Cпособи обробки металів.

Оскільки обробна промисловість є не дуже екологічно шкідливою, то її опис зводиться до визначення ключових понять, пов’язаних з технологічними питаннями. Так, слід визначити способи обробки матеріалів. В сучасному виробництві їх існує досить багато.  Обробка різанням (обробка зі зняттям стружки) є найбільш розповсюдженим. При такому методі обробки деталям надають потрібну форму та розміри, зрізаючи шар матеріалу різальним інструментом. Процес обробки здійснюється при відносному русі заготовки та різального інструмента. Основними забруднювачами є стружка, пил від обробки та відходи мастильно-охолоджуючої рідини. Обробка тиском в холодному стані. Холодне висаджування застосовують при виготовленні великих партій дрібних деталей (заклепок, болтів, гвинтів) зі сталі чи кольорових сплавів. Як заготовки при холодному висаджуванні застосовують лист, прутки, труби, стрічку та інші профілі. Обробку здійснюють на висаджувальних пресах-автоматах, де одним чи кількома ударами металу надають потрібної форми та розмірів. Волокна металу при холодному 252 висаджуванні розташовуються в необхідному напрямі. Обсяги виробництва при холодному висаджуванні досягають 300 деталей за хвилину, а точність обробки – до 0,03 мм. При цьому методі обробки відходи матеріалу дуже незначні. Часто холодним висаджуванням виготовляють заготовки деталей (наприклад, штуцерів), які потім передаються на різьбонарізні верстати для нарізання різьби. Електроерозійна обробка металів грунтується головним чином на тепловій дії імпульсів електричного струму, який підводиться безпосередньо до інструмента та заготовки. Різновидом електроерозійної обробки є зміцнення та нанесення покриттів, при яких змінюється структура металу і якість поверхневого шару. Є 5 різновидів електроерозійної обробки металів: 1. Електроіскровий спосіб. Він грунтується на тому, що при іскровому електричному розряді, спрямованому на визначену ділянку оброблюваної поверхні, відбувається викидання частинок металу з оброблюваної ділянки. Оброблювану деталь і інструмент при електроіскровій обробці занурюють в діелектричну рідину (керосин) та підключають їх до електричного струму. В електричну мережу послідовно підключений опір і паралельно – конденсатор. При досягненні на конденсаторі певної напруги, яка залежить від відстані між електродами, виникає електричний розряд прямої полярності між інструментом (катодом) і заготовкою (анодом). Частинки металу, які відірвалися від заготовки, залишаються в рідині і не утворюють напливів на інструменті. До переваг даного методу відносять здатність обробляти метали будь-якої твердості та будь-якого профілю, а до недоліків – малу продуктивність.

2. Електроімпульсний спосіб. Він грунтується на використанні імпульсів електричного струму великої та середньої тривалості. Обробка також проводиться в діелектричній рідині при оберненій полярності електродів (інструмент – анод, деталь – катод).

3. Анодно-механічний спосіб. Деталь обробляється імпульсами малої довжини в електроліті (рідкому склі). Полярність електродів у даному випадку – пряма (інструмент – катод, деталь – анод). При анодно-механічному способі разом з ерозійним зніманням металу відбувається електрохімічне знімання – анодне розчинення. Як інструмент використовують сталевий диск, що обертається і частково торкається заготовки мікронерівностями. Анодно-механічний спосіб використовують для заточування пластинок з твердих сплавів та для різання твердих і в’язких матеріалів.

4. Електроконтактний спосіб. Він характеризується застосуванням симетричних знакоперемінних імпульсів великої тривалості. Процес ерозії відбувається, як правило, в повітряному середовищі або в потоках води, емульсії чи мастила. Поверхня після обробки має обпалений вигляд. Електроконтактним способом зачищують чавунні виливки, відпилюють кульки підшипників, обробляють складні криволінійні поверхні сталевим або чавунним диском, який обертається. Цей спосіб конкурує з обдирним точінням чи фрезеруванням. Його продуктивність досягає 500 кг знятого металу за годину.

5. Електроерозійне ущільнення та покриття. Це різновид електроерозійної обробки і здійснюється в повітряному середовищі за допомогою вібруючого електрода-ущільнювача. В цьому методі під короткочасною дією високих температур відбувається термічна обробка матеріалів.

Електротермічна обробка. Цей вид обробки грунтується на оплавленні поверхні деталі, яка обробляється, струмом високої густини. Струм підводиться до деталі через інструмент, через який і відводиться оплавлений метал. Електротермічна обробка застосовується для різання металу в тих випадках, коли використання інших методів утруднене.

Електрохімічна обробка. При електрохімічній обробці відбувається руйнування поверхневих шарів деталі під впливом електричного струму та електроліту, оскільки металеві частинки на поверхні деталі розчиняються в електроліті. Оброблена поверхня в цьому випадку має блискучий, полірований вигляд. Застосовується для будь-яких профілів та твердості матеріалу. Ультразвукова обробка. Обробка твердих та крихких матеріалів, як правило, утруднена. При обробці таких матеріалів і застосовують ультразвукову обробку металів. Її суть полягає в тому, що збуджувані особливими віброзбудниками ультразвукові коливання з частотою 18000-30000 кол/с надають інструменту зворотно-поступальні коливання тієї ж частоти. В зазор між торцем сталевого стержня інструмента і деталі, що обробляється, подається емульсія з абразивними частками. Частки абразивного матеріалу, отримуючи велике прискорення, ударяються об оброблювану заготовку і виколюють її. Користуючись ультразвуковим методом, як правило, пробивають отвори в твердих матеріалах. Так, на ультразвуковому пристрої можна за 10 хвилин пробити отвір 6,25 х 6,25 глибиною 3 мм, застосовуючи як абразив зерна карборунду.