1. Лабораторная работа № 3 (ЭХО-3)
ИССЛЕДОВАНИЕ СХЕМЫ ЭХО
ПРИ НЕПОДВИЖНЫХ ЭЛЕКТРОДАХ
Цель работы: изучить закономерность изменения межэлектродного зазора
в электрохимической ячейке при ЭХО по схеме с неподвижными электродами.

2. Теоретическая часть
Электрохимическая размерная обработка (ЭХО) выполняется при наличии
межэлектродных зазоров (МЭЗ) между поверхностями катода-инструмента и
обрабатываемой заготовки-анода. По значениям этих зазоров можно судить о
технологических показателях процесса. Поэтому решение многих технологических задач
ЭХО в первую очередь сводится к определению межэлектродных зазоров. Закономерности
изменения МЭЗ изучают обычно на электрохимической
ячейке с малой площадью рабочей поверхности (рис.1).
Для электрохимической ячейки на основе законов
Фарадея и Ома получено дифференциальное уравнение,
характеризующее изменение межэлектродного зазора по
времени при электрохимической размерной обработке,
в виде
da

A
 ,
a
(1)
dt
k
где A    (U  U n ) – характеристика режима ЭХО и обрабатываемого материала,

а – межэлектродный зазор, υ – скорость подачи катода, η – анодный выход материала
анода по току, k, ρ – электрохимический эквивалент и плотность обрабатываемого
материала анода, χ – удельная электропроводность электролита, U – напряжение на
электродах, Un– потери напряжения в приэлектродных слоях.

3. Скорость изменения межэлектродного зазора (МЭЗ) da/dt зависит от скоростей
перемещения рабочих поверхностей катода и анода. Из уравнения (1) следует, что если
скорость перемещения катода υ , то A/a будет скоростью перемещения анодной границы,
т.е. скоростью электрохимического растворения υa материала.
В технологии машиностроения кроме схем ЭХО с перемещающимся катодом со
скоростью υ применяют также схемы ЭХО с неподвижными электродами, т.е. при υ = 0.
da
A , (2)
В этом случае уравнение (1) записывается в виде

dt
a
2
и после его интегрирования получают a  a0  2 At . (3)
При заданных условиях А = const за время ЭХО t межэлектродный зазор по формуле
(3) увеличивается от своего начального значения до текущего, или конечного а (рис.2).
Рис.2.

4. Увеличение межэлектродного зазора приводит к увеличению сопротивления слоя
электролита между электродами, уменьшению силы тока, скорости анодного растворения и
съема материала анода.
По таким зависимостям определяются значения а , z для конкретного времени t
обработки или время t снятия припуска z.
Дифференцируя формулу (3) по времени, можно получить выражение для определения
скорости анодного растворения υa в момент времени t или для данного значения
межэлектродного зазора а
da
A

 a . (4)
2
dt
a0  2 At
Как видно из рис.2 и формулы (4) с увеличением времени t ЭХО и межэлектродного
зазора а скорость электрохимического растворения υa поверхности анода уменьшается
(рис.3 и 4).
Рис.3.
Рис.4.

5. Экспериментальная часть
Эксперимент проводится по схеме рис.1 без перемещения электродов, т.е. при υ = 0.
Условия ЭХО:
Материал образца (ЭЗ) –
.
Материал электрода-инструмента (ЭИ) –
.
Площадь обрабатываемой поверхности образца S =
см2.
Электролит –
% водный раствор
, плотность ρ =
г/см3, Т = С,
рН =
, загрязненность электролита
%.
Давление электролита: р вх=
, р вых =
.
Начальный МЭЗ а0= 0,5 мм.
Время ЭХО t = 0,5; 1; 2; 4; 7 мин. (табл.1).
Таблица 1
t , мин
0,5
1
аэ, мм
2
3
аэ ср
1
2
4
7

6. Расчетно-графическая часть
Для указанных условий ЭХО рассчитать значения  t  18  1   t  18 , А, ар, υa,
принимая
18 
= 0,078 См/см,
η = 0,8,
Un= 4 В, ρ = 7,9 г/см3, k = 1,04 г/А·ч.
Результаты расчетов свести в табл.2.
Таблица 2
t , мин
0,5
1
2
3
4
5
6
ар, мм
υa,мм/мин
По данным таблиц 1 и 2 построить графики зависимостей
zэ , zр = f (t) , υa = f (t), υa = f (ар) .
Сделать выводы по работе.
аэ , ар = f (t),
7