ECM / PECM — электрохимическая обработка металлических деталей

СТАТЬЯ ИЗ РУБРИКИ: «ТЕХНОЛОГИИ»

Комплекс EMAG PO 900 BF для обработки моноколес

Electrochemical Machining of Metal Parts (ECM/ PECM)
Installations by the German machine-building company EMAG are used for electrochemical machining of billets. The technology’s features and application sphere are discussed in the article (it is mainly used for super-hard materials drilling, turbo-compressor and aviation motors parts machining). Advantages of precision ECM are also described.

ЭХО — электрохимическая обработка, к сожалению, почти не известна большинству технологов, хотя до сих пор на территории Украины десятилетиями эксплуатируются целые комлексы, реализующие данную технологию. Причин такого невнимания к ЭХО было несколько — применялась такая обработка на закрытых предприятиях и в небольшом количестве технологических операций, были проблемы с экологией. Сегодня немецкие станкостроители из EMAG демонстрируют новые, гораздо более широкие возможности, связанные с применением ЭХО.

ЭХО (у EMAG — ECM, что означает Electro Chemical Machining — электрохимическая обработка металлов), по сравнению с электроэрозионной обработкой, представляет собой щадящую технологию снятия припуска без искрообразования. В процессе обработки заготовка присоединяется к аноду, а инструмент — к катоду источника постоянного либо импульсного тока. Перенос заряда в зазоре между катодом и анодом происходит в потоке электролита, чаще всего хлорида или нитрата натрия.

При этом происходит отделение ионов металла с поверхности заготовки. Материал, удаленный с заготовки (в виде гидроксида соответствующего металла), впоследствии отфильтровывается из раствора электролита. Форма инструмента (катода) задается в зависимости от геометрии обрабатываемой детали. Таким образом, производится снятие припуска без механической или термической нагрузки локально, только в том месте, где это действительно нужно. Именно в этом и состоит преимущество процесса — точно заданные условия обработки позволяют стабильно и с высокой точностью обрабатывать даже мельчайшие детали и формы.

ВАЖНЕЙШИЕ ПАРАМЕТРЫ ПРОЦЕССА ECM-ОБРАБОТКИ

В связи с указанными выше обстоятельствами используемая генераторная техника и силовая электроника играют очень важную роль, когда речь идет об электрохимическом снятии припуска — технические решения, предлагаемые группой EMAG в сфере электрохимической обработки, покрывают диапазон до 20 000 A постоянного тока и до 30 000 A импульсного тока. Это позволяет идеально адаптировать установки практически под любые задачи, решаемые при ECM-обработке. Не стоит забывать также о таких свойствах установок EMAG ECM, как возможность свободного задания параметров и быстродействующая защита от короткого замыкания.

PECM (ПРЕЦИЗИОННАЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА)

В аббревиатуре PECM, по сравнению с традиционной ECM (ЭХО) — обработкой, добавлен еще один символ, который характеризует основное отличие технологий. В основе дальнейшего развития технологии ECM до нового уровня PECM лежали две идеи: минимизация рабочего зазора между анодом (деталью) и катодом (инструментом), сквозь который протекает раствор электролита, и более быстрое обновление электролита в этом рабочем зазоре.

С одной стороны, рабочий зазор в процессе PECM- обработки должен быть минимальным для того, чтобы обеспечить высокую точность повторения контура, с другой стороны, эффективное обновление электролита в рабочем зазоре обеспечивается за счет управляемой механической вибрации катода в процессе обработки.

С одной стороны, рабочий зазор в процессе PECM- обработки должен быть минимальным для того, чтобы обеспечить высокую точность повторения контура, с другой стороны, эффективное обновление электролита в рабочем зазоре обеспечивается за счет управляемой механической вибрации катода в процессе обработки. Для того чтобы импульс тока при осциллирующем движении подавался в тот момент, когда рабочий зазор минимален, используется управляемый источник импульсного тока.

Все указанные выше особенности позволяют при прецизионной электрохимической обработке достигать высокой точности и эффективности при снятии припуска.

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ: ВЫСОКОЕ КАЧЕСТВО ОБЕСПЕЧЕНО

Для электрохимической обработки металлов очень важное значение имеет также система подготовки и подачи электролита: качество рабочей среды должно быть постоянно высоким. При этом учитываются такие параметры раствора, как pH- , электропроводность, температура. Требования к максимально допустимому размеру твердых частиц в десятки раз более строгие, чем в старых установках. Установки EMAG обеспечивают требуемые значения всех этих параметров в заданных пределах в процессе обработки. В зависимости от требований в этих установках может быть использовано различное фильтровальное оборудование.

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЕ СНЯТИЕ ЗАУСЕНЦЕВ

Снятие заусенцев в общей производственной цепочке при обработке резанием, безусловно, не является ключевым процессом, скорее, рассматривается как неизбежное зло. В конечном итоге из раза в раз это приводит к тому, что при оптимальном согласовании отдельных технологических операций производственной цепочки зачастую забывают про снятие заусенцев, и в результате эта операция сильно снижает общую эффективность всей цепочки, если, конечно, ее не учитывали с самого начала.

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКАЯ ПРОШИВКА ОТВЕРСТИЙ: КОГДА УСЛОВИЯ ОБРАБОТКИ ОСОБЕННО ТЯЖЕЛЫ

Сверление с использованием традиционной технологии обработки резанием во многих случаях позволяет быстро и эффективно достигать требуемого результата. Но что же, делать в случае, когда при обработке сверхтвердых материалов непомерно возрастает нагрузка на инструмент, либо приходится обрабатывать детали сложной конфигурации с полостями — именно в этом случае электрохимическая прошивка отверстий (процесс ECM) открывает невиданные ранее возможности и обеспечивает высокую экономическую эффективность процесса обработки. Электрохимическая ECM-прошивка отверстий происходит практически без износа инструмента. Даже при обработке очень твердых материалов время стойкости катода чрезвычайно велико. Скорость подачи катода при этом достигает 5 мм/мин.

Решающим образом преимущества ЭХО-процесса проявляют себя при обработке труднодоступных поверхностей деталей сложной формы, например, при «вскрытии» полостей: при электрохимической прошивке не образуется никаких заусенцев и «крышечек» в месте выхода катода. Таким образом, полностью исключается необходимость их снятия.

ОБРАБОТКА ДЕТАЛЕЙ ТУРБОКОМПРЕССОРОВ, МОНОКОЛЕС (БЛИСКОВ) АВИАЦИОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ C ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТЕХНОЛОГИИ PECM

Требования к деталям авиационных двигателей возрастают с каждым днем. При этом одновременно производится постоянная оптимизация КПД турбин, достигается она, в числе прочего, за счет повышения частот вращения и давлений, что, соответственно, приводит к повышению нагрузки на рабочие колеса и лопасти турбин. Именно поэтому в последнее время роторное колесо часто выполняется не сборным, как ранее, а целиковым «моноколесом» (блиском) из высокопрочных и высоколегированных материалов. Для того чтобы иметь возможность эффективно обрабатывать сложную геометрическую форму и материал (сплавы на основе никеля или даже титана) моноколес, группа EMAG предлагает использовать технологию прецизионной электрохимической обработки (PECM): этот технологический процесс гарантирует малый износ инструмента и высокую стабильность повторения контура обрабатываемой детали при максимальном качестве обработки поверхности. Кроме того, в процессе ECM- и PECM-обработки отсутствует образование заусенцев.

ТЕХНОЛОГИЯ PECM: БОЛЕЕ ЭФФЕКТИВНОЕ ПРОИЗВОДСТВО ДЕТАЛЕЙ ТУРБОКОМПРЕССОРОВ

С каждым днем возрастает роль турбокомпрессоров в производстве двигателей легковых автомобилей. Результат: объем выпуска главных деталей турбокомпрессоров — рабочих колес — постоянно возрастает, и производить их нужно со все возрастающей эффективностью. С учетом того, что при производстве этих деталей зачастую используются высокопрочные материалы, такие как, к примеру, инконель, традиционные технологии резания приближаются здесь к границам своих возможностей. Прецизионная электрохимическая обработка (PECM) открывает новые возможности в сфере экономии производственных расходов: обработка деталей производится максимально близко к итоговым размерам, и одновременно отпадает проблема образования заусенцев. Таким образом, удается исключить последующую обработку (часто ручную, а значит, без гарантии стабильного результата). И еще один аспект: твердость материала детали не оказывает никакого влияния на скорость осевой подачи. В конечном итоге прецизионная электрохимическая обработка PECM обеспечивает снижение производственных расходов при производстве деталей турбокомпрессоров. Модульная концепция обрабатывающих установок, масштабируемые блоки силовой электроники и генераторной техники — все это позволяет специалистам EMAG обеспечить идеальную адаптацию технологического решения по PECM-обработке к конкретным производственным условиям заказчика.

EMAG Gruppen-Vertriebs-und Service GmbH
Austrasse 24, 73084 Salach
Tel.: +49(0)7162/17-0   Fax: +49(0)7162/17820
e-mail:
info@salach.emag.com

Украинское представительство группы EMAG:
ООО «Батекс», г. Киев
Тел.: +380 (44) 583-53-87, 537-32-57
Факс: +380 (44) 284-69-60
e-mail:
sav@batex.ua

Российское представительство группы EMAG:
Тел. /факс: +7 (495) 287-09-60, 287-09-61
e-mail:
main@emag-group.ru

Рекламодатели

Партнёры

Новостная рассылка

Будьте в курсе наших последних новостей. Оформите бесплатно персональную новостную рассылку.