Перспективные технологии прецизионной обработки вязких материалов

ВВЕДЕНИЕ
Обработка материалов - одна из важнейших сфер человеческой деятельности, лежащая в основе различных отраслей промышленности. В современном машиностроении возникают технологические проблемы, связанные с обработкой новых материалов и сплавов, форму и состояние поверхностного слоя которых трудно поддерживать известными механическими процессами. Эти проблемы включают обработку высоковязких материалов, основная трудность которой заключается в накоплении отложений на инструменте, что снижает производительность и точность резки.
В этих условиях рекомендуется использовать методы электрофизической и электрохимической обработки, когда возможность механической обработки обычно невозможна из-за плохой обрабатываемости материала изделия, сложности формы обрабатываемой поверхности или механической обработки. Ваши преимущества заключаются в следующем:
1) механические нагрузки отсутствуют или настолько малы, что практически не влияют на общую погрешность точности обработки;
2) Вы можете изменить форму обработанной поверхности заготовки (детали).
3) позволяют влиять и даже изменять состояние верхнего слоя детали;
4) не образуется затвердевания обработанной поверхности;
5) не образуется дефектный слой;
6) убрать неглубокие шлифовальные ожоги;
7) рост: износостойкость, коррозионная стойкость, прочность и другие эксплуатационные характеристики поверхности деталей.
Кинематика моделирования поверхности деталей электрофизическими и электрофизическими методами обработки обычно проста, что гарантирует точное управление процессами и их автоматизацию. Цель работы: продемонстрировать преимущества, а в некоторых случаях необходимость электрохимической обработки - лучший отвод стружки и снижение адгезии за счет повышенной закалки. 
1. Электроэрозионная (электроискровая) обработка
Этот способ обработки материалов основан на процессе электроэрозии электродов из проводящих материалов путем пропускания между ними импульсов электрического тока. Суть процесса электроэрозии заключается в разрушении поверхности электрода при электрическом пробое зазора между электродами как в газовой среде, так и при заполнении зазора непроводящими жидкостями (керосин, трансформаторное масло и др.), А также процесс электроэрозии в последнем случае протекает более интенсивно.
Принципиальная схема электроискровой машины с RC-генератором импульсов представлена на рис. 1. Конденсатор C, включенный в цепь зарядки, заряжается через резистор R от источника тока. Когда напряжение на электродах 1 и 3, образующих разрядную цепь, достигает напряжения пробоя, возникает разряд в виде электрической искры. Процесс инициирования и развития разряда делится на два этапа: подготовка канала разряда; сильноточная стадия.

Рисунок 1. Схема электроискрового станка: 1 – электрод-инструмент; 2 – ванна; 3 – электрод-заготовка; 4 – диэлектрическая жидкость; 5 – изолятор

На первом этапе проводящие частицы в жидкости выстраиваются вдоль силовых линий под действием электрического поля и образуют проводящий мост между электродами (между инструментом и заготовкой). По мере прохождения электричества мост взрывается и образуется сквозной канал. На втором этапе вся энергия, запасенная в конденсаторе, проходит через сформированный канал и генерирует мощный импульс тока, разрушающий анод. Искровой разряд длится 10-5 - 10-8 с и практически не нагревает электрод (инструмент и заготовку).
Когда в жидкой среде возникает искра, это повлечет за собой электрогидравлическое явление, которое, в свою очередь, создает взрывной эффект, помогающий удалить металл из межэлектродного пространства. Для нормальной работы зазор между инструментом и заготовкой должен быть постоянным, что обеспечивается автоматической настройкой подачи инструмента.
Инструмент предъявляет высокие требования к эрозионной стойкости. В зависимости от формы электрода (инструмента) и вида обработки электроэрозионная обработка подразделяется на два основных вида: электроискровая обработка профилированным инструментальным электродом; токопроводящим проводом.

1.1. Электроискровая обработка профилированным электродом
Электроискровая обработка профилированным электродом производят на станке, схема которого изображена на рис. 2.
Материал инструмента подбирается исходя из материала детали и типа операции. Например, при обработке латуни, инструмента из меди или латуни; Твердые сплавы - инструменты из вольфрама, молибдена, меди, латуни. Инструмент из латуни используется для сверления небольших отверстий. Для шлифования и заточки используются стальные и чугунные инструменты. В качестве жидкости используется керосин или трансформаторное масло. В методе электроискровой обработки используются короткие импульсы длительностью 20–200 мкс и частотой 2–5 кГц.
В зависимости от количества энергии в импульсе различают жесткий, средний и мягкий режимы обработки. Для предварительной обработки используются жесткий или средний режимы, мягкий - для отделки. В жестком