Зміст
1. Сутність та особливості електроіскровий обробки матеріалів
2. Технологія ультразвукової та анодно-механічної обробки матеріалів
3. Сутність та особливості електроімпульсної обробки матеріалів
4. Обробка матеріалів лазером і електронним променем
5. Сутність методів обробки деталей пластичним деформуванням
1. Сутність та особливості електроіскровий обробки матеріалів
Різні електроіскровим методом обробки матеріалів відомі науці та промисловості досить давно. Безперечними перевагами подібних методів є відносна простота обладнання, висока продуктивність, незалежність продуктивності від твердості оброблюваного матеріалу і інших його фізичних характеристик. Єдине обмеження застосування тільки в необхідності, щоб оброблюваний матеріал був струмопровідних.
Одним з видів електроіскровий обробки є електроерозійні легування. Принцип електроерозійного легування давно відомий в промисловості і застосовується, коли необхідно отримати тверде, зносостійке покриття поверхні, що володіє хорошою зв'язком з матеріалом основи. Широко застосовуються в промисловості портативні установки з робочою частиною у вигляді олівця для ручної обробки або спеціалізоване обладнання (верстат виробництва Японії для зміцнення вершин зубів безперервної сталевий пилки).
Механізм процесу наступний:
При зближенні електродів (анода v наноситься і катода v оброблюваної поверхні) відбувається збільшення напруженості електричного струму. При деякій відстані v напруженість стає достатньою для виникнення іскрового розряду.
Через канал наскрізний провідності пучок електронів фокусувати вдаряється об поверхню анода. Енергія зупинених електронів виділяється в поверхневих шарах анода. Оскільки в цей момент система кидком звільняє накопичену енергію, щільності струму значно перевершують критичні значення. У результаті від анода відокремлюється крапля розплавленого металу і рухається до катода, випереджаючи рухомий слідом з великою швидкістю анод. Крапля розплавленого металу в процесі відділення від катода нагрівається до високої температури, закипає і вибухає.
Так як до цього моменту ланцюг струму переривається, зникають стискаючі зусилля електромагнітного поля, частки розплавленого металу летять широким смолоскипом. Перегріта крапля в процесі відділення, закипання і вибуху, що збільшив її діючу поверхню, весь час була в зіткненні з газом в атомарному стані, отже, хімічний склад летять до анода частинок відрізняється від вихідного стану анода. Факел частинок, досягнувши катода, прилипає і частково впроваджується в його поверхню.
Слідом за частками рухається електрод, що входить у систему, що встигла знову накопичити енергію, так як джерело її харчування продовжував діяти. Тому через розпечені частки, що лежать на катоді, проходить другий імпульс струму, що супроводжується механічним ударом маси електрода-анода. Другий імпульс зварює частки між собою і прогріває поверхню катода, на якому вони лежать. Відбувається дифузія частинок в поверхню катода і хімічна реакція між цими частками і матеріалом катода. Механічний удар проковують покриття, збільшуючи його однорідність і щільність. Потім анод рухається вгору, а на катоді залишається шар металу, міцно з'єднаний з його поверхнею.
Згадки про даний метод зустрічаються в спеціальній літературі вже в першій половині нашого століття. Основні його риси зберігаються і до нашого часу. Основні зміни торкнулися лише конструкції електродотримача, модернізації джерела живлення, комбінування електродів-інструментів для нанесення комбінованих покриттів. Також існує варіант нанесення покриттів при внесенні в зону низьковольтного електричного розряду матеріалу, що наноситься в дрібнодисперсному вигляді. Однак при цьому методі частота проходження розрядів залишається залежною від частоти механічних коливань анода.
Узагальнено, недоліками даного методу, який приймається за прототип, є:
- Низька швидкість процесу, що залежить від частоти проходження імпульсів, тобто від частоти механічних коливань вібратора з анодом;
- Дискретний вид покриття через особливості процесу переносу металу з анода на поверхню катода;
- Неможливість обробки важкодоступних місць;
- Можливість нанесення покриттів тільки з електропровідних матеріалів.
Спроби розширити технологічні можливості методу дозволили запропонувати принципово новий спосіб електроіскрового легування. Даний спосіб полягає в тому, що наноситься матеріал в дрібнодисперсному, зваженому в газі стані, потрапляє в проміжок між катодом - оброблюваним матеріалом і анодом, в якому з великою частотою (більше 2000 Гц) збуджуються високовольтні розряди. Потрапляючи в розряд, порошок розплавляється і осідає на оброблюваній поверхні.
Проведений патентний пошук показав принципову новизну запропонованого способу. Суттєвими перевагами запропонованого способу є можливість нанесення неелектропровідних покриттів, збільшення швидкості процесу та підвищення надійності обладнання з-за відсутності механічних коливань у системі, значне зниження нерівномірності покриття з-за високої частоти проходження імпульсів, перекриття слідів нанесення покриття, зниження собівартості процесу через спрощення обладнання та можливості обробки важкодоступних місць.
2. Технологія ультразвукової та анодно-механічної обробки матеріалів
Сучасна технологія механічної обробки конструкційних матеріалів досягла великих успіхів, а випускаються промисловістю металорізальні верстати - високого ступеня досконалості і високої продуктивності, що дозволяє з успіхом вирішувати різні завдання, висунуті бурхливим процесом розвитку техніки.
Однак розвиток техніки призвело до появи нових матеріалів, механічна обробка яких традиційними способами утруднена. До них відносяться, перш за все, такі матеріали з високою твердістю, як вольфрамомісткі і тітанокарбідние сплави, алмаз, рубін, лейкосапфір, загартовані сталі, магнітні сплави з рідкоземельних елементів, термокорунд та ін З традиційних способів при обробці таких матеріалів застосовується тільки шліфування.
Обробка іншої групи матеріалів, таких як германій, кремній, ферити, кераміка, скло, кварц, напівкоштовні й виробні мінерали і матеріали, утруднена їх дуже великий крихкістю. Такі матеріали не витримують зусиль, що виникають при традиційній механічній обробці. Оскільки саме перераховані вище матеріали багато в чому визначають прогрес техніки, виникає необхідність ефективно обробляти деталі з подібних, «необроблюваних традиційними способами», матеріалів.
Для вирішення проблеми обробки надтвердих і крихких матеріалів розроблені та впроваджені в практику спеціальні способи обробки: алмазосодержащих обертовим інструментом, електрохімічний, електроерозійний, електронно-променевої, ультразвукової.
Всі перераховані способи обробки характеризуються дуже високою екологічною небезпекою і енергоємністю процесу.
Так, найбільш широко використовується в практиці спосіб обробки алмазосодержащих обертовим інструментом характеризується енергоємністю (витратами електричної енергії на знімання одиниці об'єму оброблюваного матеріалу), приблизно рівної
2000 Дж/мм3, забезпечуючи виконання отворів діаметром не більше 25 мм з продуктивністю не вище 0,5 мм / хв.
При такій обробці використовується велика кількість охолоджуючої води (не менше 1 ... 5 л / хв), причому очищення її від дрібнодисперсного порошку руйнується матеріалу (наприклад, скла) є складною проблемою.
При механічній обробці за допомогою алмазосодержащих інструментів використовуються потужні, високошвидкісні свердлильні верстати.
Знос робочого інструменту досягає 5% від глибини виконуваних отворів, а виготовлення алмазосодержащих інструментів діаметром більше 25 мм є технічно нерозв'язним завданням.
Наведені дані за енерговитратами і витраті матеріалів при алмазному свердлінні зумовлюють високу вартість виконання одного отвору (до 15 доларів США).
Очевидно, що такий спосіб обробки буде екологічно небезпечним (акустичний шум, що обертається з великою частотою робочий інструмент, віднесення великої кількості води з дрібнодисперсним порошком і т.п.) і не ресурсозберігаючими (велика витрата алмазного інструмента, мала продуктивність свердління, велика витрата води, велике енергоспоживання).
Переваги ультразвукового (УЗ) способу обробки перед іншими полягають у можливості обробляти непровідні і непрозорі матеріали, а також у відсутності після обробки залишкових напруг, що призводять при використанні інших способів до утворення тріщин на оброблюваній поверхні.
Ультразвуковим способом ефективно обробляються такі тендітні матеріали, як агат, алебастр, алмаз, гіпс, германій, граніт, графіт, карбід бору, кварц, кераміка, корунд, кремній, мармур, нефрит, перламутр, рубін, сапфір, скло, тверді сплави, термокорунд , фарфор, фаянс, ферити, кришталь, яшма та багато інших.
Ультразвуковий спосіб обробки є різновид обробки довбанням - крихкий матеріал виколює з виробу ударами зерен більш твердого абразиву, які направляються торцем робочого інструмента, що коливається з ультразвуковою частотою. Застосування ультразвукових коливань дозволяє інтенсифікувати процес крихкого руйнування оброблюваного матеріалу за рахунок створення сітки мікротріщин і виколовши на поверхні.
Технологія ультразвукової обробки залежить від подачі абразивної суспензії в робочу зону, тобто в простір між вагається з високою частотою торцем робочого інструменту і поверхнею оброблюваного виробу. Зерна абразиву під дією ударів коливного інструменту вдаряють по поверхні оброблюваного вироби і проводять його руйнування. В якості абразиву зазвичай використовуються карбід бору або карбід кремнію, в якості рідини, що транспортується - звичайна вода.
Внаслідок впливу частинок абразиву на поверхню робочого інструменту відбувається його руйнування. Для зменшення зносу робочого інструменту його зазвичай виконують з в'язких матеріалів, що не руйнуються під дією ударних навантажень.
Частинки абразиву під дією ударів розколюються. Тому в зону обробки безперервно подається абразивна суспензія, несуча зерна свіжого абразиву і видаляє частинки знятого матеріалу і подрібнений абразив.
Для зменшення шумового впливу від працюючих ультразвукових апаратів, робоча частота вибирається досить високою, зазвичай це 22 Кгц або більше.
Подача робочого інструменту в напрямку коливань забезпечує формування порожнини, що копіює форму робочого інструмента.
Таким чином, ультразвукова розмірна обробка базується на двох основних процесах:
1). Ударному впровадженні абразивних зерен, що викликають виколювання частинок оброблюваного матеріалу;
2). Циркуляції і зміні абразиву в робочій зоні.
Обов'язковою умовою високопродуктивної ультразвукової обробки матеріалів є інтенсивне протікання цих двох процесів. Обмеження, що виникають для протікання одного з цих процесів, викликають зниження ефективності всієї ультразвукової обробки.
Продуктивність ультразвукової обробки в значній мірі залежить від фізико-механічних властивостей матеріалів, частоти і амплітуди коливань робочого інструменту, зернистості абразиву і навантаження на інструмент. Вплив усіх цих факторів на процес ультразвукової розмірної обробки буде розглянуто далі.
Спосіб ультразвукової обробки почав застосовуватися в промисловості вже на початку шістдесятих років. З його допомогою вдалося істотно спростити і прискорити технологію виготовлення фасонних деталей з твердих і крихких матеріалів. Так, наприклад, у сотні разів підвищилася продуктивність вирізування пластин будь-якої форми з різних керамік, напівпровідникових матеріалів, з'явилася можливість виконувати отвори будь-якої форми, спростилася технологія виготовлення матриць і пунсонів з твердих сплавів.
Слід зазначити, що УЗ установки першої групи для обробки деталей з твердих крихких матеріалів до теперішнього часу не набули широкого розвитку. Обумовлено це було низькою надійністю та ефективністю самих установок, виконаних на основі лампових генераторів, і використанням магнітострикційних перетворювачів, що вимагають примусового водяного охолодження, з одного боку, та практично повною відсутністю до 90-х років потреб у таких верстатах з-за відсутності індивідуальних споживачів, малих підприємств і дрібносерійних виробництв.
Тому найбільше розповсюдження до 90-х років отримали стаціонарні УЗ верстати (як універсальні, так і спеціалізовані) з вертикальним розташуванням коливальної системи. Їх умовно підрозділяли в залежності від функціональних можливостей на три групи:
Верстати малої потужності до 200 Вт;
Верстати середньої потужності від 250 до 1500 Вт;
Верстати великої потужності від 1600 до 4000 Вт
Верстати малої потужності (найбільш типовий представник - верстат моделі 4770А) виконувалися за зразком настільних свердлильних верстатів, застосовувалися і застосовуються для обробки неглибоких отворів (глибиною не більше 5 мм) малих діаметрів (0,2 ... .6 мм). Габаритні розміри верстатів малої потужності порівняно невеликі, а маса досягає 120 кг. Максимальна продуктивність по склу досягала 80 мм 3 / хв, що відповідало енергоємності технологічного процесу при обробці скла, рівної 75 Дж / мм 3.
Найбільша кількість установок і верстатів, створених і використовуються як в нашій країні, так і за кордоном, ставилися до другої групи. Ці верстати традиційно виконувалися з жорсткою станиною і масивної фундаментної плити, а за зовнішнім виглядом нагадували і на практиці виконувалися на базі вертикальних або радіально-свердлильних та вертикально-фрезерних верстатів. Ультразвукова коливальна система таких верстатів виконувалася на основі магнитострикционного перетворювача, мала значні габарити (більше 400х150 мм), вимагала примусового водяного охолодження (витрата води не менше 1 л / хв) і жорстко з'єднувалася з верстатом. Таким чином, ультразвукові верстати другої групи використовувалися виключно в стаціонарних умовах, і на них оброблялися тільки вироби, які встановлені на робочому столі верстата. Це істотно обмежувало функціональні можливості ультразвукових верстатів, не дозволяючи, наприклад, обробляти великі листи скла, мармуру, обробляти вироби, не переміщувані на робочий стіл, обробляти не горизонтально розташовані вироби, тобто виконувати отвори і пази необхідної форми і розміру на місці їх розташування. Верстати потужністю 0,4 кВт (модель 4771А) забезпечували виконання отворів діаметром від 0,5 до 15 мм з продуктивністю до 500 мм 3 / хв, що відповідало енергоємності процесу - 50 Дж/мм3.
Верстати потужністю 1,5 кВт (наприклад, моделі 4772А і динатронного фірми «Лефельдт») при власній масі в 1000 кг забезпечували виконання отворів діаметром до 40 мм і характеризувалися енергоємністю процесу, рівної 75 Дж/мм3. Верстати великої потужності отримали незначне поширення. Вони були виготовлені в одиничних екземплярах і застосовувалися тільки у великосерійному виробництві для обробки деталей з твердих сплавів, твердої кераміки, виготовлення невеликих матриць і заточування інструментів. Типовий представник цієї категорії верстатів - верстат моделі 4773А масою 1500 кг., Потужністю на вході перетворювача 4 кВт (споживана потужність понад 10 кВт). Верстат забезпечував виконання отворів діаметром не більше 60 мм і характеризувався енергоємністю процесу прошивки, перевищує 70 Дж/мм3 (по склу).
Таким чином, розроблені в нашій країні і за кордоном ультразвукові прошивальні верстати забезпечили виконання отворів діаметром до 60 мм (звичайне свердління алмазосодержащих інструментом - не більше 25 мм). Сам технологічний процес обробки характеризувався енергоємністю, що перевищує 50 ... 75 Дж/мм3 (енергоємність знизилася в 25 ... 40 разів у порівнянні з алмазним свердлінням).
До недоліків існуючих ультразвукових верстатів належить велика енергоємність процесу (через низький ККД), невисока продуктивність. З аналізу сучасного стану ультразвукової техніки, накопиченого досвіду, сучасного рівня розвитку електроніки та у зв'язку зі створенням нових матеріалів для випромінювачів УЗ коливань слід, щоб подолати вищевказані недоліки розроблених раніше верстатів і апробованих способів обробки необхідно використовувати такі перспективні напрямки розвитку:
1. Сутність та особливості електроіскровий обробки матеріалів
2. Технологія ультразвукової та анодно-механічної обробки матеріалів
3. Сутність та особливості електроімпульсної обробки матеріалів
4. Обробка матеріалів лазером і електронним променем
5. Сутність методів обробки деталей пластичним деформуванням
Список використаної літератури
1. Сутність та особливості електроіскровий обробки матеріалів
Різні електроіскровим методом обробки матеріалів відомі науці та промисловості досить давно. Безперечними перевагами подібних методів є відносна простота обладнання, висока продуктивність, незалежність продуктивності від твердості оброблюваного матеріалу і інших його фізичних характеристик. Єдине обмеження застосування тільки в необхідності, щоб оброблюваний матеріал був струмопровідних.
Одним з видів електроіскровий обробки є електроерозійні легування. Принцип електроерозійного легування давно відомий в промисловості і застосовується, коли необхідно отримати тверде, зносостійке покриття поверхні, що володіє хорошою зв'язком з матеріалом основи. Широко застосовуються в промисловості портативні установки з робочою частиною у вигляді олівця для ручної обробки або спеціалізоване обладнання (верстат виробництва Японії для зміцнення вершин зубів безперервної сталевий пилки).
Механізм процесу наступний:
При зближенні електродів (анода v наноситься і катода v оброблюваної поверхні) відбувається збільшення напруженості електричного струму. При деякій відстані v напруженість стає достатньою для виникнення іскрового розряду.
Через канал наскрізний провідності пучок електронів фокусувати вдаряється об поверхню анода. Енергія зупинених електронів виділяється в поверхневих шарах анода. Оскільки в цей момент система кидком звільняє накопичену енергію, щільності струму значно перевершують критичні значення. У результаті від анода відокремлюється крапля розплавленого металу і рухається до катода, випереджаючи рухомий слідом з великою швидкістю анод. Крапля розплавленого металу в процесі відділення від катода нагрівається до високої температури, закипає і вибухає.
Так як до цього моменту ланцюг струму переривається, зникають стискаючі зусилля електромагнітного поля, частки розплавленого металу летять широким смолоскипом. Перегріта крапля в процесі відділення, закипання і вибуху, що збільшив її діючу поверхню, весь час була в зіткненні з газом в атомарному стані, отже, хімічний склад летять до анода частинок відрізняється від вихідного стану анода. Факел частинок, досягнувши катода, прилипає і частково впроваджується в його поверхню.
Слідом за частками рухається електрод, що входить у систему, що встигла знову накопичити енергію, так як джерело її харчування продовжував діяти. Тому через розпечені частки, що лежать на катоді, проходить другий імпульс струму, що супроводжується механічним ударом маси електрода-анода. Другий імпульс зварює частки між собою і прогріває поверхню катода, на якому вони лежать. Відбувається дифузія частинок в поверхню катода і хімічна реакція між цими частками і матеріалом катода. Механічний удар проковують покриття, збільшуючи його однорідність і щільність. Потім анод рухається вгору, а на катоді залишається шар металу, міцно з'єднаний з його поверхнею.
Згадки про даний метод зустрічаються в спеціальній літературі вже в першій половині нашого століття. Основні його риси зберігаються і до нашого часу. Основні зміни торкнулися лише конструкції електродотримача, модернізації джерела живлення, комбінування електродів-інструментів для нанесення комбінованих покриттів. Також існує варіант нанесення покриттів при внесенні в зону низьковольтного електричного розряду матеріалу, що наноситься в дрібнодисперсному вигляді. Однак при цьому методі частота проходження розрядів залишається залежною від частоти механічних коливань анода.
Узагальнено, недоліками даного методу, який приймається за прототип, є:
- Низька швидкість процесу, що залежить від частоти проходження імпульсів, тобто від частоти механічних коливань вібратора з анодом;
- Дискретний вид покриття через особливості процесу переносу металу з анода на поверхню катода;
- Неможливість обробки важкодоступних місць;
- Можливість нанесення покриттів тільки з електропровідних матеріалів.
Спроби розширити технологічні можливості методу дозволили запропонувати принципово новий спосіб електроіскрового легування. Даний спосіб полягає в тому, що наноситься матеріал в дрібнодисперсному, зваженому в газі стані, потрапляє в проміжок між катодом - оброблюваним матеріалом і анодом, в якому з великою частотою (більше 2000 Гц) збуджуються високовольтні розряди. Потрапляючи в розряд, порошок розплавляється і осідає на оброблюваній поверхні.
Проведений патентний пошук показав принципову новизну запропонованого способу. Суттєвими перевагами запропонованого способу є можливість нанесення неелектропровідних покриттів, збільшення швидкості процесу та підвищення надійності обладнання з-за відсутності механічних коливань у системі, значне зниження нерівномірності покриття з-за високої частоти проходження імпульсів, перекриття слідів нанесення покриття, зниження собівартості процесу через спрощення обладнання та можливості обробки важкодоступних місць.
2. Технологія ультразвукової та анодно-механічної обробки матеріалів
Сучасна технологія механічної обробки конструкційних матеріалів досягла великих успіхів, а випускаються промисловістю металорізальні верстати - високого ступеня досконалості і високої продуктивності, що дозволяє з успіхом вирішувати різні завдання, висунуті бурхливим процесом розвитку техніки.
Однак розвиток техніки призвело до появи нових матеріалів, механічна обробка яких традиційними способами утруднена. До них відносяться, перш за все, такі матеріали з високою твердістю, як вольфрамомісткі і тітанокарбідние сплави, алмаз, рубін, лейкосапфір, загартовані сталі, магнітні сплави з рідкоземельних елементів, термокорунд та ін З традиційних способів при обробці таких матеріалів застосовується тільки шліфування.
Обробка іншої групи матеріалів, таких як германій, кремній, ферити, кераміка, скло, кварц, напівкоштовні й виробні мінерали і матеріали, утруднена їх дуже великий крихкістю. Такі матеріали не витримують зусиль, що виникають при традиційній механічній обробці. Оскільки саме перераховані вище матеріали багато в чому визначають прогрес техніки, виникає необхідність ефективно обробляти деталі з подібних, «необроблюваних традиційними способами», матеріалів.
Для вирішення проблеми обробки надтвердих і крихких матеріалів розроблені та впроваджені в практику спеціальні способи обробки: алмазосодержащих обертовим інструментом, електрохімічний, електроерозійний, електронно-променевої, ультразвукової.
Всі перераховані способи обробки характеризуються дуже високою екологічною небезпекою і енергоємністю процесу.
Так, найбільш широко використовується в практиці спосіб обробки алмазосодержащих обертовим інструментом характеризується енергоємністю (витратами електричної енергії на знімання одиниці об'єму оброблюваного матеріалу), приблизно рівної
2000 Дж/мм3, забезпечуючи виконання отворів діаметром не більше 25 мм з продуктивністю не вище 0,5 мм / хв.
При такій обробці використовується велика кількість охолоджуючої води (не менше 1 ... 5 л / хв), причому очищення її від дрібнодисперсного порошку руйнується матеріалу (наприклад, скла) є складною проблемою.
При механічній обробці за допомогою алмазосодержащих інструментів використовуються потужні, високошвидкісні свердлильні верстати.
Знос робочого інструменту досягає 5% від глибини виконуваних отворів, а виготовлення алмазосодержащих інструментів діаметром більше 25 мм є технічно нерозв'язним завданням.
Наведені дані за енерговитратами і витраті матеріалів при алмазному свердлінні зумовлюють високу вартість виконання одного отвору (до 15 доларів США).
Очевидно, що такий спосіб обробки буде екологічно небезпечним (акустичний шум, що обертається з великою частотою робочий інструмент, віднесення великої кількості води з дрібнодисперсним порошком і т.п.) і не ресурсозберігаючими (велика витрата алмазного інструмента, мала продуктивність свердління, велика витрата води, велике енергоспоживання).
Переваги ультразвукового (УЗ) способу обробки перед іншими полягають у можливості обробляти непровідні і непрозорі матеріали, а також у відсутності після обробки залишкових напруг, що призводять при використанні інших способів до утворення тріщин на оброблюваній поверхні.
Ультразвуковим способом ефективно обробляються такі тендітні матеріали, як агат, алебастр, алмаз, гіпс, германій, граніт, графіт, карбід бору, кварц, кераміка, корунд, кремній, мармур, нефрит, перламутр, рубін, сапфір, скло, тверді сплави, термокорунд , фарфор, фаянс, ферити, кришталь, яшма та багато інших.
Ультразвуковий спосіб обробки є різновид обробки довбанням - крихкий матеріал виколює з виробу ударами зерен більш твердого абразиву, які направляються торцем робочого інструмента, що коливається з ультразвуковою частотою. Застосування ультразвукових коливань дозволяє інтенсифікувати процес крихкого руйнування оброблюваного матеріалу за рахунок створення сітки мікротріщин і виколовши на поверхні.
Технологія ультразвукової обробки залежить від подачі абразивної суспензії в робочу зону, тобто в простір між вагається з високою частотою торцем робочого інструменту і поверхнею оброблюваного виробу. Зерна абразиву під дією ударів коливного інструменту вдаряють по поверхні оброблюваного вироби і проводять його руйнування. В якості абразиву зазвичай використовуються карбід бору або карбід кремнію, в якості рідини, що транспортується - звичайна вода.
Внаслідок впливу частинок абразиву на поверхню робочого інструменту відбувається його руйнування. Для зменшення зносу робочого інструменту його зазвичай виконують з в'язких матеріалів, що не руйнуються під дією ударних навантажень.
Частинки абразиву під дією ударів розколюються. Тому в зону обробки безперервно подається абразивна суспензія, несуча зерна свіжого абразиву і видаляє частинки знятого матеріалу і подрібнений абразив.
Для зменшення шумового впливу від працюючих ультразвукових апаратів, робоча частота вибирається досить високою, зазвичай це 22 Кгц або більше.
Подача робочого інструменту в напрямку коливань забезпечує формування порожнини, що копіює форму робочого інструмента.
Таким чином, ультразвукова розмірна обробка базується на двох основних процесах:
1). Ударному впровадженні абразивних зерен, що викликають виколювання частинок оброблюваного матеріалу;
2). Циркуляції і зміні абразиву в робочій зоні.
Обов'язковою умовою високопродуктивної ультразвукової обробки матеріалів є інтенсивне протікання цих двох процесів. Обмеження, що виникають для протікання одного з цих процесів, викликають зниження ефективності всієї ультразвукової обробки.
Продуктивність ультразвукової обробки в значній мірі залежить від фізико-механічних властивостей матеріалів, частоти і амплітуди коливань робочого інструменту, зернистості абразиву і навантаження на інструмент. Вплив усіх цих факторів на процес ультразвукової розмірної обробки буде розглянуто далі.
Спосіб ультразвукової обробки почав застосовуватися в промисловості вже на початку шістдесятих років. З його допомогою вдалося істотно спростити і прискорити технологію виготовлення фасонних деталей з твердих і крихких матеріалів. Так, наприклад, у сотні разів підвищилася продуктивність вирізування пластин будь-якої форми з різних керамік, напівпровідникових матеріалів, з'явилася можливість виконувати отвори будь-якої форми, спростилася технологія виготовлення матриць і пунсонів з твердих сплавів.
Слід зазначити, що УЗ установки першої групи для обробки деталей з твердих крихких матеріалів до теперішнього часу не набули широкого розвитку. Обумовлено це було низькою надійністю та ефективністю самих установок, виконаних на основі лампових генераторів, і використанням магнітострикційних перетворювачів, що вимагають примусового водяного охолодження, з одного боку, та практично повною відсутністю до 90-х років потреб у таких верстатах з-за відсутності індивідуальних споживачів, малих підприємств і дрібносерійних виробництв.
Тому найбільше розповсюдження до 90-х років отримали стаціонарні УЗ верстати (як універсальні, так і спеціалізовані) з вертикальним розташуванням коливальної системи. Їх умовно підрозділяли в залежності від функціональних можливостей на три групи:
Верстати малої потужності до 200 Вт;
Верстати середньої потужності від 250 до 1500 Вт;
Верстати великої потужності від 1600 до 4000 Вт
Верстати малої потужності (найбільш типовий представник - верстат моделі 4770А) виконувалися за зразком настільних свердлильних верстатів, застосовувалися і застосовуються для обробки неглибоких отворів (глибиною не більше 5 мм) малих діаметрів (0,2 ... .6 мм). Габаритні розміри верстатів малої потужності порівняно невеликі, а маса досягає 120 кг. Максимальна продуктивність по склу досягала 80 мм 3 / хв, що відповідало енергоємності технологічного процесу при обробці скла, рівної 75 Дж / мм 3.
Найбільша кількість установок і верстатів, створених і використовуються як в нашій країні, так і за кордоном, ставилися до другої групи. Ці верстати традиційно виконувалися з жорсткою станиною і масивної фундаментної плити, а за зовнішнім виглядом нагадували і на практиці виконувалися на базі вертикальних або радіально-свердлильних та вертикально-фрезерних верстатів. Ультразвукова коливальна система таких верстатів виконувалася на основі магнитострикционного перетворювача, мала значні габарити (більше 400х150 мм), вимагала примусового водяного охолодження (витрата води не менше 1 л / хв) і жорстко з'єднувалася з верстатом. Таким чином, ультразвукові верстати другої групи використовувалися виключно в стаціонарних умовах, і на них оброблялися тільки вироби, які встановлені на робочому столі верстата. Це істотно обмежувало функціональні можливості ультразвукових верстатів, не дозволяючи, наприклад, обробляти великі листи скла, мармуру, обробляти вироби, не переміщувані на робочий стіл, обробляти не горизонтально розташовані вироби, тобто виконувати отвори і пази необхідної форми і розміру на місці їх розташування. Верстати потужністю 0,4 кВт (модель 4771А) забезпечували виконання отворів діаметром від 0,5 до 15 мм з продуктивністю до 500 мм 3 / хв, що відповідало енергоємності процесу - 50 Дж/мм3.
Верстати потужністю 1,5 кВт (наприклад, моделі 4772А і динатронного фірми «Лефельдт») при власній масі в 1000 кг забезпечували виконання отворів діаметром до 40 мм і характеризувалися енергоємністю процесу, рівної 75 Дж/мм3. Верстати великої потужності отримали незначне поширення. Вони були виготовлені в одиничних екземплярах і застосовувалися тільки у великосерійному виробництві для обробки деталей з твердих сплавів, твердої кераміки, виготовлення невеликих матриць і заточування інструментів. Типовий представник цієї категорії верстатів - верстат моделі 4773А масою 1500 кг., Потужністю на вході перетворювача 4 кВт (споживана потужність понад 10 кВт). Верстат забезпечував виконання отворів діаметром не більше 60 мм і характеризувався енергоємністю процесу прошивки, перевищує 70 Дж/мм3 (по склу).
Таким чином, розроблені в нашій країні і за кордоном ультразвукові прошивальні верстати забезпечили виконання отворів діаметром до 60 мм (звичайне свердління алмазосодержащих інструментом - не більше 25 мм). Сам технологічний процес обробки характеризувався енергоємністю, що перевищує 50 ... 75 Дж/мм3 (енергоємність знизилася в 25 ... 40 разів у порівнянні з алмазним свердлінням).
До недоліків існуючих ультразвукових верстатів належить велика енергоємність процесу (через низький ККД), невисока продуктивність. З аналізу сучасного стану ультразвукової техніки, накопиченого досвіду, сучасного рівня розвитку електроніки та у зв'язку зі створенням нових матеріалів для випромінювачів УЗ коливань слід, щоб подолати вищевказані недоліки розроблених раніше верстатів і апробованих способів обробки необхідно використовувати такі перспективні напрямки розвитку:
1. Виходячи з необхідності вирішення ряду конкретних завдань в заданих умовах і наявності цілком певних можливостей у різних споживачів необхідне створення ряду УЗ верстатів, здатних задовольнити потреби сучасних високоефективних виробництв та інших споживачів.
2. Для зниження енергоємності УЗ обробки розробити і застосувати коливальні системи на основі сучасних п'єзоелектричних матеріалів, що володіють високим ККД (більше ніж у два рази вище, ніж у магнітострикційних матеріалів) і не вимагають примусового водяного охолодження.
3. Для зниження енергоємності процесу, підвищення надійності і зниження масогабаритних характеристик генераторів УЗ коливань розробити і використовувати нові принципові схемні технічні рішення (забезпечення роботи в ключовому режимі, із застосуванням систем автоматичної стабілізації номінальної робочої частоти та стабілізації амплітуди) на основі нових електронних елементів (наприклад, високовольтних , високошвидкісних транзисторів великої потужності).
4. Для підвищення ефективності верстатів розробити ультразвукові коливальні системи з високим ККД на основі використання нових конструктивних схем перетворювачів, концентраторів, робочих інструментів і матеріалів для їх виготовлення.
5. Для підвищення продуктивності обробки і зниження енергоємності процесу використовувати порожнисті трубчасті робочі інструменти та розвивати й удосконалювати УЗ обробку обертовим робочим інструментом у вигляді порожнистої металевої трубки з застосуванням абразивної суспензії.
6. Для збільшення глибини обробки без істотної втрати продуктивності удосконалити і застосувати безабразівние свердління глибоких отворів робочими інструментами з природних або синтетичних алмазів на металевих зв'язках.
7. Для підвищення ефективності ультразвукової обробки удосконалювати технологію УЗ обробки та методики застосування верстатів (проведення обробки за кілька проходів з поступовим збільшенням діаметру робочого інструменту, послідовна прошивка з двох сторін і т.п.).
Анодно-механічна обробка матеріалів, заснована на одночасному використанні анодного розчинення і механічного видалення продуктів розпаду. Застосовується для різання, заточування різців, шліфування та ін
3. Сутність та особливості електроімпульсної обробки матеріалів
Технології з використанням імпульсних сильних струмів відносяться поряд з вибуховими (використання вибухівки) до високошвидкісних, при яких реалізується інтенсивне силовий вплив на оброблюваний об'єкт. Часто об'єкту при цьому повідомляється велика швидкість, що відкриває нові технологічні можливості. Наприклад, поява пластичних властивостей біля тендітних матеріалів (сплави молібдену). До технологій, які використовують сильні імпульсні струми, належать електрогідравлічна (потужнострумовий розряд у воді), електроерозійна та магнітно-імпульсна обробка матеріалів (створення сильного імпульсного магнітного поля і організація силового дії цього поля на оброблюваний об'єкт).
Розглянемо електрофізичні основи технології.
При імпульсному електричному розряді в рідині відбувається швидке виділення енергії в каналі розряду. У результаті тиск в каналі розряду значно перевищує зовнішнє, канал швидко розширюється, що призводить до виникнення ударної хвилі і потоків рідини. Ударна хвиля являє собою скачок щільності середовища, що поширюється від каналу зі швидкістю, що перевищує звукову. Тиск на фронті ударної хвилі в рідині може досягати десятків кілобар. Дію цього тиску на оброблюваний об'єкт може викликати структурну перебудову матеріалу об'єкта (дроблення крихких матеріалів, деформацію, зміцнення поверхні і т.д.). Потоки рідини, що поширюються зі швидкістю 10 2 ÷ 10 березня м / с, передають кінетичну енергію оброблюваному об'єкту, викликаючи, як і ударна хвиля, його механічні зміни. Механічні прояви імпульсного розряду в рідині прийнято називати електрогідравлічним ефектом, а установки з використанням цього ефекту - електрогідравлічними. В якості робочого середовища в таких установках використовується, як правило, технічна вода. Як вже зазначалося, технології із застосуванням електричного розряду в рідині відносяться до високошвидкісних. Цим і визначається їхня перевага. Можна назвати ряд технологічних процесів, які або знайшли застосування, або перспективні. Під електроерозійної обробкою розуміють обробку металів з використанням електричної ерозії, що виникає при організації імпульсного розряду між оброблюваною деталлю і спеціальним електродом-інструментом. Електроерозійна обробка проводиться з метою додання деталі необхідної форми (розмірна обробка), зміцнення поверхні або нанесення на неї захисного покриття.
Розрізняють два види електроерозійної обробки: електроіскрову і електроімпульсну.
Електроіскрових обробка проводиться короткими імпульсами струму (менше 100 мкс). Умовно такі розряди називають іскровими, з чого випливає і назва обробки.
Електроімпульсна обробка характеризується більш тривалими імпульсами струму (більше 100 мкс), при яких розряд за своїми характеристиками наближається до дуговом: з характерними зонами і стовпом каналу, для якого характерні малі градієнти напруги.
Принцип реалізації електроерозійної обробки заснований на тепловій дії каналу розряду на оброблювану деталь. У каналі розряду, включаючи приелектродних зону, за короткий час виділяється енергія, нагріваючи газове середовище каналу (в основному пари металу) до температури в декілька тисяч градусів. За рахунок теплопровідності із зони розряду формується тепловий потік, який швидко нагріває безпосередньо примикає до місця розряду метал заготівки, плавить і частково випаровує деяка кількість металу, утворюючи ерозійну лунку. Для організації розряду з потрібними параметрами і евакуації продуктів ерозії (пара і частинок розплавленого металу) розряд виробляється в технологічної рідини (гас, масло, вода).
Головними перевагами електроерозійної обробки є можливість обробки металів з будь-якою міцністю, включаючи високоміцні сплави, а також можливість виготовлення отворів, ліній розрізу складної конфігурації. Наприклад, використовуючи електрод у формі спіралі, можливо виготовити отвір, що повторює форму електроду у заготівлі, яка має будь-міцністю. Ніякими іншими технологічними прийомами аналогічну операцію виконати неможливо. Важливою особливістю електроерозійної обробки є простота регулювання виділеної у розряді енергії шляхом зміни ємності джерела живлення. Тим самим забезпечується бажаний режим: грубий (обдирні) або більш м'який, з більш гладкою поверхнею оброблюваної деталі (фінішні режими). Магнітно-імпульсна обробка матеріалів заснована на використанні електродинамічних сил, які в імпульсних режимах можуть досягати гігантських значень. Якщо тиску, створювані електродинамічними силами, перевищують межу міцності, то відбувається деформація заготовки. Цей процес часто називають магнітною штампуванням. При магнітно-імпульсної обробки відбувається перетворення електричної енергії, накопиченої в конденсаторної батареї, при розряді на індуктор або безпосередньо на заготівлю в енергію імпульсного магнітного поля, що здійснює роботу деформування електропровідної заготовки. При магнітно-імпульсної обробки досягаються швидкості переміщення заготовки до декількох сотень метрів на секунду, що відкриває широкі технологічні можливості цього способу при штампуванні важкооброблюваних звичайними способами матеріалів, імпульсної зварювання і т.д. Відсутність інерційної середовища, через яку зазвичай передається тиск на оброблювану деталь, а також розподіл електродинамічних сил за обсягом заготівлі, можливість здійснення технологічних операцій в контрольованій газовому середовищі або у вакуумі через ізоляційні стінки - унікальні особливості магнітно-імпульсної обробки. До переваг магнітної штампування відносяться також можливість точного регулювання електродинамічних сил шляхом зміни електричних параметрів установки, простота технологічного оснащення, можливість повної автоматизації виготовлення деталей і т.д.
4. Обробка матеріалів лазером і електронним променем
Використання лазерів в першу чергу передбачається в тих технологічних процесах, які нездійсненні за допомогою інших джерел енергії або їх здійснення пов'язане з великими енергетичними та тимчасовими витратами. Кращим виявляється застосування лазерів при термічній обробці елементів електронних схем, коли оброблювані ділянки поєднуються з ділянками або деталями, що мають низькотемпературну стійкість, а також для мікроразмерних і локальних термообробок. Останнім часом широко використовується ЛТ в операціях, де обробка матеріалів за допомогою лазерів здійснюється з меншими енергетичними і трудовими витратами (наприклад, для обробки крихких, твердих і термостійких матеріалів) в порівнянні з іншими технологіями. У багатьох процесах виявилося можливим поєднувати лазерний вплив з іншими видами енергії, наприклад з дією плазми електричного розряду, вибухової хвилі, ультразвуку, механічного та хімічного впливу. Це значно розширило коло завдань, що вирішуються за допомогою ЛТ. Дуже часто лазерна обробка проводиться в присутності хімічних, газових та інших робочих середовищ, що дозволяє проводити ряд робіт, нездійсненних в інших технологіях.
Кращим виявляється використання лазерів у процесах, де за його допомогою можливо виконання цілого ряду операцій одночасно або в одному технологічному циклі. Перевагою ЛТ є простота управління лазерним пучком, висока точність обробки і оперативність.
Розглянемо найбільш типові технологічні операції, залучаючи нескладні фізичні моделі та подання.
Мабуть, найбільш широке застосування лазерне зварювання знайшла у виробництві виробів електронної техніки, оскільки дозволяє зварювати тугоплавкі метали (вольфрам, молібден); проводити мікролокальную зварювання (~ 10 мкм); обробляти короткими імпульсами (10 -2 - 10 -3 с), що виключає небажані структурні зміни у матеріалах через придушення дифузних процесів; вести зварювання в будь-якій атмосфері, у важкодоступних місцях, безконтактно і без забруднень; з'єднувати матеріали з різними теплофізичними і механічними властивостями. Процес зварювання лазером дозволяє проводити операції поблизу від термочутливих елементів. Лазерне зварювання є енергоємним процесом, оскільки вимагає плавлення матеріалу. Основна особливість вивчення фізики плавлення пов'язана з тим, що при плавленні більшості металів їх електропровідність стрибком зменшується в 2-3 рази, що тягне за собою стрибок теплопровідності й відбивної здатності і тим самим призводить до нового режиму нагрівання, що характеризується додатковою витратою тепла на плавлення. У цьому випадку дуже часто вдаються до рішень, що дозволяє різко збільшити продуктивність лазерного зварювання за рахунок використання додаткової енергії або спеціальної реактивної середовища.
Інший технологічною операцією, також пов'язаної з процесом плавлення, є лазерна пайка, яку, подібно зварюванні, можна проводити у важкодоступних місцях, закритих об'ємах, використовуючи всі чудові властивості лазерного випромінювання. Найчастіше для цієї операції використовуються твердотільні лазери з l = 1,06 мкм, а тип цієї операції є, мабуть, самим масовим видом ЛТ у виробництві виробів електронної техніки (ВЕТ). Основними перевагами лазерної пайки є наступні можливості: практично миттєва швидкість нагрівання; точне дозування енергії в процесі пайки; прецизійність позиціювання зон обробки і т.д.
Особливості фізичних процесів лазерного різання пов'язані з руйнуванням матеріалу за рахунок випаровування рухомим джерелом тепла і використанням при різанні безперервного або імпульсного випромінювання. Найзручніше різання матеріалів вести лазерами безперервної дії, наприклад СО 2 - лазерами потужністю 10 2 - 10 4 Вт. Для забезпечення процесу різання металів часто проводиться піддув газів: інертних - для підвищення чистоти поверхні реза або кисню - для підвищення швидкості різання.
У більшості випадків світловий потік, сфокусований у пляму d г рухається зі швидкістю u о. Якщо теплонасищеніе відбудеться раніше, ніж світлове пляма пройде шлях, рівний своєму радіусу, тобто u про × r г / x <1, то джерело вважається повільно рухаються і найбільш вживаним. Порогова інтенсивність світлового потоку, необхідна для початку різання, зі збільшенням швидкості переміщення джерела збільшується як Öu о.
У випадку імпульсного випромінювання виникають додаткові вимоги до швидкості руху джерела тепла, потужності й частоти випромінювання. При імпульсному випромінюванні, якщо шпаруватість імпульсів мала, користуються усередненими потужностними характеристиками еквівалентними характеристиками безперервного випромінювання. Якщо t і <0,1 r г / u о, то джерело вважається нерухомим при u про <1 см / с, r р> 10 мкм. При f <x / (30 r г 2) після кожного імпульсу матеріал починає остигати, так як не відбувається достатнього накопичення тепла, а результат впливу визначається параметрами окремого імпульсу. Звідси зрозуміло, що при імпульсному режимі роботи лазера для проведення цієї технологічної операції необхідно збільшення потужності, частоти імпульсів при зменшенні швидкості переміщення джерела випромінювання.
У порівнянні з традиційними методами різання абразивними алмазними колами лазер володіє наступними перевагами: дозволяє легко різати надтверді матеріали (наприклад, алмази, корунд); робити малу ширину пропилу (у кілька десятків мікрон); виготовляти деталі складної форми в крихких матеріалах, обробляти кристали з великими внутрішніми напругами незалежно від їх кристалічної орієнтації.
Лазерне маркування має перевагу перед звичайними методами при маркуванні виробів малих і надмалих розмірів, тендітних, твердих, стерильних і у важкодоступних місцях. Операція маркування реалізується шляхом сканування променя за програмою або шляхом проекції маски. Зображення формується за рахунок випаровування матеріалу.
Скрайбування - метод часткового випаровування вздовж кордону розділу і подальшого розламування. Ефективний для поділу крихких матеріалів (керамік, напівпровідникових кристалів, стекол і т.д.). Для цієї операції застосовуються СО 2-лазери безперервної дії. Це - дуже економічний і високопродуктивний метод.
Фізичний зміст процесу термообробки полягає в зміні структурних властивостей матеріалів під впливом нагрівання (на відміну від зварювання - плавлення і різання - випаровування). Принципово лазерна термообробка не відрізняється від звичайної, але має свої особливості. Використання лазера дозволяє різко зменшити глибину оброблюваного шару, управляти його величиною, проводити локальні структурні перетворення, надавати оброблюваним ділянкам особливі властивості, проводити профільовану термообробку і т.д. Лазерне дію на матеріал, як правило, багатофакторний процес, а лазерна термообробка увазі отримання різних результатів: гарту, відпалу, відпустки, легування, зміцнення, кристалізації, аморфізації та інших процесів.
Розглянемо частину технологічних процесів термообробки, які займають значне місце у виробництві ВЕТ. Висока швидкість нагріву і охолодження дозволяє модифікувати мікроструктуру поверхні металів, керамік, при цьому відбувається локальна гарт тонкого приповерхневого шару, що забезпечує високу твердість оброблених ділянок. Крім того, завдяки високій швидкості охолодження (10 серпня - 10 9 До × с -1), йде процес диспергування, який також сприяє зміцненню поверхні. Така процедура дає позитивний результат при виготовленні деталей, що труться електронної техніки (наприклад, при роботі зчитують головок та ін.)
Зміцнення, отримане шляхом введення присадок у процесі лазерного нагріву, називається лазерним легуванням. За допомогою лазера порівняно легко здійснюється процес азотування і науглероживания поверхні виробів. Утворюються нові фази і з'єднання (карбіди, нітриди) мають властивості, що дозволяють різко підвищити тугоплавкість і твердість, а також зносостійкість матричних матеріалів. Тому найчастіше легування проводиться з метою зміцнення поверхневих шарів. У результаті такого легування вдається підвищити твердість і зносостійкість у 2-3 рази. Перспективним є легування деталей з дешевих вуглецевих сталей металокерамічної сумішшю або твердими вольфрам-кобальтовими сплавами. Так, вдування порошку ВК-15 (сплаву, який використовується для виготовлення твердих наплавок в ріжучих інструментах) в зону нагрівання безперервного СО 2-лазера потужністю 1-3 кВт дозволило отримати на оброблюваному матеріалі поверхневі шари з твердістю, порівнянною з наплавляється матеріалом.
Перевагою способу лазерного легування, безсумнівно, є можливість управління процесами, регулюючи енергію, частоту проходження імпульсів і їх тривалість. Змінюючи швидкість переміщення і число проходів променя по поверхні, можна легко змінювати фазовий і хімічний склад поверхневих шарів, домагаючись необхідних результатів.
5. Сутність методів обробки деталей пластичним деформуванням
Основні експлуатаційні властивості деталей машин - зносостійкість, міцність, корозійна стійкість значною мірою визначаються станом їх поверхневого шару. Існує досить велика кількість різних технологічних методів підвищення якості поверхонь деталей. Найбільш поширеними з них є гальванічні та хімічні методи нанесення покриттів, такі як: хромування, цинкування, кадміювання, міднення, Свинцювання, нікелювання, лудіння, латунирование, оксидування. Забезпечуючи підвищення експлуатаційних властивостей, а так само, покращуючи декоративний вид виробів, ці методи в той же час є екологічно небезпечними.
Технологічний процес виготовлення деталей з покриттями зазвичай включає наступні операції: механічну обробку для отримання поверхонь необхідної точності та чистоти, знежирення і травлення, промивання, осадження на робочу поверхню покриття, термічну обробку. Несприятливим з екологічної точки зору є використання у складі електролітів для травлення та нанесення покриттів сильних кислот. Наприклад, в якості електроліту для хромування зазвичай застосовують хромовий ангідрид з добавками сірчаної кислоти. Нерозчинні аноди виготовляють зі свинцю або сплаву з сурмою. При нікелювання використовується електроліт із сірчанокислого нікелю і щавлевокислого амонію. Травлення ведуть в електроліті, що складається з сірчаної та фосфорної кислот. До складу електроліту для оксидування також входить сірчана кислота. Використання та утилізація таких електролітів представляє собою складну екологічну задачу.
Одним із способів її рішення є використання для підвищення якості поверхонь деталей обробно-зміцнюючої обробки поверхневим пластичним деформуванням, не надає шкідливого екологічного впливу на навколишнє середовище. Це накочення, обкатування, розкочування, вигладжування, віброобробки, динамічне зміцнення різних поверхонь деталей машин.
Накочення, обкатування й розкочування здійснюють спеціальним інструментом, робочими елементами якого є кульки або ролики від підшипників або спеціально виготовлені. При тиску робочого елементу на оброблювану поверхню деталі відбувається її локальне пластичне деформування в місці контакту. Наявність різних обертальних і поступальних рухів дозволяє обробляти різні поверхні (плоскі, циліндричні, фасонні). Обробку ведуть на універсальних і спеціальних верстатах, верстатах з ЧПК, напівавтоматах і автоматах.
Вигладжування виробляють інструментом, робочим елементом якого є твердосплавний або алмазний індентор, що ковзає по оброблюваній поверхні. Цим методом можна обробляти всі види поверхонь від плоскої до фасонної.
Віброобробки - це процес накатування, обкатування, розкочування кульками або алмазне вигладжування при наявності додаткового осцилює руху робочого елементу паралельно оброблюваної поверхні. Варіювання амплітуди і частоти осциляцій робочого елементу, поряд зі зміною інших режимів обробки, дозволяє створювати на поверхні різні регулярні мікрорельєфу або системи канавок.
Динамічне зміцнення виробляють робочими елементами у вільному стані або при їх фіксованому положенні. В якості робочих елементів при вільній обробці застосовують дріб і кульки, сталеві або скляні, при фіксованому положенні кульки і ролики підшипників або спеціальні, в залежності від оброблюваної поверхні. При вільної динамічної обробці робочі елементи спрямовуються на оброблювану поверхню повітряним струменем з допомогою спеціальних пристроїв під дією відцентрових сил або в вібробункер.
У залежності від функціонального призначення виробу за рахунок зміни робочого тиску обробку можна проводити на обробних, зміцнюючих і проміжних обробно-зміцнюючих режимах.
Обробна обробка здійснюється при невеликих робочих тисках р> 1,5 т і дозволяє підвищити несучу здатність вихідної шорсткості поверхні з 1-2% до 15-20%. Зміцнюючої обробки проводять при р> 3 т, при цьому значно підвищується ступінь (до 180%) і глибина зміцнення. Обробка на проміжних обробно-зміцнюючих режимах (1,5 т <р <3 т) дозволяє поліпшити несучу здатність параметрів шорсткості і хвилястості і підвищити вихідну поверхневу мікротвердість на невелику глибину.
Всі методи обробки заготовок пластичним деформуванням мають широкі можливості в управлінні параметрами стану поверхневого шару деталей машин, а, отже, і їх експлуатаційними властивостями. На підставі дослідження закономірностей формування поверхневого шару при обробно-зміцнюючої обробки встановлені основні взаємозв'язки параметрів стану поверхневого шару з параметрами обробки.
При накоченні кульками зовнішніх циліндричних поверхонь параметр шорсткості R a розраховується наступним чином:
,
де R a вих - вихідна шорсткість, d - діаметр ролика, v, s - швидкість та подача, max - максимальні напруги на контакті.
При алмазного вигладжування зовнішніх циліндричних поверхонь параметр шорсткості R a визначається наступним чином:
де d a - діаметр алмазного індентора
При вібронакативаніі плоских поверхонь параметр шорсткості R a дорівнює:
де р - тиск, i = 1 ... 3
На підставі зазначених залежностей розроблені рекомендації з вибору раціональних параметрів обробно-зміцнюючої обробки, забезпечують необхідний рівень параметрів шорсткості поверхні з урахуванням основних експлуатаційних властивостей - зносостійкості і міцності. Розглянуті методи є екологічно чистими, безпечні для робітників і не надають шкідливого впливу на навколишнє середовище.
Список використаної літератури
1. Курец В.І., Усов А.Ф., Цукерман В. А. Електроімпульсна дезінтеграція матеріалів. - Апатити: КНЦ, 2002, 324 с.
2. Сьомкін Б.В., Усов А.Ф., Курец В. І. Основи електроімпульсного руйнування матеріалів. - Апатити: КНЦ, 1995, 276 с.
3. Усов А.Ф., Сьомкін Б.В., Зінов'єв Н. Т. Перехідні процеси в установках електроімпульсної технології. Л.: Наука, 1987. 189 с.; Барнаул: вид. АГТУ, 2000 (вид. друге перероблене і доповнене), 160 с.
4. Імпульсний пробою і руйнування діелектриків і гірських порід / А.А. Воробйов, Г.А. Воробйов, Є.К. Завадовская та ін Томськ: Изд-во Томського ун-та, 1971. 225 с.
5. Воробйов А. А. Руйнування гірських порід електричними імпульсними розрядами. Томськ: Изд-во ТГУ, 1961. 150 с.
6. Усов А. Ф. Перспективи технологій електроімпульсного руйнування гірських порід і руд / / Вісті Академії наук, Енергетика, 2001, № 1, с 54-62
7. Усов А.Ф., Цукерман В. А. Потенціал електрофізичних процесів і технологій на виробництві (енергетичний аспект) / / Гірський інформаційно-аналітичний бюлетень, № 6. - М.: МДГУ, 2001, 120-127.
2. Для зниження енергоємності УЗ обробки розробити і застосувати коливальні системи на основі сучасних п'єзоелектричних матеріалів, що володіють високим ККД (більше ніж у два рази вище, ніж у магнітострикційних матеріалів) і не вимагають примусового водяного охолодження.
3. Для зниження енергоємності процесу, підвищення надійності і зниження масогабаритних характеристик генераторів УЗ коливань розробити і використовувати нові принципові схемні технічні рішення (забезпечення роботи в ключовому режимі, із застосуванням систем автоматичної стабілізації номінальної робочої частоти та стабілізації амплітуди) на основі нових електронних елементів (наприклад, високовольтних , високошвидкісних транзисторів великої потужності).
4. Для підвищення ефективності верстатів розробити ультразвукові коливальні системи з високим ККД на основі використання нових конструктивних схем перетворювачів, концентраторів, робочих інструментів і матеріалів для їх виготовлення.
5. Для підвищення продуктивності обробки і зниження енергоємності процесу використовувати порожнисті трубчасті робочі інструменти та розвивати й удосконалювати УЗ обробку обертовим робочим інструментом у вигляді порожнистої металевої трубки з застосуванням абразивної суспензії.
6. Для збільшення глибини обробки без істотної втрати продуктивності удосконалити і застосувати безабразівние свердління глибоких отворів робочими інструментами з природних або синтетичних алмазів на металевих зв'язках.
7. Для підвищення ефективності ультразвукової обробки удосконалювати технологію УЗ обробки та методики застосування верстатів (проведення обробки за кілька проходів з поступовим збільшенням діаметру робочого інструменту, послідовна прошивка з двох сторін і т.п.).
Анодно-механічна обробка матеріалів, заснована на одночасному використанні анодного розчинення і механічного видалення продуктів розпаду. Застосовується для різання, заточування різців, шліфування та ін
3. Сутність та особливості електроімпульсної обробки матеріалів
Технології з використанням імпульсних сильних струмів відносяться поряд з вибуховими (використання вибухівки) до високошвидкісних, при яких реалізується інтенсивне силовий вплив на оброблюваний об'єкт. Часто об'єкту при цьому повідомляється велика швидкість, що відкриває нові технологічні можливості. Наприклад, поява пластичних властивостей біля тендітних матеріалів (сплави молібдену). До технологій, які використовують сильні імпульсні струми, належать електрогідравлічна (потужнострумовий розряд у воді), електроерозійна та магнітно-імпульсна обробка матеріалів (створення сильного імпульсного магнітного поля і організація силового дії цього поля на оброблюваний об'єкт).
Розглянемо електрофізичні основи технології.
При імпульсному електричному розряді в рідині відбувається швидке виділення енергії в каналі розряду. У результаті тиск в каналі розряду значно перевищує зовнішнє, канал швидко розширюється, що призводить до виникнення ударної хвилі і потоків рідини. Ударна хвиля являє собою скачок щільності середовища, що поширюється від каналу зі швидкістю, що перевищує звукову. Тиск на фронті ударної хвилі в рідині може досягати десятків кілобар. Дію цього тиску на оброблюваний об'єкт може викликати структурну перебудову матеріалу об'єкта (дроблення крихких матеріалів, деформацію, зміцнення поверхні і т.д.). Потоки рідини, що поширюються зі швидкістю 10 2 ÷ 10 березня м / с, передають кінетичну енергію оброблюваному об'єкту, викликаючи, як і ударна хвиля, його механічні зміни. Механічні прояви імпульсного розряду в рідині прийнято називати електрогідравлічним ефектом, а установки з використанням цього ефекту - електрогідравлічними. В якості робочого середовища в таких установках використовується, як правило, технічна вода. Як вже зазначалося, технології із застосуванням електричного розряду в рідині відносяться до високошвидкісних. Цим і визначається їхня перевага. Можна назвати ряд технологічних процесів, які або знайшли застосування, або перспективні. Під електроерозійної обробкою розуміють обробку металів з використанням електричної ерозії, що виникає при організації імпульсного розряду між оброблюваною деталлю і спеціальним електродом-інструментом. Електроерозійна обробка проводиться з метою додання деталі необхідної форми (розмірна обробка), зміцнення поверхні або нанесення на неї захисного покриття.
Розрізняють два види електроерозійної обробки: електроіскрову і електроімпульсну.
Електроіскрових обробка проводиться короткими імпульсами струму (менше 100 мкс). Умовно такі розряди називають іскровими, з чого випливає і назва обробки.
Електроімпульсна обробка характеризується більш тривалими імпульсами струму (більше 100 мкс), при яких розряд за своїми характеристиками наближається до дуговом: з характерними зонами і стовпом каналу, для якого характерні малі градієнти напруги.
Принцип реалізації електроерозійної обробки заснований на тепловій дії каналу розряду на оброблювану деталь. У каналі розряду, включаючи приелектродних зону, за короткий час виділяється енергія, нагріваючи газове середовище каналу (в основному пари металу) до температури в декілька тисяч градусів. За рахунок теплопровідності із зони розряду формується тепловий потік, який швидко нагріває безпосередньо примикає до місця розряду метал заготівки, плавить і частково випаровує деяка кількість металу, утворюючи ерозійну лунку. Для організації розряду з потрібними параметрами і евакуації продуктів ерозії (пара і частинок розплавленого металу) розряд виробляється в технологічної рідини (гас, масло, вода).
Головними перевагами електроерозійної обробки є можливість обробки металів з будь-якою міцністю, включаючи високоміцні сплави, а також можливість виготовлення отворів, ліній розрізу складної конфігурації. Наприклад, використовуючи електрод у формі спіралі, можливо виготовити отвір, що повторює форму електроду у заготівлі, яка має будь-міцністю. Ніякими іншими технологічними прийомами аналогічну операцію виконати неможливо. Важливою особливістю електроерозійної обробки є простота регулювання виділеної у розряді енергії шляхом зміни ємності джерела живлення. Тим самим забезпечується бажаний режим: грубий (обдирні) або більш м'який, з більш гладкою поверхнею оброблюваної деталі (фінішні режими). Магнітно-імпульсна обробка матеріалів заснована на використанні електродинамічних сил, які в імпульсних режимах можуть досягати гігантських значень. Якщо тиску, створювані електродинамічними силами, перевищують межу міцності, то відбувається деформація заготовки. Цей процес часто називають магнітною штампуванням. При магнітно-імпульсної обробки відбувається перетворення електричної енергії, накопиченої в конденсаторної батареї, при розряді на індуктор або безпосередньо на заготівлю в енергію імпульсного магнітного поля, що здійснює роботу деформування електропровідної заготовки. При магнітно-імпульсної обробки досягаються швидкості переміщення заготовки до декількох сотень метрів на секунду, що відкриває широкі технологічні можливості цього способу при штампуванні важкооброблюваних звичайними способами матеріалів, імпульсної зварювання і т.д. Відсутність інерційної середовища, через яку зазвичай передається тиск на оброблювану деталь, а також розподіл електродинамічних сил за обсягом заготівлі, можливість здійснення технологічних операцій в контрольованій газовому середовищі або у вакуумі через ізоляційні стінки - унікальні особливості магнітно-імпульсної обробки. До переваг магнітної штампування відносяться також можливість точного регулювання електродинамічних сил шляхом зміни електричних параметрів установки, простота технологічного оснащення, можливість повної автоматизації виготовлення деталей і т.д.
4. Обробка матеріалів лазером і електронним променем
Використання лазерів в першу чергу передбачається в тих технологічних процесах, які нездійсненні за допомогою інших джерел енергії або їх здійснення пов'язане з великими енергетичними та тимчасовими витратами. Кращим виявляється застосування лазерів при термічній обробці елементів електронних схем, коли оброблювані ділянки поєднуються з ділянками або деталями, що мають низькотемпературну стійкість, а також для мікроразмерних і локальних термообробок. Останнім часом широко використовується ЛТ в операціях, де обробка матеріалів за допомогою лазерів здійснюється з меншими енергетичними і трудовими витратами (наприклад, для обробки крихких, твердих і термостійких матеріалів) в порівнянні з іншими технологіями. У багатьох процесах виявилося можливим поєднувати лазерний вплив з іншими видами енергії, наприклад з дією плазми електричного розряду, вибухової хвилі, ультразвуку, механічного та хімічного впливу. Це значно розширило коло завдань, що вирішуються за допомогою ЛТ. Дуже часто лазерна обробка проводиться в присутності хімічних, газових та інших робочих середовищ, що дозволяє проводити ряд робіт, нездійсненних в інших технологіях.
Кращим виявляється використання лазерів у процесах, де за його допомогою можливо виконання цілого ряду операцій одночасно або в одному технологічному циклі. Перевагою ЛТ є простота управління лазерним пучком, висока точність обробки і оперативність.
Розглянемо найбільш типові технологічні операції, залучаючи нескладні фізичні моделі та подання.
Мабуть, найбільш широке застосування лазерне зварювання знайшла у виробництві виробів електронної техніки, оскільки дозволяє зварювати тугоплавкі метали (вольфрам, молібден); проводити мікролокальную зварювання (~ 10 мкм); обробляти короткими імпульсами (10 -2 - 10 -3 с), що виключає небажані структурні зміни у матеріалах через придушення дифузних процесів; вести зварювання в будь-якій атмосфері, у важкодоступних місцях, безконтактно і без забруднень; з'єднувати матеріали з різними теплофізичними і механічними властивостями. Процес зварювання лазером дозволяє проводити операції поблизу від термочутливих елементів. Лазерне зварювання є енергоємним процесом, оскільки вимагає плавлення матеріалу. Основна особливість вивчення фізики плавлення пов'язана з тим, що при плавленні більшості металів їх електропровідність стрибком зменшується в 2-3 рази, що тягне за собою стрибок теплопровідності й відбивної здатності і тим самим призводить до нового режиму нагрівання, що характеризується додатковою витратою тепла на плавлення. У цьому випадку дуже часто вдаються до рішень, що дозволяє різко збільшити продуктивність лазерного зварювання за рахунок використання додаткової енергії або спеціальної реактивної середовища.
Інший технологічною операцією, також пов'язаної з процесом плавлення, є лазерна пайка, яку, подібно зварюванні, можна проводити у важкодоступних місцях, закритих об'ємах, використовуючи всі чудові властивості лазерного випромінювання. Найчастіше для цієї операції використовуються твердотільні лазери з l = 1,06 мкм, а тип цієї операції є, мабуть, самим масовим видом ЛТ у виробництві виробів електронної техніки (ВЕТ). Основними перевагами лазерної пайки є наступні можливості: практично миттєва швидкість нагрівання; точне дозування енергії в процесі пайки; прецизійність позиціювання зон обробки і т.д.
Особливості фізичних процесів лазерного різання пов'язані з руйнуванням матеріалу за рахунок випаровування рухомим джерелом тепла і використанням при різанні безперервного або імпульсного випромінювання. Найзручніше різання матеріалів вести лазерами безперервної дії, наприклад СО 2 - лазерами потужністю 10 2 - 10 4 Вт. Для забезпечення процесу різання металів часто проводиться піддув газів: інертних - для підвищення чистоти поверхні реза або кисню - для підвищення швидкості різання.
У більшості випадків світловий потік, сфокусований у пляму d г рухається зі швидкістю u о. Якщо теплонасищеніе відбудеться раніше, ніж світлове пляма пройде шлях, рівний своєму радіусу, тобто u про × r г / x <1, то джерело вважається повільно рухаються і найбільш вживаним. Порогова інтенсивність світлового потоку, необхідна для початку різання, зі збільшенням швидкості переміщення джерела збільшується як Öu о.
У випадку імпульсного випромінювання виникають додаткові вимоги до швидкості руху джерела тепла, потужності й частоти випромінювання. При імпульсному випромінюванні, якщо шпаруватість імпульсів мала, користуються усередненими потужностними характеристиками еквівалентними характеристиками безперервного випромінювання. Якщо t і <0,1 r г / u о, то джерело вважається нерухомим при u про <1 см / с, r р> 10 мкм. При f <x / (30 r г 2) після кожного імпульсу матеріал починає остигати, так як не відбувається достатнього накопичення тепла, а результат впливу визначається параметрами окремого імпульсу. Звідси зрозуміло, що при імпульсному режимі роботи лазера для проведення цієї технологічної операції необхідно збільшення потужності, частоти імпульсів при зменшенні швидкості переміщення джерела випромінювання.
У порівнянні з традиційними методами різання абразивними алмазними колами лазер володіє наступними перевагами: дозволяє легко різати надтверді матеріали (наприклад, алмази, корунд); робити малу ширину пропилу (у кілька десятків мікрон); виготовляти деталі складної форми в крихких матеріалах, обробляти кристали з великими внутрішніми напругами незалежно від їх кристалічної орієнтації.
Лазерне маркування має перевагу перед звичайними методами при маркуванні виробів малих і надмалих розмірів, тендітних, твердих, стерильних і у важкодоступних місцях. Операція маркування реалізується шляхом сканування променя за програмою або шляхом проекції маски. Зображення формується за рахунок випаровування матеріалу.
Скрайбування - метод часткового випаровування вздовж кордону розділу і подальшого розламування. Ефективний для поділу крихких матеріалів (керамік, напівпровідникових кристалів, стекол і т.д.). Для цієї операції застосовуються СО 2-лазери безперервної дії. Це - дуже економічний і високопродуктивний метод.
Фізичний зміст процесу термообробки полягає в зміні структурних властивостей матеріалів під впливом нагрівання (на відміну від зварювання - плавлення і різання - випаровування). Принципово лазерна термообробка не відрізняється від звичайної, але має свої особливості. Використання лазера дозволяє різко зменшити глибину оброблюваного шару, управляти його величиною, проводити локальні структурні перетворення, надавати оброблюваним ділянкам особливі властивості, проводити профільовану термообробку і т.д. Лазерне дію на матеріал, як правило, багатофакторний процес, а лазерна термообробка увазі отримання різних результатів: гарту, відпалу, відпустки, легування, зміцнення, кристалізації, аморфізації та інших процесів.
Розглянемо частину технологічних процесів термообробки, які займають значне місце у виробництві ВЕТ. Висока швидкість нагріву і охолодження дозволяє модифікувати мікроструктуру поверхні металів, керамік, при цьому відбувається локальна гарт тонкого приповерхневого шару, що забезпечує високу твердість оброблених ділянок. Крім того, завдяки високій швидкості охолодження (10 серпня - 10 9 До × с -1), йде процес диспергування, який також сприяє зміцненню поверхні. Така процедура дає позитивний результат при виготовленні деталей, що труться електронної техніки (наприклад, при роботі зчитують головок та ін.)
Зміцнення, отримане шляхом введення присадок у процесі лазерного нагріву, називається лазерним легуванням. За допомогою лазера порівняно легко здійснюється процес азотування і науглероживания поверхні виробів. Утворюються нові фази і з'єднання (карбіди, нітриди) мають властивості, що дозволяють різко підвищити тугоплавкість і твердість, а також зносостійкість матричних матеріалів. Тому найчастіше легування проводиться з метою зміцнення поверхневих шарів. У результаті такого легування вдається підвищити твердість і зносостійкість у 2-3 рази. Перспективним є легування деталей з дешевих вуглецевих сталей металокерамічної сумішшю або твердими вольфрам-кобальтовими сплавами. Так, вдування порошку ВК-15 (сплаву, який використовується для виготовлення твердих наплавок в ріжучих інструментах) в зону нагрівання безперервного СО 2-лазера потужністю 1-3 кВт дозволило отримати на оброблюваному матеріалі поверхневі шари з твердістю, порівнянною з наплавляється матеріалом.
Перевагою способу лазерного легування, безсумнівно, є можливість управління процесами, регулюючи енергію, частоту проходження імпульсів і їх тривалість. Змінюючи швидкість переміщення і число проходів променя по поверхні, можна легко змінювати фазовий і хімічний склад поверхневих шарів, домагаючись необхідних результатів.
5. Сутність методів обробки деталей пластичним деформуванням
Основні експлуатаційні властивості деталей машин - зносостійкість, міцність, корозійна стійкість значною мірою визначаються станом їх поверхневого шару. Існує досить велика кількість різних технологічних методів підвищення якості поверхонь деталей. Найбільш поширеними з них є гальванічні та хімічні методи нанесення покриттів, такі як: хромування, цинкування, кадміювання, міднення, Свинцювання, нікелювання, лудіння, латунирование, оксидування. Забезпечуючи підвищення експлуатаційних властивостей, а так само, покращуючи декоративний вид виробів, ці методи в той же час є екологічно небезпечними.
Технологічний процес виготовлення деталей з покриттями зазвичай включає наступні операції: механічну обробку для отримання поверхонь необхідної точності та чистоти, знежирення і травлення, промивання, осадження на робочу поверхню покриття, термічну обробку. Несприятливим з екологічної точки зору є використання у складі електролітів для травлення та нанесення покриттів сильних кислот. Наприклад, в якості електроліту для хромування зазвичай застосовують хромовий ангідрид з добавками сірчаної кислоти. Нерозчинні аноди виготовляють зі свинцю або сплаву з сурмою. При нікелювання використовується електроліт із сірчанокислого нікелю і щавлевокислого амонію. Травлення ведуть в електроліті, що складається з сірчаної та фосфорної кислот. До складу електроліту для оксидування також входить сірчана кислота. Використання та утилізація таких електролітів представляє собою складну екологічну задачу.
Одним із способів її рішення є використання для підвищення якості поверхонь деталей обробно-зміцнюючої обробки поверхневим пластичним деформуванням, не надає шкідливого екологічного впливу на навколишнє середовище. Це накочення, обкатування, розкочування, вигладжування, віброобробки, динамічне зміцнення різних поверхонь деталей машин.
Накочення, обкатування й розкочування здійснюють спеціальним інструментом, робочими елементами якого є кульки або ролики від підшипників або спеціально виготовлені. При тиску робочого елементу на оброблювану поверхню деталі відбувається її локальне пластичне деформування в місці контакту. Наявність різних обертальних і поступальних рухів дозволяє обробляти різні поверхні (плоскі, циліндричні, фасонні). Обробку ведуть на універсальних і спеціальних верстатах, верстатах з ЧПК, напівавтоматах і автоматах.
Вигладжування виробляють інструментом, робочим елементом якого є твердосплавний або алмазний індентор, що ковзає по оброблюваній поверхні. Цим методом можна обробляти всі види поверхонь від плоскої до фасонної.
Віброобробки - це процес накатування, обкатування, розкочування кульками або алмазне вигладжування при наявності додаткового осцилює руху робочого елементу паралельно оброблюваної поверхні. Варіювання амплітуди і частоти осциляцій робочого елементу, поряд зі зміною інших режимів обробки, дозволяє створювати на поверхні різні регулярні мікрорельєфу або системи канавок.
Динамічне зміцнення виробляють робочими елементами у вільному стані або при їх фіксованому положенні. В якості робочих елементів при вільній обробці застосовують дріб і кульки, сталеві або скляні, при фіксованому положенні кульки і ролики підшипників або спеціальні, в залежності від оброблюваної поверхні. При вільної динамічної обробці робочі елементи спрямовуються на оброблювану поверхню повітряним струменем з допомогою спеціальних пристроїв під дією відцентрових сил або в вібробункер.
У залежності від функціонального призначення виробу за рахунок зміни робочого тиску обробку можна проводити на обробних, зміцнюючих і проміжних обробно-зміцнюючих режимах.
Обробна обробка здійснюється при невеликих робочих тисках р> 1,5 т і дозволяє підвищити несучу здатність вихідної шорсткості поверхні з 1-2% до 15-20%. Зміцнюючої обробки проводять при р> 3 т, при цьому значно підвищується ступінь (до 180%) і глибина зміцнення. Обробка на проміжних обробно-зміцнюючих режимах (1,5 т <р <3 т) дозволяє поліпшити несучу здатність параметрів шорсткості і хвилястості і підвищити вихідну поверхневу мікротвердість на невелику глибину.
Всі методи обробки заготовок пластичним деформуванням мають широкі можливості в управлінні параметрами стану поверхневого шару деталей машин, а, отже, і їх експлуатаційними властивостями. На підставі дослідження закономірностей формування поверхневого шару при обробно-зміцнюючої обробки встановлені основні взаємозв'язки параметрів стану поверхневого шару з параметрами обробки.
При накоченні кульками зовнішніх циліндричних поверхонь параметр шорсткості R a розраховується наступним чином:
де R a вих - вихідна шорсткість, d - діаметр ролика, v, s - швидкість та подача, max - максимальні напруги на контакті.
При алмазного вигладжування зовнішніх циліндричних поверхонь параметр шорсткості R a визначається наступним чином:
де d a - діаметр алмазного індентора
При вібронакативаніі плоских поверхонь параметр шорсткості R a дорівнює:
де р - тиск, i = 1 ... 3
На підставі зазначених залежностей розроблені рекомендації з вибору раціональних параметрів обробно-зміцнюючої обробки, забезпечують необхідний рівень параметрів шорсткості поверхні з урахуванням основних експлуатаційних властивостей - зносостійкості і міцності. Розглянуті методи є екологічно чистими, безпечні для робітників і не надають шкідливого впливу на навколишнє середовище.
Список використаної літератури
1. Курец В.І., Усов А.Ф., Цукерман В. А. Електроімпульсна дезінтеграція матеріалів. - Апатити: КНЦ, 2002, 324 с.
2. Сьомкін Б.В., Усов А.Ф., Курец В. І. Основи електроімпульсного руйнування матеріалів. - Апатити: КНЦ, 1995, 276 с.
3. Усов А.Ф., Сьомкін Б.В., Зінов'єв Н. Т. Перехідні процеси в установках електроімпульсної технології. Л.: Наука, 1987. 189 с.; Барнаул: вид. АГТУ, 2000 (вид. друге перероблене і доповнене), 160 с.
4. Імпульсний пробою і руйнування діелектриків і гірських порід / А.А. Воробйов, Г.А. Воробйов, Є.К. Завадовская та ін Томськ: Изд-во Томського ун-та, 1971. 225 с.
5. Воробйов А. А. Руйнування гірських порід електричними імпульсними розрядами. Томськ: Изд-во ТГУ, 1961. 150 с.
6. Усов А. Ф. Перспективи технологій електроімпульсного руйнування гірських порід і руд / / Вісті Академії наук, Енергетика, 2001, № 1, с 54-62
7. Усов А.Ф., Цукерман В. А. Потенціал електрофізичних процесів і технологій на виробництві (енергетичний аспект) / / Гірський інформаційно-аналітичний бюлетень, № 6. - М.: МДГУ, 2001, 120-127.