Электрохимическая обработка металлов.

Свои технологии, "помощники" в работе и т.п.

Модератор: Dj_smart

Trudogolik
КУМ
КУМ
Сообщения: 6126
Зарегистрирован: 26 авг 2009, 00:00
Имя: Николай Иосифович
Откуда: Инта респ. Коми, 2000 км от Москвы на север!
Контактная информация:

Электрохимическая обработка металлов.

Сообщение Trudogolik »

Просьба не путать темы электрохимической(безконтактной) и электроэррозионной(электроискровой) обработки металлов.
ТЕМА ПО ЭЛЕКТРОЭРРОЗИОННОЙ ОБРАБОТКЕ МЕТАЛЛОВ


Электрохимической обработке металлов уже 98 лет!
Первые опыты датируются 1911-м годом, опыты по ЭХО в проточном электролите - 1928 -м. Первая промышленная установка была изготовлена во время ВОВ, 1943-м году.
И только в последнее время она получила небывалый толчок развития.
Причин такой популярности несколько: Возможность обрабатывать металлы практически любой прочности с высокой точностью, без заметного износа обрабатывающего инструмента, возможность применения ЭХО от настольных домашних станко до авиастроения и космической отрасли, простые принципы обработки, возможность изготавливать высокопрочные формы для массового производства других деталей.
Не буду загромождать вступление, предлагаю ознакомиться с этой темой подробнее, а потом и обсудить применительно к домашнему станкостроению.

Если вы склонны к глубокому изучению вопроса и разбираетесь в химии, то для начала скачайте книгу:

Левин А.И. Теоретические основы электрохимии

Практикам и начинающим поможет разобраться со станками для ЭХО и технологическим процессом книга "Электрохимическая обработка металлов"
И.А. Байсупов Рецензент Л.Б. Вильсон, инж. (ЭНИМС)
Скачать книгу (2.2 мб)

Полезно почитать современную монографию "Электрохимическая размерная обработка металлов и сплавов. Проблемы теории и практики": Монография / О.И. Невский, В.М. Бурков, Е.П. Гришина, Е.Л. Гаврилова, А.В. Балмасов, А.В. Носков, М.Г. Донцов. ГОУ ВПО Иван. гос. хим.-технол. ун-т. Иваново, 2006, 282 с
Часть1
Часть2

Конкретная реализация станков:
- Подробное описание станка СНЭ-20 со схемами и чертежами: Скачать файл "sne20.zip"(5.7 мб)

- Техрекомендации по работе на станке СНЭ-20М:
Скачать файл "sne20t.zip"(1.8 мб)

Материалы в этом сообщении темы будут пополняться, поэтому не забывайте его посещать.
Последний раз редактировалось Trudogolik 22 янв 2010, 00:17, всего редактировалось 3 раза.
Аватара пользователя
KEYY
Станкостроитель
Станкостроитель
Сообщения: 40
Зарегистрирован: 24 окт 2009, 00:00

Сообщение KEYY »

Ну вот и славненько.
Trudogolik
КУМ
КУМ
Сообщения: 6126
Зарегистрирован: 26 авг 2009, 00:00
Имя: Николай Иосифович
Откуда: Инта респ. Коми, 2000 км от Москвы на север!
Контактная информация:

Сообщение Trudogolik »

Кому читать надоело, может провести простейший опыт по электрохимии, показывающий возможности технологии.

К двум старым, грязным медным монетам припаиваются два проводка, один присоединяется к плюсу, другой к минусу источника питания 12 вольт(автомобильный аккумулятор, зарядное устройство и т.д.)
Разводим электролит - чайную ложку соли на треть стакана воды.
Смачиваем электролитом бумажную салфетку, внимательно смотрим на поверхности монет, запоминая их внешний вид,
затем зажимаем мокрую салфетку между монетами (можно использоваить бельевую прищепку) и погружаем монеты в стакан с электролитом. Включаем источник питания и ждем пару минут.
Вынув монеты из электролита внимательно и пытливо изучаем их внешний вид и сравниваем с тем, что было до опыта. Делаем выводы.....
Аватара пользователя
KEYY
Станкостроитель
Станкостроитель
Сообщения: 40
Зарегистрирован: 24 окт 2009, 00:00

Сообщение KEYY »

Как на счёт сигнализатора касания?Есть подвижки?
По схеме СНЭ-20 на рабочий зазор подаётся 1.5В и касание определяет компаратор,затем через оптопару можно на МК.Наверное можно сразу на вход компаратора МК только через оптопару безопастней.
Что думаете по этому поводу?
Trudogolik
КУМ
КУМ
Сообщения: 6126
Зарегистрирован: 26 авг 2009, 00:00
Имя: Николай Иосифович
Откуда: Инта респ. Коми, 2000 км от Москвы на север!
Контактная информация:

Сообщение Trudogolik »

KEYY писал(а):Как на счёт сигнализатора касания?Есть подвижки?
По схеме СНЭ-20 на рабочий зазор подаётся 1.5В и касание определяет компаратор,затем через оптопару можно на МК.Наверное можно сразу на вход компаратора МК только через оптопару безопастней.
Что думаете по этому поводу?
В принципе датчик касания так и можно оставить, но есть идея использовать мостовую схему контроля, ее точность на порядки выше.
Аватара пользователя
1958
Станкостроитель
Станкостроитель
Сообщения: 13
Зарегистрирован: 24 окт 2009, 00:00

Сообщение 1958 »

Ну и я здесь
Trudogolik
КУМ
КУМ
Сообщения: 6126
Зарегистрирован: 26 авг 2009, 00:00
Имя: Николай Иосифович
Откуда: Инта респ. Коми, 2000 км от Москвы на север!
Контактная информация:

Сообщение Trudogolik »

Вот для обсуждения мой вариант схемы.
Изображение
Аватара пользователя
KEYY
Станкостроитель
Станкостроитель
Сообщения: 40
Зарегистрирован: 24 окт 2009, 00:00

Сообщение KEYY »

Ну вот кажется началось!
В каком блоке находится силовой ключ?К нему от контроллера должен идти сигнал.

Ещё хотелось бы обсудить сам вибратор.Думается он может быть следующих типов:
-На электродвигатели с кривошипом.Помоему громозкая конструкция.
-На соленоиде.У меня такая.Ещё не испытовал и сказать пока нечего.Правда компактная и простая конструкция.
-На пьезоэлементах.Наверное самая компактная и надёжная, но для меня дело темноватое.
-Магнитострикционный.Видил такой в одном патенте на электроэрозионник.Громозкий,большой блок питания,частота около 20кГц.
Dj_smart
Смотрящий
Сообщения: 7565
Зарегистрирован: 28 авг 2009, 00:00
Имя: Юрий
Откуда: Украина. Межевая.

Сообщение Dj_smart »

KEYY писал(а):Ну вот кажется началось!
В каком блоке находится силовой ключ?
Имхо это модулятор. Не иначе :) .
Аватара пользователя
KEYY
Станкостроитель
Станкостроитель
Сообщения: 40
Зарегистрирован: 24 окт 2009, 00:00

Сообщение KEYY »

Тоесть управление током по первичной обмотке где меньший ток.
Trudogolik
КУМ
КУМ
Сообщения: 6126
Зарегистрирован: 26 авг 2009, 00:00
Имя: Николай Иосифович
Откуда: Инта респ. Коми, 2000 км от Москвы на север!
Контактная информация:

Сообщение Trudogolik »

Правильно, ключ в модуляторе, причем "модулятор" название условное, потому что схема формирования рабочего тока может быть разных типов, например как импульсный модулятор, или как инвертор или другого типа.
По вариантам вибратора, или двигатель с кривошипом или мощный соленоид. Пьезовибратор и магнитострикционный дороги и прожорливы, да и амплитуда их колебаний измеряется одним-двумя десятками микрон.
Важно, что здесь можно применять двигатель любого типа с любой постоянной или изменяемой скоростью вращения.

Да управление по высоковольтной цепи, современные IGBT транзисторы позволяют таим образом получать мощность на выходе в десятки киловатт.
Аватара пользователя
KEYY
Станкостроитель
Станкостроитель
Сообщения: 40
Зарегистрирован: 24 окт 2009, 00:00

Сообщение KEYY »

Ещё есть мысль совместить вибратор и двигатель коррекции в одно целое.Предварительные расчёты вроде обнадёживают.Шаговый двигатель должен справлятся крутится туда-сюда 50 раз в секунду на 13 полных шагов.
Конечно лохмаче как у SODIK на линейных движках,но тогда их придётся делать.
Аватара пользователя
KEYY
Станкостроитель
Станкостроитель
Сообщения: 40
Зарегистрирован: 24 окт 2009, 00:00

Сообщение KEYY »

Trudogolik писал(а):
Да управление по высоковольтной цепи, современные IGBT транзисторы позволяют таим образом получать мощность на выходе в десятки киловатт.
А ещё инверторы прекрасно включаются параленьно и тогда на дешовых компонентах можно собрать источник тока практически любой мощности.
Trudogolik
КУМ
КУМ
Сообщения: 6126
Зарегистрирован: 26 авг 2009, 00:00
Имя: Николай Иосифович
Откуда: Инта респ. Коми, 2000 км от Москвы на север!
Контактная информация:

Сообщение Trudogolik »

KEYY писал(а):Ещё есть мысль совместить вибратор и двигатель коррекции в одно целое.Предварительные расчёты вроде обнадёживают.
Этого не надо делать, в таком варианте придется перемещать и анод и двигатель с редуктором, или всю рабочую камеру.
Поэтому лучше выполнить по схеме СНЭ-20 и корректировать только положение катода. Вообще считаю, правильнее "отпустить в свободный полет" механизм вибрации, пусть занимается только своим делом, чем проще конструкция, тем надежнее.
Аватара пользователя
KEYY
Станкостроитель
Станкостроитель
Сообщения: 40
Зарегистрирован: 24 окт 2009, 00:00

Сообщение KEYY »

Конечно с отдельным вибратором надёжней и проще.Идея с одним ШД в качестве вибратора (вращается по часовой и против часовой стрелке на определённое количество шагов для обеспечения прокачки электролита и переодически двигается до касания с целью коррекции МЭЗ) возникла с целью простоты переделки практически любого гравировального станка.Нужно только вместо шпинделя установить электрододержатель с подключеным инверторным источником тока и подключить к двигателю оси Z новый управляющий контроллер или просто на управляющем компютере открыть другую программу.
Trudogolik
КУМ
КУМ
Сообщения: 6126
Зарегистрирован: 26 авг 2009, 00:00
Имя: Николай Иосифович
Откуда: Инта респ. Коми, 2000 км от Москвы на север!
Контактная информация:

Сообщение Trudogolik »

А точность обычного станка? Технология ЭХО может обеспечить микронную точность, только в том случае если эту точность обеспечивает механика станка причем при достаточной прочности. Это в эрозионной обработке можно детали "ниткой пилить" А здесь в рабочей камере возникают значительные давления.
Хотя, если использовать станок как прошивочный и вести обработку деталей открытым способом в ванне электролита, то может и ваш способ подойти, с учетом точности конечно.
Моя страница для тех, кто ищет ЧПУ выжигатели: https://vk.com/club153912868

Самое ценное в этом мире - информация.
Мы рады предложить вам ее в подарок!
Аватара пользователя
KEYY
Станкостроитель
Станкостроитель
Сообщения: 40
Зарегистрирован: 24 окт 2009, 00:00

Сообщение KEYY »

Не могу скачать современную монографию "Электрохимическая размерная обработка металлов и сплавов. Проблемы теории и практики".
Первая часть грузится на 62%, а вторая на 94%.
Trudogolik
КУМ
КУМ
Сообщения: 6126
Зарегистрирован: 26 авг 2009, 00:00
Имя: Николай Иосифович
Откуда: Инта респ. Коми, 2000 км от Москвы на север!
Контактная информация:

Сообщение Trudogolik »

Теперь что касается временных интервалов при обработке. Предлагаю разделить во времени процесс обработки и коррекцию зазора, т.е коррекцию зазора проводить циклически, с интервалом, например, 10-20 сек для черновой обработки, 5-10 секунд - для чистовой и 1-3 сек для сверхточной обработки. Это позволит при черновой обработке подавать напряжение на электроды непрерывно, вне зависимости от величины МЭЗ,таким образом повышается производительность, а в режимах чистовой и сверхточной обработки только тогда, когда МЭЗ меньще заданной точности.
Изображение
Коррекция тока в зависимости от величины МЭЗ в этом случае может осуществляться по датчику положения анода с помощью контроллера.
Например так:
Изображение
При больших величинах МЭЗ ШИМ формирует импульсы большей длительности, при малых - меньшей.
Зачем такие сложности?
Дело в том, что при преждевременной подаче напряжения на электроды, растворение металла происходит не только под электродом, но и сбоку наклонных элементов шаблона-электрода.
Изображение
При черновой обработке, когда требуется снять большое количество металла это не опасно, а вот при чистовой и сверхточной обработке может привести к искажению формы детали. Поэтому здесь применяется подача напряжения только в те моменты, когда МЭЗ меньше значения требуемой точности.
Последний раз редактировалось Trudogolik 25 окт 2009, 11:57, всего редактировалось 2 раза.
Trudogolik
КУМ
КУМ
Сообщения: 6126
Зарегистрирован: 26 авг 2009, 00:00
Имя: Николай Иосифович
Откуда: Инта респ. Коми, 2000 км от Москвы на север!
Контактная информация:

Сообщение Trudogolik »

KEYY писал(а):Не могу скачать современную монографию "Электрохимическая размерная обработка металлов и сплавов. Проблемы теории и практики".
Первая часть грузится на 62%, а вторая на 94%.
Проверил, влет обе части вскачал..
Аватара пользователя
KEYY
Станкостроитель
Станкостроитель
Сообщения: 40
Зарегистрирован: 24 окт 2009, 00:00

Сообщение KEYY »

Мне больше симпатична подобная http://www.titanecm.ru/tech.html конструкция железа станка. Очень интерестно из каких материалов изготовлены металлические части контактирующие с электролитом?
Trudogolik
КУМ
КУМ
Сообщения: 6126
Зарегистрирован: 26 авг 2009, 00:00
Имя: Николай Иосифович
Откуда: Инта респ. Коми, 2000 км от Москвы на север!
Контактная информация:

Сообщение Trudogolik »

KEYY писал(а): Очень интерестно из каких материалов изготовлены металлические части контактирующие с электролитом?

А чем нержавейка не подходит?
Dj_smart
Смотрящий
Сообщения: 7565
Зарегистрирован: 28 авг 2009, 00:00
Имя: Юрий
Откуда: Украина. Межевая.

Сообщение Dj_smart »

Эта русская привычка строить на века, не даст вам жить :D . СЛАБОКОНЦЕНТРИРОВАНЫЙ раствор соли. Хоть из чего. Промыть и вытереть по шабашу. Или оно у вас сутками пахать будет?
Аватара пользователя
1958
Станкостроитель
Станкостроитель
Сообщения: 13
Зарегистрирован: 24 окт 2009, 00:00

Сообщение 1958 »

Всё вышесказанное справедливо. Мы пока не знаем, какие именно противосилы появляются в момент импульса. Но они есть. По этому считаю, что нужно остановиться на двигателе, учитывая. Что в прототипе использован асинхронный двигатель 250 вт. переделанный в реактивный синхронный с остаточной мощностью 35-45%, что они пытаются компенсировать понижающей парой. Учитывая, что мы будем использовать квазистатический источник тока нет необходимости синхронизировать его с сетью, думаю, что 250 вт. нам вполне сгодится. Редуктора никакого не надо, а просто диск на оси двигателя для организации датчика положения инструмента, ну и эксцентрик само собой.
Вот только вопрос, про использовании инвертора в качестве источника рабочего тока, можно менять только ток. А во всех описаниях переменной является напряжение, а ток как производная площади обработки.
Так, черновая операция характеризуется наибольшими значениями режима обработки, устанавливаемыми оператором. Например: U - 18 В, Т - 40 с, Н - 0,05 мм, Z - 2,5 мм, Kq - 4 импульса. Если в единичном цикле МЭЗ увеличился за счет растворенного металла на 0,08 мм, то конечный суммарный МЭЗ составил 0,05 мм+0,08 мм=0,13 мм, что близко соответствует погрешности формообразования, т.е. в пределах 0,13 мм. На этой операции снимается основная часть припуска с наибольшей производительностью процесса.

Чистовая операция менее производительна и более точная. Например: U - 10 В, Т - 12 с, Н - 0,025 мм, Z - 0,8 мм, Kq - 1 импульс. За один цикл МЭЗ увеличился на 0,015 мм, следовательно, конечный МЭЗ 0,025 мм+0,015 мм=0,04 мм, погрешность формообразования в пределах 0,04 мм.

Финишная технологическая операция позволяет получить наилучшие точностные результаты формообразования и наименьшую шероховатость обработанной поверхности. Характеризуется лучшей локализацией процесса и небольшим растворением заготовки в пределах одного цикла. Например, финишный режим U - 7,5 В, Т - 5 с, Н - 0,008 мм, Kq - 1 импульс, Z - 0,3 мм. Увеличение МЭЗ за один цикл 0,002 мм. Тогда конечный МЭЗ 0,008 мм + 0,002 мм = 0,01 мм.

В приведенных примерах определение точности формообразования является достаточно достоверным и служит для начальной стадии отработки технологического процесса.
это выдержка из патента, да и в СНЭ 20 режим управляется напряжением, а ток только контролируется. Или я не прав, разъясните, пожалуйста. Да и в контуре контроля электролитом нужен датчик температуры.
Аватара пользователя
1958
Станкостроитель
Станкостроитель
Сообщения: 13
Зарегистрирован: 24 окт 2009, 00:00

Сообщение 1958 »

Мне больше симпатична подобная http://www.titanecm.ru/tech.html конструкция железа станка. Очень интерестно из каких материалов изготовлены металлические части контактирующие с электролитом?
KEYY, это одна из разновидностей обработки, обработка форм и отверстий с прокачкой электролита через полости в инструменте, тогда гермокамера не нужна, мы сей час рассматриваем более сложную задачу сложнорельефного формообразования, где камера нужна для того, чтобы загнать электролит под давлением в зазоре. В этой установке при производстве штампов медалей, я не помню где это смотрел, одевается тоже камера.
Аватара пользователя
KEYY
Станкостроитель
Станкостроитель
Сообщения: 40
Зарегистрирован: 24 окт 2009, 00:00

Сообщение KEYY »

А чем нержавейка не подходит?
Да у СНЭ-20 из 12Х18Н10Т. Просто хочу использовать готовый станок, а там чугун и сталь. Вот и интерестно, что сним будет. У ЕТ500 с виду обычная сталь. NaCl (поваренная соль) понятно, гальванопокрытия в соленом тумане испытывают на корозию.А в NaNO3 (натриевая силитра) как себя поведёт? рН электролита вроде не агрессивный (у нового 7-8).
Аватара пользователя
KEYY
Станкостроитель
Станкостроитель
Сообщения: 40
Зарегистрирован: 24 окт 2009, 00:00

Сообщение KEYY »

Да и в контуре контроля электролитом нужен датчик температуры.
Тогда уж и контроль рН и проводимости.
Если упрощать просто поставить термометр и рН-метр.
Trudogolik
КУМ
КУМ
Сообщения: 6126
Зарегистрирован: 26 авг 2009, 00:00
Имя: Николай Иосифович
Откуда: Инта респ. Коми, 2000 км от Москвы на север!
Контактная информация:

Сообщение Trudogolik »

KEYY писал(а): Да у СНЭ-20 из 12Х18Н10Т.
У СНЭ-20 электролит не льется на рабочий стол, обработка идет в закрытой камере.
Если обработку вести открыто, то протирать после работы, маслицем мазать и все дела:).
Аватара пользователя
KEYY
Станкостроитель
Станкостроитель
Сообщения: 40
Зарегистрирован: 24 окт 2009, 00:00

Сообщение KEYY »

Проверил, влет обе части вскачал..
Пробовал с другого компа., тоже самое закачка обрывается.
Был бы очень признателен если бы Вы кинули мне сию монографию на e-mail.
Trudogolik
КУМ
КУМ
Сообщения: 6126
Зарегистрирован: 26 авг 2009, 00:00
Имя: Николай Иосифович
Откуда: Инта респ. Коми, 2000 км от Москвы на север!
Контактная информация:

Сообщение Trudogolik »

1958 писал(а):Всё вышесказанное справедливо. А во всех описаниях переменной является напряжение, а ток как производная площади обработки.
А мы не будем нарушать права патентообладателя :) Хотя, блин, не понимаю, как можно защищать право на использование переменной из закона Фарадея? :D
Мы возьмем вторую переменную из двух, ДЛИТЕЛЬНОСТЬ ПРОЦЕССА, а напряжение оставим ниже напряжения возникновения дуги(на всякий случай). Вариантов нет, изменить третью компоненту закона - электрохимическую постоянную, мы просто не в состоянии :D
Trudogolik
КУМ
КУМ
Сообщения: 6126
Зарегистрирован: 26 авг 2009, 00:00
Имя: Николай Иосифович
Откуда: Инта респ. Коми, 2000 км от Москвы на север!
Контактная информация:

Сообщение Trudogolik »

KEYY писал(а): Пробовал с другого компа., тоже самое закачка обрывается.
Был бы очень признателен если бы Вы кинули мне сию монографию на e-mail.
А вот с другого компа у меня тоже не качается, вечером закину на е-майл.
Ответить