книги из ГПНТБ / Де Барр, А. Е

При рассмотрении экономичности электрохимической обработки следует различать две возможные области применения процесса. Во-первых, деталь может быть изготовлена обычными методами, но вследствие особых возможностей электрохимической обработки может быть достигнута определенная экономия производствен­ ных затрат. При этом можно сравнить затраты на тот или другой метод, и если электрохимическая обработка применена правильно, то она обеспечит значительные преимущества. Во-вторых, опера­ ции которые нельзя выполнить обычными методами, становятся возможными при использовании электрохимической обработки. Примером является прошивка глубоких отверстий малого диа­ метра в охлаждаемых лопатках газовых турбин. В настоящее

Обычным способом такие отверстия получить невозможно, и по­ этому непосредственного сравнения затрат сделать нельзя. Тем не менее в результате охлаждения лопаток достигается значитель­ ная экономия расхода топлива реактивного двигателя. В отдель­ ных случаях электрохимическая обработка позволяет конструк­ тору вводить технические усовершенствования в конструкцию детали.

Экономический успех использования электрохимической об­

легко обрабатывается обычным способом. Применение электрохи­ мической обработки может быть обосновано только высокой ско­ ростью съема металла, сложностью формы детали и вязкостью ма­ териала либо комбинацией этих факторов (рис. 12.18).

Рассмотрим пример экономически выгодного применения элек­ трохимической обработки. Операцию обычно выполняют на копи- ровально-фрезерном станке «Hudrotel» из-за сложности детали. Вследствие высокой твердости никелевого сплава и большого числа операций время обработки на этом станке было немного больше

в заработной плате, так и во времени обработки значительна, и, следовательно, может быть найдено экономическое оправдание использованию электрохимической обработки.

Стоимость копировально-фрезерных операций. Стоимость копи-

смены стоимость составит 1,8 р./ч. Итак, общая стоимость работы на станке в течение 30 ч составит более 50 р.

Предположим, что труд квалифицированного рабочего стоит 1,1 р./ч (без учета накладных расходов), тогда общая стоимость труда за 30 ч составит 33 р.

Приспособлений й копиры должны быть изготовлены с общей

электроэнергии будет 1,4 р. Вследствие больших зубчатых пере­

металлорежущего станка. Коррозионный характер процесса влияет на детали станка; первые модели электрохимических станков, вероятно, устаревают быстрее, чем полностью усо­ вершенствованные обыкновенные копировально-фрезерные стан­ ки. Амортизация, следовательно, будет осуществляться на про-

. тяжений 5 лет. При условии двухсменной работы и фонде вре­ мени 3000 ч в год стоимость использования станка в течение 1 ч составит 6,2 р., что является стоимостью станка в пересчете на 1 де­ таль, так как время обработки равно 1 ч. Себестоимость труда со­ ставляет 1,1 р. на деталь, так как время обработки равно 1 ч без учета накладных расходов.

Стоимость инструмента для электрохимической обработки может быть очень высокой. В рассматриваемом случае она может быть до 9000 р. Таким образом, стоимость инструмента составляет 4,4 р. на деталь. Ток, используемый в этой операции, повышается до максимального значения только к концу операции и поддержи­ вается таким короткое время, когда происходит обработка всей поверхности детали. Следовательно, средний ток составляет 5000 А; рабочее напряжение 15 В. Таким образом, расход энергии на протя­ жении 1 ч обработки составляет 75 кВт ч. Существует также допол-

быть экономично обработаны электрохимическим способом, огра­ ничен, когда сравнивают с обработкой на фрезерном станке. Кроме того, фрезерный станок стоит в цехе в течение какого-то времени и область его применения известна, в то время как работа на электрохимическом станке должна преодолевать консерватизм, однако это может быть только временным явлением.

Затраты на обслуживание, вероятно, выше для электрохими­ ческого, чем для фрезерного станка. Электрохимический станок сложнее из-за дополнительных электрических цепей и оборудова­ ния для электролита. Исследования электрохимической обработки являются неотъемлемой частью эффективного использования элек­ трохимического станка.

Вышеприведенные цифры не отражают также затрат на науч­ ные исследования, которые могут быть очень высокими. Прежде чем начать эксплуатировать станок, для его изучения и оценки отводится определенное время. К работе на станке на первой ста­ дии обычно привлекают высококвалифицированные кадры, и оп­ лата труда может быть очень высокой. Тем не менее ясно, что стоимость поисковых работ многократно окупится, когда метод будет полностью оценен и преимущества его будут полностью ис­ пользованы.

Г л а в а 13

БУДУЩЕЕ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

Одно лишь новое не дает гарантии успеха. И если новый про­ цесс не обеспечивает значительных преимуществ и реальной эко­ номии, он не будет существовать. Во многих случаях, однако, ясно, что электрохимическая обработка имеет условия для суще­ ствования; вопрос заключается в том, как велика роль, которую будет играть этот процесс в металлообработке.

Электрохимическая обработка должна привлечь внимание ин­ женеров-технологов, так как предлагает высокие скорости съема металла независимо от твердости материала детали или сложности ее конфигурации. Следовательно, электрохимический метод наи­ более эффективен для обработки простых и фасонных полостей. Но подобно всем новым методам электрохимический метод имеет преимущества и недостатки. Недостатками этого процесса является следующее:

1) отсутствие знаний инженеров-технологов в вопросах гидро­ динамики агрессивных жидкостей, фильтровании, удалении отра­ ботавшего раствора и большие электрические мощности, исполь­ зуемые при обработке; 2) высокая стоимость оборудования, кото­ рая возрастаете повышением требований к жесткости конструкций,

процесса, в результате недостаточных знаний кинетики электрод­ ных процессов при высоких плотностях тока и скоростях потока жидкостей, содержащих твердые частицы и пузырьки газа; 4) про­ блемы создания инструмента для электрохимической обработки, которые требуют много времени и больших затрат из-за необходи­ мости разработки инструментов для каждой конкретной детали.

Из всех недостатков первый можно преодолеть только путем накопления опыта. В настоящее время существует реальная воз­ можность ознакомления инженеров-технологов прежде всего с пре­ имуществами и недостатками электрохимической обработки.

Мало надежды на значительное снижение стоимости оборудова­ ния для электрохимической обработки, но стоимость не должна быть критерием, по которому судят о новом станке. Если несмотря на высокую стоимость электрохимический метод позволяет произ­ водить детали*намного дешевле, тогда процесс экономичен.

Контроль процесса электрохимической обработки связан с кон­ тролем электродов в процессе обработки, но существует явная по-

требность в более основательной информации о состоянии элек­ трода при высоких плотностях тока и высоких скоростях потока электролита, потребность, которая может быть удовлетворена хорошо проведенными исследованиями. Проблемы изучения гидро­ динамики потока жидкости намного труднее и, возможно, могут быть решены эмпирически и изобретательностью исследователей.

Но основной проблемой, связанной с успешным применением электрохимической обработки, является конструирование инстру­ мента: как конструировать систему инструментов для каждого отдельного случая, чтобы электролит протекал равномерно и с до­ статочной скоростью между инструментом и деталью и чтобы ско­ рость съема металла изменялась на поверхности детали так, как необходимо для получения деталей желаемого размера и формы.