5.3. Обладнання для електрофізичних і електрохімічних методів обробки


Повернутися на початок книги
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 
15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 
30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 
45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 
60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 
75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 
90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 
105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 

Загрузка...

Електрофізичні й електрохімічні методи обробки матеріалів засновані на фізичних або хімічних явищах, що виникають при дії на матеріал електричного струму, ультразвука, світлового променя або плазми. Ці методи універсальні і використовують-ся для обробки матеріалів, що важко оброблюються: твердих сплавів, високолегованих сталей, германія, кремнія та ін.

Існують наступні методи обробки матеріалів: електроерозій-ний, електрохімічний, ультразвуковий, світлопроменевий, плаз-мений та ін.

Електроерозійний метод. Робота електроерозійних верстатів заснована руйнуванні матеріалу оброблюваної заготовки під дією електричних зарядів. Залежно від способу подачі енергії розрізняють електроіскровий, електроімпульсний і електрокон-тактний режими.

При електроіскровій обробці між двома електродами, роз-міщеними в діелектричній рідині (нафтове масло або його суміш із гасом), виникає іскровий розряд, джерелом якого є спеціальний імпульсний генератор. Один з електродів (анод) – оброблювана заготівка, інший (катод) – інстру-мент. Процес обробки полягає в послідовному збудженні дугових розрядів малої тривалості (соті частки секунди) між електродами; при цьому на поверхні анода виникає висока температура, що викликає миттєве розплавлення і внаслі-Розділ 5. Технологічне обладнання

док випаровування невеликого об’єму металу утворення на його поверхні лунки. Цей процес називається ерозією. Він відбувається при визначеному зазорі між електродами. Для дотримання цього зазора верстати мають контролюючу си-стему й автоматичну подачу електрода-інструмента.

Електроіскрові верстати використовують для утворення отворів будь-якої форми, профільованих контурів при виготов-ленні штампів, для заточення інструменту з твердих сплавів і інших важкооброблюваних матеріалів. Ці верстати прості, пор-тативні і зручні в роботі, однак вимагають великих витрат елек-троенергії й електродів і малопродуктивні.

Більшою продуктивністю володіють електроімпульсні вер-стати, у яких використовуються імпульсні розряди більшої тривалості і потужності. Це дозволяє обробляти на них великі заготовки, наприклад прес-форми або штампи. Імпульсні роз-ряди створюються спеціальними генераторами імпульсів. Інструментом є анод, а заготовкою – катод. Обробка ведеться в рідкому середовищі. Інструмент виготовляють із міді, алюмі-нію, графіту та ін.

Верстати для електроімпульсної і електроіскрової обробки утворюють розмірний ряд, у якому в якості основного парамет-ра обраний розмір столу. До цього ряду відносяться електрое-розійні копіювально-прошивальні координатні верстати висо-кої точності 4Д722АФ1, 4Е723 і ін., електроімпульсний копіювально-прошивальний верстат 4726. Випускають ряд вер-статів для профільної вирізки дротовим електродом, у якому електродний дріт перемотується при визначеному натягу з котушки, що подає, на прийомну, прорізаючи в результаті елек-троерозії оброблювану заготовку.

Ще продуктивнішими є електроконтактні верстати, у яких відбувається локальне нагрівання заготовки в місці її контакту з інструментом і видалення розм’якшеного або розплавленого шару металу механічним шляхом – у результаті руху інструмен-та. Джерело нагрівання – промисловий струм. Верстати не відрізняються високою точністю і використовуються для зачи-щення виливків і прокату й іншої чорнової обробки.

 «Товарознавство»

Електрохімічний метод. Він заснований на явищі анодного розчинення, що відбувається при електролізі. Цим методом здійснюються полірування і розмірна обробка. В усіх випадках заготівка, що є анодом, знаходиться в електроліті, через який пропускається електричний струм; у результаті на її поверхні утворюються хімічні сполуки металу заготівки. Продукти елек-тролізу переходять у розчин або видаляються механічним шля-хом. Переваги цієї обробки – відсутність нагрівання, деформо-ваного шару, дзеркальний блиск поверхні. На верстатах для електрохімічної обробки виконують заточення твердосплавно-го інструмента, обробку і маркірування поверхні, зняття зади-рок, розрізування заготівок і інші операції.

Ультразвукова обробка матеріалів відбувається в результаті зняття припуску абразивними зернами, на які впливає інструмент, що коливається з ультразвуковою частотою. Коливання інстру-мента виникають завдяки явищу магнітострикції. Це явище поля-гає в зміні форми, наприклад подовженні зразків із деяких металів і з їх сплавів у магнітному полі. В ультразвукових установках до сердечника з магнітострикційного матеріалу певним чином при-єднується інструмент. У змінному магнітному полі, створювано-му замазкою-генератором, довжина сердечника змінюється з час-тотою, рівною частоті струму; ці коливання передаються інструменту. Коливальний інструмент ударяє по зернах абразиву, що сколюють частки на поверхні заготівки. На таких верстатах обробляють деталі з твердих і крихких матеріалів, таких, як скло, кераміка, кварц, діаманти та ін. В основному їх використовують для прорізання щілин, круглих і фасонних отворів або заглиблень, а також для гравірування і маркірування.

Для підвищення продуктивності ультразвукової обробки металів абразивні зерна поміщають у середовище електроліту. Таким чином, сполучається ультразвукова й електрохімічна обробка. Перспективним є використання ультразвукових коли-вань при гострінні, свердленні, шліфуванні й інших операціях різання. При цьому зменшується температура нагрівання оброб-люваної поверхні, знижується шороховатість, підвищується стійкість інструмента.

Розділ 5. Технологічне обладнання

Промисловість випускає ультразвукові пришивочні верста-ти 4770, 4771, 4Д772.

Електронно-променева і світлопроменева (лазерна) оброб-ка заснована на тепловому впливі пучка електронів і світлово-го променя високої енергії на поверхню заготівки. Джерело пучка електронів – електронна гармата. Джерело світлового випромінювання – оптичний квантовий генератор (лазер). Електронні і світлові потоки спеціальними фокусуючими сис-темами концентруються у вузькі спрямовані пучки, під дією яких відбуваються розплавлення і випаровування матеріалу заготовки. Таким чином, одержують отвори дуже малих розмірів (0,02...0,50 мм) у алмазах, рубінах, кераміці, твердих сплавах, виготовляють дрібні сита, прорізають пази складної форми і т.д.

Плазменна обробка. Сутність обробки полягає в тому, що плазму (повністю іонізований газ), що має температуру 10000...30 000 °С, направляють на оброблювану поверхню за-готовки. Цим способом можна обробляти заготовки із будь-яких матеріалів, виконуючи прошивання отворів, вирізання загото-вок з листового матеріалу, стругання, гостріння. При проши-ванні отворів, розрізуванні і вирізанні заготовок плазменну голівку ставлять перпендикулярно до поверхні заготовки, при струганні і гострінні – під кутом 40-60°С. Плазменні голівки за-стосовують також для зварювання, пайки і нанесення захисних покрить на деталях.

Принципово новим є метод одержання деталей безпосеред-ньо з плазми. Він полягає в тому, що в камеру голівки подають-ся одночасно порошкоподібний конструкційний матеріал і інер-тний газ під високим тиском. Під дією дугового розряду конструкційний матеріал плавиться і переходить у стан плаз-ми. Струм плазми стискується в голівці плазмоутворюючим газом. Виходячи із сопла, струм плазми направляється на ек-ран. Системи вертикальної і горизонтальної розгорток забезпе-чують переміщення променя по всій площі екрана.

Деталі утворюються в результаті нарощування мікрочасти-нок конструкційного матеріалу у визначених місцях екрана.

 «Товарознавство»

Іноді замість екрана використовують тонкостінну заготівку, на якій відбувається нарощування металу до заданої товщини стінок. Спеціальні контрольні пристрої стежать за нарощуван-ням металу й автоматично відключають систему, коли досяга-ються задані форма і розміри деталі.