Mga pamamaraan ng electrophysical para sa pagproseso ng mga metal

Ang malawakang paggamit ng mga mahirap-sa-machine na materyales para sa produksyon ng mga bahagi ng makina, ang pagiging kumplikado ng disenyo ng mga bahaging ito, na sinamahan ng lumalaking mga kinakailangan upang mabawasan ang mga gastos at dagdagan ang produktibidad, na humantong sa pag-unlad at pag-ampon ng mga pamamaraan ng pagpoproseso ng electrophysical.

Ang mga electrophysical na pamamaraan ng pagproseso ng metal ay batay sa paggamit ng mga tiyak na phenomena na nagmumula sa pagkilos ng electric current upang alisin ang materyal o baguhin ang hugis ng workpiece.

Ang pangunahing bentahe ng mga electrophysical na pamamaraan ng pagproseso ng metal ay ang kakayahang gamitin ang mga ito upang baguhin ang hugis ng mga bahagi na gawa sa mga materyales na hindi maproseso sa pamamagitan ng pagputol, at ang mga pamamaraang ito ay naproseso sa ilalim ng mga kondisyon ng kaunting puwersa o sa kanilang kumpletong kawalan.

Ang isang mahalagang bentahe ng mga electrophysical na pamamaraan para sa pagproseso ng mga metal ay ang kalayaan ng pagiging produktibo ng karamihan sa mga ito mula sa katigasan at brittleness ng naprosesong materyal.Ang lakas ng paggawa at tagal ng mga pamamaraang ito para sa pagproseso ng mga materyales na may tumaas na katigasan (HB> 400) ay mas mababa kaysa sa intensity ng paggawa at tagal ng pagputol.

Ang mga electrophysical na pamamaraan ng pagproseso ng metal ay sumasaklaw sa halos lahat ng mga operasyon ng machining at hindi mas mababa sa karamihan sa mga ito sa mga tuntunin ng nakamit na pagkamagaspang at katumpakan ng pagproseso.

Paggamot ng electric discharge ng mga metal

Ang pagpoproseso ng electric discharge ay isang uri ng pagpoproseso ng electrophysical at nailalarawan sa pamamagitan ng katotohanan na ang mga pagbabago sa hugis, sukat at kalidad ng ibabaw ng bahagi ay nangyayari sa ilalim ng impluwensya ng mga electric discharges.

Nagaganap ang mga paglabas ng kuryente kapag ang isang pulsed electric current ay dumaan sa isang puwang na 0.01 - 0.05 mm ang lapad sa pagitan ng workpiece electrode at ng tool electrode. Sa ilalim ng impluwensya ng mga de-koryenteng discharge, ang materyal ng workpiece ay natutunaw, nag-vaporize at inalis mula sa interelectrode gap sa isang likido o singaw na estado. Ang mga katulad na proseso ng pagkasira ng mga electrodes (mga detalye) ay tinatawag na electrical erosion.

Upang mapahusay ang pagguho ng kuryente, ang puwang sa pagitan ng workpiece at ng elektrod ay puno ng dielectric na likido (kerosene, mineral na langis, distilled water). Kapag ang boltahe ng elektrod ay katumbas ng boltahe ng pagkasira, ang isang conductive channel ay nabuo sa gitna sa pagitan ng elektrod at ang workpiece sa anyo ng isang cylindrical na rehiyon na puno ng plasma na may maliit na cross-section na may kasalukuyang density na 8000-10000 A / mm2. Ang mataas na kasalukuyang density, na pinananatili sa loob ng 10-5 — 10-8 s, ay nagsisiguro ng temperatura ng ibabaw ng workpiece hanggang 10,000 — 12,000˚C.

Ang metal na inalis mula sa ibabaw ng workpiece ay pinalamig ng isang dielectric na likido at nagpapatigas sa anyo ng mga spherical granules na may diameter na 0.01 - 0.005 mm.Sa bawat kasunod na sandali sa oras, ang isang kasalukuyang pulso ay tumutusok sa interelectrode gap sa punto kung saan ang agwat sa pagitan ng mga electrodes ay ang pinakamaliit. Ang tuluy-tuloy na supply ng mga kasalukuyang pulse at ang awtomatikong paglapit ng tool electrode sa workpiece electrode ay nagsisiguro ng tuluy-tuloy na pagguho hanggang sa maabot ang isang paunang natukoy na laki ng workpiece o ang lahat ng workpiece na metal sa interelectrode gap ay maalis.

Ang mga mode ng pagpoproseso ng electric discharge ay nahahati sa electric spark at electric pulse.

Mga mode ng electrospar na nailalarawan sa pamamagitan ng paggamit ng mga spark discharges ng maikling tagal (10-5 ... 10-7s) na may tuwid na polarity ng pagkonekta sa mga electrodes (detalye "+", tool "-").

Depende sa lakas ng mga paglabas ng spark, ang mga mode ay nahahati sa hard at medium (para sa paunang pagproseso), malambot at sobrang malambot (para sa huling pagproseso). Ang paggamit ng malambot na mga mode ay nagbibigay ng isang paglihis ng mga sukat ng bahagi hanggang sa 0.002 mm na may isang parameter ng pagkamagaspang ng naprosesong ibabaw Ra = 0.01 μm. Ang mga mode ng electric sparks ay ginagamit sa pagproseso ng matitigas na haluang metal, hard-to-machine na mga metal at haluang metal, tantalum, molibdenum, tungsten, atbp. Pinoproseso nila ang mga butas at malalim na mga butas ng anumang cross-section, mga butas na may mga hubog na palakol; gamit ang wire at tape electrodes, gupitin ang mga bahagi mula sa mga blangko ng sheet; naputol na ngipin at mga sinulid; ang mga bahagi ay pinakintab at may tatak.

Upang maisagawa ang pagproseso sa mga mode ng electrospark, ginagamit ang mga makina (tingnan ang fig.), Nilagyan ng mga generator ng RC, na binubuo ng isang sisingilin at pinalabas na circuit.Ang charging circuit ay may kasamang capacitor C, na sinisingil sa pamamagitan ng resistance R mula sa kasalukuyang source na may boltahe na 100-200 V, at ang mga electrodes 1 (tool) at 2 (part) ay konektado sa discharge circuit na kahanay ng capacitor C.

Sa sandaling ang boltahe sa mga electrodes ay umabot sa breakdown boltahe, ang isang spark discharge ng enerhiya na naipon sa capacitor C ay nangyayari sa pamamagitan ng interelectrode gap. Ang kahusayan ng proseso ng pagguho ay maaaring tumaas sa pamamagitan ng pagbabawas ng paglaban R. Ang patuloy na interelectrode gap ay pinananatili ng isang espesyal na sistema ng pagsubaybay , na kumokontrol sa mekanismo para sa awtomatikong paggalaw ng feed ng isang tool na gawa sa tanso, tanso o carbon na materyales.

Electric spark machine:

Electrospark cutting ng mga gears na may panloob na meshing:

Mga mode ng electric pulse na nailalarawan sa pamamagitan ng paggamit ng mga pulso ng mahabang tagal (0.5 ... 10 s), na tumutugma sa isang arc discharge sa pagitan ng mga electrodes at mas matinding pagkasira ng katod. Sa pagsasaalang-alang na ito, sa mga electric pulse mode, ang cathode ay konektado sa workpiece, na nagbibigay ng mas mataas na pagganap ng pagguho (8-10 beses) at mas kaunting pagsusuot ng tool kaysa sa mga electric spark mode.

Ang pinaka-kapaki-pakinabang na larangan ng aplikasyon ng mga electric pulse mode ay ang paunang pagproseso ng mga workpiece ng mga kumplikadong hugis na bahagi (matrices, turbines, blades, atbp.) na gawa sa mga hard-to-treat na haluang metal at bakal.

Ang mga electric pulse mode ay ipinapatupad ng mga installation (tingnan ang fig.), kung saan ang mga unipolar pulse mula sa isang electric machine 3 o elektronikong generator… Ang paglitaw ng E.D.S.Ang induction sa isang magnetized body na gumagalaw sa isang tiyak na anggulo sa direksyon ng axis ng magnetization ay ginagawang posible upang makakuha ng isang kasalukuyang ng mas malaking magnitude.

Paggamot ng radiation ng mga metal

Ang mga uri ng radiation machining sa mechanical engineering ay electron beam o light beam machining.

Ang pagpoproseso ng electron beam ng mga metal ay batay sa thermal effect ng isang stream ng gumagalaw na mga electron sa naprosesong materyal, na natutunaw at sumingaw sa lugar ng pagproseso. Ang ganitong matinding pag-init ay sanhi ng katotohanan na ang kinetic energy ng mga gumagalaw na electron, kapag tumama sila sa ibabaw ng workpiece, ay halos ganap na nabago sa thermal energy, na kung saan, puro sa isang maliit na lugar (hindi hihigit sa 10 microns), ay nagiging sanhi ito upang magpainit hanggang sa 6000˚C.

Sa panahon ng pagpoproseso ng dimensional, tulad ng nalalaman, mayroong isang lokal na epekto sa naprosesong materyal, na sa panahon ng pagproseso ng electron beam ay ibinibigay ng isang pulse mode ng daloy ng elektron na may tagal ng pulso na 10-4 ... 10-6 s at isang dalas ng f = 50 … 5000 Hz.

Ang mataas na konsentrasyon ng enerhiya sa panahon ng electron beam machining kasabay ng pagkilos ng pulso ay nagbibigay ng mga kondisyon sa machining kung saan ang ibabaw ng workpiece na matatagpuan sa layo na 1 micron mula sa gilid ng electron beam ay pinainit hanggang 300˚C. Binibigyang-daan nito ang paggamit ng electron beam machining upang mag-cut ng mga bahagi, gumawa ng mesh foil, cut grooves, at machine na may diameter na 1-10 micron na mga butas sa mga bahaging ginawa mula sa mahirap-sa-machine na materyales.

Ang mga espesyal na vacuum device, ang tinatawag na electron guns (tingnan ang fig.), ay ginagamit bilang kagamitan para sa electron beam treatment.Bumubuo sila, nagpapabilis at nakatutok sa isang electron beam. Binubuo ang electron gun ng isang vacuum chamber 4 (na may vacuum na 133 × 10-4), kung saan naka-install ang isang tungsten cathode 2, na pinapagana ng isang high-voltage source 1, na nagsisiguro sa paglabas ng mga libreng electron na pinabilis ng isang electric field na nilikha sa pagitan ng cathode 2 at ng anode membrane 3.

Ang electron beam pagkatapos ay dumadaan sa isang sistema ng magnetic lenses 9, 6, isang electrical alignment device 5 at nakatutok sa ibabaw ng workpiece 7 na naka-mount sa coordinate table 8. Ang pulse mode ng pagpapatakbo ng electron gun ay ibinibigay ng isang sistema na binubuo ng isang generator ng mga pulso 10 at transpormer 11.

Ang isang paraan ng pagpoproseso ng light beam ay batay sa paggamit ng mga thermal effect ng emitted light beam na may mataas na enerhiya optical quantum generator (laser) sa ibabaw ng workpiece.

Ang pagpoproseso ng dimensyon sa tulong ng mga laser ay binubuo sa pagbuo ng mga butas na may diameter na 0.5 ... 10 microns sa mahirap na proseso na mga materyales, paggawa ng mga network, pagputol ng mga sheet mula sa mga kumplikadong bahagi ng profile, atbp.