15.3. Электрические методы обработки изделий
Электрическими методами обработки называют группу новых способов, применяемых для целенаправленного удаления материала с обрабатываемой поверхности с целью формообразования, разрезания и соединения деталей и изменения физико-механических свойств поверхности. Они осуществляются с помощью электрической энергии, вводимой либо непосредственно в зону обработки, либо при предварительном специальном преобразовании ее вне рабочей зоны в световую, акустическую, магнитную и другую.
Большое разнообразие электрических методов обработки материалов, а также их комплексность затрудняют их единую классификацию по какому-либо отдельному признаку. Наиболее широкое применение получила упрощенная классификация по характеру воздействия электрического тока на предмет обработки. Согласно такой классификации все электрические методы обработки условно подразделяют на две большие группы:
электрофизические (ЭФ), основанные на тепловом или механическом действии электрического тока;
электрохимические (ЭХ), основанные на химическом действии электрического тока.
Одним из наиболее распространенных электрофизических методов является электроэрозионная обработка (рис. 15.4), основанная на эффекте расплавления и испарения микропорций материала под тепловым воздействием импульсов электрической энергии, которая выделяется в канале электроискрового заряда между поверхностью обрабатываемой детали и электродом-инструментом, погруженным в жидкую непроводящую среду.
Благодаря высокой концентрации энергии в зоне разряда развиваются высокие температуры. Происходят плавление и испарение микропорций с поверхности электрода. В результате капли жидкого металла выбрасываются из зоны разряда.
Электроэрозионный способ позволяет обрабатывать токоп-роводящие материалы любой механической прочности, вязкости, хрупкости, получать детали сложной формы и осуществлять операции, невыполнимые другими методами.
Однако по сравнению с механической электроэрозионная обработка имеет ряд существенных недостатков: низкая производительность, высокий расход энергии; для получения высокой чистоты поверхности приходится затрачивать большее времени, чем, например при абразивной обработке.
Основными разновидностями электроэрозионной обработки материалов являются электроискровая, электроимпульсная, электроконтактная и плазменная.
Электрохимические методы обработки основаны на применении электролитов — жидкостей, способных проводить электрический ток (рис. 15.5). Прохождение электрического тока через электролит сопровождается переносом массы вещества, что и используется в электрохимических процессах. Напомним, что явление выделения вещества на электродах называется электролизом (см. подробнее параграф 4.3).
Электрохимическими методами могут осуществляться следующие операции:
очистка поверхности металлов от оксидов, ржавчины;
затачивание режущего инструмента, полирование поверхностей;
профилирование металлических заготовок;
гравирование и маркирование;
изготовление изделий малой толщины путем анодного растворения;
нанесение металлопокрытий.
39Z
Достоинствами электрофизических и электрохимических методов обработки являются:
практическая независимость скорости и качества обработки от физико-механических свойств обрабатываемых материалов;
отсутствие потребности в специальных инструментах или абразивах более твердых, чем обрабатываемый материал;
значительное сокращение расхода материалов (особенно важно при обработке благородных металлов, алмазов, рубинов и т.д.). При этом отпадает необходимость в использовании абразивов, алмазов, твердых сплавов;
высокая точность изготовления деталей;
пригодность для ряда операций, не выполняемых механическими методами;
возможность полной механизации и автоматизации процессов обработки, а также их встраивания в технологические линии;
• улучшение условий труда и сохранение окружающей среды. К недостаткам электрических методов следует отнести низ кую скорость обработки и высокую энергоемкость.