Меню

Технология обработки металлов
9 класс

Глава 25. Дополнительные сведения об обработке металлов
§ 3. Характеристика других методов обработки металлов

Дальнейшую обработку заготовок в отличие от предыдущих методов формообразования иногда называют размерной обработкой. Здесь главное не создание формы детали, а придание уже имеющейся форме необходимых размеров, качества поверхностей и др.

Распространенный вид размерной обработки — уже знакомая вам обработка металлов резанием. Она осуществляется на токарных, фрезерных, сверлильных и других металлорежущих станках. В отдельных случаях обработка металлов может осуществляться и вручную, с помощью различных ручных и механизированных инструментов. Эта необходимость возникает обычно во вспомогательных ремонтных и экспериментальных цехах.

Наряду с обработкой резанием применяются электрофизические, электрохимические, ультразвуковые и другие методы. Характерная их особенность — применение электрической, химической или механической энергии непосредственно в зоне обработки.

Среди электрофизических методов широко используется метод электроэрозионной размерной обработки металла. Его сущность заключается в разрушении отдельных слоев металлической заготовки электрическим разрядом. Различают электроискровой и анодно-механический способы обработки металлов. При электроискровом способе заготовку и рабочий инструмент представляют в виде двух электродов: катода и анода (рис. 169), к ним подводят электрический ток и при сближении происходит электрический разряд. На одном из электродов, которым является обрабатываемая заготовка, происходит разрушение (эрозия) металла, а на другом — рабочем инструменте — эти частицы металла оседают. Указанный способ применяется для получения отверстий в заготовках из твердых спеченных сплавов и других труднообрабатываемых металлов, и сплавов.

Рис. 169. Схема электроэрозионной обработки металла:
а — инструмент (катод); б — электролит; в — заготовка (анод); г — межэлектродный промежуток.

Анодно-механический способ заключается в следующем (рис. 170). Через обрабатываемую заготовку (анод) и вращающийся инструмент (катод), находящиеся в среде электролита, пропускают постоянный электрический ток. Проходя через электролит, электрический ток разлагает его и растворяет поверхность заготовки (анода). На поверхности заготовки постоянно образуется пленка. Вращающийся инструмент (катод) механически срывает ее.

Рис. 170. Схема анодно-механической обработки металла:
а — заготовка; б — электролит; в — электрод.

Анодно-механический способ обработки металлов применяется для заточки режущих инструментов, оснащенных пластинками из твердого спеченного сплава, и для резки очень твердых и вязких металлов.

Электрохимическая обработка характеризуется тем, что иод действием электрического тока разрушаются поверхностные слои металла детали, помещенной в электролит. Микронеровности поверхности детали растворяются в электролите, и поверхность выравнивается. Этот процесс называют электролитическим полированием.

Для покрытия металлических деталей слоем других металлов и сплавов применяется гальванический способ, основанный на электролизе. Этим способом пользуются для покрытия деталей слоем хрома, никеля, меди.

Ультразвуковой метод обработки металлов состоит в том, что под действием ультразвуковых колебаний энергия вибрирующего инструмента передается частицам абразивного микропорошка, который, находясь во взвешенном состоянии в воде или масле, производит разрушение обрабатываемого слоя поверхности заготовки. Этим способом обрабатывают отверстия различного профиля в деталях, изготовляемых из таких труднообрабатываемых материалов, как алмаз, твердые спеченные сплавы и др.

При обработке металлов широко используется сварка — технологический процесс образования неразъемного соединения металлических деталей, конструкций и сооружений путем их местного сплавления или совместного деформирования, в результате чего возникают прочные связи между атомами (молекулами) соединяемых тел.

Все методы сварки подразделяются на две основные группы: сварка плавлением и сварка пластическим деформированием.

При сварке плавлением производится местный нагрев соединяемых деталей до температуры плавления, а сварной шов образуется путем смешения жидких фаз металлов.

Сварка пластическим деформированием заключается в образовании шва посредством сдавливания деталей. Она может производиться с предварительным местным нагревом деталей или без него (холодная сварка).

По способу местного нагрева деталей сварку подразделяют на электрическую (нагрев под действием электрического тока), газовую (нагрев пламенем горящего газа) и другие виды.

Самым распространенным способом электрической сварки является электродуговая сварка. При этой сварке для сплавления кромок соединяемых деталей используют теплоту электрической дуги (рис. 171), получаемой с помощью специальных сварочных аппаратов.

Рис. 171. Схема электродуговой сварки:
а —- держатель; б — электрод; в — электрическая дуга; г — шов; д и е — свариваемые детали; ж — провода.

От сварочного аппарата электрический ток, достигающий сотни ампер и мощностью не менее 5...10 кВт, подводится к электроду и свариваемому изделию. Прикосновение электрода к изделию приводит к образованию дуги с температурой 5000...6000 °C. Тепло электрической дуги расплавляет кромки свариваемых деталей и конец электрода, при этом металл электрода заполняет углубление между деталями и образует прочный шов.