Электрохимическое шлифование на станке с ЧПУ

Электрохимическое шлифование имеет ряд преимуществ перед механическим шлифованием и другими видами механической обработки. Материал удаляется из заготовки как электрохимическим, так и механическим способами. Электрохимический процесс уменьшает усилия резания, что сокращает время реза и продлевает срок службы шлифовального круга. При этом не остается заусенцев и не требуется постобработка детали. Программирование станка выполняется так же, как и для обычного шлифовального.

При электрохимическом шлифовании заготовка становится анодом, а шлифовальный круг – катодом. Когда постоянный ток протекает между анодом и катодом, он создает реакцию, похожую на гальванопокрытие, но вместо того, чтобы брать материал с анода и осаждать его на катод, материал удаляется с анода и смывается в электролитной жидкости. Процесс шлифования и резки идет быстрее по сравнению с механическим способом, так как при электрохимическом растворении материала уменьшается его твердость.

Ранее технология использовалась для шлифования твердосплавных режущих инструментов. Но по мере того, как были разработаны одноразовые инструментальные вставки, ее популярность упала. 

Теперь процесс используется при работе со сложными и тонкостенными материалами, хрупкими заготовками, включая обрезку труб, при изготовлении точных компонентов для медицинских устройств и деталей для авиационных двигателей, а также при обработке сложных сплавов.

Этот процесс требует специального оборудования, включая источник постоянного тока и токопроводящий шлифовальный круг. Он состоит из абразива (например, алмаза, CBN, оксида алюминия или карбида кремния), меди и связующего из смолы. Размеры связующих и зернистость варьируются в зависимости от области применения. Шлифовальные круги для работы с медью или титаном изготавливаются с применением этих материалов.

Электролитная жидкость при работе распыляется на шлифовальный круг и заготовку. Хотя она обладает некоторыми охлаждающими свойствами, но в этом процессе не выделяется много тепла, поэтому цель не состоит в том, чтобы обеспечить максимальную подачу жидкости, как в других операциях механической обработки. Электролит является частью процесса и требует поддержания определенного потока электролитной жидкости, чтобы гарантировать, что разрез не имеет заусенцев и находится в пределах допуска. 

Электролитная жидкость представляет собой разновидность соленой воды. Нитрат натрия обычно применяется для этой жидкости, потому что он не слишком агрессивен, безвреден для людей и достаточно экономичен. Как и любая другая металлообрабатывающая жидкость, электролит загрязняется частицами металла, поэтому его необходимо фильтровать. Машины имеют центрифугу для фильтрации электролита, чтобы извлечь из него образующиеся при резке мелкие частицы металла. Это продлевает срок службы электролита. Специальные датчики следят за составом солей в электролите.

Особенностью технологии является то, что электрохимическое шлифование применимо только на изделиях, изготовленных из токопроводящих материалов. Это включает в себя широкий спектр металлов, включая инструментальные и нержавеющие стали, большинство хромо-никелевых и высокопрочных сплавов. Материал также должен быть электрохимически реактивным. Например, хотя платина является электропроводным металлом, но она недостаточно электрохимически реактивна для успешности процесса.

Электрохимическое шлифование не может заменить все операции механической обработки и шлифования. Это не имеет смысла для операций, требующих больших объемов удаления материала, включая многие процессы фрезерования, точения и поверхностного шлифования. При увеличении размера разреза необходимо увеличить силу тока в источнике питания. Подобные станки, как правило, имеют источники питания с силой тока не выше 1000 ампер.

Одна из самых больших областей применения – это шлифование игл для медицинского применения, включая иглы для подкожных инъекций, хирургические иглы, троакары и биопсийные иглы. Обычные иглошлифовальные машины оставляют заусенцы, которые должны быть удалены пескоструйной обработкой или электрополировкой. Однако эти процессы притупляют кончики игл. Электрохимическое шлифование можно использовать для эффективной резки основной части иглы, а затем настроить параметры на конце, чтобы создать острый наконечник без заусенцев.

Еще одной областью применения является резка трубок. С помощью стандартных приспособлений машины Tridex могут резать трубки и провода диаметром от 0,010 до 3 дюймов. Применение этих трубок варьируется от подкожных игл до небольших трубок в авиационных двигателях.

Современные электрохимические шлифовальные машины комплектуются челноками для паллет, которые позволяют загружать и выгружать детали во время работы машины. Это сокращает время загрузки деталей и увеличивает производительность труда в три раза. Использование робота для смены заготовок позволит использовать ее круглосуточно. 

Источник: Glebar