金属を加工するための電気物理的方法

機械部品の製造に加工が難しい材料が広く使用され、これらの部品の設計が複雑になったことと、コスト削減と生産性の向上に対する要求の高まりが相まって、電気物理加工法の開発と採用につながりました。

金属加工の電気物理的方法は、材料を除去したりワークピースの形状を変更したりするための、電流の作用から生じる特定の現象の使用に基づいています。

金属加工の電気物理的方法の主な利点は、切断では加工できない材料で作られた部品の形状を変更できることです。これらの方法は、最小限の力がかかるか、力がまったくない状態で加工されます。

金属を加工するための電気物理的方法の重要な利点は、それらのほとんどの生産性が加工された材料の硬さや脆さに依存しないことです。硬度を高めた (HB> 400) 材料を加工するためのこれらの方法の労働強度と所要時間は、切削の労働強度と所要時間よりも短くなります。

金属加工の電気物理的方法は、ほぼすべての機械加工操作をカバーしており、達成される粗さと加工精度の点では、ほとんどの方法に劣りません。

金属の放電処理

放電加工は電気物理加工の一種であり、放電の影響により部品の形状、寸法、表面品質の変化が起こるのが特徴です。

放電は、パルス電流がワーク電極とツール電極の間の幅 0.01 ～ 0.05 mm のギャップを通過するときに発生します。放電の影響下で、加工材料は溶解、蒸発し、液体または蒸気の状態で電極間ギャップから除去されます。電極 (細部) の同様の破壊プロセスは、電気侵食と呼ばれます。

電気的侵食を促進するために、ワークピースと電極の間のギャップは誘電性の液体 (灯油、鉱油、蒸留水) で満たされます。電極電圧が降伏電圧と等しい場合、電流密度8000～10000Aの小さな断面積を有するプラズマで満たされた円筒形領域の形で、電極とワークピースとの間の中央に導電チャネルが形成されます。 /mm2。 10-5 ～ 10-8 秒間維持される高電流密度により、ワークピース表面の温度は最大 10,000 ～ 12,000 ℃になります。

ワーク表面から除去された金属は誘電性の液体で冷却され、直径0.01～0.005mmの球状の顆粒の形で固化します。その後の各瞬間において、電流パルスは、電極間のギャップが最小になる点で電極間ギャップを貫通します。電流パルスの連続供給とツール電極のワーク電極への自動接近により、所定のワークサイズに達するか、電極間ギャップ内のワーク金属がすべて除去されるまで継続的な侵食が保証されます。

放電処理のモードは電気スパークと電気パルスに分けられます。

エレクトロスパーのモードは、電極接続の直線極性 (詳細「+」、ツール「-」) による短時間 (10-5 ... 10-7 秒) の火花放電の使用を特徴とします。

火花放電の強さにより、ハード・ミディアム（前加工用）、ソフト・極ソフト（最終加工用）に分けられます。ソフト モードを使用すると、加工表面の粗さパラメータ Ra = 0.01 μm で、部品の寸法の偏差が最大 0.002 mm になります。電気スパークのモードは、超硬合金、難削材および合金、タンタル、モリブデン、タングステンなどの加工に使用されます。あらゆる断面の貫通穴や深穴、湾曲した軸を持つ穴を加工します。ワイヤーとテープ電極を使用して、シートブランクから部品を切り出します。欠けた歯と糸。パーツは磨かれ、ブランドが刻まれています。

電気火花モードで処理を実行するには、充電および放電回路からなる RC 発電機を備えた機械が使用されます (図を参照)。充電回路はコンデンサ C を含み、コンデンサ C は 100 ～ 200 V の電圧の電流源から抵抗 R を介して充電され、電極 1 (ツール) と 2 (部品) はコンデンサと並列に放電回路に接続されています。 C.

電極間の電圧が降伏電圧に達すると、コンデンサ C に蓄えられたエネルギーが電極間ギャップを通じて火花放電が発生し、抵抗 R を下げることでエロージョン処理の効率を高めることができます。特別な追跡システムによって維持され、銅、真鍮、またはカーボン材料で作られた工具の自動送り動作のメカニズムを制御します。

電気スパークマシン:

内部噛み合いのあるギアのエレクトロスパーク切断:

電気パルスのモードは、電極間のアーク放電と陰極のより強力な破壊に対応する、持続時間の長いパルス（0.5 ... 10 秒）の使用を特徴とします。この点に関して、電気パルスモードでは、陰極がワークピースに接続されるため、電気スパークモードよりも高い浸食性能（8～10倍）と工具の摩耗が少なくなります。

電気パルスモードの最も適切な応用分野は、処理が難しい合金や鋼で作られた複雑な形状の部品（マトリックス、タービン、ブレードなど）のワークピースの予備処理です。

電気パルス モードは、電気機械 3 からの単極パルスが供給される設備 (図を参照) によって実装されます。 電子発電機… E.D.S.の出現磁化軸の方向に対して特定の角度で移動する磁化された物体内での誘導により、より大きな電流を得ることが可能になります。

金属の放射線処理

機械工学における放射線加工の種類は、電子ビームまたは光ビーム加工です。

金属の電子ビーム加工は、移動する電子の流れが加工材料に与える熱効果に基づいており、加工材料は加工現場で溶けて蒸発します。このような激しい加熱は、移動する電子の運動エネルギーがワークピースの表面に衝突するときに、ほぼ完全に熱エネルギーに変換され、小さな領域 (10 ミクロン以下) に集中して熱エネルギーが発生するという事実によって引き起こされます。 6000℃まで加熱します。

周知のとおり、寸法加工中は加工材料に局所的な影響があり、電子ビーム加工中はパルス幅 10-4 ... 10-6 秒、周波数 10-4 ... 10-6 秒の電子流のパルス モードによってもたらされます。 f = 50 … 5000 Hzの。

電子ビーム加工中の高エネルギー集中とパルス動作の組み合わせにより、電子ビームの端から1ミクロンの距離にあるワークの表面が300℃に加熱される加工条件が得られます。これにより、電子ビーム加工を使用して、部品の切断、メッシュフォイルの製造、溝の切断、および加工が難しい材料で作られた部品の直径 1 ～ 10 ミクロンの穴の加工が可能になります。

電子線治療の装置としては、特殊な真空装置、いわゆる電子銃（図参照）が使用されます。電子ビームを生成、加速、集束させます。電子銃は真空チャンバー 4 (真空度 133 × 10-4) で構成され、その中にタングステン陰極 2 が設置され、高電圧源 1 によって電力を供給され、高電圧源 1 によって加速された自由電子の放出が保証されます。カソード２とアノード膜３の間に生成される電場。

次に、電子ビームは、磁気レンズ９、６のシステム、電気的位置合わせ装置５を通過し、座標テーブル８上に取り付けられたワークピース７の表面上に集束される。電子銃のパルスモード動作は、電子銃によって提供される。パルス発生器10と変圧器11からなるシステム。

光ビーム加工法は、高エネルギーで放射された光ビームの熱効果の利用に基づいています。 光量子発生器（レーザー） ワークの表面に。

レーザーを使用した寸法加工では、加工が難しい材料への直径 0.5 ～ 10 ミクロンの穴の形成、ネットワークの製造、複雑な形状の部品からのシートの切断などが行われます。