1.3 Производительность.

Все комбинированные методы ускоряют процесс съема металла.

При черновых режимах ААО съем металла происходит в основном за счет эрозии. Черновая обработка выполняется при повышенных напряжениях.

При использовании электронейтрального инструмента скорость съема возрастает из-за анодного растворения и, главное, из-за интенсификации процесса резания абразивным инструментом.

Производительность процесса ААО с применением свободного абразива или наполнителя в несколько раз выше, чем при аналогичных операциях механической обработки.

Скорость съема металла при электроэрозионно-химическом методе может быть оценена зависимостью:

(11.2)

где: – суммарная сила тока через межэлектродный промежуток, А.

– коэффициент, учитывающий материалы электродов, режим обработки и условия эвакуации продуктов обработки;

Значение зависит прежде всего от глубины получаемой полости или отверстия. Так, в начале процесса скорость подачи электрода-инструмента может достигать 1,5 мм/с ( =20...30), но уже на глубине 2...4 мм она снижается в 5...10 раз. Скорость подачи электрода-инструмента зависит от скорости прокачки электролита.

Скорость съема металла при наложении УЗ колебаний на ЭХО может быть в несколько раз выше, чем при УЗО

(11.3)

где =3...12 – коэффициент, учитывающий изменение скорости съема металла при наложении тока.

Если УЗ колебания накладывают на абразивонесущий инструмент, то скорость процесса по сравнению с обработкой без ультразвука возрастает на 20...50 %.

Скорость анодного растворения при облучении лазером может возрасти в 15...20 раз.

1.4 Режим обработки.

При проектировании процесса обработки следует выбрать и рассчитать:

1) Состав электролита в зависимости от обрабатываемого сплава.

При электро-абразивном и электро-алмазном шлифовании применяют растворы, содержащие хлориды натрия и калия, нитрат и нитрит натрия.

Массовая доля нитрита натрия в растворе не превышает десятых долей процента (для защиты от коррозии деталей оборудования и заготовки).

Для снижения вязкости в раствор добавляют несколько процентов фторида натрия.

Для повышения качества поверхности добавляют: олеиновую кислоту, сульфаты, фосфаты.

Шлифование электронейтральным инструментом выполняют с применением водных растворов буры, нитратов натрия и калия. Для твердых сплавов в электролит добавляют жидкое стекло.

Обработку электролитом с твердым наполнителем ведут в растворе хлорида натрия. Применение даже слабого (2...3 %) раствора кислоты способствует значительному повышению электропроводности электролита.

Электроэрозионно-химическая обработка может осуществляться в 10...13 % - ных растворах хлорида или нитрата натрия (Na₂SO₄). Для снижения износа инструмента в рабочую зону подают углеродосодержащие газы, в частности бутан.

2) Температуру электролита в баке.

При всех методах комбинированной обработки она остается такой же, как и при электрохимической обработке – более 20 ⁰С.

3) Напряжение на электродах.

При анодно-абразивной обработке для черновых операций – 15...32 В, для чистовых операций – 3...15 В. Для твердых сплавов – нижние пределы. Если используют электропроводный наполнитель, то напряжение на электродах может быть до 80 В.

При электроэрозионно-химической обработке – 12...30 В; для прошивания отверстий – 25...30 В; при разрезании вращающимся электродом-инструментом напряжение должно быть меньше 20 В.

При наложении ультразвуковых колебаний значение напряжения зависит от размеров абразивных зёрен. Напряжение рассчитывается по экспериментальной зависимости:

, В (11.4)

где l – размер абразивного зерна, мкм.

При облучении зоны обработки лазером напряжение можно снизить в 1,5...2 раза.

4) Давление инструмента на заготовку.

Для электро-абразивного и электро-алмазного шлифования связанным и свободным абразивом для получения наиболее высокой производительности и точности давления инструмента на обрабатываемую поверхность должно быть 0,2...0,5 МПа. При шлифовании электронейтральным инструментом электрод-инструмент не касается заготовки. При полировании и хонинговании – 0,05...0,3 МПа. Оно обеспечивает шероховатость до R_а =0,04 мкм.

5) Выбор оборудования, электрода-инструмента, зернистости абразива и наполнителя.

Выполняется по рекомендациям.

6) Расчет скорости перемещения рабочей части инструмента относительно обрабатываемой поверхности, т.е. движения, не связанного с подачей инструмента.

Увеличение скорости движения инструмента улучшает вынос продуктов обработки и способствует ускорению процесса, повышению качества детали. Однако окружная скорость ограничена прочностью кругов, возможностями подачи электролита.

Для шлифования абразивным и алмазным инструментом со связанным и свободным зерном частота вращения п круга диаметром Д_К составит:

,

где V=18...30 м/с – скорость на периферии инструмента; .

При электронейтральном инструменте окружная скорость круга при шлифовании такая же, а при хонинговании она определяется числом ходов бруска в единицу времени (обычно 0,5...1,5 двойных хода в секунду) и частотой вращения заготовки.

Общую скорость V_общ находят путем сложения скорости V₁ движения инструмента 1 вдоль оси отверстия и скорости V₂ от вращения заготовки 2 (рис. 11.7):

Рисунок 11.7 – Схема хонингования:

1 – инструмент; 2 – заготовка.

(11.5)

где (11.6)

где: L – длина обрабатываемого отверстия, м;

n₁ – число двойных ходов в секунду.

(11.7)

где:– диаметр отверстия, м;

п – частота вращения заготовки, с^-1.

Общая скорость V_общ может составлять 1...10 м/с. Скорость перемещения наполнителя зависит от скорости электролита и изменяется в широких пределах (1...30 м/с).

Наложение УЗ колебаний приводит к ускорению движения абразивных частиц. Скорость здесь задают через частоту f и амплитуду колебаний инструмента, как при обычной УЗО.