0. 3.1. Технологическое оснащение для эхо

Структурная схема средств технологического оснащения для ЭХО приведена на рисунке 3.2, где:

1. источник питания;

2. токоподводы;

3. станок;

4. система контроля, регулирования и управления работой станка;

5. оборудование для хранения, подачи, сбора, очистки и регулирования параметров электролита;

6. электрод-инструмент;

7. обрабатываемая деталь.

Рис. 3.2 Структурная схема средств технологического оснащения для ЭХО

В качестве экспериментальной установки использовался станок СЭХО-901, показанный на рис. 3.3.

Рис. 3.3 Основные части станка СЭХО-901

Корпус 1 выполнен из коррозионностойкой стали. Его внутренняя полость служит ёмкостью для электролита 16. В корпусе установлен электродвигатель насоса 13. В ёмкости находится теплообменник 19, подключенный к магистралям холодной и горячей воды. Рабочий стол 2 станка выполнен из винипласта, в нем две емкости - для сбора элек­тролита и промывки и пассивации деталей. На корпусе 1 установлен пульт управления 3 и штуцер 18 для подачи электролита в рабочую зо­ну. На пульт управления вынесены указатели температуры электролита на входе в зазор 10, манометры 9 гидро- и пневмосистемы, указатель электропроводности 4, работы сети 6, цифровой индикатор времени об­работки 5, ручка установки уровня электропроводности 7, разъемы 8, 11, 15 пневмо- и электросистемы, включатель в сeть 14, кнопки пус­ка и выключения 12, кронштейн для установки сменной технологической оснастки 17.

Технические характеристики станка приведены в тaб. 3.1.

Таблица.3.1

Технические характеристики станка модели СЭХО-901

Параметры	Показатели
Технологический ток, А Диапазон рабочего напряжения, В Диапазон регулирования времени обработки, с Диапазон регулирования температуры электролита, С Мощность, кВт Емкость ванны для электролита, л Насос-помпа ПА-4О – напор, м - расход, л/мин Масса станка, кг	600 0-18 1-900 1,4 270 20 40 40 350

3.2. Расчет насоса для эхо

Как показывает опыт и результаты скоростных съемок процесса, значительное влияние на характеристики ЭХО оказывает гидродинамический режим, который в большой степени зависит от правильного выбора насоса.

Для подбора промышленного насоса необходимо рассчитать требуемые напор и подачу. Подачу насоса находят по следующей формуле:

(3.1)

где Vэ - средняя скорость течения электролита /показатели выбирают из табл. 3.2/;

Sп - площадь поперечного сечения МЭП:

Кн - коэффициент, учитывающий степень износа насоса (новый, бывший в употреблении). Обычно Кн принимают в пределах 1,5... 2,0. Площадь сечения определяется по формуле:

(3.2)

где b - длина обрабатываемого контура;

S_max - наибольший зазор между электродами.

Для схемы с неподвижными электродами учитывается и припуск на обработку z.

(3.3)

где S - начальный зазор.

По закону Гагена-Пуайзеля

где ∆P - перепад давления на входе и выходе;

R₁ - радиус трубы;

R₂ - наружный радиус рабочей части электрода-инструмента;

- динамическая вязкость электролита;

- длина рабочей части электрода-инструмента.

Напор Н измеряется в метрах через перепад давления Р.

Н = 100 ∆P, /∆P в мПа /

Напор насоса Н находят по следующей Формуле:

где ∆Р - перепад давлений на входе в МЭП и на выходе из него;

∆Рг - перепад давления, необходимый для выноса газообразных продуктов обработки;

Р_вых - противодавление на выходе из МЭП;

Н_пут - путевые потери напора;

∆Н_мест - местные потери напора;

∆Н - дополнительный напор;

- плотность жидкости;

- ускорение свободного падения.

Перепад давления Р находят через среднюю скорость электролита Vэ:

1) если обрабатываемый участок имеет небольшую длину ( <300S, где S - размер зазора) и плоскую форму, то используют следующую формулу:

(3.5)

где -- динамическая вязкость

2) если обрабатывают круглые отверстия радиусом R электродом-инструментом, расположенным концентрично заготовке, то используют формулу, приведенную ниже:

, (3.6)

Если сечения имеют форму овала, эллипса, многогранника, то расчет средней скорости течения электролита выполняют с помощью вычис­лительной техники.

В соответствии с (3.4) перепад давления ∆Р_г находят по формуле

, (3.7)

где k=0,11...0,12 - коэффициент, учитывающий соотношение между объёмом (твердых и газообразных) продуктов обработки:

j - плотность тока на аноде;

S - площадь обрабатываемой поверхности.

Противодавление на выходе электролита из зазора необходимо для устранения разрыва струи. Для прошивания и протягивания

;

при точении и при обработке неподвижными электродами

.

В зависимости от схемы обработки давление электролита приведено в табл. 3.3.

Путевые потери ∑∆Н_пут зависят от конструкции трубопроводов, их длины, скорости и вязкости электролита и рассчитываются для конкретных установок по уравнениям гидродинамики.

Местные потери напора считают по значениям коэффициентов мес­тных сопротивлений ξ трубопровода и скорости жидкости:

, (3.8)

где g - ускорение свободного падения.

Путевые и местные потери не рассматриваются, так как в приня­той системе они пренебрежимо малы.

Дополнительный напор Н зависит от высоты Н₁ расположения насоса относительно заготовки и положения заготовки при обработке Н₂.

,

Знак "+", если заготовка расположена выше насоса и подвод элек­тролита через нижний конец заготовки. Если заготовка длиной L3 уста­новлена под углом α к горизонтали, то

.

Таблица 3.2

Рекомендуемые диапазоны скоростей электролитов и напоров для различных схем ЭХО

Схема обработки	Средняя скорость течения электролита Vэ, м/с	Напор насоса Н, м
1	2	3
Обработка неподвижным электродом-инструментом 1	14…16 2 Продолжение таблицы 3.2	45…60 3
Прошивание: отверстий, мелких полостей, обработка профиля пера лопаток крупных полостей Точение Протягивание Разрезание: диском непрофилированным электродом-проволокой Шлифование	7…8 15…17 12…13 12…14 12…14 10…12 7…9 13	120…130 40 40…60 40 50…60 - 200…220 45…55

Таблица 3.3

Давление электролита для различных схем ЭХО

Схема электрохимической обработки	Перепад давления на входе в МЭП и на выходе из него, Па	Противодавление на выходе из МЭП, Па
1	2	3
Прошивание отверстий и полостей: отверстий, мелких полостей; крупных полостей, «колодцев»; обработка профиля пера лопаток Электрохимическое точение: предварительно вскрытых отверстий наружных поверхностей Электрохимическое шлифование 1	(10-15)105 (3-8)105 (3-5)105 (4-8)105 (3-5)105 (2-6)105 2 Продолжение таблицы 3.3	(1-1,5)105 (0,5-0,8)105 (0-0,5)105 (0,2-0,5)105 (0-0,5)105 (0,3)105 3
Разрезание заготовок электродом-проволокой Обработка неподвижным электродом-инструментом	(15-25)105 (3-8)105	- (0,2-0,5)105

По найденным значениям напора и подачи из табл. 3.4 выбираем нуж­ный нам насос.

Таблица 3.4

Характеристики насосов

Тип	Напор, м	Подача, м/ч	Потребляемая мощность, кВт
3МС10 4МС10 5МС10 3КМ6 ЭПЖН-3	69/92 66/99 98/147 54 80	34 60 105 45 50	11/15 20/25 50/75 17 35

Расход электролита в процессе обработки находится по следующей фор­муле:

Q > V×L_к×h , (3.9)

где V - скорость электролита, м/с;

L_к - длина контура, через который прокачивается электролит.

h - величина зазора, мм (выбирается из табл. 3.5).

Таблица 3.5

Значение межэлектродного зазора для различных схем ЭХО

Схема электрохимической обработки	Размер, мм	Величина зазора, мм	Наиболее часто применяемый диапазон
Прошивание отверстий и полостей: мелких отверстий отверстий, мелких полостей; крупных полостей, «колодцев»; обработка профиля пера лопаток Электрохимическое точение: предварительно вскрытых отверстий наружных поверхностей	диаметр до 3 длина контура от 3 до 30-40 длина контура свыше 40 длина пера до 100 от 100 до 200 от 200 до 300 диаметр отверстий до 10 свыше 10 -	0,02-0,3 0,08-0,5 0,3-1,0 0,08-0,3 0,15-0,5 0,3-0,8 0,2-0,3 0,3-0,8 0,2-0,8	0,1-0,2 0,1-0,3 0,3-0,5 0,1-0,2 0,25-0,3 0,3-0,5 0,2 0,4-0,5 0,3-0,5