Главная


Технология металлов и сварка




Листать книгу
Листать
Страницы: 1 ... 17 ... 51 ... 85 ... 119 ... 153 ... 187 ... 221 ... 255 ... 289 ... 323 ... 357 ... 391 ... 425 ... 459 ... 465
442 443 444 445 446 447 448 449 450 451 452 453 454 455 456 457 458 459 460 461 462 463 464 465


скачать книгу Технология металлов и сварка




При ультразвуковой обработке используют механические колеба­ния повышенной частоты (свыше 20 кГц) инструмента в суспензии, сос­тоящей из смеси абразивного порошка и жидкости, для ударного воз­действия частиц абразива на обрабатываемый материал. К ультразву­ковым способам обработки относят механическую размерную обработ­ку (разрезание, сверление. Долбление, шлифование) твердых и весьма твердых металлических и других материалов, очистку металла от ока­лины, удаление поверхностных пленок и загрязнений и т. д.
...
При лучевых способах обработки используют воздействие на обра­батываемый материал концентрированных электронных или световых лучей с высокой плотностью энергии. При этом съем определенной час­ти материала происходит в результате преобразования энергии в теп­ло непосредственно в зоне обработки.
...
металла основана на использовании кратковременных искровых разрядов. Схема такой об­работки приведена на рис. 239,а. Заготовку (анод) 1 и инструмент (ка­тод) 2 подключают к источнику питания с напряжением, достаточ­ным для возбуждения искровых разрядов. Для их получения испо­льзуют релаксационные генераторы импульсов. При работе таких генераторов по схеме сопротивление—конденсатор электрическая энер­гия поступает от источника энергии (например, от сети) через сопротив­ление 5 и постепенно заряжает конденсатор 6. По окончании зарядки напряжение на обкладках конденсатора повышается.
...
При сближении заготовки и инструмента происходит ионизация межэлектродного промежутка и его пробой, т. е. возникает электри­ческий разряд в виде узкого проводящего канала (столба) с температу-
...
При ультразвуковой обработке используют механические колеба­ния повышенной частоты (свыше 20 кГц) инструмента в суспензии, сос­тоящей из смеси абразивного порошка и жидкости, для ударного воз­действия частиц абразива на обрабатываемый материал. К ультразву­ковым способам обработки относят механическую размерную обработ­ку (разрезание, сверление. Долбление, шлифование) твердых и весьма твердых металлических и других материалов, очистку металла от ока­лины, удаление поверхностных пленок и загрязнений и т. д.
...
При лучевых способах обработки используют воздействие на обра­батываемый материал концентрированных электронных или световых лучей с высокой плотностью энергии. При этом съем определенной час­ти материала происходит в результате преобразования энергии в теп­ло непосредственно в зоне обработки.
...
В зависимости от длительности разряда изменяется глубина рас­пространения тепла в электродах и характер их разрушения. При кратковременных (искровых) разрядах длительностью Ю~4
...
Канал, образовавшийся в процессе разряда, заполняется сильно ионизированными парами металла с появлением значительных удар­ных давлений, выбрасывающих капли расплавленного металла за пределы электродов, где они (капли) застывают в виде мелких частиц. Следующий разряд возникает между двумя другими выступами, ока­завшимися в данный момент наиболее близко друг к другу. Так про­должается до тех пор, пока разряды не снимут с поверхности электро­дов все точки, лежащие на пробивном расстоянии. При увеличении расстояния между электродами (за счет съема металла) настолько, что приложенное напряжение окажется недостаточным для пробоя межэлектродного промежутка, процесс эрозии автоматически прекра­тится. Для возобновления и продолжения этого процесса электроды нужно сблизить. Постоянное расстояние между инструментом и заго­товкой при заданном приложенном напряжении поддерживается спе­циальным реле 4 (рис. 239,а), которое при съеме слоя металла с заго­товки автоматически опускает шпиндель 5, в нижней части которого закреплен инструмент.
...
В ванне 7 с диэлектрической жидкостью частицы выплавляемого металла быстро отвердевают и в виде шариков оседают на дно ванны; жидкость препятствует расширению зоны действия разряда и способ­ствует концентрации его тепловой энергии на малом участке поверх­ности. В качестве рабочей жидкости используют керосин и минераль­ные масла.
...
При обработке используют генераторы импульсов МГИ-2М, МГИ-ЗМ, ВГ-ЗВ и др. Генераторы МГИ дают ток частотой 400 с-1 и силой 350 А.
...
Оборудование, применяемое для электроискровой обработки, сос­тоит из стационарных и переносных станков различных моделей и приспособлений для выполнения отдельных операций.
...
4. Шпиндель 3 с инструментом имеет ручное перемещение и автомати­ческую регулировку межэлектродного расстояния. Обрабатываемая деталь закреплена на столе 2. После опускания шпинделя бак J с ми­неральным маслом поднимают так, чтобы обрабатываемая деталь и ин­струмент полностью погрузились в масло. Па пульте управления
...
Промышленность выпускает электроискровые станки модели 18В для извлечения обломков сверл и других инструментов из глубоких отверстий, станки модели 37М для плоского шлифования и автомати­ческие станки модели 62 для получения отверстий диаметром до 0,15 мм с точностью обработки до 0,01 мм.
...
Точность и чистота обрабатываемой поверхности зависят от энер­гии импульсов и длительности (частоты) разрядов. Чем меньше энер­гия импульсов и больше частота разрядов, тем более гладкой получа­ется поверхность детали. При чистовой обработке (1000—10 000 имп/с) получается поверхЕюсть у6—у 8-го классов чистоты, а при черновой обработке (50—3000 имп/с)—у 1—у 4-го классов чистоты.
...
металлов осно­вана на использовании явления электрической эрозии металлов в жид­кой диэлектрической среде (обычно минеральное масло). Наиболее час­то ее применяют для прошивки, объемного копирования и при обработ­ке резцов, фрез и штампов из жаропрочных и твердых сплавов.
...
При электроимпульсной обработке заготовка является катодом, а инструмент — анодом. Это означает, что основное воздействие на обрабатываемую поверхность оказывают не электроны, а ионы. Про­цесс обработки состоит в последовательном возбуждении прерывистых разрядов между инструментом и заготовкой, расположенных друг от друга на расстоянии не более 0,1—0,12 мм.
...
Процесс обработки основан на плавлении малых частиц металла в зоне электрических разрядов, возникающих между электродами. Каж­дый разряд сопровождается выделением большого количества тепла, вызывающего плавление металла в зоне разряда и выброс расплавлен­ных частиц металла из межэлектродного пространства. Расплавлен­ный металл распыляется в жидком диэлектрике и затвердевает в виде мельчайших шариков. Плавление происходит преимущественно на за­готовке. При обработке снимается до 6000 мм3/мин металла. Чтобы зазор между электродами не увеличивался, инструмент непрерывно и автоматически подается в направлении обработки. При электроимпульс­ной обработке применяют низкое напряжение (от 10—12 до 24—26 В) и относительно большой ток (50—200 А).
...
Обрабатываемость материала определяется температурой его плав­ления и теплопроводностью и не зависит от механических свойств. Качество поверхности зависит от частоты импульсов и вида обрабаты­ваемого материала. Так, при обработке стали и жаропрочных сплавов на установках с частотой тока 400 С1 получают у 2—у 4-й классы чис­тоты; при обработке тех же материалов па установках с частотой тока до 25 000 с-1 и более получают у 5—у 6-й классы чистоты.
...
4. Шпиндель 3 с инструментом имеет ручное перемещение и автомати­ческую регулировку межэлектродного расстояния. Обрабатываемая деталь закреплена на столе 2. После опускания шпинделя бак J с ми­неральным маслом поднимают так, чтобы обрабатываемая деталь и ин­струмент полностью погрузились в масло. Па пульте управления
...
частотными импульсными установками с частотой 400—35 ООО см и мощностью до 28 кВт или электронным генератором с частотой 7000 и 25 000 с-1 и мощностью 3 кВт.
...
хе без применения элект­ролита. Металл разрушает­ся под воздействием элек­тродуговых разрядов при быстром перемещении ин­струмента относительно обрабатываемой заготов­ки. Эту обработку приме­няют для резки заготовок (рис. 240, а), обдирки отли­вок или слитков (рис. 240, б), заточки инструмента (рис. 240, в), плоского шли­фования (рис. 240, г) или очистки от окалины, об­работки круглых загото­вок (рис. 240. д), а также для сглаживания шерохо­ватостей поверхности ме­таллических изделий, про­шивки отверстий и другой черновой обработки плос­ких и криволинейных по­верхностей (например, ша­
...
товку / и инструмент 2 (обычно диск) подключают к источнику постоянного или переменного тока. Соприкосновение под небольшим давлением двух металлических электродов (заготовки и инструмента) приводит к образованию в месте контакта повышенного электросопротивления, разогреву, размягчению и плавлению материала заготовки. Для предотвращения плавления лиска ему придают боль­шую скорость перемещения относительно заготовки (30-—80 м/с), что сокращает продолжительность контакта диска с заготовкой, или при­меняют охлаждение 3. При повышении напряжения до 30—40 В полу­чается иск роду говой разряд без заметного механического контакта меж­ду инструментом и заготовкой.
...
При обработке плоских и криволинейных заготовок металл снимают, последовательно проходя диском вдоль обрабатываемой поверхности. Заготовку перемещают по направлению к вращающемуся диску. Он должен вращаться так, чтобы расплавляемый металл заготовки вы­брасывался в сторону ее необработанной поверхности. Для лучшего
...
частотными импульсными установками с частотой 400—35 ООО см и мощностью до 28 кВт или электронным генератором с частотой 7000 и 25 000 с-1 и мощностью 3 кВт.
...
Обработку круглых заготовок осуществляют при одновременном вра­щении заготовки и диска; последний перемещается вдоль обрабатывае­мой заготовки.
...
При обработке шаров между двумя дисками-электродами шары оп­лавляются в непрерывно изменяющихся точках контакта и получают точную сферическую форму.
...
к а основана на элект­рохимическом и электро­термическом разрушении обрабатываемого металла. Инструмент 2 (рис. 241, а) является катодом, заготов­ка /— анодом. В процессе работы установки обраба­тываемую зону заготовки поливают электролитом через шланг 3 так, чтобы зазор между диском и за­готовкой всегда был за­полнен рабочей жидкостью. Иногда заготовку погру­жают в ванну с электроли­том (рис. 241, б), в качестве рис
...
и электротермическом действии тока на обрабатываемую заготовку. Переход от электрохимических к электротермическим (электроэрози­онным) процессам обусловливается энергетическими параметрами: с увеличением удельной мощности, подводимой в зону обработки, про­цесс приближается к эрозионному; с понижением этой мощности — к электрохимическому.
...
При чистовой анодно-механической обработке (шлифование, обра­ботка полостей штампов и т. д. — рис. 241, б, г) используют электро­химический процесс анодного растворения и механическое удаление об­разующейся пленки. Процесс про­
...
текает в среде жидкого стекла при напряжении на электродах 10— 12 В. При чистовом шлифовании достигается V8—V 10-й классы чистоты и 2—3-й классы точности. Однако производительность этого процесса низка (снимается не более 2—10 мм8/мин).
...
При черновых операциях (резка, обдирка и т. д. — рис. 241, а, в) используют, главным образом, электротермический (эрозионный) процесс направленного разрушения обрабатываемого металла. В ре­зультате с увеличением произво­дительности снижается чистота обработанной поверхности (до V2 — у4-го классов чистоты).
...
всего диск). Скорость вращения диска обычно равна 10—30 м/с, а скорость его радиальной подачи — 40 мм/мин. Для разрезки заготовок диск обычно изготовляют толщиной 1—2 мм из меди, мяг­кой стали, чугуна или других материалов.
...
На рис. 242 показана схема станка модели АМО-14 для резки раз­ных профилей на мерные длины. В станине 3 расположено зажимное приспособление 4 для закрепления разрезаемой штанги. Режущий диск 5 укреплен на коромысле //и
...
Применяют также другие модели станков, например: дисковые разрезные; лепточные отрезные; заточные (для резцов); полуавтомат АФГ-3 для заточки фрез; станки для долбления полостей в штампах и отверстий в волоках и матрицах.
...
мощью ультразвуковых колебаний — обычно применяют для про­шивки отверстий любого профиля, долбления полостей, разрезания и других видов размерной обработки твердых и
...
Кроме того, в образо­вавшиеся под ударами зерен абразива трещины попадают навигационные пузырьки, образующиеся в жидкости вследствие из­быточного давления и спо­собствующие отслоению отколовшихся частиц. Съем материала происходит в основном с площадок, рас­
...
чающего ультразвуковые колебания от магнитострикционного преобра­зователя или вибратора. Последний обеспечивает преобразование элект­рических колебаний мощного ультразвукового лампового генератора в механические колебания. При его помощи вырабатывается перемен­ный ток частотой 15—30 кГц, который поступает на обмотку вибрато­ра, создающую переменное магнитное поле ультразвуковой частоты. В этом поле длина сердечника уменьшается и увеличивается со ско­ростью ультразвуковых колебаний. Для увеличения их амплитуды при­меняют акустические концентраторы, в результате чего механические колебания инструмента имеют амплитуду 0,02—0,06 мм с частотой 15—30 кГц.
...
Систему подачи абразивной суспензии составляют центробежный насос, трубопроводы, сопло 2 и ванна 7. В зону обработки через сопло 2 от центробежного насоса подают жидкость (вода, масло) со взвешен­ными частицами абразива.
...
Процесс ультразвуковой размерной обработки и ее производитель­ность зависят от ряда факторов: амплитуды и частоты колебаний, дав­ления инструмента на деталь, размера абразивных зерен, концентра­ции суспензии и др. Амплитуда колебаний инструмента определяет интенсивность ударов зерен абразива. При амплитудах 20—60 мкм скорость съема материала пропорциональна квадрату амплитуды. При увеличении амплитуды свыше 60 мкм рост производительности замедляется, а при амплитудах ниже 20 мкм скорость обработки резко снижается. В качестве абразива обычно применяют карбид бора зер­нистостью № 90—120. С увеличением номера зернистости и величины амплитуды интенсивность обработки повышается, а чистота обработки снижается.
...
Частота колебаний, принимаемая при ультразвуковой обработке в пределах 16—30 кГц, незначительно влияет на производительность.
...
Давление инструмента на деталь оказывает определенное влияние на производительность. Максимальная производительность достигает­ся при давлениях в пределах 75—125 кН/м3 (0,75—1,25 кгс/сма).
...
Оптимальная концентрация абразива в суспензии составляет 35— 55% (по объему) при использовании для ее приготовления воды. При использовании керосина, машинного масла и т. д. при прочих постоян­ных факторах длительность обработки возрастает, а производитель­ность уменьшается.
...
Инструмент изготовляют из конструкционной стали 40, 45 и .50. Различные технологические операции ультразвуковой размерной об­работки выполняют на специальных станках.
...
На рис. 243,6 показан общий вид ультразвукового станка для обра­ботки полостей и отверстий в деталях из хрупких и твердых материалов (стекла, керамики, фарфора, твердых сплавов и т. д.). На нем можно изготовлять и восстанавливать вырубные, высадочные, чеканочные матрицы и волоки из твердого сплава; обрабатывать отверстия в фер­ритах; вырезать линзы из оптического стекла, пластины из германия и кремния; клеймить детали из хрупких и твердых материалов и т. д.
...
Станок состоит из станины /, на которой расположен стол 2 с про­дольной, поперечной и вертикальной подачами. На столе укреплена
...
чающего ультразвуковые колебания от магнитострикционного преобра­зователя или вибратора. Последний обеспечивает преобразование элект­рических колебаний мощного ультразвукового лампового генератора в механические колебания. При его помощи вырабатывается перемен­ный ток частотой 15—30 кГц, который поступает на обмотку вибрато­ра, создающую переменное магнитное поле ультразвуковой частоты. В этом поле длина сердечника уменьшается и увеличивается со ско­ростью ультразвуковых колебаний. Для увеличения их амплитуды при­меняют акустические концентраторы, в результате чего механические колебания инструмента имеют амплитуду 0,02—0,06 мм с частотой 15—30 кГц.
...
Систему подачи абразивной суспензии составляют центробежный насос, трубопроводы, сопло 2 и ванна 7. В зону обработки через сопло 2 от центробежного насоса подают жидкость (вода, масло) со взвешен­ными частицами абразива.
...
Процесс ультразвуковой размерной обработки и ее производитель­ность зависят от ряда факторов: амплитуды и частоты колебаний, дав­ления инструмента на деталь, размера абразивных зерен, концентра­ции суспензии и др. Амплитуда колебаний инструмента определяет интенсивность ударов зерен абразива. При амплитудах 20—60 мкм скорость съема материала пропорциональна квадрату амплитуды. При увеличении амплитуды свыше 60 мкм рост производительности замедляется, а при амплитудах ниже 20 мкм скорость обработки резко снижается. В качестве абразива обычно применяют карбид бора зер­нистостью № 90—120. С увеличением номера зернистости и величины амплитуды интенсивность обработки повышается, а чистота обработки снижается.
...
Частота колебаний, принимаемая при ультразвуковой обработке в пределах 16—30 кГц, незначительно влияет на производительность.
...
ванна 3 с жидкостью, в которую помещают обрабатываемую деталь. Стол перемещается с точностью до ±5 мкм при помощи оптической системы, расположенной в станине. К станине прикреплена стойка 5 с головкой 4, в которой расположены магнитоетрикционный вибратор и акустический концентратор. Станок обеспечивает постоянную ско­рость обработки независимо от глубины отверстия обрабатываемой детали. Система автоматики позволяет обрабатывать детали по задан­ному циклу. Точность обработки на станке обеспечивается до ±10 мкм. Можно обрабатывать отверстия при сплошном инструменте диаметром 80 мм при наибольшей глубине обработки 50 мм. Максимальная производительность при обработке твердых сплавов 50 мм3/мин, вы­ходная мощность 1,6 кВт.
...
Промышленность серийно выпускает настольные станки различ­ных моделей малой (0,4 кВт), средней (1—3 кВт) и большой мощности (3—4 кВт), а также станки модели МЭ-22 для сверления алмазных фильер, модели УЗМ-5М для обработки минералов, модели МЭ-46 для обработки полупроводниковых материалов и др.
...
Ультразвуковой метод обработки позволяет получать изделия с по­верхностью высокой чистоты (V7—V9-й классы) и высокой точности размеров (2—3-й класс). Скорость обработки твердых сплавов состав­ляет 0,5—0,3 мм/мин; закаленной стали (HRC45—55) — 0,05 — 0,1 мм/мин; стекла, керамики, кварца — 2—7,5 мм/мин.
...
Введением ультразвуковых колебаний в систему резец — изделие можно повысить производительность и улучшить качество обработан­ной поверхности при обработке металлов резанием. Наиболее эффек­тивно и рационально вводить колебания в направлении резания, так как при этом улучшается чистота поверхности и уменьшается усадка стружки. Вибрирование режущего инструмента с ультразвуковой скоростью снижает пластическую деформацию срезаемого слоя металла, уменьшает силы резания и влияет на ряд других показателей процес­са резания металлов. Обработку металлов резанием с наложением ультразвуковых колебаний осуществляют при точении, сверлении, шлифовании.
...
металлов или точнее ин­тенсификация ультразвуком процессов химического и электрохимичес­кого травления и очистка металла от окалины, различных поверхност­ных пленок и загрязнений получила в промышленности широкое при­менение.
...
При химическом травлении (очистке) металла окалина растворяется в соответствующем растворе сравнительно долго. При прохождении ультразвука через травильный раствор образуются газовые или кави-тационные пузырьки. Они собираются на очищаемой поверхности де­тали, проникают в поры окалины или загрязнения и в период сжатия захлопываются; каждый захлопнувшийся пузырек становится центром новой сферической волны, которая оказывает силовое воздействие на близлежащий слой жидкости и на очищаемую деталь. Это обеспечивает разрушение или отслаивание окалины и загрязнений, в результате чего процесс очистки металла значительно ускоряется.
...
ванна 3 с жидкостью, в которую помещают обрабатываемую деталь. Стол перемещается с точностью до ±5 мкм при помощи оптической системы, расположенной в станине. К станине прикреплена стойка 5 с головкой 4, в которой расположены магнитоетрикционный вибратор и акустический концентратор. Станок обеспечивает постоянную ско­рость обработки независимо от глубины отверстия обрабатываемой детали. Система автоматики позволяет обрабатывать детали по задан­ному циклу. Точность обработки на станке обеспечивается до ±10 мкм. Можно обрабатывать отверстия при сплошном инструменте диаметром 80 мм при наибольшей глубине обработки 50 мм. Максимальная производительность при обработке твердых сплавов 50 мм3/мин, вы­ходная мощность 1,6 кВт.
...
Промышленность серийно выпускает настольные станки различ­ных моделей малой (0,4 кВт), средней (1—3 кВт) и большой мощности (3—4 кВт), а также станки модели МЭ-22 для сверления алмазных фильер, модели УЗМ-5М для обработки минералов, модели МЭ-46 для обработки полупроводниковых материалов и др.
...
Ультразвуковой метод обработки позволяет получать изделия с по­верхностью высокой чистоты (V7—V9-й классы) и высокой точности размеров (2—3-й класс). Скорость обработки твердых сплавов состав­ляет 0,5—0,3 мм/мин; закаленной стали (HRC45—55) — 0,05 — 0,1 мм/мин; стекла, керамики, кварца — 2—7,5 мм/мин.
...
Введением ультразвуковых колебаний в систему резец — изделие можно повысить производительность и улучшить качество обработан­ной поверхности при обработке металлов резанием. Наиболее эффек­тивно и рационально вводить колебания в направлении резания, так как при этом улучшается чистота поверхности и уменьшается усадка стружки. Вибрирование режущего инструмента с ультразвуковой скоростью снижает пластическую деформацию срезаемого слоя металла, уменьшает силы резания и влияет на ряд других показателей процес­са резания металлов. Обработку металлов резанием с наложением ультразвуковых колебаний осуществляют при точении, сверлении, шлифовании.
...
ное разрушение зависит от температуры и вязкости раствора, частоты колебаний и других факторов. При ультразвуковой очистке пе только значительно сокращается ее продолжительность, но и облегчается уда­ление окалины и загрязнений, прочно сцепленных с поверхностью ме­талла или находящихся в труднодоступных местах изделия. Так, на­пример, если продолжительность химического травления металла при 60° С без ультразвука составляет 30 мин, то с применением ультразву­ка — 20 с.
...
Важным преимуществом ультразвуковой очистки является возмож­ность замены в ряде случаев огнеопасных или дорогостоящих органи­ческих растворителей безопасными и дешевыми водными растворами щелочных солей.
...
Для осуществления ультразвуковой очистки промышленность из­готовляет ультразвуковые ванны УЗВ, ультразвуковые агрегаты УЗА и ультразвуковые установки УЗУ. Они позволяют производить трав­ление и очистку проволоки от окалины (в волочильном производстве), напильников и надфилей после термообработки {в инструментальном производстве), горячекатаной ленты от окалины (в прокатном произ­водстве), трубок радиаторов и других деталей от загрязнений (в автомо­бильной промышленности), стальных и латунных деталей перед галь­ваническим покрытием, жести перед лужением, а также удалять радио­активные загрязнения с металлических поверхностей, жировые и мас­ляные пленки на любых металлических поверхностях и т. д.
...
— размерная об­работка труднообрабатываемых металлов и сплавов, при которой ис­пользуют свойство электронного луча передавать кинетическую энер­гию и превращать ее в тепловую. Источником электронного луча явля­ется термоэлектронная эмиссия, т. е. выход электронов из метал л а при его нагревании. При повышении температуры металла электроны на внешней электронной орбите возбуждаются и некоторые из них могут получать скорости, достаточные для преодоления потенциального барьера. При сфокусировании этих электронов на малой площади по­лучится электронный луч.
...
Для создания значительной энергии электронного луча необходимо протекание термоэлектронной эмиссии в среде с достаточно высоким ва­куумом и с использованием высоких ускоряющих напряжений. Эффек­тивность действия электронного луча еще более повышается, если его сфокусировать на весьма малой площади (до 1 - Ю-7 см2). В этих усло­виях плотность энергии электронного луча достигает весьма больших значений (107 —10' Вт/сма). Такой луч, проходя через электрическое поле ускоряющего напряжения U = 10 000 ~ 30 000 В, имеет ско­рость электронов v = 6-(107 —10s) м/с, примерно определяемую урав­нением
...
При ударении электронного потока о поверхность металла с такой большой скоростью каждый электрон проникает в толщу металла на определенную глубину б (см), определяемую по уравнению
...
ное разрушение зависит от температуры и вязкости раствора, частоты колебаний и других факторов. При ультразвуковой очистке пе только значительно сокращается ее продолжительность, но и облегчается уда­ление окалины и загрязнений, прочно сцепленных с поверхностью ме­талла или находящихся в труднодоступных местах изделия. Так, на­пример, если продолжительность химического травления металла при 60° С без ультразвука составляет 30 мин, то с применением ультразву­ка — 20 с.
...
Важным преимуществом ультразвуковой очистки является возмож­ность замены в ряде случаев огнеопасных или дорогостоящих органи­ческих растворителей безопасными и дешевыми водными растворами щелочных солей.
...
Для осуществления ультразвуковой очистки промышленность из­готовляет ультразвуковые ванны УЗВ, ультразвуковые агрегаты УЗА и ультразвуковые установки УЗУ. Они позволяют производить трав­ление и очистку проволоки от окалины (в волочильном производстве), напильников и надфилей после термообработки {в инструментальном производстве), горячекатаной ленты от окалины (в прокатном произ­водстве), трубок радиаторов и других деталей от загрязнений (в автомо­бильной промышленности), стальных и латунных деталей перед галь­ваническим покрытием, жести перед лужением, а также удалять радио­активные загрязнения с металлических поверхностей, жировые и мас­ляные пленки на любых металлических поверхностях и т. д.
...
Количество электронов, ударяющихся о поверхность обрабатывае­мого металла в единицу времени, зависит отсилы тока от катода к аноду. Даже при сравнительно малой силе тока, например 0,1 А, в секунду ударяется об обрабатываемый металл
...
Таким образом, огромное коли­чество электронов, сфокусированных в луч диаметром 0,1—10 мкм и дви­жущихся с большой скоростью, падает на обрабатываемый материал и проникает на определенную глу­бину; там движение электронов тор­мозится. В таких условиях кине­тическая энергия этого движения превращается с большим к. п. д. (97—99,9%) в тепловую энергию. Металл мгновенно нагревается до весьма высокой температуры (свыше 6000°С), благодаря чему он вместе
...
Размерная электронно-лучевая обработка производится на уста­новке с электронной пушкой, обеспечивающей получение, ускорение, фокусировку и отклонение мощного электронного луча (рис. 244). От импульсного генератора напряжение накала и возбуждения посту­пает на катод 1, который нагревается и является источником электро­нов. В установках малой мощности катод изготовляют из вольфрамо­вой нити; в установках больших мощностей из вольфрама изготовляют только нагреватель, а эмиттирующий элемент выполняют из гексабс-рида лантана LaB2, отличающегося высокой эмиссионной способностью.
...
Лантаноборидный катод окружен фокусирующим электродом 2, ко­торый вместе с катодом имеет форму вогнутой линзы, чтобы создать менее расплывчатое электронное облако. В непосредственной близости от катода (на расстоянии 3—10 мм) устанавливают анод 3. Между като­дом и анодом действует ускоряющее напряжение U0 (обычно для уста­новок малых и средних мощностей 10—30 кВ). Под влиянием этою нап­ряжения поток электронсв в виде пучка проходит через отверстие в. аноде и дальше пронизывает катушку с током — так называемую элект­ромагнитную линзу 4, которая своим магнитным полем фокусирует луч диаметром 2,5—10 мкм. Сфокусированный луч затем проходит через магнитную юстировочную систему 7, которая позиционирует (от-
...
клоняет) луч по двум координатам, перемещая его относительно обра­батываемой детали 8, чтобы обеспечить резание или формообразование. Деталь укрепляют на координатном столе 9. Все системы электронной пушки, координатный стол и обрабатываемую деталь помещают в ва­куумную камеру. За ходом обработки наблюдают при помощи микро­скопа 5. Рабочая зона освещается верхним источником света 6 для отражательного освещения и нижним 10 — для сквозного просвечива­ния. Стол перемещают при помощи рукоятки 11 только для установки деталей в начальное положение; при обработке перемещается луч, стол неподвижен.
...
Импульсный режим работы электронной пушки при механической размерной обработке необходим для локализации нагрева участков обработки. Длительность импульсов выбирают так, чтобы за время од­ного импульса участок металла под лучом успел нагреться и испарить­ся, а тепло не успело распространиться на всю деталь. В интервале между импульсами материал должен охладиться. В существующих ус­тановках длительность импульса изменяется от 10^ до 10"* с при час­тоте 50—5000 Гц.
...
При таком режиме обработки ширина зоны оплавления не превы­шает диаметра луча. Глубина проникновения луча в 100 раз больше его диаметра, что позволяет прорезать паз (канавку) шириной 10 мкм и глубиной 1 мм. Механическими методами обработки это неосущест­вимо.
...
Кроме размерной обработки электроннолучевой способ применяют для оплавления поверхностного слоя металла с целью устранения тре­щин, образующихся при закалке и других видах обработки деталей; для упрочнения закаленной поверхности после заточки и шлифования; для сварки и т. д., а также для напыления защитных пленок металли­ческих и неметаллических материалов.
...
— раз­мерная обработка труднообрабатываемых материалов производится также световым лучом, получаемым в квантовых генераторах света (лазерах). В основу этого способа обработки металлов положено ис­пользование внутренней энергии возбужденных атомов и молекул некоторых веществ.
...
Возбужденный атом в большинстве случаев удерживается на высо­ких уровнях возбуждения миллиардные доли секунды и переходит на более низкий основной или промежуточный уровень. Атомы некоторых материалов (например, розового рубина), возвращаются на основные уровни с большой задержкой (несколько тысячных долей секунды) на промежуточных уровнях. Это позволяет организовать их накопле­ние на определенном уровне. Как только на нем накопится возбужден­ных атомов более половины всех атомов вообще, процесс разрядки завершается лавинным их переходом на основной уровень и излучением энергии, соответствующей разности верхнего и нижнего энергетичес­ких уровней.
...
Переход возбужденных атомов с верхнего или промежуточного энергетического уровня на основной можно индуцировать (стимулиро­вать) внешней силой. Например, электромагнитной волной той же час-
...
клоняет) луч по двум координатам, перемещая его относительно обра­батываемой детали 8, чтобы обеспечить резание или формообразование. Деталь укрепляют на координатном столе 9. Все системы электронной пушки, координатный стол и обрабатываемую деталь помещают в ва­куумную камеру. За ходом обработки наблюдают при помощи микро­скопа 5. Рабочая зона освещается верхним источником света 6 для отражательного освещения и нижним 10 — для сквозного просвечива­ния. Стол перемещают при помощи рукоятки 11 только для установки деталей в начальное положение; при обработке перемещается луч, стол неподвижен.
...
Импульсный режим работы электронной пушки при механической размерной обработке необходим для локализации нагрева участков обработки. Длительность импульсов выбирают так, чтобы за время од­ного импульса участок металла под лучом успел нагреться и испарить­ся, а тепло не успело распространиться на всю деталь. В интервале между импульсами материал должен охладиться. В существующих ус­тановках длительность импульса изменяется от 10^ до 10"* с при час­тоте 50—5000 Гц.
...
тоты, фазы и направления, что и возбужденные атомы, можно создать условия одновременного излучения атомами света и получать при этом интенсивное когерентное излучение. Придавая такому световому потоку импульсный режим и фокусируя его луч в очень тонкий пучок, можно обеспечить в нем большую концентрацию энергин. Луч выделяет тепло на поверхности; вглубь тепло распространяется благодаря теплопро­водности. Очень малый участок обрабатываемого материала, на кото­рый направлен световой луч, мгновенно нагревается, плавится и испаряется. Это обеспечивает разрезку обрабатываемого материала при помощи светового луча, получение очень малых отверстий и вы­полнение других видов размерной обра­ботки.
...
Оптический квантовый генератор состоит из трех основных эле­ментов: активного вещества, являющегося источником индуцированно­го излучения; источника возбуждения (подкачки), который снабжает внешней энергией активное вещество; резонансной системы, обеспечи­вающей фокусирование излучения.
...
Сущность работы лазера состоит в следующем (рис. 245). Активное вещество 4 помещают внутри импульсной спиральной лампы вспышки 5 (обычно ксеноновая), которая является источником возбуждения (подкачки). Эта лампа питается током от высоковольтного конденсато­ра 8. В качестве активного вещества используют рубиновый стержень; наибольшее применение получил розовый синтетический рубин — кристалл корунда с примесью окиси хрома А1203-Сг203. В одной из эффективных конструкций лазера рубиновый стержень имеет диаметр 6,35 мм и длину 63,5 мм.
...
Резонансной системой является рубиновый стержень, плоские тор­цы которого полируют до оптически ровных строго параллельных поверхностей; при этом один торец покрыт плотным непрозрачным сло­ем серебра, а другой, также посеребренный, имеет коэффициент пропус­кания света порядка 8%. Рубиновый стержень заключен внутри стек­лянной трубки 3, через которую непрерывно подается охлаждающая среда от входа / к выходу 7. Стержень фиксируется пружиной 2.
...
От конденсатора 8 импульсная лампа 5 получает возбуждение — вспышки света длительностью около 0,001 с — и посылает эти излу­чения (внешнюю энергию) активному веществу — рубину. Свет импульс­ной лампы посылает на рубиновый стержень поток фотонов с колеблю­щейся длиной волны 4100 и 5600 А.
...
Потоки фотонов выходят наружу через полупрозрачный торец ру­бинового стержня и при помощи Дополнительной фокусирующей сис­темы направляются на обрабатываемый материал, выполняя работу резания путем нагрева металла до температуры испарения. При обра-
...
ботке световым лучом обеспечивается съем металла до 50 мм'Лмин. Один из советских лазеров промышленного назначения (модель ГОР-100) обладает такой значительной энергией, что даже его несфокусиро­ванный луч света способен прожечь металлические пластины.
...
В настоящее время для размерной обработки применяют главным образом лазеры на синтетическом рубиле, а также на кристаллах фто­ристого кальция с примесями урана и фтористого кадмия. Используют также газовые лазеры из смеси гелия и неона.
...
Обработка материалов с помощью лазеров не требует вакуумных камер; работу можно осуществлять в любой атмосфере или в стеклян­ных ампулах; в последнем случае обработка производится через стек­ло, которое, так же как и воздух, для красного луча не является пре­пятствием. Недостатком лазеров является низкий к. п. д. (около 1%).
...
К электрохимическим способам обработки металлов и сплавов, получивших в промышленности наибольшее применение, относят элект­ролитическую очистку от загрязнений, электролитическое полирование, электролитическую размерную обработку в проточном электролите, а также химико-механическую притирку, чистовую доводку и шлифо­вание поверхности изделий и т. д.
...
Электрохимическая обработка металлов основана на использовании химического действия электрического тока, т. е. анодного растворения металлов воздействием на них электрического тока в среде электролита. При погружении в электролит двух электродов, одним из которых явля­ется обрабатываемое изделие (обычно анод) и подключении их к ис­точнику постоянного тока поверхность анода растворяется.
...
Один из распространенных в промышленности видов электрохими­ческой обработки — электрохимическое травление металлов для уда­ления окалины и других химических загрязнений с поверхности изде­лий. При этом виде обработки в ванну 1 (рис. 246,с) с электролитом (растворы кислот или солей) помещают обрабатываемое изделие 2 и два катода 3, которые подключают к источнику постоянного тока. При соответствующей плотности тока происходит растворение металла изделия (анода). Этот процесс протекает в тонком слое электролита, непосредственно прилегающем к поверхности обрабатываемого изде­лия. Вместе с растворяемым металлом удаляется находящаяся на по­верхности окалина, ржавчина, пригар. Эту обработку часто применяют в качестве промежуточной операции при прокатке листов, получении жести и других видов обработки металлов давлением.
...
Для удаления механических загрязнений (жировых пленок и т. д.) применяют электролитическую очистку. Принципиальная схема та же, что и при травлении, но очистку проводят при меньшей плотности тока. Эту операцию часто используют в приборостроении для очистки мелких деталей от поверхностных загрязнений. При электролитичес­кой очистке металлов применяют щелочные и щелочно-кислотные элект­ролиты.
...
ботке световым лучом обеспечивается съем металла до 50 мм'Лмин. Один из советских лазеров промышленного назначения (модель ГОР-100) обладает такой значительной энергией, что даже его несфокусиро­ванный луч света способен прожечь металлические пластины.
...
В настоящее время для размерной обработки применяют главным образом лазеры на синтетическом рубиле, а также на кристаллах фто­ристого кальция с примесями урана и фтористого кадмия. Используют также газовые лазеры из смеси гелия и неона.
...
Обработка материалов с помощью лазеров не требует вакуумных камер; работу можно осуществлять в любой атмосфере или в стеклян­ных ампулах; в последнем случае обработка производится через стек­ло, которое, так же как и воздух, для красного луча не является пре­пятствием. Недостатком лазеров является низкий к. п. д. (около 1%).
...
К электрохимическим способам обработки металлов и сплавов, получивших в промышленности наибольшее применение, относят элект­ролитическую очистку от загрязнений, электролитическое полирование, электролитическую размерную обработку в проточном электролите, а также химико-механическую притирку, чистовую доводку и шлифо­вание поверхности изделий и т. д.
...
При электролитическом полировании внутренней поверхности труб для удаления окалины, загрязнений и сглаживания неровностей катод помещают внутрь трубы (рис. 246,6). Процесс обычно ведут в проточном электролите который по­
...
а — травление; 0 — полирование труб и фасонных де­талей; е — полирование проколоки и ленты; г — изго­товление конусных изделии; 9 — профилирование; е — сверление
...
Это связано с тем, что на выступах создаются повы­шенные концентрации (более высокая плотность) тока. Ускоренному растворению выступов способствует также и то, что они обычно сильнее деформированы, чем вся масса металла.
...
Электролитическое полирование широко применяют для обработки режущих инструментов (сверл, фрез, калибров и т. д.), зубьев шесте­рен, клапанов для подачи горючего и других деталей сложной конфи­гурации. Электрополирование изделий, кроме улучшения их поверх­ности, повышает коррозионную стойкость, предел выносливости и уста­лостную прочность металла за счет съема ослабленного поверхностного
...
При электролитическом полировании внутренней поверхности труб для удаления окалины, загрязнений и сглаживания неровностей катод помещают внутрь трубы (рис. 246,6). Процесс обычно ведут в проточном электролите который по­
...
а — травление; 0 — полирование труб и фасонных де­талей; е — полирование проколоки и ленты; г — изго­товление конусных изделии; 9 — профилирование; е — сверление
...
В составе электролита для электрополирования в основном имеется фосфорная, серная и хромовая кислоты, иногда с добавками лимонной кислоты или глицерина в зависимости от полируемого металла. Так, для электрополирования углеродистой и низколегированной стали при­меняют электролит, состоящий из 70% фосфорной кислоты, 5—12% серной кислоты, 6—8% хромового ангидрида и 12—15% воды.
...
Электрохимическая размерная обработка — метод направленного анодного растворения металла при высоких плотностях тока. В этой обработке анодное растворение металла с поверхности изделия ведется на строго ограниченных участках, расположенных на небольшом рас­стоянии от катода, имеющего нужную для детали форму. При размер­ной обработке для изготовления, например, конусных изделий (таких как иглы и др., рис. 246,г) анод прикрепляют к механизму подъема. В процессе растворения заостряемое изделие 2 постепенно вытягивает­ся из ванны при этом концевые участки, дольше подвергающиеся растворению, соответственно растворяются больше, чем лежащие вы­ше. Величина конусности регулируется скоростью подъема изделия.
...
Имеется и другой вид электрохимической размерной обработки— электрохимическое профилирование металлических заготовок (рис. 246, д); оно происходит при вращении детали (анода) квадратного или любо­го иного профиля б
...
Электрохимическое сверление (долбление, прошивание) также отно­сят к размерной обработке. Оно осуществляется по схеме рис. 246, е в
...
При размерной электрохимической обработке скорость съема ме­талла, зависящая от химического состава металла, составляет 1200— 1800 мм3/мин на 100 А силы тока, протекающего между электродами. Чистота обработки достигает у8—у 9-го классов; точность обработки может достигать ±20 мкм.
...
Химико-механическая обработка—это обработка, при которой из­меняют форму заготовок вследствие протекания химических и электро­химических реакций с применением поверхностно-активных и химичес­ки активных веществ или электролитов (растворов солей — в основном
...
В составе электролита для электрополирования в основном имеется фосфорная, серная и хромовая кислоты, иногда с добавками лимонной кислоты или глицерина в зависимости от полируемого металла. Так, для электрополирования углеродистой и низколегированной стали при­меняют электролит, состоящий из 70% фосфорной кислоты, 5—12% серной кислоты, 6—8% хромового ангидрида и 12—15% воды.
...
Электрохимическая размерная обработка — метод направленного анодного растворения металла при высоких плотностях тока. В этой обработке анодное растворение металла с поверхности изделия ведется на строго ограниченных участках, расположенных на небольшом рас­стоянии от катода, имеющего нужную для детали форму. При размер­ной обработке для изготовления, например, конусных изделий (таких как иглы и др., рис. 246,г) анод прикрепляют к механизму подъема. В процессе растворения заостряемое изделие 2 постепенно вытягивает­ся из ванны при этом концевые участки, дольше подвергающиеся растворению, соответственно растворяются больше, чем лежащие вы­ше. Величина конусности регулируется скоростью подъема изделия.
...
Имеется и другой вид электрохимической размерной обработки— электрохимическое профилирование металлических заготовок (рис. 246, д); оно происходит при вращении детали (анода) квадратного или любо­го иного профиля б
...
При погружении изделия / (рис. 247) в ванну 2 с раствором метал­лической соли (обычно сернокислой меди) с абразивным порошком происходит обменная реакция, в результа­
...
те которой металл изделия переходит в раствор в виде солей, а металлическая медь оседает в виде рыхлого порошка на обра­батываемой поверхности. Осевший рыхлый порошок механически удаляют путем шли­фования порошком, взвешенным в растворе. Шлифование осуществляют в ванне взаим­ным перемещением обрабатываемого изде­
...
Химико-механической обработкой выполняют притирку, чистовую доводку и шлифование поверхности, прежде всего металло-керамичес­ких изделий, а также их разрезание (если в качестве притира принять диск). Кроме того, этим способом производят химическое фрезерование титана, а также алюминиевых, магниевых и некоторых других сплавов цветных металлов.
...
При погружении изделия / (рис. 247) в ванну 2 с раствором метал­лической соли (обычно сернокислой меди) с абразивным порошком происходит обменная реакция, в результа­
...
те которой металл изделия переходит в раствор в виде солей, а металлическая медь оседает в виде рыхлого порошка на обра­батываемой поверхности. Осевший рыхлый порошок механически удаляют путем шли­фования порошком, взвешенным в растворе. Шлифование осуществляют в ванне взаим­ным перемещением обрабатываемого изде­
...




    Необычные свойства обычных металлов
    Физические методы исследования металлов и сплавов
    Ручная дуговая сварка
    Технология металлов и сварка
    Технология конструкционных материалов и материаловедение: Учебное пособие
    Сварка, резка, пайка металлов
    Сварка, резка и пайка металлов

    rss
    Карта