Лекция  №8

Электрохимическая обработка металлов и сплавов.

Современное состояние и перспективы развития. 

Электрохимическая обработка деталей  машин. 

       В 1928 г. инженеры Гусев и Рожков впервые  предложили использовать ЭХ процесс  для формирования, при этом электродам задавалось некоторое скоростное перемещение, равное скорости аморфного растворения.

Рис.1 Схема  ЭХО

        В соответствии с законом Ома  сила тока определяется величиной  приложенного напряжения и сопротивления проводника, через который течёт ток.

              плотность тока  

       Величина  электрохимического эквивалента определяется атомной массой растворенного металла, валентностью, с которой металл переходит в раствор и количеством пропущенного электричества.

       Выход по току определяет соотношение реально снятого с поверхности металла к теоретически возможному объёму

       Совершенствование схем ЭХ формообразования осуществлялись в следующей последовательности.

       Рассмотрим элементарную ступеньку и заставим инструмент перемещаться со скоростью V=const. По мере растворения электрод заменяет заготовку .

       В этом случае происходит более точное копирование формы электрода-инструмента, однако точность копирования ограничивается .

       Рис.2 Схема формообразования ступени 

       Для повышения точности формообразования необходимо контролировать величину межэлектродного зазора. Для этого предложена схема дискретной обработки с периодическим ощупыванием электродом- инструментом заготовки. 
 
 
 

        При этом точность копирования составляет 0,1-0,3мм. Производительность процесса ниже, при непрерывной подаче электрода инструмента наличия пауз между подачей рабочих импульсов. В дальнейшем совершенствование схемы явилось использование пакетов импульсов, что позволило производить обработку на зазорах менее 0,05мм.

       Для интенсивной промывки межэлектродного  промежутка применяют отвод электрода  инструмента на промывочный зазор, в результате получаем схему: 

       Рис.5 Импульсно-циклическая схема ЭХО 

       Производительность  импульсно-циклической схемы как  правило не более 0,1мм/мин.

       При обработке сложно фасонных  поверхностей используют стандартную обработку, разбивая общий припуск на отдельные составляющие, каждые из которых обрабатывают с использованием различных схем ЭХ обработки. Так большую часть металла снимают на производительности схемы с постоянной передачей, затем переходят на дискретную схему и выполняют промежуточную обработку, окончательную обработку производят по импульсно-циклической схеме. В результате средняя производительность обработки значительно повышается, а точная форма обрабатывания соответствует требованиям чертежа.

        Для анализа  процессов происходящих при ЭХО  их влияние на точность и прочность принято рассматривать систему уравнений, описывающую совокупность физико-химических процессов, протекающих при электролизе в следующем виде. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       ¹

-обобщенный ЭХ эквивалент  реакций для обрабатываемого  материалла (Х18Н10Т).

      ЭХ  эквивалент является некоторой функцией плотности тока, которая в процессе электролиза изменяется.

      Выход по току представляет собой сложную  функцию от j и определяется средой, в которой производится обработка, свойствами обрабатываемого металла.

      Плотность тока зависит от величины и формы  прикладываемого напряжения к электродам, разности потенциалов на поверхности электрода и свойств среды R( j ). В свою очередь свойства  среды определяются газосодержанием Г и температурой электролита Т.

      Совместное  решение этой системы уравнений  дает возможность прогнозировать процесс электрохимического формообразования.