Комбинированные физико-химические методы обработки

Разработаны комбинированные методы обработки деталей, сочетающие преимущества методов электрохимической обработки (ЭХО, называемого также анодным растворением), электроэрозионной обработки, механической обработки, ультразвукового вибрационного воздействия, плазменной обработки.

Электроэрозионно-химический метод обработки (ЭЭХО)

В зазоре между электродами одновременно протекает два процесса – электроэрозионное разрушение металла искровыми разрядами, нагревом контактных перемычек, и его анодное растворение в проточном электролите. В качестве электролита используется обычно водный раствор жидкого натриевого стекла. Материал инструмента должен быть эрозионно-стойким, теплостойким и прочным (графит, вольфрам). Разряд в электролите происходит после возникновения между электродами изолирующего газопарового слоя (водород, выделяющийся на катоде).

Преимуществом ЭЭХО является взаимное ослабление действия факторов, ограничивающих съем металла при раздельном использовании методов.

То есть комбинированный метод имеет большую производительность, чем ЭХО, при меньшей точности. Рекомендуется для выполнения черновых операций.

Анодно-механический метод обработки

Основан на электрохимическом растворении металла заготовки с последующим его удалением механическим путем. В общем случае происходит одновременно три процесса: 1) анодное растворение (как при электрохимической обработке); 2) электроэрозия; 3) механическое удаление металла с продуктами растворения и эрозии.

Производительность метода выше, чем при анодном растворении.

Рис. 4.8.1. Принципиальная схема анодно-механической установки и процесса обработки:

1 – инструмент-электрод;

2 – электролит;

3 – заготовка; 4 – продукты распада

Принципиальная схема процесса обработки показана на рис. 4.8.1. При сближении электродов 3 (обрабатываемое изделие) и 1 (инструмент) и при наличии между ними электролита (рабочей жидкости) 2 во время прохождения тока происходит разрушение электрода, соединенного с положительным источником тока (анодом). Это разрушение при низких плотностях тока происходит в виде анодного растворения металла, а при высоких плотностях в виде его электроэрозионного разрушения. Образующиеся продукты распада 4 плохо проводят ток и изолируют один электрод от другого. Для удаления их осуществляют движение электрода 1 (инструмента) с небольшим усилием. В этом случае процесс протекает непрерывно, обнажающийся материал заготовки продолжает разрушаться, и требуемая обработка осуществляется независимо от его твердости.

Процесс анодно-механической обработки зависит от электрического режима (плотности тока, напряжения) и механических параметров (давления на обрабатываемую поверхность, скорости движения инструмента). На рис. 4.8.1 (см. выноску I) показана одна из предполагаемых схем процесса.

В качестве электролита при анодно-механической обработке, также как и при ЭЭХО, используется водный раствор жидкого натриевого стекла.

Анодно-механическим способом обрабатывают заготовки из всех токопроводящих материалов, высокопрочных и труднообрабатываемых металлов и сплавов, вязких материалов.

В станках для анодно-механической обработки используют системы ЧПУ. От программы осуществляется управление скоростями движений заготовки и инструмента, поддерживается постоянство зазора в рабочем пространстве между ними, задаются параметры электрического режима при переходе с черновой обработки на чистовую.

Рис. 4.8.2. Примеры анодно-механической обработки

Анодно-механическим методом (рис. 4.8.2) разрезают заготовки на части (а), прорезают пазы и щели, обтачивают поверхности тел вращения (б), шлифуют плоские поверхности и поверхности, имеющие форму тел вращения (в), полируют поверхности, затачивают режущий инструмент.

При электрохимическом шлифовании (см. рис. 4.8.2, в) инструментом-электродом служит шлифовальный круг на электропроводной связке (бакелитовая связка с графитовым наполнителем, металлическая связка). Межэлектродный зазор образован абразивными зернами, выступающими из связки (рис. 4.8.3). В зазор подается электролит.

Рис. 4.8.3. Схема анодно-механического шлифования: 1 – заготовка; 2 – абразивные зерна; 3 – связка шлифовального круга

Снятие припуска происходит за счет анодного растворения, механического резания абразивными зернами, и электроэрозии. Продукты анодного растворения удаляются механически – абразивными зернами. Процесс электроэрозии препятствует засаливанию абразивного круга, вскрывая новые абразивные зерна (происходит непрерывная правка круга). Таким образом, факторы, ограничивающие съем металла при раздельном использовании методов, при использовании комбинированного метода взаимно ослабляются. Резко повышается производительность.

Кроме того, при электрохимическом шлифовании исключаются сколы и трещины в металле заготовки, что особенно важно при обработке хрупких сплавов. Также полностью исключаются прижоги при обработке вязких сталей.

Дата добавления: 2014-01-07