Orbis pictus21. století

Tato prezentace byla vytvořenav rámci projektu

Elektrochemické Elektrochemické obráběníobrábění

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

Elektrochemické obráběníElektrochemické obrábění

Elektrochemické obráběníElektrochemické obrábění je metoda řízeného beztřískového je metoda řízeného beztřískového obrábění elektricky vodivých materiálů.obrábění elektricky vodivých materiálů.

Pozor, Pozor, obrábět lze pouze obrábět lze pouze vodivé materiály!vodivé materiály!

Využívá poznatků o působení Využívá poznatků o působení elektrického proudu na elektrolyt.elektrického proudu na elektrolyt.

Podstatou metody je eletrolýza.Podstatou metody je eletrolýza.

Elektrochemické obráběníElektrochemické obrábění

1 - elektroda – obrobek1 - elektroda – obrobek2 - elektrolyt 2 - elektrolyt 3 - elektroda – nástroj3 - elektroda – nástroj4 - zdroj proudu 4 - zdroj proudu

Schéma obrábění:

Elektrické napětí je přivedeno na Elektrické napětí je přivedeno na kovové elektrody ponořené do kovové elektrody ponořené do

vodného roztoku neutrální soli. vodného roztoku neutrální soli. Obrobek (anoda)Obrobek (anoda) je připojená ke je připojená ke kladnému pólu zdroje energie,kladnému pólu zdroje energie,

elektroda (katoda)elektroda (katoda) k zápornému pólu. k zápornému pólu. 

Anoda i katoda jsou železné elektrody. Anoda i katoda jsou železné elektrody. Jako elektrolyt je použit vodní roztok dusičnanu sodného .Jako elektrolyt je použit vodní roztok dusičnanu sodného .

Když se zapne elektrické napětí do tohoto elektrochemického článku, Když se zapne elektrické napětí do tohoto elektrochemického článku, začne mezi katodou a anodou redukční proces.začne mezi katodou a anodou redukční proces.

Z anody (obrobku) se uvolňují ionty Z anody (obrobku) se uvolňují ionty FeFe++22, které během procesu vytvoří se , které během procesu vytvoří se

skupinou skupinou OHOH- - hydroxid železahydroxid železa Fe(OH)Fe(OH)33, který se ve formě kalu vyloučí na dně , který se ve formě kalu vyloučí na dně

jako kal, který lze ze dna vypustit nebo snadno odfiltrovatjako kal, který lze ze dna vypustit nebo snadno odfiltrovat

Elektrochemické obráběníElektrochemické obrábění

Úběr materiálu odpovídá Faradayovu zákonu o elektrickém náboji, Úběr materiálu odpovídá Faradayovu zákonu o elektrickém náboji, který říká, že množství odstraněného materiálu který říká, že množství odstraněného materiálu

je přímo úměrné velikosti proudu a času jeho působení.je přímo úměrné velikosti proudu a času jeho působení.

Anoda kopíruje tvar katodyAnoda kopíruje tvar katody (nástrojové elektrody)(nástrojové elektrody). .

Měrný úběr materiálu závisí na Měrný úběr materiálu závisí na minimální pracovní mezeře mezi minimální pracovní mezeře mezi

elektrodami,elektrodami, (cca 0,05 až 1 mm)(cca 0,05 až 1 mm),, na na teplotě, rychlosti proudění a složení teplotě, rychlosti proudění a složení

elektrolytu.elektrolytu.

Mezi materiály, které jsou elektrochemickým obráběním špatně Mezi materiály, které jsou elektrochemickým obráběním špatně obrobitelné, patří obrobitelné, patří šedá litinašedá litina (téměř neobrobitelná), (téměř neobrobitelná), slitiny s velkým slitiny s velkým

obsahem uhlíkuobsahem uhlíku a a duraly obsahující křemík.duraly obsahující křemík.

Jako elektrolyt se používá:Jako elektrolyt se používá: NaCl, NaNONaCl, NaNO33, NaClO, NaClO33, HCl, a NaOH, HCl, a NaOH

Elektrochemické obráběníElektrochemické obráběníPrincip elektrochemického obrábění se využívá u různých Princip elektrochemického obrábění se využívá u různých technologií obrábění:technologií obrábění:

1.1. obrábění s nuceným odstraňováním produktů vzniklých chemickými obrábění s nuceným odstraňováním produktů vzniklých chemickými reakcemi:reakcemi:• obrábění proudícím elektrolytem:obrábění proudícím elektrolytem:

• hloubení tvarů a dutin zápustek a forem;hloubení tvarů a dutin zápustek a forem;• hloubení otvorů malých průměrů;hloubení otvorů malých průměrů;• odstraňování otřepů;odstraňování otřepů;• dělení materiálů;dělení materiálů;

• s mechanickým odstraňováníms mechanickým odstraňováním (anodomechanické obrábění):(anodomechanické obrábění):• broušení;broušení;• lapování;lapování;• honování;honování;

2.2. povrchové obrábění bez odstraňování produktů vzniklých chemickými povrchové obrábění bez odstraňování produktů vzniklých chemickými reakcemi:reakcemi:

• leštění;leštění;• povrchové značení.povrchové značení.

Elektrochemické obráběníElektrochemické obrábění

Elektrochemické obrábění proudícím elektrolytem se Elektrochemické obrábění proudícím elektrolytem se používá při :používá při :

• hloubení dutin forem a zápustek, hloubení dutin forem a zápustek, • hloubení tvarových otvorůhloubení tvarových otvorů• obrábění vnějších tvarových plochobrábění vnějších tvarových ploch

Hloubení tvarů a dutinHloubení tvarů a dutin

Nástrojová elektroda Nástrojová elektroda (katoda)(katoda) má negativní tvar vyráběného má negativní tvar vyráběného povrchu a je „vtlačována“ do obráběného materiálu povrchu a je „vtlačována“ do obráběného materiálu

přísuvovou rychlostí přísuvovou rychlostí 0,5 až 10 mm.min0,5 až 10 mm.min-1-1..

Velikost přísuvové rychlosti závisí na:Velikost přísuvové rychlosti závisí na:

• pracovním proudu;pracovním proudu;• velikosti a tvaru obráběné plochy;velikosti a tvaru obráběné plochy;• rychlosti rozpouštění anody;rychlosti rozpouštění anody;• přípustné výši teploty elektrolytu.přípustné výši teploty elektrolytu.

Elektrochemické obráběníElektrochemické obrábění

Schéma zařízení pro Schéma zařízení pro elektrochemické hloubení dutin :elektrochemické hloubení dutin :

1 – napájecí zdroj, 1 – napájecí zdroj, 2 – mechanismus posuvu, 2 – mechanismus posuvu, 3 – odsávání,3 – odsávání, 4 – filtr, 4 – filtr, 5 – nástroj,5 – nástroj, 6 – obrobek, 6 – obrobek, 7 – pracovní stůl, 7 – pracovní stůl, 8 – čerpadlo, 8 – čerpadlo, 9 – zásobník elektrolytu, 9 – zásobník elektrolytu, 10 – filtr, 10 – filtr, 11 – nádrž s elektrolytem, 11 – nádrž s elektrolytem, 12 – izolace 12 – izolace

Nástroje se vyrábějí z :Nástroje se vyrábějí z :

• mosazi, mědi, mosazi, mědi, • korozivzdorné oceli, korozivzdorné oceli, • grafitu grafitu • kompozice kompozice

(složené z grafitu a mědi).(složené z grafitu a mědi).

Elektrochemické obráběníElektrochemické obrábění

Schéma zařízení pro elektrochemické obrábění Schéma zařízení pro elektrochemické obrábění vnějších tvarových ploch : vnějších tvarových ploch :

1 – nástroj 1 – nástroj (katoda),(katoda), 2 – rozvod elektrolytu, 2 – rozvod elektrolytu, 3 – čerpadlo, 3 – čerpadlo, 4 – nádrž s elektrolytem,4 – nádrž s elektrolytem,5 – chladič, 5 – chladič, 6 – filtr, 6 – filtr, 7 – regulátor tlaku,7 – regulátor tlaku, 8 – pracovní komora, 8 – pracovní komora,

9 – obrobek 9 – obrobek (anoda)(anoda)

Elektrochemické obráběníElektrochemické obrábění

Přesnost tvaru obrobené plochy závisí na :Přesnost tvaru obrobené plochy závisí na :

• pracovním napětí, pracovním napětí, • přísuvové rychlosti, přísuvové rychlosti, • úběru materiálu, úběru materiálu, • teplotě a viskozitě elektrolytu teplotě a viskozitě elektrolytu • velikosti pracovní mezeryvelikosti pracovní mezery

Dosahované parametry:Dosahované parametry:

přesnost jednoduchých tvarů: přesnost jednoduchých tvarů: ±0,01 mm;±0,01 mm; přesnost složitých tvarů: přesnost složitých tvarů: ±0,05 až 0,2 mm;±0,05 až 0,2 mm;

jakost obrobeného povrchu: jakost obrobeného povrchu: Ra = 0,2 až 2μm.Ra = 0,2 až 2μm.

Elektrochemické obráběníElektrochemické obráběníOdstraňování otřepůOdstraňování otřepůExistují tři základní metody odstraňování otřepů :Existují tři základní metody odstraňování otřepů :

Tvarovou elektrodouTvarovou elektrodou - používá se pro - používá se pro odstraňování malých (asi 1 mm vysokých) odstraňování malých (asi 1 mm vysokých) otřepů v průchozích dírách a v jejich otřepů v průchozích dírách a v jejich průnicích. průnicích. Tvar elektrody se volí podle tvaru Tvar elektrody se volí podle tvaru díry.díry.

Segmentovou elektrodouSegmentovou elektrodou – je vhodná – je vhodná pro odstraňování otřepů u rotačních pro odstraňování otřepů u rotačních součástí, součástí, jako jsou ozubená kola, vnitřní jako jsou ozubená kola, vnitřní a vnější zápichy apod.a vnější zápichy apod.

V lázniV lázni – určeno zejména pro – určeno zejména pro malé otřepy - malé otřepy - odstraňování odstraňování otřepů u kroužků, zavěšených na otřepů u kroužků, zavěšených na kruhovém dopravníku.kruhovém dopravníku.

Elektrochemické obráběníElektrochemické obrábění

otáčejícím se kotoučemotáčejícím se kotoučem

Dělení materiálůDělení materiálůZákladní používané metody:Základní používané metody:

řezání drátovou elektrodouřezání drátovou elektrodou – – je vhodné pro vyřezávání složitých je vhodné pro vyřezávání složitých tvarů v materiálu do tloušťky 20 mm;tvarů v materiálu do tloušťky 20 mm;

řezání štěrbinovým nástrojemřezání štěrbinovým nástrojem – – metodu lze realizovat na metodu lze realizovat na univerzálních elektrochemických strojích.univerzálních elektrochemických strojích.

Elektrochemické obráběníElektrochemické obrábění

Elektrochemické broušeníElektrochemické broušeníPři elektrochemickém broušení je obráběný Při elektrochemickém broušení je obráběný materiál odebírán z 85 až 90 % anodickým materiál odebírán z 85 až 90 % anodickým rozpouštěním a z 10 až 15 % mechanickým rozpouštěním a z 10 až 15 % mechanickým účinkem zrn brousicího kotoučeúčinkem zrn brousicího kotouče

Další postupyDalší postupy

Elektrochemické lapováníElektrochemické lapováníPro elektrochemické lapování se používají Pro elektrochemické lapování se používají ocelové nebo litinové kotouče. Do ocelové nebo litinové kotouče. Do pracovního místa se spolu s elektrolytem pracovního místa se spolu s elektrolytem přivádějí také volná brousicí zrnapřivádějí také volná brousicí zrna

Elektrochemické honováníElektrochemické honováníU elektrochemického honování U elektrochemického honování je kinematika obrábění stejná je kinematika obrábění stejná jako u honování klasickéhojako u honování klasického

LeštěníLeštěníZákladem elektrochemického leštění Základem elektrochemického leštění je anodické rozpouštění výstupků a je anodické rozpouštění výstupků a nerovností povrchu materiálu v nerovností povrchu materiálu v elektrolytu při průchodu elektrolytu při průchodu stejnosměrného proudu.stejnosměrného proudu.

Elektrochemické obráběníElektrochemické obráběníUkázky výrobkůUkázky výrobků

Elektrochemické obráběníElektrochemické obrábění

Ukázky technologiíUkázky technologií

Elektrochemické obráběníElektrochemické obrábění

Ukázky strojůUkázky strojů

• Řasa J., Pokorný P., Gabriel V., Řasa J., Pokorný P., Gabriel V., Strojírenská Strojírenská technologie 3, 2. díltechnologie 3, 2. díl, Praha: , Praha: Scientia s.r.o, Scientia s.r.o, 2004, 2004, ISBN: 80-7183-227-8ISBN: 80-7183-227-8

• Hluchý M., Haněk V. :Hluchý M., Haněk V. : Strojírenská Strojírenská technologie 2, 2. díltechnologie 2, 2. díl Praha: Praha: Scientia s.r.o, Scientia s.r.o, 2004, 2004, ISBN: 80-7183-265-0ISBN: 80-7183-265-0

• BOLEK,A., KOCHMAN,J. aj. BOLEK,A., KOCHMAN,J. aj. Části strojů Části strojů 2. svazek2. svazek.. 5. vydání, Praha: SNTL, 1990 5. vydání, Praha: SNTL, 1990

Použitá literaturaPoužitá literatura