Реферат - Электрохимическая размерная обработка деталей - файл n1.doc

Реферат - Электрохимическая размерная обработка деталей
скачать (618 kb.)
Доступные файлы (1):

618kb.

29.05.2012 21:11

n1.doc

1 2 3 4

СОДЕРЖАНИЕ

Введение		3
1	Сравнительный анализ методов размерной обработки деталей	4
2	Физическая сущность процесса	7
3	Гальванотехника	9
4	Электрохимическая размерная обработка деталей	11
	4.1 Анодное полирование и травление	11
	4.2 Анодно-гидравлическая размерная обработка изделий	12
	4.3 Анодно-механическая размерная обработка изделий	15
Заключение		18
Литература		20

Введение

Целью данного реферата является анализ современных методов электрохимической размерной обработки деталей.

Совершенствование конструкции изделия машиностроительного производства связано с необходимостью применения новых конструкционных материалов, обладающих особыми свойствами, и поэтому возникает ряд технологических проблем при обработке новых материалов или изготовлении изделий, форма поверхности которых и ее состояние не могут быть получены известными механическими методами. Наряду с обработкой особо прочных материалов большие трудности представляет обработка весьма хрупких материалов, например, полупроводников или неметаллических материалов (кварца, керамики, поликора, стекла), получение изделий из сверхтонкой ленты (масок, микрофонных элементов и др.), получение изделий с поверхностью высокого класса, удаление деформированного слоя, снятие заусенцев. В настоящее время для решения вышеперечисленных технологических задач нашли широкое применение электрохимические методы обработки, позволяющие обрабатывать материалы с высокими механическими свойствами без применения больших механических усилий и с применением инструментов, твердость которых значительно меньше твердости обрабатываемого материала. Кроме того, электрохимические методы позволяют производить локальную обработку материалов без изменения свойств материала детали, а в некоторых случаях и улучшать физико-механические свойства (уничтожать наклеп, удалять прижоги, повышать антикоррозийные свойства, улучшать электрофизические свойства – электропроводность и магнитную проницаемость и др.).
1 Сравнительный анализ методов размерной обработки деталей

Технологические процессы изготовления деталей — это процессы формоизменения исходного материала заготовки с целью получения деталей заданной формы, размеров и физико-химических свойств. Данные процессы по отношению объёма исходной заготовки принято разделять на три принципиально различные группы, т.е.:

— процессы, при которых сохраняется практически постоянным объём исходного материала, т.е. объём заготовки равен объёму готовой детали;

— процессы, при которых с заготовки удаляется часть материала, т.е. объём готовой детали меньше объёма заготовки;

— процессы, в которых на заготовку наносится дополнительное количество материала и, таким образом, объём готовой детали становится больше объёма исходной заготовки.

К первой группе относят процессы холодного и горячего деформирования, литья и процессы термообработки.

Ко второй группе процессов формообразования относят процессы резания, электроэрозионной и электрохимической обработки, обработки электронным и световыми лучами и др. Процессы, при которых с заготовки удаляется часть материала, называют процессами размерной обработки.

К третьей группе процессов относятся процессы нанесения различного рода покрытий: плазменных, гальванических, лакокрасочных и т.п.

Технологические процессы размерной обработки в настоящее время являются основными процессами изготовления деталей высокой точности, сложной формы и с повышенными требованиями по надёжности в эксплуатации. Достаточно сказать, что почти 85 % всех деталей машин, которые поступают на сборку в машиностроении свою окончательную форму и размеры приобретают в результате размерной обработки, И только 15 % деталей изготовляется методами обработки без удаления материала.[4]

Большинство известных технологических процессов размерной обработки условно можно объединить в группы, общие по физическому механизму воздействия на обрабатываемый материал.

Первая группа — резание, ультразвуковая обработка и упрочнение поверхностным пластическим деформированием. Эти процессы характеризуются механическим воздействием на обрабатываемый материал при относительно небольших плотностях затрачиваемой энергии. Процесс съёма материала осуществляется в результате развития деформации и разрушения материала.

Вторая группа объединяет процессы электрохимической обработки (ЭХО). Процессы ЭХО металлов основаны на явлении анодного растворения при высоких плотностях тока 50-200 А/см2 и удаления твёрдых и газообразных продуктов реакций потоком электролита. Съём металла в процессах ЭХО является результатом совместного развития разнородных и сложных явлений, которые описываются законами физики, гидродинамики, теории массо- и теплопереноса, электрохимии и теории поля.

Третья группа объединяет электроэрозионную, электронно-лучевую и лазерную обработки. Во всех процессах третьей группы элементарный акт съёма металла — процесс плавления и выброса металла происходит в результате мгновенного сосредоточения большой плотности энергии в небольшом объёме. Общим для этих процессов является то, что независимо от частиц, создающих концентрированный поток энергии (электроны, ионы, фотоны), процесс разрушения обрабатываемых материалов одинаков при всех видах воздействиях. Особенность этих процессов — высокая плотность энергии, которая сопровождается большим рассеиванием тепловой энергии, обусловлена необходимостью разрыва большого числа атомных связей (при плавлении, испарении, сублимации) в удаляемом материале.

Данные, приведённые в таблице 1 дают представление о технологических возможностях разных процессов размерной обработки и создают предпосылки для выбора того или иного процесса при изготовлении деталей [4].
Таблица 1- Технологические возможности процессов размерной обработки

Вид процесса	Удельный расход энергии, Дж/см³	Скорость процесса, м/с	Производительность, см³ /с
Точение	(1,7-2,5)· 10³	1,5-7,5	0,05-5
Протягивание	(2,5-3,7) · 10³	0,1-1,0	0,004-0,1
Пиление	(2,5-3,7) ·10³
Фрезерование	(5,0-7,5) ·10³	2,0-6,0	0,002-1,0
Развёртывание	(1,2-3,0) ·10⁴	1,5-16,0	0,005-0,5
Шлифование	(5,5-7,0) ·1 0⁴	25,0-50,0	0,005-0,03
Ультразвуковая	(0,6-3,6) · 10⁶	3,0-4,0	0,00003-0,2
Электрохимическя	4, 3·10⁵	(1-6) ·10^-5	0,0005-0,15
Эле ктроис кров ая	(1,1-2.9·10⁶	(5-8) · 10^-2	0,017-0,18
Электроимпульсная	(3,5-7,1) ·10⁵	(5-8) ·1 0^-2	15-17
Электроконтактная	2,3-4,6) · 10⁵	35,0-40,0	0,0002-0,0063
Электроннолучевая	(2,4-5,8) ·10⁵	3,36·10⁸	(1-2) ·10^-6
Плазменная
Лазерная	(2,8-4,7) ·10⁷	3 ·10⁸

Среди общих признаков всех групп процессов размерной обработки можно отметить следующие:

— дискретность съема материала;

— квазистационарный характер процессов на малом отрезке времени;

— процессы не экстремальны по своим характеристикам; производительность, удельная энергоемкость, характеристики качества поверхностного слоя детали монотонно меняются от параметров процесса;

— рабочий инструмент или рабочая энергия воздействуют на обрабатываемый материал по нормали к поверхности разрушения, в результате общие затраты энергии пропорциональны площади воздействия;

— процесс разрушения определяется концентрацией (плотностью) энергии, величина которой возрастает по мере перехода от механического воздействия к электрическому и тепловому.

2 Физическая сущность процесса электрохимической обработки деталей

Электрохимическая размерная обработка, способ обработки металлов, основанный на высокоскоростном растворении материала заготовки при одновременном воздействии постоянного или импульсного тока высокой плотности и потока электролита, поступающего через малый зазор между материалом заготовки и катодом-инструментом. Используется для получения сложных профилей отверстий и пазов в твердых, высокопрочных, труднообрабатываемых механическими способами материалах; является более производительным процессом, обеспечивающим высокую точность и хорошее качество поверхности.

Всё электрохимические методы обработки материалов основаны на явлении электролиза, т. е. на переносе материала с одного электрода на другой, на растворении анода в электролите и на осаждении на катоде металла электролита. Гальванотехническим способом изделие формируется на катоде из осаждающегося на нем металла анода. При катодном травлении осуществляется очистка изделия — катода пузырьками выделяющегося на нем водорода, удаляющего жир и загрязнения с его поверхности. При электролитическом анодном травлении и анодном полировании изделие является анодом, при растворении его поверхностного слоя поверхность очищается и сглаживается — полируется. Методом электролитического растворения анода можно придавать последнему нужную форму, особенно когда материал с трудом поддается механической обработке. Для получения большей производительности процесса необходимо принудительно удалять с поверхности анода продукты растворения во избежание замедления процесса. Такое удаление может быть осуществлено сильной струей электролита (анодно-гидравлическая размерная обработка) или чисто механическим путем (анодно-механическая размерная обработка).

К электрохимической обработке относится группа методов, основанных на явлении анодного растворения. При пропускании тока между электродами происходит растворение металла анода. Образующийся продукт растворения в виде солей или гидроокисей металлов удаляется с поверхности либо гидравлическим потоком электролита, либо механическим путем. При этом процесс анодного растворения на микро-выступах происходит интенсивнее вследствие относительно более высокой плотности тока на вершинах выступов. Количество металла, растворяемого в результате анодного процесса, описывается формулой [2]

1 2 3 4