Електромеханічна та електроіскрова обробка деталей

Сутність електромеханічного способу обробки деталей полягає в наступному. При обертанні деталі на токарному станку через контакт її з інструментом пропускається струм великої сили (400...1200 А) і низької напруги (2...6 В). У звязку з такою площею контакту метал деталі миттєво нагрівається до температури 800...900⁰С і під дією зусилля інструменту деформується в бажаному напрямку. Час нагрівання замірюється сотими долями секунди. Силові дії проводяться при значних тисках. Теплове та силове навантаження на поверхневий шар діють одночасно. Поверхневий шар деталі підлягає багаторазовій механічній обробці залежно від кількості проходжень при обробітку. Завдяки високому нагріванню та високій швидкості охолодження поверхні шару за рахунок відводу тепла в глибину металу проходить закалювання на глибину 0,1...0,15 мм електромеханічному зміцненні твердість наплавленого шару може бути підвищена в 1.5...2 рази, втомлювана міцність – до 75%. Електромеханічна обробка застосовується для розмірної обробки поверхні обертання (замість шліфування) для зміцнення деталей відновленних наплавленням.

Ступінь зміцнення поверхневого шару залежить від фізико-механічних властивостей металу, режиму обробки, сили струму, зусиль інструменту (Р = 300...400 Н), його геметрії, кругової швидкості деталі (5...8 м/хв), подачі (0,4...1,5 мм/об), кількості проходів (1...2) та інших факторів.

Електроіскрова обробка деталі запропонована радянськими інженерами Б.Р. Лазаренко і Н.У. Лазаренко, яка полягає у використанні явища руйнування (електричної ерозії) при електроіскровому розряді. При електричному іскровому розряді температура досягає на аноді 10000...15000⁰С. Висока температура викликає плавлення металів і часткове їхнє руйнування.

Застосування рідини в електродному проміжку допомагає прискорити протікання процесу. Як робочі рідини, застосовуються гас, мінеральні масла та інші непровідники струму, які виносять розплавлений метал із зони руйнування.

На рисунку 5 наведені принципові схеми установок, які використовують при ремонті машин. Завдяки схемі (рис. 5, а) можна прошивати отвори в особливо твердих металах, вирізати складні фігурні прорізи, штампи. При цьому деталь є анодом, який руйнується під дією іскрових розрядів.

Рисунок 5 – Принципіальні схеми електроіскрової обробки деталей:

а – схема для обробки (прошивки) деталі; б – схема для нарощування та зміцнення деталі; 1 – деталь; 2 – інструмент; 3 – конденсатор; 4 –джерело струму; 5 – опір; 6 – вібратор

Для нарощування, легування та зміцнення деталей використовують схему (рис. 5, б). Електроерозійноє нарощування виконується в газовому середовищі при полярнот направленому переносі матеріалу анода на деталь (катод). Продуктивність нарощування металу складає 0,1...0,15 мм/с. Зносостійкість деталей підвищується в 2...3 рази. Застосовується метод для відновлення шийок валів під підшипники корпусних деталей, для підвищення зносостійкості штампів, інструментів і т.п.

Для нарощування поверхні матеріал катода інструменту має бути високо електропровідним і ерозійно стійким. Ці властивості має графіт ЭЭГ і латунь ЛС-59.

Електророзряди можна добувати за допомогою установки з конденсаторною клектросхемою і без конденсаторною низької напруги 30 В. При конденсаторній схемі іскрові розряди з’являються в момент при напрузі 100...250 В.

В іншому випадку виникнення іскрових розрядів проходить завдяки руху електрода інструменту, який передшкоджує стабілізації електричного розряду. Електрод, який з’єднаний із вібратором 6 при зворотно-поступальному русі періодично доторкується до деталі. У процесі розряду складові електрода переносяться на деталь, дифундують, створюючи шар товщиною до 0,5 мм із сталі, твердого тощо з необхідними фізико-механічними властивостями. Для зміцнення деталей, які працюють при терті ковзання найбільш ефективно застосовувати твердий сплав Т15К6, а при терті кочення – ферохрому.

При ремонті машин електроіскрова обробка (рис. 5, а) застосовується для прошивки отворів у особливо твердих сплавах для видалення зламаних мітчиків, свердел, шпильок, вирізання прорізей складної форми.

При нарощуванні і зміцненні повехні деталі (рис. 5, б) втомлювана міцність їх знижується на 10...20% внаслідок створення розтягу вальних напруг та погіршення шорсткості поверхні.

Для електроіскрової обробки деталей в промисловості серійно випускаються устаткування типу ЭФИ-10М, ЭФИ-25, УПР-3МТ.

Дата добавления: 2014-01-07