Электрохимическая обработка металла

Электрохимическая обработка металлов

Изменять форму, размер, получать поверхность с малой шероховатостью позволяет электрохимическая обработка металлов на специальном оборудовании. Материал не подвергается при этом механическому воздействию. Происходит его растворение в электролитическом составе под действием тока заданной величины.

Схема ЭХО

Преимущества способа

Методы электрохимической анодной обработки изделий из металлов разработаны для случаев, в которых применение других технологий не дает нужного результата или затруднено. Уникальность результата применения способа:

• сохранение формы рабочего органа;
• независимость от твердости/хрупкости материала;
• отсутствие деформирующих усилий на тонкие стенки;
• сохранение поверхности детали (термоупрочнение, оплавление, наклеп);
• доступность воздействия в узких полостях, сложных переходах плоскостей, наклонных пазах, отверстиях малого сечения при большой глубине(соотношение 1:200);
• регулировка интенсивности воздействия.

Составляющие процесса

Основывается электрохимическая обработка металлов на вымывании вещества анода в электролитическом растворе при определенной плотности тока между электродами. Станки для нее имеют узкую специализацию (1,2 операции), в зависимости от того, какая применяется технология обработки. Изготавливают индивидуальное оборудование под конкретное изделие.

Рабочая среда

Раствор составляют на водной основе из соответствующих компонентов:

• солей натрия;
• солей калия;
• кислот (соляная, серная, азотная).

Концентрация солей от 5% до 15%, кислоты 5% — 10%.

Обработку отдельных мест заготовки проводят, локализуя процесс в нужной зоне накладыванием защитных масок на остальную часть детали.

Продукты процесса удаляются из зоны реакции потоком электролита.

В рабочих растворах содержаться активные реагенты, поэтому одновременно выполняют комплекс мер по защите оборудования и изделий от коррозии.

Анодное подключение изделия выполняют при таких операциях:

• Полировка. Получение гладкой поверхности, зеркала, защитной оксидной пленки;
• Травление. Очистка перед покраской, сборкой, оклеиванием, точечной сваркой. Получение рельефа путем локализации действия;
• Прошивание отверстий, резка с высокой точностью;
• Обработка по размеру, копирование согласно образцу на электроде.

Совмещая анодный (растворение) и катодный (напыление) методы обработки, получают высокотехнологические изделия для различных областей применения.

Станок имеет скорость процесса снятия слоя материала ниже, чем у механического оборудования. Выигрыш времени в том, что конечный результат по сложности, выдержке формы, сравним с работой 5 фрезерных станков.

Величина производительности определяется, как объем снятого материала (мм³) в единицу времени (мин) при подведенном токе в 1 А. Каждый состав электролита имеет свой показатель. Хлористый натрий, например, имеет значение 2,2 мм³/мин, азотнокислый натрий – 1,1 мм³/мин. Использование состав из нескольких реагентов увеличивает скорость растворения анода, повышает степень обработки.

Производительность повышают, применяя методы многоэлектродного воздействия на площадь детали.

Резка

Увеличение плотности тока приводит к более интенсивному процессу съема металла с поверхности. Выравнивая скорость растворения с подачей катода, получают непрерывный процесс прорезывания канавок в материале. Удаление продуктов реакции обеспечивают непрерывным потоком прокачиваемой жидкости. В качестве электрода выступает проволока, перематываемая с одного барабана на другой.

Прошивание

Метод сходен резке, но электрохимический процесс происходит в основном на торце катода, который подается с равной скоростью.

В этой операции электрод должен иметь достаточную жесткость, чтобы не воспринимать вибрацию, которая может передаваться через станок, не деформироваться при движении.

Рабочая его часть способствует поддержанию устойчивого потока электролита в зазоре. Не рабочие края надежно изолируют.

Точность обработки плоскости металла составляет ±0,13 мм, отверстий 0,1 – 0,15 мм.

Станок может быть оборудован следящей за параметрами системой.

Копирование

Форма электродов в этом случае совпадает. Зазор выдерживают в расчетном значении. В результате электрохимической реакции, материал разрыхляется, вымывается в не совпадающих местах. В точках, где зазор меньше процесс идет интенсивнее, металл растворяется сильнее.

В результате промежуток становится одинаковым, происходит электрохимическое копирование формы металлов обрабатываемых деталей (с допустимыми припусками из-за трудности контроля в малом зазоре).

Точность достигаемого копирования от 0,5 мкм до 3 мкм, повторяемость параметров 0,5 — 10 мкм от электрода – эталона в партии.

Распространены универсальные варианты станка для электрохимической обработки металлов – копировально-прошивочные с широкой номенклатурой изделий. Область применения – твердосплавная обработка: инструмент, штампы, пуансоны.

Размерная

Эта технология предназначена для получения у детали требуемой формы, размера. Процедура выполняется при условии скоростного, непрерывного обновления электролитической среды в зоне действия полюсов.

Принудительную прокачку ведут под давлением, создаваемым насосом. Постоянный поток жидкости позволяет уменьшать величину зазора между обрабатываемыми металлами.

Сопротивление среды снижается, плотность тока растет, электрохимическая реакция ускоряется.

Схема 2

Анодно-механическая обработка

Заточка

Использованы особенности электрохимических явлений при растворении кромки металлов. Получение острия происходит в неравномерном электрическом поле при постоянном перемещении. Регулируя угол наклона, получают заточку заданной формы (наконечники, иглы, электроды). Используют, в основном, соли натрия при плотности тока 4-7 А/см², напряжение 8 — 15В.

Технология электрохимической обработки

Эффективность

Методы электрохимической обработки металлов в производстве получают все большее распространение из-за сравнительно небольшого энергопотребления, низкого уровня шума, вибраций, высокой точности и повторяемости результата при соблюдении технологической карты обработки металлов. Допустима обработка любых токопроводящих материалов, устойчивых к химическим составляющим раствора.

, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Электрохимическая полировка металлов: описание процесса, область применения

Металлическому изделию можно придать блеск различными способами. Для этого не обязательно использовать специальные покрытия, можно воспользоваться методом полировки.

Она может быть механической, например, с помощью наждачных кругов, химической — когда металл погружают в специальный раствор, а также электрохимической. В этом случае сочетается воздействие химических компонентов и электроразрядов, которые запускают определенные реакции или усиливают их.

Электрохимическая полировка металлов может быть выполнена и в обычных домашних условиях, если собрать все необходимое оборудование.

Описание процесса

Во время электрохимического полирования обрабатываемая поверхность металла приобретает зеркальный блеск. Также уменьшаются имеющиеся шероховатости. Процесс происходит следующим образом:

• Деталь считается анодом, то есть, электродом, несущим положительный заряд. Ее необходимо поместить в ванну со специальным составом.
• Еще один важный компонент — катоды, которые необходимы для осуществления реакции.
• В результате воздействия протекает реакция, и происходит растворение. Оно неравномерно, сначала удаляются самые заметные шероховатости, которые выступают над поверхностью больше всего. Одновременно происходит полировка — изделие приобретает зеркальный блеск.

Удаление заметных больших неровностей называется макрополированием, а сглаживание мелких дефектов — это микрополирование. Если эти процессы во время проведения обработки протекают одновременно и равномерно, то изделие приобретает блеск и гладкость. Возможно и такое, что блеск будет получен без сглаживания или наоборот. Два вида полирования не обязательно связаны.

Химическая полировка металла приводит к тому, что на поверхности обрабатываемой детали во время процесса образуется особая пленка. По составу она может быть оксидной или гидроксидной. Если она равномерно охватывает всю поверхность, это создает условия для микрополирования. При этом внешняя часть покрытия, располагающаяся на поверхности, непрерывно растворяется.

Чтобы получить возможность провести микрополирование, необходимо обеспечить поддержание равновесия между непрерывным образованием покрытия и растворением, во время работы с деталью толщина слоя должна оставаться неизменной.

Это позволит электронам обрабатываемого металла и применяемого состава в процессе взаимодействовать без опасности растворения металлического изделия в агрессивной среде.

СОВЕТ: эффективность общего воздействия полирующего состава можно повысить, если использовать для обработки электролиты, содержащие в своем составе соли слабо диссоциирующих кислот, которые увеличивают общее сопротивление покрытия.

Кроме этого играет роль механическое воздействие, заключающееся в перемешивании. Может уменьшаться толщина пленки или диффузный слой. Некоторые используемые электролиты выполняют свою функцию только при нагреве, также общее правило, которое действует для всех составов — при нагревании снижается нейтрализация, а скорость растворения пленки повышается.

Плотность тока и уровень напряжения также входят в число факторов, оказывающих серьезное влияние на процесс. Например, если необходимо провести полировку медных изделий, то для нее подбирается состав с фосфорной кислотой и устанавливается предельный режим тока без образования кислорода.

Именно поэтому важно точно соблюдать все необходимые параметры, чтобы добиться качественной полировки.

Оборудование и химикаты

Для работы с различными металлами необходимо подобрать соответствующие электролиты, которые помогут добиться нужного результата:

• Чаще всего применяются составы на основе кислоты различного вида — серной, фосфорной или хромовой.
• Глицерин может быть добавлен для увеличения общей вязкости, если это потребуется.
• Сульфоуреид выступает в роли ингибитора травления.
• Для очистки различных изделий после проведения процедуры могут применяться различные растворители или щелочные средства. Нередко используются составы с поверхностно-активными действующими веществами.

Пропорции создания хим состава

Полировка проводится в специальных ваннах. Важно помнить, что их составляющие относятся к токсичным веществам и опасны для здоровья, особенно если используется нагрев, поэтому обращаться со всеми компонентами необходимо с максимальной осторожностью, соблюдая положенную технику безопасности.

Изделия из цветных или черных металлов можно обрабатывать при помощи универсального состава, который окажет необходимое воздействие. Для этого следует добавить все компоненты, соблюдая пропорции. Ортофосфорная кислота составляет основу — 65%. Серной кислоты должно быть 15% и 14% обычной воды. Хромовый ангидрид занимает 6%.

Нержавеющую сталь можно полировать схожим составом, только воды в нем должно быть 13%, а еще следует добавить глицерин в соотношении 12%. Детали могут находиться в ванне до получаса, хотя штампованным изделиям требуется меньше времени для обработки.

Область применения

Химическая полировка металла используется, чтобы придать поверхности зеркальный блеск.

Такое действие может быть направлено на придание деталям более привлекательного облика, если они находятся на виду и являются частью какой-то конструкции. Помимо эстетического назначения, полировка служит не только для красоты.

С ее помощью можно избавить деталь от неровностей и шероховатостей, а также защитить от воздействия ржавчины, кислот и различных атмосферных явлений.

Преимущества и недостатки

Разные виды полировки имеют свои особенности, у электрохимической также есть плюсы и минусы:

• Этот способ благоприятно влияет на все свойства стали, увеличивая устойчивость к воздействию коррозии, а также облегчая проведение вытяжки и штамповки. Именно поэтому полировку такого типа часто используются как в лабораторных исследованиях, так и непосредственно для проведения различных работ в промышленности.
• Электрохимическая полировка является более дешевым и быстрым способом обработки металлических изделий. Если механический метод занял бы несколько часов, то с воздействием химикатов и электричества можно закончить дело за несколько минут, получив качественный результат.
• Полировка с электрохимическим воздействием незаменима при работе со сложными деталями, которые имеют различные полости и отверстия.

Химическая полировка металлов кроме преимуществ, имеет некоторые недостатки. Практически каждый существующий металл требует для проведения работы с ним специального состава, поэтому для разных изделий необходимо делать индивидуальные растворы.

Также важно правильно подобрать соотношение компонентов, температуру нагрева, плотность тока — от этого напрямую зависит качество полученного результата. Перед проведением такой обработки может потребоваться предварительное механическое шлифование. Кроме того, процедура требует повышенного расхода электроэнергии.

Однако при определенных условиях достоинства метода вполне перевешивают его недостатки, позволяя проводить полировку.

Электрохимические станки

Электрохимические станки предназначены для прецизионной электрохимической размерной обработки токопроводных термообработанных (и не термообработанных) сталей и сплавов, таких как: жаропрочные, быстрорежущие, нержавеющие, инструментальные, легированные, конструкционные, коррозионно-стойкие, высокоуглеродистые, хромистые стали, а также медь, бронза, латунь, никель, цветные сплавы, драгоценные металлы, магниты и магнитные сплавы, стеллиты, титан.

Описание

Преимущества

Структура современных электрохимических станков

Применение

Описание:

Электрохимические станки предназначены для прецизионной электрохимической размерной обработки токопроводных термообработанных (и не термообработанных) сталей и сплавов, таких как: жаропрочные, быстрорежущие, нержавеющие, инструментальные, легированные, конструкционные, коррозионно-стойкие, высокоуглеродистые, хромистые стали, а также медь, бронза, латунь, никель, цветные сплавы, драгоценные металлы, магниты и магнитные сплавы, стеллиты, титан.

Способ электрохимической размерной обработки основан на растворении материала обрабатываемой детали с высокой скоростью при одновременном воздействии импульсного тока в потоке электролита, поступающего через малый межэлектродный зазор между материалом обрабатываемой детали (анодом) и электродом-инструментом (катодом). При этом, в соответствии с законом Фарадея, масса удалённого с заготовки материала пропорциональна силе тока и времени обработки.

Для осуществления процесса электрохимической размерной обработки два металлических электрода (инструмент и заготовку), в пространстве между которыми находится электролит, подключают к противоположным полюсам источника тока.

Отрицательный полюс источника, подсоединённый к электроду-инструменту (катоду), сдвигает его потенциал в отрицательную сторону вследствие увеличения концентрации электронов. Положительный полюс отбирает электроны от подключённого к нему электрода-заготовки (обрабатываемой детали, анода), что сдвигает его потенциал в положительную сторону.

Такое отклонение потенциалов электродов от равновесных значений вызывает протекание электродных процессов: на катоде начинается восстановление катионов, на аноде — окисление металла.

В качестве электрода-инструмента для электрохимического станка может быть использован:

• – образец изделия, припаянный легкоплавкими припоями к электроду,
• – электрод, специально спроектированный и изготовленный из токопроводящего материала традиционным методом (гальванопластика, фрезерно-гравировальный станок, лазерная резка, гравировка и прочие методы изготовления).

Электрод-инструмент изготавливается из легкообрабатываемых механическим методом (в основном медь, латунь, бронза, незакаленные типы стали) металлов.

При этом электрод-инструмент не зависит от таких параметров, как твердость и прочность – они могут быть значительно ниже, чем у материала обрабатываемой заготовки.

В дальнейшем, электродом-инструментом, на изготовление которого было потрачено время рабочего цикла только один раз, можно будет изготовить большую (практически без ограничений по количеству) партию рабочего инструмента (штамповой оснастки, матриц, клейм, вставок пресс-форм) или готовых деталей;

Имеющимся готовым электродом-инструментом можно восстановить до рабочих размеров изношенный в процессе штамповки рабочий штамп за минимальное время.

Технология электрохимической обработки имеет преимущества в сравнении с традиционными методами обработки такими как: электроэрозионная обработка, метод лазерной обработки, лазерной резки, использование фрезерно-гравировальных станков, использование многокоординатных скоростных обрабатывающих центров, механической обработки.

Преимущества:

– гарантируется полное отсутствие какого-либо физического, структурного, механического износа электрод – инструмента,

– средняя рабочая скорость обработки составляет 0,25 мм/мин. Скорость обработки электрохимического станка зависит от электрода-инструмента, а также от обрабатываемого в качестве заготовки материала, глубины рельефа и сложности,

– 100% точность копирования (0,5 мкм.-3 мкм.) и повторяемость (от 0,5 мкм. до 10 мкм.) всех параметров электрода – инструмента при изготовлении одного или большой партии изделий,

– получение изделия с любым классом шероховатости, в т.ч и зеркальной поверхностью Ra =0,002 мкм,

– достигаемые рекордные показатели по шероховатости поверхности и точности копирования позволяют исключить традиционные финишные операции: чистового шлифования и полировки,

– технология электрохимической обработки, является «холодной», то есть не сопряжена со сколько-нибудь значительным нагревом поверхности и изменением её структуры, при обработке отсутствует механический контакт инструмента и детали,

– отсутствие заусенцев и дефектного слоя после электрохимической обработки на обработанной поверхности изделия,

– экономия рабочего времени на изготовление изделий,

– экономия электроэнергии на производстве,

– обработка осуществляется на низких напряжениях (4-12 Вольт) с использованием 12% водного раствора азотнокислого натрия (NaNO3), что является экологически чистым и электробезопасным,

– обработка заготовки производится по окончательно термообработанным сталям, закаленным до необходимой твердости. Растворение заготовки происходит при низких температурах, исключающих образование термических напряжений и микротрещин, что увеличивает длительность эксплуатации изделия,

– электрохимические станки не требуют прокладки специальных коммуникаций и подключается к общей вытяжной системе и канализации,

– электрохимические станки соответствуют требованиям по шумовому воздействию и электромагнитной совместимости,

– электрохимические станки достаточно компактны (занимают не более 4 кв.м.), удобны в монтаже и транспортировке,

– электрохимическому формообразованию подвергаются практически все токопроводящие материалы при правильно разработанном технологическом процессе обработки и подобранном электролите,

– при серийном изготовлении изделий снижается себестоимость, время изготовления партии изделий в два и более раза,

– электрохимические станки имеют высокий уровень автоматизации процесса. Удобное программное обеспечение и интеллектуальный интерфейс позволяют работать со станком без специального обучения. Станок может настраиваться под производство любых деталей путем смены программы обработки и технологической оснастки. Возможен удаленный контроль технического состояния станка,

– теоретически, при электрохимической обработке, кроме электроэнергии, расходуется только вода.

Электрохимические станки состоят из следующих основных компонентов:

1. Механическая система.

2. Генератор импульсов и автоматизированная система управления технологическим процессом.

3. Гидравлическая система (для очистки, регенерации и подачи электролита на станок).

4. Система экологической чистоты процесса для обработки хромсодержащих сталей и сплавов (опционально).

Применение:

– авиадвигателестроение. К типовым деталям современных газотурбинных двигателей, обрабатываемых или имеющих перспективы обработки методом электрохимической обработки, относятся:

• – компрессорные лопатки и лопатки турбины низкого давления из титановых, алюминиевых, интерметаллидных (Ti-Al, Ni-Ti-Al) и наноструктурных материалов, спроектированные на основе трёхмерного компьютерного моделирования нестационарных турбулентных течений, к которым предъявляются высокие требования к качеству поверхностного слоя;
• – кольцевые детали пальчиковых уплотнений, имеющие круговой массив узких (0,3…0,6 мм) криволинейных пазов и особые микрорельефы на подъёмных площадках пальчиков;
• – компрессорные и турбинные лопатки, имеющие регулярный микрорельеф как на поверхности пера, так и замковой части;
• – турбинные лопатки, имеющие сложнофасонные отверстия для высокоэффективного охлаждения;
• – детали жаровой трубы и турбины, имеющие массивы охлаждающих наклонных отверстий;
• – кольцевые детали, имеющие сложнофасонные радиальнорасположенные пазы, к которым предъявляются высокие требования по качеству поверхностного слоя (отсутствие термического влияния и заусенцев);
• – зубчатые колёса и шестерни выносной коробки агрегатов, имеющие сложный поперечный профиль и продольную линию зубьев;

– автомобилестроение. Для автомобилестроения актуальным является обработка следующих деталей:

• – высокоточных зубчатых колёс, имеющих сложный профиль (например, с гипоциклоидным зацеплением), торцевых муфт и деталей шлицевых соединений;
• – различных деталей, имеющих высокоточные отверстий малого диаметра (например, распылители форсунок, кольцевые детали подшипников);

– медицина. Применительно к медицине и медицинской технике электрохимические станки используются для изготовления следующих деталей:

• – медицинский инструмент для микрохирургических операций (скальпели, чоперы, пречоперы, рассекатели), имеющих очень острую кромку (менее 1 мкм);
• – медицинские инструменты и приборы (например, зонды, канюли для ирригации, микрозахваты), имеющие узкие пазы и отверстия малого диаметра;
• – стальные и титановые имплантаты, имеющие фасонные поверхности со специальным регулярным микрорельефом (на внутрикостных и дентальных имплантатах) или наоборот оптически гладкие поверхности;
• – имплантаты, имеющие различные по форме пазы и отверстия (например, пластины для черепно-челюстно-лицевой хирургии, хирургии позвоночника, медицинские штифты и пр.);
• – изготовление формообразующего инструмента (штампов, пресс-форм) для изготовления медицинского инструмента (ножниц, зажимов, иглодержателей, пинцетов и т.п.), имплантатов и других деталей;

– микроприборостроение. Электрохимические станки используются для изготовления следующих деталей:

• – микромодульные зубчатые колёса и шестерни;
• – магниты специальной формы и малых размеров;
• – тонкие мембраны сенсоров;

– производство инструмента, изготовление матриц, изготовление пуансонов;

– ювелирная промышленность и геральдика.

карта сайта

реферат на тему импульсная анодная электрофизическая электрохимическая размерная обработка металлов материалов деталей станки воды схемы реферат руды лопаток презентация своими руками
материаловедение размерные электрофизические и электрохимические методы обработки материалов станки деталей
процесс виды режимы способы технология сущность метода оборудование электролит для графики принцип работы электрохимической обработки металлов
станок электрохимического шлифования
продам тех документация на специальный электрохимический станок для электрохимического образования нарезов set 1005 2d sfe 4000m цена gfe 5000m форум своими руками
станки для электрохимической и электрофизической обработки глубоких отверстий
станки с электрофизическими и электрохимическими методами обработки
электрохимические эрозионные станки для импульсной обработки уфа россия
электрод инструмент в услуги по электрохимической обработке
генераторы технологического тока электрохимического станка
механо электрохимическая обработка мэх принцип действия перед выщелачиванием
сульфат натрия электролит для электрохимической размерной обработке
станок электрохимический внутрипрофилешлифовальный с чпу
электрохимическим и электрофизическим способам обработки материалов относят

by HyperComments

Электрохимическая обработка

Электрохимическая размерная обработка основана на локальном анодном растворении материала заготовки в растворе электролитов при интенсивном движении электролита между электродами.

Обрабатываемость металлов и сплавов электрохимическим методом зависит от их химического состава и не зависит от их механических свойств и структурного состояния.

К преимуществам метода относятся высокое качество поверхности при увеличении производительности обработки, отсутствие теплового воздействия на деталь, а также отсутствие износа электрода-инструмента.

Благодаря этому при электрохимической обработке не образуется слоя измененной структуры и исключается образование на поверхности прижогов, трещин, остаточных напряжений и т. д.

Целесообразность применения

Применение электрохимической обработки оказывается высокоэффективным и экономически целесообразным в следующих основных случаях:

1. для обработки деталей из особо твердых, хрупких или вязких материалов (жаропрочные, твердые и титановые сплавы, нержавеющие и закаленные стали);
2. для обработки конструктивно сложных узлов и деталей (лопатки газовых турбин, штампы, прессформы, литформы, внутренние каналы и полости и т. п.) даже из материалов, поддающихся резанию;
3. для замены особо трудоемких (в том числе ручных) операций (удаление заусенцев, скругление кромок и т. п.);
4. для получения высококачественной, в том числе полированной поверхности без дефектов в поверхностном слое.

Известные разновидности электрохимической обработки целесообразно классифицировать по двум определяющим признакам — механизму самого процесса разрушения металла и способу удаления из рабочей зоны продуктов реакции.

Исходя из этого можно назвать три основных направления, по которым идет развитие и внедрение электрохимических методов обработки: электрохимикогидравлическая (анодно-гидравлическая) обработка, электрохимикомеханическая обработка и комбинированные методы обработки.

Электрохимикогидравлическая обработка

Электрохимикогидравлическая обработка (называемая также электрохимической обработкой в проточном электролите) основана на анодном растворении металла и удалении продуктов реакции из рабочей зоны потоком электролита.

При этом скорость движения потока электролита в межэлектродном зазоре поддерживается в пределах 5-50 м/сек (при помощи насоса, обеспечивающего давление 5-20 кгс/см2, или благодаря вращению катода-инструмента, непрерывно смачиваемого электролитом).

Рабочее напряжение поддерживается в пределах 5-24 в (в зависимости от материала и технологической операции), зазор между электродами от 0,01 до 0,5мм; величина зазора регулируется автоматическими следящими системами.

Энергоемкость этой группы процессов зависит от химического состава обрабатываемого материала и выхода по току. Для большинства технологических операций она составляет 10-15 квт-час/кг. Наиболее распространенными в настоящее время являются следующие виды электрохимикогидравлической обработки.

Копировально-прошивочные операции, осуществляемые при поступательном движении катода-инструмента, форма которого копируется на изделии одновременно по всей поверхности (рис. 5).

Эти операции применяются при изготовлении лопаток турбин, ковочных штампов и т. д. При скорости удаления металла 0,1-0,5 мм/мин достигается чистота поверхности 6-7; с ростом скорости обработки до 1-2 мм/мин чистота поверхности повышается до 8-9.

Наибольшая производительность, получаемая при обработке полостей на станке модели МА-4423, составляет 15000 мм3/мин при токе 5000 а. Скорость подачи инструмента в направлении съема металла составляет 0,3-1,5 мм/мин при обработке штампов, прессформ и лопаток и 5-6 мм/мин при прошивании отверстий. Чистота поверхности 6-9; точность обработки 0,1-0,3 мм.

Обработка ведется при минимальных зазорах (0,1-0,15 мм); наибольшие зазоры (5-6 мм) — при одновременной обработке больших поверхностей.

Рис. 5. Схема прошивания отверстия электрохимическим методом

Рис. 6. Обработка вращающимся дисковым инструментом

Обработка вращающимся дисковым инструментом

Обработка вращающимся дисковым инструментом (рис.

6), которая позволяет осуществлять профильное, плоское и круглое наружное шлифование безабразивным инструментом с получением чистоты поверхности 7-9 при производительности по нержавеющим сталям до 150-200 мм3/мин с рабочей площади 1 см2 и 60-80 мм3/мин по твердым сплавам, применяется для получения профиля твердосплавных резьбовых плашек, фасонных резцов, накатных роликов, изготовления наружных шлицевых пазов, прорезания узких щелей, разрезания заготовок (ширина реза 1,5-2,5 мм; чистота поверхности 6-7), а также для обработки постоянных магнитов. Обработка ведется при зазорах в 0,01-0,1 мм; точность обработки 0,01-0,05 мм, чистота поверхности 6-9. Скорость подачи в зависимости от глубины обработки колеблется от 1 до 40 мм/мин, напряжение 6-10 в. При обработке твердого сплава применяется переменный или импульсный ток.

Рис. 7. Схема электрохимического удаления заусенцев: 1 — инструмент; 2 — изолирующая втулка; 3-заготовка (анод); 4 — удаляемый заусенец

Проволочное сложноконтурное вырезание по копиру изделий из закаленных, нержавеющих сталей и других труднообрабатываемых материалов позволяет изготовлять матрицы штампа, шаблоны, сквозные и глухие пазы.

Производительность обработки до 40 мм2/мин при чистоте поверхности 8 — 9. Точность обработки при прямолинейном резании 0,02 мм, при резании по контуру 0,06 мм.

Максимальная толщина разрезаемой заготовки 20 мм (приведенные данные получены на станке МА-4429).

Изготовление канавок в специзделиях.

Фигурная обработка тел вращения как по торцу изделия, так и снаружи и внутри. Точность обработки при применении фасонного катода 0,05-0,1 мм.

Электрохимикомеханическая обработка

Электрохимикомеханическая обработка основана на анодном растворении металла и удалении продуктов реакции с обрабатываемой поверхности и из рабочей зоны при помощи абразива и потока электролита.

К этому виду обработки относятся электрохимическое шлифование (электроабразивная или электроалмазная обработка), электрохимическая обработка с нейтральным абразивом (шлифование, хонингование и полирование) и анодно-абразивная обработка.

При электроабразивной и электроалмазной обработке съем металла осуществляется не только за счет реакции анодного растворения, но также и зернами абразива или алмаза.

Производительность при электроалмазном шлифовании твердых сплавов в 1,5-2 раза выше, чем при алмазном шлифовании, а износ алмазного круга меньше в 1,5-2 раза (при работе кругами на бронзовой связке Ml, на связках М5, МВ1 и МО13Э износ круга приблизительно такой же, как при алмазном шлифовании); чистота поверхности такая же, как при алмазном шлифовании. При электрохимическом шлифовании мощность, расходуемая на привод шлифовального круга, уменьшается в несколько раз. При этом резко понижается температура поверхностного слоя, благодаря чему полностью исключается появление трещин и прижогов. Этот метод широко применяется для затачивания твердосплавного инструмента.

Электрохимическая обработка с нейтральным абразивом находит применение для плоского, круглого и профильного шлифования, хонингования внутренних цилиндрических поверхностей, супер- финишной обработки. Во всех случаях производительность этих операций в четыре — восемь раз больше, чем при механической обработке.

Комбинированные методы обработки

К комбинированным методам обработки относятся электроэрозионнохимический и электрохимический — ультразвуковой.

Электроэрозионнохимический метод обработки основан на одновременном протекании процессов анодного растворения и эрозионного разрушения металла и удалении продуктов реакции из рабочей зоны потоком электролита.

При прошивочных операциях скорость подачи катода достигает 50-60 мм/мин для стали, 20- 30 мм/мин для жаропрочных сплавов и 10 мм/мин для твердых сплавов.

Этот метод может быть использован также для круглого, плоского и профильного шлифования, разрезания заготовок из труднообрабатываемых материалов. При разрезании заготовок из нержавеющей стали производительность составляет 550-800 мм2/мин; износ инструмента при этом достигает 4-5%; точность обработки 0,1-0,3 мм. Станки для этого метода обработки в настоящее время не выпускаются.

Электрохимический способ обработки основан на разрушении металла путем одновременного анодного растворения его и воздействия ультразвуковых колебаний. Этот способ применяется для обработки твердосплавных вытяжных штампов.

Похожие материалы

Как же происходит электрохимическая обработка металла?

Обрабатываемая деталь подсоединяется к положительному источнику тока и становится анодом, а электрод-инструмент — к отрицательному и становится катодом. Расстояние между катодом и анодом устанавливают от 0.05 до 0.5 мм , и в этом малом зазоре, с помощью насоса, непрерывно прокачивается электролит.

Нерабочие поверхности катода покрывают тонким слоем изоляции и, т.к.

зазор между электродами очень мал, напряжённость электрического поля очень высока и плотность тока достигает больших величин ( до 250 а/см2 ).

Металл анода растворяется с большой скоростью одновременно под всей рабочей поверхностью катода и с обрабатываемой детали снимается значительный слой, со скоростью от 0.5 до 6 мм в минуту.

При этом на аноде воспроизводится форма и размеры катода с очень высокой точностью. По мере растворения металла на аноде, катод постепенно приближают к аноду для сохранения величины зазора.

В качестве электролита применяют водные растворы неорганических солей например, азотнокислый или хлористый натрий.

Что же происходит в межэлектродном пространстве?

Рассмотрим пару—железный анод в водном растворе хлористого натрия. При электролитической диссоциации вода разлагается на катионы водорода и анионы гидроксила:

Металл растворяется на аноде и ионы железа реагируют с ионами гидроксила, образуя гидраты окислов железа, которые не растворяются в воде и выпадают в осадок:

Таким образом , растворение тела анода и есть электрохимическая обработка изделия с целью придать ему нужную форму.

Электрохимическая обработка металлов позволяет:

обрабатывать любые металлы и сплавы, независимо от химсостава и механических свойств;

инструмент-катод не изнашивается;

эта обработка не меняет структуру металла, не даёт трещин и других дефектов;

упрощается технология обработки, особенно если необходимо выполнить фигурное отверстие и полость сложной формы, т.к. необходимо только поступательное движение катода нужной конфигурации.

Электрохимические методы обработки металлов нашли широкое применение при изготовлении различных деталей, в особенности тех, которые трудно или невозможно изготовить другим способом.