2.10.3 Обробка з електроконтактним нагріванням

Електроконтактне нагрівання здійснюється по різних схемах. Найбільш розповсюджена схема, по якій пропускається електричний струм через зону різання. Однак застосування цього способу обмежене оскільки низька швидкість нагріву не забезпечує необхідного знеміцнення оброблюваного матеріалу, що суттєво знижує продуктивність обробки. Крім того, при пропусканні електричного струму через зону різання відбувається інтенсивний знос різального інструменту.

2.10.4 Обробка з індукційним нагріванням

Індукційне нагрівання струмами високої або промислової частоти часто застосовується для термообробки. При використанні цього способу нагріву є можливість передачі великої теплової потужності, а також забезпечуються широкі діапазони регулювання температури. Але обробка з підігріванням цим джерелом утруднена через неможливість обробки деталей змінного перерізу. Крім того, при обробці немагнітних матеріалів значно знижується ефективність цього способу, а висока вартість і енергоємність обладнання збільшує собівартість виготовлення деталей.

2.10.5 Обробка з електродуговим нагріванням

Обробка з використанням електродугового нагрівання не отримала широкого розповсюдження в промисловості, оскільки деталі на чорнових операціях мають нерівномірний припуск і внаслідок цього електрична дуга нестабільна. Тому спостерігаються значні коливання сил різання і швидкий вихід з ладу різального інструменту. В зв’язку з цим застосовують пристрої для стабілізації дуги і регулювання температури, які дещо збільшують вартість обробки. Для обробки литих матеріалів з не електропровідними кромками цей метод непридатний.

2.10.6 Обробка з підігріванням плазмовою дугою

Одним з найбільш поширених способів обробки з підігріванням зрізуваного шару є нагрівання за допомогою плазмової дуги, яка забезпечує високу температуру (до 3000⁰С) і швидкість нагріву, а також відрізняється високою стабільністю горіння дуги. Однак плазмова дуга не забезпечує достатньої локалізації нагрівання для деталей середніх і малих габаритних розмірів, оскільки мінімальний діаметр плями контакту складає 4...6 мм, що значно перевищує величину подачі на оберт навіть на чорнових операціях. Саме тому в деяких випадках для певних груп матеріалів це може привести до утворення тріщин на оброблюваній поверхні деталі. В результаті взаємодії дуги металом відбувається водневе окрихчування останнього, що робить небажаним використання плазмово-механічного точіння на чистових операціях.

2.10.7 Лазерно-механічна обробка

Швидке удосконалення лазерної техніки відкриває широкі перспективи для використання в якості джерела нагріву енергії лазерного променя. Головними перевагами лазера є забезпечення локального нагріву, створення великої потужності на поверхні деталі (порядку 10⁷...10⁹ Вт/см²) і підведення променю до важкодоступних ділянок оброблюваної поверхні.

Технологічна система для лазерно-механічної обробки складається з наступного комплексу обладнання:

– металорізальний верстат;

– лазерна установка (твердотільний або газовий лазер неперервного випромінювання);

– оптична система, яка формує випромінювання;

– система захисту обслуговуючого персоналу;

– засоби автоматизації завантаження і зняття заготовки і синхронізації роботи окремих вузлів;

– контролююча система.

При використанні малопотужних лазерів (до 1 кВт) в процесі лазерно-механічної обробки виникає необхідність в нанесенні на оброблювану поверхню покрить, які збільшують коефіцієнт поглинання. Переважно це такі покриття, як гуаш, сажа, поліграфічна фарба, фосфат марганцю.

Процес лазерно-механічної обробки забезпечує підвищення точності і продуктивності обробки, стабільне зниження шорсткості поверхні на 1-2 класи, суттєво скорочує розхід різального інструменту, збільшує ресурс роботи металорізального обладнання.

Таблиця 2.1 – Оброблюваність деяких матеріалів

Назва матеріалу	Марка матеріалу	Швидкість різання, м/хв	Коефіцієнт обробки*
Нержавіючі і жароміцні сталі аустенітного і аустенітно-мартенситного класів	3Х18Н8Т, Х21Н5Т	120-150	0,5
Жароміцні і окалиностійкі складнолеговані сталі аустенітного класу	4Х12Н8Г8МФБ, ЭИ395	80-90	0,3
Жароміцні, деформовані сплави на залізонікелевій і нікелевій основах	ХНТЮ, ХН51ВМТЮКФР, Н62ВМКЮ	40-45 22-25 20-23	0,16 0,12 0,11
Жароміцні ливарні сплави на нікелевій основі	ЖС6К	8-10	0,04
Сплави на титановій основі	ВТ-1 ВТ-6	80-100 45-50	0,45 0,2
Тугоплавкі метали (W, Mo, Nb, Ta) і їх сплави		25-40	0,1

* Коефіцієнт обробки – відношення швидкості оброблюваного матеріалу до швидкості обробки еталонного матеріалу (сталь 45)

Запитання для самоконтролю

1 Особливості механічної обробки трудно-оброблюваних матеріалів.

2 Як проводиться обробка з підігрівом газополуменевим пальником?

3 Переваги і недоліки лазерно-механічної обробки.