Библиографическое описание:Особенности процесса электрохимической обработки тонкостенных деталей катодом-инструментом : научное издание / Н. А. Швалева, А. А. Фадеев, И. Я. Шестаков. - Текст : непосредственный // Системы. Методы. Технологии. - 2022. - № 3. - С. 37-42. - ISSN 2077-5415, DOI 10.18324/2077-5415-2022-3-37-42.
Аннотация:Электрохимическая обработка является прогрессивным методом обработки металлов и сплавов и находит все большее применение в машиностроении, в том числе в ракетно-космической отрасли. Перспективным направлением применения электрохимической обработки является изготовление тонкостенных и легкодеформируемых деталей. Указанный метод обладает широкими технологическими возможностями и рядом важных преимуществ по сравнению с традиционными методами обработки резанием, однако в силу особенностей процесса темпы внедрения в производство все еще невелики. Электрохимическая обработка является сложным процессом, который описывается законами электрохимии, гидродинамики, электромагнитного поля и тепломассообмена. В силу этого на основе изучения особенностей процесса и их математического представления составляется общее математическое описание процесса электрохимической обработки. В статье предложена конструкция катода-инструмента для электрохимической обработки тонкостенных и легкодеформируемых деталей ракетно-космической техники. Кроме того, в статье представлена установка для реализации электрохимической обработки разработанным инструментом. Выполнено математическое описание особенностей процесса и выведена зависимость скорости съема металла от величины торцевого зазора катода-инструмента. Определены параметры процесса. Математическое описание выполнено для стационарного электрохимического формообразования в двухмерной постановке задачи. Указанная зависимость получена на основе уравнений Максвелла, где рассматриваются отдельно электрическое и магнитное поле. Поэтому, исследуя электрическое поле с учетом закона Ома в дифференциальной форме и решая уравнение Лапласа для кольцевого электрического поля с потенциалом, определено уравнение скорости съема металла, преобразованное относительно известных величин. По выведенной зависимости получены упрощенное уравнение и величина аппроксимации, которая характеризует точность результата. Поэтому по определенным параметрам и по полученному уравнению можно регулировать процесс электрохимической обработки.
The electrochemical machining is a progressive method of processing metals and alloys, and is increasingly used in mechanical engineering, including the rocket and space industry. The promising direction of application of electrochemical machining is the manufacture of thin-walled and easily deformable parts. This method has wide technological capabilities and a number of important advantages compared to traditional cutting methods. However, due to the features of the process, the pace of implementation in production is still not high. Electrochemical machining is a complex process, which is described by the laws of electrochemistry, hydrodynamics, electromagnetic field and heat and mass transfer. Because of this, based on the study of the features of the process and their mathematical representation, a general mathematical description of the process of electrochemical machining is compiled. The article proposes the design of a cathode-tool for electrochemical machining of thin-walled and easily deformable parts of rocket and space technology. In addition, the article presents an installation for the implementation of electrochemical machining by the developed tool. The mathematical description of the features of the process is made and the dependence of the metal removal rate on the size of the end gap of the cathode-tool is derived. The process parameters are defined. The mathematical description is made for stationary electrochemical shaping in a two-dimensional formulation of the problem. This dependence was obtained on the basis of Maxwell's equations, where the electric and magnetic fields are considered separately. Therefore, considering the electric field taking into account Ohm's law in differential form and solving the Laplace's equation for an annular electric field with a potential, the metal removal rate equation is determined, converted from known values. Based on the derived dependence, a simplified equation and an approximation value were obtained, which characterizes the accuracy of the result. Therefore, according to certain parameters and according to the resulting equation, it is possible to regulate the process of electrochemical machining.
