Лучевые методы обработки

Лучевые методы обработки основаны на снятии обрабатываемого материалапод воздействием лучей, имеющих чрезвычайно высокую плотность энергии. Удаление материала осуществляется преобразованием лучевой энергии в теплоту непосредственно в зоне резания.

К лучевым методам обработки относится резание электронным, ионным, световым и плазменным лучами.

Электроннолучевая обработка выполняется фокусированным пучком электронов, испаряющих металл.

Отличительными особенностями размерного электроннолучевого резания по сравнению со сваркой электронным лучом является острая фокусировка луча с повышенной плотностью энергии и импульсная его подача.

Режимы резания электронным лучом определяются плотностью тока в луче, величиной ускоряющего напряжения, плотностью тока в фокальном пятне на заготовке, скоростью перемещения луча по заготовке, частотой, повторения и длительностью импульса.

Достоинства электроннолучевой обработки:

• возможность обработки сверхпрочных материалов;
• получение глухих и сквозных отверстий очень малых размеров.

Этот способ обработки применяют, например, для сверления отверстий диаметром 5…10 мкм,

Недостаток – сложность и высокая стоимость оборудования, ограничение габаритов обрабатываемых деталей.

Ионнолучевая обработка основана на использовании явления катодного распыления, возникающего при тлеющем газовом разряде.

Электроны, эмиттируемые катодом, ионизируют молекулы газа. Ионы ускоряются сильным электрическим полем и фокусируются в узком конусе, вершина которого совпадает с поверхностью обрабатываемой детали. Этот способ применяют для прошивки отверстий от 5 мкм и больше в тонком листовом материале, а также для сверления отверстий в алмазах. Время на ионную обработку относительно больше, чем при других лучевых методах обработки, но энергии затрачивается меньше.

Светолучевая (лазерная) обработка. Для резания применяют узкий направленный пучок видимого света с высокой плотностью тепловой энергии, получаемый в лазерах – оптических квантовых генераторах. Поэтому этот способ иногда называют лазерной обработкой.

Обрабатываемость материалов световым лучом определяется теплофизическими свойствами материалов (температурой плавления и кипения, теплоемкостью, теплопроводностью), а также их отражательной способностью. Для уменьшения отражения луча от поверхности ее делают матовой.

Этот способ обработки применяется для получения отверстий малого диаметра, резки материалов высокой прочности по заданному контуру, прорезки пазов и щелей шириной в несколько микрометров.

В сравнении с другими лучевыми методами светолучевая обработка обладает высокой производительностью – до 100 мм³/мин и особенно эффективна при изготовлении алмазных фильер, тончайших сеток, сит и т. п. На специальных станках с программным управлением можно сверлить десятки отверстий в минуту.

В настоящее время широко используется лазерная резка листового и другого проката.

Достоинства этого метода в сравнении с электронно-лучевой: удобство обслуживания, отсутствие вакуумных систем, большая удельная мощность.

Плазменно-лучевая обработка используется чаще всего для разрезания относительно толстых листов из алюминиевых сплавов (до 125 мм), нержавеющих сталей (до 100 мм). Скорость резки составляет 16…75 м/ч. Плазменная струя используется при предварительном черновом точении прочных материалов, в особенности литых заготовок с труднообрабатываемой коркой значительной толщины. Плазменная горелка устанавливается под углом 40…60° к поверхности вращающейся детали, струя плазмы расплавляет и выдувает расплавленный металл.

Вопросы для самоконтроля

1. Сущность электрофизических и физико-химических методов обработки. Область их применения. Источники энергии.
2. Электроискровая обработка. Сущность метода. Технологические возможности.
3. Электроимпульсная обработка. Сущность метода. Технологические возможности.
4. Анодно-механическая обработка. Сущность метода. Технологические возможности.
5. Электроконтактная обработка. Сущность метода. Технологические возможности.
6. Ультразвуковая обработка. Сущность метода. Технологические возможности.
7. Электрохимическая обработка. Сущность метода. Технологические возможности.
8. Лучевые методы обработки. Сущность методов. Технологические возможности.

Лазерные станки для раскроя листового материала

Лазерная установка для раскроя листового материала толщиной до 8 мм	Лазерная установка для раскроя листового материала толщиной до 20 мм