27)Як здійснюються процеси електрохімічної та електроабразивної обробки?

ЭЛЕКТРОАБРАЗИВНА ОБРОБКА

Электроабразивна обробка являє собою різновид анодно-механічного методу, при котрій функції інструмента і катода виконує електропровідний абразивний круг, зазор між кругом і оброблюваною деталлю підтримується виступаючими зернами абразиву

Абразивні зерна 1 створюють зазор між електропровідною звязкою круга 2 і оброблюваною деталлю 6. Зазор заповнюється електролітом 3, і в ньому відбувається процес анодного розчинення оброблюваної поверхні. Продукти розчинення 4 (анодна плівка) видаляються з поверхні виробу абразивними зернами круга, що одночасно подає свіжий електроліт у зазор. Частково ці продукти заповнюють западини 5.

З часом вершини абразивних зерен зношуються і зазор між оброблюваною деталлю й електропровідною звязкою круга зменшується. Тонкий шар електроліту пробивається і виникає розряд, що приводить до вигоряння зв'язки, що сприяє відновленню колишнього розміру зазора. Принципова схема электроабразивної обробки показана на мал. 8.

Рис.8. Принципова схема електроабразивної обробки.

Електропровідне абразивне коло 3 за допомогою ковзного контакту 2 з'єднаний із негативним полюсом джерела постійного струму 1. Оброблювана деталь 4 через реостат 6, що дозволяє регулювати силу струму в ланцюзі, з'єднується з позитивним полюсом. У зону обробки подається електроліт 5. Электроабразивний круг обертається з Vp== 20-30 м/с, шпиндельна голівка або оброблювана деталь роблять зворотно-поступальний рух.

Напруга постійного струму регулюється потенціометром. Амперметр і вольтметр дозволяють контролювати електричні режими обробки.

Электроабразивна обробка твердих сплавів забезпечує одержання чистоти поверхні до 016…008. Продуктивність обробки досягає 20-35 мм3/хв твердого сплаву . Обробка твердих сплавів електропровідними абразивами проходить без нагрівання їхньої поверхні, завдяки чому забезпечується повна відсутність сітки мікротріщин.

. Розрізняють обробку зв'язаним абразивом (абразиво-металлнче-скими колами і т.п.) і вільним абразивом (суспензією абразивного порошку в електроліті).

Особливості электроабразивної обробки:

порівняно невисока продуктивність обробки (10- 20 мм3/мин ), порівняно з продуктивністю звичайного діамантового шліфування;

висока чистота обробленої поверхні, що досягає 008;

значний відносний знос круга, що знаходиться в межах 10-15% від об'єму знятого матеріалу;

заокруглення гострих крайок на деталях за рахунок електрохімічного підтравлювання; радіус крайок може досягати 0,1 мм;

низька щільність струму на оброблюваній поверхні і відсутність металевих контактів, що виключає можливість прижогів і нагрівання;

робота на низьких напругах із практично неагресивними електролітами;

застосування кругів струмопровідних, що містять абразив.

Висока чистота обробленої поверхні є головною умовою, що визначає область застосування электроабразивного методу. Йогo можна використовувати як доводочний при виготовленні точних твердосплавних деталей; як метод, що дозволяє здійснювати шліфування твердого сплаву при відсутності діамантового інструмента. Тому що технологічні параметри при электроабразивній обробці в порівнянні з электроалмазною значно нижчі, застосування останньої в більшості випадків краще.

Электроабразивний метод використовується для шліфування витяжних круглих матриць діаметром від 8 до 35 мм із точністю 0,01 мм і чистотою 11-го класу (продуктивність у межах 1-3 ммз/мuн), виготовлення шліфів із високою чистотою поверхні, доведення твердосплавних калібрів із точністю до 1 мкм і т.п.

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

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

Електроліти 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.

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.