.svg/1280px-Electrochemical_machining_(ECM).svg.png)
Электрохимическая обработка ( ЭХО ) — это метод удаления металла электрохимическим процессом. Обычно он используется для массового производства и для обработки чрезвычайно твердых материалов или материалов, которые трудно обработать обычными методами. [1] Его применение ограничено электропроводящими материалами. ЭХО может вырезать небольшие или неправильной формы углы, сложные контуры или полости в твердых и экзотических металлах, таких как титановые алюминиды , инконель , васпалой и сплавы с высоким содержанием никеля , кобальта и рения . [2] Можно обрабатывать как внешние, так и внутренние геометрии.
В процессе ECM отрицательно заряженный ( катод ) режущий инструмент продвигается в положительно заряженную ( анод ) заготовку. Электролит под давлением впрыскивается при заданной температуре в область резки со скоростью подачи, равной скорости «разжижения» материала анода. Зазор между инструментом и заготовкой варьируется в пределах 80–800 микрометров (0,003–0,030 дюйма) [1] Когда электроны пересекают зазор между инструментом и заготовкой, материал заготовки растворяется , поскольку инструмент формирует желаемую форму в заготовке. Электролитическая жидкость уносит гидроксид металла, образовавшийся в процессе. [2]
ECM часто характеризуется как «обратная гальванизация », поскольку она удаляет материал вместо того, чтобы добавлять его. [2] По своей концепции она похожа на электроэрозионную обработку (EDM) в том, что между электродом и деталью пропускается сильный ток через процесс электролитического удаления материала, включающий катодный инструмент, электролитическую жидкость и анодную заготовку; однако в ECM нет износа инструмента . [1] Режущий инструмент ECM направляется по желаемой траектории близко к работе, но не касается детали. Однако, в отличие от EDM, не создаются искры. С помощью ECM возможны высокие скорости удаления металла, при этом на деталь не передаются термические или механические напряжения , и можно добиться зеркальной отделки поверхности .
Электрохимическая обработка, как технологический метод, произошла от процесса электролитической полировки, предложенного еще в 1911 году русским химиком Э. Шпитальским. [3] Еще в 1929 году В. Гуссефом был разработан экспериментальный процесс ECM, хотя только в 1959 году компания Anocut Engineering Company создала коммерческий процесс. BR и JI Lazarenko также приписывают предложение использовать электролиз для удаления металла. [2] Много исследований было проведено в 1960-х и 1970-х годах, особенно в газотурбинной промышленности. Рост EDM в тот же период замедлил исследования ECM на Западе, хотя работа продолжалась за железным занавесом . Первоначальные проблемы низкой точности размеров и загрязняющих окружающую среду отходов в значительной степени были преодолены, хотя этот процесс остается узкоспециализированной технологией.
Процесс ECM наиболее широко используется для производства сложных форм, таких как турбинные лопатки с хорошей отделкой поверхности из труднообрабатываемых материалов. Он также широко и эффективно используется в качестве процесса удаления заусенцев . [2] При удалении заусенцев ECM удаляет металлические выступы, оставшиеся после процесса обработки, и таким образом притупляет острые края. Этот процесс быстрый и часто более удобный, чем обычные методы удаления заусенцев вручную или нетрадиционные процессы обработки. [1]
Необходимый ток пропорционален желаемой скорости удаления материала , а скорость удаления в мм/минуту пропорциональна амперам на квадратный мм.
Типичные токи находятся в диапазоне от 0,1 А на квадратный мм до 5 А на квадратный мм. Таким образом, для небольшого врезного реза инструментом 1 на 1 мм при медленном резании потребуется всего 0,1 А.
Однако для более высокой скорости подачи на большей площади потребуется больший ток, как и в любом процессе обработки — для более быстрого удаления большего количества материала требуется больше энергии.
Таким образом, если требуется обеспечить плотность тока 4 ампера на квадратный миллиметр на площади 100×100 мм, потребуется 40 000 ампер (и много охлаждающей жидкости/электролита).
.jpg/1280px-ET_3000_PECM_IND.LLC_(Russia,_Ufa).jpg)
Станки ECM бывают как вертикальными, так и горизонтальными. В зависимости от требований к работе эти станки также изготавливаются во многих различных размерах. Вертикальный станок состоит из основания, колонны, стола и шпиндельной головки. Шпиндельная головка имеет сервомеханизм, который автоматически продвигает инструмент и контролирует зазор между катодом (инструментом) и заготовкой. [1]
Доступны станки с ЧПУ с числом осей до шести. [2]
Медь часто используется в качестве материала электрода. Латунь, графит и медно-вольфрамовые сплавы также часто используются, поскольку они легко обрабатываются, являются проводящими материалами и не подвержены коррозии. [1]
Некоторые из самых основных применений ECM включают в себя: