Лекция №3
(основные понятия и определения)
Электрофизические и электрохимические методы обработки
В современном машиностроении возникают технологические проблемы, связанные с обработкой новых материалов и деталей, форму и состояние поверхностного слоя которых трудно получить известными механическими методами.
К таким проблемам относится обработка очень прочных или очень вязких материалов, хрупких и неметаллических материалов, тонкостенных нежестких деталей, а также пазов и отверстий, имеющих размеры в несколько микрометров. Трудности вызывает также обработка поверхностей деталей с малой шероховатостью, с очень малой толщиной дефектного слоя и т.д.
Подобные проблемы решаются электрофизическими и электрохимическими методами обработки (ЭФЭХ). Для осуществления размерной обработки этими методами используют электрическую, химическую, звуковую, световую, лучевую и другие виды энергии.
ЭФЭХ методы обработки успешно дополняют механическую обработку резанием, а в отдельных случаях имеют преимущества перед ней. При ЭФЭХ методах обработки механические нагрузки или отсутствуют или настолько малы, что практически не влияют на суммарную погрешность обработки.
|
|
Эти методы позволяют не только изменять форму обрабатываемой поверхности заготовки, но одновременно влиять и на состояние поверхностного слоя. Так, в отдельных случаях поверхность не упрочняется, а дефектный слой незначителен; удаляют прижоги поверхности, полученные при шлифовании и т.д.
При этом повышаются износостойкость, коррозионностойкость, прочностные и другие эксплуатационные характеристики поверхностей деталей.
Электрофизические методы обработки основаны на физических явлениях, возникающих при прохождении электрического тока. Действие электрического тока проявляется в превращении электрической энергии в тепловую, световую, механическую и химическую энергии.
Тепловое действие электрического тока
Во всех проводниках поток электронов ограничивается сопротивлением проводника. При этом проводник нагревается. Тепловое действие электрического тока используется, например, в электропаяльниках, плавких предохранителях и при дуговой электросварке
Световое действие электрического тока
В лампах накаливания электрический ток нагревает проволоку из вольфрама до белого каления, так что она излучает свет. Впрочем, при этом 95% электроэнергии превращается в тепловую и только 5% превращается в световую энергию. В люминесцентных лампах используются свойства определенных газов, например неона или паров ртути, светиться при прохождении через них электрического тока. Коэффициент полезного действия таких ламп составляет от 15 до 20%.
|
|
Механическое действие электрического тока
Каждый проводник, по которому течет электрический ток, образует вокруг себя магнитное силовое поле. Эти магнитные действия превращаются в движение, например, в электромоторах, в магнитных подъемных устройствах, в магнитных вентилях и в реле.
Химическое действие электрического тока
Электропроводящие жидкости (электролиты) содержат ионы как носители напряжения. Если пропускать через электролит электрический ток, то к положительному полюсу будут притягиваться отрицательно заряженные ионы, а к отрицательному полюсу - положительно заряженные ионы. Это явление называют электролизом. Его используют для разложения воды на составляющие ее части, при нанесении гальванических покрытий и при получении чистых металлов.
Использование действия электрического тока
в электрофизической и электрохимической обработке
Тепловое действие электрического тока (когда под влиянием электрических разрядов металл в зоне обработки расплавляется или даже испаряется и затем удаляется из нее) - основа электротермических методов обработки: электроискрового, электроимпульсного, электроконтактного, лучевых способов обработки. Ультразвуковая обработка основана на механическом действии электрического тока.
Большинство электрохимических методов обработки металлов основано на явлении анодного растворения — перехода в раствор металла с анода при прохождении постоянного электрического тока между двумя электродами, находящимися в растворе электролита. К электрохимическим методам обработки относятся электрохимическая размерная обработка, электрохимическое шлифование и полирование, электрохимическая очистка поверхности и др.
При анодномеханической, обработке сочетаются электротермическое и электрохимическое действие электрического тока.
Раздел 2. «Физические и кинематические особенности технологических процессов обработки материалов (резание, пластическое деформирование, электроэрозионная, электрохимическая, ультразвуковая, лучевая обработка)». Дидактическая единица 1 (2.1) – Физические и кинематические особенности технологических процессов обработки материалов резанием. Дидактическая единица 2 (2.2) – Физические и кинематические особенности технологических процессов обработки материалов давлением. Дидактическая единица 3 (2.3) – Физические и кинематические особенности технологических процессов физико-химической обработки материалов.