2.2.3 Діаметр електроду

При розрахунку електроду-інструменту необхідно знайти діаметр,

d-₃ забеспечуючий одержання отвору діаметром D .

d₃=D-2y, (2.1)

Де у-знімання металу з бічних поверхонь. Він дорівнює зміні бічного зазору за час проходження кожного перетину отвору буртом:

у=S_к.б .-S_н.б (2.2)

Де S_Нб- -початковий бічний зазор ; який можна прирівняти до сталого зазору S. Тоді

d _э =D-2 2rj£zUH/(pVJ + S + 2S (2.3)

Швидкість анодного розчинення тим вище, чим менше зазор. Однак зі зменшенням зазору ускладнюється процес його регулювання. Варто вибирати такий розмір зазору, при якому досягаються оптимальні швидкості знімання металу і точність формоутворення. Для ЕХО отворів і невеликих порожнин, лопаток газотурбінних двигунів, а так само при розрізуванні заготовки встановлюють і підтримують зазор S-0,1-0,3 мм;

Для великих порожнин, лопаток енергетичних машин, для схем протягання і точіння задають зазор S=0,3-0,5 мм. При струйному методі обробки відстань між електродами вибирають у діапазоні 1-15 мм;

В випадку нерухомих електродів на початку процесу встановлюють зазор S=0,1 -0,3 мм.

Для одержання прецизійних отворів висота бурту має бути якнайменше, однак по можливостях технології Н>0,2-0,3мм.

ε -електрохімічний еквівалент , залежить від марки оброблюваного матеріалу;

Для сталі 45 він дорівнює 0,223мг/(Ас);

Для сталі 12Х18Н9Т—0,165;

Для жароміцного сплаву-0,26-0,29;

Для титанових сплавів 0,158-0,162;

Для алюмінієвих сплавів 0,092-0,093.

X -вихід по струму, що є відношенням дійсного і теоретично очікуваної кількості розчиненої речовини і характеризує частку корисного використання струму.

При використанні електролітів на базі розчинів хлориду натрію вихід по струму для конструкційних низколигированных сталей х = 0,8-0,83;

Для жароміцних сплавів х =0,85-0,93; Для титанових сплавів

х =0,83-0,85.

Якщо процес ЕХО виконується в середовищі нітрату натрію , то для більшості сталей вихід по струму знижується Х =0,6-0,7. Для алюмінієвих сплавів ,що обробляють переважно в розчинах нітрату натрію, вихід по струму складає 1,1-1,35.

Питома провідність г (див/м) для розчинів хлориду натрію і нітрату натрію різної концентрації (г/л) має наступні значення:

Концентрація	50	100	150	200
Хлорид натрію	6,7	12.1	16,4	19,6
Нітрат натрію	4,36	7,82	11	13

U напруга.

Для більшості схем обробки використовують діапазон напруг 9-18В.

Для обробки титанових сплавів U=25-30В.

Різання матеріалів виконують при напрузі U 25-30B

При шліфуванні напругу знижують до 6-8 В.

При струйному методі обробки напруга вибирається в межах 100-800 В.

V_H-швидкість подачі електрода-інструмента., що залежить від виду оброблюваної поверхні і від схеми обробки: Для обробки суцільнотягнених труб V_H=1,5-6, мм/з; При прошиванні каналів перемінного перетину швидкість подачі електрода-інструмента досягає 0,1 мм/с.

При виконанні каналів для змащення в корпусних деталях, колінчатих валах ЭХО дозволяє з'єднати будь-як ділянки деталі отвором довільного перетину з криволінійною віссю. Швидкість прошивання таких отворів рівнао,03 мм/с.

При ЕХО за схемою розрізування швидкість поглиблення інструмента дорівнює 0,2-0,3 мм/с.

р- щільність продуктів обробки.

Згідно експериментальних даних р може бути прийнято 2500-3000 кг/м³

2.2.4ДОВЖИНА ЕЛЕКТРОДА:

L=k (L₁+L₂+L₃) (2.4)

Де L i- глибина отвору мм;

L₂- довжина ділянки для закріплення електрода в электродержателе L₂=2d,MM. (2.5)

Lз-довжина виходу інструмента при прошиванні наскрізних отворів

Lз=1,5 L₁,мм (2.6)

k -коефіцієнт , щовраховує скорочення довжини електродів при ремонті, k=1,2-2.

Якщо Li>(10-12)D, то інструмент варто розраховувати на жорсткість, при цьому підвищені вимоги пред'являють до технологічногосистемі в цілому.

2.2.4. МАТЕРІАЛИ ДЛЯ ВИГОТОВЛЕННЯ ЕЛЕКТРОДІВ-ІНСТРУМЕНТІВ.

Для електродів-інструментів необхідно вибирати сплави, що володіють корозійною стійкістю, високою електропровідністю, гарною опірністю місцевому руйнуванню при коротких замиканнях, високою адгезією до діелектричних покрить, достатньою механічною міцністю й оброблюваністю. Цим вимогам задовольняють мідь, мідні сплави, що неіржавіють сплави; у меншому ступені­ титанові сплави. Мідь і її сплави мають високу електропровідність , зварюваність , задовільну адгезію до покрить, достатню механічну міцність. Їх недоліком-є висока чутливість до коротких замикань, при яких виплавляються великі ділянки робочої поверхні. Якщо заготовку електрода інструмента одержують литтям, то в якості матеріала використовують чи латунь чи бронзу.

Електроди-інструменти підвищеної міцності виготовляють з нержавіючої сталі, наеприклад 12Х18Н9Т, що не руйнуються при коротких замиканнях, мають границю міцності в 2-3 рази вище ніж мідь, мають високу адгезію до покрить. При цьому варто враховувати її низьку питому електричну провідність/ у 30-50 разів менше, ніж у міді/. Тому контактні ділянки в таких інструментів повинні бути великими. При проектуванні електродів -інструментів діелектричні матеріали використовуються: а) у вигляді покрить товщиною 0,05-0,5 мм; б) у вигляді механічно оброблених конструктивних елементів / стрижнів, брусків , аркушів , плит/ , що або закріплюються на оброблювальній поверхні, або складають частину електроду-інструменту. Покриття повинні мати високу адгезію до металів, механічну міцність, гарну зносостійкість в умовах тертя, стабільні діелектричні властивост. Як покриття використовують епоксидні смоли, лаки ,керамічні емалі, капрон у порошку, поліетилен. Ефективне використання як ізоляційне покриття оксидної плівки металу електрода-інструмента, отриманої безпосередньо на електроді шляхом його спеціальної термообробки.

Якщо покриття наносять на не робочі поверхні електрода-інструмента, то звичайно використовують спеціальну гуму з підвищеною адгезією до металів, пластмасу типу АСТ-Т, стилакрил. В електродів-інструментів з товстими стінками замість ізоляції бічної поверхні можна діаметр інструмента зменшити на 1,5-2 мм у порівнянні з діаметром бурту.

ЗАВДАННЯ 1

Для заданого виду обробки підібрати електроліт і схему обробки. Зобразити схему обробки. Вибрати матеріал для виготовлення електроду-інструменту,обладнання, режими обробки

1. Нанести шифр на деталі зі сталі ХН70Ю.

2. Прошити фасонні отвори в деталі зі сталі ХН78Т.

1. Обробити зовнішню циліндричну поверхню деталі зі сталі 40Х9С2.

3. Підвищити точність отвору в деталі зі сталі 95Х18.

5. Нанести порядковий номер на деталі зі сталі 34ХН1М.

6. Прошити ступінчатий отвір в рушничному стволі .

7. Обробити перо лопатки турбіни.

8. Підвищити точність отвору в деталі зі сталі 14ХГС.

9. Обробити лист з неіржавіючої сталі .

10. Виготовити порожнину штампу.

11. Нарізати різьбу.

12. Розрізати деталь з важкооброблюваного матеріалу.

13. Обробити зовнішню циліндричну поверхню деталі зі сталі 08Х18Т до Rа 0,04

14. . Обробити циліндричний отвір до Rа 0,08-0,025.

15. Заточити ріжучий інструмент.

16. Підвищити якість поверхні деталі зі сталі 18ХГТ до шорсткості Rа 0,4-0,2.

17. Прорізати паз у деталі зі сталі 25М2С.

18. Видалити зламаний інструмент.

19. Підвищити точність отвору в деталі зі сплаву Т5К10.

20. Прорізати щілини в деталі зі сплаву Т5К10.

ЗАВДАННЯ 2

Для заданого виду обробки підібрати електроліт, матеріал електроду-інструменту, визначити до якого виду ЕХО відноситься дана обробка.

1. Зробити остаточну обробку штампа зі сталі ХВГ.

2. Заточити інструмент із твердого сплаву Т5К10.

3. Зробити профілювання ливарної порожнини з низьколегованої сталі.

4. Зробити остаточну обробку попередньо просвердленого отвору зі сталі ХВГ.

5. Зробити остаточну обробку прес форми з низьколегованої сталі.

6. Розрізати трубу з жароміцного сплаву.

7. Попередньо обробити складнопрофільну порожнину штампу зі сталі ХВГ.

8. Прошити отвір у заготовці з твердого сплаву Т5К10.

9. Остаточно обробити робочу порожнину ливарної форми з низьколегованої сталі.

10. Підвищити точність отвору в деталі зі сталі 14ХВГ.

11. Підвищити якість зовнішньої поверхні в деталі з твердого сплаву Т5К10 до шорсткості Rа 0,2.

12. Розрізати смугу зі сталі ХВГ.

13. Зробити остаточну обробку прессформи зі сталі В12А.

14. Зробити протягання отвору в деталі зі сталі В8.

15. Заточити інструмент зі сталі ХВГ.

16. Зробити остаточну обробку зовнішньої поверхні деталі зі сплаву Т5К10.

17. Розрізати трубу зі сталі В8А.

18. Прошити отвір у заготівлі зі сталі В8А.

19. Прошити отвір у заготівлі зі сталі ХВСГ.

20. Підвищити точність отвору в заготівлі зі сталі ХВСГ до шорсткості Rа 0,2.

ЗАВДАННЯ 3

1. Вибрати схему електрохімічної обробки .

2. Підібрати електроліт.

3. Вибрати конструкцію електроду-інструменту.

4. Розрахувати розміри електроду-інструменту.

5. Вибрати матеріал для виготовлення електроду-інструмента.

Зобразити ескіз

Варіанти

№ п/п	Оброблюваний матеріал	Діаметр	Довжина
1	закалена легована сталь	5	1000
2	вуглецева сталь	10	10
3	вуглецева сталь	25	15
4	вуглецева сталь	35	15
5	неіжавіюча сталь	5	10
6	неіжавіюча сталь	12	10
7	нержавіюча сталь	24	16
8	нержавіюча сталь	32	19
9	жароміцний сплав	4	8
10	жароміцний сплав	8	10
11	жароміцний сплав	22	15
12	жароміцний сплав	35	30
13	титановий сплав	9	5
14	титановий сплав	14	10
15	титановий сплав	26	10
16	титановий сплав	38	20
17	твердий сплав	5	10
18	твердий сплав	11	10
19	твердий сплав	27	20
20	вольфрам	1,25	300

Приклад:

Необхідно в заготівлі з титанового сплаву виконати отвіріаметром 30 мм і довжиною 15 мм.

Рішення:

1. Вибір схеми обробки.

Заданий отвір одержуємо за схемою прошивання в проточному електроліті.

2.Вибір робочого середовища. Відповідно до рекомендацій 2.2.1 обробку роблять у розчині хлороида натрію натрію (10%) з добавкою 5% броміду калію, при нормальній температурі.

3. Вибір конструкції електроду-інструменту. Відповідно до рекомендацій 2.2 для прошивання отвору діаметром 30 мм вибираємо електрод-інструмент порожньої конструкції з різьбовим закінченням для кріплення у верстаті, як показано на рисунку.

4. Розрахунок розмірів.

По формулі (2.2) визначаємо діаметр електроду-інструменту, що забезпечує одержання отвору заданого діаметра. Для цього визначають, у залежності від виду обробки, сталий бічний зазор S=1 мм. Інші значення приймаємо по рекомендаціях приведених у 2.3.

Електрохімічний еквівалент є-0,16 мг/Ас

Вихід по струму х=0,85

Питома провідність =16,4 см/м

Напруга U=25 В

Швидкість подачі електрода-інструмента Vі=2 мм/с

Щільність продуктів обробки р=3000 кг/м³.

Отже:

d=30-2 +1²+2 1+25,996 мм

Розраховуємо довжину електрода-інструмента.

Для чого визначаємо по формулі (2.4) довжину ділянки для закріплення електроду в електродержці L₂=2 30=60 мм

Довжину виходу інструмента при прошиванні наскрізних отворів визначаємо по формулі (2.5) Lз=1,5 15=23мм Коеффіціент, що враховує скорочення довжини електрода при ремонті приймаємо рівним k=l,5 Загальну довжину електрода-інструмента визначаємо по формулі (3):

L=l, 5(15+60+23)= 147мм.

Електрод є жорстким так, як L /D >147/30=4,9

3. Призначаємо матеріал для виготовлення електрода-інструмента Відповідно до рекомендацій 2.2.4 для виготовлення даного електрода-інструмента можна використовувати неіржавіючу сталь 12Х18Н9Т, з якої виготовляють електроди-інструменти підвищеної міцності, вона не руйнується при коротких замиканнях. Як діелектричні покриття використовують пластмасу АСТ-Т.

ЗАВДАННЯ 4

Для заданої електрохімічної обробки підібрати верстат та інструмент

1. Виготовити порожнину штампу зі сталі У12А.

2. Виготовити ливарну порожнину зі сталі ХВСГ.

3. Підвищити точність отвору в заготівлі зі сталі ХВГ.

4. Прошити отвір у деталі зі сталі ХВГ.

5. Заточити твердосплавний ріжучий інструмент.

6. Підвищити точність поверхні деталі зі сталі В12А.

7. Виготовити порожнину штампу зі сталі ХВГ.

8. Виконати маркірування деталі зі сталі У12А.

9. Підвищити точність отвору в заготівлі зі сплаву Т5к10.

10. Прошити отвір у деталі зі сплаву Т5К10.

11. Виконати маркірування деталі зі сплаву Т5К10.

12. Виготовити робочу порожнину прес-форми зі сталі ХВГ.

13. Розрізати трубу з жароміцного сплаву.

14. Прорізати пази в деталі з жароміцного сплаву.

15. Підвищити точність поверхні заготівлі з алюмінієвого сплаву.

16. Обробити циліндричну поверхню деталі з магнітного сплаву.

17. Прошити отвір у деталі з магнітного сплаву.

18. Обробити перо лопатки турбінного колеса.

19. Виконати кільцеві канавки.

20. Нарізати різьбу.