Студопедия  
Главная страница | Контакты | Случайная страница

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Глава 4

1.Перечислите какие методы обработки относятся к электрофизическим а какие к электрохимическим?

К электрохимическим и электрофизическим методам обработки материалов относят методы изменения формы, размеров, шероховатости и свойств обрабатываемых по верхностей заготовок, происходящие под воздействием электрического тока и его разрядов, электромагнитного поля, электронного или оптического излучения, плаз менной струи, а также высокоэнергетических импульсов и магнитострикционного эффекта. Отличительной особен ностью этих методов, составляющей их специфику и сущ ность, является использование электрической энергии непосредственно для технологических целей без промежу точного преобразования ее в другие виды энергии. При чем использование электрической энергии осуществляется непосредственно в рабочей зоне через химические, тепло вые и механические воздействия.

К этим методам относят также и различные сочетания (совмещения) в одном процессе нескольких из указанных способов воздействия между собой или с традиционными методами обработки резанием или давлением. Такие методы называют комбинированными.

Большинство процессов и операций электрохимической, электрофизической и комбинированной обработки сопро вождается удалением с обрабатываемых поверхностей за готовок припуска. Такие процессы и операции относят. К размерной обработке (размерное формообразование). Некоторые процессы электрохимикофизической и комби нированной обработки осуществляют без снятия при пуска с обрабатываемых поверхностей; эти процессы относят к безразмерной (отделочной) обработке.

 

2.Какие работы можно выполнять электроконтактной,анодно-механической,электроабразивной и электроалмазной обработки?

Анодно-механическая обработка.

Заготовку 1 (анод) и режущий диск 2 (катод) включают в цепь постоянного тока; в зазор между ними подают электролит, обычно жидкое стекло (водный раствор силикатов натрия). Под действием постоянного тока в среде электролита происходит анодное растворение обрабатываемого материала, которое приводит к образованию на аноде защитной пленки, тормозящей дальнейшее растворение. Механическое воздействие диска снимает эту пленку, обеспечивая непрерывность электрохимического растворения и интенсифицируя его. В момент срыва пленки происходят электрические разряды между выступающими неровностями анода и катода, приводящие к электроэрозионному разрушению выступающих участков. Все три процесса — электрохимическое растворение, механическое и электроэрозионное разрушение — тесно связаны между собой, образуя единый процесс анодно-механического резания.

Производительность электроалмазной обработки выше, чем электроабразивной.

При этих методах обработки шероховатость поверхности меньше, чем при обычном шлифовании абразивными или алмазными кругами. Поэтому эти методы применяют для отделочной обработки труднообрабатываемых материалов, а также нежёстких заготовок, т. к. усилия резания незначитель

При черновой анодно-механической обработке, выполняемой при больших плотностях тока, основное значение играет тепловое электроэрозионное воздействие, приводящее к интенсивному снятию материала срезаемого слоя в результате плавления и взрывообразного испарения металла в среде рабочей жидкости. Процесс анодного растворения в этом случае необходим только для образования защитной пленки, которая обеспечивает концентрацию дуговых разрядов на вершинах микронеровностей и препятствует развитию дугового разряда. Механическое воздействие обеспечивает вынос продуктов разрушения из рабочей зоны.

Электроабразивная обработка.

При таких видах обработки инструментом служит шлифовальный круг из абразивного материала на электропроводящей связке (бакелитовая связка с графитовым наполнителем).

Между анодом-заготовкой и катодом-шлифовальным кругом имеется зазор, куда подается электролит. Продукты анодного растворения удаляются абразивными зернами; шлифовальный круг совершает вращательное движение, а заготовка – движение подачи, которые соответствуют

процессу механического шлифования.

При электроабразивной обработке 85-90% припуска удаляется за счет анодного растворения и 10-15% за счет механического воздействия.

Введение в зону резания ультразвуковых колебаний повышает производительность в 2…2,5 раза при улучшении качества поверхности. Эти методы применяются для отделочной обработки заготовок из труднообрабатываемых материалов, а также нежестких заготовок, так как силы резания незначительны.

Электроконтактная обработка.

Электроконтактная обработка (ЭКО) является комбинированным методом обработки, использующим электрическое, тепловое и механическое воздействия. Она осуществляется путем непосредственного контакта быстродвижущегося инструмента с заготовок при подводе в зону контакта электрического тока большой плотности. Достоинствами этого метода обработки является возможность работы на переменном токе на воздухе или в воде без применения специальных электролитов. Для этой обработки используют электрический ток, определяемый несколькими тысячами ампер при шалом напряжении, ЭКО является одним из высокопроизводительных, но вместе с тем наиболее грубым методом резания.

Часто обработку производят вращающимися с большими окружными скоростями (30—35 м/сек) гладкими металлическими дисками, которые создают непрерывный контакт; они плохо удаляют расплавленный металл, приводя к образованию больших наплывов. Использование профильных или винтовых дисков позволяет осуществлять обработку с периодическим контактом.

3.В чем суть этих методов,что в них общего и чем они различаются?

Общее название методов обработки конструкционных материалов непосредственно электрическим током, электролизом и их сочетанием с механическим воздействием. В э. и э.м.о. включают также методы ультразвуковые, плазменные и ряд других методов. С разработкой и внедрением в производство этих методов сделан принципиально новый шаг в технологии обработки материалов — электрическая энергия из вспомогательного средства при механической обработке (осуществление движения заготовки, инструмента) стала рабочим агентом. Всё более широкое использование Э. и э. м. о. в промышленности обусловлено их высокой производительностью, возможностью выполнять технологические операции, недоступные механическим методам обработки. Э. и э. м. о. весьма разнообразны и условно их можно разделить на электрофизические (электроэрозионные, электромеханические, лучевые), электрохимические и комбинированные.

 

4.В чем суть электрохимической обработки,какие ее возможности,какие электролиты применяют при обработке различных металлов?

В основе процесса электрохимической обработки лежит явление анодного растворения металла,суть которого заключается в следующем.Для электрохимической обработки в качестве рабочей среды применяют электролиты.В электролитах молекулы вещества распадаются на электрически заряженные частицы – ионы,каждый из которых переносит один или несколько электрических зарядов.Количество положительных и отрицательных зарядов,переносимых ионами,одинаково.Поэтому электролит является электрически нейтральным.

Без внешнего электрического поля ионы в электролите движутся хаотически,и эффекта электрического тока не наблюдается.Если металлические проводники,помещенные в электролит,подключить к источнику постоянного тока,то в электролите возникнет направленное движение ионов. Положительные ионы (катионы) будут двигаться к катоду,отрицательные (анионы) – к аноду.Вблизи электродов постепенно повышается концентрация ионов противоположного знака.В результате на катоде начинается восстановление катионов,на аноде окисление металла,т.е.анодное растворение.

 

5.Какие особенности метода электроэрозионной обработки металлов (ЭЭО),какие возможности у этого метода,какие импульсы используют при ЭЭО?

Электроэрозионная обработка (аббр. ЭЭО) — контролируемое разрушение электропроводного материала под действием электрических разрядов между двумя электродами,то есть обработка через электрическую эрозию.

Один из электродов является обрабатываемой деталью, другой — электрод-инструментом.Разряды производятся периодически,импульсно,так чтобы среда между электродами восстановила свою электрическую прочность.Для уменьшения эрозии электрод-инструмента для разрядов используются униполярные импульсы тока.Полярность зависит от длительности импульса,поскольку при малой продолжительности импульса преобладает эрозия анода,а при большой длительности импульса преобладает эрозия катода.Поэтому на практике используются оба способа подачи униполярных импульсов:с подключением детали к положительному полюсу генератора импульсов (т. н. включение на прямую полярность),и с подключением детали к отрицательному полюсу (т.н. включение на обратную полярность).

Особенности.

Электрод-инструмент может иметь достаточно произвольную форму,что позволяет обрабатывать закрытые каналы,недоступные обычной механической обработке.ЭЭО могут подвергаться любые токопроводящие материалы.Основные недостатки ЭЭО это невысокая производительность (скорость подачи обычно менее 1 мм/мин) и высокое энергопотребление.

 

6.В чем суть электроискровой обработки, электроимпульсной обработки, высокочастотной ЭЭО? Что общего и каковы различия этих методов?

В настоящее время известны и применяются следующие основные способы электроэрозионной обработки: электроискровой, электроимпульсный и электроконтактный. Практически к этой же группе следует отнести и анодно-механический способ, так как электрохимический съем металла (анодное растворение) применяется лишь на доводочных режимах и притом не во всех случаях использования этого метода

Электроискровой и электроимпульсный способы позволяют произвести как съем металла, так и упрочнение.

В электроискровом способе, основанном на применении зависимых (конденсаторных) релаксационных генераторов импульсов, практически исчерпаны возможности дальнейшего повышения производительности, снижения износа инструмента и энергоемкости. Оказались необходимыми принципиально новые технические решения и отказ от конденсаторных схем. Первые шаги в этом направлении были сделаны в 1950 г. в Конструкторском Бюро Министерства Станкостроительной и Инструментальной Промышленности (КБ МСиИП) в области создания новых источников питания импульсным током (независимых генераторов импульсов) для прошивочно-копировальных работ и Одесским политехническим институтом в области разработки источников импульсного тока для обработки вращающимся инструментом на мягких режимах (для изготовления надфилей).

Электроимпульсный способ обработки при осуществлении прошивочно-копировальных работ позволил по сравнению с электроискровым способом повысить скорость съема металла на жестких режимах в 5-10 раз при наличии возможности ее дальнейшего увеличения, снизить износ инструмента в 5-20 раз и энергоемкость в 2-3 раза.

 

7.Какие работы можно выполнить методами ультразвуковой размерной обработки, какие материалы можно обрабатывать этими методами?

Технологии мощного ультразвука - это совокупность промышленных технологических процессов и методов обработки материалов, основанных на использовании воздействия ультразвука значительной интенсивности на вещество и на характер протекания физико-химических процессов. Для получения ультразвука значительной интенсивности используются специальные акустические системы.

Область применения технологий мощного ультразвука довольно широка: промышленность, наука, медицина.

Большинство технологических процессов и методов основывается на совместном действии ряда факторов и явлений, использующих, как правило, нелинейные эффекты в ультразвуковом поле

На данный момент существует несколько видов ультразвуковой обработки:

1). Ультразвуковая сварка нашла применение для сваривания металлов и пластмасс. Сварка пластмасс - наиболее перспективный способ сварки термопластичных полимеров, который обладает целым рядом, присущих только ему уникальных особенностей, а именно:

производить сварку фасонных изделий из жестких пластмасс на большом удалении от места ввода

ультразвука (до 200-250 мм);

производить сварку многослойной конструкции из мягких пластмасс и армированных тканей из искусственных материалов;

производить сварку полимеров, которые не свариваются или плохо свариваются другими способами сварки (полиэтилентерефталатные и полиамидные пленки, изделия из фторопласта-4, искусственные кожи и др.);

производить прецизионную закладку металлических деталей в пластмассу (устраняя таким образом дорогую технологию литья деталей по закладным элементам);

производить сварку полимеров по загрязненным поверхностям, не требуя их предварительной очистки и обезжиривания (это особенно важно при упаковке сыпучих, жидких и пастообразных продуктов);

во время сварки практически не происходит выделение вредных летучих веществ, что делает ее экологически чистой;

высокая степень повторяемости и контроля процесса.

2). Ультразвуковая пропитка основана на звукокапиллярном эффекте. При этом пропиточная жидкость как бы "вгоняется" в капилляры и время пропитки сокращается в десятки раз. Этот метод используют и для пропитки электротехнических изделий: обмоток трансформаторов, роторов, статоров, катушек и др., а также для герметизации литых пористых деталей. В результате время пропитки сокращается в несколько раз, и в ряде случаев производится одноразовая пропитка вместо двух- или трехкратной.

3). Ультразвуковая очистка - способ очистки твердых тел, при котором в моющий раствор вводятся ультразвуковые колебания. Механизм ультразвуковой очистки обусловлен рядом явлений, возникающих в ультразвуковом поле значительной интенсивности: кавитацией, акустическими течениями, давлением звукового излучения, звукокапиллярным эффектом. Как разновидность очистки можно рассматривать процесс травления в ультразвуковом поле.

4). Механическая обработка с помощью ультразвука.

Различают четыре вида механической обработки с помощью ультразвука:

ультразвуковая размерная обработка деталей из твердых и хрупких материалов;

резание труднообрабатываемых материалов инструментом, которому сообщаются ультразвуковые колебания;

снятие заусенцев с мелких деталей абразивной суспензией в ультразвуковой ванне;

обработка вязких материалов с ультразвуковой очисткой шлифовального круга.

5). Диспергирование ультразвуковое (распыление акустическое) - получение аэрозоля из жидкости с помощью акустических колебаний ультразвукового диапазона.

6). Эмульгирование - переход одной из взаимно нерастворимых жидкостей в дисперсное состояние в среде другой под действием ультразвука, или, иначе ультразвуковое диспергирование жидкости в жидкости.

 

8.В чем суть размерной обработки световым лучом? Перечислите работы, которые можно выполнить этим методом.

Светолучевая (лазерная) обработка основана на тепловом воздействии светового луча высокой энергии на поверхность обрабатываемой заготовки. Источником светового излучения служит лазер – оптический квантовый генератор (ОКГ). Созданы конструкции твердотельных, газовых и полупроводниковых ОКГ. Их работа основана на принципе стимулированного генерирования светового излучения. Для механической обработки используют твердотельные ОКГ, рабочим элементом которых является рубиновый монокристаллический стержень, состоящий из оксидов алюминия, активированных 0,05% хрома. Рубиновый ОКГ работает в импульсном режиме, генерируя импульсы когерентного монохроматического красного цвета, длиной волны 0,69 мкм.

Лазерную обработку применяют для прошивания сквозных и глухих отверстий, резки заготовок на части, вырезания заготовок из листовых материалов по сплошному контуру, прорезания пазов. Этим методом можно обрабатывать заготовки из любых материалов, включая самые твердые и прочные. Широко используются ОКГ для сварки различных металлов. Например, лучом лазера производят сварку корпусов гибридных интегральных схем и подгонку до номинала сопротивление тонкопленочных резистивных пленок.

 

9.Какие тепловые процессы имеют место при различных положениях фокуса луча ОКГ относительно обрабатываемой поверхности?

10.Что является инструментом при плазменной обработке и какие работы можно выполнить этим инструментом?

Плазменная обработка – это такой технологический процесс, при котором для удаления материала с обрабатываемых заготовок используется струя плазмы. Плазма представляет собой частично или полностью ионизированный газ, в котором плотности положительных и отрицательных зарядов практически одинаковы.

Обработку плазменной струей осуществляют с помощью специальной горелки, в которой дуговой разряд возникает в узком электрически нейтральном канале между двумя электродами. Вдоль столба дуги пропускают газ, который в зоне разряда ионизируется, приобретает свойства плазмы и выходит из горелки в виде ярко светящейся струи, имеющей температуру около 15000оС. В качестве рабочего газа наиболее часто используют гелий, аргон, водород, азот или их смеси (например, 80% N2 и 20% Н2).

Плазменную обработку используют в основном для снятия поверхностных слоев металла с цилиндрических заготовок на токарном станке, для вырезания заготовок из листового металла, для прошивания отверстий, для обработки отверстий и пазов небольших размеров. Однако «плазменное точение» целесообразно лишь при обработке жаропрочных сталей и других трудно обрабатываемых материалов и для черновой обдирки.

Плазменную технологию можно использовать также для сварки, пайки и нанесения защитных покрытий на деталях, работающих в сложных условиях высоких температур и агрессивных сред. В качестве покрытий используют при этом тугоплавкие металлы, карбиды металлов и др. Плазменную обработку применяют также для получения порошков металлов и сплавов, используемых в порошковой металлургии.

К основным недостаткам этого процесса следует отнести относительную сложность и громоздкость оборудования и необходимость специальных правил техники безопасности и охраны труда.




Дата добавления: 2015-01-30; просмотров: 92 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав




lektsii.net - Лекции.Нет - 2014-2024 год. (0.014 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав