Анодно-гидравлическая обработка

Содержание

 

1.Введение____________________________________________________2

2.Анодно-гидравлическая  обработка______________________________ 3

3.Заключение__________________________________________________7

4.Список используемой  литературы_______________________________9

 

1.Введение 
 
                                                                                                                                       Целью данного реферата является анализ разновидности электрохимического метода обработки металлов - метод анодно- гидравлической обработки деталей. 
    Совершенствование конструкции изделия машиностроительного производства связано с необходимостью применения новых конструкционных материалов, обладающих особыми свойствами, и поэтому возникает ряд технологических проблем при обработке новых материалов или изготовлении изделий, форма поверхности которых и ее состояние не могут быть получены известными механическими методами. Наряду с обработкой особо прочных материалов большие трудности представляет  получение изделий с поверхностью высокого класса, удаление деформированного слоя, снятие заусенцев. В настоящее время для решения вышеперечисленных технологических задач нашли широкое применение электрохимические методы обработки, позволяющие обрабатывать материалы с высокими механическими свойствами без применения больших механических усилий и с применением инструментов, твердость которых значительно меньше твердости обрабатываемого материала. Кроме того, электрохимические методы позволяют производить локальную обработку материалов без изменения свойств материала детали, а в некоторых случаях и улучшать физико-механические свойства (уничтожать наклеп, удалять прижоги, повышать антикоррозийные свойства, улучшать электрофизические свойства – электропроводность и магнитную проницаемость и др.). 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.Анодно-гидравлическая  обработка изделий

 
   В случаях, когда нужно  снять значительное количество  металла, изменить его форму,  препятствием к ускорению процесса  является выделение на поверхности  анода продуктов прианодных реакций. Для того чтобы обеспечить высокую производительность процесса, необходимо непрерывно удалять с поверхности обрабатываемого изделия - анода указанные продукты реакций — проводить так называемую депассивацию изделий. Депассивация может осуществляться либо чисто механически, либо сильной струей электролита при работе в проточном электролите. Такого рода процесс носит название анодно-гидравлической размерной обработки изделий и изображен на рисунке. Впервые был предложен Л.А. Гусевым в 1928 году. 
 
 
 
1—анод; 2 — электролит; 3 — катод; 4 —профиль катода, воспроизводимый в аноде. 
 
Рисунок 1  – Схема анодно-гидравлической размерной обработки изделий:       а) копирование профиля ; б) воспроизведение профиля катода в аноде (прошивание) путем электрохимической обработки в проточном электролите.  

   В промежуток между медным инструментом (катодом) и заготовкой изделий (анодом) подается под давлением электролит. Если инструмент фасонный, то, так как плотность тока наибольшая у выступов инструмента, там, где межэлектродный зазор минимальный (линейная скорость растворения пропорциональна зазору), будет сосредоточена наибольшая скорость растворения анода. В результате против выступов инструмента образуются на изделии впадины, и в конечном счете изделие принимает форму оттиска с инструмента (смотри рисунок 1,а). По этому же принципу может быть осуществлено воспроизведение профиля катода в аноде (смотри рисунок 1,б) и прошивание в последнем отверстий. При движении электролита в межэлектродном пространстве можно не только удалять образующиеся гидроокиси, но и выполнять обработку при повышенных плотностях тока (до сотен А/см²), если обеспечить интенсивное охлаждение электролита, нагреваемого большими токами. 
 
    Электрохимическая обработка в проточном электролите позволяет поэтому получить очень высокую производительность (десятки тысяч мм³/мин растворяемого металла) при полном отсутствии износа рабочего инструмента (катода) и при возможности получения высокой точности обработки и чистоты поверхности. Электрохимическая обработка в стационарном электролите дает малую производительность, но позволяет обрабатывать сложнопрофилированные изделия с высокими классами чистоты и не требует специального инструмента. Поэтому ее основная область применения—электролитическое шлифование пли полирование. Наоборот, электрохимическая обработка в проточном электролите применяется там, где с заготовки надо снять много металла, причем производительность тем выше, чем больше размеры изделия. Ее основные области применения следующие: 
 
1. Доводка поверхностей штампов, пресс-форм, литейных форм после грубой обработки. 
2. Затачивание режущего инструмента, оснащенного твердым сплавом. 
3. Профилирование изделий сложной формы, например турбинных лопаток. 
4. Профилирование деталей типа тел вращения, обтачивание цилиндрических и конических деталей 
5. Прошивание сквозных отверстий – круглых, прямоугольных и фасонных, крупных и очень малых. 
6. Разрезание заготовок и деталей с получением чистого среза. 
7. Сглаживание в узких каналах и фасонных полостях, удаление заусенцев.

   

 

 

 Особенно эффективной является электрохимическая размерная обработка изделий из твердых сплавов, с трудом поддающихся механической обработке. Существенным преимуществом размерной анодно-гидравлической обработки является также отсутствие наклепа и вообще изменений структуры обрабатываемого материала. 
 

   Анодно-гидравлическая размерная обработка осуществляется на станках, универсальных или специализированных (например, для обработки турбинных лопаток, обработки штампов и пресс-форм, прошивки отверстий, обработки внутренних цилиндрических поверхностей, резки материалов, шлифования, снятия заусенцев и т.п.). Каждый такой станок содержит рабочую камеру, обычно закрытую прозрачным щитком для наблюдения за ходом процесса, в которую введены шпиндели с держателями инструмента (катода) и изделия. Шпиндели могут получать поступательные (подача) и вращательные движения от суппортов с электромеханическими приводами, находящихся вне рабочей камеры на станине станка. В рабочую камеру вводят электролит, вспрыскиваемый под давлением в межэлектродный зазор. Последний весьма мал: расстояния между электродами в зависимости от процесса составляют от 0,1 до 0,5 мм. В зазорах скорость электролита достигает 5—40 м/с. В состав станка входят также насос, источник питания, баки для хранения и приготовления электролита и устройство для очистки последнего. 

  В качестве  электролита при обработке обычных  сталей применяют 15—25%-ный раствор поваренной соли; при обработке высоколегированных сталей, твердых сплавов и других металлов к сплавов применяют также растворы других солей: NаN0₂, NаNО₃, NаСО₂. Обычно анодный выход по току при применении раствора поваренной соли достаточно велик (от 60 до 99%) и лишь для чугуна, свинца и молибдена намного меньше. Рабочие электроды выполняются из меди и латуни; нерабочая часть их поверхности изолируется эмалями. Съем металла составляет обычно от 8 до 16 см³/(кВт•ч), энергоемкость для сталей от 6 до 25 кВт•ч/кг. Плотность тока также изменяется в широких пределах: от 0,5—0,2 А/см² (шлифование) до 50—200 А/см². Напряжение на электродах составляет 10—30 В. 
 

 Источники питания  для анодно-гидравлической размерной  обработки ранее представляли собой вращающиеся преобразователи на токи 250—10000 А. Сегодня они почти вытеснены полупроводниковыми выпрямителями на напряжения постоянного тока от 3 до 12 В или от 9 до 24 В. Максимальный рабочий ток достигает 30000 А. 
  

  В некоторых случаях для питания станков анодно-гидравлической размерной обработки применяют источники, дающие униполярные или несимметричные биполярные импульсы синусоидальной, прямоугольной или пилообразной формы. 
 

 Регулирование  режима процесса заключается  в поддержании постоянного зазора (устанавливается периодически при  выключенном рабочем токе), постоянных  значений рабочего тока или  напряжения на электродах, плотности  тока, заданной скорости подачи  электрода

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.Заключение 

   В данном  реферате была рассмотрена разновидность электрохимического метода обработки металлов - метод анодно-гидравлической  размерной обработки изделий и, подводя итоги, можно сделать следующие выводы: 
 
   ЭХО позволяет осуществлять следующие технологические процессы:

   отрезку;  объёмное копирование; точение;  прошивку; маркирование; полировку;  калибровку; удаление заусенцев. 
 
   Наибольшее распространение получили следующие виды ЭХО: 
 
    Копировально-прошивочные операции, осуществляются при поступательном движении электроинструмента, форма которого копируется на детали одновременно по всей поверхности. Эти операции применяются, например, при обработке профиля пера лопаток турбины и компрессора газотурбинных двигателей. 
 
   Удаление заусенцев, притупление острых кромок. Эти операции используются, например, для удаления заусенцев с шестерен, деталей гидро- и топливной аппаратуры, деталей автодвигателя и т.д. 
 
 
   Основные преимущества ЭХО по сравнению с традиционными методами механической обработки следующие: 
 
  1. Возможность формообразования сложнофасонных поверхностей при поступательном движении электроинструмента в отличие от механической обработки резанием, при которой для получения сложной объёмной формы необходим построчный последовательный обход поверхности; 
 
  2. Значительно меньшая зависимость основных технологических показателей обработки от физико-механических свойств обрабатываемых металлов, чем при механической обработке; 
 
  3  Отсутствует износ электроинструмента; 
 
  4. Резкое снижение силового и температурного воздействия на обрабатываемую деталь в зоне обработки; 
 
  5. Минимальное влияние процесса на механические свойства и эксплуатационные характеристики обрабатываемых деталей. 
 
 

  Несмотря на  это, метод ЭХО не является  универсальным. Наибольший эффект  он обеспечивает при обработке  высокопрочных или вязких материалов. Учитывая эту особенность метода, а также сложность и высокую  стоимость электрохимического оборудования, целесообразно применять ЭХО  для сталей и сплавов, скорость  резания которых при механической  обработке не превышает 10 м/мин., деталей сложной формы, требующих  при механической обработке применения  большой номенклатуры инструмента.  Метод оказывает влияние на  конструкцию изделий и технологию  их изготовления. Уже сейчас ряд  деталей и изделий различных  отраслей промышленности разрабатывается  с учётом технологических возможностей  метода ЭХО и позволяет совершенствовать  конструкции деталей, узлов и  изделий. 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.Список  литературы: 
 
1. Электротехнологические промышленные установки: Учебник для вузов / И.П. Евтюкова, Л.С. Канцевич, Н.М. Некрасова; Под редакцией А.Д.Свечанского. – М.: Энергоиздат, 1982. – с.330-357 
 
2. Технология конструкционных материалов: Учебник для студентов машиностроительных специальностей вузов / А.М.Дальский, Т.М. Барсукова, Л.Н. Бухаркин и др.; Под редакцией А.М. Дальского. – 5-е изд., исправленное. – М.: Машиностроение, 2004. - с.447-450 
 
3. Попилов Л.Я. Основы электротехнологии и новые ее разновидности. Л. Машиностроение, 1971. – 214 с. 
 
4. Схиртладзе А.Г. Технологические процессы в машиностроении: учебник . – 2-е издание, перераб. и доп. – Старый Оскол: ТНТ, 2008. – с. 243-247