целью снижения концентрации водорода до уровня, ко­ торый был бы меньше нижнего предела взрываемости. Датчик рас­ хода в вытяжной трубе может стать менее чувствительным в резуль­ тате осаждения на него кристаллов соли. Датчик расхода лучше •ставить не в вытяжной, а во всасывающей части системы, так как •оно не загрязняется капельками электролита, доступно для регу­ лирования и обслуживания, контролируется потоком воздуха, поступающего в рабочую камеру, и станок не сможет работать, если рабочая камера не будет закрыта. Существуют разнообразные устройства для определения воздушного напора; в одном из них используют подвижную лопатку и фотоэлемент, размещенные в прозрачной оболочке. Устройство размещено на уровне глаз •оператора, поэтому можно легко проверить его правильное функ­ ционирование.

4. УПРАВЛЕНИЕ ПРОЦЕССОМ

Следует установить разницу между двумя понятиями точности обработки. Во-первых, существует точность изготовления зара­ нее заданной формы и, во-вторых, точность воспроизведения разме­ ров. Первый вид точности зависит от искусства оператора, изго­ товляющего катод, в то время как другой является функцией параметров процесса.

Основы конструирования инструмента рассмотрены в гл. 9. Если основные правила применяют разумно и в дальнейшем ин­ струмент корректируют, то в пределах основных возможностей электрохимической обработки можно получать формы инструмен­ тов, которые точно соответствуют заданным размерам. Но как до­ рого должен стоить инструмент для этого процесса. Конструкторы детали и инструмента должны достичь необходимого компромисса на ранней стадии создания оснастки. Конструкция деталей, обра­ батываемых обычным методом, должна быть тщательно изучена, так как некоторые элементы детали, которые не важны для кон­ струкции, могут быть трудны для изготовления электрохимиче­ ским методом. Детали часто имеют вогнутые и выпуклые поверх­ ности, которые легко получить обычно механической обработкой, поэтому во многих случаях могут быть допущены небольшие изме­ нения, и естественно, что в этих случаях излишне пытаться полу­ чить точный радиус электрохимическим способом.

После электрохимической обработки каждый раз нужно вос­ производить первоначальную форму инструмента. Однако точ­ ность воспроизведения будет зависеть: 1) от деформации электрода или детали вследствие давления электролита; 2) от точности фикси­ рования конца обработки; 3) от изменения величины зазора в конце обработки. В большинстве выпускаемых промышленностью стан­ ков инструмент может быть остановлен с точностью 0,0125 мм. Величина зазора между инструментом и деталью зависит от усло­ вий обработки и скорости подачи (см. гл. 4). Проводимость злек-

тролита должна поддерживаться постоянной, для чего необходим контроль температуры, которая легко поддерживается с точностью

± 1 ° С;.кроме того, должен поддерживаться постоянным и состав электролита. Можно применять большие резервуары, содержащие свежий электролит, и от них через определенные интервалы вре­ мени подавать соответствующие количества электролита в систему снабжения станка. Уменьшение количества воды в результате испарения и наличие большого количества гидроокиси в электро­ лите также влияют на проводимость. Как деформацию станка, так и скорость подачи можно контролировать с большой точностью счетчиками, которые должны быть довольно точными.

Существуют два фактора, которые могут влиять на воспроизво­ димость размеров. Во-первых, при прохождении больших токов через деталь могут возникнуть «места перегрева», вызывающие де­ формацию, если площадь электрического контакта между деталью и приспособлением недостаточна. Выбор соответствующей контакт­ ной поверхности будет сокращать степень этой опасности из-за уменьшения плотности тока на поверхности контакта, которая не должна превышать 80 А - с м - 2 . Во-вторых, при удалении поверх­ ностных слоев металла в результате перераспределения внутрен­ них напряжений также появляется деформация детали. Это явле­ ние характерно для всех операций обработки, но при электрохими­ ческой обработке оно особенно очевидно, так как сам процесс не оставляет механических напряжений на поверхности.

Если учитываются изложенные выше факторы и принимаются необходимые меры предосторожности, можно достигнуть воспроиз­ ведения размеров с точностью ±0,025 мм на поверхностях, пер­ пендикулярных направлению подачи и с точностью ±0,05 мм на поверхностях, наклоненных к ней под углом.

стоять из вольтметра, амперметра, счетчика ампер-часов и сигналь­ ных устройств.

Напряжение источника питания зависит от используемого электролита. При кислотных электролитах вследствие их повышен­ ной проводимости по сравнению с проводимостью обычных солевых растворов используют более низкие напряжения. На ток влияют тип, мощность и назначение станка. Таким образом, диапазон напряжения может быть в пределах 0—35 В, а тока — от несколь­ ких десятков до 10 ООО А.

При конструировании электрохимических станков важно не завышать мощность источника питания, так как последнее чрез­ мерно увеличивает его стоимость. Как правило, для источника питания средней мощности на 2000—3000 А типична стоимость 0,5—0,6 р. на ампер. Это подчеркивает отсутствие необходимости приводить в технической характеристике большие токи, чем нужно. Для источника мощностью 5000 А увеличение общего тока на 10% может стоить 1600 р. Блок-схема источника питания для электрохимического станка представлена на рис. 11.1.

1. СТАБИЛИЗАЦИЯ НАПРЯЖЕНИЯ

Многие системы контроля, сконструированные для того, чтобы поддерживать постоянный зазор между электродом и деталью, работают в функции напряжения источника питания, которое мо­ жет быть постоянным или поддерживаться автоматически.

Существует несколько методов для получения постоянного или стабилизированного выходного напряжения. Одним из распро­ страненных методов является использование трансформатора с переключателем под нагрузкой, когда входное напряжение пони­ жающего трансформатора изменяется таким образом, чтобы под­ держивать постоянный ток при неизменном заранее установлен­ ном напряжении. Недостатком этого метода является прежде всего то, что скорость регулирования сравнительно низка, осо­ бенно при больших изменениях входного напряжения; диапазон регулирования может составлять 15% для изменений в сети или 10% для внутренней регулировки источника питания. Система регулирования включает подвижные части, т. е. двигатель и по­ движные контакты на клеммах трансформатора, которые подвер­ гаются износу и имеют ограниченный срок службы. Кроме того, разрешающая способность этого метода ограничена тем, что напря­ жение можно регулировать только на первичных витках транс­ форматора.

Указанные недостатки можно устранить, если для контроля выходного напряжения использовать управляемое постоянным током устройство. В этом случае трехфазное устройство, управляе­ мое постоянным током, размещают последовательно с первичными обмотками понижающего трансформатора и токи в управляемых обмотках изменяются таким образом, что выходное напряжение