загрузка...
загрузка...
На головну

Електрофізичні та електрохімічні методи обробки металів

  1. I. 2.4. Принципи та методи дослідження сучасної психології
  2. I. Методи перехоплення.
  3. I. Суб'єктивні методи дослідження ендокринної системи.
  4. I. Суб'єктивні методи дослідження кровотворної системи.
  5. I. Суб'єктивні методи дослідження органів жовчовиділення і підшлункової залози.
  6. I. Суб'єктивні методи дослідження органів сечовиділення.
  7. II. Методи несанкціонованого доступу.

Електрофізичні та електрохімічні методи обробки успішно доповнюють механічну обробку різанням. Вони застосовуються при обробці дуже міцних і дуже в'язких матеріалів; тендітних, тонкостінних нежорстких деталей, а також пазів, отворів, що мають розміри в кілька мікрон; при отриманні поверхонь деталей з малою шорсткістю, з дуже малою товщиною дефектного поверхневого шару і т.д. при електрофізичних і електрохімічних методах обробки механічні навантаження або відсутні, або настільки малі, що практично не впливають на погрішність точності обробки.

Ці методи дозволяють не тільки змінювати форму оброблюваної поверхні заготовки, а й впливати на стан поверхневого шару. При цьому зносостійкість і корозійна стійкість поверхневого шару підвищуються, збільшуються міцність і інші експлуатаційні характеристики поверхні деталі. Технологія електрофізичних і електрохімічних методів обробки проста, що забезпечує широкі можливості їх автоматизації.

Еліон обробка - Це розмірна обробка конструкційних матеріалів, заснована на використанні сфокусованих променів або потоків частинок. Вони застосовуються в тих випадках, коли обробка заготовок традиційними методами різання утруднена або неможлива.

До методів Еліон обробки відносяться: лазерна, електронно-променева, плазмова, електроерозійна.

лазерна обробка заснована на використанні потужного світлового променя, сфокусованого в тонкий пучок з великою концентрацією енергії. Луч виділяє теплоту на поверхні оброблюваної заготовки, матеріал заготовки плавиться і випаровується. Джерелом лазерного променя є оптичний квантовий генератор (ОКГ), робота якого заснована на принципі стимульованого генерування світлового випромінювання. Робочим елементом ОКГ є рубіновим стрижень, що складається з окису алюмінію, активованого 0,05% Сr.

Джерелом світла для збудження атомів хрому служить імпульсна лампа з температурою випромінювання близько 4000 0С. Світло лампи за допомогою відбивача фокусується на рубіновий стрижень, в результаті чого атоми хрому приходять в збуджений стан. З цього стану вони можуть повернутися в нормальне, випромінюючи фотони. Вся збережена в стрижні рубіна енергія вивільняється майже одночасно в мільйонні частки секунди в вигляді променя діаметром близько 0,01 мм.

Системою оптичних лінз фокусується на поверхню оброблюваної заготовки. Температура променя близько 6000-8000 0С. При обробці лазером забезпечується з'їм металу зі швидкістю до 100 мм3/ С. Ефективність процесу обробки не залежить від властивостей оброблюваного матеріалу. Цим методом можна обробляти, наприклад, отвори діаметром від 10 до 0,5 мкм і глибиною до 0,5 мм в нержавіючої сталі, вольфрамі, алмазі та інших важкооброблюваних матеріалах. Лазерну обробку застосовують для розрізання заготовок на частини, вирізання заготовок з листового матеріалу, прорізання пазів і т.д.

Електронно-променева обробка заснована на використанні енергії сфокусованого електронного променя, одержуваного в електронній гарматі. Електронний промінь утворюється в результаті емісії електронів з вольфрамового катода, встановленого у вакуумній камері і питомого від джерела напруження.

Електрони формуються в пучок і під дією електричного поля, створюваного високою різницею потенціалів між катодом і анодом, прискорюються в вертикальному напрямку. Потім промінь, пройшовши через спеціальну фокусуючу систему, направляється до поверхні заготовки. Діаметр сфокусованого променя становить кілька мікрон. У зоні обробки температура досягає 6000 оС.

Переваги електронно-променевої обробки наступні:

· Можливість створення локальної концентрації високої енергії (метал нагрівається і випаровується тільки під променем);

· Широке регулювання і управління тепловими процесами;

· Обробка важкодоступних місць заготовок.

Електронним променем обробляють отвори діаметром від 10мкм до 1 мм, розрізають заготовки, прорізають пази, обробляють труднообрабативаємиє метали і сплави.

Сутність плазмової розмірної обробки полягає в тому, що плазму направляють на оброблювану поверхню заготовки. Плазма являє собою повністю іонізований газ, який має температуру 10 000 - 30 000 ° С. Отримують плазму в плазмотронах (плазмових головках) наступним чином: між вольфрамовим електродом і мідним електродом, виконаним у вигляді труби, збуджують електричну дугу, потім в трубу подають газ (аргон, азот, гелій, водень, кислотою або суміш газів (повітря)). Проходячи по соплу, газ обжимає електричний розряд, іонізується і виходить з головки у вигляді яскраво світиться струменя - плазми.

Плазмовим методом виробляють стругання і точіння заготовок, прошивають отвори, відрізають частину заготовки. Обробляти можна будь-які матеріали.

Електроерозійні методи обробки засновані на руйнуванні електродів з токопроводімость матеріалів при пропущенні між ними імпульсного електричного струму.

До електроерозійним методам обробки відносяться електроїськровая і електроімпульсна. Вперше ці методи були запропоновані російськими вченими в 1943 г. При електроерозійних методах оброблювана заготовка служить одним на електродів (анод), а інструмент - іншим електродом (катод).

Електричний розряд між двома електродами відбувається в газовому середовищі при заповненні міжелектродного проміжку діелектричної рідиною (гасом, мінеральним маслом і ін.). У рідкому середовищі електроерозіі відбувається інтенсивніше. При наявності певної величини різниці потенціалів, на електродах межелектродное простір іонізується і стає струмопровідних.

Між електродами виникає імпульсний дугового мулу іскровий розряд. Час імпульсу становить 10 -5 - 10 -8 сек. Миттєва щільність струму в канал / провідності - 8 000 - 10 000 A / мм2, В результаті чого температура на поверхні оброблюваної заготовки електрода досягає 10 000 - 12 000 ° С.

При такій тёмпеpaтуре миттєво оплавляется і випаровується елементарний об'єм металу, і на оброблюваної поверхні утворюється лука. Віддалений метал застигає у вигляді сферичних гранул діаметром 0,01-0,005UM в діелектричній рідини, що дме імпульс пробиває міжелектродний проміжок, де відстань між електродами виявиться меншою.

При безперервному підведенні до електродів імпульсного струму процес ерозії триває до тих пір, поки не буде видалений весь метал, що знаходиться між електродами на відстані, при якому можливий електричний пробій при заданій напрузі імпульсу. Для продовження процесу ерозії необхідно зблизити електроди до вказаної відстані. Для автоматичного зближення електродів застосовують стежать.

Електроерозійні методи обробки широко застосовують при виготовленні штампів, прес-форм, фильер, ріжучого інструменту, сіток та ін. Ними можна отримувати наскрізні й глухі отвори будь-якої форми, виконувати плоске, кругле і внутрішнє шліфування, розрізати заготовки і т.д. При електроімпульсної обробці знімання металу в одиницю временив 8-10 разів більше, ніж при електроіскровий. Точність розмірів деталей і шорсткість поверхні залежать від режиму обробки.

В основі електрохімічних методів обробки лежить явище анодного розчинення при електролізі. Оброблювана заготовка поміщається в електроліт,
 включається в ланцюг постійного струму і служить анодом. При проходженні електричного струми через електроліт протікають хімічні реакції, що перетворюють поверхневий шар металу в хімічну сполуку. Продукти електролізу переходять в розчин.

Продуктивність електрохімічної обробки залежить від властивостей оброблюваного металу, електроліту і щільності струму.

При електрохімічної розмірної обробки інструменту, службовцю катодом, надається форма, зворотна формі оброблюваної поверхні. Через міжелектродний проміжок, утворений оброблюваної заготівлею-анодом і інструментом-катодом, безперервно під тиском подається струмінь електроліту, яка розчиняє утворюються на заготівлі продукти анодного розчинення і видаляє їх із зони обробки.

При цьому одночасно обробляється поверхню заготовки, що знаходиться під впливом катода, що забезпечує високу продуктивність процесу. Ділянки заготовки, які не потребують обробки, ізолюються.

Перевагою даного методу є можливість обробляти тонкостінні деталі з високоміцних сплавів та інших важкооброблюваних матеріалів. Електрохімічна обробка застосовується при оздоблювальних операціях (електроалмазная обробка); при цьому досягається висока якість обробленої поверхні.

Анодно-механічна обробка заснована на поєднанні електротермічних і електрохімічних процесів і займає проміжне місце між електроерозійними і електрохімічними методами.

Суть методу полягає в тому, що заготовку підключають до анода а інструмент - до катода. Як інструмент в залежності від характеру обробки застосовують металеві диски, циліндри, стрічки, дріт. Обробку ведуть в середовищі електроліту (водний розчин рідкого натрієвого скла).

Заготівлі та інструменту повідомляють рух так само, як і при звичайних методах механічної обробки різанням (швидкість різання і подачу), а в зону обробки через сопло подають електроліт. При пропущенні через електроліт постійного електричного струму, відбувається процес анодного розчинення. При зіткненні інструмента (катода) з мікронерівностями оброблюваної поверхні заготовки (анода) відбувається процес електроерозіі. Під дією проходить через заготовку електричного струму метал останньої розм'якшується. Продукти електроерозіі і анодного розчинення віддаляються із зони обробки в результаті відносних рухів інструмента і заготовки.

Анодно-механічним методом обробляють все струмопровідні матеріали, високоміцні і труднообрабативаємиє метали і сплави, тверді сплави, в'язкі матеріали. Сутність хімічних методів розмірної обробки деталей складається в тому, що труїть і їх в міцних розчинах кислот і лугів. Перед травленням заготовки попередньо ретельно очищають від окалини і масла.

Поверхні заготовок, які не підлягають обробці, покривають хімічно стійкими захисними покриттями (лаками, фарбами, емульсіями, застосовують гальванічні покриття, гумові захисні покриття). Після цього заготовки опускають в ванну з розчином кислоти або лугу - в залежності від матеріалу, з якого вони виготовлені. Незахищені металеві поверхні труяться.

Для підвищення інтенсивності процесу травильний розчин підігрівають до температури 40 - 80 ° С. Після закінчення травлення заготовки промивають, нейтралізують, повторно промивають в гарячій содової воді, сушать і знімають захисні покриття.

Хімічне травлення застосовують для обробки ребер жорсткості деталей, отримання / звивистих канавок і щілин, обробки важкодоступних для ріжучого інструменту поверхонь і т.д.

Хіміко-механічна обробка застосовується для розрізання та шліфування пластинок з твердого сплаву, при доведенні твердосплавного інструменту. Як інструмент використовують чавунні диски або пластини. Обробка відбувається в ваннах; заповнених суспензією; що складається з розчину сірчано-кислої міді і абразивного порошку. Заготівлі та інструменту повідомляються відносні руху.

В результаті обмінних хімічних реакцій кобальтова зв'язка твердого сплаву переходить в розчин у вигляді солі, а зерна карбідів титану та вольфраму віддаляються інструментом і присутнім в розчині абразивним порошком.



Попередня   9   10   11   12   13   14   15   16   17   18   19   20   21   22   23   24   Наступна

Шляхи і закономірності розвитку технологічних процесів | Техніко-економічні показники технологічних процесів | Структура, властивості та техніко-економічний рівень технологічної системи | Закономірності розвитку технологічних систем | Глава 3. АНАЛІЗ І ЕКОНОМІЧНА ОЦІНКА БАЗОВИХ ТЕХНОЛОГІЙ У ЧОРНОЇ МЕТАЛУРГІЇ | Глава 4. АНАЛІЗ І ЕКОНОМІЧНА ОЦІНКА БАЗОВИХ ТЕХНОЛОГІЙ У КОЛЬОРОВИЙ МЕТАЛУРГІЇ | Технологічні процеси виготовлення заготовок методами пластичної деформації | Технологічні процеси отримання заготовок методами лиття | Аналіз і економічна оцінка традиційних методів обробки різанням | Техніко-економічний аналіз технологічного процесу механообробки |

загрузка...
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати