Обеспечение параметров обработки деталей летательных аппаратов биполярным электрохимическим полированием

• Автор: Бабкина, Людмила Алексеевна
• Шифр специальности: 05.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 176 с. : ил.

Список принятых сокращений

БПЭ - биполярный электрод;

ЗТПИ - заготовка - технологический процесс - изделие КД - конструкторская документация;

КТР - конструктивно-технологическое решение;

ЛА - летательный аппарат;

ЛЛ - лучеводная линия;

МЭЗ - межэлектродный зазор;

ПФЭ - полнофакторный эксперимент;

ТД- техническая документация;

ТЗ - техническое задание;

ТТ - технические требования;

ЭИ - электрод-инструмент;
ЭХО - электрохимическая обработка;
ЭХП - электрохимическое полирование;
ЭХРО — электрохимическая размерная обработка;
ЭХТ - электрохимическое (анодное) травление;
МКЭ — метод конечных элементов
Содержание
Введение
1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1 Конструктивно-технологический анализ деталей ЛА
1.2 Существующие методы доводки поверхности
1.3 Основные закономерности процесса электрохимического полирования
1.4 Влияние электрохимической обработки на механические, электромагнитные и
физико-химические свойства деталей
1.5 Технологические возможности электрохимического полирования с биполярным
электродом
1.6 Постановка задач исследования
2 ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ С1ГОСОБА ЭХ
2Л Механизм электрохимического полирования при повышенных плотностях тока и
циклическом режиме
2.2 Влияние вибрации на электрохимические процессы
2.3 Ячейка с биполярной схемой подключения электродов
2.4 Аналитическая зависимость формирования микрогеометрии поверхности
2.5 Численное моделирование распределения потенциала по обрабатываемой
поверхности
2.6 Результаты моделирования
Выводы
3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
3.1 Планирование экспериментов
3.2 Методика проведения исследований
3.3 Результаты экспериментальных исследований
Выводы
4 ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ
4.1 Реализация разработанного способа ЭХП
4.1.1 Средства технологического оснащения разрабатываемого способа ЭХП
4.1.2 Схема электрохимического полирования деталей ЛА
4.1.3 Схема электрохимического полирования длинномерных листовых заготовок
4.2 Технико-экономические показатели ЭХП
Выводы
Общие выводы
Список использованной литературы
Приложения

Введение
Развитие специальных отраслей машиностроения обусловило значительный рост потребления жаропрочных, магнитных и твердых сплавов, обработка которых резанием связана с большими трудностями, а в некоторых случаях невозможна [1].
Особое место в совершенствовании и создании новых конструкций принадлежит технологии ракетостроения. Эта отрасль промышленности, в которой опережающими темпами идет разработка новейших материалов и технологий, обеспечивающих создание летательных аппаратов (ЛА), характеризующихся минимальной массой и габаритами при максимальной прочности узлов и высокой надежностью в работе. Повышенные эксплуатационных характеристик материалов (прочности, твердости, ударной вязкости, жаростойкости др.) требуют повышения производительности и экономичности и обуславливают возникновение новых методов и совершенствование существующих технологий обработки и доводки поверхностей [2].
Для улучшения качества поверхности применяются операции отделочной обработки (доводки), которые составляют 10 - 20% от трудоемкости изготовления деталей. Это связано с тем, что эти операции выполняются вручную или с применением средств малой механизации. Высокая трудоемкость операций доводки характерна для отделки крупногабаритных деталей. Химические методы поверхностной обработки характеризуются простотой технологического исполнения, однако практическое применение ограничено из-за длительности процесса и вредности производства. При выполнении отделочных операций (удалении заусенцев, притуплении острых кромок, полировании и др.) широко применяется электрохимическая обработка.
Среди электрохимических методов отделки поверхности заметное место принадлежит электрохимическому полированию (ЭХП): полирование турбинных лопаток из легированных и труднообрабатываемых сплавов,

поверхностей кристаллов металлов, обнаруживаемые с помощью электронного микроскопа [40].
Для изучения процессов, протекающих на аноде показана кривая зависимости анодной плотности тока от напряжения на клеммах электролизера (рис. 15). Наиболее характерен ход кривой «плотность тока — напряжение» для меди и медных сплавов в растворах ортофосфорной кислоты [51, 64, 65]. Увеличение напряжения в начале электролиза сопровождается почти пропорциональным возрастанием тока. Положение точки Б в значительной степени зависит от скорости повышения напряжения на участке А-Б. Небольшое увеличение напряжения до СД приводит к снижению плотности тока. В дальнейшем напряжение возрастает, а плотность тока остается практически постоянной. На участке Б-В режим нестабилен, наблюдается колебание тока и напряжения. Предельный ток, соответствующий участку В-Г, характеризует процесс формирования на аноде пассивной пленки. При этом повышение напряжения в довольно широком интервале не сопровождается изменением плотности тока.
В зависимости от состава электролита и обрабатываемого металла полирование ведут при режимах соответствующих различным участкам кривой. Так, полирование меди в фосфорной кислоте ведут при режиме предельного тока, когда не происходит образования кислорода, т.е. на участке В-Г (рис. 15).
Рисунок 15 - Кривая зависимости «плотность тока - напряжение» при анодном полировании [51]