Электрохимические и электрофизические методы размерной обработки

Электрохимические (ЭХ) и электрофизические (ЭФ) методы используются для обработки заготовок из очень прочных, весьма вязких, хрупких или неметаллических материалов, обработка реза­нием которых существенно затруднена или невозможна. При ЭХ и ЭФ методах обработки механические нагрузки или отсутствуют, или настолько малы, что практически не влияют на суммарную погреш­ность точности обработки.

Простота кинематики ЭХ и ЭФ методов позволяет обеспечи­вать тонкое регулирование процессов и их автоматизацию. На обрабатываемость заготовок методами ЭХ и ЭФ почти не влияют твердость и вязкость обрабатываемого материала.

1. Электрохимические методы

Электрохимические методы основаны на явлении анодного растворения, происходящего при электролизе. При прохождении постоянного электричес-кого тока через электролит на поверхности заготовки, включенной в электрическую цепь и являющейся анодом, происходят химические реакции, и поверхностный слой металла превращается в химическое соединение. Продукты электролиза переходят в раствор или удаляются механическим способом. Мето­дами ЭХ можно обрабатывать только токопроводящие материалы.

Методами ЭХ являются:

электрохимическое полирование,

электрохимическая размерная обработка (Рис.115),

электроабразивная и электроалмазная обработка.

Рис.115. Схемы электрохимической размерной обработки:

а) турбинной лопатки; б) штампа; в) сквозного отверстия;

г) электрохимическое хонингование цилиндра.

2. Электроэрозионные методы

Электроэрозионные методы относятся к ЭФ методам, которые основаны на явлении направленной эрозии (разрушении) поверхно­стных слоев материала заготовки под действием тепловой энергии, порождаемой импульсными электрическими разрядами. Разряд между электродами происходит в газовой среде или в диэлектри­ческой жидкости (керосин, минеральное масло и др.).

К электроэрозионным методам относятся:

электроискровая, электроимпульсная, электроконтактная и

анодно-механическая обработка.

1) Электроискровая обработка основана на использовании ис­крового разряда между двумя электродами, один из которых яв­ляется обрабатываемой заготовкой (анод), а другой - инструмен­том (катод). В качестве источников искровых импульсов используют электронные, тиратронные, ламповые и транзисторные генераторы. Электрод-инструмент изготовляют из медно-графитовой массы, меди, латуни и других токопроводных материалов.

Обработку ведут в ваннах, заполненных диэлектрической жид­костью, которой смываются расплавленные частицы и охлажда­ется зона обработки (Рис.116).

Рис.116. Схемы электроискровой обработки:

а) сквозных отверстий любой формы сечения;

б) глухих отверстий и углублений;

в) фасонных отверстий и полости;

г) отверстий с криволинейными осями;

д) вырезание заготовок из листа;

е) электроискровое шлифование.

2) Электроимпульсная обработка отличается от электроискро­вой большей длительностью дугового разряда и применением тока повышенной частоты, получаемых от электронного генератора или машинных преобразователей. Большие мощности импульсов обеспечивают высокую произ­водительность процесса обработки, а применение генераторов и графитовых электродов при обратной полярности позволило умень­шить разрушение электродов.

3) Электроконтактная обработка основана на локальном нагреве заготовки в месте её контакта с электродом-инструментом и удалении размягченного или расплавленного металла из зоны обработки механическим способом. Источником тепла в зоне обра­ботки являются импульсные дуговые разряды (Рис.117).

Рис.117. Схема электроконтактной обработки плоской поверхности:

1 - обрабатываемая заготовка;

2 - инструмент-электрод;

3 - генератор импульсов.

2. Анодно-механическая обработка основана на использовании процессов электроэррозии, электролиза и механической обработки. В зависимости от характера обработки и вида обрабатываемой поверх­ности в качестве инструмента используют режущие инструменты, металлические диски, цилиндры, ленты и проволоку (Рис.119).

Рис.119. Схемы анодно-механической обработки:

а) разрезание на части, прорезание пазов и щелей;

б) фасонное точение тел вращения;

в) шлифование тел вращения (и плоских поверхностей).