Tato prezentace byla vytvořena v rámci projektu Orbis pictus 21. století

Elektrochemické obrábění OB21-OP-STROJ-STE-SVE-U-2-046

Elektrochemické obrábění Elektrochemické obrábění je metoda řízeného beztřískového obrábění elektricky vodivých materiálů. Využívá poznatků o působení elektrického proudu na elektrolyt. Podstatou metody je eletrolýza. Pozor, obrábět lze pouze vodivé materiály!

Elektrochemické obrábění Schéma obrábění: 1 - elektroda – obrobek 2 - elektrolyt 3 - elektroda – nástroj 4 - zdroj proudu Elektrické napětí je přivedeno na kovové elektrody ponořené do vodného roztoku neutrální soli. Obrobek (anoda) je připojená ke kladnému pólu zdroje energie, elektroda (katoda) k zápornému pólu.  Anoda i katoda jsou železné elektrody. Jako elektrolyt je použit vodní roztok dusičnanu sodného . Když se zapne elektrické napětí do tohoto elektrochemického článku, začne mezi katodou a anodou redukční proces. Z anody (obrobku) se uvolňují ionty Fe+2, které během procesu vytvoří se skupinou OH- hydroxid železa Fe(OH)3, který se ve formě kalu vyloučí na dně jako kal, který lze ze dna vypustit nebo snadno odfiltrovat

Elektrochemické obrábění Úběr materiálu odpovídá Faradayovu zákonu o elektrickém náboji, který říká, že množství odstraněného materiálu je přímo úměrné velikosti proudu a času jeho působení. Anoda kopíruje tvar katody (nástrojové elektrody). Měrný úběr materiálu závisí na minimální pracovní mezeře mezi elektrodami, (cca 0,05 až 1 mm), na teplotě, rychlosti proudění a složení elektrolytu. Jako elektrolyt se používá: NaCl, NaNO3, NaClO3, HCl, a NaOH Mezi materiály, které jsou elektrochemickým obráběním špatně obrobitelné, patří šedá litina (téměř neobrobitelná), slitiny s velkým obsahem uhlíku a duraly obsahující křemík.

Elektrochemické obrábění Princip elektrochemického obrábění se využívá u různých technologií obrábění: obrábění s nuceným odstraňováním produktů vzniklých chemickými reakcemi: obrábění proudícím elektrolytem: hloubení tvarů a dutin zápustek a forem; hloubení otvorů malých průměrů; odstraňování otřepů; dělení materiálů; s mechanickým odstraňováním (anodomechanické obrábění): broušení; lapování; honování; povrchové obrábění bez odstraňování produktů vzniklých chemickými reakcemi: leštění; povrchové značení.

Elektrochemické obrábění Hloubení tvarů a dutin Elektrochemické obrábění proudícím elektrolytem se používá při : hloubení dutin forem a zápustek, hloubení tvarových otvorů obrábění vnějších tvarových ploch Velikost přísuvové rychlosti závisí na: pracovním proudu; velikosti a tvaru obráběné plochy; rychlosti rozpouštění anody; přípustné výši teploty elektrolytu. Nástrojová elektroda (katoda) má negativní tvar vyráběného povrchu a je „vtlačována“ do obráběného materiálu přísuvovou rychlostí 0,5 až 10 mm.min-1.

Elektrochemické obrábění Schéma zařízení pro elektrochemické hloubení dutin : 1 – napájecí zdroj, 2 – mechanismus posuvu, 3 – odsávání, 4 – filtr, 5 – nástroj, 6 – obrobek, 7 – pracovní stůl, 8 – čerpadlo, 9 – zásobník elektrolytu, 10 – filtr, 11 – nádrž s elektrolytem, 12 – izolace Nástroje se vyrábějí z : mosazi, mědi, korozivzdorné oceli, grafitu kompozice (složené z grafitu a mědi).

Elektrochemické obrábění Schéma zařízení pro elektrochemické obrábění vnějších tvarových ploch : 1 – nástroj (katoda), 2 – rozvod elektrolytu, 3 – čerpadlo, 4 – nádrž s elektrolytem, 5 – chladič, 6 – filtr, 7 – regulátor tlaku, 8 – pracovní komora, 9 – obrobek (anoda)

Elektrochemické obrábění Přesnost tvaru obrobené plochy závisí na : pracovním napětí, přísuvové rychlosti, úběru materiálu, teplotě a viskozitě elektrolytu velikosti pracovní mezery Dosahované parametry: přesnost jednoduchých tvarů: ±0,01 mm; přesnost složitých tvarů: ±0,05 až 0,2 mm; jakost obrobeného povrchu: Ra = 0,2 až 2μm.

Elektrochemické obrábění Odstraňování otřepů Existují tři základní metody odstraňování otřepů : Tvarovou elektrodou - používá se pro odstraňování malých (asi 1 mm vysokých) otřepů v průchozích dírách a v jejich průnicích. Tvar elektrody se volí podle tvaru díry. Segmentovou elektrodou – je vhodná pro odstraňování otřepů u rotačních součástí, jako jsou ozubená kola, vnitřní a vnější zápichy apod. V lázni – určeno zejména pro malé otřepy - odstraňování otřepů u kroužků, zavěšených na kruhovém dopravníku.

Elektrochemické obrábění Dělení materiálů Základní používané metody: řezání drátovou elektrodou – je vhodné pro vyřezávání složitých tvarů v materiálu do tloušťky 20 mm; otáčejícím se kotoučem řezání štěrbinovým nástrojem – metodu lze realizovat na univerzálních elektrochemických strojích.

Elektrochemické obrábění Další postupy Elektrochemické broušení Při elektrochemickém broušení je obráběný materiál odebírán z 85 až 90 % anodickým rozpouštěním a z 10 až 15 % mechanickým účinkem zrn brousicího kotouče Elektrochemické lapování Pro elektrochemické lapování se používají ocelové nebo litinové kotouče. Do pracovního místa se spolu s elektrolytem přivádějí také volná brousicí zrna Leštění Základem elektrochemického leštění je anodické rozpouštění výstupků a nerovností povrchu materiálu v elektrolytu při průchodu stejnosměrného proudu. Elektrochemické honování U elektrochemického honování je kinematika obrábění stejná jako u honování klasického

Elektrochemické obrábění Ukázky výrobků

Elektrochemické obrábění Ukázky technologií

Elektrochemické obrábění Ukázky strojů

Použitá literatura Řasa J., Pokorný P., Gabriel V., Strojírenská technologie 3, 2. díl, Praha: Scientia s.r.o, 2004, ISBN: 80-7183-227-8 Hluchý M., Haněk V. : Strojírenská technologie 2, 2. díl Praha: Scientia s.r.o, 2004, ISBN: 80-7183-265-0 BOLEK,A., KOCHMAN,J. aj. Části strojů 2. svazek. 5. vydání, Praha: SNTL, 1990