Mètodes electrofísics per processar metalls
L'ús generalitzat de materials difícils de mecanitzar per a la producció de peces de màquines, la complexitat del disseny d'aquestes peces, combinada amb els creixents requisits per reduir costos i augmentar la productivitat, van conduir al desenvolupament i adopció de mètodes de processament electrofísic.
Els mètodes electrofísics de processament de metalls es basen en l'ús de fenòmens específics derivats de l'acció del corrent elèctric per eliminar material o canviar la forma de la peça.
El principal avantatge dels mètodes electrofísics de processament de metalls és la capacitat d'utilitzar-los per canviar la forma de peces fetes de materials que no es poden processar per tall, i aquests mètodes es processen en condicions de forces mínimes o en la seva absència total.
Un avantatge important dels mètodes electrofísics per processar metalls és la independència de la productivitat de la majoria d'ells de la duresa i fragilitat del material processat.La intensitat del treball i la durada d'aquests mètodes per processar materials amb una duresa augmentada (HB> 400) són inferiors a la intensitat del treball i la durada del tall.
Els mètodes electrofísics de processament de metalls cobreixen gairebé totes les operacions de mecanitzat i no són inferiors a la majoria d'elles pel que fa a la rugositat i precisió del processament aconseguides.
Tractament de descàrregues elèctriques de metalls
El processament de descàrregues elèctriques és un tipus de processament electrofísic i es caracteritza pel fet que els canvis en la forma, la mida i la qualitat de la superfície de la peça es produeixen sota la influència de les descàrregues elèctriques.
Les descàrregues elèctriques es produeixen quan un corrent elèctric polsat passa per un espai de 0,01 - 0,05 mm d'ample entre l'elèctrode de la peça de treball i l'elèctrode de l'eina. Sota la influència de les descàrregues elèctriques, el material de la peça es fon, es vaporitza i s'elimina de l'espai interelèctrode en estat líquid o de vapor. Els processos similars de destrucció d'elèctrodes (detalls) s'anomenen erosió elèctrica.
Per millorar l'erosió elèctrica, el buit entre la peça de treball i l'elèctrode s'omple amb un líquid dielèctric (querosè, oli mineral, aigua destil·lada). Quan la tensió de l'elèctrode és igual a la tensió de ruptura, es forma un canal conductor al mig entre l'elèctrode i la peça de treball en forma d'una regió cilíndrica plena de plasma amb una petita secció transversal amb una densitat de corrent de 8000-10000 A. / mm2. L'alta densitat de corrent, mantinguda durant 10-5-10-8 s, assegura una temperatura de la superfície de la peça de fins a 10.000-12.000˚C.
El metall eliminat de la superfície de la peça es refreda amb un líquid dielèctric i es solidifica en forma de grànuls esfèrics amb un diàmetre de 0,01 a 0,005 mm.En cada moment posterior, un pols de corrent perfora l'espai interelèctrode en el punt on l'espai entre els elèctrodes és el més petit. El subministrament continu de polsos de corrent i l'acostament automàtic de l'elèctrode de l'eina a l'elèctrode de la peça garanteixen una erosió contínua fins que s'aconsegueix una mida de peça predeterminada o s'elimina tot el metall de la peça a l'espai interelèctrode.
Els modes de processament de descàrrega elèctrica es divideixen en espurna elèctrica i pols elèctric.
Modes d'electroespar caracteritzats per l'ús de descàrregues d'espurna de curta durada (10-5 ... 10-7s) amb polaritat recta de connexió dels elèctrodes (detall "+", eina "-").
Depenent de la força de les descàrregues d'espurna, els modes es divideixen en dur i mitjà (per al processament preliminar), suau i extremadament suau (per al processament final). L'ús de modes suaus proporciona una desviació de les dimensions de la peça fins a 0,002 mm amb un paràmetre de rugositat de la superfície processada Ra = 0,01 μm. Els modes d'espurnes elèctriques s'utilitzen en el processament d'aliatges durs, metalls i aliatges difícils de mecanitzar, tàntal, molibdè, tungstè, etc. Processen forats passants i profunds de qualsevol secció transversal, forats amb eixos corbats; utilitzant elèctrodes de filferro i cinta, tallar peces de fulls en blanc; dents i fils trencats; les peces estan polides i marcades.
Per dur a terme el processament en modes electrospark, s'utilitzen màquines (vegeu fig.), equipades amb generadors RC, que consisteixen en un circuit carregat i descarregat.El circuit de càrrega inclou un condensador C, que es carrega mitjançant una resistència R d'una font de corrent amb una tensió de 100-200 V, i els elèctrodes 1 (eina) i 2 (part) estan connectats al circuit de descàrrega en paral·lel amb el condensador. C.
Tan bon punt la tensió dels elèctrodes arriba a la tensió de ruptura, es produeix una descàrrega d'espurna d'energia acumulada al condensador C a través de l'espai interelèctrode L'eficiència del procés d'erosió es pot augmentar reduint la resistència R. La constància de la bretxa interelèctrodes es manté mitjançant un sistema de seguiment especial, que controla el mecanisme per al moviment automàtic d'alimentació d'una eina feta amb materials de coure, llautó o carboni.
Màquina d'espurna elèctrica:
Tall electrospark d'engranatges amb engranatge intern:
Modes de polsos elèctrics caracteritzats per l'ús de polsos de llarga durada (0,5 ... 10 s), corresponents a una descàrrega d'arc entre els elèctrodes i una destrucció més intensa del càtode. En aquest sentit, en els modes d'impuls elèctric, el càtode està connectat a la peça de treball, la qual cosa proporciona un major rendiment d'erosió (8-10 vegades) i menys desgast de l'eina que en els modes d'espurna elèctrica. 
El camp d'aplicació més convenient dels modes d'impuls elèctric és el processament preliminar de peces de peces de forma complexa (matrius, turbines, pales, etc.) fetes d'aliatges i acers difícils de tractar.
Els modes de polsos elèctrics s'implementen mitjançant instal·lacions (vegeu fig.), en què els polsos unipolars d'una màquina elèctrica 3 o generador electrònic… L'aparició d'E.D.S.La inducció en un cos magnetitzat que es mou amb un angle determinat respecte a la direcció de l'eix de magnetització permet obtenir un corrent de major magnitud.
Tractament amb radiació dels metalls
Els tipus de mecanitzat per radiació en enginyeria mecànica són el mecanitzat amb feix d'electrons o feix de llum.
El processament del feix d'electrons dels metalls es basa en l'efecte tèrmic d'un corrent d'electrons en moviment sobre el material processat, que es fon i s'evapora al lloc de processament. Aquest escalfament tan intens és causat pel fet que l'energia cinètica dels electrons en moviment, quan toquen la superfície de la peça de treball, es transforma gairebé completament en energia tèrmica, que, concentrada en una petita àrea (no més de 10 micres), provoca escalfar-lo fins a 6000˚C.
Durant el processament dimensional, com se sap, hi ha un efecte local sobre el material processat, que durant el processament del feix d'electrons és proporcionat per un mode de pols de flux d'electrons amb una durada de pols de 10-4 ... 10-6 s i una freqüència. de f = 50 … 5000 Hz.
L'alta concentració d'energia durant el mecanitzat del feix d'electrons en combinació amb l'acció de pols proporciona condicions de mecanitzat on la superfície de la peça situada a una distància d'1 micra de la vora del feix d'electrons s'escalfa a 300 °C. Això permet l'ús del mecanitzat de feix d'electrons per tallar peces, fabricar làmines de malla, tallar ranures i mecanitzar forats d'1 a 10 micres de diàmetre en peces fetes amb materials difícils de mecanitzar.
Els dispositius especials de buit, els anomenats canons d'electrons (vegeu la fig.), s'utilitzen com a equips per al tractament del feix d'electrons.Generen, acceleren i enfocan un feix d'electrons. El canó d'electrons consta d'una cambra de buit 4 (amb un buit de 133 × 10-4), en la qual s'instal·la un càtode de tungstè 2, alimentat per una font d'alta tensió 1, que assegura l'emissió d'electrons lliures que són accelerats per un camp elèctric creat entre el càtode 2 i la membrana de l'ànode 3.
Aleshores, el feix d'electrons passa a través d'un sistema de lents magnètiques 9, 6, un dispositiu d'alineació elèctrica 5 i es centra a la superfície de la peça de treball 7 muntada a la taula de coordenades 8. El mode de funcionament de pols del canó d'electrons és proporcionat per un sistema format per un generador d'impulsos 10 i un transformador 11.
Un mètode de processament de feix de llum es basa en l'ús dels efectes tèrmics del feix de llum emès amb alta energia generador quàntic òptic (làser) a la superfície de la peça de treball.
El processament de dimensions amb l'ajuda de làsers consisteix en la formació de forats amb un diàmetre de 0,5 ... 10 micres en materials difícils de processar, producció de xarxes, tall de làmines a partir de peces de perfil complexes, etc.