Станки и инструменты О компании
Бизнес
Статьи
Контакты
Заказать
Станки и инструменты Станки и инструменты  
Станки и инструменты  
Каталог
Металлорежущее оборудование
Кузнечно-прессовое и раскройно-заготовительное оборудование
Чешские станки "Прома"
Оснастка и приспособления к станкам
Металлообработка

Электрофизические способы обработки

Электроэрозионная обработка основана на физическом явлении, при котором материал одного или обоих электродов под действием происходящего между ними электрического импульсного разряда разрушается и на поверхности электродов образуются лунки

Причина появления лунок - локальный нагрев электродов до весьма высокой температуры. При сближении двух электродов и подключении к ним напряжения, достаточно го для пробоя образовавшегося межэлектродного промежутка, возникает электрический разряд в виде узкого проводящего канала (столба) с температурой, измеряемой тысячами и десятками тысяч градусов. У оснований этого канала наблюдается разрушение (оплавление, испарение) материала электродов. Жидкая среда обеспечивает возникновение динамических усилий, необходимых для удаления разрушаемого материала; охлаждая электроды, жидкость стабилизирует процесс. Наиболее часто в качестве среды применяют нефтепродукты: трансформаторное и веретенное масла, керосин.Основными разновидностями электроэрозионного метода являются электроискровая и электроимпульсная обработка.

Электроискровая обработка отличается широким диапазоном режимов обработки - от черновой производительностью 1,5 - 10 мм3/с при шероховатости обработанной поверхности Rz = 160 - 40 мкм до отделочной производительностью около 0,001 мм3/с при шероховатости поверхности Ra = 1,25 - 0,16 мкм.

Характерные черты этого процесса: сравнительно низкая производительность обработки, большой износ электрод-инструментов, применение преимущественно релаксационных схем генерирования импульсов длительностью 10 - 200 мкс при частоте 2 - 5 кГц, использование прямой полярности, образование на обрабатываемой поверхности тонкого дефектного слоя толщиной 0.2 - 0.5 мм на черновых и 0.02 - 0,05 мм на чистовых режимах. Значительный износ электродов ограничивает технологические возможности этого метода.

Электроискровой метод применяется в машиностроении и инструментальном производстве при обработке заготовок небольших размеров, изготовлении твердосплавных матриц, штампов, обработке отверстий малого диаметра, шлифовании, растачивании профильными электрод-резцами. Инструмент является катодом, а обрабатываемая заготовка - анодом. Напряжение сети при обработке не превышает 250 В.

Обычно профиль инструмента соответствует профилю обрабатываемого контура, но возможно вырезание непрофилированной проволокой различных контуров. Материал инструмента чаще всего - медь Ml, M2, медный сплав МЦ-1, алюминий и его сплавы.

Особенностью процесса является значительный износ инструмента (износ катода соизмерим с износом анода).

Электроимпульсная обработка. Режимы электроимпульсной и электроискровой обработки существенно различны. При электроимпульсной обработке применяют пониженные напряжения и относительно большие -значения средних токов, а частота тока, питающего разрядный межэлектродный промежуток, стабильна.

Электроимпульсная обработка характеризуется: применением униполярных импульсов тока длительностью 0,5 - 1,0 мкс, скважностью 1-10; высокой производительностью: 100-300 мм3/с на грубых режимах с большой шероховатостью обрабатываемой поверхности и на более мягких режимах с шероховатостью поверхности Rz = 80 - 40 мкм; малым относительным износом электрод-инструментов, составляющим для графита 0,1- 0,5%; применением обратной полярности (присоединения электрод-инструмента к положительному полюсу источника тока); применением в качестве источника тока преимущественно машинных генераторов импульсов низкой и средней частоты (400-3000 Гц); работой обычно с низким напряжением (25-30 В) и большой силой тока (50-5000 А).Различное влияние импульсных разрядов на металлы и сплавы зависит от их теплофизических констант: температуры плавления, и кипения, тепло проводности, теплоемкости и т. д.

Электроконтактная обработка основана на механическом разрушении или формоизменении металлических поверхностей, производимом одновременно с нагревом или расплавлением этих поверхностей электрическим током. При этом методе в месте контакта двух токопроводящих поверхностей выделяется тепло ввиду повышенного сопротивления, а также электрического разряда.

Разрушение поверхности заготовки при обработке с напряжением свыше 10 В (до 20 - 22 В) происходит в значительной части или полностью в результате электродугового процесса - возникновения множества микро-дуг в месте контакта микронеровностей поверхностей электродов (инструмента и заготовки). Движущийся инструмент в этих случаях не только подводит ток и удаляет размягченный металл, но и благодаря вибрации способствует возникновению множества прерывистых контактов, необходимых для образования дуговых разрядов.

Основной особенностью электроконтактной обработки является высокая производительность процесса при низком качестве обработки. Производительность может достигать 3000 мм3/с при грубой поверхности и глубине измененного слоя в несколько миллиметров. На мягких режимах производительность составляет около 1 мм3/с при шероховатости поверхности Rz = 80 4- 20 мкм и глубине микротрещин на твердых сплавах или закаливающихся сталях до 0,3 - 0,5 мм. Во всех случаях отмечаются наплывы на кромках обработанной поверхности.

Электроконтактная обработка может выполняться как в воздушной, так и в жидкой среде. Производительность обработки почти линейно растет с увеличением напряжения и мощности источника питания, Этот метод применяют в основном для обработки крупногабаритных изделий. Он может быть использован для зачистки литейных поверхностей и сварных швов.

Ультразвуковая обработка. Ультразвуковыми условно называют большую группу технологических процессов и операций разнообразного, назначения, осуществляемых с обязательным присутствием механических упругих колебаний с частотой выше 16-18 кГц. В одних процессах ультразвуковые колебания используются для передачи в зону обработки необходимого количества энергии (размерная ультразвуковая обработка твердых материалов), в других служат средством интенсификации процессов (химических и электрохимических).

Ультразвуковая размерная обработка - это направленное разрушение твердых и хрупких материалов при помощи мельчайших зерен абразивного порошка, вводимых в виде суспензии в зазор между торцом - специального инструмента и заготовкой и колеблющихся с ультразвуковой частотой. Под ударами зерен абразива складываются мелкие частицы материала с поверхности заготовки. Обрабатываемая площадь и наибольшая глубина обработки зависят от сечения и свойств магнитострикцнонного материала, из которого изготовлен двигатель-преобразователь, Износ инструмента определяет срок его службы и оказывает существенное влияние на точность обработки. Изнашивание в продольном направлении происходит из-за разрушения торца инструмента при ударах по абразивным зернам и зависит от физико-механических свойств материала инструмента, а также от зернистости абразива. Поперечный износ является следствием побочного резания, которое совершается между боковой поверхностью инструмента и стенкой обрабатываемого отверстия, и зависит от величины паразитных колебаний инструмента в поперечном направлении, геометрии и профиля инструмента.

Ультразвуковой обработке поддаются хрупкие материалы (стекло, твердые сплавы и т. п.). частицы которых скалываются ударами зерен абразива. Вязкие материалы (незакаленная сталь, латунь) плохо обрабаты ваются ультразвуковым способом, так как в этом случае не происходит сколов.Корпус 1 головки охлаждается водой, которая циркулирует по внутренним каналам. При прохождении по обмотке 2 переменного тока в сердечнике 3 возникают продольные колебания. Сердечник изготовляется из : материала, изменяющего длину при помещении его в переменное электромагнитное поле (явление магнитострикции). Колебания усиливаются в концентраторе 4 и передаются на инструмент 5 для обработки заготовки 6. Между инструментом и заготовкой находится абразивная суспензия. Ультразвуковая обработка используется в основном для изготовления отверстии разнообразного профиля в труднообрабатываемых материалах, а также для гравировки и маркировки. Материалом инструмента служит латунь, медь, чугун. Профиль инструмента соответствует профилю обрабатываемого отверстия.Светолучевая обработка материалов проводится при помощи светового луча, излучаемого ОКГ - оптическим квантовым генератором (лазером). Одним из важнейших элементов твердотельного ОКГ является рубиновый (или иной) стержень (кристалл), содержащий небольшое количество атомов хрома, и газоразрядная лампа. Кратковременные вспышки лампы 1 возбуждают часть атомов стержня, приводя их в высшее энергетическое состояние за счет поглощения света. Возбужденные атомы могут отдавать свою энергию соседним атомам, которые в свою  очередь переходят на более низкий энергетический уровень с мощным излучением волн различных направлений. Волна, идущая вдоль оси кристалла, многократно отражается от его плоско-параллельных торцов и быстро усиливается. Через полупрозрачный (нижний) торец стержня выходит мощный импульс красного света, проходящий через диафрагму 2, оптическую систему 3 и защитное стекло 4 на поверхность детали 5.

Энергия излучения ОКГ промышленного типа невелика - 10-100 Дж, а КПД составляет 0,1 - 1%. Температура в точке приложения луча достигает величины 5500-9000 К, достаточной для расплавления и превращения в пар любого материала. Больших значений температура достигает у материалов с высокой теплопоглощающей способностью, а меньшие значения имеет у материалов, полупрозрачных с высокой отражательной способностью. Обрабатываемость различных материалов световым лучом определяется в основном теплофизическими свойствами материалов (температура плавления и кипения, теплоемкость, теплопроводность).

Светолучевая обработка характеризуется высокой импульсной мощностью излучения и возможностью создания чрезвычайно высокой плотности энергии на небольшой площадке (0,01 мм). Длительность излучения ОКГ в зависимости от режима работы может колебаться в пределах 0,1 - 1,0 мкс. При работе в импульсном режиме продолжительность импульсов составляет 10-500 мкс.

Промышленное использование ОКГ для размерной обработки материалов ограничивается образованием отверстий диаметром от 10 до 0,5 мкм и глубиной до 0,5 мм в нержавеющей стали, вольфраме, алмазе и других труднообрабатываемых материалах.

Ростовский станок

 

Назад

Контактная информация:
Адрес: 196105, Санкт-Петербург, пр. Ю. Гагарина, д. 1, оф. 538
Телефоны: (812) 454-94-37, (812) 923-10-31
e-mail: pbt-spb@yandex.ru
Rambler's Top100