46. Виды электрофизической и электрохимической обработки. Достигаемые параметры.

Электрофизическая обработка (виды):

• ультразвуковая (IT 9-6/Ra 1,6-0,02)

• плазменная (IT 16-14/Ra 25-12)

• лазерная (IT 11-10/Ra 2,5-0,32)

• электроннолучевая (IT 10-9/Ra 3,2-0,8)

• электроэрозионная (которая разделяется):

  • электроискровая (IT 10-6/Ra 25-0,1)

  • электроимпульсная (IT 12-5/Ra 5-1,6)

  • электроконтактная (IT 11-10/Ra 5-0,4)

  • анодномеханическая (IT 10-6/Ra 1,6-0,02)

Электрохимическая обработка (виды):

• размерная обработка в проточном электролите (IT 9-11/Ra 3,2-0,4)

• элетрополирование (IT 9-6/Ra 0,4-0,02)

• анодногидравлическая (IT 10-8/Ra 12,5-0,8)

47) Электроэрозионная обработка металлов

Электроэрозионная обработка – обработка металлов импульсами электрического тока. Под воздействием электрического разряда на небольшой поверхности электродов возникает большая температура, разрушающая электроды, и при этом образуются углубления или лунки. Выделяют 2 вида электроэрозионной обработки: обработка размерным и безразмерным инструментом.Стадии электроэрозионной обработки:1 Стадия прохождения импульса 2) Стадия выброса металла 3)Стационарная стадия

Для создания периодически возникающих зарядов к электродам подводится электрическая энергия такой мощности, которая создаёт напряжение на электродах, равное напряжению пробоя межэлектродного промежутка. Электрическая эрозия более интенсивно проявляется при заполнении межэлектродного пространства жидким диэлектриком: минеральным маслом, дистиллированной водой, керосином и т.д. Чем меньше электродный промежуток, тем меньше требуемое пробивное напряжение. Процесс эрозии не зависит от твёрдости и вязкости материала, а зависит от:1)температуры и теплоты плавления и испарения материала2)теплоёмкости и теплопроводности материала электродов3)энергии электрических импульсов тока, длительности, амплитуды, частоты следования импульсов4)от свойств межэлектродной среды. В момент разряда в канале пробоя диэлектрика возникает температура 40000 градусов цельсия, а на поверхности электродов – 10000. Канал разряда образуется между двумя выступами на электродах, лежащих на кротчайшем расстоянии друг от друга. Следующий разряд возникает уже в другом месте, где точки на электродах оказываются ближайшими друг к другу.Производительность, точность, шероховатость поверхности при электроэрозионной обработке зависят от большого количества факторов, но важнейшими из них являются:1)энергия и длительность разряда тока2)форма инструмента3)материал детали, инструмента и диэлектрика4)взаимное расположение и размеры детали и инструмента. Чем короче во времени разряд и больше его мощность, тем большая энергия сконцентрирована в объёме разряда и тем выше образуется температура и интенсивность съёма металла. При этом режиме сильнее разрушается анод. При определенных режимах обработки можно добиться того, что эрозия одного электрода будет значительно больше, чем другого. Это явление называется полярным эффектом. Суть в том, что если материал электродов одинаковый, то при импульсах малой и средней продолжительности большая эрозия будет у анода, а при импульсах большоя продолжительности – у катода.Разновидности электроэрозионной обработки:ЭлектроискроваяЭлектроимпульснаяЭлектроконтактнаяАнодно-механическая обработка

48-49.Особенности процесса:

1.длительность импульсов τ=10-20 мкс при частоте ν=2-5кГц.

2.прямая полярность: электрод-инструмент(катод «-»), электрод-деталь(анод «+»).

3.возможность создания различных режимов обработки от черновых с производительность Ι=100-500мм³/мин с шероховатостью Rz160…Rz80 мкм до чистовых режимов с производительностью Ι =0,01-0,1мм³/мин с шероховатостью Rz6,3…Rz0,6 мкм.

4.образование на поверхности детали тонкого дефектного слоя Тчерн=0,2…0,5 мм, Тчист=0,02…0,05 мм.

5.большой износ электродов инструментов U=(50…1000)% от объема снятого материала.

Недостаток:

Невысокая стойкость инструмента

(1 инструмент – 5-10 деталей).

Инструменты:

Обычно изготавливают из электропроводных эрозионностойких и легкообрабатываемых материалов, таких как: графит, латунь, медь, алюминий.

Режимы:

В зависимости от технологических потребностей различают жесткие(обдирочные, грубые, черновые,) режимы обработки, средние(чистовые, сглаживающие) и мягкие режимы обработки.

Электроискровая обработка примен. Для получения точных деталей с высоким качеством поверхности, для изготовления и ремонта матриц, для получения отверстий для извлечения сломанного инструмента.

51. Анодно-механическая обработка - способ обработки металлов комбинированным электрохимическим и электроэрозионным воздействием электрического тока на изделие в среде электролита.

Особености процесса:

1.относ. малый износ инструмента 2-3% на чистовых и 20-30% на черновых операциях.

2.возможность обработки любых токопровод. Металлов, в том числе и сверхтвердых.

3.уменьшение отходов обработки материала по сравнению с механической обработкой.

4.низкое удельное давление инструмента на обрабатываемую деталь.

Недостатки:

1.необходимость перемещения инструмента по отношению к детали, что ограничивает область применения данного метода.

2.применение в качестве электролита жидкого стекла существенно уменьшает срок эксплуатации оборудования.

Инструмент:

Обрабатываемое изделие (анод) и электрод-инструмент (катод). В качестве инструмента используют металлические диски, цилиндры, ленты, проволоку.

Режимы:

При большой удельной мощности, подводимой в зону обработки, преобладает процесс электроэрозионного снятия металла с удалением продуктов разрушения механ. путем вращ. инструментом.(черновая анодно-механическая обработка, хар-ся большой производительностью 500-800мм³/мин, шероховатость Rz80мкм). При малой удельной мощности преобладает процесс анодного или электрохимического растворения детали с удалением продуктов растворения вращ. инструментом(чистовая анодно-механ. обработка, хар-ся малой производительностью 1-2мм³/мин, при шероховатости Rz0,8 мкм).

52.Электроабразивная и электроконтактная обработка. Принципиальные схемы, достигаемые параметры и особенности проведения обработки по каждому из методов.

Электроабразивная обработка.

А бразивный на металлич. связке 2 подключен к отриц. полюсу, а деталь 6- к положительному. В зазор между деталью и кругом, образованный зернами 1 подается электролит 3, в котором происходит анодное растворение. Продукты растворения уносятся с вращающимся кругом и частично заполняют впадины микро-неровностей 5. При износе абразивных зерен зазор между кругом и деталью увеличивается, что приводит к искровому разряду, при этом выгарает связка круга и высвобождаются новые абразивные зерна. Зазор между кругом и деталью восстанавливается и продолжается обработка. Производительность этого метода составляет 10-20 мм²/мин. Шероховатость: Rz=0,2мкм. Износ круга-10-15% от объема снятого металла. Прижоги на поверхности детали отсутствуют, т.к. деталь в процессе обработки не нагревается. Применяют при доводке деталей.

Э лектроконтактная обработка. 1Электhод-инструмент 2заготовка 3подача жидкости 4 подача тока

Электроконтактная обработка осущ. за счет эффекта повышения температуры на контактирующих участках 2-х электропроводных тел при прохождении электр. тока. Наибольший нагрев наблюдается в месте с наибольшим сопротивлением.

Электрод-деталь 2 приводится в соприкосновение с вращающимся электродом-инструментом 1 при наличии подачи СОЖ. При прохождении электрического тока через контакт инструмента 1 с заготовкой 2 происходит нагрев контактирующих участков этих тел. Из-за малого времени контакта инструмента и детали, разрушение инструмента не происходит.Деталь в месте контакта нагревается и расплавленный металл уносится из зоны контакта вращающимся инструментом. применяют метод для черновой разрезки.

53. Группу тех.проц., происходящих при наличии упругих механических колебаний с частотой, превышающей 16000Гц, называют УЗ обработкой. В производстве применяют следующие процессы: УЗ очистка поверхностей, размерная УЗочистка твёрдых и хрупких матералов; УЗ сварка и пайка; УЗ интенсификация хим. И электрохимических процессов; изготавление различный эмульсий.

Магнитострикционный эффект (изменение размеров под действием тока).Основан на свойстве магнитострекционных материалов изменять свои размеры в магнитном поле. Сжатие или растяжение происх столько раз, сколько изменяется магнитное поле.

Пьезоэлектрические преобразователи. Основаны на свойстве некоторых кристаллов(кварц, титонат бария и т.д.) сжиматься или растягиваться в эл-ом поле, силовые линии которых совпадают с направлением пьезоэлектр. оси кристаллов.

М агнитострикц. преобразователи получаются сборкой отдельных пластин в пакет. При нахождении в переменном электромагнитном поле УЗ частоты такой пакет колеблется с амплитудой 10 мкм. Для размерной обработки 30-80 мкм. Для увеличения амплитуды колебания используют концентраторы.

широким торцем концентр атор соединяется с преобразователем, к диаметрально меньшему концу концентратора присоединяется инструмент, форма которого соответствует форме отверстия у обрабатываемой детали.

УЗ размерная обработка. Является разновидностью обработки долблением. Под инструмент 1 подаётся абразив в виде водной суспензии из трубопровода 3. Колебания инструмента передаются зёрнам абразива, выкалывающий материал из поверхности заготовки 4. Размерная Уз обработка эффективна для хрупких твёрдых материалов: стекла, кварца, гранита, алмаза. Для мягких вязких мат-ов такая обработка не применяется. Точность – 6-7 квалитет, шероховатость – Rz=1,6. Съём материала происходит с поверхности детали, перпендикулярно направленной колеб-ся инструменту. Существует оборудование, позволяющее проводитьУЗфрезерование, точение, шлифование, нарезание резьбы.

УЗ сварка. Применяется для соединения тонких деталей до 2 мм без нагревания их и при небольшом давлении. Может быть точечной и шовной. Вибратор сообщает поверхностному слою колебательные поперчные движения с частотой 16-30 кГц и амплитудой в несколько мкм. В результате поперечных колебаний в зоне контакта соединяемых поверхностей происходит пластическая деформация очень малых объёмов, разрушение окисных плёнок на пов-ти, диффузия и образование общих кристаллов , соединяющих свариваемые детали. 1 УЗП, 2-концентратор УЗК, 3-сварочная головка, 4-свариванмые материалы, 5-приспособление.

У З пайка. Использ для пайки алюминия и его сплавов. У УЗ паяльника имеется преобразователь, передающий продольные колебания концентратору и головке паяльника с частотой больше 20 кГц при интенсивности колебания 25-100 ВТ/см2. При этом в расплавленном припое возникает кавитация и ударные импульсы, воздейств. на поверхности паяемых деталей, разрушая окисную плёнку. Раздробленные частицы окисной плёнки, имеющие малую удельную массу, всплывают на поверхность расплавленного припоя, который облаживает т.о. очищенную

деталь.

55-56) Лазерная и электронно-лучевая обработка. Назначение, технологические возможности, режимы обработки.

Лазерная обработка- оптическое когерентное кантовое излечение, генерируемое специальными оптическими генераторами ОКГ (оптический квантовый генератор). Такое излечение характеризуется однонаправленностью, возможностью излучать в различные оптические диапазоны.

Различают: ЛО импульсной генерации, непрерывной генерации.

В технологических целях используются импульсные и непрерывные лазеры, генерирующие энергию в ИК-области спектра.

Возможные операции: разрезка, прошивка отверстий, микролегирование, микрозакалка и др.операции с термическим воздействием на изделие.

Электронно-лучевая обработка – обработка деталей потоком свободных электронов. При неё можно достигнуть набольшей концентрации энергии на единице площади обработанной поверхности.

Обработка происходит в условиях глубокого вакуума, поэтому её можно применять к деталям, которые окисляются на воздухе.

Электроны ударяются о поверхность детали, и их кинематическая энергия переходит в тепловую. Благодаря этому могут прошиваться малые отверстия и щели, величиной до 10 мкм.