Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Состояние вопроса и задачи исследования
1.1. Влияние точности электрода-инструмента на погрешность при электроэрозионной обработке деталей 9
1.2. Требования к электродам-инструментам 16
1.3. Методы изготовления медных электродов-инструментов 20
1.4. Технологические возможности и основные недостатки гальванопластики 28
1.5. Технологический процесс гальванопластического изготовления медных электродов-инструментов 30
1.6. Методы повышения скорости осаждения и улучшения равномерности распределения осадка 35
1.7. Основные закономерности распределения тока и осадка по поверхности модели-катода. Выбор электролита и геометрических параметров системы анод-ванна-катод 42
Цель и задачи исследования 45
Глава II. Методика.
2.1. Состав электролита, его приготовление, анализ и корректировка 47
2.2. Гальваническая установка для скоростного электрохимического выделения меди 48
2.3. Измерения скорости осаждения меди, толщины и шероховатости осадка 51
2.4. Металлографическое исследование медных осадков 52
2.5. Модельные микропрофили 54
2.6. Методика поляризационных измерений 55
Глава III. Исследование основных закономерностей высокоскоростного электрохимического шделенйя мвди в с1ш>н0турбулизир0ванн0м сернокжлом электролите
3.1. Кинетика электродных процессов при скоростном электроосаждении меди 58
3.2. Влияние скорости и гидродинамического режима течения1 электролита в межэлектродном промежутке на допустимую по качеству скорость осаждения меди 68
3.3. Зависимость максимально допустимой скорости осаждения меди от толщины осадка при различных гидродинамических режимах течения электролита в межэлектродном промежутке 81
3.4. Эволюция шероховатости осадка в зависимости от катодной плотности тока, гидродинамического режима течения электролита, шероховатости поверхности катода и толшиньг осадка 87
Выводы 96
Глава ІV Электрохимическое выделение толстых слоев меди на. моделях-вдтодм со слошой геометрией
4.1. Особенности проведения процесса скоростного электрохимического выделения меди на моделях-катодах со сложной геометрией 98
4.2. Повышение равномерности распределения гальванического осадка по поверхности фасонной модели-катода при скоростном электрохимическом выделении меди 100
4.3. Способы воздействия на эволюцию шероховатости и рост дендритов на гальваническом осадке 106
4.4. Влияние геометрических параметров анода на расходную скорость прокачки электролита через межэлектродный промежуток, катодную плотность тока и скорость осаждения меди ИЗ
4.5. Влияние нестационарного режима осаждения, при согласованном изменении полярности электродов и расстояния между ними, на скорость осаждения и допустимую толщину осадка 116
Выводы 121
Глава V. Разработка оборудования дли изготовления медных электродов-инструментов методом высокоскоростной гальванопластики
5.1. Принцип действия и устройство основных узлов специализированного электрохимического станка для скоростного катодного формообразования 123
5.2. Электрохимический станок для скоростного катодного формообразования 127
5.3. Электрод-инструмент "Полусфера" 128
5.4. Электрод-инструмент для обработки стеклоформы рассеивателя автомобильной фары ФГ-І22Е 136
5.5. Электрод-инструмент для обработки матрицы корпуса электробритвы "Агидель-3" 138
5.6. Электрод-инструмент для обработки стеклоформы на вазу 139
5.7. Электрод-инструмент для обработки пресс-формы на крышку 139
Выводы 141
Общие выводы 142
Список литературы
- Требования к электродам-инструментам
- Гальваническая установка для скоростного электрохимического выделения меди
- Зависимость максимально допустимой скорости осаждения меди от толщины осадка при различных гидродинамических режимах течения электролита в межэлектродном промежутке
- Электрохимический станок для скоростного катодного формообразования
Введение к работе
Развитие ряда отраслей промышленности (автомобильной, тракторной, авиационной, энергетической, судостроительной и др.) потребовало увеличения выпуска сложнопрофильного формообразующего инструмента (штампов, прессформ и другой технологической оснастки), применения новых видов более твердых, термостойких и износостойких материалов, многие из которых трудно поддаются обработке традиционными слесарно-механическими методами. Успешное решение этой задачи возможно при использовании прогрессивных методов обработки на электроэрозионных и электрохимических станках. В настоящее время электроэрозионная обработка (ЭЭО) поверхностей сложной конфигурации эффективно применяется на машиностроительных предприятиях. Так при ЭЭО деталей инструментально-штампового и прессового хозяйства, отличающихся большой трудоемкостью (I-2 тыс.н/час), себестоимость их изготовления снижается на 20-30$, а трудоемкость на 40-50$ по сравнению со слесарно-мехаяической обработкой. При этом особенно важно то, что на 70-80$ сокращается объем операций, связанных с затратами высококвалифицированного ручного труда, в частности, слесарных лекально-доводочных операций. Кроме того, ЭЭО позволяет удовлетворить постоянно возрастающие требования к надежности технических объектов путем замены сборных узлов цельнометаллическими.
В 10-й пятилетке произошло существенное повышение технического уровня и расширение номенклатуры электрофизических станков, освоена целая гамма комплектующих их источников питания технологическим током и устройств управления. Разработано и освоено свыше SO моделей станков различного назначения. Дальнейшее развитие, совершенствование и широкое внедрение в народное хозяйство элект-
рофизических методов обработки намечено на 11-ю пятилетку. Б материалах ХХУІ съезда КПСС "Основные направления экономического и социального развития СССР на І98І-І985 гг. и на период до 1990 г." особое внимание обращено на необходимость "шире применять мало-операционные, малоотходные и безотходные технологические процессы... использовать электрохимические, плазменные, лазерные, радиационные и другие высокоэффективные методы обработки металлов..."х;
Увеличение парка электроэрозионных станков, улучшение их точностных и эксплуатационных характеристик предъявляет более строгие требования к качеству электродов-инструментов (ЭИ) и технологии их изготовления. Экономичность процессов ЭЭО существенно зависит от достигаемой точности копирования и качества поверхности изделий после обработки, которые, в свою очередь, в значительной степени определяются ЭИ. ЭИ для ЭЭО фасонных полостей отличается большой сложностью (он представляет собой негативную копию обрабатываемого изделия, выполненную с учетом межэлектродного промежутка и припуска под последующую обработку) и изготавливается из дефицитных и дорогих эрозионностойких материалов (графит, медь и др.Х Удельный вес стоимости ЭИ в общей стоимости ЭЭО изделий с фасонной полостью велик и колеблется от 20 до 80% t в зависимости от сложности формы, серийности изделия и серийности инструмента.
Настоящая работа посвящена исследованию процесса высокоскоростного электрохимического осаждения толстых слоев меди на катодах сложной формы и разработке безотходного технологического процесса экономичного электрохимического изготовления медных ЭИ высокой точности для ЭЭО.
Новизна работы заключается в том, что впервые установлена принципиальная возможность высокоскоростного электрохимического
х'Правда, 1981, 5 марта.
осаждения толстых слоев меди на катодах сложной формы со скоростями 700 мкм/ч и более (до 1200 мкм/ч). Исследован процесс скоростного осаждения качественных осадков меди в турбулизированном сернокислом электролите, изучены основные закономерности процесса, и определено их влияние на выходные характеристики. Показано, что основным параметром, определяющим величину предельного тока в при-катодном диффузионном слое и предельно допустимую (по качеству осадка) скорость осаждения меди, является характер течения электролита (число Рейнольдса) в межэлектродном промежутке. Установлено, что предельно допустимая скорость осаждения меди связана с числом Рейнольдса оптимальной зависимостью, выведена эмпирическая формула, связывающая эти величины. Предложен способ подачи электролита в межэлектродный промежуток, обеспечивающий получение оптимального значения чисел Рейнольдса по всей поверхности фасонного катода. Исследована зависимость предельно допустимой скорости осаждения меди от толщины осадка, изменений в его микроструктуре и шероховатости поверхности.
Предложены способы, позволяющие регулировать шероховатость поверхности осадка и равномерность его распределения по поверхности фасонных катодов. Главным результатом работы следует считать разработку высокопроизводительного безотходного способа и специализированного станка для электрохимического изготовления точных фасонных изделий, в том числе медных электродов-инструментов для электроэрозионных станков. Установленные закономерности позволяют говорить о развивающемся новом научном направлении электротехнологии - скоростном электрохимическом катодном формообразовании.
Работа выполнена в отделе электрофизикохимических методов обработки ЭНИМСа в лаборатории технологии изготовления электродов-инструментов в соответствии с программой ГКНТ СМ СССР по решению научно-технической проблемы 0.16.05 в рамках заданий 04.23 и 04.04.
Автор выражает глубокую благодарность за оказанную помощь в выполнении работы научному руководителю, д.т.н., профессору Морозу И.И., научному консультанту зав .лабораторией, .к.т.н., ст.н.с. Левиту М.Л. и другим сотрудникам лаборатории.
Требования к электродам-инструментам
Основные требования, предъявляемые к Эй, достаточно полно отражены в работах /54,85/ и могут быть сформулированы следующим образом: 1) ЭИ должен быть изготовлен из эрозионностойкого материала, стабильно работать в широком диапазоне режимов и площадей и обеспечивать максимальную производительность процесса ЭЭ0 при минимальном износе; 2) точность изготовления и шероховатость поверхности ЭИ должны быть на класс выше, чем требуется получить у обрабатываемой заготовки; 3) конструкция ЭИ должна быть достаточно жесткой, чтобы противостоять температурным и другим деформациям в процессе ЭЭ0. Величина деформаций от усилий, возникающих при прокачивании рабочей жидкости через МЭП и от температурных напряжений, не должна превышать 0,3 допуска на основные размеры обрабатываемой детали; 4) вес ЭИ не должен оказывать существенного влияния на быстродействие следящего привода подачи электроэрозионного станка; 5) конструкция ЭИ должна быть технологичной при изготовлении, монтаже и эксплуатации; 6) трудоемкость и себестоимость изготовления ЭИ должна быть на порядок ниже трудоемкости и себестоимости изготовления обраба тываемого изделия (штампа, пресс-формы), что обусловлено экономической целесообразностью применения ЭЭО.
Ниже приводится краткое описание основных вариантов конструкции Эй/ 84 /. Конструкция Эй представляет собой совокупность элементов (рис.1.6; 1.7), каждый из которых несет свою функциональную нагрузку. Это рабочая поверхность, участвующая в процессе ЭЭО в формировании обрабатываемой полости, изготовленная из токопроводящего материала с высокой эрозионной стойкостью, конструкционный слой и корпус Эй, воспринимающие нагрузки в процессе ЭЭО, электродная плита, к которой крепится корпус ЭИ (в крупногабаритных Эй площадью более 0,25 м - ферма), система прокачки и отсоса рабочей жидкости, состоящаяТ:_ из отверстий, трубопровода и коллектора.
В конструкции Эй должны быть предусмотрены базовые поверхности для установки в шпиндель станка и выверки электрода относительно обрабатываемого изделия. В ряде случаев в конструкцию Эй могут быть введены дополнительные элементы, например, охлаждающие каналы (поз.IS, рис.1.7). В зависимости от площади обрабатываемой фагу-ры и ее сложности могут применяться одноконтурные и многоконтурные Эй, рабочая поверхность которых разбита на отдельные электрически изолированные друг от друга участки, что позволяет повысить производительность ЭЭО. По конструктивному исполнению Эй для копироваль-нопрошивочных операций подразделяются на сплошные и полые. Сплошные ЭИ изготовлены из цельного куска эрозиояностойкого материала. В полых Эй рабочая поверхность и конструкционный слой изготовлены из материалов с различными физико-механическими свойствами. Различные типы полых Эй независимо от способа изготовления и условий ЭЭО можно свести к двум конструктивно-тепловым схемам. Это - металлическая оболочка с внутренним теплоизоляционным слоем (например, медная оболочка с наполнителем из эпоксидной смолы) и металлическая-оболочка с внутренним охлаздением (ЭИ, конструкционный слои которых изготовлен из металла).
В работе /84/подробно рассмотрены обе схемы ж представлены графические и аналитические зависимости, связывающие электрические характеристики ЭЭО с толщиной рабочего слоя ЭИ. Знание минимально допустимой толпщны рабочего слоя ЭИ имеет важное значение, так так тесно связано с длительностью изготовления рабочего слоя и себестоимостью ЭИ в целом. В практике используются пять методов изготовления медных ЭИ для чистовой ЭЭО: 1) слесарно-механический; 2) прессованием из мелкодисперсных порошков; 3) пластического деформирования листовой заготовки; 4) металлизации напылением; 5) гальванопластики.
Изготовление медных Эй слесарно-механическим способом в большинстве случаев экономически нецелесообразно, сопряжено с большим объемом ручных слесарных работ и потерей цветных металлов.
Метод прессования из мелкодисперсных порошков (рис.1.8; 1.9; 1.10), использующий приемы и оборудование порошковой металлургии, дает возможность изготавливать небольше ЭИ ( 5 0,05 м2) о щюо-той геометрией рабочего профиля из композиционных материалов заданного состава и структуры, состоящих из нескольких исходных компонентов с самыми разнообразными и глубоко отличающимися физико-химическими и геометрическими характеристиками, что позволяет снизить относительный износ ЭИ и повысить производительность ЭЭО при обработке труднообрабатываемых материалов (например, твердый сплав).
Гальваническая установка для скоростного электрохимического выделения меди
В качестве электролита был выбран наиболее простой по составу и условиям эксплуатации сернокислый электролит меднения, позволяющий работать при высоких плотностях тока, содержащий сернокислую медь (ч.д.а., 250 г/л) и серную кислоту (х.ч., 70 г/л).
Приготовление электролита: сперва в дистиллированной воде растворялась сернокислая меда после чего добавлялась серная кислота и полученный электролит фильтровался через фильтр из технического лавсана марки ТЛ-5. Так как во время эксплуатации гальванической установки (рис.2.1), возможно загрязнение электролита органическими примесями, попадающими в него в основном из насосного агрегата, винипластовой футеровки бака, ваяны и анодной головки, электрохимической ячейки и других узлов, электролит периодически прокачивался через фильтрующую колонку с активированным углем.
При работе гальванической установки происходит интенсивное испарение воды из электролита (около I л/час), что приводит к изменению его состава. В меньшей степени изменение состава электролита происходит вследствие химического взаимодействия кислоты с медным анодом. Для проверки и корректировки состава электролита, перед каждым экспериментом производился анализ на содержание кислоты и меди и осуществлялась корректировка электролита. Большой объем электролита в гальванической установке (300 л) способствовал стабильности состава электролита (кислоты и ионов Си, и UJU ) в ходе эксперимента. При длительных экспериментах, анализ и корректировка состава электролита производились непосредственно во время работы установки. Содержание кислоты в электролите определялось прямым титрованием с использованием метилоранжевого индикатора, а меди - иодометрическим методом.
Исследования электродных процессов производились на установке с вращающимся дисковым катодом. Скорость вращения дискового катода (радиусом 0,5 см) изменялась от 0 до 4800 об/мин. Поляризационные кривые снимались с помощью потенциостата мод. П-5848, предел измерения которого был увеличен до 5 ампер.
Для исследования закономерностей скоростного электрохимического осаждения меди в турбулизированном электролите на катодах произвольной формы и процессов электрокристаллизации толстых гальванических осадков при высокой катодной плотности тока была спроектирована и изготовлена специальная лабораторная установка (рис.2.1,2.2). Конструкция установки позволила провести исследования в широком диапазоне плотностей тока (0,2-2,0 А/см2), зазоров между электродами (10-30 мм) и скоростей циркуляции электролита (0,3-5 м/с ) в межэлектродном промежутке при различных гидродинамических режимах течения электролита (пя =80-60000). Электрические параметры фиксировались современной регистрирутоще-измери-тельной аппаратурой. Производительность центробежного кислотостойкого насоса контролировалась ротаметром с электрическим выходом, подключенным к регистрирующему измерительному прибору. Гидродинамический режим течения электролита в межэлектродном промежутке определялся конструкцией анодного устройства и электрохимической ячейки (рис.2.3) и рассчитывался по законам гидродинамики.
Электролит (I) из бака (2) через запорный вентиль (S) поступает в насосный агрегат (4). Из насоса под давлением электролит через фильтр (5), ротаметр (6), регулятор расхода (7) подается в анодную головку (8). Электрохимическая ячейка (9), конструкция которой может изменяться в зависимости от цели эксперимента (см. рис.2.3), собирается из отдельных деталей (анода/fкатода2,пластмассовых прокладок ,которые формируют поток электролита определяют площадь электродов и величину зазора между ними, циклона - газоотделителя). Собранная электрохимическая ячейка (9) устанавливается на столе (10) и прижимается анодной головкой (8). Электролит, пройдя через ячейку, попадает в ванну (II), откуда самотеком сливается в бак (2). На рис.2.2 показана ячейка с подключенным к ней циклоном-га зоотде лите лем (12) и газоанализатором (13). Температура электролита контролировалась по ртутному термометру (14), установленному в баке установки. Давление электролита в анодной головке измерялось при помощи моновакууметрасмембраняым разделителем (15).
При электролитическом осаждении толстых слоев меди (100-2000 мкм), вследствие структурной неоднородности в процессе кристаллизации и антивыравнивающегося действия электролита, происходит изменение шероховатости поверхности осадка, вшоть до появления ден-дритов. Причем в некоторых экспериментах величина шероховатости поверхности осадка соизмерима с его толщиной. Поэтому, для получения достоверных данных о толщине осажденного слоя, измерения производились локально, в углублении между выступами на поверхности осадка. Для определения средней толщины осадка бралось среднее арифметическое из возможно большего (не менее 15-20) числа замеров на характерных участках поверхности катода. С этой целью была изготовлена измерительная машина на базе микроскопа МИС-П (см. рис2.4). Образец (I), отделенный от катода, устанавливается гладкой поверхностью на верхнее основание усеченного конуса (2), закрепленного на предметном столике (3). Верхнее основание конуса (диаметром 5 мм) расположено параллельно плоскости предметного столика, что обеспечивает минимальную погрешность установки. В качестве измерительного щупа к индикаторной головке (4) с ценой деления 0,01 мм, закрепленной на подвижном кронштейне (5), использована иголка (6) с радиусом кривизны на конце равном 25 мкм. Если образец имеет начальную шероховатость поверхности, которой он устанавливается на столик, соизмеримую с точностью измерения, то искомая толщина осадка определялась вычитанием величины начальной шероховатости (R?) из значения показания индикаторной головки. При больших значениях начальной шероховатости образца толщина осадка (и скорость осаждения) определялись металлографическими методами (см.раздел 2.4). Измерение шероховатости производилось в соответствии с ГОСТ 2789-73 на профилографе-профилометре завода "Калибр" модели 201, верхний предел измерения которого был увеличен до 80 мкм.
Зависимость максимально допустимой скорости осаждения меди от толщины осадка при различных гидродинамических режимах течения электролита в межэлектродном промежутке
При получении электролитических осадков большой толщины возникают дополнительные осложнения, связанные с изменением структуры и шероховатости поверхности осадка при увеличении его толщины, в области плотностей тока, ниже экспериментально определенного значения, обеспечивающего получение осадков требуемого качества. Необходимость уменьшения величины допустимой катодной плотности тока, а, следовательно, и скорости осаждения, с ростом толщины осадка, явление хорошо известное в гальванопластике, например, если в стационарных гальванических ваннах меднения с сернокислым электролитом, при условии интенсивного перемешивания его скорость осаждения может достигать 50, а в некоторых случаях 100 .мкм/ч УЗО то при проведении гальванопластического процесса, когда толщина слоя выражается в тысячах микрон, скорость осаждения меди не превышает 10-20 мкм/ч. Причины, приводящие к изменению структуры электрохимического осадка с ростом его толщины, могут быть различные. В начальный момент времени происходит копирование осадком структуры подложки. При этом образуются трехмерные зародыши кристаллов /72,134/., Толщина этого слоя не превышает 25-50 мим (рис.3.9,б) и соответствует диапазону толпдан, применяемых в гальваностегии. Далее начинается образование двумерных зародышей, тв. плоских кристалликов. Переход от образования трехмерных зародышей к двумерным связан с тем, что на образование последних требуется меньше энергетических затрат. Одним из главных факторов, определяющих структуру более толстых слоев гальванического осадка, является различие скорости роста различных по индексу граней кристаллов /134/ из-за различия перенапряжения выделения металла на различных гранях, связанного с их энергетической неравноценностью. Для электрохимического осаждения слоев меди из сернокислого электролита это было показано в работах / 31, 57, 135"/. Кроме формы и взаимной ориентации кристаллов (текстуры), гальванический осадок характеризуется размером кристаллов. Величина кристаллов зависит от соотношения скорости зарождения центров кристаллизации (зародышей) и линейной скорости их роста. Чем больше скорость образования зародышей и соответственно меньше линейная скорость их роста, тем меньше размер кристаллов в гальваническом осадке/ 69,80,134 /.
Образование зародышей при электрокристаллизации металлов происходит на центрах, активность которых неодинакова / !69i /# Количество центров, на которых начинается кристаллизация, увеличивается с увеличением перенапряжения /127,134/. Поэтому, высокая плотность тока должна способствовать получению более мелкокристаллических осадков / 80 ./ Если в стационарных гальванических ваннах возможность увеличения катодной плотности тока ограничена предельными условиями (см.3.1), то при скоростном электрохимическом выде-лении меди пр возрастает и уменьшаются размеры кристаллов (см. рис.3.9). В то же время известная тенденция к укрупнению зерен при увеличении толшины осадка сохраняется и при скоростном электрохимическом выделении меди (рис.3.15), причем, по мере укрупнения зе рен, намечается тенденция к слоевому росту кристаллов, что обусловлено структурной поляризацией при осаждении меди / 69,134 /. Наблюдаемую неравномерность распределения слоев можно объяснить сложностью зависимости перенапряжения от плотности тока, вызванной тем, что число стационарных активных точек поверхности в свою очередь зависит от величины электродного потенциала /134/. Так как процесс выделения меди протекает лишь на активных участках, то фактическая плотность тока на растущих участках оказывается значительно большей той величины, которая получается по расчету для видимой поверхности электрода и соответственно скорость осаждения меди на этих участках превышает значение скорости осаждения допустимой по качеству Vo со всеми Досмотренными ранее последствиями. Таким образом, с ростом толщины гальванического осадка, возникает необходимость в уменьшении величины катодной плотности тока (расчетного значения для видимой поверхности электрода), что приводит к уменьшению скорости осаждения меди на электрод (фактическая величина Va на активных участках при этом остается без изменения). Иными словами, для каждого конкретного значения установленной скорости осаждения \Аиличисла Re, существует определенная максимально допустимая толщина осадка roup . при превышении которой качество осадка ухудшается (появляются дендриты и т.п.). Экспериментальные зависимости катодной плотности тока (наибольшие значения, допустимые по качеству осадка) О к от толщины осажденного слоя гікр.ж гидродинамического режима течения электролита представлены на рис.3.16 и 3.17.
Электрохимический станок для скоростного катодного формообразования
В соответствие с определенными ранее оптимальными режимами проведения процесса скоростного электрохимического выделения меди (см.гл.Ш) и особенностями осаждения ее на фасонных моделях, рассмотренных в главе ІУ, был спроектирован и изготовлен станок для скоростного катодного формообразования, позволяющий изготавливать медные изделия повышенной точности (рис.5.2, рис.5.3). Электрохимический станок предполагается включать в состав специализированных участков для электроэрозионной обработки изделий, из расчета, что 20-30$ электроэрозионяых станков работают медными ЭИ (по данным машиностроительных предприятий). Станок изготовлен Бакинским станкостроительным заводом на базе электрохимического станка для удаления заусенцев мод. 4406 /87 /. Техническая характеристика станка, условия его эксплуатации и расчет экономической эффективности применения даны в приложениях И и Ш.
Факторы, вызывающие погрешность Эй (см.раздел I.I), оценива-т лись в комплексе. В соответствии с технологическим процессом, описанным в разделе 1.4, был изготовлен методом скоростного катодного формообразования модельный Эй в виде полусферы (рис.5.4). Форма модели была выбрана из соображения простоты точного измерения её геометрий (радиус кривизны полусферы постоянный, равный 30,490 мм). Кроме того, хорошо обтекаемая потоком электролита сферическая поверхность модели позволила произвести процесс электрохимического выделения меди при катодной плотности тока Ск. =1150 А/с&г. Материал модели (нержавеющая сталь ШЖЕОТ) обеспечил стабильность размеров ее рабочей поверхности в процессе изготовления Эй. После разделения ЭИ и модели производились их обмеры по двум контрольным сечениям. Измерение производилось на приборе п TALYR0WjDmocf5f " фирмы РАНК ТЕЙЛОР РОБСОН (англ.) с точностью измерения 0,1 мкм. Результаты обмеров на некруглость сферической поверхности модели и Эй представлены на рис .5.5. Сравнивая круглограммы "а" и "б" и "в" и "г" (рис.5.5), можно видеть, что погрешность формы ЭТаким образом, погрешность изготовления ЭИ методом скоростного катодного формообразования, в соответствии с технологическим процессом, описанным в разделе 1.4, составляет порядка I мкм, что отвечает требованиям, предъявляемым к ЭИ, предназначенным для чистовой ЭЭО. Как показали электроэрозионные испытания (см.приложение 17), ЭИ, изготовленный новым методом высокоскоростной гальванопластики, по основным показателям (износ, производительность) не уступает ЭИ, изготовленному из меди марки Ж слесарно-механи-ческим способом.
Рассеиватели автомобильных фар и подфарников, изготавливаемые из стекла методом прессования, являются изделиями массового производства, выпуск которых продолжает неуклонно увеличиваться в связи с ростом производства автомобилей, мотоциклов, тракторов и т.д. Одной из наиболее ответственных стадий технологического процесса получения рассеивателей является изготовление пуансонов для их формовки.
В настоящее время применяются два технологических процесса изготовления пуансонов.
Первый технологический процесс включает следующие операции: получение отливки из чугуна; токарная обработка отливки для получения поверхностей базирования и полусферы; разметка полусферы; фрезерование рисунка на полусфере на специальном копировально-фрезерном станке до шероховатости поверхности Rz=30440 мкм(Ва=10мкм); слесарная доработка тех элементов рисунка, которые не могут выполняться фрезерованием ; ручная полировка рисунка до шероховатости поверхности Еа = 0,1-0,2 мкм (Н =0,5мкм). Станочное время составляет 21 час, время слесарной доработки 14 час, причем в связи с высокими требованиями к точности рисунка операции выполняется рабочими высокой квалификации 6-7 разряд).
Второй технологический процесс изготовления пуансонов основан на использовании ЭЭО. Наибольшую трудность при этом вызывает изготовление ЭИ, который по трудоемкости сравним с трудоемкостью изготовления самого пуансона.
Применение прогрессивного технологического процесса ЭЭО пуансонов медными полыми гальваническими ЭИ позволило (по сравнению с первым техпроцессом) / 84- / устранить разметочные операции, сократить станочное время с 21 до 5 час, время на слесарные операции по вырубке несформированных элементов рельефа пуансона с 14 до 2-3 час; повысить точность и стабильность размеров пуансонов одного наименования, так как ЭИ для них изготовлены с одной (эталонной) модели; перейти на изготовление пуансонов из нержавеющей стали вместо чугуна, обладающих в три раза более высокой стойкостью.
Время электролитического осаждения медного слоя ЭИ с минимальной толщиной 2,5 3 мм в гальванических ваннах составляет 200 часов.
Заданное значение минимальной толщины медного слоя ЭИ определяет его работоспособность при выбранном режиме проведения ЭЭО пуансона.
Вследствие неравномерного распределения толщины осадка на модели в процессе электролиза, толщина медного слоя на отдельных участках ЭИ значительно превосходит минимально установленное значение, что приводит к неоправданному перерасходу меди.
