Электрохимическое оборудование СЕМАТ

Электрохимическое фрезерование и электрохимическая вырезка (ЭХФ и ЭХВ)

Электрохимическая вырезка и электрохимическое фрезерование основаны на анодном электрохимическом растворении материала заготовки в среде электролита под действием тока электролиза высокой плотности. Главные преимущества анодного электрохимического растворения состоят в отсутствии физического износа инструмента, отсутствии на обработанной поверхности детали дефектных слоев, независимость выходных технологических показателей от прочности обрабатываемых материалов и др.

В качестве основных преимуществ процесса ЭХФ по сравнению с классическими схемами «прямого копирования» можно назвать следующие:

Снижение трудоемкости изготовления непрофилированного ЭИ, имеющего простую геометрическую форму рабочей поверхности;
Сокращение сроков технологической подготовки производства и повышение в ней доли интеллектуального труда;
Возможность изготовление сложнофасонных поверхностей деталей простым по форме ЭИ;
Интенсификация процесса съема материала за счет улучшения эвакуационных свойств межэлектродного промежутка (МЭП);
Повышение стабильности и прогнозируемости процесса съема материала во всех точках обрабатываемой поверхности;
Возможность локального программируемого изменения режима энергетического воздействия;
Независимость выходных технологических показателей по точности, удельной производительности и качеству поверхности от размеров обрабатываемой детали;
Возможность применения маломощных источников питания для обработки поверхностей деталей большой площади и др.

Область эффективного применения ЭХФ определятся, во-первых, изготовлением сложнофасонных поверхностей и криволинейных пазов на деталях из высокопрочных и твердых материалов в условиях единичного и мелкосерийного производства и, во- вторых, технологической интеграцией с другими электрическими методами. Последнее (в силу высокой избирательности метода) позволяет создать программируемое распределение и сочетание параметров качества обрабатываемой поверхности.

Сущность технологической схемы ЭХВ состоит в следующем (рис.1): стержневой ЭИ с полусферическим рабочим торцем, вращаясь вокруг продольной оси, перемещается над поверхностью заготовки на некотором расстоянии по заданной регулярной траектории (как правило, типа зигзаг). ЭИ подключен к отрицательному, а заготовка – к положительному полюсам источника питания. В межэлектродное пространство (МЭП) под давлением через сопла подается высокоскоростная напорная струя электролита с заданными физико-химическими параметрами. Для стабилизации потока электролита в МЭП, исключения разбрызгивания и возникновения электролитного тумана над заготовкой поддерживается определенный (30 – 50 мм) уровень рабочей жидкости, создающий стабилизирующий слой.

Управление контурной скоростью и параметрами (напряжением, током) источника питания осуществляется от системы ЧПУ. Это позволяет по программе изменять интенсивность процесса съема в каждой точке обрабатываемой поверхности.

Рис.1 Станок и схема вырезки методом ЭХВ

Примеры деталей изготовленных методом многокоординатного электрохимического фрезерования

Крыльевой элемент аэромодели изготовленный методом
последовательно-строчной ЭХО непрофилированными ЭИ

Пуансон штампа для изотермической штамповки с рабочей
поверхностью изготовленной методом последовательно- строчной
ЭХО непрофилированными ЭИ

Электрохимическая вырезка аналогична технологии электрохимического фрезерования, за исключением того, что в качестве электрода-инструмента используется предварительно натянутая проволока круглая или овальная в поперечном сечении. Вдоль проволоки под давлением подается раствор электролита, в случае применения проволоки овального поперечного сечения, электрод-инструмент может иметь винтовую закрутку и вращаться вокруг своей продольной оси для обеспечения наилучших условий прокачки электролита. Таким образом, могут быть получены элементы вырубных штампов, хвостовики елочного типа на турбинных лопатках, елочные пазы на дисках турбин и другие детали. Ширина паза резки от 0,2 мм до 1 мм, скорость вырезки 0,06 – 1,5 мм/мин.

Станок и схема вырезки методом ЭХВ

Технология совмещенной электрохимической и электроэрозионной обработки

Совмещенный электроэрозионно-химический метод обработки основан на параллельном и параллельно-последовательном использовании для размерного разрушения материала не¬стационарного электрического разряда в электролите и электрохимического растворения. Главным технологическим преимуществом является высокая производительность по сравнению с показателями каждого из состав-ляющих процессов ЭЭО и ЭХО в отдельности (скорость рабочей подачи инструмента на указанных операциях составляет от 3 до 30 мм/мин), хорошее качество поверхности Ra= 1,6–3,2 мкм и менее, отсутствие заусенцев и острых кромок, а также характерный для стадии электрической эрозии дефектный (изме¬ненный) поверхностный слой.

Схема прошивки отверстия совмещенным электроэрозионно-химическим методом обработки

Сделано в настоящее время:

Созданы лабораторные образцы станков и технологий электрохимической вырезки и электрохимического фрезерования, получены натурные образцы деталей, демонстрирующие реализуемость технологий.
Разработана концепция технической модульной платформы построения оборудования.
Получен патент на изобретение № RU2014148843 и международная заявка № PCT/RU2015/000110 СПОСОБ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ВЫРЕЗКИ И УСТРОЙСТВА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ.
Выполнена эскизная проработка проектов основных систем оборудования.

Текущее состояние:

Проводится аналитический обзор научно- технической и патентной литературы.
Создается экспериментальная установка для проведения постановочных технологических экспериментов, получения тестовых образцов и отработки технических решений по оборудованию.
Выполняется проработка эскизного проекта в части конструкции механической и электрической систем станков.

SkP
Универсальный электрохимический станок