Глава 11. Электрофизические и электрохимические

МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ

§ 68. Общие сведения

1. Назначение электрофизических и электрохимических мето­дов обработки. В современном машиностроении все более широко используются жаропрочные, нержавеющие, магнитные и другие труднообрабатываемые стали, а также твердые сплавы, полупро­водниковые материалы, рубины, ферриты, кварц и др. Обработка их механическими методами чрезвычайно затруднена, а иногда и невозможна. В связи с развитием обработки металлов давлением, точного литья, широким использованием пластических масс во мно­го раз увеличилась потребность в штампах, пресс-формах и других изделиях с деталями сложной формы, обработка которых весьма трудоемка и сложна. В некоторых современных машинах и при­борах иногда встречаются детали, которые не могут быть обработаны механическими методами (например, отверстия и фасонные прорезы особо малых размеров, соединительные каналы в труднодоступных местах). Для обработки труднообрабатываемых материалов, а так­же деталей сложной формы с успехом используются электрохими­ческие и электрофизические методы размерной обработки. Эти ме­тоды основаны на различных физико-химических процессах энерге­тического воздействия на твердое тело, при котором от него отде­ляются частицы и получается деталь с заданными размерами и формой.

2. Основные виды электрофизической и электрохимической об­работки. В зависимости от используемых физико-химических про­цессов эти методы обработки можно подразделить на четыре группы:

1. Электроэрозионные методы обработки токопроводящих мате­риалов (металлов и сплавов), основанные на использовании пре­образуемой в тепло энергии электрических разрядов, возбуждаемых между инструментом и заготовкой. Различают четыре основные раз­новидности электроэрозионной обработки: электроискровую, элек- троимпульсную, электроконтактную и анодно-механическую.

2. Электрохимическая обработка металлов и сплавов, основан­ная на преобразовании электрической энергии в энергию химиче­ских связей. При этом металл заготовки превращается в легко уда­ляемые из зоны обработки химические соединения (анодное рас­творение).

3. Ультразвуковая обработка, основанная на импульсном удар­ном механическом воздействии на материал с частотой свыше 16 кГц. Этим методом обрабатывают твердые и хрупкие мате­риалы.

4. Лучевые способы обработки, основанные на съеме материала заготовки при воздействии на нее концентрированных лучей с вы­сокой плотностью энергии, которая в зоне обработки преобразуется в тепло. К ним относятся обработка сфокусированными световыми, электронными или ионными лучами.

3. Достоинства и применение электрофизических и электрохими­ческих методов обработки. Электрофизические и электрохимиче­ские методы обработки по сравнению с другими методами обладают рядом достоинств:

1. этими методами можно обрабатывать различные материалы, обладающие наиболее высокими физико-механическими свойствами, обработка которых другими методами невозможна или весьма за­труднительна;

2. благодаря простоте кинематики формообразования можно этими методами вести обработку, которую невозможно осуществить другими способами (глухие фасонные отверстия, полости сложной формы, отверстия с криволинейной осью; отверстия диаметром порядка десятых и сотых долей миллиметра);

3. возможность отображения (копирования) формы инструмента сразу по всей обрабатываемой поверхности заготовки при простом поступательном перемещении инструмента;

4. при обработке практически нет силового воздействия на за­готовку;

5. обработку этими методами легко автоматизировать.

Однако имеются факторы, ограничивающие применение элек­трофизических и электрохимических методов обработки. При механической обработке обычных конструкционных материалов в большинстве случаев производительность и точность оказываются более высокими, а шероховатость поверхности меньшей. Поэтому электрофизические и электрохимические методы используются преимущественно при обработке труднообрабатываемых матери­алов и сложных по профилю деталей. Тем не менее они оказывают влияние на развитие ряда отраслей промышленности (производство штампов, пресс-форм, турбинных лопаток, электронной аппара­туры и др.). Они открывают новые возможности в создании надеж­ных и долговечных машин и аппаратов и в ряде случаев являются единственно возможными методами решения сложных технологиче­ских задач.