Modelowanie procesu obróbki elektrochemicznej uniwersalną elektrodą kulistą

Monografia ukazała się w ramach cyklu wydawniczego „Prace Instytutu Obróbki Skrawaniem. Zeszyty Naukowe”, nr 81, 2000 r.

Podstawowym sposobem obróbki elektrochemicznej jest drążenie elektrodą roboczą o kształcie zbliżonym do obrabianego, wykonującą ruch prostoliniowy w głąb materiału. Zastosowanie elektrody uniwersalnej o prostym kształcie (walec, kula, prostopadłościan), o powierzchni istotnie mniejszej od powierzchni obrabianej i przesuwającej się nad powierzchnią obrabianą wzdłuż odpowiednio zaprojektowanego toru umożliwia zwiększenie dokładności obróbki w porównaniu do klasycznego drążenia. Przedstawiono matematyczny model dedukcyjny opisujący ewolucję kształtu powierzchni obrabianej podczas obróbki elektrochemicznej uniwersalną elektrodą kulistą. W oparciu o model opracowano oprogramowanie do symulacji komputerowej procesu obróbki. Badania doświadczalne zrealizowano na obrabiarce elektrochemicznej EOCA 40 dla przypadku obróbki powierzchni płaskiej, walcowej wewnętrznej i zewnętrznej. Wyniki badań przedstawiono w postaci wykresów z wykorzystaniem jako funkcji obiektu badań sieci neuronowej.

Stwierdzono, że obróbka uniwersalną elektrodą kulistą umożliwia: podniesienie dokładności w stosunku do klasycznego drążenia elektrochemicznego (możliwość uzyskania tolerancji wymiarów T=0,02÷0,1 mm), modelowanie i wstępne projektowanie obróbki procesu w oparciu o model dedukcyjny, stosowanie taniej elektrody o prostym kształcie do obróbki elementów o różnych złożonych kształtach, realizację procesu przy dużej gęstości prądu a małym natężeniu, co eliminuje konieczność stosowania drogich zasilaczy umożliwiających uzyskanie dużego natężenia prądu.

Podstawową wadą elektrochemicznej obróbki uniwersalną elektrodą jest stosunkowo mała wydajność w porównaniu z klasycznym drążeniem elektrochemicznym oraz konieczność stosowania obrabiarek wyposażonych co najmniej w trójosiowy układ sterowania przemieszczeniami elektrody roboczej. Porównując klasyczne drążenie elektrochemiczne i elektrochemiczną obróbkę elektrodami uniwersalnymi można stwierdzić, że stosowanie jednej z nich nie eliminuje stosowania drugiej, uzupełniają się wzajemnie i rozszerzają możliwości zastosowania obróbki elektrochemicznej w przemyśle. Ze względu na mniejszą wydajność uzyskiwaną w obróbce uniwersalną elektrodą, powinna być ona stosowana do obróbki wykańczającej powierzchni obrobionych wstępnie innymi metodami (frezowaniem, EDM itp.)