| Индекс материала |
|---|
| Общие сведения |
| 2 |
| 4 |
| 5 |
| Все страницы |
1) Основным способом обработки металлов для получения заданной формы и размеров деталей является обработка их резанием. Тем не менее не всегда представляется возможным осуществить процесс резания методами, рассмотренными в гл. 5. Так, затруднена, а подчас и невозможна обработка обычными методами материалов, обладающих высокими физико-механическими свойствами: высоколегированных жаропрочных, магнитных и твердых сплавов, полупроводниковых и керамических материалов. Обработкой посредством снятия стружки режущими инструментами невозможно также получить глухие отверстия сложного профиля, отверстия диаметром в десятые и сотые доли миллиметра, сложные полости.
Выполнить указанные виды работ позволяют электрофизические и электрохимические методы обработки материалов.
2) Электрофизические методы обработки основаны на физических явлениях, возникающих при прохождении электрического тока. Тепловое действие электрического тока, когда под влиянием электрических разрядов металл в зоне обработки расплавляется или даже испаряется и затем удаляется из нее,— основа электротермических методов обработки: электроискрового, электроимпульсного, электроконтактного, лучевых. Ультразвуковая обработка основана на механическом действии электрического тока.
3) Большинство электрохимических методов обработки металлов основано на явлении анодного растворения—перехода в раствор металла с анода при прохождении постоянного электрического тока между двумя электродами, находящимися в растворе электролита. К электрохимическим методам обработки относятся электрохимическая размерная обработка, электрохимическое шлифование и полирование, электрохимическая очистка поверхности и др.
При анодно-механической обработке сочетаются электротермическое и электрохимическое действие электрического тока.
4) Электрофизические и электрохимические методы обработки позволяют обрабатывать материалы с любыми механическими свойствами, поскольку практически производительность и качество обработки не зависят ни от физико-механических свойств обрабатываемых материалов, ни от величины усилия, прилагаемого при обработке. Они позволяют вести обработку менее твердыми инструментами, чем обрабатываемый материал, получать сразу нужную форму и размеры деталей с высокой точностью, обеспечивают большую производительность и экономическую эффективность, особенно при обработке материалов с высокими физико-механическими свойствами.
6.2. Электроискровая и электроимпульсная обработка
1) Физической основой этих методов обработки, называемых также электроэрозионными, является явление электрической . эрозии — разрушение поверхности металла под действием электрического импульсного разряда.
При сближении двух электродов, находящихся под напряжением, достаточным для пробоя образовавшегося между ними промежутка, возникает электрический искровой разряд в виде узкого проводящего канала. Электрическая цепь в этом месте замыкается, развивается температура порядка тысяч и десятков тысяч градусов. Металл плаЁится и частично испаряется. Расплавленные частицы удаляются динамическими силами, возникающими при разряде.
Разряд возникает на очень малом участке поверхности в том месте, где выступы на электродах находятся на кратчайшем расстоянии друг от друга. Затем следуют новые разряды между другими точками, до тех пор пока с поверхности не будут удалены все выступы, находящиеся на расстоянии, необходимом для пробоя межискрового промежутка. Для продолжения процесса нужно вновь сблизить электроды.
2) Для электроискровой обработки (рис. 107) обрабатываемая деталь 3 помещается в металлическую ванну 4 с жидким Диэлектриком (керосин или трансформаторное масло). К ней подсоединяется положительный полюс источника тока (таким образом, деталь является анодом). Инструмент 2 из меди или латуни, имеющий в сечении форму изготавливаемой поверхности, является катодом.
При сближении электродов до величины межэлектродного зазора Д в определенный момент зарядки конденсатора С про-сходит пробой диэлектрического промежутка. Конденсатор
разряжается, и между инструментом и обрабатывамой поверхностью происходит импульсный разряд. Разряды следуют с большой частотой — до нескольких тысяч в секунду.
Для обеспечения непрерывности процесса электрод автоматически подается электродвигателем 7 со скоростью s мм/мин с таким расчетом, чтобы обеспечивался постоянный межэлектродный зазор.
В результате процесса эрозии происходит интенсивный съем металла с поверхности. В детали получается отверстие или полость по форме электрода.
3) Электроискровым методом в деталях небольших размеров выполняются сквозные и глухие отверстия сложной формы, отверстия малого диаметра, извлекаются сломанные, инструменты, изготавливаются штампы из закаленных и твердосплавных заготовок, затачиваются твердосплавные инструменты и т. д. Обработка ведется при напряжении от 30 до 220 в и силе тока от 10 до 100 а.
Поверхности получаются с высокой точностью и чистотой. Однако процесс отличается сравнительно низкой производительностью и требует большого расхода электроэнергии.
4) При электроимпульсной обработке используются электрические импульсы, создаваемые специальными генераторами: машинными при предварительной обработке и ламповыми или транзисторными" при чистовой. В отличие от электроискровой обработки здесь инструмент является анодом, а обрабатываемая деталь-—катодом. Процесс ведется на низких напряжениях (25—30 в) и больших силах тока (50—500 а) при сравнительно небольшой частоте импульсов (400—800 имп/сек), отличающихся большой мощностью. Этим обеспечивается высокая производительность (съем металла до 1500 мм3/мин).
Низкочастотная электроимпульсная обработка дает сравнительно невысокую чистоту поверхности (до 3—4-го классов). Она применяется для изготовления полостей ковочных штампов,
пресс-форм, форм для литья, предварительной обработки изделий средних и больших размеров из закаленных и высоколегированных сталей..
Щего питание от понижающего трансформатора 3. При вращении диска в месте контакта его с поверхностью заготовки выделяется тепло, образующееся в результате повышенного сопротивления, а также за счет образующихся при контакте электрических дуг большой мощности.'Металл плавится и в виде снопа искр выносится из зоны обработки.
Таким образом, при электроконтактной обработке имеют Место процессы плавления металла вследствие превращения
6. 3. Электроконтактная обработка
1) Для электроконтактной обработки (рис. 108) инструмент/ в виде маталлического диска и обрабатываемая заготовка 2 включаются в электрическую сеть переменного тока, получаю-
электрической энергии в тепловую вместе с повышенным электрическим сопротивлением (джоулево тепло), а также в результате электрической эрозии, протекающей при периодическом разрыве контактов между неровностями инструмента и заготовки и возникающих при этом электрических разрядов.
2) Инструмент для электроконтактной обработки изготавливается из стали, меди, латуни. Обработка ведется в воздушной среде. Инструмент-диск получает вращение со скоростью 30— 40 м/сек, что обеспечивает хорошее охлаждение его.
Процесс ведется при невысоком напряжении (до 40 в) и большой силе тока (до 25 000 а) и отличается высокой производительностью (съем металла до 200 000 мм3/лшн). Чистота поверхности, получаемой при обычных методах электроконтактной обработки, невысокая и не превышает 3—4-го классов.
3) Рассматриваемый метод применяется главным образом для грубой обработки крупногабаритных деталей, изготовленных из труднообрабатываемых материалов. Он используется также в сочетании с обычными методами механической обработки (точение, фрезерование) для ускорения процесса резания.
Электроконтактным методом выполняется резка металлических и металлокерамических заготовок любой твердости, удаление окисных пленок, окалины и ржавчины, обдирка литья, электроконтактное фрезерование и шлифование, заточка инструмента, долбление отверстий и полостей.
6.4. Анодно-механическая обработка
1) Анодно-механическая обработка основана на использовании комбинированного процесса — анодного растворения и эрозии пс?верхностного слоя заготовки.
В зависимости от преобладания одного из этих процессов различают чистовую (мягкий режим) или черновую (жесткий режим) анодно-механическую обработку.
2) Черновая анодно-механическая обработка (рис. 109) применяется для разрезания, обдирочного шлифования заготовок из труднообрабатываемых сплавов, заточки твердосплавных ин-
струментов. Она выполняется вращающимся металлическим диском 1, подсоединяемым к отрицательному полюсу источника постоянного тока (катод). Заготовка 2 является анодом. Инструмент изготавливается из стали, чугуна, меди и получает быстрое вращение со скоростью 15—30 м/сек. В зону обработки подается электролит — водный раствор жидкого стекла.
Процесс^ ведется при большой плотности тока (порядка 100 а на 1 см2) и напряжении 20^ - 24 в. Он отличается высокой производительностью (съем металла до 6000 мм3/мин).
При перемещении инструмента относительно заготовки в местах неровностей на поверхности электродов возникают микроскопические дуги, вызывающие эрозию металла. Попутно протекают и процессы анодного растворения: под действием электрического тока в присутствии электролита происходит разрушение анода. Образующаяся в результате окисная пленка удаляется с выступающих участков вращающимся инструментам механическим путем. При этом обнажаются новые участки поверхности для дальнейшего анодного растворения их.
3) Чистовая анодно-механическая обработка позволяет получить высокую точность (1—2-й классы) и чистоту поверхности до 8—9-го классов, а потому применяется для шлифования поверхностей, заточки и доводки инструментов.
Процесс ведется при небольшой силе тока (5—10 а) и напряжении 20 в и характеризуется невысокой производительностью (1—2 ммъ1мин). Обработка ведется в основном за счет электрохимического анодного растворения в сочетании с механическим удалением получающейся при этом окисной пленки с выступающих неровностей.
6.4в.* Чем различаются процессы черновой и чистовой анодно-механиче-ской обработки?
6 4г.* Вспомните, что называется обрабатываемостью. Какие материалы относятся к труднообрабатываемым? Почему для разрезания их рекомендуется применять анодно-механическую обработку? (Для ответа повторите ч. I — 1.34.)
| < Предыдущая |
|---|
