ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 15.10.2024

Просмотров: 52

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

чем при обычной обработке. Следовательно, область

применения

электрохимической обработки зависит

как от сложности формы

детали, так и от твердости и вязкости

материала (рис. 2.11).

В настоящее время электрохимическая обработка

развивается

в нескольких направлениях.

 

 

Прошивка отверстий. Схема прошивки приведена

на рис. 2.12.

В качестве катода используют трубку, боковая поверхность кото-

Подача

инструмента

I

+ fr?

_ а 7

Т Г

Рис. 2.10. Принципиальная

схема электрохимического станка:

/ — деталь;

2 — з а ж и м н о е

приспособление;

3 — вентилятор; 4 —

фильтр; 5 — насос; 6 — электролит;

7 — центрифуга

рой изолирована,

и через нее подают электролит в рабочий зазор.

По этой схеме можно использовать реверсирование потока элек­ тролита, подавая его вдоль трубки и обратно через отверстие.

Боковой зазор образуется всегда как результат распростра­ нения силовых линий тока от торцовой поверхности инструмента (рис. 2.13). Величина бокового зазора делается минимальной путем изоляции боковой поверхности инструмента до его торца; боковой зазор все же может вызвать увеличение диаметра отвер­ стия на 0,01—0,02 мм по сравнению с диаметром инструмента. Постоянство диаметра отверстия по всей его длине зависит от неизменности условий обработки, т. е. зазора и тока; допустимые изменения диаметра могут быть-0,025 мм. При соответствующем

изменении скорости подачи могут быть получены конусные или фасонные отверстия; при пониженной скорости подачи образуется

больший

межэлектродный

зазор и,

следовательно,

 

отверстие

 

 

 

 

 

большего

диаметра.

 

 

 

 

 

 

При

 

прошивке

сквоз­

 

 

 

 

 

ных отверстий могут встре­

 

 

 

 

 

титься

затруднения

при

 

 

 

 

 

выходе

инструмента

из де­

 

 

 

 

 

тали

в

конце

обработки.

 

 

 

 

 

Их можно преодолеть, ис­

 

Степень обрабатываемости

 

пользуя

либо

 

подкладку,

 

 

либо пластмассовую губку,

 

^~!2gJW

160 180 200

 

чтобы

 

задержать

электро­

 

быстрорежущие ~~^~?—Листо6ые

 

лит,

или

помещая

деталь

.

Нимоники

 

углеродистые

 

 

 

в камеру,

заполненную

Литейные сплоВы

 

етапи

 

Рис. 2.11. Экономичность

электрохимической

 

электролитом.

 

 

 

 

 

В

частности,

электро­

обработки

в зависимости

от сложности фор­

 

мы и трудности обработки

материала детали

 

химическое сверление при­

боких отверстий малого

диаметра

в

меняют для прошивки глу-

деталях

из

вязких или

твердых материалов. Например, отверстия диаметром 0,9 мм могут

быть просверлены на глубину

до 60 см,

а

отверстия диаметром

 

 

 

 

0,25 мм и меньше на меньшую

 

 

 

У//

глубину.

Параллельность

стенок

' / / \

 

} К\ї

отверстия зависит от качества из-

//Л

I v j

k v I

I///

готовления

инструмента,

который

 

 

 

 

находится в непосредственной бли-

V/.

Рис. 2.12. Схема

электрохими­

Рис. 2.13. Схема образования боковых

ческой прошивки

отверстий:

зазоров / при электрохимической про­

/ — инструмент; 2 — деталь; 3 —

шивке отверстий

и з о л я ц и я

 

зости от стенок отверстия. Иногда удобно вращать деталь вокруг оси инструмента, что способствует повышению точности проши­ ваемого отверстия. Электроды для электрохимической прошивки малых отверстий различной величины в настоящее время можно приобрести.

Если подача прекращается и инструмент останавливается по достижении заданной глубины, получается отверстие формы, изображенной на рис. 2.14. Это может использоваться при клепке.

30



Отверстия не круглой формы могут быть получены аналогич­ ным способом путем использования соответствующих инстру­ ментов (рис. 2.15).

Рис. 2.14. Влияние останова подачи

Рис. 2.15. Схема электрохимической об­

инструмента

при электрохимической

работки фасонных отверстии

прошивке

на форму отверстий

 

Электрохимический метод широко применяют для прошивки отверстий в охлаждаемых лопатках газовых турбин (рис. 2.16)

Рис. 2.16. Схема прошивки глубоких отверстий электро­ химическим спосо­ бом

и для многих других работ при произ­ водстве двигателей газовых турбин. Фа­ сонные отверстия без заусенцев могут быть прошиты в тонких деталях.

Формообразование или зенкерование полостей. В основном электрохимиче­ ская обработка представляет собой про­ цесс зенкерования полостей. В настоя­ щее время электрохимическую обра­ ботку применяют при производстве тур­ бинных лопаток и других деталей га­ зотурбинных двигателей (рис. 2.17).

З/іекгпропит

У/////Л \///////м 2

Рис. 2.17. Схема электрохимического фор­ мообразования:

/ — деталь; 2 — инструмент

Криволинейный профиль поверхности турбинных лопаток, труднообрабатываемый обычным способом, способствует движе-

31

нию потока электролита, и большинство лопаток энергетических и газовых турбин в настоящее время обрабатываются электро­

химическим методом. Однако из-за вероятности

коррозии по

границам

зерен,

ведущей

к

снижению предела

выносливости

лопатки, после электрохимической

об­

 

работки профиль полируют абразивами.

 

 

Применение электрохимического ме­

 

тода для

обработки

гравюр

штампов

 

открывает

большие

возможности

для

 

будущего, с учетом решения

 

проблемы

 

конструкции инструментов. Штампы из

 

твердых сплавов

могут

быть

получены

 

в

8—10

раз

быстрее

по'

сравнению

 

с

обычным способом

обработки. Более

 

того, штампы можно обрабатывать в за­

 

каленном

состоянии,

что

 

исключает

 

термическую

обработку

и

 

позволяет

 

применять

для штампов

более твердые

 

материалы и увеличивает срок их

 

службы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2.18. Схема электрохимического

точе­

Рис. 2.19. Схема

элек­

ния валов

 

 

 

трохимического

точе­

 

 

 

 

ния тонкостенных де­

Обработка тел вращения.

При

по­

талей:

 

даче фасонного инструмента

к враща­

деталь; 2 - инстру -

ющейся детали могут быть

изготовлены

мент

 

 

 

детали типа тел вращения

(рис. 2.18). Электрохимической обра­

боткой могут быть обточены тонкостенные детали, которые трудно обрабатывать обычным способом из-за разрушающего действия режущих сил (рис. 2.19).

Резка. Электрохимическую обработку можно также исполь­ зовать для резки прутков или заготовок (рис. 2.20). Особенно

она

эффективна

при резке таких

материалов, как

вольфрам

и

его сплавы,

которые трудно

резать обычными

методами.

32


Тонкий

металлический

диск,

вращающийся

со

скоростью

5 000 000 см

м и н - 1 , иногда используют в качестве

катода; элек­

тролит

при

этом подают

на поверхность

диска,

и

он

попадает

в зону

реза. Скорости

резки

достигают

0,4 см - мин - 1 , причем

Рис. 2.20. Схема электрохимической

Рис. 2.21. Схема электрохимичс-

резки

ского фрезерования плоскостей

можно осуществлять одновременно несколько резов. Можно использовать инструменты, аналогичные тем, которые представ­ лены на рис. 12.6.

Фрезерование. Электрохимическое фрезерование, или шлифо­ вание периферией круга, можно выполнять, как показано на рис. 2.21. При этом применяют металлический круг; активная рабочая поверхность обуславливается скоростью подачи, глуби­ ной врезания и величиной тока. Используя алюминиевый круг, электролит из нитрита натрия и инструменты из карбида вольф­ рама, обрабатывают детали без применения абразива.

3. СРАВНЕНИЕ С ДРУГИМИ ПРОЦЕССАМИ МЕТАЛЛООБРАБОТКИ

Электрохимический метод первоначально был разработан для шлифования инструментов из карбида вольфрама. Новый процесс показал явные преимущества по сравнению с дорогим обычным шлифованием. Успехи, достигнутые в настоящее время, позволяют экономично использовать электролитический метод для обра­ ботки деталей из закаленной стали. Использование абразивных кругов на угольной связке также будет вкладом в дальнейшем развитии электролитического шлифования.

При обработке труднообрабатываемых материалов электро­ химический метод следует сравнивать с электроискровой обра­

боткой. Там, где

можно использовать

инструменты

большой

площади

и подвести необходимый к ним ток, электрохимическая

обработка

гораздо

производительнее электроискровой.

Но если

по какой-либо причине можно

использовать только инструменты

с малой площадью, искровая

обработка

будет, возможно, более

З А . Е . Д е Б а р р

33


экономичной, так как стоимость оборудования для нее составляет примерно только половину стоимости оборудования для электро­ химической обработки. Конструкции инструмента для искровой обработки проще, но при электрохимической обработке инстру­ мент не изнашивается. Более того, электрохимическая обработка не повреждает обрабатываемую поверхность, обеспечивает высо­ кий класс чистоты и, кроме того, самый высокий класс чистоты поверхности получ-ается в том случае, когда плотность тока и, следовательно, местная скорость съема металла максимальны. Это означает, что самый высокий класс чистоты поверхности полу­ чается тогда, когда обработка ведется на предельной скорости подачи.

Электрохимическую обработку разработали в основном для обработки труднообрабатываемых материалов, но выпущенные станки можно использовать гораздо шире. Установлено, что доля электрохимической обработки может составить примерно 10— 20% всей обработки в ближайшие 10 лет.

Г л а в а З

ОСНОВЫ ТЕОРИИ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

1. ЗАКОНЫ ЭЛЕКТРОЛИЗА ФАРАДЕЯ

При электрохимической обработке образующиеся при подклю­ чении обрабатываемой детали к положительному полюсу источ­ ника питания положительно заряженные ионы металла отводятся от поверхности анода под действием электрического поля. Элек­ трохимическая ячейка состоит в основном из двух неконтактирующих электродов, погруженных в электролит, между которыми имеется разность потенциалов (рис. 3.1).

Если условия электролиза выбраны правильно, прохождение тока через ячейку приводит к растворению материала анода со скоростью, определяемой законами Фарадея: 1) количество ве­ щества осажденного или растворенного при электролизе, пропор­ ционально количеству пропущенного электричества; 2) количе­ ства различных веществ, осажденных или растворенных одина­ ковым количеством электричества, пропорциональны их хими­ ческим эквивалентам. Объединенный закон Фарадея гласит, что

масса материала в граммах т,

осажденного

или растворенного

на электроде, пропорциональна

произведению

Нг.

Таким образом, можно записать

 

пг =

-^-.

(3.1)

Значение константы пропорциональности IIF можно получить, если взять It = F; тогда масса т растворенного или выделив­

шегося вещества равна грамм-эквиваленту

вещества є.

Вели­

чина F, называемая постоянной Фарадея, составляет количество

электричества,

необходимое

для

растворения

или

выделе­

ния

одного грамм-эквивалента металла

F

96 500 —^— или

 

А-ч

 

 

 

 

 

г-экв

 

 

 

 

 

 

 

 

26,8

. Таким образом,

обобщенный

закон

Фарадея

можно

 

Г - Э К В

 

 

 

 

 

 

 

записать

m = -^j,

 

 

 

 

(3.2)

 

 

 

 

 

 

где

t в часах.

 

 

 

 

 

 

 

Для иллюстрации приведенной зависимости рассмотрим элек­

трохимическое

растворение

железа.

Грамм-эквивалент

двухва-

3*

35