Современные методы обработки
Данные методы обработки, основанные на тепловых, электрохимических и химических эффектах воздействия на твердое тело, используются как для формообразования поверхностей заготовки, так и для сварки, плавки, балансировки, изменения свойств поверхностного слоя изделия и других операций, что значительно расширяет возможности технологии конструкционных материалов. В данном пособии основное внимание уделяется размерным методам обработки.
Электрические и химические методы включают в себя следующие виды обработки: электроэрозионную, ультразвуковую, электроннолучевую, лазерную, ионно-лучевую, плазменную, электрохимическую, химическую, а также комбинированные методы, основанные на сочетании вышеперечисленных процессов, к которым относятся анодно-механическая, электроэрозионно-химическая, ультразвуковая электрохимическая обработка, абразивно-электрохимическая, ионно-химическая, плазмохимическая и другие.
Основными характерными свойствами перечисленных методов, обеспечивающими им преимущества по сравнению с механической обработкой, являются:
независимость обрабатываемости материала от его твердости и вязкости (за исключением ультразвуковой обработки, при которой вязкость материала снижает его обрабатываемость);
обработка изделия практически без силового воздействия на него, что позволяет изготовлять маложесткие детали;
возможность копирования сложной формы инструмента сразу по всей поверхности заготовки при простом поступательном перемещении его, что увеличивает производительность обработки и упрощает кинематику оборудования;
возможность полной автоматизации процессов и гибкость управления ими;
решение задач, которые невозможно выполнить традиционными методами (получение изделий без остаточных напряжений, изготовление отверстий, пазов с шириной до десятых долей микрометра и др.). В то же время электрическим методам присущ основной недостаток - высокая энергоемкость процессов.
Электроэрозионная обработка
Электроэрозионная обработка (ЭЭО) основана на разрушении токопроводящего материала под действием тепла, вызываемого электрическими импульсными разрядами, возбуждаемыми между обрабатываемой заготовкой и электродом-инструментом (ЭИ), расположенными на определенном промежутке друг от друга, заполненным диэлектрической жидкостью (керосином, техническим маслом, водой и т. д.) (рис.5.15).
Основные достоинства ЭЭО: а) возможность обработки токопроводящих материалов любой механической прочности, твердости, вязкости, хрупкости; б) отсутствие необходимости в специальном высокопрочном инструменте (материал рабочей части инструмента: медь, латунь, графит и др.); в) снижение трудоемкости изготовления сложных поверхностей из трудно обрабатываемых материалов; г) высокая точность обработки.
Недостатки : а) обратная зависимость между производительностью и качеством обработки; б) наличие износа ЭИ; в) наличие дефектного (измененного) слоя на обработанной поверхности.
Для ЭЭО используют импульсы большой силы тока (до тысяч ампер) и низкого напряжения (50-300) В, с энергией от десятков джоулей до микро джоулей, длительностью 10 -10 с, скважностью 1-30 и частотой следования импульсов (50-1,5 10 ) Гц.
Рис.5.15. Схема электроэрозионной обработки (а) и процессов в межэлектродном промежутке (б)
1- электрод-инструмент, 2- рабочая жидкость, 3- электрод-заготовка, 4- ванна, 5- рабочий стол, 6- генератор импульсов (ГИ), 7,10- микропорции расплавленного металла ЭИ и ЭЗ, 8- канал разряда, 9- газовый пузырь, 11- пузырек пара или газа, 12- продукты пиролиза, 13- частицы
металла, бл - межэлектродный зазор.