Metālu apstrādes elektrofizikālās metodes

Grūti apstrādājamu materiālu plašā izmantošana mašīnu detaļu ražošanā, šo detaļu konstrukcijas sarežģītība apvienojumā ar pieaugošajām prasībām samazināt izmaksas un palielināt produktivitāti, noveda pie elektrofizikālās apstrādes metožu izstrādes un pieņemšanas.

Metāla apstrādes elektrofizikālās metodes ir balstītas uz specifisku parādību izmantošanu, kas rodas elektriskās strāvas ietekmē, lai noņemtu materiālu vai mainītu sagataves formu.

Metāla apstrādes elektrofizikālo metožu galvenā priekšrocība ir iespēja tos izmantot, lai mainītu to detaļu formu, kuras izgatavotas no materiāliem, kurus nevar apstrādāt ar griešanu, un šīs metodes tiek apstrādātas minimālu spēku apstākļos vai to pilnīgas neesamības apstākļos.

Svarīga metālu apstrādes elektrofizikālo metožu priekšrocība ir to lielākās daļas produktivitātes neatkarība no apstrādātā materiāla cietības un trausluma.Šo metožu darbietilpība un ilgums materiālu ar paaugstinātu cietību (HB> 400) apstrādei ir mazāks par griešanas darba intensitāti un ilgumu.

Metāla apstrādes elektrofizikālās metodes aptver gandrīz visas apstrādes darbības un nav zemākas par lielāko daļu no tām sasniegtā raupjuma un apstrādes precizitātes ziņā.

Metālu apstrāde ar elektriskās izlādes palīdzību

Elektriskās izlādes apstrāde ir elektrofizikālās apstrādes veids, un to raksturo fakts, ka elektrisko izlāžu ietekmē notiek detaļas formas, izmēra un virsmas kvalitātes izmaiņas.

Elektriskās izlādes rodas, kad impulsa elektriskā strāva iet caur 0,01 - 0,05 mm platu spraugu starp sagataves elektrodu un instrumenta elektrodu. Elektrisko izlāžu ietekmē sagataves materiāls kūst, iztvaiko un tiek izņemts no starpelektrodu spraugas šķidrā vai tvaiku stāvoklī. Līdzīgus elektrodu (detaļu) iznīcināšanas procesus sauc par elektrisko eroziju.

Lai pastiprinātu elektrisko eroziju, spraugu starp sagatavi un elektrodu piepilda ar dielektrisku šķidrumu (petroleju, minerāleļļu, destilētu ūdeni). Kad elektroda spriegums ir vienāds ar pārrāvuma spriegumu, starp elektrodu un apstrādājamo priekšmetu vidū veidojas vadošs kanāls cilindriska apgabala veidā, kas pildīts ar plazmu ar nelielu šķērsgriezumu ar strāvas blīvumu 8000-10000 A. / mm2. Lielais strāvas blīvums, kas tiek uzturēts 10-5 - 10-8 s, nodrošina sagataves virsmas temperatūru līdz 10 000 - 12 000˚C.

No sagataves virsmas noņemtais metāls tiek atdzesēts ar dielektrisku šķidrumu un sacietē sfērisku granulu veidā ar diametru 0,01–0,005 mm.Katrā nākamajā laika momentā strāvas impulss caurdur starpelektrodu spraugu vietā, kur atstarpe starp elektrodiem ir vismazākā. Nepārtraukta strāvas impulsu padeve un instrumenta elektroda automātiska tuvošanās sagataves elektrodam nodrošina nepārtrauktu eroziju, līdz tiek sasniegts iepriekš noteikts sagataves izmērs vai tiek noņemts viss sagataves metāls starpelektrodu spraugā.

Elektriskās izlādes apstrādes režīmi ir sadalīti elektriskās dzirksteles un elektriskā impulsa režīmā.

Elektrošpata režīmi, ko raksturo īstermiņa (10-5 ... 10-7s) dzirksteļu izlādes izmantošana ar taisnu elektrodu savienojuma polaritāti (detaļa "+", rīks "-").

Atkarībā no dzirksteļu izlādes stipruma režīmi tiek sadalīti cietajos un vidējos (iepriekšējai apstrādei), mīkstajos un īpaši mīkstajos (galīgajai apstrādei). Mīksto režīmu izmantošana nodrošina detaļas izmēru novirzi līdz 0,002 mm ar apstrādājamās virsmas raupjuma parametru Ra = 0,01 μm. Elektrisko dzirksteļu režīmus izmanto cieto sakausējumu, grūti apstrādājamu metālu un sakausējumu, tantala, molibdēna, volframa u.c. apstrādē. Tie apstrādā jebkura šķērsgriezuma caurumus un dziļus caurumus, caurumus ar izliektām asīm; izmantojot stieples un lentes elektrodus, izgriezt detaļas no lokšņu sagatavēm; šķeldoti zobi un diegi; daļas ir pulētas un marķētas.

Lai veiktu apstrādi elektrodzirksteļu režīmos, tiek izmantotas mašīnas (sk. att.), kas aprīkotas ar RC ģeneratoriem, kas sastāv no uzlādētas un izlādētas ķēdes.Uzlādes ķēdē ietilpst kondensators C, kas tiek uzlādēts caur pretestību R no strāvas avota ar spriegumu 100-200 V, un elektrodi 1 (instruments) un 2 (detaļa) ir savienoti ar izlādes ķēdi paralēli kondensatoram. C.

Tiklīdz spriegums uz elektrodiem sasniedz pārrāvuma spriegumu, caur starpelektrodu spraugu notiek kondensatorā C uzkrātās enerģijas dzirksteles izlāde.. Erozijas procesa efektivitāti var palielināt, samazinot pretestību R. Starpelektrodu spraugas noturība. tiek uzturēta ar speciālu izsekošanas sistēmu, kas kontrolē mehānismu automātiskai padeves kustībai instrumentam, kas izgatavots no vara, misiņa vai oglekļa materiāliem.

Elektriskā dzirksteles mašīna:

Zobu griešana ar iekšējo tīklu elektroparkā:

Elektrisko impulsu režīmi, ko raksturo ilgstoša (0,5 ... 10 s) impulsu izmantošana, kas atbilst loka izlādei starp elektrodiem un intensīvākai katoda iznīcināšanai. Šajā sakarā elektrisko impulsu režīmos katods ir savienots ar apstrādājamo priekšmetu, kas nodrošina lielāku erozijas veiktspēju (8-10 reizes) un mazāku instrumenta nodilumu nekā elektriskās dzirksteles režīmos.

Vispiemērotākā elektrisko impulsu režīmu pielietojuma joma ir sarežģītas formas detaļu (matricas, turbīnas, lāpstiņas uc), kas izgatavotas no grūti apstrādājamiem sakausējumiem un tēraudiem, iepriekšēja apstrāde.

Elektrisko impulsu režīmus realizē instalācijas (sk. att.), kurās vienpolāri impulsi no elektriskās mašīnas 3 vai elektroniskais ģenerators… E.D.S.indukcija magnetizētā ķermenī, kas pārvietojas noteiktā leņķī pret magnetizācijas ass virzienu, dod iespēju iegūt lielāka lieluma strāvu.

Metālu staru apstrāde

Radiācijas apstrādes veidi mašīnbūvē ir elektronu staru vai gaismas staru apstrāde.

Metālu apstrādes ar elektronu staru kūli pamatā ir kustīgu elektronu plūsmas termiskā ietekme uz apstrādājamo materiālu, kas apstrādes vietā kūst un iztvaiko. Šādu intensīvu karsēšanu izraisa fakts, ka kustīgo elektronu kinētiskā enerģija, tiem atsitoties pret sagataves virsmu, gandrīz pilnībā pārvēršas siltumenerģijā, kas, koncentrējoties nelielā laukumā (ne vairāk kā 10 mikroni), izraisa. uzkarsē līdz 6000˚C.

Izmēru apstrādes laikā, kā zināms, notiek lokāla ietekme uz apstrādājamo materiālu, ko elektronu staru apstrādes laikā nodrošina elektronu plūsmas impulsa režīms ar impulsa ilgumu 10-4 ... 10-6 s un frekvenci. no f = 50 … 5000 Hz.

Augstā enerģijas koncentrācija elektronu staru apstrādes laikā kombinācijā ar impulsa darbību nodrošina apstrādes apstākļus, kuros sagataves virsma, kas atrodas 1 mikrona attālumā no elektronu stara malas, tiek uzkarsēta līdz 300˚C. Tas ļauj izmantot elektronu staru apstrādi, lai grieztu detaļas, izgatavotu sieta folijas, izgrieztu rievas un apstrādātu 1–10 mikronu diametra caurumus daļās, kas izgatavotas no grūti apstrādājamiem materiāliem.

Kā iekārtas elektronu staru apstrādei tiek izmantotas īpašas vakuumierīces, tā sauktie elektronu lielgabali (sk. att.).Tie ģenerē, paātrina un fokusē elektronu staru kūli. Elektronu lielgabals sastāv no vakuuma kameras 4 (ar vakuumu 133 × 10-4), kurā ir uzstādīts volframa katods 2, ko darbina augstsprieguma avots 1, kas nodrošina brīvo elektronu emisiju, ko paātrina elektriskais lauks, kas izveidots starp katodu 2 un anoda membrānu 3.

Pēc tam elektronu stars iziet cauri magnētisko lēcu sistēmai 9, 6, elektriskās izlīdzināšanas ierīcei 5 un tiek fokusēts uz sagataves 7 virsmu, kas uzstādīta uz koordinātu galda 8. Elektronu lielgabala darbības impulsa režīmu nodrošina sistēma, kas sastāv no impulsu ģeneratora 10 un transformatora 11.

Gaismas staru apstrādes metode ir balstīta uz izstarotā gaismas stara siltuma efektu izmantošanu ar lielu enerģiju optiskais kvantu ģenerators (lāzers) uz sagataves virsmas.

Izmēru apstrāde ar lāzeru palīdzību sastāv no 0,5 ... 10 mikronu diametra caurumu veidošanas grūti apstrādājamos materiālos, tīklu izgatavošanā, lokšņu griešanas no sarežģītām profila daļām u.c.