в). Вибрация электродов применяется совместно с импульсным напряжением или при постоянном токе. Вибрация электродов может осуществляться параллельно или перпендикулярно направлению подачи как с одинаковой, так и с разной амплитудой колебаний по обоим направлениям.
г). Локализация процесса анодного растворения позволяет ограничить прохождение тока через участки заготовки, прилегающие к обрабатываемому, и за счет этого повысить точность формообразования;
д). Для чистовой обработки турбинных лопаток применяют растворы NaCl с малой массовой концентрацией (50…60 г/л). За счет малого количества ионов резко снижается степень рассеяния;
е.) Введение в электролит воздуха и других газов под напором;
ж). Применение локальной обработки заготовки отдельными секциями электрода- инструмента, на которые последовательно подают напряжение. Последовательность включения секций направлена против движения электролита, поэтому все продукты отработки удаляются из зазора, минуя работающую секцию;
з). Наиболее широко применяют локализацию обрабатываемого участка путем диэлектрических покрытий детали (например, с помощью фотохимии).
Если бы удалось получить одинаковые режимы обработки по всей обрабатываемой поверхности, то погрешность при изготовлении деталей любой сложности не превышала бы нескольких мкм. Наиболее сложно добиться постоянства проводимости электролита, которая зависит от температуры, количества газообразных продуктов обработки. Задача облегчается, если в зазоре отсутствуют газообразные продукты обработки.
Учеными предложены электролиты, в которых водород в атомарном виде сразу вступает в реакцию — такие электролиты называются безводородными. Это хлорид аммония, дихлорид железа, которые вызывают активную коррозию оборудования.
В настоящее время ЭХО позволяет получить:
а) при обработке неподвижными электродами со съемом по глубине до 0,2 мм-погрешность не более 0,02 мм, при большей глубине-0,03…0,050 мм;
б) при прошивании мелких отверстий (Ø до 2 мм) – точность по 9…10-му квалитету СЭВ;
в) при обработке полостей и разрезании-по12…14-му квалитету СЭВ;
г) для схем точения точность-8…10-му квалитету;
д) при шлифовании металлическими, электроабразивными и электроалмазными кругами точность по 6…7-му квалитету СЭВ.
3.3.3 Шероховатось
Формирование микрорельефа поверхности при ЭХО зависит от:
а) структуры материала заготовки;
б) состава материала; его температуры;
в) скорости прокачки электролита;
Если ЭХО выполняют после механической обработки, то в начале процесса анодного растворения микрорельеф повторяет профиль заготовки. Характер микронеровностей зависит от структуры обрабатываемого материала. Чаще наблюдается межкристаллитное растравливание, так как зерна растворяются медленнее. Оно и определяет шероховатость поверхности. Чем мельче зерно, тем меньше глубина межкристаллитного растравливания. Глубина микронеровностей зависит от плотности тока. Для большинства сплавов с увеличением плотности тока шероховатость обрабатываемой поверхности снижается. Чем ниже температура электролита (при той же плотности тока), тем меньше высота неровностей. В большинстве случаев температура электролита равна 17…37°С. Для обработки титановых сплавов-47°С; Для чистовой обработки нержавеющих сталей -4°С.
3.3.4Физические свойства поверхности
После ЭХО в поверхностном слое не наблюдается снижение содержания углерода и изменения твердости, отсутствует наклеп. Напряжения повышаются вследствие растравливания — есть концентрация напряжений, так как межкристаллитные углубления имеют меньше радиус закруглений. Для уменьшения напряжений в поверхностном слое нужно повышать плотность тока, применять охлажденные электролиты, использовать импульсный ток, стабилизировать параметры электролита.
Влияние качества поверхности после ЭХО на механические свойства материала:
а). При эксплуатации деталей на них могут воздействовать статические, динамические (ударные) и циклические (знакопеременные) нагрузки.
б). Низкая шероховатость поверхности после ЭХО повышает механические свойства материалов, так как качество поверхности одинаково во всех направлениях.
в). Отсутствие же наклепа поверхности от воздействия инструмента снижает механические показатели, особенно сопротивление усталости.
г). Повышение предела прочности при статических и ударных нагрузках образцов из конструкционных сталей после ЭХО при растяжении, сжатии, кручении и изгибе такой же, как у механически обработанных образцов.
3.3.5Сопротивление усталости
По значению предела выносливости образцы из конструкционных сталей и алюминиевых сплавов после ЭХО близки к шлифованным образцам. Детали из этих материалов после ЭХО можно использовать в конструкциях, работающих в условиях вибраций, знакопеременных нагрузках.
Одним из основных методов повышения механических свойств материалов после ЭХО является последующее полирование (виброполирование) для снятия растравленного слоя и выполнения наклепа. ЭХО часто используют взамен точения, фрезерования, долбления.
3.3.6 Технологичность деталей при размерной ЭХО
Для более полного использования преимуществ ЭХО необходимо проектировать детали с учетом особенностей процесса анодного растворения сплавов.
При любом режиме ЭХО высота неровностей соответствует чистовым операциям механической обработки, и с возрастанием скорости съема металла шероховатость поверхности снижается. В отличие от механической обработки технологические показания ЭХО даже повышаются с увеличением твердости материала заготовки. Кроме того, при ЭХО инструмент либо вообще не изнашивается, либо изнашивается незначительно.
3.3.7 Требования приЭХО
При использовании ЭХО необходимо удовлетворить следующим требованиям, общим для всех видов заготовок и схем обработки:
а) Поверхность перед ЭХО должна быть очищена от окалины и других неэлектропроводных веществ.
б) В местах, где удаление металла планируют выполнить с применением ЭХО, не допускается местная зачистка поверхности, например, для контроля твердости.
в) ЭХО необходимо проводить после термической обработки заготовки. Это позволяет избежать нарушения точности за счет коробления при термической обработке, предотвращает появления обезуглероженного слоя в готовой детали.
г) При проектировании заготовок припуск не должен быть меньше некоторого предельного значения, определяемого с учетом возможного растворения на обрабатываемых и соседних поверхностях, где металл может раствориться за счет токов рассеяния и ускоренного съема на кромках детали.
д) В технологическом процессе не предусматривают операции и переходы по удалению заусенцев и округлению кромок на поверхностях после ЭХО.
4 Особенности рабочих процессов физико-химических методов и процесса резания
Особенности рабочих процессов физико-химических методов и процесса резания приведены в таблице 1.
Таблица 1
| Способобработки | Рабочийпроцесс | Используемаяэнергия | Мощность удельная,Nуд, Вт/см2 | Рабочая среда | Род обрабатываемых материалов |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| Электро-эрозионный | Эрозия в импульсных разрядах | Тепловая | 104... 108 | Жидкость диэлектрическая | Электропроводящие |
| Электро-контактный | Механическое удаление нагретого металла | то же | 104 | Воздух, газ | то же |
| Электро-химический | Анодное растворение | Химическая | 103... 104 | Электролит | _____,,_____ |
ИСПОЛЬЗУЕМАЯ Литература
1. Артамонов, Б. А., Волков, Ю. С., Дрожалова, В. И. и др. Электрофизические и электрохимические методы обработки материалов. Учебное пособие (в 2-х томах). /под ред. В. П. Смоленцева. — М.: Высшая школа, 1983.
2. Бирюков, Б. Н. Электрофизические и электрохимические методы размерной обработки. / Б. Н. Бирюков — М.: Машиностроение, 1981.
3. Мороз, И. И. Электрохимическая обработка металлов. / И. И. Мороз — М.: Машиностроение, 1969.
4. Попилов, Л. Я. Электрофизическая и электрохимическая обработка материалов. / Л. Я. Попилов. Справочник. 2 - е изд. доп. и перераб. — М.: Машиностроение, 1982.
5.Петруха.П.Г.Технология обработки конструкционных материалов. / Под ред. П. Г. Петрухи — М: Высшая школа, 1991.