Размерная обработка

Рассмотренные в предыдущих разделах методы литья, сварки, обработка давлением не в состоянии обеспечить заданную точность, необходимую для изготовления большинства деталей машин и механизмов. Поэтому полученные указанными методами изделия используются в качестве заготовок. Эти заготовки изготавливают несколько больших размеров с технологическим припуском. Наличие припуска позволяет методами размерной обработки получать деталь требуемой точности путем съема металла припуска.

Все способы размерной обработки деталей классифицируют по виду используемой энергии:

а) механические;

б) физико-химические.

Механическая обработка резанием. Это универсальный метод размерной обработки. Обработка резанием– это процесс получения детали требуемой геометрической формы, точности размеров, взаиморасположения и шероховатости поверхности за счет механического срезания с поверхности заготовки режущим инструментом материала технологического припуска в виде стружки.

Различают следующие виды обработки металлов резанием:

– точение;

– сверление;

– фрезерование;

– строгание;

– шлифование.

Точением называется процесс резания, при котором заготовке сообщается главное вращательное движение, а инструменту (резцу) – поступательное движение подачи. Процесс точения осуществляется на токарных станках.

Сверление является основным способом получения глухих и сквозных цилиндрических отверстий в заготовке. В качестве инструмента при сверлении используется сверло. Для сверления используются сверлильные станки, можно сверлить на токарных станках. При сверлении главное движение – вращательное, а вспомогательное движение – поступательное в осевом направлении.

Фрезерованием называют процесс резания с помощью инструмента – фрезы. Главным движением при фрезеровании является движение фрезы, а вспомогательным – поступательное перемещение заготовки. Фреза представляет собой тело вращения, на одной или нескольких поверхностях которой расположены режущие зубья. Процесс фрезерования выполняется на фрезерных станках.

Строганием называется процесс резания, при котором главное движение резания является прямолинейным возвратно-поступательным в горизонтальной плоскости, а движение подачи – периодическое поступательное. Обработку выполняют на строгальных станках, в качестве инструмента используется резец.

Шлифование является процессом обработки заготовок с помощью абразивного круга, состоящего из абразивных зерен и связующего. В качестве абразивного материала применяются природные и искусственно полученные соединения: корунд, наждак, карбид кремния, карбид бора, синтетический и природный алмаз и т.д.

Физико-химические методыразмерной обработки материалов. К ним относятся методы, обеспечивающие съем обрабатываемого материала в результате физико-химических процессов.

Основные методы обработки:

– электроэрозионная;

– электрохимическая;

– ультразвуковая;

– лучевая.

Каждый из методов физико-химической обработки обладает уникальными технологическими возможностями, но все они более энергоемки и менее производительны в сравнении с методами механообработки.

Электроэрозионная обработка основана на использовании явления электрической эрозии – разрушения материала электродов при электрическом пробое межэлектродного промежутка.

Электрохимическая размерная обработка основана на явлении анодного растворения металла в среде электролита под воздействием электрического тока. При этом форма катода – инструмента отображается на поверхности анода – заготовки.

Ультразвуковая абразивная размерная обработка, заключается в разрушении обрабатываемого материала в результате импульсного ударного воздействия торца инструмента на заготовку в абразивной среде. При этом происходит отображение формы инструмента на поверхности заготовки.

К новым методам электрофизической обработки относятся электронно – лучевая и светолучевая обработки. Различие носителей энергии обусловило технологические особенности лучевой обработки.

При электронно–лучевой размерной обработке для съема материала используют кинетическую энергию сфокусированного пучка электронов. Этот процесс осуществляется в вакууме при давлении газа 10^-2–10^-3 Па. Электроны, ускоренные в электронной пушке, после фокусировки имеют плотность энергии 100–1 000 МВт/см². Пучок электронов попадает в рабочую камеру и бомбардирует обрабатываемую поверхность.

Лазерная размерная обработка использует для съёма материала сфокусированный поток световой энергии, сформированный оптическим квантовым генератором. Световой поток частично отражается, а основная часть передаёт энергию кристаллической решетке, вызывая нагрев, плавление и испарение металла. Лазерная обработка ведётся в импульсном режиме. При удельной мощности 10–100 МВт/см² тепловое воздействие луча вызывает разрушение метала за время одного импульса. Разрушение происходит по принципу взрывного объёмного вскипания с выносом материала в виде паров и капель. Процесс обработки металла лучом лазера требует высоких энергозатрат.

Библиографический список

1. Богородицкий Н. П., Пасынков В. В., Тареев Б. М. Электротехнические материалы. Л.: Энергоатомиздат, 1985. – 304 с.

2. Материаловедение и технология металлов / Под ред. Г. П. Фетисова. М.: Высш. школа, 2002. – 638 с.

3. Материаловедение и конструкционные материалы / Под ред. В.А. Белого., Минск. Высшая школа, 1989. – 461с.

4. Пасынков В. В., Сорокин В. С. Материалы электронной техники. СПб.: Из-во «Лань», 2003. – 368 c.

5. Электротехнические и конструкционные материалы / Под. ред. В. А. Фи-ликова. М.: Высш. школа, 2000. – 280 с.

6. Электротехнические материалы в 3-х томах, Т.1 / Под общ. ред. В. Г. Ге-расимова, П. Г. Грудинского и др. М.: Энергия, 1980. – 520с.

7. Техника высоких напряжений: Изоляция и перенапряжения в электрических системах: Учебник для вузов/ Под общ. ред. В.П.Ларионова. М.: Энергоатомиздат, 1986. – 464 c.

8. Колесов С. Н. Материаловедение и технология конструкционных материалов: Учеб. для вузов. М.: Высш. школа, 2004. – 519 с.