Лекция 14. Методы, основанные на тепловом воздействии.

Значительную часть методов электрохимической и электрофизической обработки составляют методы, при продлении которых материал разрушается и удаляется с обрабатываемой поверхности путем его расплавления и испарения. Основное их различие заключается в форме подвода и вида энергии, которая преобразуется в зоне обработки в тепловую энергию. Основные методы, основанные на тепловом воздействии, показаны на 1 слайде.

Тепловое воздействие

Электрический разряд

Направленный поток плазмы

Поток фотонов высокой плотности

Поток электронов высокой плотности

Контактно-дуговой

Искро-дуговой

Искровой

Плазменно-дуговой

Сфокусированный

Когерентный

ЭЭО

ЭКО

ЭИМ

ЭИС

ОКД

ПЗО

СО

СЛО

ЭЛО

Слайд 1. Методы, основанные на тепловом воздействии.

Принятые сокращения: ЭКО — электроконтактная обработка; ЭИМ — электроимпульсная обработка; ЭИС — электроискровая обработка; ОКД — обработка короткой дугой; ПЗО – плазменная обработка; СО – световая обработка; СЛО – светолучевая (лазерная) обработка; ЭЛО – электронно-лучевая обработка

Справка. Когерентность — согласованность нескольких колебательных или волновых процессов во времени, проявляющаяся при их сложении. Колебания когерентны, если разность их фаз постоянна во

Возможность обработки материалов тепловыми методами, определяется их теплофизическими свойствами: теплопроводность, температуропроводность, теплоемкость, теплота плавления и фазовых превращений, температура плавления и др.

Лекция 15. Электроэрозионная обработка

Под общим наименованием электроэрозионная обработка (ЭЭО) объединена группа методов, характеризующаяся тем, что изменение формы, размеров, качества поверхности заготовки происходит под действием электрических разрядов в результате электрической эрозии - контролируемого разрушения, поверхностей двух электродов при прохождении между ними электрических разрядов. Один из электродов является обрабатываемой деталью, другой электрод - инструментом. Разряды производятся периодически, импульсно, чтобы среда между ними восстановила свою электрическую прочность. Электроэрозионной обработке могут подвергаться любые токопроводящие материалы.

Различают следующие виды ЭЭО.

1. Электроэрозионная вырезка – обработка непрофильным электродом - проволокой.

2. Электроэрозионная прошивка – обработка профильным электродом инструментом. Электрод – инструмент может иметь достаточно произвольную форму, что позволяет обрабатывать закрытые каналы, недоступные обычной механической обработке.

Разработчиками данного метода являются советские ученые Н.И.Лазаренко и Б.Р.Лазаренко, которые применили электрические разряды для равномерного удаления металла в 1943 г.

Для ЭЭО помещают электроды (инструмент 1 и заготовку 3) в жидкий диэлектрик 4, который охлаждает расплавленные частицы металла и не позволяет им оседать на противолежащий электрод.

По длительности и характеру импульсов тока, обусловливающих электрическую эрозию, условно различают несколько разновидностей электроэрозионной обработки. На практике иногда бывает трудно провести между ними четкую границу, однако каждая из этих разновидностей имеет определенную специфику.

Схема электроискрового станка: 1 – электрод-инструмент; 2 – ванна; 3 – заготовка; 4 – диэлектрическая жидкость; 5 – пластина изолирующая (Vп – перемещение электрода-инструмента по управляющей программе; Qд – подача диэлектрика в зону обработки; R и C – регулировка частоты и мощности импульсов).

В процессах электроэрозионной обработки материал заготовки в зоне обработки плавится, испаряется и удаляется, в жидком или парообразном состоянии. Удаление обычно носит взрывной (импульсный) характер, протекая в короткий отрезок времени (10^-5 – 10^-7 с) на небольшом участке поверхности, в месте локализации канала разряда.

Канал разряда — это заполненная плазмой полость малого сечения, возникающая между электродами, отстоящими друг от друга на расстояние межэлектродного промежутка.

Электроискровая обработка (ЭИС) характеризуется короткой длительностью импульсов (10^-5 – 10^-7 с), сравнительно небольшой их энергией, обычно прямой полярностью подключения электродов (заготовка (+), электрод (-)) отсутствием механического касания электродов между собой.

Электроимпульсная обработка (ЭИМ) — разновидность электроэрозионной обработки, для которой типичны повышенная длительность импульсов (10^-4 – 10^-1 с) повышенная энергия импульсов и обратная полярность подключения электродов, а также отсутствие их механического контакта.

Электроконтактная обработка (ЭКО) — разновидность электроэрозионной обработки, но существенно отличающаяся по характеру явлений, протекающих между электродами, которые в течение определенных промежутков времени находятся в соприкосновении друг с другом. Теплота, оплавляющая и (или) испаряющая металл, возникает лишь частично за счет прохождения электрического разряда. Определенная теплота вводится при прохождении тока через сопротивление контакта. Часть теплоты возникает в результате трения.

Основные технологические схемы процессов электроэрозионной обработки приведены в таблице.

Основные схемы процессов электроэрозионной обработки

Операция	Схема
Прошивка отверстий с прямолинейными осями Заготовка Электрод-инструмент
Прошивание фасонных полостей Заготовка Профильный электрод - инструмент
Электроэрозионная вырезка Заготовка Электрод – инструмент, проволока Верхняя направляющая Нижняя направляющая

Примечание. Vп – перемещение электрода-инструмента по управляющей программе; S – подача электрода-инструмента в зону обработки; Qд – подача диэлектрика в зону обработки; Δ – искровой зазор.