ТЕ­П­ЛО­ВЫЕ ПРО­ЦЕС­СЫ

Сущ­ность те­п­ло­вых про­цес­сов раз­де­ле­ния по­лу­фаб­ри­ка­та или уда­ле­ния из­лиш­не­го ма­те­риа­ла со­сто­ит в на­гре­ва­нии ме­тал­ла за­го­тов­ки, плав­ле­нии, пре­вра­ще­нии его в окис­лы или па­ры и уда­ле­нии этих про­дук­тов га­зо­вой стру­ёй или ис­па­ре­ни­ем. В са­мо­ле­то­строе­нии на­хо­дят при­ме­не­ние га­зо­пла­мен­ная (ки­сло­род­но-аце­ти­ле­но­вая) и плаз­мен­ная об­ра­бот­ки, а так­же на­чи­на­ет при­ме­нять­ся лу­че­вая об­ра­бот­ка.

Га­зо­пла­мен­ная об­ра­бот­ка (ки­сло­род­но-аце­ти­ле­но­вая) при­ме­ня­ет­ся для вы­рез­ки фи­гур­ных за­го­то­вок из лис­тов и плит ма­ло­уг­ле­ро­ди­стой и низ­ко­ле­ги­ро­ван­ной ста­ли тол­щи­ной от 5 до 100 мм.

Про­из­во­ди­тель­ность рез­ки весь­ма вы­со­кая. На­при­мер, ма­ло­уг­ле­ро­ди­стую сталь тол­щи­ной 5... 15 мм мож­но ре­зать со ско­ро­стью 1,8... 1,2 м/мин. Стои­мость вы­рез­ки фи­гур­ных за­го­то­вок из ста­ли в 10... 20 раз ни­же стои­мо­сти фре­зе­ро­ва­ния.

Ки­сло­род­но-аце­ти­ле­но­вую рез­ку по шаб­ло­нам за­го­то­вок из ста­ли тол­щи­ной от 5 до 100 мм про­из­во­дят на ма­ши­нах шар­нир­­н­ого ти­па АСШ-2. Наи­боль­шие раз­ме­ры вы­ре­зае­мых за­го­то­вок 750—1500 мм. Чис­то­та ре­за при­бли­жа­ет­ся к чис­то­те ме­ха­ни­че­ской об­ра­бот­ки. По­греш­ность ко­пи­ро­ва­ния не пре­вы­ша­ет 0,3 ... 0,5 мм.

Ки­сло­род­но-флю­со­вую об­ра­бот­ку при­ме­ня­ют для вы­рез­ки за­го­то­вок из хро­ми­стых и хро­мо­ни­ке­ле­вых жа­ро­проч­ных и кор­ро­зирн­но-стой­ких ста­лей, цвет­ных ме­тал­лов и спла­вов. Флю­сом слу­жит же­лез­ный по­ро­шок с час­ти­ца­ми 0,13... 0,2 мм, ко­то­рый не­пре­рыв­но по­да­ет­ся в струю ре­жу­ще­го ки­сло­ро­да. При сго­ра­нии флю­са вы­де­ля­ет­ся до­пол­ни­тель­ное ко­ли­че­ст­во те­п­ла, по­вы­шаю­щее тем­пе­ра­ту­ру в мес­те ре­за, бла­го­да­ря че­му об­ра­зую­щие­ся окис­лы не за­твер­де­ва­ют. Про­дук­ты сго­ра­ния флю­са пе­ре­хо­дят в шлак,по­ни­жая тем­пе­ра­ту­ру его плав­ле­ния.

Па­ке­ты лис­тов из ти­та­но­вых спла­вов и кор­ро­зи­он­но-стой­ких ста­лей раз­ре­за­ют­ся с верх­ним на­клад­ным лис­том из ма­ло­уг­ле­ро­ди­стой ста­ли тол­щи­ной 1,5... 3,0 мм, пре­до­хра­няю­щим кром­ки верх­них лис­тов от оп­лав­ле­ния и чрез­мер­но­го на­гре­ва­ния. Па­кет­ная рез­ка лис­тов долж­на про­из­во­дить­ся в спе­ци­аль­ном за­жим­ном при­спо­соб­ле­нии, ко­гда лис­ты плот­но при­ле­га­ют друг к дру­гу, и уст­ра­ня­ет­ся воз­мож­ность сво­бод­ной де­фор­ма­ции за­го­тов­ки и ее про­ви­са­ния. За­го­тов­ки по­сле вы­рез­ки пра­вят­ся для уст­ра­не­ния ко­роб­ле­ния. Под ме­ха­ни­че­скую об­ра­бот­ку сле­ду­ет пре­ду­смат­ри­вать при­пуск 3... 5 мм.

При ки­сло­род­но-флю­со­вой рез­ке кор­ро­зи­он­но-стой­кой ста­ли Х18Н9Т ши­ри­на ре­за 8... 10 мм, а ско­рость рез­ки па­ке­та тол­щи­ной 12... 50 мм со­от­вет­ст­вен­но -260... 90 мм/мин.

Плаз­мен­ная об­ра­бот­ка. Ес­ли элек­три­че­скую ду­гу те­ми или ины­ми спо­со­ба­ми су­жи­вать, то мож­но по­лу­чить по­ток так на­зы­вае­мой «плаз­мы» с тем­пе­ра­ту­рой бо­лее 15 000 °С. По­то­ком плаз­мы мож­но раз­ре­зать раз­лич­ные ме­тал­лы, спла­вы, сва­ри­вать ту­го­плав­кие ме­тал­лы и на­плав­лять на из­де­лие по­кры­тия.

Рис.6. Схе­ма плаз­мен­ной об­ра­бот­ки:

а — раз­де­ле­ние по­лу­фаб­ри­ка­та; 1 — по­лу­фаб­ри­кат; 2 — сжа­тая ду­га; 3 — по­да­ча во­ды для ох­ла­ж­де­ния на­ко­неч­ни­ка го­рел­ки; 4 — кор­пус го­рел­ки; 5 — по­да­ча ар­го­на; 6 — вольф­ра­мо­вый элек­трод; 7 — по­да­ча во­до­ро­да; б — уда­ле­ние ма­те­риа­ла с по­верх­но­сти вра­щаю­щей­ся за­го­тов­ки с по­сле­дую­щим об­та­чи­ва­ни­ем или шли­фо­ва­ни­ем; 1 — за­го­тов­ка;

2 — ре­зец; 3 — аб­ра­зив­ный круг; 4 — плаз­мен­ная го­рел­ка; 5 — ван­на с во­дой

На рис. 6 а по­ка­за­на схе­ма плаз­мен­ной го­рел­ки. Ме­ж­ду вольф­ра­мо­вым элек­тро­дом и об­ра­ба­ты­вае­мым по­лу­фаб­ри­ка­том воз­бу­ж­да­ет­ся сжа­тая ду­га, со­сре­до­та­чи­вае­мая на не­боль­шом уча­ст­ке по­лу­фаб­ри­ка­та. Те­п­лом ду­ги и га­зов, вы­хо­дя­щих че­рез су­жен­ное со­пло и на­гре­вае­мых той же ду­гой, пла­вит­ся ме­талл. Рас­плав­лен­ный ме­талл уда­ля­ет­ся фа­ке­лом пла­ме­ни и стру­ёй га­зов.

На ус­та­нов­ках для плаз­мен­ной об­ра­бот­ки УДР-58 мож­но про­­и­зв­одить как руч­ную, так и ме­ха­ни­зи­ро­ван­ную рез­ку цвет­ных ме­тал­лов и кор­ро­зи­он­но-стой­ких ста­лей тол­щи­ной до 40 мм.

За­ме­на га­зо­вой рез­ки ста­лей и алю­ми­ние­вых спла­вов (АМц, АМг-6, АД1) плаз­мен­но-ду­го­вой с ис­поль­зо­ва­ни­ем в ка­че­ст­ве плаз­мо­об­ра­зую­щих га­зов ар­го­но-ам­ми­ач­ной сме­си или воз­ду­ха и во­дя­ных па­ров сни­жа­ет глу­би­ну рас­плав­лен­ной зо­ны кро­мок, те­п­ло­вые де­фор­ма­ции (в 2... 4 раза), зна­чи­тель­но улуч­ша­ет ка­че­­с­тво по­верх­но­сти ре­за и уве­ли­чи­ва­ет ско­рость рез­ки.

При ос­на­ще­нии га­зо­ре­жу­щих ма­шин и ус­та­но­вок для плаз­­ме­нной рез­ки фо­то­элек­трон­ной сис­те­мой управ­ле­ния при ско­ро­сти рез­ки до 2600 мм/мин дос­ти­га­ет­ся точ­ность ко­пи­ро­ва­ния чер­те­жа ±1 мм. Хо­ро­шие ре­зуль­та­ты по­лу­ча­ют­ся так­же на га­зо­ре­жу­щих ма­ши­нах с чи­сло­вым про­грамм­ным управ­ле­ни­ем.

Вы­со­кая тем­пе­ра­ту­ра, струи плаз­мы и спо­соб­ность ре­зать цвет­ные ме­тал­лы и кюр­ро­зи­он­но-стой­кие ста­ли без при­ме­не­ния флю­сов да­ет это­му про­цес­су оче­вид­ное пре­иму­ще­ст­во пе­ред га­зо­пла­мен­ной об­ра­бот­кой.

В на­стоя­щее вре­мя для плаз­мен­ной об­ра­бот­ки при­ме­ня­ют два ти­па го­ре­лок с за­ви­си­мой (пе­ре­нос­ной) и с не­за­ви­си­мой (не­пе­ре­нос­ной) ду­гой. При ис­поль­зо­ва­нии го­рел­ки с за­ви­си­мой ду­гой об­ра­ба­ты­вае­мая за­го­тов­ка слу­жит ано­дом. Го­рел­ки с не­за­ви­си­мой ду­гой (ду­га воз­ни­ка­ет внут­ри со­пла) бо­лее удоб­ны для ме­тал­ло­ре­жу­щих стан­ков, од­на­ко эф­фек­тив­ность их мень­ше.

Ис­поль­зо­ва­ние струи плаз­мы силь­но ус­ко­ря­ет про­цесс уда­ле­ния из­лиш­не­го ма­те­риа­ла, по­зво­ля­ет сни­мать боль­шой слой са­мо­го твер­до­го ме­тал­ла за один про­ход на стан­ках обыч­ной же­ст­ко­сти. На­при­мер, при глу­би­не ре­за­ния 9,5 мм и ско­ро­сти пе­ре­ме­ще­ния 254 мм/мин плаз­мен­ной стру­ёй мож­но уда­лить 65,5 см³ ста­ли в ми­ну­ту. Это­го нель­зя дос­тиг­нуть ре­за­ни­ем на обыч­ных (лег­ких) стан­ках.

Плаз­мен­ную об­ра­бот­ку тел вра­ще­ния час­то при­ме­ня­ют с од­но­­вр­еме­нной об­ра­бот­кой по­верх­но­сти рез­цом с очень уз­кой ре­жу­щей кром­кой или шли­фо­валь­ным кру­гом (рис. 6 б). Это по­зво­ля­ет вы­пол­нять од­но­вре­мен­но и чер­но­вую и чис­то­вую об­ра­бот­ку круп­но­га­ба­рит­ных за­го­то­вок из ме­тал­лов, труд­но под­даю­щих­ся ре­за­нию.

Лу­че­вая об­ра­бот­ка. При лу­че­вых ме­то­дах об­ра­бот­ки воз­мож­на кон­цен­тра­ция све­то­во­го, элек­трон­но­го или ион­но­го лу­ча с вы­со­кой плот­но­стью энер­гии на очень ма­лой пло­ща­ди. Это от­кры­ва­ет ши­ро­кие пер­спек­ти­вы в при­ме­не­нии лу­че­вых ме­то­дов для об­ра­бот­ки са­мых ту­го­плав­ких ма­те­риа­лов. Ма­те­ри­ал из зо­ны об­ра­бот­ки уда­ля­ет­ся ис­па­ре­ни­ем его в ре­зуль­та­те пре­об­ра­зо­ва­ния лу­че­вой энер­гии в те­п­ло не­по­сред­ст­вен­но в зо­не об­ра­бот­ки.

Та­ким об­ра­зом, ме­ха­ни­че­ские про­цес­сы, ко­то­рые по-преж­не­му ос­та­ют­ся ос­нов­ны­ми при об­ра­бот­ке обыч­ных кон­ст­рук­ци­он­ных ма­те­риа­лов, удач­но до­пол­ня­ют­ся элек­три­че­ски­ми, элек­тро­хи­ми­че­ски­ми, хи­ми­че­ски­ми, аку­сти­че­ски­ми и те­п­ло­вы­ми про­цес­са­ми, наи­бо­лее эф­фек­тив­ны­ми при об­ра­бот­ке ма­те­риа­лов, труд­но под­даю­щих­ся ре­за­нию и при из­го­тов­ле­нии де­та­лей слож­ной фор­мы.

Дата добавления: 2014-01-20