Физико-химической обработки материалов

Классификация технологических процессов

Лекция №28

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.

Электрофизические и электрохимические делят на следующие виды обработки:

- электроэрозионная (электроискровая, электроимпульсная, электроконтактная);

- электрохимическая (электрохимическая, анодомеханическая);

- химическая (химическая, химико-механическая);

- импульсно-механическая (ультразвуковая, электрогидравлическая);

- лучевая (светолучевая, электронно-лучевая);

- плазменная;

- взрывная.

Комбинированные ЭФЭХ обработки делят на следующие:

- электрообразивная;

- электроалмазная;

- электрохимическое хонингование.

Общая условная классификация ЭФЭХ методов обработки дана на рис. 43.

Рис. 43. Классификация электрофизических и электрохимических

методов обработки.

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.

Кинематика формообразования поверхностей деталей ЭФЭХ методами обработки, как правило, проста, что обеспечивает тонкое регулирование процессов и их автоматизацию.

ЭФЭХ методы обработки являются универсальными и обеспечивают непрерывность процессов при одновременном формообразовании всей обрабатываемой поверхности. На обрабатываемость заготовок ЭФЭХ методами (за исключением ультразвукового и некоторых других) твердость и вязкость обрабатываемого материала практически не влияют.

Недостатками ЭФЭХ методов обработки являются: повышенная по сравнению с обработкой резанием энергоёмкость; необходимость использования при обработке специального оборудования; необходимость сбора и утилизации отходов.

В промышленности широко применяют комбинированные методы обработки, которые в отдельных случаях дают значительно больший эффект, чем каждый из методов отдельно.

Комбинированные методы обработки сочетают в себе преимущества электрофизических и электрохимических методов. Используемые сочетания разнообразны. Например, сочетание анодно-механической обработки с ультразвуковой в некоторых случаях повышает производительность в 20 раз. Существующие электроэрозионно-ультразвуковые станки позволяют использовать оба метода как раздельно, так и вместе.