Електрофизичке методе обраде метала

Широка употреба материјала који се тешко обрађују за производњу машинских делова, сложеност дизајна ових делова, у комбинацији са све већим захтевима за смањењем трошкова и повећањем продуктивности, довели су до развоја и усвајања метода електрофизичке обраде.

Електрофизичке методе обраде метала заснивају се на коришћењу специфичних појава које проистичу из дејства електричне струје за уклањање материјала или промену облика радног предмета.

Основна предност електрофизичких метода обраде метала је могућност њихове употребе за промену облика делова од материјала који се не могу обрадити резањем, а ове методе се обрађују у условима минималних сила или у њиховом потпуном одсуству.

Важна предност електрофизичких метода за обраду метала је независност продуктивности већине њих од тврдоће и крхкости обрађеног материјала.Интензитет рада и трајање ових метода за обраду материјала повећане тврдоће (ХБ> 400) мањи су од интензитета рада и трајања резања.

Електрофизичке методе обраде метала покривају скоро све операције обраде и нису инфериорне у односу на већину њих по постигнутој храпавости и тачности обраде.

Третман метала електричним пражњењем

Обрада електричним пражњењем је врста електрофизичке обраде и одликује се чињеницом да се промене облика, величине и квалитета површине дела јављају под утицајем електричних пражњења.

Електрична пражњења настају када импулсна електрична струја прође кроз размак ширине 0,01 - 0,05 мм између електроде радног предмета и електроде алата. Под утицајем електричних пражњења, материјал радног предмета се топи, испарава и уклања се из међуелектродног размака у течном или парном стању. Слични процеси уништавања електрода (детаља) називају се електрична ерозија.

Да би се побољшала електрична ерозија, празнина између радног предмета и електроде је испуњена диелектричном течношћу (керозин, минерално уље, дестилована вода). Када је напон електроде једнак пробојном напону, у средини се између електроде и радног предмета формира проводни канал у облику цилиндричног подручја испуњеног плазмом са малим попречним пресеком са густином струје од 8000-10000 А. / мм2. Висока густина струје, одржавана 10-5 — 10-8 с, обезбеђује температуру површине радног предмета до 10.000 — 12.000˚Ц.

Метал уклоњен са површине радног предмета се хлади диелектричном течношћу и учвршћује у облику сферних гранула пречника 0,01 — 0,005 мм.У сваком следећем тренутку, струјни импулс пробија међуелектродни размак на месту где је размак између електрода најмањи. Непрекидно снабдевање струјним импулсима и аутоматски приступ електроде алата електроди радног предмета обезбеђују континуирану ерозију све док се не достигне унапред одређена величина обратка или се уклони сав метал радног предмета у међуелектродном размаку.

Начини обраде електричног пражњења су подељени на електричну искру и електрични импулс.

Режими електроспаре карактерише употреба варничких пражњења кратког трајања (10-5 ... 10-7с) са равним поларитетом повезивања електрода (детаљ "+", алат "-").

У зависности од јачине варничких пражњења, режими се деле на тврде и средње (за претходну обраду), меке и екстремно меке (за завршну обраду). Употреба меких режима обезбеђује одступање димензија дела до 0,002 мм са параметром храпавости обрађене површине Ра = 0,01 μм. Начини електричних варница се користе у обради тврдих легура, метала и легура тешко обрадивих, тантала, молибдена, волфрама итд. Обрађују пролазне и дубоке рупе било ког попречног пресека, рупе са закривљеним осовинама; помоћу жичаних и тракастих електрода исеците делове из празних листова; окрњени зуби и нити; делови су полирани и брендирани.

За обављање обраде у електроискрим режимима користе се машине (види слику), опремљене РЦ генераторима, који се састоје од напуњеног и испражњеног кола.Коло за пуњење укључује кондензатор Ц, који се пуни кроз отпор Р из извора струје напона 100-200 В, а електроде 1 (алат) и 2 (део) су паралелно са кондензатором прикључене на струјни круг. Ц.

Чим напон на електродама достигне напон пробоја, кроз међуелектродни зазор долази до варничног пражњења енергије акумулиране у кондензатору Ц. Ефикасност процеса ерозије се може повећати смањењем отпора Р. Константност међуелектродног зазора. одржава се посебним системом за праћење, који контролише механизам за аутоматско кретање алата од бакра, месинга или угљеничних материјала.

Електрична машина за варнице:

Електроискринско сечење зупчаника са унутрашњом мрежом:

Режими електричних импулса који се одликују употребом импулса дугог трајања (0,5 ... 10 с), што одговара лучном пражњењу између електрода и интензивнијем уништавању катоде. С тим у вези, у електричним импулсним режимима, катода је повезана са радним предметом, што обезбеђује веће перформансе ерозије (8-10 пута) и мање хабање алата него у режимима електричне варнице.

Најцелисходније поље примене електричних импулсних режима је претходна обрада радних предмета сложених облика (матрице, турбине, лопатице итд.) од тешко обрадивих легура и челика.

Електрични импулсни режими се реализују инсталацијама (видети сл.), у којима униполарни импулси из електричне машине 3 или електронски генератор… Појава Е.Д.С.индукција у магнетизованом телу које се креће под одређеним углом у односу на смер осе магнетизације омогућава добијање струје веће величине.

Обрада метала зрачењем

Врсте обраде зрачењем у машинству су обрада електронским или светлосним снопом.

Обрада метала електронским снопом заснива се на термичком ефекту струје покретних електрона на обрађени материјал, који се топи и испарава на месту обраде. Овако интензивно загревање је узроковано чињеницом да се кинетичка енергија покретних електрона, када ударе у површину радног предмета, скоро потпуно трансформише у топлотну енергију, која, концентрисана на малој површини (не више од 10 микрона), изазива да се загреје до 6000˚Ц.

Током димензионалне обраде, као што је познато, постоји локални ефекат на обрађени материјал, који се током обраде електронским снопом обезбеђује импулсним режимом протока електрона са трајањем импулса од 10-4 ... 10-6 с и фреквенцијом. од ф = 50 … 5000 Хз.

Висока концентрација енергије током обраде електронским снопом у комбинацији са импулсним деловањем обезбеђује услове обраде где се површина радног комада који се налази на удаљености од 1 микрона од ивице електронског снопа загрева до 300˚Ц. Ово омогућава употребу машинске обраде електронским снопом за сечење делова, израду мрежастих фолија, сечење жлебова и обраду рупа пречника 1-10 микрона у деловима направљеним од материјала који се тешко обрађују.

Специјални вакуум уређаји, такозвани електронски топови (види слику), користе се као опрема за третман електронским снопом.Они генеришу, убрзавају и фокусирају електронски сноп. Електронски топ се састоји од вакуумске коморе 4 (са вакуумом 133 × 10-4), у којој је уграђена волфрамова катода 2, напајана високонапонским извором 1, која обезбеђује емисију слободних електрона који се убрзавају електрично поље створено између катоде 2 и анодне мембране 3.

Електронски сноп затим пролази кроз систем магнетних сочива 9, 6, електрични уређај за поравнање 5 и фокусира се на површину радног предмета 7 постављеног на координатни сто 8. Импулсни режим рада електронског пиштоља обезбеђује систем који се састоји од генератора импулса 10 и трансформатора 11.

Метода обраде светлосног снопа заснива се на коришћењу топлотних ефеката емитованог светлосног снопа са високом енергијом оптички квантни генератор (ласер) на површини радног предмета.

Димензиона обрада уз помоћ ласера ​​састоји се у формирању рупа пречника 0,5 ... 10 микрона у тешко обрадивим материјалима, изради мрежа, сечењу лимова од сложених профилних делова итд.