Файл: 1. Разновидности электрохимической обработки Механизм процесса анодного растворения металла.rtf

- Электрохимическая обработка осуществляемая электродами, подключенными к общему источнику питания электрическим током и находящимися во время обработки под одним потенциалом.

Непрерывная электрохимическая обработка - Электрохимическая обработка при непрерывной подаче напряжения на электроды.

Импульсная электрохимическая обработка - Электрохимическая обработка при периодической подаче напряжения на электроды.

Циклическая электрохимическая обработка - Электрохимическая обработка, при которой один из электродов перемещается в соответствии с заданной циклограммой,

а также другие смешанные виды электрофизикохимической обработки (ЭФХМО) включающие ЭХО:

анодно-механическая обработка; - электрохимическая абразивная обработка; - электрохимическое шлифование; - электрохимическая доводка (ЭХД); - электрохимическое абразивное полирование; - электроэрозионнохимическая обработка (ЭЭХО); - электрохимическая ультразвуковая обработка и др.

4. Физико-химическая сущность метода

Механизм съема (растворения, удаления металла) при электрохимической обработке основан на процессе электролиза . Съем металла происходит по закону Фарадея , согласно которому количество снятого металла пропорционально силе тока и времени обработки. Один из электродов (заготовка) присоединен к положительному полюсу источника питания и является анодом , а второй (инструмент) - к отрицательному; последний является катодом .

Особенностями электролиза являются пространственное окисление (растворение) анода и восстановление (осаждение) металла на поверхности катода.

При ЭХО применяют такие электролиты, катионы которые не осаждаются при электролизе на поверхности катода. Этим обеспечивается основное достоинство ЭХО перед электроэрозионной обработкой - неизменность формы электрода-инструмента (ЭИ).

Для стабилизации электродных процессов при ЭХО и удаления из межэлектродного промежутка (МЭЗ) продуктов растворения (шлама) применяют принудительную подачу в рабочую зону электролита, то есть прокачивают его с определенным давлением.

5. Методы размерной электрохимической обработки

5.1 Обработка с неподвижными электродами

По этой схеме получают местные облегчения в деталях, отверстия в листовых материалах, наносят информацию (порядковые номера, шифры изделий и др.), удаляют заусенцы.

Требуемая форма углубления или отверстия получается за счет нанесения на заготовку 2 слоя диэлектрика 3. Электрод-инструмент 1 не перемещается к обрабатываемой поверхности - межэлектродный зазор по мере съема металла с заготовкой 2 возрастает, а скорость

прокачки электролита снижается. Процесс будет неустановившимся с нестационарным по времени режимов обработки.

Схема обработки с неподвижными электродами:

Рисунок 1

1 - электрод - инструмент;

- заготовка;

- диэлектрик.

5.2 Прошивание полостей и отверстий

При такой схеме электрод-инструмент 1 имеет одно рабочее движение - поступательное движение со скоростью

к детали 2. Межэлектродный зазор S - постоянный, т.е. режим стационарный. Электролит прокачивается со скоростью

.

По этой схеме изготовляют рабочие полости ковочных штампов, пресс - форм, прошивают отверстия, пазы, перья лопаток турбин, вырезают заготовки различного профиля. [Схема прошивания полости показана на рисунке 2]
Схема прошивания:

Рисунок 2

1 - электрод-инструмент;

- заготовка.

5.2.1 Получение отверстий струйным методом

Электрод-инструмент состоит из токопровода 1, омываемого потоком электролита. Токопровод находится внутри корпуса 3 из диэлектрика. Электролит создает токопроводящий канал между токопроводом 1 и заготовкой 2. [Схема прошивания струйным методом показана на рис] В месте контакта жидкости с обрабатываемой поверхностью материал заготовки растворяется и образуется углубление. Процесс идет достаточно быстро только при высоких напряжениях (до нескольких сотен вольт). Так получают отверстия диаметром 1,5…2,0 мм и вырезают контуры деталей сложной формы.

Схема прошивания струйным методом:

Рисунок 2.1

1 - электрод-инструмент (токопровод);

- заготовка;

- диэлектрический корпус.

5.3 Точение наружных и внутренних поверхностей

По такой схеме электрод-инструмент 1 исполняет роль резца, без контакта. В зазор S прокачивается электролит со скоростью

_.[Схема обработки наружной поверхности показана на рис 3]

Рисунок 3 Схема точения наружных поверхностей

1 - электрод-инструмент;

- заготовка.
При точении внутренней поверхности электрод-инструмент 1 перемещается вдоль заготовки 2 со скоростью

. Межэлектродный зазор S может поддерживаться диэлектрическими прокладками 3 (рис3.1).

Схема точения внутренних поверхностей:

Рисунок 3.1

1 - электрод - инструмент;

- заготовка;

- прокладки диэлектрические.

5.4 Протягивание наружных и внутренних поверхностей в заготовках

Заготовки должны иметь предварительно обработанные поверхности, по которым можно базировать электрод-инструмент. Его устанавливают относительно заготовки с помощью диэлектрических прокладок. Электрод-инструмент продольно перемещается (иногда вращается). По такой схеме выполняют чистовую обработку цилиндрических отверстий, нарезание резьбы, шлицев, винтовых канавок.

5.5 Разрезание заготовок

При разрезании заготовок используется профилированный инструмент (вращающийся диск) или непрофилированный - проволока. [Схема разрезания профилированным инструментом показана на рисунке 4] При этой схеме зазор между инструментом-электродом и заготовкой должен быть постоянным.

Для выполнения в заготовках различных фигурных пазов, щелей особенно в нежестких материалах применяется непрофилированный инструмент-электрод в виде проволоки из латуни, меди или вольфрама (рис.4.1).

Для устранения влияния износа проволоки на точность обработки проволока непрерывно перематывается с катушки на катушку, что позволяет участвовать в работе все новым ее элементам.

Схема разрезания профилированным инструментом:

Рисунок 4

1 - электрод - инструмент (диск);

- заготовка.
Схема разрезания непрофилированным инструментом:

Рисунок 4.1

1 - инструмент - электрод (проволока);

- заготовка.

5.6 Шлифование

При этом используется вращающийся металлический инструмент цилиндрической формы, который поступательно движется вдоль заготовки 2 со скоростью

. [Схема шлифования показана на рисунке5] Это окончательная операция при изготовлении пакетов пластин из магнитомягких материалов.

При обработке недопустимы механические усилия. Применяется также для изготовления деталей из вязких и прочных сплавов.

Схема шлифования:

Рисунок 5

1 - электрод - инструмент;

- заготовка.

6. Законы Фарадея и скорость электрохимического процесса

Выход по току. Применение закона Фарадея к расчету скорости обработки металлов.

Электрохимические реакции - это гетерогенные химические реакции, протекающие на границе раздела различных фаз, сопровождающиеся переносом зарядов через эту границу.

Все электрохимические реакции при своей записи должны содержать в левой или правой части электроны, потому что происходит их перенос при протекании реакции.

Первое, что необходимо знать - это скорость реакции:

_m = d∆m/dt, (6.1)
где V_m - количество вещества, перешедшее через границу в единицу времени.

Обозначим через N число ионов, перешедших в раствор, а через Q - полный заряд иона, получающегося в результате реакции
Ме Ме⁺ⁿ+n, (6. а)
где - элементарный заряд, заряд электрона. Тогда

= Q/ne. (