2.2.3 Високочастотна електроерозійна обробка

Високочастотний електроерозійний метод обробки здійснюється з використанням імпульсів малої енергетичної потужності, але високої частоти. Невелика енергія імпульсів надає можливість отримати поверхню з шорсткістю 0,32…0,16 мкм, а висока частота проходження надає можливість отримати відділення припуску 5^.10^-3…0,5 см³/хвил., тому що при незмінній енергії імпульсів інтенсивність відділення припуску прямо пропорційна частоті проходження імпульсів. Завдяки малої тривалості імпульсів поверхня матеріалу деталі не прогрівається по за зоною обробки, а постійна амплітуда імпульсів сприяє підвищенню точності обробки. Імпульси формуються спеціальними генераторами (рис.2д). До переваг високочастотної електроерозійної обробки слід віднести незначний знос електрода – інструмента і можливість використання у якості між електродного середовища мало концентровані розчини електролітів, що надає можливість виконання прецізіонної обробки.

2.2.4 ЕЛЕКТРОЕРОЗІЙНА ОБРОБКА З ВИКОРИСТАННЯМ

АБРАЗИВНОГО ІНСТРУМЕНТУ

Електроабразивна обробка заснована на принципі відділення металу сумісництвом електрохімічного і механічного діяння на поверхню, яка оброблюється. Для цього виготовлюються спеціальні абразивні і алмазні інструменти на електропровідній основі. Використання таких інструментів надає можливість запобігти металевого контакту між електродом – інструментом і деталлю, що дозволяє безпечно підвищувати напругу та плотність току до 300…500 а/см² при дуже малих (0,01…0,03 мм.) зазорах між електродами.

1 – заготовка; 2 – абразивные зерна; 3 – связка шлифовального круга; 4 – электролит

Рисунок 3. Схематичне зображення межелектродного зазору в процесі електроабразивної і електроалмазної обробки.

Досягаєме відділення припуску становить 1см³/мін., а шорсткість поверхні по Ra 0,16…0,04 мкм. В процесі электроабразивної обробоки 85 –90% припуску відділяеться за рахунок анодного розчинення і тільки 10–15% за рахунок механічного діяння.

Недоліки:

- використання слабких розчинів нітратів, нітритів, бури, рідкого стекла

- необхідність обертання електрода – інструмента з швидкістю 20…30м/с

- закруглення окремих гострих кромок.

3. Електрохімічна обробка

В основі процесу електрохімічної обробки положено явище анодного розчинення металу. Метал, який погружено у електроліт і до якого підключено позитивний полюс джерела струму, перетворюється із металевого стану у різні неметалеві сполучення.

У процесі електролізу водних розчинів різних електролітів (кислих, лужних, нейтральних) відбувається одночасно декілька різних реакцій, серед яких для електрохімічної обробки найважніші наступні.

- Електроліз води;

Н₂О  Н⁺ + ОН^-,

4 ОН^{- _} 4е  2 Н₂О + О₂ (газ),

2 Н⁺ + 2е  Н₂ (газ),

де е – означає одиничний негативний заряд (електрон)

Продуктами електролізу води є гази, кисень і водень.

- Перехід металу із металевого стану (Ме⁺) в іонний стан;

Ме⁰ – nе  Меⁿ⁺,

де n кількість одиничних розрядів.

- Утворювання різних металевих сполучень, склад яких визначається в залежності від складу електроліту або продуктів електролізу.

Операції електрохімічної обробки умовно можна розділити на дві різні по технології проведення і результатам групи.

- У кислих розчинах, де продукти реакції розчиняються в електроліті.

Меⁿ⁺ + nR^-  Ме(R)n,

R – означає кислотний залишок (аніон), наприклад: CL^-, SO₄^2-, PO₄^3-.

Електрохімічна обробка у кислих розчинах (наприклад, електрохімічне травлення, електрополірування), де продукти реакції достатньо розчиняються в електолиті, а плотності струму відносно невелика, (не більше 2…3 а/см²) електроліт не перегрівається і обробка здійснюється у електролиті який є нерухомим, або повільно перемішується.

- У лужних і нейтральних розчинах продукти реакції, гідрати оксиду металу, які практично не розчинюються в електроліті, випадають в осадок, пасивірують поверхню деталі і забивають між електродний зазор.

Меⁿ⁺ + nOH^-  Me (OH)n.

Для виведення гідратів кисню металу із зони обробки, електроліту надається велика швидкість руху в проміжку між електродами, що є специфікою усіх технологічних операцій розмірної електрохімічної обробки у нейтральних електролітах, накладають ультразвукові коливання на електроди, використовують абразивнонесущі електроліти. Рух електроліту дозволяє значно підвищувати плотність струму, так как одночасно з виведення великої кількості гідроокіслів забезпечує постійну зміну у між електродному зазорі електроліту, нагрітого токами великої сили. Інтенсивність анодного розчинення підпорядковується першому закону Фарадея, згідно якому кількість розчиненого матеріалу анода пропорційно кількості електроенергії, яка пройшла скрізь між електродний проміжок. Завдяки цьому відділення припуску принципово не має меж росту і на сучасних електроерозійних верстатах досягає 10 см³/хвилину.

Для електрохімічної обробки використовують джерело постійного струму. Обирають його виходячи з плотності струму - 1Ма/м² площини поверхні яка обробляється. Стабільність процесу електрохімічної обробки, окрім джерела постійного струму, забезпечують системи регулювання міжелектродного зазору, захисту від короткого замикання, подачі та очистки електроліту. Для регулювання міжелектродного зазору використовують технологічні параметри процесу; силу робочого струму, напругу між електродами, тиск електроліту, розрахункову швидкість анодного розчинення і, безпосередньо, міжелектродний зазор виміряти який можливо тільки в період пауз проміж імпульсами струму.

Переваги електрохімічної обробки:

1. відсутність механічного контакту інструмента з деталлю яка обробляється;

2. на швидкість обробки не впливають – твердість, хрупкість і в’язкість матеріалу деталі;

3. можливість обробляти не жорсткі деталі;

4. відсутність заусенців після обробки;

5. практично відсутній знос інструменту;

6. відсутні сліди інструмента на поверхні яка оброблена;

7. практично відсутній нагрів деталі, тому нема необхідності в операціях ґрунтування або от жигу;

8. безшумність обробки;

9. відділення припуску до 25 кг/годину.

Недоліки електрохімічної обробки:

1. у електролітах з водних розчинів спостерігається корозія деталі;

2. важко утилізувати шлам;

3. точність обробки ± (0,1…0,2)мм.

5 ПОМЕНЕВА ОБРОБКА

Под лучевыми методами размерной обработки понимают

процессы удаления материала плавлением и испарением его

под действием энергии лучевых потоков или высокоэнергети-

ческих струй с удельной плотностью энергии до 106

...109

Вт/см2