Электрофизические, электрохимические и комбинированные методы обработки материалов

Классификация физико-химических способов обработки материалов. Электроэрозионная обработка металлов. Размерная электрохимическая обработка. Ультразвуковая, светолучевая и электроннолучевая обработка материалов. Комбинированные методы обработки металлов.

Рубрика Производство и технологии
Вид реферат
Язык русский
Дата добавления 29.01.2012
Размер файла 7,3 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Алмазные зерна обычно закрепляют в форме кольца на внешней окружности инструмента или вдавливают их в наружную поверхность оправки. Инструмент 2 и заготовку 3 подключают к полюсам источника питания.

В процессе обработки инструмент вращают и подают на врезание со скоростью .

Электролит подают поливом на поверхность, либо прокачивают через внутреннюю полость инструмента. В последнем случае он должен иметь поры для протекания жидкости. Благодаря вращению инструмента электролит протекает через зазор со скоростью до 15...20 м/с.

Следовательно, в пространстве между инструментом 2 и заготовкой 3 имеются все условия для интенсивного процесса ЭХО: малые зазоры, достаточная скорость протекания электролита, возможность протекания тока.

Выступающие зерна в зависимости от усилия прижима инструмента к заготовке удаляют как срезаемый материал заготовки, так и продукты анодного растворения.

Во втором случае, когда используют диэлектрический абразивный круг 1, то напряжение подают на специальный электрод-инструмент 3. Такую разновидность метода называют ААО электронейтральным инструментом.

Рисунок 20 -- Схема анодно-абразивного шлифования электронейтральным инструментом

1 - абразивный круг; 2 - заготовка; 3 - электроинструмент.

Он может применяться для шлифования, полирования, притирки, хонингования, суперфинишных операций.

Здесь уже необходимы специальные устройства для поддержания зазора между электродом-инструментом 3 и заготовкой 2.

С этой целью обычно используют диэлектрические упоры. При шлифовании абразивный инструмент (круг) 1 имеет скорость до 25...30 м/с.

Круг и электрод-инструмент 3 подают к заготовке 2 со скоростью . Электролит поступает через зазор со скоростью .

Процесс съема металла протекает за счет абразивного съема и анодного растворения.

При операции притирки вместо абразивного инструмента может применяться притир из пластмассы или дерева. Притир служит только для механического удаления пленки оксидов с обрабатываемой поверхности и способствует ускорению процесса анодного растворения заготовки.

При ААО несвязанным абразивом абразивные зерна не связаны с заготовкой или инструментом. Их называют свободными. Зерна могут и не иметь абразивных свойств, тогда их называют наполнителем.

Рисунок 21 -- Схема анодно-абразивной обработки свободным абразивом

1 - заготовка; 2 - свободный абразив; 3 - инструмент

Абразивные зерна или наполнитель 2 вместе с электролитом подают в зазор между токопроводящим инструментом 3 и заготовкой 1.

Абразив перемещается инструментом со скоростью , удаляет часть припуска и вместе с электролитом выносит продукты анодного растворения из зазора. Требуемый зазор поддерживается абразивными зернами, находящимися между инструментом 3 и заготовкой 1.

Если необходимо только удалить пленку, вызывающую пассивацию обрабатываемой поверхности, применяют наполнитель из фарфоровых, стеклянных или пластмассовых шариков, диаметр которых меньше заданного значения зазора между инструментом и заготовкой.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 22 -- Схема подачи наполнителя к заготовке

1 - сопло; 3 - дозатор; 2 - наполнитель; 4 - заготовка.

Если область обработки удалена от инструмента, то наполнитель 2 могут подавать струей электролита или посредством центробежных сил, возникающих при вращении заготовки, например, крыльчатки вентилятора или колеса насоса.

При подаче наполнителя струей электролит прокачивают со скоростью через сопло 1. В струю из дозатора 3 вводят наполнитель 2, который приобретает скорость и транспортируется струей к обрабатываемой поверхности заготовки 4.

Для повышения электропроводности среды наполнитель может быть изготовлен из токопроводящих материалов: шариков из металла или графитовых композиций. Перед повторным использованием электролит отделяется от наполнителя (например, с помощью сита).

К комбинированным методам относится электроэрозионно-химическая обработка.

Рисунок 23 -- Схема комбинированного электроэрозионно-химического метода

1 - электрод -инструмент; 2 - заготовка.

В данной схеме электрод инструмент 1 и заготовку 2 подключают к двум источникам:

-- генератору постоянного напряжения, применяемому для размерной электрохимической обработки (ЭХО);

-- генератору импульсов, применяемому для электроэрозионной обработки (ЭЭО).

Иногда используют один источник питания, в котором формируется требуемая форма напряжения. В качестве рабочей среды применяют электролит.

С помощью этого метода получают отверстия, углубления пазы. Скорость подачи электрода- инструмента в несколько раз выше, чем при ЭЭО и ЭХ прошивании.

Совмещают также электрохимическую (ЭХО) и ультразвуковую обработку (УЗО).

Рисунок 24 -- Схема совмещения ЭХО и УЗО

1 - ультразвуковой преобразователь; 3 - сопло для подачи суспензии;

2 - инструмент-электрод; 4 - заготовка.

Съем металла с заготовки 4 происходит в среде электролита с абразивными зернами.

Суспензия поступает из сопла 3 со скоростью в межэлектродный зазор S, который регулируется размерами зерен.

Инструмент 2 кроме поступательного перемещения к заготовке 4 колеблется вдоль оси с ультразвуковой частотой. Эти колебания передаются инструменту от ультразвукового преобразователя 1.

Процесс удаления материала происходит как за счет скалывания частиц заготовки 4, так и за счет анодного растворения припуска.

Использование ЭХО с наложением УЗ колебаний резко повышает производительность процесса и снижает износ инструмента (при УЗ обработке).

При изготовлении круглых отверстий можно использовать абразивонесущий инструмент. Заготовка вращается, а инструменту, который выполнен в форме абразивного круга с отверстием для подвода электролита или имеет пористую конструкцию, сообщают ультразвуковые колебания. Электролит прокачивается с определенной скоростью в зону обработки.

Ультразвуковые колебания используются при светолучевой обработке. На заготовку, в которой с помощью лазерного луча выполняются отверстия, подают УЗ колебания, обычно продольные. При действии ультразвука расплавленный металл, образующий наплыв вокруг кромки обрабатываемого отверстия, не затекает в отверстие, а распыляется. Это повышает точность формы и размеров отверстий.

При обработке алюминия, нержавеющей стали и бронзы с воздействием УЗ колебаний (частотой 20 кГц, амплитудой 20...40 мкм) наибольший эффект достигается при обработке алюминия, наименьший - при обработке бронзы. С увеличением амплитуды колебаний эффект растет. Этот метод может быть применен и при светолучевой резке.

Если пространство межэлектродного промежутка при ЭХО облучить лазером, то резко возрастает скорость анодного растворения. Причем, возникает возможность ускорять съем металла с тех участков, где припуск максимальный. Благодаря этому можно повысить точность изготовления деталей.

Такой метод комбинированной обработки называют электрохимико-лучевым. В месте облучения необходимо предусмотреть прозрачное окно из материала, устойчивого к воздействию тепла и струи электролита.

Луч, попадая в зону протекания процесса анодного растворения, нагревает электролит и повышает его электропроводность. Соответственно возрастает плотность тока, то есть ускоряется съем металла с заготовки.

Недостатком данного метода является сильное поглощение лучевой энергии электролитом, особенно загрязненным.

При использовании комбинированных методов применяют в основном те же составы электролитов, что и при электрохимической размерной обработке. Иногда к ним добавляют антикоррозийные компоненты.

Заключение

В настоящее время значительные успехи достигнуты в области моделирования электрических полей и решении задач формообразования поверхности при ЭХО, сделаны попытки аналитического расчета простых форм инструментов, обеспечивающих достаточно высокую точность изготовления отверстий и полостей. Созданы математические модели, учитывающие гидродинамику потока электролита, для определенной формы поверхности, получаемой при ЭХО, и методики определения погрешностей, припусков и качества обработки.

В области теории разработаны оригинальные методики прогнозирования обрабатываемости металлов и сплавов в условиях ЭХО.

Быстрое развитие технологически развитых отраслей промышленности (авиационной, ядерной и т.д.) сопровождалось повышением доли использования труднообрабатываемых сплавов. Характер металлообработки начинает изменяться. Традиционные способы резания металлов больше не соответствуют современным требованиям. Хотя скорость резания таких материалов, как низкоуглеродистая сталь, в результате успехов технологии станкостроения и режущих инструментов удваивается примерно каждые 10 лет, предельная прочность на разрыв материалов, которые можно обрабатывать, например, со скоростью 30 м / мин, удваивается примерно только каждые 50 лет. Кроме того, предельная прочность на разрыв используемых материалов, по-видимому, удваивается примерно каждые 20 лет. Следовательно, уже наблюдается упадок технологии металлообработки в некоторых отраслях промышленности.

Предпринимались попытки преодолеть трудности обработки труднообрабатываемых материалов путем горячей обработки, или путем применения абразивных методов или таких как У.З. обработка. Успех, однако был частичным. Необходимы методы, при которых скорость обработки не зависела бы от твердости детали.

Список использованной литературы

1. Артамонов, Б. А., Волков, Ю. С., Дрожалова, В. И. и др. Электрофизические и электрохимические методы обработки материалов. Учебное пособие (в 2-х томах). /под ред. В. П. Смоленцева. -- М.: Высшая школа, 1983.

2. Бирюков, Б. Н. Электрофизические и электрохимические методы размерной обработки. / Б. Н. Бирюков -- М.: Машиностроение, 1981.

3. 6. Попилов, Л. Я. Электрофизическая и электрохимическая обработка материалов. / Л. Я. Попилов. Справочник. 2 - е изд. доп. и перераб. -- М.: Машиностроение, 1982.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Общая характеристика электрохимических методов обработки, основанных на законах анодного растворения при электролизе: полирование, размерная, электроабразивная и электроалмазная обработка. Технологические возможности размерной ультразвуковой обработки.

    реферат [1,2 M], добавлен 18.01.2009

  • Методы и необходимость совершенствования конструкции изделия РЭС. Сущность и порядок реализации электроэрозионной обработки материалов. Электрохимическая обработка, основанная на явлении анодного растворения. Ультразвуковые и лучевые методы обработки.

    курсовая работа [1,6 M], добавлен 15.09.2009

  • Классификация методов обработки: электроэрозионная, электроконтактная, абразивно-эрозионная, электрохимическая. Использование физико-химических процессов энергетического воздействия на заготовку для формообразования детали. Причини образования лунки.

    презентация [812,1 K], добавлен 29.09.2013

  • История развития электрохимического метода обработки металлов. Характеристика методов размерной электрохимической обработки. Теоритические основы электрохимического процесса формообразования. Особенности рабочих процессов физико-химических методов.

    реферат [1,4 M], добавлен 21.01.2011

  • Технология электронно-лучевой обработки конструкционных материалов. Электронно-лучевая плавка и сварка металлов. Лазерная обработка материалов и отверстий. Ионно-лучевая обработка материалов. Ионно-лучевые методы осаждения покрытий и ионная литография.

    реферат [1,3 M], добавлен 23.06.2009

  • Обработка резанием является универсальным методом размерной обработки. Все виды механической обработки металлов и материалов резанием подразделяются на лезвийную и абразивную обработку согласно ГОСТ 25761-83. Основные виды обработки по назначению.

    курсовая работа [1,3 M], добавлен 27.02.2009

  • Разновидности электрохимической обработки, анализ механизма действия ее методов. Анодное растворение металла. Методы размерной электрохимической обработки. Законы Фарадея и скорость электрохимического процесса. Основные виды электрохимических станков.

    курсовая работа [1,2 M], добавлен 23.11.2013

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.