ММК Спецтехнология ЛА 2013

Пучок электронов от катода 1 (выполненного из вольфрама, тантала или гексаборида лантана) разгоняется электрическим полем напряжением 100... 150 кВ между катодом и анодом 2. При помощи магнитной линзы 3 пучок электронов фиксируется на детали. Смещение луча осуществляется отклоняющей системой 4, служащей для перемещения луча по обрабатываемой поверхности.

Обрабатываемая деталь 6 устанавливается в рабочую камеру 5, имеющую иллюминатор для наблюдения за процессом обработки. В рабочем пространстве рабочей камеры и электронной пушки необходимо наличие вакуума (чтобы молекулы остаточных газов не препятствовали свободному пробегу электронов), который создается системой насосов 7 (вакуум 10-3…10-4 Па). Обрабатываемая заготовка перемещается в вакуумной камере с помощью специальных механизмов.

Электронный луч теоретически может быть сфокусирован на площадке диаметром менее 1 мкм, при этом плотность энергии в пучке 107...109 Вт/см2. Обрабатываемость материалов при ЭЛО зависит от их теплофизических свойств.

Физическая скорость съема материала при ЭЛО может достигать 20...30 мм3/мин, однако для обеспечения высокого качества обработки скорость не должна превышать 1 мм3/мин.

ЭЛО широко применяется при получении отверстий малого диаметра. Ниже приведены технические данные установки ЭЛУРС.

•Диаметр получаемых отверстий, мм. . . 0,05... 1,0

•Максимальная толщина материала, мм. .. 6

•Максимальная проницаемость перфорированного материала, %.........

25

•Точность обработки, % (не хуже). ... 20

•Шероховатость поверхности, мкм. ... 0,8. .. 0,4

•Величина дефектного слоя, %..... 10

•Производительность, отв./с. ..... 1000

Отверстия, полученные ЭЛО, имеют входной и выходной конусы высотой 0,2... 0,6 диаметра отверстия.

По сравнению с лазерной обработкой ЭЛО имеет следующие преимущества:

•позволяет обрабатывать материалы с высокой степенью прозрачности и большой отражательной способностью;

•обработка осуществляется непрерывно при сравнительно легком управлении движением луча;

•позволяет иметь значительно меньший диаметр площадки, на который фокусируется электронный луч;

•более высокую производительность (до 4000 отв./с).

К недостаткам ЭЛО относятся сложность конструкции и. высокая стоимость оборудования.

ЭЛО применяется главным образом при изготовлении деталей с большим количеством (до сотен тысяч) отверстий.

Рисунок 8.11. Схема ультразвуковой обработки: 1 – деталь; 2 – инструмент; 3 – абразивная суспензия

Под действием постоянной силы прижима, приложенной к инструменту или к обрабатываемой детали, в материале образуется углубление, соответствующее профилю торцевой части инструмента. Съем материала происходит за счет выколов мельчайших его частиц абразивными зернами по поверхности, перпендикулярной к направлению колебаний инструмента. В процессе обработки зерна абразива постепенно изнашиваются, поэтому в зону обработки подается жидкость, несущая новые частицы абразива и обеспечивающая удаление разрушенных зерен и частиц материала.

Ультразвуковые колебания 15-20 кГц, используемые при обработке, получают при помощи магнитно-стрикционных излучателей (рис. 8.11).

Рисунок 8.12. Схема УЗО:

1 – ванна; 2 – суспензия; 3 – заготовка; 4 – вода; 5 – волновод; 6 – кожух; 7 – сердечник магнитно-стрикционного преобразователя; 8 - катушка

Сердечник 7 магнитно-стрикционного преобразователя возбуждается от переменного поля катушки 8, подключенной к генератору ультразвуковой частоты. Для охлаждения по кожуху 6 пропускается вода 4 через волновод 5, связанный с сердечником и подводится к заготовке с суспензией 2. Инструмент непосредственно не контактирует с заготовкой, но совершая ультразвуковые колебания, ударяет по зернам абразива (карбид бора или кремния), которые направленно разрушают материал заготовки. Этим способом могут обрабатываться хрупкие материалы (стекло, керамика).

В последнее время УЗО алмазным вращающимся инструментом применяется при получении отверстий. В этом случае в зону обработки подается вода. Процесс высокопроизводителен, позволяет получать глубокие отверстия в деталях.

УЗО применяется при обработке твердых хрупких материалов: стекла, кварца, ферритов, ситаллов, различного рода керамики, фарфора и др.

В производстве ДЛА и ЛА УЗО применяется в основном при изготовлении форм из графита и керамики для точного литья, например, деталей ТНА.

Рисунок 8.13. Разрезка диском:

1 – деталь; 2 – диск-инструмент; 3 - рабочая жидкость