Комбинированные электрофизические и электрохимические методы обработки. Теория, технология, оборудование

ПРЕДИСЛОВИЕ 11 ВВЕДЕНИЕ 12 ЧАСТЬ 1. КОМБИНИРОВАННЫЕ ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИЕ И ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ 14 1.1. Основные причины комбинирования электрофизических и электрохимическмх методов 14 1.2. Классификация комбинированных электрофизических и электрохимическмх методов 14 1.3. Сравнительные показатели комбинированных ЭФХМО 20 ЧАСТЬ 2. КОМБИНИРОВАННЫЕ МЕТОДЫ С ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИМ БАЗОВЫМ ВОЗДЕЙСТВИЕМ 21 2.1. Электроэрозионно-электрохимическая обработка металлов и сплавов 21 2.1.1. Классификация технологических схем ЭЭХО 23 2.1.2. Примеры технологических операций ЭЭХО 24 Копировально-прошивочная ЭЭХО 24 Прошивка отверстий малого диаметра 27 Многоэлектродная и многоконтурная прошивка отверстий 42 Обработка вращающимся электрод-инструментом ЭИ 44 Многокоординатная обработка непрофилированным ЭИ 50 Трепанация отверстий 57 Вырезка с использованием эжекционной приставки 58 Прорезка пазов 59 Электроэрозионно-химическое шлифование 60 2.1.3. Станки и источники питания для электроэрозионно-электрохимической обработки 61 Станки для электроэрозионно-электрохимической обработки 61 Источники питания и системы управления для ЭЭХО 66 2.1.4. Электролиты для электроэрозионно-электрохимической обработки 72 2.1.5. Материалы ЭИ для электроэрозионно-электрохимической обработки 72 2.2. Электроэрозионно-электрохимическая обработка диэлектрических материалов 76 2.2.1. Физический принцип 76 2.2.2. Технологическая схема ЭЭХО диэлектриков 76 2.3. Электроэрозионно-электрохимическая обработка с наложением ультразвуковых колебаний 77 2.3.1. Влияние ультразвукового поля на параметры пробойного импульса 77 2.3.2. Технологическая схема и технологические показатели обработки 81 2.4. Электроэрозионно-ультразвуковая обработка 83 2.4.1. Интенсификация процесса ЭЭО при помощи Ультразвуковых колебаний 83 2.4.2. Технологические схемы электроэрозионно-ультразвуковой обработки 84 2.4.3. технологические показатели электроэрозионно-ультразвуковой обработки 87 2.4.4. Оборудование для электроэрозионно-ультразвуковой обработки 91 2.5. Электроэрозионная обработка в магнитном поле 93 2.5.1. Интенсификация процесса ЭЭО при помощи магнитного поля 93 2.5.2. Механизм воздействия магнитного поля на диаметр канала разряда и объем эрозии 94 2.5.3. Влияние магнитного поля на величину межэлектродного зазора и эвакуацию продуктов обработки 94 2.6. Лазерно-электроэрозионная, лазерно-магнитная и лазерно-электрохимическая прошивка отверстий 95 2.6.1. Лазерно-электроэрозионная прошивка отверстий 96 Механизм процесса 96 Технология лазерно-электроэрозионной прошивки 97 2.6.2. Лазерно-магнитная прошивка отверстий 99 Сущность способа 99 2.6.3. Лазерно-электрохимическая прошивка отверстий 100 2.7. Электроконтактно-механическая обработка 102 2.7.1. Механизм и технологическая схема электроконтактно-механической обработки 102 2.7.2. Рабочие жидкости 103 2.7.3. Технологические показатели ЭКМО 106 2.7.4. Электрод-инструменты для ЭКМО 109 2.7.5. Технологические операции ЭКМО 110 Резка заготовок 110 Электроконтактное шлифование 110 Электроконтактное точение 110 Электроконтактное выглаживание 111 Заточка режущих инструментов 111 2.7.6. Оборудование для ЭКМО 111 Источники питания 113 2.7.7. Области применения ЭКМО 114 2.8. Электроконтактно-абразивная обработка 114 2.8.1. Технологическая схема и механизм 114 2.8.2. Технологические показатели и область применения 116 2.8.3. Оборудование и оснастка, инструмент 118 2.9. Электроконтактная электроэрозионно-электрохимическая обработка электродом-щеткой 120 2.9.1. Физический принцип и схема реализации процесса ЭКЭЭХО электродом-щеткой 120 2.9.2. Технологические показатели 122 2.9.3. Конструкции щеточных ЭИ 124 2.9.4. Область применения 125 ЧАСТЬ 3. КОМБИНИРОВАННЫЕ МЕТОДЫ С ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИМ БАЗОВЫМ ВОЗДЕЙСТВИЕМ 126 3.1. Классификация комбинированных электрохимических методов 126 3.2. Электрохимическая-лазерная обработка 127 3.2.1. Физическая сущность процесса 127 3.2.2. Технологические схемы лазерно-электрохимической обработки 130 3.2.3. Схемы установок для лазерно-электрохимической обработки 131 3.2.4. Технологические показатели обработки 132 3.2.5. Электролиты для электрохимической лазерной обработки 134 3.3. Анодно-механическая обработка 134 3.3.1. Физическая сущность процесса 135 3.3.2. Технологические схемы и показатели обработки 136 3.3.3. Примеры технологических операций АМО 142 Анодно-механическая резка диском 142 Анодно-механическая резка лентой 144 Анодно-механическая заточка 146 Анодно-механическое шлифование 148 Анодно-механическое точение 149 3.3.4. Оборудование для АМО 150 3.4. Электрохимическое хонингование и суперфиниширование 156 3.4.1. Электрохимическое хонингование 156 Физическая сущность процесса электрохимического хонингования 156 Технологические схемы и показатели электрохимического хонингования 157 Оборудование для электрохимического хонингования 160 3.4.2. электрохимическое суперфиниширование 161 Физическая сущность процесса электрохимического суперфиниширования 161 Технологические схемы и области применения электрохимического суперфиниширования 163 Технологические показатели и режимы электрохимического суперфиниширования 164 Оборудование для АЭХС 166 3.5. Электрохимическая полировка в сухом электролите 168 3.5.1. Механизм процесса электрохимического полирования в сухом электролите 168 3.5.2. Рабочая среда в технологии DryLite 169 3.5.3. Технологические показатели и область применения электрохимического шлифования в сухом электролите 169 3.5.4. Оборудование электрохимического шлифования в сухом электролите 171 3.6. Электролитно-плазменное полирование 173 3.6.1. Механизм электролитно-плазменной полировки 173 3.6.2. Технологические схемы электролитно-плазменной полировки со струйным течением электролита 175 3.6.3. Технологические показатели, режимы и составы электролитов ДЛЯ ЭПП 176 Технологические показатели и режимы ЭПП 176 Составы и концентрации электролитов для ЭПП 181 3.6.4. Оборудование для ЭПП 185 3.6.5. Области применения и ЭПП 186 3.7. Электрохимическая обработка с наложением ультразвуковых колебаний 187 3.7.1. Механизм и физико-химический эффект воздействия ультразвуковых колебаний на электрохимические процессы 187 3.7.2. Технологические схемы и показатели электрохимической ультразвуковой обработки 187 ЧАСТЬ 4. КОМБИНИРОВАННЫЕ МЕТОДЫ С МЕХАНИЧЕСКИМ БАЗОВЫМ ВОЗДЕЙСТВИЕМ 191 4.1. Классификация и области применения комбинированных механических методов 191 4.1.1. Механическая обработка с электрохимической интенсификацией 191 4.1.2. Механическая обработка с ультразвуковой интенсификацией 196 4.1.3. Механическая обработка с теплофизической интенсификацией 197 4.1.4. Механическая обработка с магнитной интенсификацией 197 4.2. Абразивно-электрохимическое шлифование связанным абразивом 198 4.2.1. Механизм абразивно-электрохимического шлифования токопроводящими кругами со связанным абразивом 198 4.2.2. Полярность включения ЭИ и заготовки, Технологические схемы и примеры операций абразивно-электрохимического шлифования 203 Плоское шлифование 204 Абразивно-электрохимическое шлифование по периферийной и торцевым схемам 204 Абразивно-электрохимическое круглое наружное шлифование 205 Абразивно-электрохимическая прорезка пазов 206 Абразивно-электрохимическая заточка инструментов из твердых сплавов 208 АЭХШ криволинейных аэродинамических поверхностей 210 4.2.3. Технологические закономерности, режимы и показатели абразивно-электрохимической обработки 211 4.2.4. Инструмент для абразивно-электрохимического шлифования 213 4.2.5. Электролиты для АЭХШ 217 4.2.6. Оборудование для АЭХШ 218 4.2.7. Особенности АЭХШ различных материалов 229 Абразивно-электрохимическая обработка деталей из магнитотвердых материалов 229 АЭХШ деталей из жаропрочных сплавов 229 4.2.8. Алмазно-электрохимическое ультразвуковое шлифование 230 4.3. Абразивно-электрохимическая галтовка 231 4.3.1. Абразивно-электрохимическая галтовка 231 4.3.2. Технология абразивно-электрохимической галтовки 232 Рабочие среды 232 Наполнители 233 Технологические показатели и режимы обработки 233 Технологические схемы и оборудование для абразивно-электрохимической галтовки 234 Область эффективного применения 236 4.4. Ультразвуковая обработка в абразивных суспензиях 237 4.4.1. Физическая сущность и технологические схемы 237 Физическая сущность УЗО 237 Технологические схемы УЗРО 239 4.4.2. Технологические показатели 240 Производительность обработки 241 Точность обработки 242 Качество поверхности 243 Износ инструмента 244 4.4.3. Абразивная суспезия, абразивы и инструмент 244 Абразивная суспензия 244 Абразивные материалы 245 Инструмент для УЗАО 245 4.4.4. Оборудование для ультразвуковой обработки 246 Ультразвуковые акустические головки 247 Магнитострикционный преобразователь 248 Пьезокерамический преобразователь 250 Станки для ультразвуковой обработки 253 4.5. Абразивно-электрохимическая ультразвуковая обработка 256 4.5.1. Физическая сущность и технологическая схема метода 256 4.5.2. Режимы, Электролиты, технологические показатели метода 256 Режимы, технологические показатели 256 Рабочие жидкости 258 Конструкция и материалы ЭИ 258 4.5.3. Оборудование ультразвуковой электрохимической обработки 259 4.6. Механико-ультразвуковая обработка 262 4.6.1. Ультразвуковая интенсификация традиционных процессов резания 262 4.6.2. Ультразвуковая обработка инструментом с абразивным рабочим слоем 269 Механизм и технологическая схема ультразвуковой алмазно-абразивной обработки 269 Оборудование для ультразвуковой обработки инструментом с абразивным рабочим слоем 270 4.6.3. Ультразвуковая вырезка проволочным инструментом с абразивным рабочим слоем 276 4.6.4. Ультразвуковая интенсификация абразивного хонингования и суперфиниширования 277 4.7. Электроэрозионно-абразивная обработка 279 4.7.1. Механизм электроэрозионного алмазно-абразивного шлифования 279 4.7.2. Технологические схемы электроэрозионного алмазно-абразивного шлифования 280 Технологические схемы электроэрозионной правки и восстановления режущих свойств шлифовального круга 280 Технологические схемы электроэрозионного шлифования 282 Технологические схемы комбинированного электроэрозионно-абразивного шлифования и профилирования алмазных кругов 283 4.7.3. Технологические показатели и область применения АЭЭО 284 4.7.4. Оборудование для АЭЭО 285 4.8. Термомеханическая обработка. плазменный, лазерный и электролитный нагрев зоны резания 289 Физический принцип ТМО при резании металла 289 4.8.1. Плазменно-механическая обработка 291 Технологические схемы ПМО 293 Технологические показатели ПМО 294 Оборудование для ПМО 295 Примеры использования ПМО 300 Плазменно-механическая обработка с наложением УЗК 301 4.8.2. Лазерно-механическая обработка 303 Основные физические процессы взаимодействия лазерного излучения с поверхностью 303 Особенности лазерного нагрева твердого тела в условиях ЛМО 303 Технологические параметры и схемы ЛМО 304 4.8.3. Электролитный нагрев зоны резания 306 Физическая сущность процесса 306 Электролиты для электролитного(катодного) нагрева 308 Схемы и конструкции устройств для электролитного нагрева зоны резания 309 4.8.4. Электронагрев зоны резания 310 Технологическая схема 310 4.8.5. Резание с компенсацией термо-ЭДС в зоне контакта инструмента и заготовки 311 Физический механизм 311 Технологические показатели, оборудование 312 4.9. Магнитно-абразивная обработка 313 4.9.1. Магнитно-абразивная обработка в магнитно-абразивных порошках 314 Физический механизм магнитно-абразивной обработки 314 Технологические схемы магнитно-абразивной обработки магнитно-абразивными порошками 316 Технологические показатели 317 Область применения магнитно-абразивной обработки в магнитоабразивных порошках 318 Материалы ферроабразивных порошков 320 Смазочно-охлаждающие жидкости 320 Станки для магнитно-абразивной обработки 321 Магнитные индукторы 323 4.9.2. Магнитно-реологическое полирование 324 Основные свойства МРЖ 325 Состав МРЖ 325 Оборудование для магнитореологического полирования 327 Технология магнитореологического полирования 329 4.9.3. Магнитно-абразивная ультразвуковая обработка в магнитореологической алмазной наносуспензии 332 4.9.4. Магнитно-абразивная электрохимическая обработка 333 4.9.5. Магнитная интенсификация галтовки и виброабразивной обработки 333 4.10. Механическое резание в магнитных жидкостях 335 4.10.1. Магнитные жидкости. Состав и строение 335 4.10.2. Способы создания магнитного поля в зоне резания 338 4.10.3. Технологическое действие магнитных СОЖ при резании металлов 340 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 342 ЛИТЕРАТУРА 343 ПРИЛОЖЕНИЯ 364 Приложение 1. Электроэрозионно-электрохимическая обработка 364 Приложение 2. Магнитно-абразивная обработка 366 Приложение 3. Алмазно-абразивное электроэрозионное шлифование 369 Приложение 4. Магнитно-реологическая обработка 370