Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Електрофізичне та електрохімічне розмірне оброблення деталей






Постійне зростання вимог до якості і надійності виробів зумовлює створення нових методів розмірної обробки та застосування технологій, які забезпечують підвищення стійкості деталей до зношування, корозійної стійкості до дії агресивних речовин та покращання інших експлуатаційних показників. До таких методів обробки, які вже знайшли досить широке застосування в сучасному машинобудуванні, належать електрофізичні та електрохімічні методи обробки.

Значною перевагою цих методів перед різанням є:

• можливість обробки профілів складної форми копіюванням форми інструмента;

• здатність до обробки матеріалів будь-якої твердості і в’язкості;

• можливість обробки криволінійних і спіральних отворіа виконання дуже малих отворів, вузьких і глибоких шліців;

• відсутність спотворень структури матеріалів, з яких виготовляють деталі;

• можливість використання інструментів, які поступаються за міцністю матеріалам, що піддаються обробці;

• підвищення продуктивності праці та спрощення обладнання при обробці особливо складних профілів деталей.

Всі види електрофізичних та електрохімічних методів обробки можна поділити на такі категорії: електророзрядні, електрохімічні, ультразвукові, променеві та комбіновані.

В усіх цих методах обробки зняття припуску відбувається за рахунок електричної або хімічної ерозії, а отже, загальним недоліком методів обробки, які розглядаються, є суттєве підвищення енергоємності процесів. Але з економічного погляду цей недолік повністю виправдується підвищенням продуктивності праці та наявності можливості автоматизації виробничих процесів. Вважається, що техніко-економічний ефект від застосування фізико-хімічних методів обробки полягає в тому, що час обробки фасонних поверхонь зменшується в 2 - 3 рази, а складних - в 5-10 разів порівняно з обробкою різанням.

ЕЛЕКТРОХІМІЧНА ОБРОБКА МЕТАЛІВ
 
Методи електрохімічної обробки матеріалів засновані на хімічних процесах, що виникають у результаті проходження електричного струму через ланцюг, утворений провідниками (електродами) і рідиною, що знаходиться між ними (електролітом). Принципові схеми такого ланцюга (електролітичного осередку, ванни) показані на рис.10.
 
У цій главі розглянуті лише ті методи електрохімічної обробки, при яких відбувається видалення деяких кількостей металу з оброблюваної заготовки і їхній перехід у неметалічний стан.Основна увага виділена розмірній електрохімічній обробці.
 
Особливості електрохімічної розмірної обробки:
 
продуктивність обробки досягає 50 000 мм3/мин і вище;
 
чистота обробленої поверхні звичайно знаходиться в межах 2.5.0.63;
 
відсутність електрода інструмента;
 
із збільшенням продуктивності підвищуються чистота поверхні і точність обробки;
 
необхідність очищення електроліта;
 
необхідність видалення водню з робочої камери (при видаленні 1 кг сталі виділяється біля 0.5м3 водню);
 
висока енергоемність процесу (1000 а.ч на 1 кг знятого металу).
 
Принципово механізм електрохімічного профілювання перебуває в тому, що поверхня заготовки, зазнаючи електрохімічного розчинення в якості анода, одержує на різних ділянках різну щільність струму, відповідно відстаням від профільного катода. У результаті розчинення на цих ділянках відбувається з різною швидкістю і приводить до утворення профілю, що представляє собою зворотне зображення катода.
 
Відповідно цій схемі здійснюються всі операції електрохімічного профілювання, копіювання і т.д, що приводять до зміни форми заготовки.
 
 
Рис.10. Принципова схема електролітичного осередку і процесу електролізу:
 
1 - ванна; 2 - електроліт; 3 - катод; 4 – анод
 
лектроліти для електрохімічної розмірної обробки.
 
Принципово анодне розчинення може відбуватися в будь-якому електроліті, що утворить із металом добре розчинні у воді з'єднання. Практично найбільш поширені деякі розчини, зокрема розчин хлористого натрію.
 
Водяний розчин хлористого натрію (повареної солі) придатний для електрохімічної обробки стали 50, ОХНЗМ, 40Х, жароміцних нікелевих сплавів, а при добавці їдкого натра - для обробки металокерамічних вольфрамокобальтових сплавів. Позитивні сторони такого електроліту - низька вартість і тривала працездатність. Останнє пояснюється тим, що хлористий натрій безупинно відновлюється в розчині. При використанні водяних розчинів хлористого натрію для обробки деталей із нержавіючої сталі (наприклад, Х18Н9Т) можливе зниження корозійної стійкості при низьких густинах струму. На інших металах цього не спостерігається.
 
Для електрохімічної обробки нікелевих сплавів і титана іноді застосовують водяні розчини сірчаної кислоти. Ці розчини забезпечують високу чистоту поверхні і не викликають корозії деталей.
 
Розчини сірчанокислого натрію придатні для обробки деталей із нержавіючої сталі Х18Н9Т і забезпечують високу швидкість знімання і дзеркальної поверхні виробу.
 
Електроліти із водяного розчину якої-небудь солі, зокрема хлористого натрію, швидко змінюють свою кислотність (рн) і електропровідність у процесі роботи внаслідок утворення при електролізі лугу і нагромадження її в розчині.
 
Приклади електрохімічної розмірної обробки.
 
В даний час електрохімічна розмірна обробка використовується в основному при утворенні отворів і порожнин, профілюванні і формоутворенні копіюванням, видаленні задирок і грата, різанню і довбанні.
 
Електрохімічна розмірна обробка турбінних лопаток. Принципові схеми двох варіантів операції показані на рис. 11. У першому варіанті (рис. 11, а) заготовка й інструмент протягом всієї операції залишаються нерухомими, а міжелектродний проміжок безупинно збільшується. Цей варіант застосовують головним чином для видалення рівномірного припуску з заготовки, отриманої штампуванням або електроерозійним способом.
 
Більш поширена обробка рухливими електродами (рис. 11, б). Тут заготовку (анод) установлюють між двома катодами-інструментами, що одержують зустрічне переміщення в напрямку до деталі.
 
 
Рuc 11. Принципові схеми електрохімічної обробки турбінних лопаток:
 
а - нерухомими електродами; б - рухливими електродами;
 
1 - підведення струму до виробу; 2 - підведення електроліту; 3 - підведення струму до катода;)м; 4 - профільні катоди; 5 - лопатка, що профілюється; 6 - відвід електроліту; 7 - корпус камери; 8 - насос.
 
Електрохімічне прошивання отворів і порожнин (свердління, довбання) схематично показані на мал.
 
 
Рис. Схема електрохімічного прошивання отворів і порожнин
 
Електрохімічне утворення кільцевих канавок усередині деталей типу втулок (рис.13). Втулку 1 закріплюють в установочному пристосуванні спеціального двухшпиндельного верстата і підключають до позитивного полюса джерела струму. Усередині деталі встановлюють електрод-інструмент 2, що представляє собою латунний стрижень, покритий на неробочій частині ізоляцією і
з'єднаний із негативним полюсом. Робочу частину електрода-інструмента - неізольоване кільце - установлюють поблизу оброблюваної поверхні.
 
 
Рис. 13. Схема електрохімічного утворення кільцевих канавок усередині втулки
 
У проміжку між електродами (0, 4-0, 6 мм) із швидкістю 10- 12 м/с протікає електроліт - водяний розчин хлористого натрію. При включенні струму відбувається інтенсивне розчинення частини анодной поверхні, розташованої поблизу робочої частини інструмента, з утворенням кільцевої канавки глибиною 0, 2 мм (час обробки 12 сек).
1. Класифікація і особливості електрофізичних та електрохімічних методів обробки
 
Під загальною назвою електрофізичні та електрохімічні методи обробки матеріалів об'єднані: електрохімічні, электро-хіміко- механічні (анодно-механічні), электроэрозійні, электрогідравлічні, електронно-променеві, плазменні, ультразвукові світлопроменеві і ряд інших методів (див. загальну класифікаційну схему), які відрізняються від механічної обробки різанням або тиском використання в ролі обробного інструмента електричної енергії або специфічних фізичних явищ, створюваних цією енергією.
 
Таблиця 1
 
Класифікація електрофізичних та електрохімічних методів обробки
 
№ п/п Методи обробки Точність обробки (квалітет) Шорсткість обробки , мкм
  Електрофізичні Ерозійна Електроіскрова 10-6 25-0.1
Електроімпульсна 12-5 5-1.6
Електроконтактна 11-10 5-0.4
Анодно-механічна 10-6 1.6-0.025
Ультразвукова 9-6 1.6-0.025
Плазмова - -
Лазерна 11-10 2.5-0.32
Електронно-променева 10-9 3.2-0.4
  Електрохімічні Розмірна 11-9 3.2-0.4
Полірування 9-6 0.4-0.02
Анодно-гідравлічна 10-8 5-0.8
  Комбіновані Електоерозійнохімічна 10-7 3.2-0.4
Абразивно-електрохімічна 10-6 1.6-0.02





© 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.