Электрофизические методы обработки металлов

Электрофизические методы обработки металлов

Расширенное использование труднообрабатываемых материалов для изготовления деталей машин, усложнение конструкций этих деталей в сочетании с возрастающими требованиями к снижению себестоимости и увеличению производительности послужило причиной разработки и освоения методов электрофизической обработки .

Электрофизические методы обработки металлов основаны на использовании специфических явлений, возникающих под действием электрического тока, для удаления материала или изменения формы заготовки.

Основным преимуществом электрофизических методов обработки металлов является возможность их использования для изменения формы заготовок из материалов, не поддающихся обработке резанием, причём обработка этими методами происходит в условиях действия минимальных сил или при полном их отсутствии.

Важным преимуществом электрофизических методов обработки металлов является независимость производительности большинства из них от твёрдости и хрупкости обрабатываемого материала. Трудоёмкость и длительность этих методов обработки материалов повышенной твёрдости (НВ>400) меньше, чем трудоёмкость и длительность обработки резанием.

Электрофизические методы обработки металлов охватывает практически все операции механической обработки и не уступает большинству из них по достигаемой шероховатости и точности обработки.

Электроэрозионная обработка металлов

Электроэрозионная обработка является разновидностью электрофизической обработки и характеризуется тем, что изменение формы, размеров и качества поверхности заготовки происходит под действием электрических разрядов.

Электрические разряды возникают при пропускании импульсного электрического тока в зазоре шириной 0,01 – 0,05 мм между электродом-заготовкой и электродом-инструментом. Под действием электрических разрядов материал заготовки плавится, испаряется и удаляется из межэлектродного зазора в жидком или парообразном состоянии. Подобные процессы разрушения электродов (заготовок) называют электрической эрозией .

В целях интенсификации электрической эрозии зазор между заготовкой и электродом заполняют диэлектрической жидкостью (керосин, минеральное масло, дистиллированная вода). При достижении на электродах напряжения, равного напряжению пробоя, в среде между электродом и заготовкой образуется канал проводимости в виде заполненной плазмой цилиндрической области малого сечения с плотностью тока 8000 – 10000 А/мм2. Высокая плотность тока, поддерживаемая в течении 10-5 – 10-8с, обеспечивает температуру на поверхности заготовки до 10000 — 12000˚С.

Удаленный с поверхности заготовки металл охлаждается диэлектрической жидкостью и застывает в виде сферических гранул диаметром 0,01 – 0,005 мм. В каждый последующий момент времени импульс тока пробивает межэлектродный зазор в том месте, где промежуток между электродами оказался наименьшим. Непрерывное подведение импульсов тока и автоматическое сближение электрода-инструмента с электродом-заготовкой обеспечивают продолжение эрозии до тех пор, пока не будет, достигнут заданный размер заготовки или не будет удален весь металл заготовки в межэлектродном зазоре.

Режимы электроэрозионной обработки делятся на электроискровые и электроимпульсные.

Электроискровые режимы характеризуются использованием искровых разрядов с малой длительностью (10-5…10-7с) при прямой полярности подключения электродов (заготовка “+”, инструмент “-”).

В зависимости от мощности искровых разрядов режимы делятся на жесткие и средние (для предварительной обработки), мягкие и особо мягкие (для окончательной обработки). Использование мягких режимов обеспечивает отклонение размеров детали до 0,002 мм при параметре шероховатости обработанной поверхности Rа=0.01 мкм. Электроискровые режимы используют при обработке твердых сплавов, труднообрабатываемых металлов и сплавов, тантала, молибдена, вольфрама и т.д. Обрабатывают сквозные и глубокие отверстия любого поперечного сечения, отверстия с криволинейными осями; используя проволочные и ленточные электроды, вырезают детали из листовых заготовок; нарезают зубья и резьбы; шлифуют и клеймят детали.

Для проведения обработки на электроискровых режимах используют станки (см. рис.), оснащенные RC-генераторами, состоящего из заряженного и разряженного контура. Зарядный контур включает конденсатор С, заряжающийся через сопротивление R от источника тока с напряжением 100 – 200 В, а в разрядный контур параллельно конденсатору С включены электроды 1 (инструмент) и 2 (заготовка).

Как только напряжение на электродах достигает пробойного, через межэлектродный зазор происходит искровой разряд энергии, накопленной в конденсаторе С. Производительность эрозионного процесса может быть увеличена уменьшением сопротивления R. Постоянство межэлектродного зазора поддерживается специальной следящей системой, управляющей механизмом автоматического движения подачи инструмента, изготовленного из меди, латуни или углеграфитных материалов.

Наиболее целесообразной областью применения электроимпульсных режимов является предварительная обработка заготовок сложнопрофильных деталей (штампы, турбины, лопатки и т.д.), изготовленных из труднообрабатываемых сплавов и сталей.

Электроимпульсные режимы реализуются установками (см рис), в которых на электроды 1 и 2 подаются униполярные импульсы от электромашинного 3 или электронного генератора. Возникновение Э.Д.С. индукции в намагниченном теле движущимся под некоторым углом к направлению оси намагничивания позволяет получать ток большей величины.

Лучевая обработка металлов

Разновидностями лучевой обработки в машиностроении является электронно-лучевая или светолучевая обработка.

Электронно-лучевая обработка металлов основана на тепловом воздействии потока движущихся электронов на обрабатываемый материал, который в месте обработки плавится и испаряется. Столь интенсивный нагрев вызывается тем, что кинетическая энергия движущихся электронов при ударении о поверхность обрабатываемой заготовки почти полностью переходит в тепловую, которая будучи сконцентрирована на площадке малых размером (не более 10 мкм), вызывает её разогревание до 6000˚С.

При размерной обработке, как известно, происходит локальное воздействие на обрабатываемый материал, что при электроннонно-лучевой обработке обеспечивается импульсным режимом потока электронов с продолжительностью импульсов 10-4…10-6 с и частотой f = 50 … 5000 Гц.

Высокая концентрация энергии при электронно-лучевой обработке в сочетании с импульсным воздействием обеспечивают условия обработки, при которых поверхности заготовки, находящиеся на расстоянии 1 мкм от кромки электронного луча, разогреваются до 300˚С. Это позволяет использовать электронно-лучевую обработку для резки заготовок, изготовления сеток из фольги, вырезания пазов и обработки отверстий диаметром 1 – 10 мкм в деталях из труднообрабатываемых материалов.

В качестве оборудования для проведения электронно-лучевой обработки используют специальные электровакуумные устройства, называемые электронными пушками (см рис). Они генерируют, ускоряют и фокусируют электронный луч. Электронная пушка состоит из вакуумной камеры 4 (с разрежением 133·10-4), в которой установлен питаемый источником высокого напряжения 1 вольфрамовый катод 2, обеспечивающий эмиссию свободных электронов, которые разгоняются электрическим полем, созданным между катодом 2 и анодной диафрагмой 3.

Далее электронный луч проходит через систему магнитных линз 9, 6, устройство электрической юстировки 5 и фокусируется на поверхности обрабатываемой заготовки 7, установленной на координатном столе 8. Импульсный режим работы электронной пушки обеспечивается системой состоящей из импульсного генератора 10 и трансформатора 11.

Метод светолучевой обработки основан на использовании теплового воздействия светового луча высокой энергии, излучаемого оптическим квантом генератором (лазером) на поверхность заготовки.

Размерная обработка с помощью лазеров заключается в образовании отверстий диаметром 0,5…10 мкм в труднообрабатываемых материалах, изготовлении сеток, вырезании из листа сложнопрофильных деталей и т.д.

Электрофизические методы обработки металлов

2 июля 2012 в 10:00

Расширенное использование труднообрабатываемых материалов для изготовления деталей машин, усложнение конструкций этих деталей в сочетании с возрастающими требованиями к снижению себестоимости и увеличению производительности послужило причиной разработки и освоения методов электрофизической обработки.

Электрофизические методы обработки металлов основаны на использовании специфических явлений, возникающих под действием электрического тока, для удаления материала или изменения формы заготовки.

Основным преимуществом электрофизических методов обработки металлов является возможность их использования для изменения формы заготовок из материалов, не поддающихся обработке резанием, причём обработка этими методами происходит в условиях действия минимальных сил или при полном их отсутствии.

Важным преимуществом электрофизических методов обработки металлов является независимость производительности большинства из них от твёрдости и хрупкости обрабатываемого материала. Трудоёмкость и длительность этих методов обработки материалов повышенной твёрдости (НВ>400) меньше, чем трудоёмкость и длительность обработки резанием.

Электрофизические методы обработки металлов охватывает практически все операции механической обработки и не уступает большинству из них по достигаемой шероховатости и точности обработки.

Электроэрозионная обработка металлов

Электроэрозионная обработка является разновидностью электрофизической обработки и характеризуется тем, что изменение формы, размеров и качества поверхности заготовки происходит под действием электрических разрядов.

Электрические разряды возникают при пропускании импульсного электрического тока в зазоре шириной 0,01 – 0,05 мм между электродом-заготовкой и электродом-инструментом. Под действием электрических разрядов материал заготовки плавится, испаряется и удаляется из межэлектродного зазора в жидком или парообразном состоянии. Подобные процессы разрушения электродов (заготовок) называют электрической эрозией.

В целях интенсификации электрической эрозии зазор между заготовкой и электродом заполняют диэлектрической жидкостью (керосин, минеральное масло, дистиллированная вода). При достижении на электродах напряжения, равного напряжению пробоя, в среде между электродом и заготовкой образуется канал проводимости в виде заполненной плазмой цилиндрической области малого сечения с плотностью тока 8000 – 10000 А/мм2. Высокая плотность тока, поддерживаемая в течении 10-5 – 10-8с, обеспечивает температуру на поверхности заготовки до 10000 — 12000˚С.

Удаленный с поверхности заготовки металл охлаждается диэлектрической жидкостью и застывает в виде сферических гранул диаметром 0,01 – 0,005 мм. В каждый последующий момент времени импульс тока пробивает межэлектродный зазор в том месте, где промежуток между электродами оказался наименьшим. Непрерывное подведение импульсов тока и автоматическое сближение электрода-инструмента с электродом-заготовкой обеспечивают продолжение эрозии до тех пор, пока не будет, достигнут заданный размер заготовки или не будет удален весь металл заготовки в межэлектродном зазоре.

Режимы электроэрозионной обработки делятся на электроискровые и электроимпульсные.

Электроискровые режимы характеризуются использованием искровых разрядов с малой длительностью (10-5…10-7с) при прямой полярности подключения электродов (заготовка “+”, инструмент “-”).

В зависимости от мощности искровых разрядов режимы делятся на жесткие и средние (для предварительной обработки), мягкие и особо мягкие (для окончательной обработки). Использование мягких режимов обеспечивает отклонение размеров детали до 0,002 мм при параметре шероховатости обработанной поверхности Rа=0.01 мкм. Электроискровые режимы используют при обработке твердых сплавов, труднообрабатываемых металлов и сплавов, тантала, молибдена, вольфрама и т.д.; обрабатывают сквозные и глубокие отверстия любого поперечного сечения, отверстия с криволинейными осями; используя проволочные и ленточные электроды, вырезают детали из листовых заготовок; нарезают зубья и резьбы; шлифуют и клеймят детали.

Для проведения обработки на электроискровых режимах используют станки (см. рис.), оснащенные RC-генераторами, состоящего из заряженного и разряженного контура. Зарядный контур включает конденсатор С, заряжающийся через сопротивление R от источника тока с напряжением 100 – 200 В, а в разрядный контур параллельно конденсатору С включены электроды 1 (инструмент) и 2 (заготовка).

Как только напряжение на электродах достигает пробойного, через межэлектродный зазор происходит искровой разряд энергии, накопленной в конденсаторе С. Производительность эрозионного процесса может быть увеличена уменьшением сопротивления R. Постоянство межэлектродного зазора поддерживается специальной следящей системой, управляющей механизмом автоматического движения подачи инструмента, изготовленного из меди, латуни или углеграфитных материалов.

Электроимпульсные режимы характеризуются применением импульсов большой длительности (0,5…10 с), соответствующих дуговому разряду между электродами и более интенсивному разрушению катода. В связи с этим при электроимпульсных режимах катод соединяется с заготовкой, что обеспечивает более высокую производительность эрозии (в 8-10 раз) и меньшей, чем при электроискровых режимах, износ инструмента.

Наиболее целесообразной областью применения электроимпульсных режимов является предварительная обработка заготовок сложнопрофильных деталей (штампы, турбины, лопатки и т.д.), изготовленных из труднообрабатываемых сплавов и сталей.

Электроимпульсные режимы реализуются установками (см рис), в которых на электроды 1 и 2 подаются униполярные импульсы от электромашинного 3 или электронного генератора. Возникновение Э.Д.С. индукции в намагниченном теле движущимся под некоторым углом к направлению оси намагничивания позволяет получать ток большей величины.

Лучевая обработка металлов

Разновидностями лучевой обработки в машиностроении является электронно-лучевая или светолучевая обработка.

Электронно-лучевая обработка металлов основана на тепловом воздействии потока движущихся электронов на обрабатываемый материал, который в месте обработки плавится и испаряется. Столь интенсивный нагрев вызывается тем, что кинетическая энергия движущихся электронов при ударении о поверхность обрабатываемой заготовки почти полностью переходит в тепловую, которая будучи сконцентрирована на площадке малых размером (не более 10 мкм), вызывает её разогревание до 6000˚С.

При размерной обработке, как известно, происходит локальное воздействие на обрабатываемый материал, что при электроннонно-лучевой обработке обеспечивается импульсным режимом потока электронов с продолжительностью импульсов 10-4…10-6 с и частотой f = 50 … 5000 Гц.

Высокая концентрация энергии при электронно-лучевой обработке в сочетании с импульсным воздействием обеспечивают условия обработки, при которых поверхности заготовки, находящиеся на расстоянии 1 мкм от кромки электронного луча, разогреваются до 300˚С. Это позволяет использовать электронно-лучевую обработку для резки заготовок, изготовления сеток из фольги, вырезания пазов и обработки отверстий диаметром 1 – 10 мкм в деталях из труднообрабатываемых материалов.

В качестве оборудования для проведения электронно-лучевой обработки используют специальные электровакуумные устройства, называемые электронными пушками (см рис). Они генерируют, ускоряют и фокусируют электронный луч. Электронная пушка состоит из вакуумной камеры 4 (с разрежением 133·10-4), в которой установлен питаемый источником высокого напряжения 1 вольфрамовый катод 2, обеспечивающий эмиссию свободных электронов, которые разгоняются электрическим полем, созданным между катодом 2 и анодной диафрагмой 3.

Далее электронный луч проходит через систему магнитных линз 9, 6, устройство электрической юстировки 5 и фокусируется на поверхности обрабатываемой заготовки 7, установленной на координатном столе 8. Импульсный режим работы электронной пушки обеспечивается системой состоящей из импульсного генератора 10 и трансформатора 11.

Метод светолучевой обработки основан на использовании теплового воздействия светового луча высокой энергии, излучаемого оптическим квантом генератором (лазером) на поверхность заготовки.

Размерная обработка с помощью лазеров заключается в образовании отверстий диаметром 0,5…10 мкм в труднообрабатываемых материалах, изготовлении сеток, вырезании из листа сложнопрофильных деталей и т.д.

Электрофизические и электрохимические методы обработки металла

Электрохимические и электрофизические методы обработки металлов в сравнении с обычной металлообработкой с помощью резки металла содержат множество преимуществ. С помощью электрохимического и электрофизического процесса можно обрабатывать изделия с высокими механическими свойствами материала ( алмазы, кварц, твердые сплавы и другие), которые в большинстве случаев не возможно обработать другими способами.

Также они позволяют изготавливать самые сложные поверхности, к примеру глухие отверстия фасонного типа, отверстия с прямолинейной осью и другие. К таким способам обработки металлов относят электрохимическую, электрофизическую и анодно-механическую обработку.
Основным принципом электрофизической металлообработки является процесс электро-эрозии, он представляет собой разрушение поверхностей электродов во время электрического разряда между ними. Эта обработка производится на специальных электроимпульсных, электроискровых станках.

Главный инструмент обработки – это электрод , который изготавливается из латуни, меди, алюминия, бронзы и неких других материалов. Каждый электрод имеет определенную форму, в зависимости от способа металлообработки и соответствующую требуемой поверхности детали. Заготовка помещается в ванну с жидкостью, которая не проводит электрический ток. Заготовка, а также инструмент будучи в станке в станке подключаются к источнику электрического тока. Во время приближения заготовки ( анод) и инструмента ( катод), при очень малым искровом промежутке, между ними формируется электрический разряд. В итоге температура на обрабатываемой поверхности детали мгновенно достигает 9000-10000 градусов Цельсия, что в этот момент приводит к местному расплавлению, незначительному испарению и бурному выбросы мельчайших частиц с поверхности изделия. Частицы, которые подверглись выбросу в жидкой сфере, затвердевают и оседают на дне ванны. Во время подачи электрода искровые разряды повторяются, и образуют лунку в заготовке, которая отображает форму инструмента.

Электро-эрозийная обработка металлов широко применяется для получения различного рода пазов, отверстий, пресс форм, кокилей, углублений и т.д.
Электро-химическая металлообработка состоит из того, что под действием электричества разрушается внешняя оболочка металла детали, которая помещена в электролит. Частицы, которые лежат на поверхности металла, растворяются в электролите и изделие становится блестящим — этот процесс называется электролитическим полированием. Если поверхностям нужна придать определенный размер, применяется специальный инструмент для механического изменения (удаления) раздробленной пленки металла.

Следующая — анодно-механическая обработка металла состоит из сочетания электрохимического и электро-эрозийного процессов. Сущность этой металлообработки заключается в том, что через обрабатываемый материал (анод) и работающий инструмент (катод) проходит постоянный электрический ток, а катод и анод помещены в электролитную среду. Электрический ток, проходя сквозь электролит, растворяет и разлагает поверхность детали (анода). Так же на поверхности детали все время образуется пленка не проводящая электрический ток. Работающий инструмент периодически срывает эту пленку. Во время точечного срыва пленки и не полном ее пробивании, на вершине материала образуются неровности, а в месте где инструмент идет на контакт с поверхностью проходит ток повышенной мощности, который способствует растворению этих неровностей. И наконец оплавляемые частицы металла, удаляются рабочим инструментом.
Этот способ обработки металлов находит свое применение чаще всего для затачивания пластинок из твердого сплава, а так же для резки металлов с очень твердым и вязким составом.
Так же такого рода металл, может быть обработан и плазмой, т.е. плазменной резкой , которая позволяет обрабатывать различного рода изделия и оставляя за собой качество и прочность детали.

Электрофизические и электрохимические методы обработки металлов

Электрофизические и электрохимические методы обработки успешно дополняют механическую обработку резанием. Они применяются при обработке очень прочных и очень вязких материалов; хрупких, тонкостенных нежестких деталей, а также пазов, отверстий, имеющих размеры в несколько микрон; при получении поверхностей деталей с малой шероховатостью, с очень малой толщиной дефектного поверхностного слоя и т.д. при электрофизических и электрохимических методах обработки механические нагрузки либо отсутствуют, либо настолько малы, что практически не влияют на погрешность точности обработки.

Эти методы позволяют не только изменять форму обрабатываемой поверхности заготовки, но и влиять на состояние поверхностного слоя. При этом износостойкость и коррозийная стойкость поверхностного слоя повышаются, увеличиваются прочность и другие эксплуатационные характеристики поверхности детали. Технология электрофизических и электрохимических методов обработки проста, что обеспечивает широкие возможности их автоматизации.

Элионная обработка – это размерная обработка конструкционных материалов, основанная на использовании сфокусированных лучей или потоков частиц. Они применяются в тех случаях, когда обработка заготовок традиционными методами резания затруднена или невозможна.

К методам элионной обработки относятся: лазерная, электронно-лучевая, плазменная, электроэрозионная.

Лазерная обработка основана на использовании мощного светового луча, сфокусированного в тонкий пучок с большой концентрацией энергии. Луч выделяет теплоту на поверхности обрабатываемой заготовки, материал заготовки плавится и испаряется. Источником лазерного луча является оптический квантовый генератор (ОКГ), работа которого основана на принципе стимулированного генерирования светового излучения. Рабочим элементом ОКГ является рубиновой стержень, состоящий из окиси алюминия, активированного 0,05% Сr.

Источником света для возбуждения атомов хрома служит импульсная лампа с температурой излучения около 4000 0 С. Свет лампы с помощью отражателя фокусируется на рубиновый стержень, в результате чего атомы хрома приходят в возбужденное состояние. Из этого состояния они могут возвратиться в нормальное, излучая фотоны. Вся запасенная в стержне рубина энергия высвобождается почти одновременно в миллионные доли секунды в виде луча диаметром около 0,01 мм.

Системой оптических линз фокусируется на поверхность обрабатываемой заготовки. Температура луча около 6000-8000 0 С. При обработке лазером обеспечивается съем металла со скоростью до 100 мм 3 /с. Эффективность процесса обработки не зависит от свойств обрабатываемого материала. Этим методом можно обрабатывать, например, отверстия диаметром от 10 до 0,5 мкм и глубиной до 0,5 мм в нержавеющей стали, вольфраме, алмазе и других труднообрабатываемых материалах. Лазерную обработку применяют для разрезания заготовок на части, вырезания заготовок из листового материала, прорезания пазов и т.д.

Электронно-лучевая обработка основана на использовании энергии сфокусированного электронного луча, получаемого в электронной пушке. Электронный луч образуется в результате эмиссии электронов с вольфрамового катода, установленного в вакуумной камере и питаемого от источника накала.

Электроны формируются в пучок и под действием электрического поля, создаваемого высокой разностью потенциалов между катодом и анодом, ускоряются в вертикальном направлении. Затем луч, пройдя через специальную фокусирующую систему, направляется к поверхности заготовки. Диаметр сфокусированного луча составляет несколько микрон. В зоне обработки температура достигает 6000 о С.

Достоинства электронно-лучевой обработки следующие:

· Возможность создания локальной концентрации высокой энергии (металл нагревается и испаряется только под лучом);

· Широкое регулирование и управление тепловыми процессами;

· Обработка труднодоступных мест заготовок.

Электронным лучом обрабатывают отверстия диаметром от 10мкм до 1 мм, разрезают заготовки, прорезают пазы, обрабатывают труднообрабатываемые металлы и сплавы.

Сущность плазменной размерной обработки состоит в том, что плазму направляют на обрабатываемую поверхность заготовки. Плазма представляет собой полностью ионизиро­ванный газ, имеющий температуру 10 000 — 30 000 °С. Полу­чают плазму в плазмотронах (плазменных головках) следую­щим образом: между вольфрамовым электродом и медным электродом, выполненным в виде трубы, возбуждают электри­ческую дугу, затем в трубу подают газ (аргон, азот, гелий, во­дород, кислотою или смесь газов (воздух)). Проходя по соплу, газ обжимает электрический разряд, ионизируется и выходит из головки в виде ярко светящейся струи — плазмы.

Плазменным методом производят строгание и точение заготовок, прошивают отверстия, отрезают часть заготовки. Об­рабатывать можно любые материалы.

Электроэрозионные методы обработки основаны на разрушении электродов из токопроводимых материалов при пропускании между ними импульсного электрического тока.

К электроэрозионным методам обработки относятся электроискровая и электроимпульсная. Впервые эти методы были предложены русскими учеными в 1943 г. При электроэрозионных методах обрабатываемая заготов­ка служит одним на электродов (анод), а инструмент — дру­гим электродом (катод).

Электрический разряд между двумя электродами происходит в газовой среде при заполнении межэлектродного промежутка диэлектрической жидкостью (керосином, минеральным маслом и др.). В жидкой среде электроэрозии происходит интенсивнее. При нали­чии определенной величины разности потенциалов, на электродах межэлектродное пространство ионизируется и становится токопроводящим.

Между электродами возникает импульсный дуговой илу искровой разряд. Время импульса составляет 10 -5 — 10 — 8 сек. Мгновенная плотность тока в ка­нал/проводимости — 8 000 — 10 000 A/мм 2 , в результате чего температура на поверхности обрабатываемой заготовки электрода достигает 10 000 — 12 000 °С.

При такой тёмпеpaтуре мгновенно оплавляется и испаряется элементарный объем металла, и на обрабатываемой поверхности образуется лука. Удаленный металл застывает в виде сферических гранул диаметром 0,01—0,005UM в диэлектрической жидкости, дующий импульс пробивает межэлектродный промежуток, где расстояние между электродами окажется наименьшей.

При непрерывном подведении к электродам импульсного тока процесс эрозии продолжается до тех пор, пока не будет удален весь металл, находящийся между электродами на расстоянии, при котором возможен электрический пробой при заданном напряжении импульса. Для продолжения про­цесса эрозии необходимо сблизить электроды до указанного расстояния. Для автоматического сближения электродов при­меняют следящие системы.

Электроэрозионные методы обработки широко применяют при изготовлении штампов, пресс-форм, фильер, режущего ин­струмента, сеток и др. Ими можно получать сквозные и глухие отверстия любой формы, выполнять плоское, круглое и внут­реннее шлифование, разрезать заготовки и т.д. При электроим­пульсной обработке съем металла в единицу временив 8—10 раз больше, чем при электроискровой. Точность размеров деталей и шероховатость поверхности зависят от режима обработки.

В основе электрохимических методов обработки лежит явление анодного растворения при электро­лизе. Обрабатываемая заготовка помещается в электролит,
включается в цепь постоянного тока и служит анодом. При прохождении электрического токи через электролит протекают химические реакции, превращающие поверхностный слой ме­талла в химическое соединение. Продукты электролиза перехо­дят в раствор.

Производительность электрохимической обра­ботки зависит от свойств Обрабатываемого металла, электроли­та и плотности тока.

При электрохимической размерной обработке инструмен­ту, служащему катодом, придается форма, обратная форме обрабатываемой поверхности. Через межэлектродный про­межуток, образуемый обрабатываемой заготовкой-анодом и инструментом-катодом, непрерывно под давлением подается струя электролита, которая растворяет образующиеся на за­готовке продукты анодного растворения и удаляет их из зоны обработки.

При этом одновременно обрабатывается поверх­ность заготовки, находящаяся под воздействием катода, что обеспечивает высокую производительность процесса. Участки заготовки, не требующие обработки, изолируются.

Достоинством данного метода является возможность обрабатывать тонкостенные детали из высокопрочных сплавов и других труднообрабатываемых материалов. Электрохимическая обработка применяется при отделочных операциях (электроалмазная обработка); при этом достигается высокое качество обработанной поверхности.

Анодно-механическая обработка основана на сочетании электротермических и электрохимических процессов и занимает промежуточное место между электроэрозионными и электрохимическими методами.

Суть метода состоит в том, что заготовку подключают к аноду а инструмент — к катоду. В качестве инструмента в зависимости от характера обработки применяют металличес­кие диски, цилиндры, ленты, проволоку. Обработку ведут в среде электролита (водный раствор жидкого натриевого стек­ла).

Заготовке и инструменту сообщают движение так же, как и при обычных методах механической обработки резани­ем (скорость резания и подачу), а в зону обработки через сопло подают электролит. При пропускании через электролит постоянного электрического тока, происходит процесс анодно­го растворения. При соприкосновении инструмента (катода) с микронеровностями обрабатываемой поверхности заготовки (анода) происходит процесс электроэрозии. Под действием проходящего через заготовку электрического тока металл последней размягчается. Продукты электроэрозии и анодного растворения удаляются из зоны обработки в результате отно­сительных движений инструмента и заготовки.

Анодно-механическим методом обрабатывают все токопроводящие материалы, высокопрочные и труднообрабатывае­мые металлы и сплавы, твердые сплавы, вязкие материалы. Сущность химических методов размерной обработки деталей состоит в травлену и их в крепких растворах кислот и щелочей. Перед травлением заготовки предвари­тельно тщательно очищают от окалины и масла.

Поверхности заготовок, не подлежащие обработке, покрывают химически стойкими защитными покрытиями (лаками, красками, эмуль­сиями, применяют гальванические покрытия, резиновые за­щитные покрытия). После этого заготовки опускают в ванну с раствором кислоты или щелочи — в зависимости от мате­риала, из которого они изготовлены. Незащищенные метал­лические поверхности травятся.

Для повышения интенсивности процесса травильный раствор подогревают до температуры 40 — 80 °С. По окончании травления заготовки промывают, нейтрализуют, повторно промывают в горячей содовой воде, сушат и снимают защитные покрытия.

Химическое травление применяют для обработки ребер жесткости деталей, получения/извилистых канавок и щелей, обработки труднодоступных для режущего инструмента по­верхностей и т.д.

Химико-механическая обработка применяется для раз­резания и шлифования пластинок из твердого сплава, при доводке твердосплавного инструмента. В качестве инструмен­та используют чугунные диски или пластины. Обработка про­исходит в ваннах; заполненных суспензией; состоящей из раствора серно-кислой меди и абразивного порошка. Заготов­ке и инструменту сообщаются относительные движения.

В результате обменных химических реакций кобальтовая связ­ка твердого сплава переходит в раствор в виде соли, а зерна карбидов титана и вольфрама удаляются инструментом и присутствующим в растворе абразивным порошком.

Дата добавления: 2016-05-05 ; просмотров: 472 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ