3.4. Отделочные операции

Типовыми операциями этой группы ЭХО является электрохимическое удаление заусенцев, притупление острых кромок и электрохимическое абразивное полирование.

Удаление заусенцев. Электрохимическое удаление заусенцев наиболее широко применяют при обработке деталей, имеющих труднодоступные места, например внутренние полости, глубокие отверстия и т. д. При этом электрод-инструмент определенным образом ориентируют относительно обрабатываемого участка детали. Состав электролита, режимы ЭХО и конструкция приспособлений для установки деталей зависят от их материала и

формы, размеров заусенцев и других факторов. В каждом конкретном случае режимы обработки могут существенно изменяться.

Электрохимичес к о е удаление заусенцев

(0,5—1 мм) в центральном отверстии втулки (рис. 3.42, а) производят на станке модели 4405. На обеих рабочих позициях этого станка установлены приспособления, в которых закреплено по 20 втулок. Таким образом, на станке одновременно обрабатывают 40 деталей. На рис. 3.42, б изображена конструкция одной рабочей секции приспособления. Плита 3 каждого приспособления скреплена хвостовиком с пинолью станка. На ней смонтированы 20 электродов-инструментов 2, а также токоподводы 1. Эта плита несет на себе кожух 7, предотвращающий разбрызгивание электролита при сливе его из рабочей секции.

На основании 10 приспособления закреплена контактная плита 9. В полость между этими деталями поступает электролит, который далее подается через

отверстия в оправках 6 и радиально расположенных в них втулках 11, являющихся электродами-инструментами, в межэлектродный промежуток. Последний образуется между поверхностью центрального отверстия обрабатываемой детали 4 и торцом втулок, запрессованных в оправку. На наружные поверхности оправки, контактирующие с электролитом, нанесена диэлектрическая обмазка, что предотвращает воздействие электрического тока на поверхность центрального отверстия детали вне зоны удаляемых заусенцев. Таким образом, анодное растворение металла происходит только на границе отверстие — полость, т. е. на участке детали, где находится заусенец.

Обрабатываемые детали размещают в расточках подкладок 8, закрепленных на контактной плите. Детали устанавливают при поднятой плите с электродами-инструментами 2 и снятой обойме 5; при этом правильное (соосное) расположение отверстий в обрабатываемой детали относительно втулок, расположенных в оправке, обеспечивается фиксатором 12. Подкладки и обоймы выполнены из диэлектрического материала, с тем чтобы предотвратить растворение металла на необрабатываемых поверхностях.

При опускании плиты с электродами-инструментами 2 торцы их прижимают обрабатываемые детали к дну расточки подкладок. Одновременно к обрабатываемым деталям подводят электрический ток от положительного полюса ИП. Надежный прижим деталей к торцам электродов-инструментов обеспечивается резиновой подкладкой, являющейся амортизатором.

Особенностью этой операции является относительно большой межэлектродный промежуток (2—3 мм), что исключает механический контакт заусенцев с активной поверхностью втулок, являющихся электродами-инструментами, а соответственно предотвращает короткое замыкание. В таких условиях обработки оптимальную производительность процесса ЭХО можно достичь при соответствующем увеличении анодной плотности тока, что обеспечивается повышением напряжения на электродах. Электрохимическое удаление заусенцев в этом случае выполняют в 15%-ном водном растворе NaCl при следующих режимах: рабочая температура электролита 20 °С; напряжение на электродах 20 В, а сила тока 1000 А. Время удаления заусенцев у 40 таких деталей составляет 1 мин.

Другой особенностью этой операции является строгая выдержка установленного времени обработки и заданной рабочей температуры электролита. Особое внимание обращают на рабочую температуру электролита при обработке деталей на станках, не имеющих автоматических систем регулирования (например, станок модели 4405). В этом случае периодически замеряют рабочую температуру и в случае необходимости регулируют расход воды, поступающей в теплообменник.

При увеличении времени обработки может произойти растворение металла необрабатываемых поверхностей. Однако при больших размерах заусенцев невозможно за установленное технологией время полностью их удалить. В этих случаях изменяют параметры процесса ЭХО и отмечают это в технологической карте.

Более широко применяют на практике электрохимическое жидкостно-абразивное удаление заусенцев с наружных поверхностей в барабанах. В качестве абразивного материала при электрохимической жидкостно-абразивной обработке используют дробленые минералокерамические пластины, куски шлифовальных кругов и другие подобные материалы. Дробленые минералокерамические куски предварительно обкатывают в галтовочных барабанах, с тем чтобы отделить от них непрочно связанные мелкие частицы, которые могут засорить систему подачи слива электролита. В качестве абразивного материала применяют также фарфоровые шары диаметром 2—12 мм. Диаметр фарфоровых шаров выбирают, исходя из формы и размеров галтуемых деталей и в первую очередь учитывая удобство их отделения от обработанных деталей. Так, при электрохимической жидкостно-абразивной обработке мелких деталей с размерами 3X3X3 мм применяют шары диаметром 2 мм, а при обработке более крупных деталей с размерами 10Х 10Х 10 — диаметром 9 мм.

При этом суммарный объем их не должен превышать 70— 80% объема внутренней полости барабана установки. При соблюдении этого условия обеспечивается интенсивное перемешивание обрабатываемых деталей и абразивного материала, что способствует повышению производительности процесса ЭХО. Соотношение загружаемых в барабан деталей и абразивного материала примерно 1:1.

Состав электролита для электрохимического удаления заусенцев во многом зависит от металла обрабатываемых деталей. Гак, при обработке деталей из алюминиевых и никелевых сплавов эффективно применяют раствор азотнокислого натрия NaNO₃; при обработке деталей из конструкционных и нержавеющих сталей используют хлористый натрий NaCl. Оптимальная температура электролита при электрохимической жидкостно-абразивной обработке 20—25°С.

Напряжение на электродах, обеспечивающее максимальную производительность электрохимической жидкостно-абразивной обработки, составляет в этом случае, как правило, 22—25 В. Сила тока зависит от напряжения на электродах, электропроводности электролита и соотношения загружаемых в барабан деталей и абразивного материала. При массе деталей с размерами 2X8X15, равной 12 кг, напряжение на электродах в сред

нем 22 В; сила тока примерно 180 А, электролит — 15%-ный водный раствор NaCl.

Продолжительность электрохимической жидкостно-абразивной обработки зависит как от технологических режимов, так и от размеров удаляемых заусенцев. Например, заусенцы размером 0,2—0,3 мм на кромках штампованных деталей удаляют электрохимической жидкостно-абразивной обработкой за 20— 30 мин, а размером 0,5—07 — за 2—3 ч.

Следует отметить, что увеличение времени обработки относительно заданного технологией приводит к равномерному снятию металла со всех наружных поверхностей. При этом размеры обрабатываемых деталей соответственно уменьшаются. Следовательно, увеличивать установленное время обработки можно только в крайних случаях с разрешения технологической службы. В противном случае возможен брак обрабатываемых деталей.

Электрохимическое абразивное полирование. Отделка поверхностей деталей, изготовленных из труднообрабатываемых сталей и сплавов, механическим полированием — трудоемкая и не всегда технологически выполнимая операция. В этих случаях используют электрохимическое абразивное полирование, например, листов из нержавеющей стали марки Х18Н9Т; размеры листов 2X150X450 мм.

В качестве электрода-инструмента для этой операции применяют специальный притир, конструкция которого изображена на рис. 3.43. Бруски 1, изготовленные из дерева, например липы, закреплены в обоймах 2 стойким от воздействия электролита клеем. Обоймы смонтированы в отверстиях диска 3 и могут перемещаться в вертикальном направлении за счет амортизирующих свойств резиновой прокладки 4. Это обеспечивает поджим обойм с брусками при полировании плоскостей с неровностями и другими дефектами. В этом случае обойма, бруски которой находятся в зоне дефекта полируемой поверхности, сжимает резиновую прокладку и не препятствует тем самым остальным брускам полировать заниженные относительно указанной неровности участки листа. Диск скреплен с планшайбой 5 винтами, кото-

рая посредством конусного отверстия и резьбы на шпинделе станка соединяется с ним и при этом вращается. Между каждыми двумя брусками расположен клин 6, которым их поджимают к стенкам окна обоймы.

Предназначенный для полирования лист после соответствующей подготовки устанавливают подъемным устройством на стол станка (рис. 3.44) в специальную ванну. Лист крепят прижимными клиньями, которые одновременно предназначены для токоподводов. Клинья располагают так, чтобы не мешать работе притира, т. е. обеспечить обработку всей площади листа.

При исходной шероховатости поверхности листа 1,25 мкм по Ra и требуемой от 0,04 мкм по Ra до 0,01 мкм по Rz анодно-механическое полирование выполняют за две операции последовательно на двух однотипных станках, оснащенных одинаковыми притирами и ваннами. В станках для этих операций предусматривают продольное перемещение стола со скоростью 250 мм/мин, вращение вертикально расположенного шпинделя с притиром с окружной скоростью 1,5—2 м/с, прижим последнего к полируемому листу с усилием 98—196 кПа и поперечную подачу шпинделя с притиром 150 мм/мин.

Предварительное полирование выполняют с абразивонесущим электролитом — в водный раствор NaN0₃ добавляют 10% шлифовального порошка № 3 марки Э9А. Эту смесь подают из бака в ванну со скоростью 5—10 л/мин. После заполнения ванны до уровня, превышающего уровень полируемого листа, скорость ее заполнения снижают, не допуская перелива смеси, но обеспечивая при этом обновление ее в ванне. Вращающийся протир опускают до соприкосновения брусков и полируемой поверхности. Включают рабочую подачу стола и притира, а затем подают сжатый воздух в ванну. Воздух проходит по трубкам и через отверстия в них попадает в абразивонесущий электролит, перемешивая зерна абразива в смеси и не давая им оседать на дно ванны. Предварительное полирование обеспечивает шероховатость до 0,32 мкм по Ra.

Предварительное и окончательное полирование выполняют при напряжении на электродах 10 В. В электролит для окончательного полирования добавляют 10% оксида хрома Сг₂0₃. В конце окончательного полирования отключают ИП и выполняют один проход по всей полируемой поверхности. При этом с

полируемой поверхности механически удаляется характерная для электрохимического абразивного полирования оксидная пленка, имеющая темный цвет; в этом случае полируемая поверхность приобретает зеркальный металлический блеск. Производительность электрохимического абразивного полирования 2 м²/ч.