Высокоскоростные методы обработки: сверхскоростное резание, электрогидроимпульсная, магнитоимпульсная обработка.
Высокоскоростное резание основано на использовании философского закона перехода количества в качество. Когда при очень высоких скоростях резания, превышающие обычные в десятки, сотни раз, начинают проявляться новые качества (сверхпластичность), которые позволяют традиционным инструментом, но на спец. станках обрабатывать высокопрочные материалы.
Процесс шлифования наиболее близко подходит к значению критической скорости и при незначительном увеличении скорости (60 м/с) уже имеем высокоскоростное резание. Свыше 100 м/с – сверхскоростное резание, которое характеризуется повышенным качеством обработанной поверхности.
При высокоскоростном резании мы можем получить класс шероховатости до 14, точность – 4-3 квалитет.
Электрогидроимпульсная обработка
Основана на использовании высоковольтного разряда жидкости, которая позволяет непосредственно преобразовывать электрич. энергию в механическую работу.
Энергия для высоковольтного разряда накапливается батареей конденсатора. На практике применяют установки с энергией 10-30 кДж, при этом используется высокое напряжение 10-50 кВ.
Канал разряда представляет собой низкотемпературную плазму, вокруг которой образуется парогазовая полость, стремительно расширяющаяся, а на фронте ее идет ударная волна, которая совершает механическую работу.
Процесс широко применяется для выполнения всех операций штамповки, а так же выполнения сборочных работ.
|
|
|
Переменный ток повышается, выпрямляется и заряжает конденсатор.
Длительность импульса t»(50…100)×10-6 с, до 30кДж.
Процесс электрогидроимпульсной обработки экономически выгодно использовать в мелкосерийном и опытном производстве, т.к. наличие одного жесткого формообразующего элемента позволяет значительно упростить оснастку, сроки ее изготовления сокращаются от трех месяцев до нескольких дней или минут. Соответственно снижается и стоимость.
Недостатком является наличие жидкости, в которой происходит разряд. Частично для устранения данного недостатка выходная часть камеры закрывается резиновой или из полиуретана СКУ7Л диафрагмой, что позволяет упростить процесс, но при этом снижается КПД.
Магнитоимпульсная обработка
Силовым элементом является не жидкость, а магнитное поле. Установка имеет одинаковую схему с электрогидроимпульсной, но т.к. потребная энергия значительно меньше, то рабочее напряжение для зарядки конденсаторов используется до10 кВ.
Чтобы обеспечить более жесткий разряд, используют специальные малоиндуктивные высоковольтные конденсаторы. Энергия разряда, накопленная в конденсаторе выделяется в индукторе, в котором находится магнитное поле, вызывающее появление в заготовке вихревых токов Фуко. Взаимодействие двух магнитных полей приводит к совершению механической работы взаимного отталкивания или притяжения. Использование силового магнитного поля позволяет значительно упростить технологический процесс и легко его автоматизировать.
|
|
|
Применяется для формообразования тонколистовых металлов и сплавов от 0,005-0,2 мм.
Электронно-лучевая обработка. Особенности процесса, область применения, технологические возможности.
Основана на использовании кинетической энергии электронов, разогнанных до высоких скоростей в вакууме, которые при столкновении с заготовкой преобразуют свою кинетическую энергию в тепловую. При этом можно сконцентрировать поток электронов, т.е. размеры луча сделать соизмеримыми с длиной волны электрона.
Плотность энергии электронного луча в зоне контакта с деталью в 1000 раз больше, чем при электродуговой сварке, что обеспечивает высокую температуру в зоне контакта луча (до 6000°C), которая зависит от степени фокусирования луча. Высокие температуры приводят к испарению материала детали (обработка испарением).
|
|
|
Электронным лучом можно выполнять множество операций: вырезка шаблонов с высокой точностью, сложных профилей на тонколистовых заготовках, прошивка отверстий малых размеров (позволяет изготавливать сетки для механического разделения газов). Отверстия при прошивке электронным лучом имеют на входе и на выходе разные размеры.
Недостатком является необходимость вакуумирования рабочего пространства, а также изготовление рабочей камеры из специальных высокопрочных материалов (нержавеющая сталь).
Обработки лучом лазера
Этого недостатка лишена схема обработки лучом лазера, который может работать в любой незапыленной атмосфере. Источник светового потока – квантооптический генератор (лазер), активным телом которого может быть углекислый газ, жидкость или твердое кристаллическое тело.
Наибольшее распространение получили твердотельные лазеры (рубиновые, на неодимовом стекле) в виду их компактности и высокого КПД, однако мощность в импульсе не более 1 кВт.
Схема рубинового лазера
Атомы хрома в кристалле возбуждаются мощным энергетическим полем (магнитным или световым). По окончании возбуждения электроны возвращаются на прежнюю орбиту, при этом каждый из них выделяет квант энергии видимого излучения, т.е. световой поток, который фокусируется линзой.
|
|
|
Сфокусированный луч может создать в зоне контакта с деталью температуру до 6000°C, что позволяет обрабатывать детали за счет испарения материала. Степень нагрева материала зависит от фокусировки луча, поэтому лучом лазера можно выполнять множество операций гравировки, вырезки, разрезки, сварку деталей, термообработку. Закаленная поверхность детали благодаря малому времени нагрева и малой величине очага нагрева практически не имеет на поверхности внутренних термических напряжений. Однако время термообработки получается значительным.
Точность отверстий по IT9, шероховатость – 6-7 класс. Применяется для гравировки.
Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 540; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!