- •Тема 1. Введение. Историческая справка. Классификация физико-химических методов обработки материалов.
- •Тема 2. Электроэрозионная обработка металлов
- •Тема 3. Размерная электрохимическая обработка
- •Тема 4. Ультразвуковая обработка материалов
- •Тема 5. Электроннолучевая обработка материалов
- •Тема 6. Светолучевая обработка материалов
- •Тема 7. Плазменная обработка
- •1. Основные физические характеристики и свойства плазмы
- •1.1. Степень ионизации плазмы
- •Тема 8. Электровзрывная обработка
- •Пробой жидкости
- •Процессы в разрядной цепи
- •Штамповка фасонных деталей
- •Тема 9. Магнитоимпульсное формообразование.
- •1. Физика процесса.
- •1.1 Разновидности магнито-импульсного формообразования.
- •2. Контрольные вопросы.
- •Тема 10: Магнитно-абразивная обработка.
- •1. Разновидности магнитно-абразивной обработки.
- •1.1 Удаление заусенцев.
- •1.2 Скругление кромок и удаление заусенцев в рассверленных отверстиях.
- •1.3 Очистка катаной проволоки от окалины.
- •1.4 Очитка печатных плат.
- •1.5 Получение рельефных изображений на поверхностях.
- •1.6 Измельчение материалов.
- •2. Магнитно-электрическое шлифование.
- •2.1 Особенности абразивного резания при магнитно-абразивном полировании.
- •2.2 Стружкообразование.
- •3. Контрольные вопросы.
- •Тема 11: Комбинированные методы обработки материалов.
- •1. Технологические показатели.
- •1.1 Точность обработки.
- •1.2 Качество поверхности.
- •1.3 Производительность.
- •1.4 Режим обработки.
- •1.5 Износ (и профилирование).
- •2. Контрольные вопросы.
2.2 Стружкообразование.
Установлено, что 9...15% объема царапин удалено диспергированием (лат. dispergo – рассеиваю), тонким измельчением металла в стружку, а остальной объем металла вытеснен из царапин пластически в боковые навалы.
Соотношение размеров стружки – длины и толщины, лежит в пределах 5...20. На их поверхности видны отдельные сильно деформированные элементы. Следов оплавления стружек не обнаружено.
При одинаковых размерах радиуса кривизны стружек МАП на порядок меньше (т.е. в 10 раз), чем у стружек, полученных при шлифовании абразивной лентой.
Это косвенно свидетельствует о более высокой степени пластических деформаций измельченного металла в процессе магнитно-абразивного полирования.
Результатом пластического деформирования поверхности является повышение твердости тонкого приповерхностного слоя и образование в нем остаточных напряжений сжатия.
В теории абразивной обработки установлено, что стружкообразование возможно при определенном соотношении между глубинно h внедрения режущих вершин зёрен абразивного инструмента в обрабатываемую поверхность и радиусов округлений rокр этих вершин.
Для инструментальной стали У8 (отожженной) это соотношение лежит в следующих пределах: .
При меньшем соотношении возможно лишь пластическое или упругое деформирование.
Для МАП характерно внедрение зёрен h≤0,1...0,4 мкм. Для порошка 23АМ40Fe (белый электрокорунд с зернистостью М40) rокр вершин зёрен должен составлять 3...4 мкм.
Образование стружки при МАП сталей (в отличие от шлифования) происходит при ε≤0,005...0,13, то есть при более неблагоприятных условиях.
И силы, необходимые для стружкообразования, при МАП оказываются меньше, чем при шлифовании.
Для МАП ферромагнитных сталей давление порошка на обрабатываемую поверхность составляет 0,3...0,2 МПа.
При пересчете этих давлений к отдельному контактирующему зерну усилие, определяющее внедрение зерна в обрабатываемую поверхность, может составлять 0,025...0,125 Н.
Б.Г. Македонски, используя формулу
, Н (10.1)
где:
=3,14 – постоянный коэффициент, учитывающий свойства материала;
=0,25 – соотношение между глубиной h и rокр;
=8240 Па;
rокр =6...12 мкм – радиус скругления вершин зёрен.
при шлифовании стали Ш15Х, определил, что необходимая для стружкообразования сила должна находиться в пределах =0,23...0,93 Н, что значительно больше, чем среднее значение сил, действующих при магнитно-абразивном полировании.
Особенности стружкообразования МАП объясняются повышенной пластичностью обрабатываемых сталей в присутствии переменного магнитного поля.
С.Т. Кишкин и А.А. Клышин опубликовали обнаруженное ими снижение на 250 % напряжения текучести στ углеродистой стали в присутствии поперечного к направлению нагрузки магнитного поля величиной В=0,005 Тл.
Присутствие в СОЖ поверхностно-активных веществ снижает поверхностную энергию металла, снижает работу, необходимую на разрушение и пластическое деформирование поверхности, увеличивая микротрещины, предразрушает поверхностный слой.
В этом случае производительность МАП резко увеличивается.
Увеличение скорости резания (скорости деформации) сопровождается упрочнением разрушаемого материала. Глубина внедрения зёрен порошка в обрабатываемую поверхность автоматически уменьшается и съем металла на одинаковом пути резания уменьшается.
С учетом изложенных особенностей МАП глубина внедрения зёрен порошка в обрабатываемую поверхность может быть выражена зависимостью степенного вида:
, мкм (10.2)
где:
– коэффициент, учитывающий изменение прочностных свойств поверхностного слоя по сравнению с основным обрабатываемым материалом (в результате воздействия СОЖ, скорости деформации, предварительного наклепа...);
– сила, прижимающая зерно, Н;
r – радиус вершин зерна, мкм;
Н – твердость обрабатываемого материала;
– коэффициент, учитывающий изменение твердости материала в присутствии переменного магнитного поля;
m,r,s – показатели степени. [7]