Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
Електрохімі́чне обро́блення (англ. Electrochemical machining, ECM) — спосіб механічного оброблення електропровідних матеріалів, що полягає у зміні форми, розмірів і (або) шорсткості поверхні заготовки внаслідок анодного розчинення її матеріалу в електроліті під впливом електричного струму.
Фізико-хімічна сутність методу
Електрохімічне оброблення (ЕХО) базується на явищі локального анодного розчинення металу при електролізі. Один з електродів (заготовка) приєднаний до позитивного полюса джерела живлення і є анодом, а другий (інструмент) — до негативного; останній є катодом. Особливостями електролізу є просторове окислення (розчинення) анода і відновлення (осадження) металу на поверхні катода.
Утворені продукти розчинення (шлам) у вигляді солей або гідроксидів металів віддаляються з поверхні анода (заготовки) або гідравлічним потоком електроліту, або механічним шляхом. При електрохімічному обробленні застосовують такі електроліти, катіони яких не осаджуються при електролізі на поверхні катода. Цим забезпечується основна перевага ЕХО перед електроерозійним обробленням — незмінність форми електрода-інструмента (ЕІ). Як електроліт найчастіше використовуються водні розчини солей NaCl, NaNO3 та Na2SO4. Для інтенсифікації процесу оброблення електроліт підігрівають до 40…80 °C.
Переваги та недоліки методу
При використанні електрохімічних методів силовий вплив інструмента на матеріал оброблюваної заготовки практично відсутній, тому механічні властивості матеріалу істотного впливу на процес обробки не роблять.
Найефективніше обробляти електрохімічними методами високолеговані жароміцні і нержавкі сталі, тверді сплави, титанові та магнієві сплави, напівпровідникові та інші важкооброблювані матеріали.
Процеси електрохімічної обробки застосовуються в основному для формозміни складних поверхонь кувальних штампів, прес-форм, лопаток турбін та компресорів; для обробки і прошивання отворів та порожнин довільної форми, для відрізання заготовок електродом-диском і для інших операцій.
Однією з переваг електрохімічної обробки є можливість її поєднання з іншими процесами та створення на цій основі суміщених (комбінованих) методів обробки. Найбільшого поширення з цих методів отримала анодно-механічне і електроабразивне оброблення, коли видалення продуктів анодного розчинення забезпечується головним чином механічним впливом електрода-інструменту. Це поєднання дозволяє збільшувати продуктивність обробки до 20 разів, не знижуючи якості обробки.
До недоліків електрохімічних процесів слід віднести порівняно низьку точність обробки і необхідність надійного антикорозійного захисту елементів електрохімічних верстатів. Крім того, всі електрохімічні процеси відрізняються високою енергоємністю в порівнянні з обробкою різанням на металорізальних верстатах.
Загалом електрохімічна обробка має високу продуктивність та економічність, дозволяє знизити трудомісткість виготовлення деталей у порівнянні з традиційними механічними методами обробки. Вона все більше витісняє механічну обробку в операціях по оздобленню деталей у крупносерійному та масовому виробництві.
Класифікація
Основними різновидами електрохімічного оброблення є.
За метою обробки:
- електрохімічне поверхневе оброблення (електрохімічні: шліфування, полірування, доведення тощо);
- електрохімічне розмірне оброблення (електрохімічні: об'ємне копіювання, прошивання, калібрування, точіння, видалення задирок, маркування тощо).
За принципом реалізації:
- анодно-механічне оброблення — вид електрохімічного оброблення у рідкому середовищі, при якому відбувається розчинення матеріалу заготовки під дією електричного струму з утворенням на поверхні обробки окисних плівок та їх видалення механічною дією;
- катодне оброблення (катодне відновлення металу) — електрохімічний спосіб одержання металевого покриття на металі, який використовується як катод.
Електрохімічне поверхневе оброблення
Електрохімічне полірування ведуть у ваннах, заповнених електролітом. Форма катода визначається формою оброблюваної деталі. Ділянки, які не підлягають обробці, ізолюються захисними покриттями. При обробці використовують постійний струм під напругою 6…12 В. При подачі напруги на електроди починається розчинення поверхні заготовки-анода. Розчинення відбувається головним чином на виступах мікронерівностей поверхні внаслідок більшої густини струму на їх вершинах. В результаті виборчого розчинення, тобто розчинення виступів, відбувається згладжування мікронерівностей оброблюваної поверхні. При цьому поверхня немов би вирівнюється і зменшується параметр шорсткості до Ra = 0,8 … 0,2 мкм.
Електрохімічне розмірне оброблення
Найбільшого поширення набуло електрохімічне розмірне оброблення профільованим електродом (об'ємне копіювання). Робоча частина інструмента являє собою профіль зворотний до профілю деталі. При зближенні електродів поверхня анода (заготовки) починає розчинятися і копіювати поверхню катода (інструменту). Залежно від складності і розмірів профілю точність обробки становить 0,1…0,5 мм. Вона залежить головним чином від міжелектродного зазору, електричної напруги, швидкості циркуляції електроліту, його температури та інших факторів. Зі зменшенням відстані між електродами інтенсивність анодного розчинення збільшується. Підбираючи електроліт електрохімічними методами можна обробляти практично будь-які струмопровідні матеріали, досягаючи при цьому високої якості оброблюваної поверхні. При цьому одночасно обробляється вся поверхня заготовки, яка знаходиться під активним впливом катода, що забезпечує високу продуктивність процесу. Швидкість знімання металу становить зазвичай 0,1…1,2 мм/хв.
Анодно-механічне оброблення
Анодно-механічне оброблення — вид електрохімічного оброблення у рідкому середовищі, при якому відбувається розчинення матеріалу заготовки під дією електричного струму з утворенням на поверхні обробки окисних плівок та їх видалення механічною дією.
При анодно-механічному розрізанні як інструмент-катод зазвичай використовують сталеві або чавунні диски товщиною 0,5…5 мм. Заготовці та інструменту (диску) надаються такі ж рухи, як і при звичайних методах механічної обробки різанням. В зону обробки неперервним струменем подають електроліт. Колова швидкість диска становить 5…25 м/с. Зазор між диском і заготовкою не перевищує 0,05 мм.
Анодно-механічним способом можна обробляти заготовки з усіх струмопровідних матеріалів, високоміцних і важко оброблюваних металів і сплавів, в'язких матеріалів.
Експлуатація установок для електрохімічної обробки передбачає наявність інтенсивної вентиляційної системи для видалення газоподібних продуктів процесу.
Анодну електрохімічну обробку застосовують до матеріалів, що важко піддаються обробці різанням. Тому він придатний для обробки тонкостінних деталей, які легко деформуються при механічній обробці та деталей із крихкого матеріалу. У той же час недоліком є низька локалізація процесу знімання металу й розчинення металу не тільки в призначеній зоні, а й у прилеглих ділянках поверхні.
Катодне електрохімічне оброблення
Катодна електрохімічна обробка характеризується процесом протікання електричного струму в електрохімічній системі, при цьому іони металу з розчину виділяються на катоді (ним є форма). Після утворення на формі шару металу необхідної товщини копію відділяють від форми і отримують деталь з високою точністю відтворення геометричної форми та копіюванням рельєфу поверхні.
Примітки
- ДСТУ 2391-94 Система технологічної документації. Терміни та визначення.
- ГОСТ 25330-82
Джерела
- ГОСТ 25330-82 Обработка электрохимическая. Термины и определения
- Справочник по электрохимическим и электрофизическим методам обработки / Г. Л. Амитан, И. Е. Байеупов, Ю. М. Барон и др.; Под общ. ред. В. А. Валосатого. — Л.: Машиностроение, 1988. — 719 с. —
- Житников В. П., Зайцев А. Н. Импульсная электрохимическая размерная обработка. — М.: Машиностроение, 2008. — 413 с.
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Elektrohimi chne obro blennya angl Electrochemical machining ECM sposib mehanichnogo obroblennya elektroprovidnih materialiv sho polyagaye u zmini formi rozmiriv i abo shorstkosti poverhni zagotovki vnaslidok anodnogo rozchinennya yiyi materialu v elektroliti pid vplivom elektrichnogo strumu Elektrohimichnij verstat ET6000 3DElektrohimichnij verstat EHF A1Priklad shtampa vigotovlenogo elektrohimichnim sposobomFiziko himichna sutnist metoduElektrohimichne obroblennya EHO bazuyetsya na yavishi lokalnogo anodnogo rozchinennya metalu pri elektrolizi Odin z elektrodiv zagotovka priyednanij do pozitivnogo polyusa dzherela zhivlennya i ye anodom a drugij instrument do negativnogo ostannij ye katodom Osoblivostyami elektrolizu ye prostorove okislennya rozchinennya anoda i vidnovlennya osadzhennya metalu na poverhni katoda Utvoreni produkti rozchinennya shlam u viglyadi solej abo gidroksidiv metaliv viddalyayutsya z poverhni anoda zagotovki abo gidravlichnim potokom elektrolitu abo mehanichnim shlyahom Pri elektrohimichnomu obroblenni zastosovuyut taki elektroliti kationi yakih ne osadzhuyutsya pri elektrolizi na poverhni katoda Cim zabezpechuyetsya osnovna perevaga EHO pered elektroerozijnim obroblennyam nezminnist formi elektroda instrumenta EI Yak elektrolit najchastishe vikoristovuyutsya vodni rozchini solej NaCl NaNO3 ta Na2SO4 Dlya intensifikaciyi procesu obroblennya elektrolit pidigrivayut do 40 80 C Perevagi ta nedoliki metoduPri vikoristanni elektrohimichnih metodiv silovij vpliv instrumenta na material obroblyuvanoyi zagotovki praktichno vidsutnij tomu mehanichni vlastivosti materialu istotnogo vplivu na proces obrobki ne roblyat Najefektivnishe obroblyati elektrohimichnimi metodami visokolegovani zharomicni i nerzhavki stali tverdi splavi titanovi ta magniyevi splavi napivprovidnikovi ta inshi vazhkoobroblyuvani materiali Procesi elektrohimichnoyi obrobki zastosovuyutsya v osnovnomu dlya formozmini skladnih poverhon kuvalnih shtampiv pres form lopatok turbin ta kompresoriv dlya obrobki i proshivannya otvoriv ta porozhnin dovilnoyi formi dlya vidrizannya zagotovok elektrodom diskom i dlya inshih operacij Odniyeyu z perevag elektrohimichnoyi obrobki ye mozhlivist yiyi poyednannya z inshimi procesami ta stvorennya na cij osnovi sumishenih kombinovanih metodiv obrobki Najbilshogo poshirennya z cih metodiv otrimala anodno mehanichne i elektroabrazivne obroblennya koli vidalennya produktiv anodnogo rozchinennya zabezpechuyetsya golovnim chinom mehanichnim vplivom elektroda instrumentu Ce poyednannya dozvolyaye zbilshuvati produktivnist obrobki do 20 raziv ne znizhuyuchi yakosti obrobki Do nedolikiv elektrohimichnih procesiv slid vidnesti porivnyano nizku tochnist obrobki i neobhidnist nadijnogo antikorozijnogo zahistu elementiv elektrohimichnih verstativ Krim togo vsi elektrohimichni procesi vidriznyayutsya visokoyu energoyemnistyu v porivnyanni z obrobkoyu rizannyam na metalorizalnih verstatah Zagalom elektrohimichna obrobka maye visoku produktivnist ta ekonomichnist dozvolyaye zniziti trudomistkist vigotovlennya detalej u porivnyanni z tradicijnimi mehanichnimi metodami obrobki Vona vse bilshe vitisnyaye mehanichnu obrobku v operaciyah po ozdoblennyu detalej u krupnoserijnomu ta masovomu virobnictvi KlasifikaciyaOsnovnimi riznovidami elektrohimichnogo obroblennya ye Za metoyu obrobki elektrohimichne poverhneve obroblennya elektrohimichni shlifuvannya poliruvannya dovedennya tosho elektrohimichne rozmirne obroblennya elektrohimichni ob yemne kopiyuvannya proshivannya kalibruvannya tochinnya vidalennya zadirok markuvannya tosho Za principom realizaciyi anodno mehanichne obroblennya vid elektrohimichnogo obroblennya u ridkomu seredovishi pri yakomu vidbuvayetsya rozchinennya materialu zagotovki pid diyeyu elektrichnogo strumu z utvorennyam na poverhni obrobki okisnih plivok ta yih vidalennya mehanichnoyu diyeyu katodne obroblennya katodne vidnovlennya metalu elektrohimichnij sposib oderzhannya metalevogo pokrittya na metali yakij vikoristovuyetsya yak katod Elektrohimichne poverhneve obroblennya Elektrohimichne poliruvannya vedut u vannah zapovnenih elektrolitom Forma katoda viznachayetsya formoyu obroblyuvanoyi detali Dilyanki yaki ne pidlyagayut obrobci izolyuyutsya zahisnimi pokrittyami Pri obrobci vikoristovuyut postijnij strum pid naprugoyu 6 12 V Pri podachi naprugi na elektrodi pochinayetsya rozchinennya poverhni zagotovki anoda Rozchinennya vidbuvayetsya golovnim chinom na vistupah mikronerivnostej poverhni vnaslidok bilshoyi gustini strumu na yih vershinah V rezultati viborchogo rozchinennya tobto rozchinennya vistupiv vidbuvayetsya zgladzhuvannya mikronerivnostej obroblyuvanoyi poverhni Pri comu poverhnya nemov bi virivnyuyetsya i zmenshuyetsya parametr shorstkosti do Ra 0 8 0 2 mkm Elektrohimichne rozmirne obroblennya Najbilshogo poshirennya nabulo elektrohimichne rozmirne obroblennya profilovanim elektrodom ob yemne kopiyuvannya Robocha chastina instrumenta yavlyaye soboyu profil zvorotnij do profilyu detali Pri zblizhenni elektrodiv poverhnya anoda zagotovki pochinaye rozchinyatisya i kopiyuvati poverhnyu katoda instrumentu Zalezhno vid skladnosti i rozmiriv profilyu tochnist obrobki stanovit 0 1 0 5 mm Vona zalezhit golovnim chinom vid mizhelektrodnogo zazoru elektrichnoyi naprugi shvidkosti cirkulyaciyi elektrolitu jogo temperaturi ta inshih faktoriv Zi zmenshennyam vidstani mizh elektrodami intensivnist anodnogo rozchinennya zbilshuyetsya Pidbirayuchi elektrolit elektrohimichnimi metodami mozhna obroblyati praktichno bud yaki strumoprovidni materiali dosyagayuchi pri comu visokoyi yakosti obroblyuvanoyi poverhni Pri comu odnochasno obroblyayetsya vsya poverhnya zagotovki yaka znahoditsya pid aktivnim vplivom katoda sho zabezpechuye visoku produktivnist procesu Shvidkist znimannya metalu stanovit zazvichaj 0 1 1 2 mm hv Anodno mehanichne obroblennya Anodno mehanichne obroblennya vid elektrohimichnogo obroblennya u ridkomu seredovishi pri yakomu vidbuvayetsya rozchinennya materialu zagotovki pid diyeyu elektrichnogo strumu z utvorennyam na poverhni obrobki okisnih plivok ta yih vidalennya mehanichnoyu diyeyu Pri anodno mehanichnomu rozrizanni yak instrument katod zazvichaj vikoristovuyut stalevi abo chavunni diski tovshinoyu 0 5 5 mm Zagotovci ta instrumentu disku nadayutsya taki zh ruhi yak i pri zvichajnih metodah mehanichnoyi obrobki rizannyam V zonu obrobki neperervnim strumenem podayut elektrolit Kolova shvidkist diska stanovit 5 25 m s Zazor mizh diskom i zagotovkoyu ne perevishuye 0 05 mm Anodno mehanichnim sposobom mozhna obroblyati zagotovki z usih strumoprovidnih materialiv visokomicnih i vazhko obroblyuvanih metaliv i splaviv v yazkih materialiv Ekspluataciya ustanovok dlya elektrohimichnoyi obrobki peredbachaye nayavnist intensivnoyi ventilyacijnoyi sistemi dlya vidalennya gazopodibnih produktiv procesu Anodnu elektrohimichnu obrobku zastosovuyut do materialiv sho vazhko piddayutsya obrobci rizannyam Tomu vin pridatnij dlya obrobki tonkostinnih detalej yaki legko deformuyutsya pri mehanichnij obrobci ta detalej iz krihkogo materialu U toj zhe chas nedolikom ye nizka lokalizaciya procesu znimannya metalu j rozchinennya metalu ne tilki v priznachenij zoni a j u prileglih dilyankah poverhni Katodne elektrohimichne obroblennya Katodna elektrohimichna obrobka harakterizuyetsya procesom protikannya elektrichnogo strumu v elektrohimichnij sistemi pri comu ioni metalu z rozchinu vidilyayutsya na katodi nim ye forma Pislya utvorennya na formi sharu metalu neobhidnoyi tovshini kopiyu viddilyayut vid formi i otrimuyut detal z visokoyu tochnistyu vidtvorennya geometrichnoyi formi ta kopiyuvannyam relyefu poverhni PrimitkiDSTU 2391 94 Sistema tehnologichnoyi dokumentaciyi Termini ta viznachennya GOST 25330 82DzherelaGOST 25330 82 Obrabotka elektrohimicheskaya Terminy i opredeleniya Spravochnik po elektrohimicheskim i elektrofizicheskim metodam obrabotki G L Amitan I E Bajeupov Yu M Baron i dr Pod obsh red V A Valosatogo L Mashinostroenie 1988 719 s ISBN 5 217 00267 0 Zhitnikov V P Zajcev A N Impulsnaya elektrohimicheskaya razmernaya obrabotka M Mashinostroenie 2008 413 s