Hloubení otvorů malých průměrů

V těžkoobrobitelných materiálech lze díry o průměru menším než jeden milimetr vyrobit následujícími metodami elektrochemického obrábění:

• elektrolytické vrtání tvarovou trubkou (STEM = Shaped Tube Electrolytic Machining);
• jemné elektrolytické vrtání (ECF = Electro-chemical Fine drilling);
• elektrolytické vrtání proudem elektrolytu (ESD = Electro-stream-drilling).

Uvedené technologie se používají při výrobě chladicích děr u lopatek leteckých proudových motorů. Technologie se realizují na speciálně konstruovaných strojích.

Obr. 1: Stroj pro hloubení malých otvorů

Hloubení tvarů a dutin

Elektrochemické obrábění proudícím elektrolytem se používá při hloubení dutin forem a zápustek, tvarových otvorů a obrábění vnějších tvarových ploch. Nástrojová elektroda (katoda) má negativní tvar vyráběného povrchu a je „vtlačována“ do obráběného materiálu přísuvovou rychlostí 0,5 až 10 mm/min. Velikost přísuvové rychlosti závisí na:

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

Obr. 2: Nástrojové elektrody - trubičky

Přívod elektrolytu mezi obrobek a nástroj (elektrodu) musí být plynulý, elektrolyt musí rovnoměrně vyplňovat celou pracovní mezeru.

Obr. 3: Schéma zařízení pro elektrochemické hloubení dutin

Výpočet tvaru nástroje je uveden ve specializovaných publikacích. Vždy je však nutno vypočítaný tvar experimentálně ověřit. Chceme-li dosáhnout přesný tvar obráběné plochy, je nutné provést korekci tvaru nástroje, případně na místa, kde by došlo k nežádoucímu úběru materiálu, nanést na boky nástroje izolační vrstvu (používá se vhodná pryskyřice). Nástroje se vyrábějí z:

• mosazi,
• mědi,
• korozivzdorné oceli,
• grafitu a kompozice (složené z grafitu a mědi).

Obr. 4: Schéma zařízení pro elektrochemické obrábění vnějších tvarových ploch

Přesnost tvaru obrobené plochy závisí na:

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

Dosahované parametry

• přesnost jednoduchých tvarů: ±0,01 mm,
• přesnost složitých tvarů: ±0,05 až 0,2 mm,
• přesnost složitých tvarů: ±0,05 až 0,2 mm,
• jakost obrobeného povrchu: Ra = 0,2 až 2 μm.

Zdroje

• Digitální učební materiály - Nekonvenční metody obrábění. Internetový portál COPTEL [online]. 2009-2014 [cit. 2014-12-17]. Dostupné z: http://coptel.coptkm.cz/?action=2&doc=40241&docGroup=4781&cmd=0&instance=2

Obrázky:

• Obr.3, 4: ŘASA, Jaroslav. Strojírenská technologie 3/2.díl: Obráběcí stroje pro automatizovanou výrobu, fyzikální technologie obrábění. Scientia, 2005. ISBN 80-7183-336-3.
• Pokud není uvedeno jinak, autorem obrázků a videí je Mgr. Ing. Stanislav Bezděk.