ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 15.10.2024
Просмотров: 52
Скачиваний: 0
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 |