Ηλεκτροφυσικές μέθοδοι επεξεργασίας μετάλλων
Η ευρεία χρήση δύσκολα στη μηχανή υλικών για την παραγωγή εξαρτημάτων μηχανών, η πολυπλοκότητα του σχεδιασμού αυτών των εξαρτημάτων, σε συνδυασμό με τις αυξανόμενες απαιτήσεις για μείωση του κόστους και αύξηση της παραγωγικότητας, οδήγησαν στην ανάπτυξη και υιοθέτηση μεθόδων ηλεκτροφυσικής επεξεργασίας.
Οι ηλεκτροφυσικές μέθοδοι επεξεργασίας μετάλλων βασίζονται στη χρήση συγκεκριμένων φαινομένων που προκύπτουν από τη δράση ηλεκτρικού ρεύματος για την αφαίρεση υλικού ή την αλλαγή του σχήματος του τεμαχίου εργασίας.
Το κύριο πλεονέκτημα των ηλεκτροφυσικών μεθόδων επεξεργασίας μετάλλων είναι η δυνατότητα χρήσης τους για αλλαγή του σχήματος εξαρτημάτων κατασκευασμένων από υλικά που δεν μπορούν να υποστούν επεξεργασία με κοπή, και αυτές οι μέθοδοι επεξεργάζονται υπό συνθήκες ελάχιστων δυνάμεων ή σε πλήρη απουσία.
Ένα σημαντικό πλεονέκτημα των ηλεκτροφυσικών μεθόδων επεξεργασίας μετάλλων είναι η ανεξαρτησία της παραγωγικότητας των περισσότερων από αυτά από τη σκληρότητα και την ευθραυστότητα του επεξεργασμένου υλικού.Η ένταση εργασίας και η διάρκεια αυτών των μεθόδων για την επεξεργασία υλικών με αυξημένη σκληρότητα (HB> 400) είναι μικρότερη από την ένταση εργασίας και τη διάρκεια της κοπής.
Οι ηλεκτροφυσικές μέθοδοι επεξεργασίας μετάλλων καλύπτουν σχεδόν όλες τις εργασίες μηχανικής κατεργασίας και δεν είναι κατώτερες από τις περισσότερες ως προς την επιτευχθείσα τραχύτητα και την ακρίβεια της επεξεργασίας.
Επεξεργασία μετάλλων με ηλεκτρική εκκένωση
Η επεξεργασία ηλεκτρικής εκκένωσης είναι ένας τύπος ηλεκτροφυσικής επεξεργασίας και χαρακτηρίζεται από το γεγονός ότι οι αλλαγές στο σχήμα, το μέγεθος και την ποιότητα της επιφάνειας του εξαρτήματος συμβαίνουν υπό την επίδραση ηλεκτρικών εκκενώσεων.
Οι ηλεκτρικές εκκενώσεις συμβαίνουν όταν ένα παλμικό ηλεκτρικό ρεύμα διέρχεται από ένα κενό πλάτους 0,01 - 0,05 mm μεταξύ του ηλεκτροδίου του τεμαχίου εργασίας και του ηλεκτροδίου εργαλείου. Υπό την επίδραση ηλεκτρικών εκκενώσεων, το υλικό του τεμαχίου προς κατεργασία λιώνει, εξατμίζεται και απομακρύνεται από το διάκενο μεταξύ ηλεκτροδίων σε υγρή ή αέρια κατάσταση. Παρόμοιες διαδικασίες καταστροφής ηλεκτροδίων (λεπτομέρειες) ονομάζονται ηλεκτρική διάβρωση.
Για να ενισχυθεί η ηλεκτρική διάβρωση, το κενό μεταξύ του τεμαχίου εργασίας και του ηλεκτροδίου γεμίζεται με ένα διηλεκτρικό υγρό (κηροζίνη, ορυκτέλαιο, απεσταγμένο νερό). Όταν η τάση του ηλεκτροδίου είναι ίση με την τάση διάσπασης, σχηματίζεται ένα αγώγιμο κανάλι στη μέση μεταξύ του ηλεκτροδίου και του τεμαχίου εργασίας με τη μορφή μιας κυλινδρικής περιοχής γεμάτη με πλάσμα με μικρή διατομή με πυκνότητα ρεύματος 8000-10000 A / mm2. Η υψηλή πυκνότητα ρεύματος, που διατηρείται για 10-5 — 10-8 s, εξασφαλίζει θερμοκρασία στην επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας έως και 10.000 — 12.000˚C.
Το μέταλλο που αφαιρείται από την επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας ψύχεται με διηλεκτρικό υγρό και στερεοποιείται με τη μορφή σφαιρικών κόκκων με διάμετρο 0,01 - 0,005 mm.Σε κάθε επόμενη χρονική στιγμή, ένας παλμός ρεύματος διαπερνά το διάκενο μεταξύ των ηλεκτροδίων στο σημείο όπου το διάκενο μεταξύ των ηλεκτροδίων είναι το μικρότερο. Η συνεχής παροχή παλμών ρεύματος και η αυτόματη προσέγγιση του ηλεκτροδίου εργαλείου στο ηλεκτρόδιο του κατεργαζόμενου τεμαχίου εξασφαλίζουν συνεχή διάβρωση μέχρι να επιτευχθεί ένα προκαθορισμένο μέγεθος τεμαχίου ή να αφαιρεθεί όλο το μέταλλο του τεμαχίου εργασίας στο διάκενο μεταξύ ηλεκτροδίων.
Οι τρόποι επεξεργασίας ηλεκτρικής εκκένωσης χωρίζονται σε ηλεκτρικό σπινθήρα και ηλεκτρικό παλμό.
Τρόποι ηλεκτροδίατρου που χαρακτηρίζονται από τη χρήση εκκενώσεων σπινθήρα μικρής διάρκειας (10-5 ... 10-7s) με ευθεία πολικότητα σύνδεσης των ηλεκτροδίων (λεπτομέρεια "+", εργαλείο "-").
Ανάλογα με την ισχύ των εκκενώσεων σπινθήρα, οι τρόποι λειτουργίας χωρίζονται σε σκληρούς και μεσαίους (για προκαταρκτική επεξεργασία), μαλακούς και εξαιρετικά μαλακούς (για τελική επεξεργασία). Η χρήση soft modes παρέχει απόκλιση των διαστάσεων του εξαρτήματος έως και 0,002 mm με παράμετρο τραχύτητας της επεξεργασμένης επιφάνειας Ra = 0,01 μm. Οι τρόποι των ηλεκτρικών σπινθήρων χρησιμοποιούνται στην επεξεργασία σκληρών κραμάτων, μετάλλων και κραμάτων που είναι σκληρά στη μηχανή, τανταλίου, μολυβδαινίου, βολφραμίου κ.λπ. Επεξεργάζονται διαμπερείς και βαθιές οπές οποιασδήποτε διατομής, οπές με καμπυλωτούς άξονες. χρησιμοποιώντας ηλεκτρόδια σύρματος και ταινίας, κόψτε μέρη από κενά φύλλα. πελεκημένα δόντια και κλωστές. τα εξαρτήματα είναι γυαλισμένα και επώνυμα.
Για την εκτέλεση της επεξεργασίας σε λειτουργίες ηλεκτροσπινθήρα, χρησιμοποιούνται μηχανές (βλ. εικ.), εξοπλισμένες με γεννήτριες RC, που αποτελούνται από ένα φορτισμένο και εκφορτισμένο κύκλωμα.Το κύκλωμα φόρτισης περιλαμβάνει έναν πυκνωτή C, ο οποίος φορτίζεται μέσω μιας αντίστασης R από μια πηγή ρεύματος με τάση 100-200 V και τα ηλεκτρόδια 1 (εργαλείο) και 2 (μέρος) συνδέονται στο κύκλωμα εκκένωσης παράλληλα με τον πυκνωτή ΝΤΟ.
Μόλις η τάση στα ηλεκτρόδια φτάσει στην τάση διάσπασης, εμφανίζεται μια εκκένωση σπινθήρα ενέργειας που συσσωρεύεται στον πυκνωτή C μέσω του διακενού μεταξύ ηλεκτροδίων. Η απόδοση της διαδικασίας διάβρωσης μπορεί να αυξηθεί μειώνοντας την αντίσταση R. Η σταθερότητα του διακενού μεταξύ ηλεκτροδίων συντηρείται από ειδικό σύστημα παρακολούθησης, το οποίο ελέγχει τον μηχανισμό για την αυτόματη κίνηση τροφοδοσίας ενός εργαλείου κατασκευασμένου από υλικά χαλκού, ορείχαλκου ή άνθρακα.
Ηλεκτρική μηχανή σπινθήρα:
Electrospark κοπή γραναζιών με εσωτερικό πλέγμα:
Τρόποι ηλεκτρικών παλμών που χαρακτηρίζονται από τη χρήση παλμών μεγάλης διάρκειας (0,5 ... 10 s), που αντιστοιχούν σε εκκένωση τόξου μεταξύ των ηλεκτροδίων και πιο έντονη καταστροφή της καθόδου. Από αυτή την άποψη, σε λειτουργίες ηλεκτρικού παλμού, η κάθοδος συνδέεται με το τεμάχιο εργασίας, το οποίο παρέχει υψηλότερη απόδοση διάβρωσης (8-10 φορές) και λιγότερη φθορά του εργαλείου από ό,τι στις λειτουργίες ηλεκτρικού σπινθήρα. 
Το πιο πρόσφορο πεδίο εφαρμογής των ηλεκτρικών παλμικών καταστάσεων είναι η προκαταρκτική επεξεργασία τεμαχίων κατεργαζόμενων εξαρτημάτων σύνθετου σχήματος (μήτρες, τουρμπίνες, πτερύγια κ.λπ.) κατασκευασμένων από σκληρά σκληρά κράματα και χάλυβες.
Οι τρόποι λειτουργίας ηλεκτρικού παλμού υλοποιούνται από εγκαταστάσεις (βλ. εικ.), στις οποίες μονοπολικοί παλμοί από μια ηλεκτρική μηχανή 3 ή ηλεκτρονική γεννήτρια… Η εμφάνιση του Ε.Δ.Σ.η επαγωγή σε ένα μαγνητισμένο σώμα που κινείται υπό μια ορισμένη γωνία προς την κατεύθυνση του άξονα μαγνήτισης καθιστά δυνατή τη λήψη ρεύματος μεγαλύτερου μεγέθους.
Ακτινοθεραπεία μετάλλων
Οι τύποι κατεργασίας ακτινοβολίας στη μηχανολογία είναι η κατεργασία με δέσμη ηλεκτρονίων ή δέσμη φωτός.
Η επεξεργασία μετάλλων με δέσμη ηλεκτρονίων βασίζεται στη θερμική επίδραση ενός ρεύματος κινούμενων ηλεκτρονίων στο επεξεργασμένο υλικό, το οποίο λιώνει και εξατμίζεται στη θέση επεξεργασίας. Τέτοια έντονη θέρμανση προκαλείται από το γεγονός ότι η κινητική ενέργεια των κινούμενων ηλεκτρονίων, όταν χτυπούν στην επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας, μετατρέπεται σχεδόν πλήρως σε θερμική ενέργεια, η οποία, συγκεντρωμένη σε μια μικρή περιοχή (όχι μεγαλύτερη από 10 μικρά), προκαλεί να ζεσταθεί στους 6000˚C.
Κατά την επεξεργασία διαστάσεων, όπως είναι γνωστό, υπάρχει μια τοπική επίδραση στο επεξεργασμένο υλικό, η οποία κατά την επεξεργασία δέσμης ηλεκτρονίων παρέχεται από έναν παλμικό τρόπο ροής ηλεκτρονίων με διάρκεια παλμού 10-4 ... 10-6 s και συχνότητα του f = 50 … 5000 Hz.
Η υψηλή συγκέντρωση ενέργειας κατά τη μηχανική κατεργασία με δέσμη ηλεκτρονίων σε συνδυασμό με τη δράση παλμών παρέχει συνθήκες μηχανικής κατεργασίας όπου η επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας που βρίσκεται σε απόσταση 1 micron από το άκρο της δέσμης ηλεκτρονίων θερμαίνεται στους 300˚C. Αυτό επιτρέπει τη χρήση μηχανικής κατεργασίας με δέσμη ηλεκτρονίων για την κοπή εξαρτημάτων, την κατασκευή λεπτών λεπτών πλέγματος, την κοπή αυλακώσεων και τη μηχανή οπών διαμέτρου 1-10 micron σε μέρη κατασκευασμένα από υλικά που δύσκολα κατεργάζονται.
Ειδικές συσκευές κενού, τα λεγόμενα πιστόλια ηλεκτρονίων (βλ. εικ.), χρησιμοποιούνται ως εξοπλισμός για την επεξεργασία δέσμης ηλεκτρονίων.Δημιουργούν, επιταχύνουν και εστιάζουν μια δέσμη ηλεκτρονίων. Το όπλο ηλεκτρονίων αποτελείται από έναν θάλαμο κενού 4 (με κενό 133 × 10-4), στον οποίο είναι εγκατεστημένη μια κάθοδος βολφραμίου 2, που τροφοδοτείται από μια πηγή υψηλής τάσης 1, η οποία εξασφαλίζει την εκπομπή ελεύθερων ηλεκτρονίων που επιταχύνονται από ένα ηλεκτρικό πεδίο που δημιουργείται μεταξύ της καθόδου 2 και της μεμβράνης ανόδου 3.
Η δέσμη ηλεκτρονίων στη συνέχεια διέρχεται μέσω ενός συστήματος μαγνητικών φακών 9, 6, μιας ηλεκτρικής διάταξης ευθυγράμμισης 5 και εστιάζει στην επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας 7 που είναι τοποθετημένο στον πίνακα συντεταγμένων 8. Ο παλμικός τρόπος λειτουργίας του πιστολιού ηλεκτρονίων παρέχεται από ένα σύστημα που αποτελείται από μια γεννήτρια παλμών 10 και τον μετασχηματιστή 11.
Μια μέθοδος επεξεργασίας δέσμης φωτός βασίζεται στη χρήση των θερμικών επιδράσεων της εκπεμπόμενης δέσμης φωτός με υψηλή ενέργεια οπτική κβαντική γεννήτρια (λέιζερ) στην επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας.
Η επεξεργασία διαστάσεων με τη βοήθεια λέιζερ συνίσταται στο σχηματισμό οπών με διάμετρο 0,5 ... 10 micron σε δύσκολα επεξεργασμένα υλικά, παραγωγή δικτύων, κοπή φύλλων από σύνθετα μέρη προφίλ κ.λπ.