Последовательность выполнения работы. 1. Изучите теоретические основы электрохимической размерной обработки

1. Изучите теоретические основы электрохимической размерной обработки.

2. Ознакомьтесь с устройством и принципом работы лабораторной установки ЭХТ–97.

3. Совместно с преподавателем разберите представленные в начале работы формулы химических реакций, протекающих в технологической системе при электрохимической размерной обработке.

4. Получите у учебного мастера заготовку для эксперимента — пластинку, изготовленную из стали 45.

5. Измерьте штангенциркулем размеры рабочей зоны пластинки, микрометром — толщину h заготовки и профилометром MarSurf PS1 — шероховатость обрабатываемой поверхности по параметру Ra,по три измерения каждого параметра. Полученные значения занесите в таблицу П.1 протокола измерений, форма которого представлена в разделе «Содержание отчета» данной работы.

6. Установите заготовку в ёмкость с электролитом — 15 % водным раствором соли NaCl, выдержав заданное преподавателем значение межэлектродного зазора d (в пределах 3–10 мм).

7. Проведите обработку заготовки в течение 5 минут при заданном преподавателем значении силы тока I и установившемся значении напряжения U. После травления измерьте толщину образца h и шероховатость поверхности Ra профилометром MarSurf PS1 (см. приложение 2). Результаты измерений занесите в таблицу П.2 протокола измерений.

8. Повторите дважды (в таблице П.2 — эксперименты 2 и 3) на этом же образце перечисленные в пунктах 5, 6, 7 действия, увеличивая каждый раз значение силы тока I, и занесите измеренные данные в таблицу П.2 (эксперименты 2 и 3) протокола измерений.

9. Вычислите значения плотности тока в каждом эксперименте по формуле ρ_I = I / S, А/мм²; результаты расчётов занесите в таблицу 1.37.

Таблица 1.37

Результаты расчётов

Номер эксперимента	ρI, А/мм^2	Δ h, мм	mф, кг	kh	υр, мм/мин	Пm, кг/мин	wm, Дж/кг

10. Рассчитайте и занесите в таблицу 1.37 значения коэффициентов выхода по току для каждого эксперимента. Для этого:

— вычислите толщину Δ h удалённого за 5 минут обработки слоя материала по каждому эксперименту по формуле Δ h = h₂ – h₁, в которой индексы 1 и 2 обозначают номера измерений;

— рассчитайте массу m_ф, кг, удалённого слоя по формуле:

m_ф = 10^-9 ρ_mS Δ h;

— используя формулу (1.57) и данные таблицы 1.38, определите значения коэффициента выхода по току k_h.

Таблица 1.38

Плотность и электрохимические эквиваленты некоторых сплавов

№ п/п	Материал	ρ m, кг/м^3	kэх, кг/Кл
	2Х13		2,58×10^-7
	5ХНМ		2,86×10^-7
	ВК8		3,10×10^-7
	Т15К6		2,75×10^-7
	Т5К10		3,05×10^-7
	30ХГСА		2,88×10^-7
	38ХНМЮА		2,83×10^-7
	Д1		0,93×10^-7
	ВТ16		1,79×10^-7
	ВТ22		1,72×10^-7

Окончание табл. 1.38

№ п/п	Материал	ρ m, кг/м^3	kэх, кг/Кл
	ЭИ-893		2,64×10^-7
	Х18Н9Т		2,76·10^-7
Примечание. В экспериментах используются образцы из стали 45, имеющей kэх = 2,69×10^-7кг/Кл, ρm = 7800 кг/м^3.

11. Рассчитайте производительность по массе П_m = m_ф / τ_о, кг/мин, и удельную энергоёмкость процесса обработки w_m, Дж/кг, по формуле (1.61) при различных значениях плотности тока. Результаты расчётов занесите в таблицу 1.37.

12. Постройте графики экспериментально полученных зависимостей анодного выхода по току, скорости анодного растворения и удельной энергоёмкости процесса от плотности тока: k_h = f₁ (r_I), υ_Р = f₂ (r_I), w_m = f₃ (r_I). Нанесите на построенные графики типовые графики соответствующих зависимостей, представленные на рисунке 1.65. Охарактеризуйте степень совпадения полученных результатов с теоретическими зависимостями электрохимической обработки заготовок.

13. Постройте график зависимости шероховатости обработанной поверхности заготовки от плотности тока Ra = f (ρ_I).

14. Рассчитайте по предложенным преподавателем параметрам производительность по массе П_m для процесса концевого фрезерования заготовки и сопоставьте полученные данные с производительностью электрохимической размерной обработки.

15. Получите у преподавателя индивидуальное задание (таблица 1.39).

Выполните по индивидуальному заданию следующие действия:

— нарисуйте схему обработки заготовки и эскиз рабочей части применяемого электрода-инструмента с необходимыми видами и (или) сечениями;

— рассчитайте площадь поверхности S, подлежащей обработке;

— пользуясь данными, приведёнными в таблице 1.39, определите необходимую для выполнения обработки плотность тока по формуле

, А/мм²;

— определите силу тока I, обеспечивающую скорость анодного растворения υ_р = 0,05 мм/мин, по формуле I = ρ_IS; анодный выход по току k_h примите равным среднему значению, полученному в экспериментах;

— рассчитайте время t_о электрохимической обработки заготовки.

Содержание отчёта

1. Наименование работы.

2. Условия проведения эксперимента: материал и размеры заготовки, размеры её рабочей зоны, значение межэлектродного зазора d,состав и концентрация электролита, измерительные приборы и инструменты.

3. Таблица результатов эксперимента по форме таблицы П.2 протокола измерений.

Расчёты, перечисленные в пунктах 9–11 раздела «Последовательность выполнения работы», и таблица результатов (по форме таблицы 3.1).

4. Графики зависимостей: k_h = f₁ (ρ_I), υ_Р = f₂ (ρ_I), w_m = f₃ (ρ_I), Ra = f₄ (ρ_I).

Таблица 1.39

Индивидуальные задания

№ п/п	Операционный эскиз	№ п/п	Операционный эскиз	№ п/п	Операционный эскиз
	Материал: 2Х13		Материал: 30ХГСА		Материал: ЭИ-893
	Материал: Сталь 40Х		Материал: Т5К10		Материал: ВТ16

Окончание табл. 1.39

№ п/п	Операционный эскиз	№ п/п	Операционный эскиз	№ п/п	Операционный эскиз
	Материал: 5ХНМА		Материал: Т15К6		Материал: 38ХМЮА
	Материал: ВК8		Материал: Сталь 40ХН		Материал: Д1

5. Сопоставление производительности электрохимической обработки заготовки (по эскизу индивидуального задания) с производительностью её обработки указанными преподавателем методом и режимом обработки.

6. Выводы.

7. Номер, формулировка, исходные данные индивидуального задания (таблица 1.39) и эскиз детали.

Индивидуальное задание: «Определить силу тока, необходимую для травления заготовки и рассчитать основное время обработки».

8. Расчёты силы тока I, обеспечивающей υ_р = 0,05 мм/мин, и основного времени обработки t_о.

9. Приложение. Протокол измерений (по далее приведённой форме).

Приложение

Дата добавления: 2014-12-27