Анодная механическая обработка
Представляет собой сложный процесс, состоящий из трех независимых процессов, неразрывно связанных между собой и представляющих единое целое. Это механическое воздействие, электроэрозионная обработка и электрохимическая обработка.
Процесс анодной механической обработки можно накладывать на любой процесс традиционной обработки и получать анодно-механическое точение, фрезерование и т.д. Наибольшее распространение получил процесс анодно-механической резки, который незначительно уступает по производительности электроконтактной резке, но обеспечивает более высокое качество поверхности резца (5-7 класс).
Обработка производится быстро вращающимся диском со скоростью до 30 м/с (Æ 1 мм и более, толщина 2-4 мм).
При контакте инструмента с деталью начинает протекать электрический ток и начинается процесс электрохимического растворения. В результате на поверхности детали образуется окисная пленка, плохо проводящая электрический ток. Быстро вращающийся диск механическим воздействием срывает окисную пленку. В момент срыва происходит электроэрозионное разрушение и начинает протекать электрический ток, а следовательно, электрохимические процессы. Снова на поверхности детали образуется окисная пленка, которая срывается механическим воздействием. Цикл постоянно повторяется.
Процесс обеспечивает значительно большую производительность, чем электрохимическая обработка, но более низкое качество поверхности (5-7 класс шероховатости). Применяется для обработки труднообрабатываемых материалов, обработка крупногабаритных деталей (прорезка канавок в каландровых валах бумагоделательных машин).
|
|
|
Высокоскоростные методы обработки
Высокоскоростное резание основано на использовании философского закона перехода количества в качество. При исследовании на высоких скоростях резания было обнаружено, что после критического значения скорости наблюдается уменьшение работы пластической деформации, расходуемой на процесс резания, а также снижение температуры в зоне резания, что вызвано одним из положительных свойств проявления закона, т.е. появление у материала детали сверхпластичности.
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 – 10-14 и выше. Для этого используют специальное оборудование, станки для высокоскоростного шлифование или точения, которые позволяют исключить трудоемкие отделочные операции, снизить себестоимость обработки детали как у обычных материалов, так и высокопрочных.
|
|
|
Электрогидроимпульсная обработка
Является процессом, в котором используются высокие скорости пластического деформирования. Источником энергии является энергия высоковольтного разряда в жидкости.
Энергия для высоковольтного разряда накапливается батареей конденсатора. На практике применяют установки с энергией 10-30 кДж, при этом используется высокое напряжение 10-50 кВ.
Энергия, накопленная батареей конденсатора, может выделяться в закрытом или открытом объеме. КПД составляет 10-30 %. Процесс высоковольтного разряда является непосредственным преобразованием электрической энергии в механическую работу, т.к. в момент разряда между электродами канал разряда представляет собой низкотемпературную плазму, вокруг которой образуется парогазовая полость, стремительно расширяющаяся и создающая в жидкости (водопроводная вода) импульсно высокие давления, величина которых может быть до 10000 атм. Длительность импульса t»(200…400)×10-6 с. Такое же время необходимо для деформации заготовки, т.е. мы имеем процесс высокоскоростного деформирования.
|
|
|
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.
Для пластического деформирования тонколистовых материалов удобнее применять высокоэнергетические установки, в которых силовым элементом является не жидкость, а магнитное поле, т.е. использовать процесс магнитной импульсной обработки. 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 батареи конденсаторов выделяется в индукторе. Для деформирования плоских заготовок используется плоский индуктор. Для изготовления трубчатых деталей используются трубчатые индукторы.
|
|
|
При прохождении электрического тока через индуктор в нем наводится переменное магнитное поле, которое образует в заготовке вихревые токи Фуко, имеющие свое магнитное поле. 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.
Обработка электронным лучом
Основана на использовании энергии электронов, разогнанных до высоких скоростей, 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).
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.
Не практике находят применение газовые лазеры (N £ 40 кВт), твердотельные лазеры (рубиновые, на неодимовом стекле).
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: 97; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!