Електрофізичне оброблення

Електрофізи́чне обро́блення — вид механічного оброблення, який полягає в зміні форми, розмірів та (чи) шорсткості поверхні заготовки із застосуванням електричних розрядів, магнітострикційного ефекту, електронного чи оптичного опромінювання, плазмового струменя^[1].

Верстат електроерозійного оброблення

Лазерний розкрій сталевих аркушів

Промисловий робот плазмового різання

Переваги

Основною перевагою електрофізичних методів оброблення металів є можливість їх використання для зміни форми заготовок з матеріалів, що не піддаються обробці різанням, причому обробка цими методами відбувається в умовах дії мінімальних сил чи навіть при повній їх відсутності. Трудомісткість і тривалість цих методів обробки матеріалів підвищеної твердості (понад 400 HB) менша за трудомісткість і тривалість обробки різанням.

Важливою перевагою електрофізичних методів обробки металів є незалежність продуктивності більшості з них від твердості і крихкості оброблюваного матеріалу. Електрофізичні методи обробки металів охоплюють практично всі операції механічної обробки і не поступається більшості з них за шорсткітю обробленої поверхні і точністю виготовлення.

Крім цього, зазначені методи дають можливість отримувати найскладніші поверхні, наприклад отвори з криволінійною віссю, глухі отвори фасонного профілю і т. д.

Види електрофізичного оброблення

До числа методів електрофізичного оброблення належать:

• електроерозійні методи, які полягають у тому, що зміна форми, розмірів та якості поверхні заготовки відбувається під дією електричних розрядів. Електричні розряди виникають при пропусканні імпульсного електричного струму в зазорі величиною 0,01…0,05 мм між електродом-заготовкою і електродом-інструментом. Під дією електричних розрядів матеріал заготовки плавиться, випаровується і видаляється з міжелектродного проміжку в рідкому чи пароподібному стані. Електроерозійні методи у свою чергу за режимами поділяються на:
  • електроіскрові, що характеризуються використанням іскрових розрядів з малою тривалістю (10⁻⁵…10⁻⁷ с) при прямій полярності підключення електродів (заготовка «+», інструмент «-»);
  • електроімпульсні, що характеризуються застосуванням імпульсів великої тривалості (0,5…10 с) з утворенням дугового розряду між електродами та інтенсивнішому руйнуванню катода. У зв'язку з цим при електроімпульсних режимах (заготовка «-», інструмент «+») катод контактує із заготовкою, що забезпечує вищу продуктивність ерозії (в 8…10 разів) і меншим, ніж при електроіскрових режимах, зношуванням інструменту;
• елек­тро­ме­ха­нічне об­ро­б­лення об'є­­д­нує електричні та механічні впливи:
  • елек­тро­кон­такт­ний, який базується на вве­де­нні мі­ж­ ін­ст­ру­мен­том та ма­те­ріа­лом обробки потужної елек­три­чної ду­ги змінного або постійного струму) та його різ­но­вид — елек­тро­аб­ра­зив­ний, де використовується аб­ра­зив­ний ін­ст­ру­мент (у тому числі ал­маз­но-аб­ра­зив­ний), виготовлений на основі електропровідних ма­те­ріалів;
  • маг­ні­тоім­пульс­ний, що ґрунтується на перетв­оренні енер­гії з­мі­нного маг­ніт­но­го по­ля в ме­ха­нічну ра­бо­ту;
  • елек­тро­гід­рав­лі­чний, де використовується гід­рав­лі­чно­го уда­ру;
• променеве оброблення, котре поділяється на різновиди, що використовуються машинобудуванні: електроннопроменеве та світлопроменеве оброблення:
  • електроннопроменеве оброблення здійснюється потоком електронів високих енергій (до 100 кеВ) і базується на тепловій дії (до 6000 °C) потоку рухомих електронів на оброблюваний матеріал, який в місці обробки плавиться і випаровується. Цим способом можна обробляти всі відомі матеріали. Електроннопроменеві верстати можуть виконувати різання (в тому числі прошивання отворів) і зварювання з великою точністю (до 50 мкм);
  • світлопроменеве оброблення (лазерна технологія) використовує термічну дію світла, що викликається його поглинанням в оброблюваному матеріалі. Висока щільність потоку випромінювання в зоні обробки, що дає необхідний термічний ефект за короткий час (тривалість імпульсу не перевищує 1 мс).
• плазмове оброблення — оброблення матеріалів низькотемпературною плазмою, що генерується дуговими або високочастотними плазмотронами. При плазмовому обробленні змінюються форма, розміри, структура оброблюваного матеріалу або стан його поверхні. Плазмове оброблення включає: розділове і поверхневе різання, нанесення покриттів, наплавлення, зварювання а також руйнування гірських порід (плазмове буріння).

Див. також

• Механообробка