ECM өңдеу, электрохимиялық өңдеу, тегістеу

Some of the valuable NON-CONVENTIONAL MANUFACTURING processes AGS-TECH Inc offers are ELECTROCHEMICAL MACHINING (ECM), SHAPED-TUBE ELECTROLYTIC MACHINING (STEM) , ПУЛЬСІЛДІ ЭЛЕКТРОХИМИЯЛЫҚ ӨҢДЕУ (ПХМ), ЭЛЕКТРОХИМИЯЛЫҚ ҰНАҚТАУ (ЭКГ), ГИБРИДТІ ӨҢДЕУ ПРОЦЕСТЕРІ.

​

ЭЛЕКТРОХИМИЯЛЫҚ ӨҢДЕУ (ECM)  — металл электрохимиялық процесс арқылы жойылатын дәстүрлі емес өндіріс әдісі. ECM әдетте әдеттегі өндіріс әдістерін қолдана отырып өңдеуге қиын өте қатты материалдар мен материалдарды өңдеу үшін қолданылатын жаппай өндіріс әдісі болып табылады. Өндіріс үшін қолданатын электрохимиялық өңдеу жүйелері - бұл жоғары өндіріс қарқыны, икемділігі, өлшемдік төзімділіктерді тамаша басқаратын сандық басқарылатын өңдеу орталықтары. Электрохимиялық өңдеу титан алюминидтері, Инконел, Васпалой және жоғары никель, кобальт және рений қорытпалары сияқты қатты және экзотикалық металдардағы кішкентай және тақ пішінді бұрыштарды, күрделі контурларды немесе қуыстарды кесуге қабілетті. Сыртқы және ішкі геометрияларды өңдеуге болады. Электрохимиялық өңдеу процесінің модификациялары электрод кесу құралына айналатын токарлық өңдеу, қаптау, ойық салу, трепандау, профильдеу сияқты операциялар үшін қолданылады. Металды алу жылдамдығы тек ион алмасу жылдамдығының функциясы болып табылады және дайындаманың беріктігі, қаттылығы немесе қаттылығы әсер етпейді. Өкінішке орай, электрохимиялық өңдеу әдісі (ECM) электр өткізгіш материалдармен шектеледі. ECM техникасын қолдануды қарастыратын тағы бір маңызды мәселе - өндірілген бөлшектердің механикалық қасиеттерін басқа өңдеу әдістерімен алынғандармен салыстыру.

​

ECM материалды қосудың орнына алып тастайды, сондықтан оны кейде «кері электроплантация» деп атайды. Ол кейбір тәсілдермен электрлік разрядты өңдеуге (EDM) ұқсайды, өйткені теріс зарядталған электрод (катод), өткізгіш сұйықтық (электролит) бар электролиттік материалды жою процесі арқылы электрод пен бөлік арасында жоғары ток өтеді. өткізгіш дайындама (анод). Электролит ток тасымалдаушы ретінде әрекет етеді және суда немесе натрий нитратында араласқан және ерітілген натрий хлориді сияқты жоғары өткізгіш бейорганикалық тұз ерітіндісі болып табылады. ECM артықшылығы - құралдың тозуы жоқ. ECM кесу құралы жұмысқа жақын, бірақ бөлікке тимей, қажетті жол бойымен бағытталады. Алайда, EDM-ден айырмашылығы, ешқандай ұшқын пайда болмайды. Бөлшекке ешқандай термиялық немесе механикалық кернеулер берілмей, ECM көмегімен жоғары металды кетіру жылдамдығы және айна бетін өңдеу мүмкін болады. ECM бөлшекке ешқандай термиялық зақым келтірмейді және аспап күштері болмағандықтан, әдеттегі өңдеу операцияларындағыдай бөлшекте бұрмалану және құрал тозуы болмайды. Электрохимиялық өңдеуде қуыста құралдың аналық жұптас бейнесі пайда болады.

​

ECM процесінде катодты құрал анодты дайындамаға жылжытылады. Пішінді құрал әдетте мыс, жез, қола немесе тот баспайтын болаттан жасалған. Қысымдағы электролит жоғары жылдамдықпен берілген температурада аспаптағы өткелдер арқылы кесілетін жерге айдалады. Берілу жылдамдығы материалдың ''сұйылту'' жылдамдығымен бірдей, ал құрал-дайындама саңылауындағы электролит қозғалысы металл иондарын катодты аспапқа төсеу мүмкіндігіне ие болмай тұрып, дайындама анодынан жуады. Құрал мен дайындама арасындағы саңылау 80-800 микрометр арасында өзгереді және 5 – 25 В диапазонындағы тұрақты ток көзі белсенді өңделген беттің 1,5 – 8 А/мм2 арасындағы ток тығыздығын сақтайды. Электрондар саңылауды кесіп өткенде, дайындаманың материалы ериді, өйткені құрал дайындамада қажетті пішінді құрайды. Электролиттік сұйықтық осы процесте пайда болған металл гидроксидін алып кетеді. Ток қуаты 5А мен 40 000А аралығындағы коммерциялық электрохимиялық машиналар бар. Электрохимиялық өңдеудегі материалды кетіру жылдамдығын келесідей көрсетуге болады:

 

MRR = C x I xn

 

Мұнда MRR=мм3/мин, I=ампердегі ток, n=ток ПӘК, С=мм3/А-мин бойынша материал тұрақтысы. С тұрақтысы таза материалдар үшін валенттілікке байланысты. Валенттілік неғұрлым жоғары болса, оның мәні соғұрлым төмен болады. Көптеген металдар үшін ол 1 мен 2 арасында болады.

 

Егер Ao электрохимиялық өңделетін көлденең қиманың біркелкі ауданын мм2-де белгілесе, беру жылдамдығын f мм/мин мына түрде көрсетуге болады:

 

F = MRR / Ao

 

Берілу жылдамдығы f – электродтың дайындамаға ену жылдамдығы.

 

Бұрындары өлшемдік дәлдіктің нашарлығы және электрохимиялық өңдеу операцияларының қоршаған ортаны ластайтын қалдықтары проблемалары болды. Бұлар негізінен еңсерілді.

 

Беріктілігі жоғары материалдарды электрохимиялық өңдеудің кейбір қолданбалары:

 

- Шөгу операциялары. Шөгу – соғуды өңдеу – қалыптағы қуыстар.

 

- реактивті қозғалтқыштың турбиналық қалақтарын, реактивті қозғалтқыш бөлшектерін және саптамаларды бұрғылау.

 

- Бірнеше ұсақ тесіктерді бұрғылау. Электрохимиялық өңдеу процесі бұрғысыз бетті қалдырады.

 

- Бу турбиналық қалақтарды жақын шектерде өңдеуге болады.

 

- Беттерді тазалауға арналған. Қақтарды тазалау кезінде ECM өңдеу процестерінен қалған металл проекцияларын жояды және осылайша өткір жиектерді күңгірттендіреді. Электрохимиялық өңдеу процесі қолмен немесе дәстүрден тыс өңдеу процестерінен тазартудың әдеттегі әдістеріне қарағанда жылдам және жиі ыңғайлы.

​

ПІШІМДІ ТҮБЕГІ ЭЛЕКТРОЛИТІК ӨҢДЕУ (СТЕМ)  — біз шағын диаметрлі терең тесіктерді бұрғылау үшін қолданатын электрохимиялық өңдеу процесінің нұсқасы. Титан түтігі саңылау мен түтіктің бүйір беттері сияқты басқа аймақтардан материалдың алынуын болдырмау үшін электр оқшаулағыш шайырмен қапталған құрал ретінде пайдаланылады. Біз тереңдіктің диаметрге қатынасы 300:1 болатын 0,5 мм тесіктерді бұрғылай аламыз.

​

ПУЛЬСІЛДІ ЭЛЕКТРОХИМИЯЛЫҚ ӨҢДЕУ (PECM): Біз 100 А/см2 тәртібінде өте жоғары импульстік ток тығыздығын пайдаланамыз. Импульстік токтарды қолдану арқылы біз қалып пен қалыптарды жасауда ECM әдісіне шектеулер тудыратын жоғары электролит ағынының жылдамдығын жоямыз. Импульстік электрохимиялық өңдеу шаршау мерзімін жақсартады және қалып пен қалып беттерінде электрлік разрядты өңдеу (EDM) техникасы қалдырған қайта өңдеу қабатын жояды.

​

In ЭЛЕКТРОХИМИЯЛЫҚ ҰҢДАУ (ЭКГ) біз кәдімгі тегістеу операциясын электрохимиялық өңдеумен біріктіреміз. Тегістеу дөңгелегі - металмен байланыстырылған алмас немесе алюминий оксидінің абразивті бөлшектері бар айналмалы катод. Токтың тығыздығы 1 және 3 А/мм2 аралығында болады. ECM-ге ұқсас, натрий нитраты сияқты электролит ағады және электрохимиялық ұнтақтау кезінде металды кетіру электролиттік әрекетте басым болады. Металлдың 5%-дан азы доңғалақтың абразивті әсерінен жойылады. ЭКГ техникасы карбидтер мен беріктігі жоғары қорытпалар үшін өте қолайлы, бірақ шөгу немесе қалып жасау үшін онша қолайлы емес, өйткені ұнтақтағыш терең қуыстарға оңай кіре алмауы мүмкін. Электрохимиялық ұнтақтау кезінде материалды кетіру жылдамдығын келесідей көрсетуге болады:

 

MRR = GI / d F

 

Мұнда MRR мм3/мин, G масса грамммен, I ток ампермен, d тығыздық г/мм3 және F Фарадей тұрақтысы (96485 кулон/моль). Тегістеу шеңберінің дайындамаға ену жылдамдығын мына түрде көрсетуге болады:

 

Vs = (G / d F) x (E / g Kp) x K

 

Мұнда Vs мм3/мин, E ұяшық кернеуі вольтпен, g дөңгелектен дайындаманың аралығы мм, Kp жоғалту коэффициенті және К электролит өткізгіштігі. Электрохимиялық ұнтақтау әдісінің кәдімгі тегістеуден артықшылығы дөңгелектің аз тозуы болып табылады, себебі металды алудың 5%-дан азы дөңгелектің абразивті әсерінен болады.

 

​

EDM және ECM арасында ұқсастықтар бар:

 

1. Құрал мен дайындама олардың арасында түйіспесіз өте аз саңылаумен бөлінген.

 

2. Құрал да, материал да электр тогын өткізгіш болуы керек.

 

3. Екі техника да жоғары капиталды салуды қажет етеді. Қазіргі заманғы CNC машиналары қолданылады

 

4. Екі әдіс те көп электр қуатын тұтынады.

 

5. Өткізгіш сұйықтық ЭКМ үшін құрал мен дайындама арасындағы орта ретінде және ЭЗҚ үшін диэлектрлік сұйықтық қолданылады.

 

6. Құрал олардың арасындағы тұрақты алшақтықты сақтау үшін дайындамаға қарай үздіксіз беріледі (EDM үзік-үзік немесе циклдік, әдетте ішінара құралды шығаруды қамтуы мүмкін).

​

ГИБРИДТІ ӨҢДЕУ ПРОЦЕССТЕРІ: Біз гибридті өңдеу процестерінің артықшылықтарын жиі пайдаланамыз, онда ECM, EDM…. комбинацияда қолданылады. Бұл бізге бір процестің кемшіліктерін екіншісі арқылы жоюға және әрбір процестің артықшылығынан пайда табуға мүмкіндік береді.