25)Як здійснюється процес електроімпульсної обробки?

Електроімпульсний спосіб руйнування гірських порід полягає у використанні ефекту вибухової дії каналу розряду при електричному пробої матеріалу за допомогою імпульсної високої напруги. Специфічною особливістю реалізації цього способу є створення умов для проникнення розряду у тверде тіло в системі накладених на його поверхню електродів. Зазвичай електрична міцність твердих діелектриків (гірської породи) перевищує міцність рідких, і тим більше газоподібних діелектриків, і при постійній або змінній напрузі в такій системі відбувається розряд по поверхні твердого тіла з мінімальною руйнуючою дією. Особливістю імпульсної електричної міцності різних середовищ, яка описується вольт-секундними характеристиками, є те, що зі зменшенням часу експозиції імпульсної напруги міцність рідких діелектриків зростає швидше, ніж твердих. В інтервалі часу впливу менше 10–6 с має місце інверсія співвідношення електричної міцності середовищ і електрична міцність діелектричних рідин і навіть технічної води зростає настільки, що стає більшою міцності твердих діелектриків і гірських порід. В цих умовах у системі електродів, накладених на поверхню твердого тіла, буде мати місце проникнення розряду в поверхневий шар і руйнування його вибуховою дією каналу розряду. Отже, фізична суть електроімпульсного способу обробки твердихдіелектричних і напівпровідникових матеріалів полягає в тому, що при розташуванні електродів на одній поверхні матеріалу в середовищі діелектричних рідин (навіть води) при тривалості впливу імпульсу напруги до пробою не більше одиниці мікросекунд відбувається проникнення каналу розряду у тверде тіло і його пробій. При пробої відбувається мікроелектровибух у твердому тілі з утворенням відколотої поверхні. Руйнування твердого тіла здійснюється за рахунок сумарної дії напруг, які створюються навколо каналу електричного пробою внаслідок високого тиску, що розвивається в ньому, та напруг, які виникають у середовищі при поширенні ударних й акустичних хвиль (рис. 10.1). Інструментом, який руйнує тверде тіло, є плазма каналу пробою. Електродна система при цьому практично не зношується. Таким чином, замість спеціальних абразивних матеріалів для робочого інструменту можна використовувати звичайну сталь.

26. Як здійснюються процеси анодно-механічної та електроконтактної обробки? _ Анодно-механічна обробка об'єднує два різних процеси впливу на метал, один із яких є сполученням електрохімічного розчинення з механічним видаленням продуктів розчинення (так звана “чистова)) анодно-механічна, электроабразивна, электроалмазна обробка і т.п.), а інший - сполученням электроэрозійного руйнування з механічним видаленням продуктів руйнування і механічної генерації імпульсів струму- (“чорнова)) анодно-механічна обробка). По прийомах проведення, устаткуванню й умовам протікання ці процеси близькі і можуть переходити з одного в інший тільки лише зміною режимів. Принципово анодно-механічний метод може замінити майже всі операції обробки металів різанням. Однак практично застосовувати її доцільно лише в тих випадках, коли обробити різанням метали і сплави з високими показниками механічних властивостей важко або неможливо. Найбільше поширення одержали різання і чистова анодно-механічна обробка.

Особливості анодно-механічної обробки:

висока продуктивність на жорстких (“грубих))), режимах. що досягає 2000-6000 мм3/мин при чистоті поверхні 3—4-го класу, і висока чистота поверхні на м'яких режимах, що досягає 10—11-го класу при невеликій продуктивності 1-2мм3/хв.

малий відносний знос електрода-інструмента, звичайно не перевищуючий 20-30% на грубих і 2-3% на чистових режимах.

можливість обробки металевих і металокерамічних матеріалів будь-якої твердості',

знижена кількість відходів у порівнянні з механічною різкою і дрібнодисперсний характер відходів;

можливість широкого регулювання режимів від чорнового до чистового без припинення обробки, не знімаючи деталі з верстата;

низький питомий тиск інструмента на оброблювану заготовку;

необхідність взаємного відносного переміщення інструмента й оброблюваної деталі, що обмежує область технологічного використання методу головним чином процесами різання і шліфування;

застосування в якості робочого середовища рідкого скла ускладнює експлуатацію анодно-механічного устаткування.

Сутність методу. Принципова схема анодно-механічної обробки показана на рис. 5. При зближенні майже до зіткнення електродів 1 і 4 (1 - оброблюваний виріб, 4 - інструмент) і наявності між ними електроліту 3 під час проходження струму відбувається руйнування електрода, з'єднаного з позитивним полюсом джерела струму (анода). Це руйнування обумовлюється при низьких щільностях струму анодним розчиненням металу (рис. 5, а) і переходом його в іонний стан (у виді солей, гідроокисей і т.п.), а при високих щільностях - електроерозійним руйнуванням металу

Якщо електроди нерухомі, процес швидко сповільнюється, тому що продукти , що утворяться 2, погано проводять струм і ізолюють один електрод від іншого. Якщо ж, прикладати невеликі механічні зусилля, видаляти продукти розчину рухом електрода-інструмента 4, то процес протікає безупинно, необхідна обробка здійснюється незалежно від його твердості.

При невисоких щільностях струму метал віддалиться тільки за рахунок електрохімічного розчинення і механічного видалення продуктів , що утворилися. При високих щільностях струму помітну роль грає електроерозійне руйнування теплом, що виділяється при електричних розрядах, що виникають між окремими крапками поверхні катода-інструмента й оброблюваного виробу.Обов'язковими умовами є присутність електроліту між оброблюваною деталлю й інструментом і високою швидкістю їхнього відносного переміщення.Інструменту повідомляються головний робочий рух щодо деталі і рух подачі.Останнє здійснюється так, щоб зазор між інструментом і деталлю був заповнений тонким прошарком електроліту, що запобігає безпосередній контакт між інструментом і деталлю, незважаючи на наявність тиску між ними.

При малому зазорі ланцюг постійного струму замикається через виступаючі нерівності поверхні і починається знімання металу. Якщо напруга низька, то знімання відбувається за рахунок анодного розчинення. Продуктивність в умовах анодного розчинення при механічному видаленні плівки дуже низкаВ одну хвилину знімається не більше 0,03-0,05 мм. Ця особливість використовується при чистових операціях.

При підвищених напругах і великій силі струму знімання відбувається за рахунок электротермічної дії струму. Кількість тепла,яке виділяється струмом при проходженні від деталі до інструмента, достатня для плавлення вершин нерівностей поверхні через значну щільність струму на малих площах ділянок, що контактують. Розплавлені частки металу у виді розпечених кульок виносяться інструментом, що рухається, із зони обробки. Продуктивність при цьому значно зростає. Отже, при анодно-механічній обробці продуктивність процесу і якість поверхні регулюються зміною електричного режиму. В міру знімання металу повинна здійснюватися подача інструмента або деталі в напрямку врізання.

Особливістю даного процесу є відсутність одночасного плавлення великих поверхонь і його короткочасність, завдяки чому запобігається проникнення тепла в метал. Електричний струм проходить в окремих крапках оброблюваної поверхні, де шар плівки найбільш тонкий; тут лише через утворення мікро-дуг і розвивається висока температура. Внаслідок локальності і короткочасності процесу тепловий вплив на метал обмежується тонким поверхневим шаром, у якому можуть відбуватися структурні зміни. Оплавлення окремих виступів поверхні розподіляється тільки за часом, тому процес знімання металу протікає безперервно.