Слайд 1
Лекция 9.
Процессы физико-химической обработки
Слайд 2К электро-физико-химическим методам обработки (ЭФХМО) относят методы изменения формы, размеров,
структуры и качества поверхностного слоя заготовок, происходящие под влиянием термического,
химического или комбинированного действия электрического тока, подводимого непосредственно (гальваническая связь) к детали и инструменту, его разрядов, электромагнитного поля, электронной и плазменной струи, акустических волн и т.д.
При этом преобразование электрической или химической энергии в другие виды происходит в зоне обработки, образованной взаимодействующими поверхностями инструмента и детали.
Слайд 3Технологические процессы ЭФХМО отличаются от традиционных технологий механической обработки следующим.
•
Более высокая энергонасыщенность. Требуется плотность потока энергии Р = N/S, гдеN – мощность; S –
площадь обработки 1014 Вт/м2 вместо 106 Вт/м2 для традиционных методов. Это обусловлено тем, что снятие слоя металла происходит в жидкой, парообразной или частично ионизированной фазе, а не в виде твердофазной макроскопической стружки.
• Бесконтактный характер процесса формообразования. Заготовка и инструмент разделены зазором. Поверхность заготовки изменяется без механического соприкосновения с другими телами (кроме технологической среды, которая играет активную роль в процессе обработки).
Слайд 4Эффективность применения ЭФХМО тем выше, чем сложнее форма обрабатываемой поверхности,
выше физико-механические свойства материала заготовки (особенно твердость и вязкость), сложнее
ее обработка традиционным методом.
К электро-физико-химическим методам размерной обработки относятся:
• электрохимическая (ЭХО);
• элсктроэрозионная (ЭЭО);
• ультразвуковая (УЗО);
• электронно-лучевая (ЭЛО);
• светолучевая (СЛО);
• плазменная (ПО);
• комбинированные электроэрозионно-химические и электромеханические способы.
Эти же методы, кроме размерной обработки, используют для выполнения других технологических операций, например сварки, поверхностного упрочнения и пр. При описании сути методов попутно будут указаны возможные области их применения.
Слайд 5Методы ЭХО основаны на локальном высокоскоростном анодном растворении металла и
переносе сто на электрод через токопроводящий раствор. Растворение происходит в
специфических условиях очень малых расстояний между анодом и катодом, высоких плотностей тока (порядка 1000 Вт/см2), быстрого потока раствора электролита в межэлектродном пространстве. Локализация или избирательность процесса растворения обеспечивается конструкцией электрода-инструмента (ЭИ), составом электролита и созданием малых межэлектродных зазоров.
Метод позволяет проводить следующие технологические процессы: отрезку, объемное копирование, точение, прошивку, маркирование, полировку, калибровку, удаление заусенцев.
Слайд 6Наибольшее распространение получили следующие виды ЭХО.
Копировально-прошивочные операции осуществляют при поступательном движении
ЭИ, форма которого копируется на детали одновременно по всей поверхности.
Их применяют, например, при обработке профиля пера лопаток турбины и компрессора газотурбинных двигателей.
Удаление заусенцев, притупление острых кромок проводят, например, для удаления заусенцев с шестерен, деталей гидро- и топливной аппаратуры, деталей автодвигателя и т.д.
Электрохимическое протягивание применяют для получения шлицев, калибрования шестерен, утонения стенок профильных деталей из жаропрочных и титановых сплавов.
Слайд 7Основные преимущества ЭХО по сравнению с традиционными методами механической обработки
следующие:
• возможность формообразования сложнофасонных поверхностей при поступательном движении ЭИ в
отличие от механической обработки, при которой для получения сложной объемной формы необходим построчный последовательный обход поверхности;
• значительно меньшая зависимость основных технологических показателей обработки от физико-механических свойств обрабатываемых металлов;
• отсутствие износа ЭИ;
• резкое снижение силового и температурного воздействия на деталь в зоне обработки;
• минимальное влияние процесса на механические и эксплуатационные характеристики деталей.
Слайд 8Несмотря па это, метод ЭХО не является универсальным. Наибольший эффект
он обеспечивает при обработке высокопрочных или вязких материалов. Учитывая эту
особенность, а также сложность и высокую стоимость электрохимического оборудования, целесообразно применять ЭХО для сталей и сплавов, скорость резания которых обычными методами не превышает 10 м/мин, деталей сложной формы, требующих применения большой номенклатуры инструмента. Метод оказывает влияние на конструкцию изделий и технологию их изготовления. Уже сейчас ряд деталей и изделий различных отраслей промышленности разрабатывают с учетом технологических возможностей ЭХО, что позволяет совершенствовать их конструкции.
