Электрофизико-химические методы обработки

Электрофизические и электрохимические (ЭФЭХ) методы обработки основаны на непосредственном воздействии различных видов энергии (электрической, химической и др.) на обрабатываемую заготовку. Эти методы позволяют изменять форму обрабатываемой поверхности заготовки и влиять на состояние поверхностного слоя. Так, в некоторых случаях наклеп обработанной поверхности не образуется, дефектный слой незначителен, удаляются прижоги поверхности, полученные при шлифовании, повышаются коррозионные, прочностные и другие эксплуатационные характеристики поверхностей деталей.

ЭФЭХ методы дают возможность обработки заготовок независимо
от твердости материала. Твердость обрабатывающего инструмента может быть значительно меньше твердости обрабатываемой заготовки.

Станки для электрической обработки чрезвычайно просты, что позволяет легко автоматизировать их работу.

Электрофизические и электрохимические методы используются преимущественно при обработке труднообрабатываемых материалов и сложных по профилю деталей: сложные штампы не только из жаропрочных сталей, но и из твердых сплавов, пресс-формы и другие детали, имеющие в том числе некруглые отверстия очень малых размеров

В зависимости от вида физико-химических процессов, осуществляющих съем материала, эти методы подразделяются на э лектроэрозионные, химические и электрохимические, ультразвуковые, лучевые методы обработки.

Электроэрозионные методы обработки

Электроэрозионная обработка металлов основана на воздействии электрических разрядов (импульсов) на отдельные участки обрабатываемой поверхности. Непосредственно в зоне обработки энергия разрядов между анодом (инструментом) и катодом (заготовкой) преобразуется
в энергию тепловую. В зоне действия электрических разрядов температура достигает нескольких тысяч градусов, что приводит к оплавлению и даже испарению отдельных участков обрабатываемой поверхности, т.е. к так называемой эрозии металлов. Так как электрические разряды возникают
в последовательности, определяемой минимальными расстояниями между взаимодействующими поверхностями электродов, на электроде-заготовке отображается форма электрода-инструмента. Это разрешает эффективно обрабатывать изделия сложной формы.

Электроискровой метод

Метод основан на явлении разрушения металла в цепи постоянного тока под действием искрового разряда. При сближении металлических электродов в момент достижения пробойного зазора от катода к аноду проскакивают вначале отдельные электроны. Образуется канал проводимости, и в результате возникает кратковременный мощный искровой разряд, при котором температура в канале проводимости достигает 6000…11 000 °С. Происходит концентрированное выделение энергии, приводящее к мгновенному расплавлению, испарению, взрывам и выбрасыванию частиц анода, которые направляются к катоду. Процесс ведется
в жидкой диэлектрической среде (масло, керосин), в которой оторвавшиеся от анода частицы охлаждаются и оседают. Обработка ведется без соприкосновения заготовки и инструмента, поэтому можно обрабатывать токопроводящий металл любой твердости инструментом из мягкого металла (латуни, алюминия).

Форма инструмента соответствует форме обработанной поверхности заготовки. Точность и шероховатость обработанной поверхности зависят от электрического режима обработки. При черновом режиме R_a 6,3, при чистовом R_a 1,6…0,8.

Электроискровая обработка получила наибольшее распространение для прошивки отверстий любой формы в труднообрабатываемых материалах, включая твердые сплавы. При изготовлении штампов, пресс-форм, кокилей, твердосплавных фильер, при извлечении поломанного инструмента и в некоторых иных случаях. Применение его ограничивается малой производительностью и довольно быстрым износом инструмента вследствие высокой температуры при разряде.