25 Технологические процессы электрофизических и электрохимических методов обработки

25.1 Классификация современных методов обработки

деталей

Электрофизические и электрохимические методы обра­ботки появились сравнительно недавно. Некоторым из них около 25 лет, многие появились всего несколько лет назад.

Новые методы начали интенсивно развиваться в связи с созданием современных отраслей промышленности – кос­мической, атомной, электронной, стремительным ростом приборостроения, энергетического и химического машино­строения, инструментальной промышленности и др. Разви­тие этих отраслей промышленности способствовало со­зданию новых высокопрочных материалов, которые трудно поддаются классическим методам обработки резанием.

В связи с созданием новых конструкций машин и прибо­ров, тенденцией к миниатюризации в электронике и приборостроении, необходимо выполнять уникальные технологи­ческие операции, невыполнимые или трудновыполнимые обычными методами обработки резанием.

Решение многих проблем развития современного про­изводства было найдено на пути создания, разработки и совершенствования электрофизических и электрохимиче­ских методов обработки материалов. В основе этих мето­дов лежит использование различных физико-химических процессов энергетического воздействия на заготовку для формообразования детали при обработке. Наиболее широко применяются те новые методы, которые требуют удаления ненужного материала при изготовлении деталей.

Электрофизические и электрохимические методы обра­ботки, связанные с удалением лишнего материала при фор­мообразовании детали заданной формы и размеров, можно подразделить на пять основных групп, каждая из которых состоит из нескольких самостоятельных методов (рис.25.1).

К методам электрофизической и электрохимической об­работки мате-риалов относят и те, которые приводят к изме­нению формы и размеров заготовки без удаления лишнего материала (взрывная обработка, исполь-зование электрогидравлического, светогидравлического эффектов для обработ­ки, магнитноимпульсное формирование заготовки, изготов­ление деталей методом экструзии, различные новые виды сварки и т. д.).

При электроэрозионной обработке используется энергия электрических разрядов, возбуждаемых между электро­дом-инструментом и электродом-заготовкой. В зависимости от способа генерирования разрядов различают электроим­пульсную, электроискровую и электроконтактную обработку.

Электрофизические и электрохимические

методы обработки

Ультразвуковая обработка

Комбинированные методы

Электрохимическая обработка

Электроэрозионная обработка

Лучевая

обработка

Электроимпульсный

Электроискровой

Электроконтактный

Электро-химико-гидравл.

Электро-химико-механич.

Анодно-механический

Электроэрозионно -химический

Ультразвуковой электрохимический

Фотоннолучевой

Электроннолучевой

Плазменный

Размерная ультразвуковая

Наложениеультразвуковых волн на инструмент

Рис. 25.1. Классификация электрофизических и электрохимических методов

обработки материалов

Электрохимическая обработка основана на явлении анод­ного растворения материала при пропускании постоянного электрического тока через электрод-инструмент и электрод-заготовку в среде электролита. В зависимости от способа удаления продуктов обработки эту обработку разеляют на электрохимикогидравлическую и электрохимикомеханическую.

При ультразвуковой обработке съем материала проис­ходит вследствие воздействия на заготовку инструмента, колеблющегося с ультразвуковой частотой. Размерная ульт­развуковая обработка ведется специальным инструментом в среде абразивной суспензии.

Комбинированная обработка основана на использовании различных сочетаний принципиальных процессов первых трех групп в одном процессе обработки. Различают обработ­ку анодно-механическую, электроэрозионнохимическую, ультразвуковую электрохимическую.

При лучевых методах для обработки используют энергию пучков частиц или высокоэнергетические струи. В группу лучевых методов входит обработка фотоннолучевая (лучом лазера), электроннолучевая, плазменной струей.

Все перечисленные методы обработки характеризуют­ся следующими общими достоинствами:

можно обрабатывать материалы с любыми физико-хи­мическими свойствами при практической независимости режимов обработки от свойств материала;

выполнять обработку, невыполнимую или трудновы­полнимую обычными механическими методами;

нет силового воздействия на заготовку при обработ­ке, а при некоторых методах нет механического контакта между инструментом и заготовкой;

можно использовать инструмент менее твердый и проч­ный, чем обрабатываемый материал;

имеют высокую производительность обработки при сравнительно высокой точности получения размеров;

можно легко автоматизировать и механизировать про­цессы обработки.

Новые методы обработки коренным образом изменяют технологию изготовления деталей. Например, при лучевых методах обработки, помимо повышения производительности вследствие увеличения скорости съема материала, сокраща­ется технологический процесс обработки алмазных волок, рубиновых подшипников и других подобных деталей на две-три операции. Использование одного электроимпульсного станка при обработке ковочных штампов высвобожда­ет до трех-четырех фрезерных станков.

Новые методы обработки изменяют не только техноло­гию обработки, но и конструкцию деталей, способствуют созданию новых конструкций машин и приборов.