Чертеж детали
Типовой технологический процесс
Типовой технологический процесс электроэрозионной обработки на копировально-прошивочных станках заключается в следующем:
Заготовку фиксируют и жестко крепят на столе станка или в приспособлении. Тяжелые установки (весом выше 100 кг) устанавливают без крепления. Устанавливают и крепят в электродержателе электрод-инструмент. Положение электрода-инструмента относительно обрабатываемой заготовки выверяют по установочным рискам с помощью микроскопа или по базовым штифтам. Затем ванну стакана поднимают и заполняют рабочей жидкостью выше поверхности обрабатываемой заготовки.
Устанавливают требуемый электрический режим обработки на генераторе импульсов, настраивают глубиномер и регулятор подачи. В случае необходимости включают вибратор и подкачку рабочей жидкости.
В целях повышения производительности и обеспечения заданной шероховатости поверхности обработку производят в три перехода: предварительный режим — черновым электродом-инструментом и окончательный — чистовым и доводочным.
Вырезание
В основном производстве электроэрозионное вырезание применяют при изготовлении деталей электровакуумной и электронной техники, ювелирных изделий и т.д. в инструментальном производстве, при изготовлении матриц, пуансонов, пуансонодержателей и других деталей, а также вырубных штампов, копиров, шаблонов, цанг, лекал, фасонных резцов и др.
Лазерная обработка
Теория лазерной обработки
Лазерная обработка основана на применении мощного светового потока, вызывающего плавление или испарение обрабатываемого материала. Лазерное излучение фокусируется в определенный участок обрабатываемой детали. Размерная обработка материалов осуществляется обычно при плотности потока не менее 107…108 Вт/см?. Чтобы понять, насколько велика приведенная величина, отметим, что фокусировка солнечного излучения позволяет получить плотность потока не более 5•103 Вт/см?. Но даже с помощью такого потока лучистой энергии можно плавить практически любые металлы.
Источником светового излучения является лазер – оптический квантовый генератор. Работа лазера основана на принципе стимулированного генерирования светового излучения. Атом вещества, имея определенный запас энергии, находится в устойчивом энергетическом состоянии и располагается на определенном энергетическом уровне. Для того чтобы атом вывести из этого состояния его необходимо возбудить. Возбуждение (накачка) активного вещества (активной среды) осуществляется световой импульсной лампой. Длительность светового импульса (вспышки) около 0,01 с.
Световой импульс облучает активную среду. Возбужденный при этом атом излучает сразу два фотона. Фотоны возбуждают атомы активной среды, т.е. переводят электроны на более высокий энергетический уровень. При взаимодействии фотонов с возбужденными атомами возникают лавинообразные потоки фотонов в различных направлениях. Наличие торцевых строго параллельных зеркальных поверхностей приводит к тому, что спустя примерно 0,5мс при многократном отражении от зеркал более половины атомов переходит в возбужденное состояние. Вследствие этого система становится неустойчивой, в активной среде индуцируется световой поток.
Накопленная в активной среде энергия одновременно высвобождается, а выходящий поток фотонов достигает значительной интенсивности.
Световой поток, испускаемый активной средой, фокусируется оптической системой и направляется на обрабатываемый материал.
Основными элементами лазера является активная среда (активный элемент), устройство для накачки активной среды, зеркала оптического резонатора, элемент вывода энергии из резонатора, а так же фокусирующая оптическая система, система управления и др. Несмотря на простоту принципиальной схемы, лазеры отличаются большим разнообразием. В основном разнообразие лазеров объясняется применением в них разных видов активных сред (диэлектрические кристаллы, специальные стекла, полупроводники, газовые смеси и др.), разных способов накачки и режимов работы.
Энергия светового импульса обычно невелика и составляет от 20 до 100 Дж. Выделяется эта энергия в миллиардные доли секунды и сосредотачивается в луче диаметром около 0,01 мм. Сфокусированное лазерное излучение, попадая на непрозрачные материалы (металлы и их сплавы), вызывает их локальный нагрев до 6000…80000С, плавление или интенсивное испарение. Для осуществления размерной обработки наиболее часто используют импульсы с длительностью 0,5…1,5 мс.
Процессы, в которых плотность потока импульса лазерного излучения такова, что за время его действия вещество существенно не плавится, относятся к лазерной термообработке.
Лазерная обработка отличается рядом особенностей: возможностью проведения обработки в местах, недоступных для другого обрабатывающего инструмента; способностью луча проникать через любую прозрачную среду, не нарушая ее и значительно не снижая свою интенсивность; отсутствием механического контакта между заготовкой и инструментом-лучом, что облегчает крепление заготовки и устраняет возможность появления нежелательных деформаций; возможностью проведения обработки при атмосферном давлении и сравнительной несложностью оборудования для реализации процесса обработки. К недостаткам этой технологии следует отнести возможность обработки материалов на ограниченной глубине, а также сравнительно низкий коэффициент полезного действия лазеров и достаточно высокая стоимость лазерных установок и комплексов.
В настоящее время лазерную технологию применяют для различных операций микрообработки, раскроя и резки материалов, упрочняющей поверхностной обработки, лазерной сварки и наплавки и для других целей.
Все производственные процессы с использованием лазеров реализуются с помощью технологических лазерных установок. При этом независимо от назначения и типа применяемых лазеров установки имеют общую структурную схему (рис.89).
Лазер обеспечивает энергетические и временные параметры воздействия, оптическая система формирует пространственные характеристики светового пучка как инструмента обработки. Точность, производительность и удобство обработки определяются характеристиками системы управления и координатным столом при перемещении детали или лазерного луча.