Специальные методы обработки

Эти методы основаны на использовании электрической, световой, химической и других видах энергии. Преимущества этих видов обработки перед традиционными:

1) возможность обработки твердых и свертвердых материалов;

2) отсутствие силового воздействия на обрабатываемую заготовку.

Физико-химические и электро-физические методы обработки:

· электроискровая и электроимпульсная

· анодномеханическая

· ультразвуковая

· лазерная

· обработка электронным лучом

· электрохимическая обработка:

Ø травление

Ø полирование

Ø размерная обработка

Электроискровая и электроимпульсная обработка. Способ основан на разрушении металла под действием электроимпульсных разрядов. Деталь –анод, а электрод – катод. Разряд происходит при строго определенном расстоянии между анодом и катодом. При подаче электричества конденсатор накапливает заряд. В момент разряда с поверхности изделия происходит отрыв частичек материала. Масса и размеры снимаемого материала зависят от силы импульсного разряда. Нужно чтобы мощность разряда была постоянной. Это достигается за счет автоматического регулирования – постоянное поддержание расстояния между электродом и поверхностью изделия. Электроискровая обработка связана с конкретной мощностью разряда. При этом мощность разряда выше, а количество или частота – меньше. Это достигается за счет увеличения расстояния между электродом и поверхностью детали.

Ультразвуковая обработка материалов основана на разрушении обрабатываемого материала под ударами инструмента, колеблющегося с ультразвуковой частотой. Источник энергии служат ультразвуковые генераторы тока с частотой 16-30 МГц. Инструмент получает колебания от ультразвукового преобразователя. Для увеличения амплитуды колебаний на сердечник преобразователя закрепляют резонансный волновод переменного поперечного сечения, что увеличивает амплитуду колебаний. На волноводе закрепляют рабочий инструмент – пуансон. Под пуансон устанавливают заготовку и под давлением подают абразивную суспензию, состоящую из воды и абразивного материала.

Электрохимические методы обработкиоснованы на законах анодного растворения при электролизе. Производительность процессов в основном зависит от электрохимических свойств электролита, обрабатываемого материала и плотности тока.

Электрохимическое полирование: выполняют в ванне, заполненной электролитом. В зависимости от обрабатываемого материала, электролитом служат растворы кислот и щелочей. Обрабатываемую заготовку подключают к аноду, электродом-катодом служит металлическая пластина из свинца, меди, стали. Для большей интенсивности процесса электролит подогревают до t=40-80 °С. Электрополирование улучшает электрофизические характеристики деталей, т.к. уменьшается глубина микротрещин, поверхностный слой обрабатываемых деталей не деформируется, исключаются упрочнения и термические изменения структуры, повышается коррозионная стойкость. Электрополирование позволяет одновременно обрабатывать партию заготовок по всей поверхности. Этим методом получают поверхности деталей под гальваническое покрытие, доводят рабочие поверхности режущего инструмента, изготовляют тонкую ленту и фольгу.

Электрохимическую размерную обработку выполняют в струе электролита, прокачиваемого под давлением через межэлектродный промежуток, который образуется обрабатываемой заготовкой-анодом и инструментом-катодом. Для размерной электрохимической обработки используют нейтральные электролиты. Наиболее широко применяют растворы солей: NaCl, NaNO₃, NaSO₄. Точность обработки значительно повышается при уменьшении азота между заготовкой и инструментом. Для контроля азота в станках электрохимической обработки используют высококачественные элементы.

Контрольная работа

"Разработка технологического процесса формообразования за­готовок пластическим деформированием".

В настоящей работе перед студентами ставится задача ос­воения методики проектирования технологического процесса получения заготовки одной из типовых деталей машинострои­тельного назначения пластическим деформированием. Выбор решения необходимо осуществлять по результатом техническо­го обоснования процесса с привлечением данных экономическо­го анализа конкурирующих вариантов.

1. Исходные данные для разработки техноло­гического процесса.

Для разработки технологического процесса обработки пла­стическим деформированием необходимо иметь следующие ис­ходные данные:

1) чертеж готовой детали;

2) программу выпуска изделий;

3) для деталей ответственного назначения - требования по макро - и микроструктуре (ориентация волокна, величи­на уковки и степень карбидной неоднородности).

Основные этапы разработки технологического процесса

Разработка технологического процесса изготовления заго­товок машиностроительных деталей пластическим деформиро­ванием предусматривает решение вопросов проектирование и расчёта в определённой последовательности:     

- выбор способа изготовления поковки;

- выбор типа оборудования для изготовления поковки;

- разработка чертежа поковки с определением размеров, припусков и допусков;

- расчёт массы заготовки и определение коэффициента использования металла;

- выбор способа нагрева и температурного интервала формообразования пластическим деформированием;

- расчёт мощности оборудования;

- разработка и проектирование формообразующих операций процесса, расчет числа переходов формообразования;

- разработка эскизного варианта формообразующего инструмента; 

- выбор режима охлаждения, термообработки и очистки поковок;

Выбор способа изготовления поковки

В зависимости от формы, размеров, массы деталей и программы ихвыпуска для изготовления поковок могут быть использованы:

- Свободная ковка и ковка в подкладных штампах при программе до сотен штук в месяц или для крупногабаритных поковок;

- различные методы штамповки при мелкосерийном, серийном и массовом производствах (при программе не менее тысячи поковок в месяц; если планировать запуск 1 раз в квартал месячная программа может быть значительно меньше);

- прокатка, вальцовка и др. высокопроизводительные методы при программах от сотен тысяч поковок в месяц и выше.

Выбор способа изготовления поковки во многом зависит также и от вида используемого материала и требований точности изготовления поковок.

Выбор типа оборудования

Для свободной ковки и ковки в подкладных штампах могут быть использованы пневматические и паровоздушные молоты, а также гидравлические ковочные прессы. Первые применяются для изготовления мелких поковок, вторые - при весе поковок более Зт. При этом пневматические молоты используется для ковки поковок массой до нескольких десятков килограмм, а паровоздушные – для более массивных.

Для горячей штамповки могут быть использованы штамповочные молоты, кривошипные горячёштамповочные прессы, горизонтально - ковочные машины, фрикционные прессы и молоты.

В настоящее время в практике кузнечно-штамповочного производства широко применяются машины специального и узкого назначения, такие же, как ковочные вальцы, раскатные станы, электровысадочные машины и т.п. Выбор машины производится исходя из технологических возможностей различных типов оборудования, их производительности и др. характеристик.