धातुओं के प्रसंस्करण के लिए इलेक्ट्रोफिजिकल तरीके

मशीन भागों के उत्पादन के लिए कठिन-से-मशीन सामग्रियों का व्यापक उपयोग, इन भागों के डिजाइन की जटिलता, लागत को कम करने और उत्पादकता बढ़ाने के लिए बढ़ती आवश्यकताओं के साथ मिलकर, इलेक्ट्रोफिजिकल प्रसंस्करण विधियों के विकास और अपनाने का नेतृत्व किया।

धातु प्रसंस्करण के इलेक्ट्रोफिजिकल तरीके सामग्री को हटाने या वर्कपीस के आकार को बदलने के लिए विद्युत प्रवाह की क्रिया से उत्पन्न होने वाली विशिष्ट घटनाओं के उपयोग पर आधारित होते हैं।

धातु प्रसंस्करण के इलेक्ट्रोफिजिकल तरीकों का मुख्य लाभ उन सामग्रियों से बने भागों के आकार को बदलने के लिए उनका उपयोग करने की क्षमता है जिन्हें काटने से संसाधित नहीं किया जा सकता है, और इन विधियों को न्यूनतम बलों की स्थिति में या उनकी पूर्ण अनुपस्थिति में संसाधित किया जाता है।

धातुओं के प्रसंस्करण के लिए इलेक्ट्रोफिजिकल विधियों का एक महत्वपूर्ण लाभ संसाधित सामग्री की कठोरता और भंगुरता से उनमें से अधिकांश की उत्पादकता की स्वतंत्रता है।बढ़ी हुई कठोरता (एचबी> 400) के साथ प्रसंस्करण सामग्री के लिए इन विधियों की श्रम तीव्रता और अवधि श्रम तीव्रता और काटने की अवधि से कम है।

धातु प्रसंस्करण के इलेक्ट्रोफिजिकल तरीके लगभग सभी मशीनिंग कार्यों को कवर करते हैं और प्राप्त खुरदरापन और प्रसंस्करण की सटीकता के मामले में उनमें से अधिकांश से नीच नहीं हैं।

धातुओं का विद्युत निर्वहन उपचार

इलेक्ट्रिक डिस्चार्ज प्रोसेसिंग एक प्रकार का इलेक्ट्रोफिजिकल प्रोसेसिंग है और इस तथ्य की विशेषता है कि भाग के आकार, आकार और सतह की गुणवत्ता में परिवर्तन इलेक्ट्रिक डिस्चार्ज के प्रभाव में होता है।

इलेक्ट्रिकल डिस्चार्ज तब होता है जब एक स्पंदित विद्युत प्रवाह वर्कपीस इलेक्ट्रोड और टूल इलेक्ट्रोड के बीच 0.01 - 0.05 मिमी चौड़े अंतराल से गुजरता है। विद्युत निर्वहन के प्रभाव में, वर्कपीस सामग्री पिघल जाती है, वाष्पीकृत हो जाती है और एक तरल या वाष्प अवस्था में इंटरइलेक्ट्रोड गैप से हटा दी जाती है। इलेक्ट्रोड (विवरण) के विनाश की इसी तरह की प्रक्रिया को विद्युत क्षरण कहा जाता है।

विद्युत क्षरण को बढ़ाने के लिए, वर्कपीस और इलेक्ट्रोड के बीच की खाई को एक ढांकता हुआ तरल (मिट्टी का तेल, खनिज तेल, आसुत जल) से भर दिया जाता है। जब इलेक्ट्रोड वोल्टेज ब्रेकडाउन वोल्टेज के बराबर होता है, तो इलेक्ट्रोड और वर्कपीस के बीच में 8000-10000 A के वर्तमान घनत्व के साथ एक छोटे क्रॉस-सेक्शन के साथ प्लाज्मा से भरे बेलनाकार क्षेत्र के रूप में एक प्रवाहकीय चैनल बनता है। / मिमी 2। 10-5 — 10-8 s तक बनाए रखा गया उच्च धारा घनत्व, वर्कपीस की सतह का तापमान 10,000 — 12,000˚C तक सुनिश्चित करता है।

वर्कपीस की सतह से निकाली गई धातु को एक ढांकता हुआ तरल के साथ ठंडा किया जाता है और 0.01 - 0.005 मिमी के व्यास के साथ गोलाकार कणिकाओं के रूप में जम जाता है।समय के प्रत्येक बाद के क्षण में, एक वर्तमान पल्स इंटरइलेक्ट्रोड गैप को उस बिंदु पर छेदता है जहां इलेक्ट्रोड के बीच का अंतर सबसे छोटा होता है। करंट दालों की निरंतर आपूर्ति और वर्कपीस इलेक्ट्रोड के लिए टूल इलेक्ट्रोड का स्वचालित दृष्टिकोण एक पूर्व निर्धारित वर्कपीस आकार तक पहुंचने या इंटरइलेक्ट्रोड गैप में सभी वर्कपीस धातु को हटाने तक निरंतर क्षरण सुनिश्चित करता है।

इलेक्ट्रिक डिस्चार्ज प्रोसेसिंग मोड को इलेक्ट्रिक स्पार्क और इलेक्ट्रिक पल्स में बांटा गया है।

इलेक्ट्रोड को जोड़ने की सीधी ध्रुवीयता (विवरण "+", टूल "-") के साथ कम अवधि (10-5 ... 10-7s) के स्पार्क डिस्चार्ज के उपयोग की विशेषता इलेक्ट्रोस्पार के मोड।

स्पार्क डिस्चार्ज की ताकत के आधार पर, मोड को कठोर और मध्यम (प्रारंभिक प्रसंस्करण के लिए), नरम और अत्यंत नरम (अंतिम प्रसंस्करण के लिए) में विभाजित किया गया है। नरम मोड का उपयोग संसाधित सतह के खुरदरापन पैरामीटर के साथ 0.002 मिमी तक के हिस्से के आयामों का विचलन प्रदान करता है रा = 0.01 माइक्रोन। इलेक्ट्रिक स्पार्क्स के मोड का उपयोग हार्ड मिश्र धातुओं, हार्ड-टू-मशीन धातुओं और मिश्र धातुओं, टैंटलम, मोलिब्डेनम, टंगस्टन आदि के प्रसंस्करण में किया जाता है। वे घुमावदार कुल्हाड़ियों के साथ किसी भी क्रॉस-सेक्शन, छेद के माध्यम से और गहरे छेद की प्रक्रिया करते हैं; तार और टेप इलेक्ट्रोड का उपयोग करके, शीट के रिक्त स्थान से भागों को काटें; टूटे हुए दांत और धागे; भागों को पॉलिश और ब्रांडेड किया जाता है।

इलेक्ट्रोस्पार्क मोड में प्रसंस्करण करने के लिए, मशीनों का उपयोग किया जाता है (अंजीर देखें।), आरसी जनरेटर से लैस, जिसमें एक चार्ज और डिस्चार्ज सर्किट होता है।चार्जिंग सर्किट में एक कैपेसिटर सी शामिल है, जिसे 100-200 वी के वोल्टेज के साथ एक वर्तमान स्रोत से एक प्रतिरोध आर के माध्यम से चार्ज किया जाता है, और इलेक्ट्रोड 1 (उपकरण) और 2 (भाग) कैपेसिटर के साथ समानांतर में डिस्चार्ज सर्किट से जुड़े होते हैं। सी।

जैसे ही इलेक्ट्रोड पर वोल्टेज ब्रेकडाउन वोल्टेज तक पहुंचता है, कैपेसिटर सी में संचित ऊर्जा का एक स्पार्क डिस्चार्ज इंटरइलेक्ट्रोड गैप के माध्यम से होता है। प्रतिरोध आर को कम करके क्षरण प्रक्रिया की दक्षता बढ़ाई जा सकती है। इंटरइलेक्ट्रोड गैप की स्थिरता एक विशेष ट्रैकिंग प्रणाली द्वारा बनाए रखा जाता है, जो तांबे, पीतल या कार्बन सामग्री से बने उपकरण के स्वचालित फ़ीड आंदोलन के लिए तंत्र को नियंत्रित करता है।

इलेक्ट्रिक स्पार्क मशीन:

आंतरिक मेशिंग के साथ गियर्स की इलेक्ट्रोस्पार्क कटिंग:

इलेक्ट्रोड के बीच एक आर्क डिस्चार्ज और कैथोड के अधिक तीव्र विनाश के अनुरूप लंबी अवधि (0.5 ... 10 एस) के दालों के उपयोग की विशेषता विद्युत दालों के मोड। इस संबंध में, इलेक्ट्रिक पल्स मोड में, कैथोड वर्कपीस से जुड़ा होता है, जो उच्च क्षरण प्रदर्शन (8-10 बार) प्रदान करता है और इलेक्ट्रिक स्पार्क मोड की तुलना में कम उपकरण पहनता है।

इलेक्ट्रिक पल्स मोड के आवेदन का सबसे समीचीन क्षेत्र हार्ड-टू-ट्रीट मिश्र धातुओं और स्टील्स से बने जटिल आकार के भागों (मैट्रिसेस, टर्बाइन, ब्लेड, आदि) के वर्कपीस का प्रारंभिक प्रसंस्करण है।

इलेक्ट्रिक पल्स मोड इंस्टॉलेशन (अंजीर देखें) द्वारा कार्यान्वित किए जाते हैं, जिसमें एक इलेक्ट्रिक मशीन 3 या से एकध्रुवीय दालों इलेक्ट्रॉनिक जनरेटर… ई.डी.एस. का उदय।चुम्बकीयकरण के अक्ष की दिशा में एक निश्चित कोण पर गति करने वाले चुम्बकीय पिंड में प्रेरण अधिक परिमाण की धारा प्राप्त करना संभव बनाता है।

धातुओं का विकिरण उपचार

मैकेनिकल इंजीनियरिंग में विकिरण मशीनिंग के प्रकार इलेक्ट्रॉन बीम या लाइट बीम मशीनिंग हैं।

धातुओं का इलेक्ट्रॉन बीम प्रसंस्करण प्रसंस्कृत सामग्री पर चलती इलेक्ट्रॉनों की एक धारा के थर्मल प्रभाव पर आधारित होता है, जो प्रसंस्करण स्थल पर पिघलता और वाष्पित हो जाता है। इस तरह का तीव्र ताप इस तथ्य के कारण होता है कि गतिमान इलेक्ट्रॉनों की गतिज ऊर्जा, जब वे वर्कपीस की सतह से टकराते हैं, लगभग पूरी तरह से तापीय ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है, जो एक छोटे से क्षेत्र (10 माइक्रोन से अधिक नहीं) पर केंद्रित होती है। इसे 6000˚C तक गर्म करने के लिए।

आयामी प्रसंस्करण के दौरान, जैसा कि ज्ञात है, संसाधित सामग्री पर एक स्थानीय प्रभाव होता है, जो इलेक्ट्रॉन बीम प्रसंस्करण के दौरान 10-4 ... 10-6 एस की पल्स अवधि और एक आवृत्ति के साथ इलेक्ट्रॉन प्रवाह के पल्स मोड द्वारा प्रदान किया जाता है। f = 50 … 5000 हर्ट्ज।

पल्स एक्शन के संयोजन में इलेक्ट्रॉन बीम मशीनिंग के दौरान ऊर्जा की उच्च सांद्रता मशीनिंग की स्थिति प्रदान करती है जहां इलेक्ट्रॉन बीम के किनारे से 1 माइक्रोन की दूरी पर स्थित वर्कपीस की सतह को 300˚C तक गर्म किया जाता है। यह इलेक्ट्रॉन बीम मशीनिंग के उपयोग को भागों में कटौती करने, जाल फोइल बनाने, खांचे काटने, और मशीन-से-मशीन सामग्री से बने भागों में 1-10 माइक्रोन व्यास छेद बनाने में सक्षम बनाता है।

विशेष वैक्यूम डिवाइस, तथाकथित इलेक्ट्रॉन बंदूकें (अंजीर देखें।), इलेक्ट्रॉन बीम उपचार के लिए उपकरण के रूप में उपयोग की जाती हैं।वे एक इलेक्ट्रॉन बीम उत्पन्न करते हैं, तेज करते हैं और ध्यान केंद्रित करते हैं। इलेक्ट्रॉन बंदूक में एक निर्वात कक्ष 4 (133 × 10-4 के निर्वात के साथ) होता है, जिसमें एक टंगस्टन कैथोड 2 स्थापित होता है, जो एक उच्च-वोल्टेज स्रोत 1 द्वारा संचालित होता है, जो मुक्त इलेक्ट्रॉनों के उत्सर्जन को सुनिश्चित करता है जो इसके द्वारा त्वरित होते हैं कैथोड 2 और एनोड झिल्ली 3 के बीच निर्मित एक विद्युत क्षेत्र।

इलेक्ट्रॉन बीम तब चुंबकीय लेंस 9, 6, एक विद्युत संरेखण उपकरण 5 की एक प्रणाली से गुजरता है और वर्कपीस 7 की सतह पर केंद्रित होता है जो समन्वय तालिका 8 पर चढ़ा होता है। इलेक्ट्रॉन बंदूक के संचालन का पल्स मोड एक द्वारा प्रदान किया जाता है दालों के जनरेटर 10 और ट्रांसफार्मर 11 से युक्त प्रणाली।

एक प्रकाश किरण प्रसंस्करण विधि उच्च ऊर्जा के साथ उत्सर्जित प्रकाश किरण के तापीय प्रभावों के उपयोग पर आधारित है ऑप्टिकल क्वांटम जनरेटर (लेजर) वर्कपीस की सतह पर।

लेज़रों की मदद से आयाम प्रसंस्करण में 0.5 के व्यास के साथ छेद का निर्माण होता है ... 10 माइक्रोन कठिन-से-प्रक्रिया सामग्री में, नेटवर्क का उत्पादन, जटिल प्रोफ़ाइल भागों से शीट काटना आदि।