Obrabotka Metallov. 2017 no. 2(75)

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 2 (75) 2017 7 ТЕХНОЛОГИЯ ботку, когда размеры обрабатываемых поверх- ностей составляют доли миллиметра [1–7]. В этой области значительный объем работ связан с формообразованием полостей и отверстий как сквозных, так и глухих, в том числе и глубоких, когда длина отверстия многократно превышает его диаметр. Для решения этих задач широко используется ЭХРО, реализуемая по различ- ным технологическим схемам [8–11]. Механиз- мы электрохимического растворения различных классов материалов от легированных до порош- ковых и твердосплавных подробно рассмотрены в работах [12–15]. Дальнейшее развитие элек- трохимических технологий связано с поиском путей интенсификации процесса [16, 17] и по- вышения точности обработки [18]. Для обработки отверстий и полостей наи- большее распространение получила электрохи- мическая прошивка полым катодом-инструмен- том с подачей электролита через центральное отверстие [19–22]. Практика электрохимической обработки глухих отверстий полым катодом-ин- струментом свидетельствует об образовании на дне отверстия характерного выступа, размеры которого зависят от диаметра отверстия ( d отв ) в катоде, через которое подается электролит в зону обработки (рис. 1). Так при d отв = 3 мм вы- сота выступа составляет t = 0,1…0,2 мм, которая возрастает до t = 6…7 мм при увеличении цен- трального отверстия до 30 мм [19]. Образование выступа на дне отверстия связа- но с замедлением процесса растворения обраба- тываемого материала по мере удаления от вну- тренней стенки катода к его центру. Наиболее интенсивное растворение наблюдается на участ- ках торцевой поверхности катода, так как значе- ние МЭП здесь минимально и, как правило, со- ставляет десятые доли миллиметра, в то время как расстояние от внутренней стенки катода при минимальном значении диаметра отвер- стия, равном 2…3 мм, варьируется в диапазоне 1,0…1,5 мм. Эта разница в значении межэлек- тродного промежутка на различных участках об- рабатываемого отверстия и объясняет наличие градиента в скорости анодного растворения в зоне обработки и соответствующее формообра- зование отверстия. Снижение высоты выступа обеспечивается уменьшением диаметра отвер- стия до 2…3 мм, но при этом возникает опас- ность нарушения нормального течения элек- тролита в МЭП при соотношении d кат / d отв > 3. В этом случае на отдельных участках МЭП воз- никают разрывы потока электролита, что при- водит к возникновению так называемых «сухих зон». На данных участках электрохимическое растворение металла существенно замедляется, что приводит к образованию неровностей, при соприкосновении катода-инструмента с которы- ми возникают токи короткого замыкания и про- исходит нарушение процесса обработки. В связи с этим в технологическом процессе получения глухих отверстий необходимо введение допол- нительной операции механического удаления образующегося при ЭХРО выступа. Данный механизм формообразования отвер- стий авторами [19] рассматривается для условий ЭХРО, когда диаметр отверстия в катоде-инстру- менте на порядок превышает величинуМЭП, что и определяет образование характерного выступа на дне отверстия. Обработка малых отверстий с диаметром до 1,0 мм предполагает, что диаметр отверстия для подачи электролита в катоде-ин- струменте будет сопоставим с величиной МЭП. Значительное снижение величины МЭП от ми- нимальных значений, используемых в практике ЭХРО и составляющих 0,1…0,2 мм, не предпо- лагается возможным. Так, авторы [19] отмеча- ют: установление величины МЭП менее 0,03 мм может привести к появлению облитерации, что вызовет прекращение движения электролита в МЭП. В связи с этим возникает вопрос о меха- низме формообразования отверстий малого диа- метра, когда величина МЭП является сопостави- мой с диаметром отверстия в катоде. Рис. 1. Схема формирования выступа на дне отверстия при ЭХРО полым катодом-ин- струментом