Анодно-механическая обработка

Опубликовано admin Июн 17, 2012 в Резка металлов

Заготовку 1 (анод) и режущий диск 2 (катод) включают в цепь постоянного тока; в зазор между ними подают электролит, обычно жидкое стекло (водный раствор силикатов натрия). Под действием постоянного тока в среде электролита происходит анодное растворение обрабатываемого материала, которое приводит к образованию на аноде защитной пленки, тормозящей дальнейшее растворение. Механическое воздействие диска снимает эту пленку, обеспечивая непрерывность электрохимического растворения и интенсифицируя его. В момент срыва пленки происходят электрические разряды между выступающими неровностями анода и катода, приводящие к электроэрозионному разрушению выступающих участков. Все три процесса — электрохимическое растворение, механическое и электроэрозионное разрушение — тесно связаны между собой, образуя единый процесс анодно-механического резания.

При черновой анодно-механической обработке, выполняемой при больших плотностях тока, основное значение играет тепловое электроэрозионное воздействие, приводящее к интенсивному снятию материала срезаемого слоя в результате плавления и взрывообразного испарения металла в среде рабочей жидкости. Процесс анодного растворения в этом случае необходим только для образования защитной пленки, которая обеспечивает концентрацию дуговых разрядов на вершинах микронеровностей и препятствует развитию дугового разряда. Механическое воздействие обеспечивает вынос продуктов разрушения из рабочей зоны.

Режимы АМО определяются электрическими параметрами — плотностью тока, напряжением и механическими параметрами — давлением инструмента на обрабатываемую поверхность, скоростью относительного движения. Кроме того, к ним относятся вид, способ подачи электролита, его расход и давление.

Анодно-абразивное шлифование (ААШ), или анодно-механическое шлифование, является чистовым и вместе с тем высокопроизводительным методом анодно-механической обработки. Круг для анодно-механического шлифования состоит из абразивных зерен, связки и электропроводного наполнителя. Обычно его изготовляют из электрокорунда и зеленого карбида кремния на бакелитовой связке; электропроводность достигается добавкой графита, пропиткой круга расплавленным свинцом или использованием специальных стальных или медных дисков. Электролиты представляют собой водные растворы калиевой или натриевой селитры с добавками нитрита натрия в качестве ингибитора коррозии. Таким электролитом является, например, водный раствор, содержащий 10% KN03 и 0,5% NaN02.

Достоинством ААШ по сравнению с обычным шлифованием является отсутствие значительного тепловыделения, поэтому в поверхностном слое не возникают значительные структурные превращения и внутренние напряжения. Работоспособность шлифовального круга поддерживается его самозатачиванием в процессе обработки, которое происходит вследствие выкрашивания выступающих или сильно изношенных абразивных зерен, а также разрушения связки наполнителя при электрических разрядах. Эти процессы обусловливают получение низкой шероховатости поверхности, чему значительно способствует анодное растворение выступающих шероховатостей поверхности.

Давление круга на обрабатываемую поверхность является одним из важнейших параметров ААШ, так как оно определяет степень внедрения режущих зерен и величину зазора.

Электроалмазное шлифование применяют для кольцевого сверления отверстий в заготовках и их дальнейшей расшлифовки. Инструментом при электроалмазном сверлении служат кольцевые сверла 2 с алмазоносным слоем, получаемым. методами спекания, экструзии гальваностегии или гальванопластики на металлокерамической, литой, высокопористой, твердосплавной или электролитической связках с алмазами зернистостью 16—40, 100—200процентной концентрации. Для получения сквозных отверстий наиболее целесообразны тонкостенные (0,30,5 мм) алмазные сверла, позволяющие получать при осевом усилии 10—20 кгс высокие давления (до 100 кгс/см2) и плотности тока (несколько сот ампер на 1 см2). При интенсивной прокачке электролита в этом случае получают высокую производительность. Для получения глухих отверстий используют кольцевые сверла с большей толщиной алмазоносного слоя или специальные сверла с каналами для подачи электролита в рабочий зазор.

Анодноабразивное хонингование (ААХ) является разновидностью отделочной анодноабразивной обработки электронейтральным инструментом. Оно осуществляется по схеме обычными хонинговальными головками с подачей электролита и электрического тока в зону обработки.

Источниками тока в этом случае служат низковольтные генераторы постоянного тока, селеновые и другие типы выпрямителей. При обработке абразив последовательно удаляет оксидный слой, образующийся при электрохимическом растворении; вследствие механического воздействия этот процесс позволяет избежать формирования пассивных слоев, играющих основную роль при обычной электрохимической обработке. По этой причине метод электрохонингования не требует использования электролитов, вызывающих сильную коррозию. Вследствие резкого снижения удельного веса механического воздействия детали, обработанные этим методом, имеют поверхностный слой, свободный от внутренних напряжений.

Электрохонингование является более производительным методом по сравнению с обычным хонингованием. Так, при обычном хонинговании скорость съема чугунных гильз цилиндров малолитражных двигателей равна 0,030,04 мм/мин по диаметру, при электрохонинговании — 0,22 мм/мин; чистота поверхности 8—10го классов.

Анодно-механическое полирование производят специальной золовкой, несущей полировальники и совершающей вращательное и возвратно-поступательное движения. Полировальники изготовляют из мягких пород дерева, пластмасс или абразивных брусков. Зазор между головкой и заготовкой заполняют электролитом с высокодисперсным абразивным порошком, находящимся во взвешенном состоянии. Электролитол являются водные растворы солей серной, азотной, соляной и других кислот, а абразивным порошком — окиси хрома или алюминия. Сглаживание шероховатостей происходит путем формирования на выступах пассивной пленки с последующим ее механическим удалением под воздействием полировальников и абразивного порошка.

Вид электрического тока при анодно-механической обработке определяет производительность обработки. При постоянном токе она возрастает по сравнению с переменным примерно в 2 раза. Применение пульсирующего тока, т. е. однофазного переменного тока после двухпериодного выпрямления, повышает, производительность по сравнению с постоянным на 20—30%. Алмазокатодная обработка выполняется алмазными кругами на металлической связке; в отличие от электроалмазной она выполняется с наложением тока обратной полярности, т. е. круг является анодом, заготовка — катодом. Высокая эффективность процесса обеспечивается непрерывным анодным растворением тонкого слоя металлической связки круга, благодаря чему обнажаются алмазные зерна. Это обеспечивает непрерывное образование зазора между связкой круга и обрабатываемой поверхностью и устраняет засаливание круга.

Алмазокатодный способ успешно используется при затачивании многолезвийных инструментов и твердосплавных пластинок площадью контакта менее 100 мм2. При электроабразивной обработке, использующей прямую полярность, происходит постепенное снижение производительности затачивания. Наоборот, при алмазокатодной обработке съем остается все время постоянным и равным 8 г/мин (141—160 мм3/мин), т. е. находится на уровне максимального съема при работе с прямой полярностью.