Электрические методы обработки материалов - Могорян Н.В.
Скачать (прямая ссылка):
6-30 м/с обеспечивает интенсивное вымывание продуктов растворения из
межэлектродного промежутка, концентрация которых в электролите не должна
превышать определенного значения. При размерной ЭХО из-за малых величин
МЭП между деталью и инструментом происходит формообразование, т. е.
изменение формы детали в соответствии с формой электрода-инструмента,
являющейся отражением формы детали. Необходимая точность формообразования
достигается за счет поддержания неизменными высокой плотности тока и
малых зазоров между соответствующими поверхностями заготовки и электрода-
инструмента в течение всего периода обработки.
Сопротивление объема электролита, находящегося в МЭП, с достаточной
степенью точности можно описать выражением
а
R-э Рэ р ' "а
(1V.7)
185
где рэ - удельное сопротивление электролита, Ом-см; Fa- площадь
поперечного сечения столба электролита, см2; а - высота столба
электролита в зазоре, см.
С учетом закона Ома сила тока I, протекающего через столб электролита в
МЭП, обратно пропорциональна величине сопротивления электролита и,
следовательно, длине столба электролита в соответствующих точках
Из приведенных выражений следует, что плотность тока, протекающего между
электродами, из-за неравномерности припуска выше на участках с меньшими
величинами межэлектродного зазора при равномерном распределении
потенциалов на поверхности электродов, а следовательно, скорость va
растворения и удаления вещества с поверхности детали также выше на
участках с меньшими величинами межэлектродного зазора (щ-а3) (рис. 110),
т. е. если ai>a2, то а va <
Эта особенность электрохимической размерной обработки позволяет
избирательно снимать материал в определенных местах заготовки, к которым
при обработке подводится электрод-инструмент. В идеальном случае
обработки при высоких плотностях тока съем материала с поверхности
заготовки преимущественно происходит только на участках 1-3 с
минимальными расстояниями от инструмента (зона А на рис. 111). Потенциалы
на этих участках превышают потенциалы разложения фразл всех составных
частей обрабатываемого материала или соответствуют им. На удаленных
участках 3-4 с увеличением расстояния от инструмента (зона В) потенциалы
уменьшаются и становятся ниже потенциалов разложения отдельных составных
частей обрабатываемого материала. Плотность тока с увеличением расстояния
асимптоматически понижается до нуля. При этом происходит избирательное
травление составных частей. В зоне С потенциалы становятся ниже
минимального потенциала разложения любого элемента, входящего в
обрабатываемый материал. Этот участок характеризуется отсутствием
электрохимической обработки [5].
U_ 1 UF;
Вэ (r) Рэ
(IV.8)
<?V
186
На практике плавное снижение плотности тока до нуля по мере удаления от
поверхности электрода-инструмента приво-
дит к погрешности обра-
ботки, увеличению шеро-
ваемой, так и необрабатываемой поверхности детали. Устранению этих
Рис. ill
нежелательных эффектов
способствуют, например, увеличение скорости и уменьшение времени
обработки, изоляция поверхностей электрода, не участвующих в
формообразовании.
Скорость растворения металла обрабатываемой заготовки зависит от
удельного сопротивления и рассеивающей способности электролита,
напряжения, прикладываемого к электродам, геометрических форм и размеров
электрода. При этом считается, что распределение потенциала ср по
поверхностям электродов равномерное. Для точного копирования формы
электрода необходимо непрерывно сближать электроды в зависимости от
величины снятого материала, тем самым поддерживая высокую плотность тока
при минимально допустимых величинах межэлектродных зазоров.
Существенное преимущество ЭХО по сравнению с электроэрозионными способами
- отсутствие износа электрода-инструмента и более высокие скорости съема
материала, что и определяет широкое применение процесса ЭХО как для
прецизионной обработки тонких и мелких деталей, так и для широкого
использования в общем машиностроении. Эффективность применения ЭХО в
общем случае зависит от вида обработки, формы обрабатываемых
поверхностей, числа деталей и др.
Со времени открытия Фарадеем явления электрохимического растворения
металлов его развитие в ос-
IV. 2. Электрохимическое растворение металлов под воздействием
переменного асимметричного тока
187
новном было связано с применением постоянного тока. Однако исследователи
пытались использовать и другие формы тока. Еще де ля Рив [6] в 1837 г.
исследовал воздействие переменного тока на различные электрохимические
системы.
Первые работы по влиянию переменного тока на процесс анодного растворения
относятся к 1903 г. [7-10]. Ле Блан и Шик [7] при пропускании переменного
тока между электродами, опущенными в раствор цианистой соли, заметили,
что при небольших частотах (10-60 Гц) медь переходит в раствор в
эквивалентных количествах. При больших частотах растворение меди по току
составляло лишь около 40%.
Авторы считают, что образовавшиеся в анодный по-лупериод тока ионы
