Таблица 1.2

Конструкции щеток, применяемых для чистовой обработки

Укринол имеет следующий состав:

1. Эмульсол ГОСТ 1975-53 - 4,0-5,0%,

2. Сода кальцинированная ГОСТ 1689-70 - 0,3-0,4%,

3. Фурацилин - 0,0025-0,0030%,

4. Формалин - 0,1%,

5. Гекохлорафен - 0,001%,

6. Вода до 100%.

Исходя из предварительных исследований был выбран оптимальный состав смеси:

97% Н₂0 + 3% Укринол 1.

Вместо Укринола может быть использована аналогичная СОЖ Аквол 6. С учетом вышеизложенного для обработки электродом-щеткой могут быть использованы следующие составы: растворы солей с добавлением диэлектрика, например 15-20% Na₂CO₃ + 15% масла "Индустриальное 20", а также смесь 97% Н₂О + 3% Укринол 1 или Аквол 6.

1.4. Выбор режимов обработки

Электрод-щетка может быть использован для обдирки (черновой обработки) заготовок с большой исходной неравномерностью профиля. Рекомендуемые режимы обработки представлены в табл.1.3.

Таблица 1.3

Рекомендуемые режимы для черновой обработки

Выбор режимов зависит от величины снимаемого припуска. Так, при увеличении припуска назначается меньшая скорость перемещения стола, выбирается меньший диаметр щетки и больший диаметр проволочек (с целью увеличения долей механической и эрозионной составляющих процесса, обеспечивающих высокий съем материала), меньшее напряжение (чтобы избежать прижогов), но увеличивается прижим щетки к заготовке или число проходов щеткой. При малом припуске целесообразно выбирать небольшой прижим щетки к заготовке и меньшие значения диаметра проволочек, больший диаметр щетки, более высокое напряжение и скорость перемещения стола. В случае, когда необходимо осуществить быстрый съем материала, выбирается встречное движение щетки и заготовки. Электрод-щетка может использоваться для чистовой обработки ( мкм) поверхностей, а также их полировки ( мкм). Режимы обработки для данных операций приведены в табл. 1.4.

Таблица 1.4

Рекомендуемые режимы для чистовой обработки.

1.5. Порядок выполнения работы

1.5.1. Изучить технологическое оснащение комбинированной обработки электродом-щёткой. Сделать эскиз детали.

1.5.2. Затем преподаватель указывает участки, которые необходимо обработать.

1.5.3. Измерить шероховатость заготовки в местах обработки, нанести на эскиз заготовки. Шероховатость оценивают по эталонам шероховатости или с помощью профилографа-профилометра модели 252.

1.5.4. Взвесить заготовку и щетку. Записать вес в отчет.

1.5.5. Выбрать материал и конструкцию электрода-щетки, см.табл. 1.1 и 1.2. Занести результат в отчет.

1.5.6. Выбрать рабочие режимы обработки, см. табл. 1.3 и 1.4.

1.5.7. Установить заготовку на рабочем столе станка с непараллельностью относительно стола не более 0,2 мм.

1.5.8. Обработать заготовку (1 проход).

1.5.9. Измерить пятно контакта и занести результат в отчет.

1.5.10. Записать время обработки каждого участка заготовки, используя для этого секундомер.

1.5.11. Взвесить заготовку, используя для этого весы лабораторные ВЛА-200-М.

1.5.12. Измерить шероховатость поверхности по эталонам или с помощью профилографа профилометра модели 252. Если шероховатость соответствует требованиям чертежа, то расчетная скорость перемещения и выбранные режимы принимаются как рабочие. Если шероховатость поверхности выше, чем требуется в чертеже детали - в этом случае выполнить еще один проход, после чего произвести корректировку выбранных режимов обработки.

1.5.13. Взвесить щетку, вычислить износ щетки, рассчитать относительный износ щетки, который определяется по следующей формуле:

,

где: - массовый износ щетки, определяемый как разность массы щетки до обработки и после обработки ;

- масса материала снятого с заготовки.

Изучить характер износа (была ли отсечка, есть ли приваривание проволочек к заготовке, если да, то как это устранить?).

1.5.14. Сделать выводы о правомерности используемого технологического оснащения, предложенных режимов и дать рекомендации по месту использования метода.

1.5.15. Оформить отчет и сдать работу.

1.6. Контрольные вопросы

1. Область использования комбинированной обработки электродом-щеткой?

2. Какое технологическое оснащение необходимо для комбинированной обработки заготовок электродом-щёткой?

3. Какое используется оборудование для комбинированной обработки электродом-щёткой? Технические характеристики оборудования?

4. Какие виды электродов-щёток используются?

5. Особенности выбора рабочей среды для обработки электродом-щёткой?

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Кириллов О.Н. Применение электрода-щётки в машиностроении. Сб. науч. тр. «Гибкоструктурные нетрадиционные технологии в машиностроении и приборостроении». Воронеж, ВГТУ, 1996, с. 72-76.

2. Справочник по электрофизическим и электрохимическим методам обработки. Под общей ред. Волосатова В.А. –Л.: Машиностроение 1988. – 719 с.

3. Попилов Л.Я. Электрофизическая и электрохимическая обработка материалов. Справочник. М.: Машиностроение 1982. – 400 с.

Лабораторная работа № 2

"ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОСНАЩЕНИЕ ГАЛЬВАНО-МЕХАНИЧЕСКОГО НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ ПРИ РЕМОНТЕ"

Целью занятия является изучение технологического оснащения и проведение восстановления заданных участков детали, с нанесением хромового покрытия заданной толщины и качества гальвано-механическим методом.

Выполнение работы: (план занятия)

1. Ознакомление с уровнем усвоения студентами материала к занятию - 10 мин.

2. Изучение методических указаний - 25 мин.

3. Изучение технологического оснащения и проведение необходимых измерений, выбор инструмента, среды режимов обработки - 30 мин.

4. Обработка заготовки - 45 мин.

5. Контроль качества обработки - 25 мин.

6. Оформление отчета -30 мин.

7. Сдача его преподавателю - 15 мин.

ВВЕДЕНИЕ

Одним из наиболее распространенных покрытий, наносимых при ремонте, являются покрытия хромом. Однако существующие методы хромирования отличаются низкой производительностью при нестабильном качестве покрытий.

С этой точки зрения значительный интерес представляет процесс гальвано-механического хромирования (ГМХ), сущность которого заключается в механической обработке хромового покрытия в процессе осаждения.

Установлено, что предлагаемым методом ГМХ возможно получение качественных хромовых покрытий с повышенной адгезией к основе толщиной до 200 мкм на сторону, с более высокими физико-механическими свойствами, чем хромовые покрытия, полученные по стандартной технологии. Хромированные детали соответствуют 2-му классу точности.

В ходе исследований было выявлено, что производительность процесса ГМХ в несколько раз выше, чем при стандартной технологии, которая составляет 6-10 мкм/час. Шероховатость поверхности с исходной R_a 2,5 мкм понижается до R_a 0,02 мкм и менее.

Указанные свойства метода гальвано-механического хромирования позволяют использовать его в качестве финишного метода обработки и исключить последующую механическую обработку хромовых покрытий, что позволяет в значительной мере снизить затраты на производство, ликвидировать заболевания шлифовщиков, получить значительный экономический эффект за счет увеличения производительности труда, улучшения социально-гигиенических условий, возможности механизации гальванического производства.

2.1. Оборудование, приборы и схема обработки

1. Экспериментальная установка ГМХ.

2. Профилограф-профилометр модели 252.

3. Заготовки из сталей 30ХГСА, 30ХГСНА.

4. Микрокалькулятор.

5. Штангециркуль, микрометр.

6. Весы лабораторные ВЛА-200-М, класс точности 0,5 кг.

7. Спирт (10 г).

8. Салфетки.

9. Изолента полиэтиленовая.

10.Выпрямитель ВАКР-630/12.

Эксперименты по восстановлению деталей хромированием по методу ГМХ осуществляются на экспериментальной установке, предназначенной для гальвано-механического хромирования наружных цилиндрических поверхностей. На установке возможно широкое изменение давления инструмента, межэлектродного расстояния, температуры электролита, плотности тока.

Схема обработки представлена на рис. 2.1.

Технические характеристики установки:

Установка, изображенная на рис. 2.2, включает в себя головку ГМХ (1), гальваническую ванну (2), оснащенную устройствами подогрева электролита и поддержания его постоянной температуры, а также источник питания (3). Головка ГМХ размещается на колонне (4), оснащенной устройством подъема и опускания ее в ванну с электролитом (5).

Головка ГMX включает в себя раму (6), на которой установлены электродвигатели привода шпинделя (7) и рамки возвратно-поступательного движения (8). Токоподвод на заготовку осуществляется меднографитовыми щетками через коллектор (9), закрепленный на шпинделе. Анодами (10) служат пластины из нерастворимого сурмянистого свинца с содержанием 4-6 % Sb .

Бак для электролита состоит из внутреннего бака, изготовленного из титанового сплава ОТ-4 и наружного бака, изготовленного из сплава 12X18H10T. Подогрев электролита хромирования, находящегося во внутреннем баке емкостью 50 куб. дм., осуществляется трубчатыми нагревательными элементами ТЭН, размещенными в наружном баке, заполненном водой.

2.2. Электролиты хромирования

Электролитическое осаждение хрома и получение хромовых покрытий - сложный физико-химический процесс, течение и результаты которого зависят от множества различных факторов: электролитов хромирования, режима электролиза, качества предварительной обработки покрываемой детали. Основным компонентом электролита, который применяется для хромовых покрытий, является оксид хрома (VI) - СrО₃ (хромовый ангидрид).

В водном растворе он образует смесь, состоящую из

Электроосаждение хрома невозможно только из растворов одной хромовой кислоты, необходимо присутствие небольшого количества посторонних, так называемых активных анионов:

Наиболее широкое распространение получили хромовокислые электролиты, содержащие хром, кроме оксида хрома(VI), небольшие добавки серной кислоты - их называют стандартными или универсальными сульфатными электролитами (УСЭ). Выявлено, что для качественного покрытия необходимо соотношение концентраций трёхокиси хрома и серной кислоты, равное 100:10. Помимо оксида хрома (VI) и серной кислоты в электролите необходимо присутствие Сr³⁺, который образуется при восстановлении Сr⁶⁺ на катоде. Концентрация Сr³⁺, считая Сr₂О₃, должна быть не более 3-4 % от концентрации Сr⁶⁺, т.к. при сильном увеличении концентрация Сr³⁺ понижается электропроводность раствора и увеличивается напряжение на ванне.