Реферат: Электрохимические методы обработки. Ультразвуковая обработка

Для размерной электрохимической обработки используют нейтральные электролиты, такие как растворы солей NaCl, NaNO3, Na2SO4.

Электроабразивная и электроалмазная обработка

При электроабразивной и электроалмазной обработке инструментом-электродом служит шлифовальный круг, выполненный из абразивного материала на электропроводящей связке. Между анодом-заготовкой и катодоашлифовальным кругом имеется межэлектродный зазор, образованный зернами, выступающими из связки. В зазор подается электролит. Продукты анодного растворения материала заготовки удаляются абразивными зернами. Шлифовальный круг имеет вращательное движение, а заготовка – движение подачи.

Рис.3. Электроабразивная обработка: 1 – заготовка; 2 – абразивные зерна; 3 – связка шлифовального круга; 4 – электролит

При электроабразивной обработке 85–90% припуска удаляется за счет анодного растворения и 10–15% за счет механического воздействия.

Ультразвуковая обработка. Размерная УЗО деталей

Размерная ультразвуковая обработка материалов является разновидностью механической обработки. Основана на разрушении обрабатываемого материала абразивными зернами или изменении формы материала под ударами инструмента, колеблющегося с ультразвуковой частотой. Источниками энергии служат генераторы тока с частотой 16–30 кГц.

Инструмент получает колебания от ультразвукового преобразователя с сердечника из магнитострикционного материала (никеля, феррита и др.).

Амплитуда колебания сердечника составляет 2–10 мкм. Для увеличения амплитуды колебания на сердечнике закрепляют резонансный волновод, на выходе которого колебания уже имеют амплитуду 10–60 мкм.

На волноводе закрепляют рабочий инструмент – пуансон. Под пуансоном устанавливают заготовку и в зону обработки поливом или под давлением подают абразивную суспензию, состоящую из воды и абразивного материала.

Разрушение материала происходит только за счет прямого удара инструмента по зерну абразива, лежащему на поверхности материала. Передача движения торцом инструмента свободной частице абразива и удар ее по поверхности материала не вызывает разрушения. Кавитация также не разрушает материал и не передает энергию абразиву. Размеры откалываемых частиц меньше зерен абразива. Может также образовываться трещина в материале, после чего она расширяется и выкрашивается. Инструмент при УЗО изнашивается за счет вдавливания зерен абразива в его поверхность и выкрашивания его торцов.

Рис.4. Ультразвуковая обработка: 1 – инструмент; 2 – деталь; 3 – абразивная суспензия.

В качестве абразива используется карбид бора (бороуглерод), электрокорунд. Концентрация в суспензии 20–100 тысяч зерен/см3. размер зерен 60–200 мкм, абразив является режущим инструментом, поэтому должен обладать высокой твердостью. Весовое соотношение воды и абразива суспензии примерно равное.

Материал заготовки должен быть твердым, но хрупким. Лучше всего обрабатываются: стекло, керамика, полупроводниковые материалы, ферриты, твердые минералы, кварц. Хуже обрабатываются твердые металлы. Не поддаются обработке медь, свинец и др. пластичные металлы.

Оптимальная амплитуда колебаний инструмента связана со средним размером зерна абразива соотношением:

Аузк: dабр=0,6…0,8

При этом достигается максимальная производительность. Увеличение частоты приводит к увеличению производительности, так как увеличивается скорость движения инструмента.

Для проведения процесса УЗО требуется постоянное давление на инструмент с целью эффективной передачи импульсов силы абразивным зернам. Увеличение давления увеличивает производительность до некоторого экстремума, связанного с площадью обработки, амплитудой колебания, мощностью станка, размером зерен. Порядок величин статического давления при УЗО – 20–250 Н.

Технологические возможности размерной УЗО

1. Формирование деталей по сквозному контуру из листового материала с помощью полого инструмента.

2. Формообразование глухих полостей с помощью чистовой и черновой обработки для получения высокой точности и чистоты поверхности.

3. Ультразвуковое шлифование на универсальных шлифовальных станках с наложением УЗК на алмазный шлифовальный круг. Применение УЗК улучшает качество поверхности, устраняет прижеги, нагортовку поверхности.

4. Точение обычным лезвийным инструментом на токарных станках с наложением на резец продольных УЗ колебаний небольшой амплитуды. При этом улучшаются условия резания, уменьшается сила резания, улучшается качество поверхности. Можно увеличить подачу и глубину резания. Эти эффекты возникают благодаря уменьшению статического трения и появлению знакопеременной нагрузки в зоне резания. Усилия резания снижаются на 30%.

5. Удаление заусенцев, облом с мелких деталей осуществляется за счет действия кавитации и ударов абразивом в среде суспензии в присутствии УЗК. Процесс проводят в герметичных сосудах при создании избыточного статического давления 4–6 кПа и подводя УЗК к дну или стенкам сосуда. Эффективность процесса гораздо выше, чем применение вибраголтовки с низкой частотой вибрации.

6. Разрезание тонких листовых хрупких материалов непрофилированным инструментом (стальной проволокой). Выполняется при непрерывном перематывании проволоки. Наиболее эффективная схема обработки обеспечивает стабильный процесс при различных диаметрах проволоки ("ультразвуковой лобзик").

Рис.5. Ультразвуковая размерная обработка: 1 – концентратор; 2 – проволока; 3 – деталь; 4 суспензия; 5 – наконечник; 6,7 – катушки проволоки.

Применяют для вырезания деталей из очень тонких стекол, керамики, полупроводниковых пластин, когда обычное УЗК раскалывает материал. Обработка осуществляется за счет изгибных колебаний проволоки.

Ультразвуковая очистка деталей РЭС

Большое распространение в производстве ЭВА получила ультразвуковая очистка изделий от различного рода загрязнений.