Раздел 7. Обработка деталей электротехнического оборудования. Сварка металлов и сплавов. Коррозия металлов и защита от коррозии Лекция №16

1. Обработка деталей электротехнического оборудования

2. Сварка металлов и сплавов

1. Обработка деталей электротехнического оборудования

Обработка металлов резанием представляет собой процесс срезания режущим инструментом с поверхности заготовок слоя металла в виде стружки для получения необходимой геометрической формы, а также точности размеров, взаимного положения и качества поверхностей изделий. Почти все детали сложной формы изготавливают путем механической обработки заготовок. С помощью режущего инструмента могут быть получены разные изделия - от деталей часовых механизмов до сосудов высокого давления диаметром свыше 3 м и других крупногабаритных изделий.        Существует большое разнообразие видов механической обработки заготовок резанием. Наиболее широкое применение среди них получили точение, растачивание, сверление, фрезерование, строгание, долбление и шлифование.        Механическая обработка базируется на целенаправленном, управляемом разрушении поверхностного слоя и кинематике резания. Металл, удаляемый в процессе обработки заготовки, подвергается пластическому деформированию и разрушению. В результате этого материал, отделяемый от обрабатываемой заготовки, приобретает характерную форму, и в таком виде его принято называть стружкой.        Для разрушения поверхностного слоя необходимо сообщить режущему инструменту и заготовке относительные движения. Перемещения рабочих органов станков подразделяют на движения резания, установочные и вспомогательные.

Электрофизические методы обработки

Электрофизическая обработка называется также электроэрозионной, так как она основана на эрозии (разрушении) электродов из токопроводящих материалов при пропускании между ними импульсного электрического тока. При достижении определенной разности потенциалов на электродах в межэлектродной среде (газовой или лучше жидкостной) за счет ионизации образуется канал проводимости, по которому осуществляется импульсный искровой или дуговой разряд. Плотность тока в канале проводимости достигает больших значений—до 8000...10 000 А/мм² , а время разряда всего 10^-15...10^-16с. При этих условиях на поверхности электрода - заготовки температура возрастает до 10000....12000°С, что приводит к расплавлению и испарению элементарного объема металла. На обрабатываемой поверхности появляется лунка. Так продолжается до тех пор, пока не снимается слой металла и пока между электродами возможен электрический пробой при заданном напряжении импульса. Расстояние между электродами при обработке растет, и наступает момент прекращения обработки. Поэтому для продолжения обработки электроды необходимо сближать. На заготовку действуют

электростатические и электродинамические силы, а так же давление жидкости вследствие возникающей при импульсных разрядах кавитации.

Электрофизическая обработка имеет четыре разновидности: электроискровая, электроимпульсная, электроконтактная и анодно-механическая.

Электрохимические методы обработки

В основу э л е к т р о х и м и ч е с к и х м е т о д о в о б р а б о т к и заготовок положен принцип анодного растворения, имеющий место при электролизе. При подаче постоянного тока в место обработки на поверхности заготовки (аноде) происходят химические реакции, превращая слой металла в химические соединения. Продукты электролиза переходят в раствор или удаляются механическим путем. К методам, получившим наибольшее распространение в промышленности, относят электрохимическое полирование, электрохимическую размерную обработку, электроабразивную и электроалмазную обработки.

Э л е к т р о х и м и ч е с к о е п о л и р о в а н и е проводится в ванне, заполненной электролитом, которым являются растворы кислот или щелочей (в зависимости от

материала обрабатываемой заготовки). Катодами при обработке служат металлические пластины. При подаче напряжения начинается процесс избирательного растворения металла поверхности заготовки. Вследствие большей плотности тока интенсивнее растворяются микровыступы. Так осуществляется сглаживание поверхности. Детали после такой обработки не имеют дефектного слоя, поэтому у них повышается коррозионная стойкость, предел выносливости и контактная прочность. Электрохимическое полирование проводится перед гальваническими покрытиями, для доводки режущего инструмента, для отделки проволоки, фольги и поверхностей деталей.

Э л е к т р о х и м и ч е с к а я р а з м е р н а я о б р а б о т к а проводится с прокачкой электролита под давлением между заготовкой и инструментом. Вновь поступивший свежий электролит способствует лучшему растворению металла поверхности заготовки и удалению

продуктов анодного растворения. Прокачка предупреждает также осаждение металла на инструменте, что сохраняет его форму и размеры, т. е. долгую работоспособность.

Съем металла проводится по всей поверхности заготовки, расположенной под инструментом. Участки заготовки, где не снимается металл, изолируются. Зазор при обработке оставляют постоянным за счет следящих систем. Электрохимическую размерную обработку применяют при изготовлении деталей сложных форм (лопатки турбин и др.), для прошивки отверстий, оформления полостей штампов и т. п.

При э л е к т р о а б р а з и в н о й и э л е к т р о а л м а з н о й о б р а б о т к а х инструментами-электродами являются электропроводящие шлифовальные круги. Между

заготовкой-анодом и инструментом-катодом за счет выступающих из связки зерен образуется межэлектродный зазор, куда подается электролит. Заготовка и шлифовальный круг совершают такие же движения, что и при механическом шлифовании. В результате обработки

большая часть припуска удаляется за счет анодного растворения (до 90% при электроабразивной и 75% при электроалмазной обработках), остальная — за счет механического воздействия абразивных или алмазных зерен. В связи с этим шероховатость поверхности деталей получается лучше, чем при обычных методах шлифования. Применяются эти разновидности электрохимической обработки для отделки труднообрабатываемых и нежестких деталей.