Електрофізичні методи обробки (Навчальний елемент №20)

Цілі
Закінчивши вивчення даного навчального елемента, студент повинен мати уявлення про:
- суть електрофізичного методу обробки;
- фізико-механічні основи електроерозійного методу обробки; - електроіскровий метод обробки;
- ультразвуковий метод обробки;
- лазерний метод обробки;

В порівнянні із звичайною обробкою металів різанням, електрична обро­бка дозволяє обробляти деталі із матеріалів з самими найвищими фізико-хімічними властивостями, обробка яких звичайним методом важка, або зовсім неможлива (тверді сплави, алмазні та кварцові матеріали.

Суть електроіскрового методу полягає в тому, що ме­тал під дією електричних іскрових розрядів руйнується, тобто відбувається так звана електрична ерозія. Процес виконується на спеціальному верстаті в бачку (ванні), наповненому гасом або маслом. Елект­роіскровим методом отримують:

глухі та наскрізні отвори будь-якої форми в поперечному перерізу;

отвори з криволінійними осями;

Електроімпульсна обробка основана на використанні розрядів, які вини­кають між поверхнями інструменту та заготовки. (катода і аноду). Розряди виникають при допомозі імпульсів напруги, що виробляється спеціальним генератором, дуговий розряд при цьому більш тривалий та потужніший, ніж при електроіскровому методі. Під час такої обробки виникає плавлення малих частинок металу в зоні електричних розрядів, які виникають між електродами. Цей метод використовують для прошивки отворів, об'ємного копіювання та для обробки різців, фрез, і штампів із жароміцних і твердих сплавів.

Електроконтактна обробка основана на електромеханічному руйнуванні  металу, що обробляється,  переважно на повітрі без використання електроліту. Метал руйнується під дією електродугових розрядів між інструментом, що швидко перемі­щується та заготовкою. Обробку використовують для:

обдирання відливок;

заточення інструменту;

обробка круглих заготовок.

Анодно - механічна обробка, основана на електромеханічному та елект­рохімічному руйнуванні металу, що обробляється, інструмент є катодом, заготовка є - анодом. Під час операції в зону обробки  шлангом подається електроліт так, щоб за­зор між диском та заготовкою був завжди заповнений робочою рідиною. При прохо­дженні постійного струму через електроди і електроліт, поверхня заготовки піддаєть­ся анодному розчиненню і на ній утворюється струмонепровідна плівка, яка зніма­ється інструментом.  Розряди, що утворюються в зоні обробки, розвивають високу температуру, яка дозволяє виплав­ляти метал заготовки.

Ультразвукова обробка - основана на руйнуванні оброблюваного матеріалу абразивними зернами під ударами інструмента, що коливається з ультразвуковою частотою. Джерелом коливань є спеціальні вібра­тори, які передають ультразвукові коливання інструменту-вібратору який опущений в абразивну суспензію в зоні обробки. Ультразвукову обробку використовують для прошивання отворів в заготовках із твердих і крихких матеріалів і скла, твердих сплавів, загартованої сталі.

Обробка світловим променем (лазером) використовується для заготовок із важко оброблювальних матеріалів. Лазер - це оптичний квантовий генератор, який ви­робляє в певних умовах світлові промені з високою щільністю енергії, строго напра­влені на дуже малу ділянку оброблюваного матеріалу, який миттєво нагрівається, плавиться і випаровується. Лазером виконують різання металу, утворення дуже ма­лих отворів і виконання інших видів розмірної обробки.

Електрохімічне свердління здійснюється в проточному електроліті. Під дією електроліту, що виходить під тиском із пустотілого катода в місці його дотику з оброблюваною деталлю  анодом виникає розчинення металу, при цьому форма полості що утворюється точно відповідає поперечному перерізу струмені електроліту.

Питання для самоконтролю
1. На якому фізичному явищу основана ультразвукова обробки?
2. В чому суть електроіскрового методу обробки?
3. На чому грунтується лазерна обробка?
4. Які поверхні можна обробляти електроіскровим методом?
5. Що являє собою ультразвукова обробка.