Классификация комбинированных методов обработки

Для эффективного применения комбинированных методов обработки в производстве необходимо четко представлять, за счет чего происходит процесс формообразования. Кроме того, зная виды воздействия при том или ином способе, можно оценить целесообразность их использования в каждом конкретном случае, исходя из технических требований к обрабатываемой детали, возможностям оборудования и т.д. Таким образом, возникла необходимость в разработке классификатора комбинированных методов обработки.

Для решения задачи по созданию классификатора комбинированных методов обработки (КМО) были выделены комбинированные методы обработки, технологические возможности которых могут использоваться в машиностроении. Значительная часть этих методов создана на уровне изобретений и исследована в объемах, необходимых для проектирования технологии их применения в машиностроении.

Результаты исследования. Комбинированные методы обработки с наложением электрического поля.

• I.    Обработка за счет анодного процесса:

• 1. 1. Электроэрозионно-химический КМО. Основные виды воздействия: тепловое импульсное и химическое. Применяется преимущественно при прошивании отверстий, полостей, а также при маркировании сплавов с диэлектрическим покрытием (а.с. 973271).

• 1. 2. Электроабразивный КМО. Основные виды воздействия: механическое силовое, импульсное (МСИ), тепловое циклическое, химическое. Метод используют при шлифовании твердых токопроводящих материалов, электрохимикоабразивном хонинговании, притирке, шлифование крупногабаритных изделий (патент 2224626).

• 3.    Электромеханическое упрочнение. Основные виды воздействия: тепловое импульсное, МСИ. Происходит при наложении тока за счет образования закаленной зоны на заготовке.

• 4.    Электрохимикомеханический КМО. Основные виды воздействия: механическое силовое (МС), химическое. Позволяет осуществлять чистовую обработку каналов с гарантированным наклепом поверхностного слоя (а.с. 1085734, 663518, патент 2191664) и разделение металлических конструкций (патент 2165341).

• 5.    Электроконтактнохимический КМО. Основные виды воздействия: химическое, механическое силовое, постоянное малой интенсивности. Производят локальное удаление припуска (вос-

  становление профиля зуба, шлицевых и зубчатых контактных пар при одностороннем износе по патенту 2183150) и др.

• 6.    Безабразивная полировка диэлектрическим притиром. Основные виды воздействия: химическое (анодное растворение), МС малой величины. Представляет собой отделочную обработку металлических заготовок с дополнительным электродом-инструментом и притиром из диэлектрика (например, из бука, минералокерамики).

• 7.    Электроконтактная обработка непрофилированным инструментом. Основные виды воздействия: тепловое циклическое, МС прерывистое, МСИ, химическое. Применяется при безразмерной и размерной черновой и чистовой обработке металлических заготовок (литье, штамповка и др.) электродом-щеткой (а.с. 914227, 891307) и др.

• 8.    Электрохимикофотонный КМО. Основные виды воздействия: химическое, тепловое постоянное (импульсное). Представляет собой электрохимическую размерную обработку с интенсификацией процесса лазером.

• 9.    Электрохимикоимпульсно-механический КМО. Основные виды воздействия: химическое, МС ударное. Применяют при глубоком электрохимическом маркировании металлов (а.с. 1192917).

• 10.    Электрохимикоимпульсный КМО. Основные виды воздействия: химическое, тепловое импульсное, МС, тепловое циклическое. Способ позволяет разделять материалы с периодическим импульсом напряжения от внешнего источника (а.с. 1016129, 1426697) и др.

• 11.    Электрохимикохимический КМО. Основные виды воздействия: химическое, электрохимическое. Применяют для контрастного электрохимического маркирования сплавов с применением коагуляторов (а.с. 941143); также для введение в рабочую среду химически активных добавок (при обработке титановых сплавов – йодистого, бромистого калия и др., обработка металлических покрытий на диэлектриках (например, на заготовках печатных плат) по а.с. 1299719 и др.

• 12.    Механикоультразвуковой КМО. Основные виды воздействия: механическое, механическое бесконтактное высокочастотное. Способ позволяет осуществлять интенсивное размерное механическое формообразование, а также прошивание с наложением УЗК на инструмент.

• 13.    Электроэрозионновибрационный КМО. Основные виды воздействия: тепловое импульсное, механическое бесконтактное. Применяется при интенсивном прошивании отверстий.

• 14.    Электрохимикоультразвуковой КМО. Основные виды воздействия: химическое, механическое бесконтактное высокочастотное. Позволяет интенсифицировать ЭХО, инструмент при этом имеет небольшие размеры. Этим способом производят обработку глубоких отверстий малого сечения с прямой или криволинейной осью в металлических и диэлектрических прессованных материалах (а.с. 1673329, 944850) и др.

• 15.    Электрохимиковибрационный КМО. Основные виды воздействия: химическое, механическое бесконтактное низкочастотное.

• 16.    Обработка несвязанными токопроводящими гранулами. Основные виды воздействия: химическое, МСИ. Несвязанные токопроводящие гранулы применяются при чистовой безразмерной и размерной обработке труднодоступных для инструмента участков металлических заготовок (а.с. 697290, патент 2166417) и др.

• 17.    Обработка несвязанными диэлектрическими гранулами. Основные виды воздействия: химическое, МСИ. Несвязанные диэлектрические гранулы используются при чистовой безразмерной обработке с дополнительным электродом-инструментом и гранулами.

• 18.    Электрохимический в управляемом магнитном поле. Основные виды воздействия: химическое, МСИ, магнитное переменное поле. Позволяет осуществлять безразмерную чистовую обработку свободным токопроводящим абразивом различных материалов. При этом происходит повышение точности за счет изменения вязкости рабочей среды и поляризации.

• 19.    Электрохимикотермический КМО. Основные виды воздействия: химическое, тепловое (импульсное или циклическое). При электрохимикотермическом методе происходит локализация

  процесса обработки за счет индукционного нагрева участков заготовки (а.с. 778981), инструмента (а.с. 1657303) и локального охлаждения рабочей среды (а.с. 1707856)

• 20.    ЭХО с управляемым вектором действия электромагнитного поля. Основные виды воздействия: химическое, магнитное поле. Используется при изготовлении отверстий с различным положением оси и формировании разделительной кромки при изготовлении листовых заготовок толщиной до 1 мм.

• II.    Обработка за счет катодного процесса:

• 1.    Электроабразивный КМО. Основные виды воздействия: химическое, МСИ, тепловое циклическое.

• 2.    Электроэрозионное легирование. Основные виды воздействия: химическое, тепловое импульсное или циклическое, тепловое общее, тепловое локальное, термическое локальное. При электроэрозионном легировании происходит изменение свойств поверхностного слоя металлических заготовок с осаждением поверхностных покрытий.

• 3.    Криогенноэрозионное упрочнение и легирование. Основные виды воздействия: химическое, тепловое импульсное или циклическое, тепловое с высоким градиентом. Криогенноэрозионным упрочнением и легированием можно, например, повышать прочность медицинского инструмента без образования покрытия (патент 2108808).

• 4.    Электроэрозионное восстановление деталей с термическим упрочнением. Основные виды воздействия: тепловое импульсное, тепловое циклическое, тепловое общее, тепловое, термическое локальное. Применяют для изношенных токопроводящих поверхностей с нанесением покрытия толщиной до 1,5 мм без общего нагрева детали.

• 5.    Гальваномеханическое восстановление металлических деталей. Основные виды воздействия: химическое, механическое силовое циклическое. Используют при восстановлении изношенных токопроводящих деталей без их нагрева и последующей обработки (патент 2224827).

• 6.    Нанесение контрастных знаков на покрытия. Основные виды воздействия: химическое, механическое силовое циклическое.

• 7.    Электроимпульсный разрядный КМО. Основные виды воздействия: тепловое, МСИ, химическое, магнитное.

• III.    Процессы с переменной полярностью:

• 1.    Магнитноабразивный КМО. Основные виды воздействия: МСИ низкой интенсивности, магнитное.

• 2.    Электроабразивный КМО. Основные виды воздействия: тепловое циклическое, МСИ, химическое.

• 3.    Термомеханический КМО. Основные виды воздействия: МС или МСИ, тепловое. Термомеханическим методом удаляют припуск с металлических заготовок с нагревом поверхностного слоя

• 4.    Электроконтактнохимический КМО. Основные виды воздействия: химическое, МС малой интенсивности. Электроконтактнохимический метод применяется для восстановления профиля контактных пар при износе обеих деталей.

• IV.    Анодный или катодный процесс

• 1.Электроядерный КМО. Основные виды воздействия: тепловое (химическое), радиация.

Для формирования процессов КМО необходимо учитывать прямое влияние на технологические показатели комбинированного метода, что достаточно полно отражено в работах [1,2]. Однако взаимное воздействие структурных элементов КМО может оказаться значительно интенсивнее прямого влияния и нейтрализовать или ухудшить суммарный результат проектирования нового процесса.

Выводы. В рамках данного исследования были рассмотрены основные виды КМО, их структура, технологическое применение. Однако эффективность проектируемых процессов зависит не только от сочетания воздействий, но и выбора базового варианта, который необходимо усовершенствовать за счет присоединения других методов с известными свойствами. В зависимости от требо- ваний к проектируемому методу требуется обосновать присоединение к базовому варианту других видов обработки. При этом необходимо учесть совместимость воздействий, возможность их реализации в КМО.