Cap11.Neconventionale
-
Upload
vlad-timanoti -
Category
Documents
-
view
227 -
download
0
Transcript of Cap11.Neconventionale
5/16/2018 Cap11.Neconventionale - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/cap11neconventionale 1/14
Maşini-unelte pentru prelucrări neconvenţionale
11
MAŞINI-UNELTEPENTRU PRELUCRĂRI NECONVENŢIONALE
11.1. PROCEDEE DE PRELUCRARE
Legile sinectice de dezvoltare a tehnologiilor marchează trecerea de la utilizarea energiilor
inferioare (energia termică şi mecanică) la implementarea energiilor superioare (energii
electromagnetice, atomice, moleculare) prin folosirea procedee neconvenţionale de prelucrare:
electrochimică, electrocorozivă, prelucrare cu radiaţii şi cu ultrasunete, raze laser.
Prelucrarea materialelor prin procedee speciale, bazate pe alte principii decât procedeele
clasice a fost denumită prelucrare neconvenţională, sau specială.
Prelucrările neconvenţionale sunt procedeele care îndeplinesc una dintre condiţiile:
- sunt eficiente pentru prelucrarea unor materiale cu proprietăţi deosebite (dure, casante etc.);
- permit obţinerea cu mare precizie a unor suprafeţe speciale ca formă dimensiuni, rugozitate;
- se aplică în medii speciale, ionizate sau nu, la presiuni mari sau vid.
Procedeele se bazează pe îndepărtarea de microaşchii (0,10 - 0,001mm), prin eroziune, sub
acţiunea unui agent eroziv, care să cedeze energie suprafeţei de prelucrat, sau mediului de lucru,
energie: electrică, electrochimică, electromagnetică, chimică, termică, sau mecanică
Prelucrările neconvenţionale pot fi clasificate astfel:
1. Prelucrări cu microaşchii:
a. Prelucrări prin electroeroziune: prin scântei; prin impulsuri; prin contact.
b. Prelucrări electrochimice: spaţiale; de finisare.
c. Prelucrări prin abraziune: aşchiere cu micropulberi; cu ultrasunete; cu jet abraziv.
d. Prelucrări combinate: anodomecanice; electroabrazive; ultra-abrazive; electrojet.2. Găurirea cu fascicol de electroni acceleraţi
3. Filetarea cu plasmă
4. Tăierea: cu laser ; cu fascicol de electroni acceleraţi; cu plasmă
5. Sudarea: cu laser ; cu fascicol de electroni acceleraţi
Avantajele tehnice şi economice la aplicarea procedeelor neconvenţionale:
- utilizarea în domenii în care tehnologiile clasice nu se pot aplica.
- tehnologiile sunt complet automatizate, deci calitatea este asigurată din proiectare;- sunt eficiente din punct de vedere tehnico-economic la producţii de serie mare.
222
5/16/2018 Cap11.Neconventionale - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/cap11neconventionale 2/14
Maşini-unelte pentru prelucrări neconvenţionale
11.2. INSTALAŢII DE PRELUCRAT ELECTROCHIMICE
11.2.1. PRINCIPIUL PRELUCRĂRII
Prelucrarea electrochimică este acea
prelucrare a metalelor cu ajutorul curentului
electric care are la bază procedeele de dizolvare
anodică ce au loc în celulele electrochimice.
Celula electrochimică este formată din cuva cu
electrolit 1 în care se introduce metalul de prelucrat
2 legat la polul pozitiv al unui generator de curent
continuu 2 şi un alt metal 4, legat la polul negativ al
acestuia (figura 11.1). Datorită forţei electromotoare
a sursei de curent, între anod şi catod prin
intermediul electrolitului, se închide un circuit
electric. Transportul curentului se face de către ionii moleculelor disociate ale soluţiei de
electrolit, care sub influenţa câmpului electrolitic se deplasează spre electrozi cu sarcini
contrarii. Cantitatea de metal dizolvată de pe anod în timpul prelucrării (electrolizei) este dată
de legea lui Faraday. Pentru obţinerea unor viteze mari de prelucrare trebuie micşorat foarte
mult interstiţiul de lucru, dar creşte mult pericolul de scurtcircuitare reprezentând un optim al
lui. Relaţia de bază a prelucrării electrochimice arată că viteza de prelucrare este invers
proporţională cu mărimea interstiţiului de lucru dintre electrozi, funcţie de tensiunea curentului,
concentraţia electrolitului şi temperatura de lucru.
Piesa de prelucrat este legată la anod iar electrolitul sculă la catodul unui generator de
curent continuu. În zonele în care distanţele dintre anod şi catod sunt mici densităţile de curent
sunt mai mari ceea ce duce la o dizolvare anodică mai mare decât la distanţe mari. Trebuierealizat un spaţiu uniform minim posibil pentru a se realiza o viteză mare de curgere a
electrolitului păstrând tensiuni de lucru mici (5-12V). În timpul procesului de electroliză, de la
suprafaţa semifabricatului se desprind particule metalice, realizându-se astfel lustruirea.
Procedeul se aplică la prelucrarea materialelor foarte dure, sau cu proprietăţi deosebite, cum
sunt executarea matriţelor, lustruirea paletelor de turbină din oţel dur, sau a ţevilor etc.
Procedeul se poate aplica şi la tăierea materialelor metalice dure, caz în care electrodul -
sculă este un disc rotitor de cupru, sau de fontă. Electrolitul se introduce sub formă de jet, înspaţiul dintre electrod şi piesă, aflată într-o mişcare de avans.
223
Fig. 11.1. Celula electrochimică
Fig. 11.2. Reproducerii electrodului sculăla prelucrarea electrochimică.
5/16/2018 Cap11.Neconventionale - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/cap11neconventionale 3/14
Fig.11.3.Prelucrare electro-abrazivă
1 -piesa, 2 -electrolit, 3 -discdiamantat, 4 -arbore, 5 -lagăr
Maşini-unelte pentru prelucrări neconvenţionale
Prelucrarea electro-abrazivă este folosită la
finisarea (în special ascuţirea) unor materiale foarte
dure, cum sunt plăcuţele din carburi de wolfram şi
titan. Procedeul se realizează cu un disc rotitor, din
alamă diamantată, legat la polul negativ al sursei de
curent continuu. Piesa conectată la polul pozitiv este
adusă în contact cu discul rotitor, iar între ele se
introduce electrolit cu particule abrazive (fig.11.3).
11.2.2. PRINCIPIUL CONSTRUCTIV ŞI CINEMATICSchema generală a instalaţiei de prelucrat electrotehnic este prezentată în figura 11.4.
Părţile principale componente ale maşinii sunt:
A – maşina unealtă cu dispozitiv de lucru;
B – generatorul de curent continuu;
C – sistemul de recirculaţie a electrolitului;
D – panoul hidraulic pentru mecanismul de avans;
E – tabloul electric de comandă şi control.Pe ghidajele batiului se află o sanie transversală care realizează mişcarea transversală I
deasupra căreia se află sania longitudinală care realizează mişcarea longitudinală II cu
deplasare manuală. Pe sanie se află cuva de lucru şi masa maşinii pe care se prinde piesa. Sania
verticală împreună cu mecanismul hidraulic de avans are pe ghidajele verticale ale montantului
o mişcarea III . Electrodul S se pune pe suportul portsculă, cu care face mişcarea de lucru IV.-
Generatorul B este un redresor trifazat de curent continuu dotat cu reglare şi control pentru un
curent de 1500-6000 A la o tensiune reglabilă 0...20V;
- Pentru a creşte viteza de lucru se foloseşte un sistem de recirculaţie a electrolitului la
viteze cu o pompă centrifugă şi bloc de filtrare care alimentează zona de lucru cu un debit de
~500 l/min la o presiune de 15 div/cm2, astfel ca temperatura de lucru să fie sub 70°C.
Mecanismul de avans cuprinde şi un sistem de reglare automată a interstiţiului dintre
electrolit şi piesă, comandat de presiunea electrolitului la intrarea în zona de lucru: mecanismul
de avans realizează un ciclu de lucru automat şi reglarea continuă a vitezei de avans 0,2...4
mm/min.
224
1
23
4
5
5/16/2018 Cap11.Neconventionale - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/cap11neconventionale 4/14
Maşini-unelte pentru prelucrări neconvenţionale
Fig. 11.4. Schema instalaţiei electrochimice
11.3. INSTALAŢII DE PRELUCRAT PRIN ELECTROCOROZIUNE
Prelucrarea prin electroeroziune se aplică materialelor metalice cu duritate mare. Metalul prelucrat este supus eroziunii cu ajutorul descărcărilor electrice realizate între metal şi un
electrod-sculă din cupru, într-un mediu dielectric (de exemplu petrol lampant).
Prelucrarea se poate realiza prin două tehnici:
- prin scântei formate între electrodul sculă şi piesa de prelucrat;
- prin contactul dintre electrod şi piesă.
La prelucrarea prin scântei productivitatea este maximă şi precizia prelucrării mică, iar la
prelucrarea prin contact, rugozitatea suprafeţei este minimă şi productivitatea mică.Generarea suprafeţelor prelucrate se poate face
prin copierea profilului electrodului, care este
introdus treptat în piesă după o anumită direcţie,
sau prin deplasarea electrodului faţă de piesă
(fig.11.5). Procedeul se aplică în special pentru
prelucrarea suprafeţelor interioare profilate.
11.3.1. PRELUCRAREA CU SCÂNTEI ELECTRICE
225
1. sursă de curent continuu
2- regulator de avans
3- electrod
4- obiect de prelucrat
5-rezervor de electrolit
Fig. 11.5. Realizarea unor suprafeţe profilate prin electroeroziune
5/16/2018 Cap11.Neconventionale - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/cap11neconventionale 5/14
Fig.11.6. Schema de principiu a prelucrării prin electroeroziune
Maşini-unelte pentru prelucrări neconvenţionale
Prelucrarea dimensională a metalelor cu scântei electrice se bazează pe fenomenul de
eroziune complexă a metalului prin topiri localizate, discontinue şi localizate a unor descărcări
electrice prin impuls, amorsate în mod repetat, ca urmare a descărcărilor electrice ce au loc
într-un mediu dielectric între doi electrozi, electrodul sculă şi electrodul piesă. În spaţiul dintre
electrozi se formează un canal al scânteii, o descărcare localizată dezvoltând temperaturi de
8000 – 22.0000C care topeşte şi îl volatilizează, iar apoi prin intrarea în contact cu dielectricul
se va condensa şi solidifica instantaneu sub forma unor picături sferice. Pentru ca volumul de
material îndepărtat să fie mare este necesar un curent mare, ceea ce se realizează cu surse mari
de putere şi concentrarea energiei în impulsuri de durată scurtă.
Principiul de prelucrarea este arătat în figura
(fig. 11.6): 1-electrod-sculă (catod), 2- mediul
dielectric; 3-electrod-piesă (anod)
Prelucrarea cu scântei electrice foloseşte un
generator cu scântei, care are două circuite:
- Circuitul de încărcare format din sursa S,
întrerupătorul I, rezistorul R 1, de limitare a
curentului de încărcare şi bateria de
condensatoare C;- Circuitul de descărcare format din bateria de
condensatoare C devenită sursă de energie,
rezistorul R 1 de limitare a curentului de
descărcare şi cei doi electrozi sculă şi piesă.
Schema de principiu a producerii de scântei
electrice este în figura 11.7. Bateria de condensatoare se încarcă de la sursă atât timp cât
tensiunea la bornele ei rămâne inferioară celei corespunzătoare tensiunii de străpungere dintreelectrozii sculă şi piesă. Când tensiunea dintre armăturile condensatorului depăşeşte tensiunea
de străpungere dintre electrozi are loc descărcarea. Temperatura mare dezvoltată face ca
ionizarea iniţială să crească şi procesul de descărcare să se intensifice. După descărcare
rezistenţa internă a condensatorului revine la valoarea minimă şi reîncepe procesul de încărcare.
În acest mod perioadele de descărcare se succed celor de încărcare, momentul de sfârşit al
încărcării respectiv de început al descărcării, depinzând de gradul de ionizare şi de distanţa
dintre electrozi. Energia descărcării se menţine constantă printr-un spaţiu constant dintreelectrozi folosind o mişcare de avans dependent de cantitatea de material erodant.
226
Fig. 11.7. Schema de principiu a maşinii de prelucrării prin scântei electrice
5/16/2018 Cap11.Neconventionale - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/cap11neconventionale 6/14
Fig. 11.8. Forma tensiunii şi curentului
Maşini-unelte pentru prelucrări neconvenţionale
11.3.2. PRELUCRAREA ELECTROERAZIVĂ CU IMPULSURI COMANDATE
Prelevarea de material are loc datorită efectului distructiv al descărcării electrice ca urmare
a generării impulsurilor de formă oscilatorie (2…3 unde) folosind generatoarele cu scântei cu
impulsuri dreptunghiulare. Utilizarea energiei este mai bună ca la generatoarele cu scântei care
este cedată total canalului de scântei la putere constantă. (fig. 11.8.)
La generatoarele cu impulsuri comandate valoarea curentului nu depăşeşte 500 A când, la
cele cu scântei atinge zeci mii amperi deoarece
descărcarea este instantanee (~0,01) în timp ce la
cele comandate este 0,9 din o perioadă. În
construcţia generatorului se află o supapă
electrică care permite trecerea curentului cu o
durată de timp egală cu cea a impulsului necesar.
11.3.3. MAŞINI DE PRELUCRAT PRIN
ELECTROEROZIUNE
a) Principiul constructiv
Maşina de prelucrat prin electroeroziune are structura arătată în figura 11.9 şi figura 11.10
Fig 11.9. Scheme de maşinii de prelucrat prin electroeroziune
1–generator impulsuri; 2-regulator de avans; 3-electrod; 4-piesa de prelucrat; 5-rezervor
de dielctric; 6-filtru; 7-pompă; 8-sistem de răcire; 9-cuvă pt. mediu de lucru; 10- dielectric.
227
5/16/2018 Cap11.Neconventionale - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/cap11neconventionale 7/14
Maşini-unelte pentru prelucrări neconvenţionale
Fig. 11.10. Maşina de prelucrat prin electrocoroziune
Se compune din: generatorul de impulsuri dreptunghiulare A, maşina propriu-zisă B şi
panoul hidraulic C pentru avans. Maşina propriu-zisă B are la bază un batiu 1 pe care se fixează
montantul 2 şi sania transversală 3 pe care se deplasează sania longitudinal a piesei P. Pe
montant se află mecanismul 7 de poziţionare şi de avans al electrodului sculă 8, poziţionarea
mesei (mişcările I şi II) se face manual, iar poziţionarea mecanismului de avans (mişcarea III)
se realizează cu un mecanism şurub-piuliţă. Mişcarea de avans autoreglabil IV prin care sedeplasează electrodul sculă pentru menţinerea unui interstiţiu constant se realizează cu un
sistem automat electro-hidraulic.
Schema hidraulică are un bloc comparator în care se compară valoarea medie a tensiunii
dintre electrozii scule şi piesă cu o tensiune de referinţă reglabilă prealabil; diferenţa deoparte şi
de alta, după amplificare constituie un semnal care printr-o electro-valvă distribuie uleiul de la
panoul hidraulic spre una din camerele motorului hidraulic.
Comparaţie între prelucrarea electrochimică şi electro-erozivă este dată în tabelul 11.1.
228
5/16/2018 Cap11.Neconventionale - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/cap11neconventionale 8/14
Fig.11.11. Prelucrarea prin eroziunechimică de adâncime în trepte
Maşini-unelte pentru prelucrări neconvenţionale
Tabelul 11.1.
Deosebiri principale Electrochimic Electroeroziv- temperatura de lucru 20…60 C 5…20.000 C
- uzura electrodului sculă depinde de Nu are uzură -materialul electrodului-regim de lucru generator - electrolitul cu conductibilitate electrică bună izolantă- tipul electrolitului Sare, acid bază Ulei mineral, petrol
- sursa de energieGenerator de c.c.,reglabil 5…20 V
Generator impulsuri de40..200V, 0,2 100kHz
- calitatea suprafeţei; stareaSuprafeţe fără defecte
temperaturi joaseDurificare superficială şi
influenţe termice- rugovitatea suprafeţelor Rz ≥ 1 μm ≥ 4 μm- precizia prelucrării; toleranţa >0,03 mm <0,01mm- viteze de avans (mm/min) productivitate >10 x
- destinaţia, prelucrarea Modele metalice,matriţe, palete
Ştanţe de precizie, scule,orifici şi forme mici
Prelucrarea electroerozivă prin contact se bazează pe contactul electric realizat prin
intermediul microasperităţilor suprafeţelor piesei şi electrodului. Prin mişcarea relativă dintre
piesă şi electrod se produc arcuri electrice care dislocă fragmente metalice şi nu se produce
supraîncălzirea electrodului. Aplicaţiile procedeului se regăsesc la:-prelucrarea oţelurilor
inoxidabile, refractare; ascuţirea sculelor aşchietoare; netezire suprafeţe etc.
11.3.4. PRELUCRAREA PRIN EROZIUNE CHIMICĂ
Prelucrarea prin eroziune chimică se bazează pe atacul cu o substanţă chimică activă a
suprafeţei care urmează a fi prelucrată. Operaţia se realizează prin imersarea piesei în băi cu
soluţii speciale( de preferat soluţii sodice). În prima fază zonele care nu se prelucrează se
acoperă cu o mască din material plastic, care după
prelucrare se îndepărtează. Mască prezintă orificii
corespunzătoare suprafeţelor ce urmează a fi prelucrate
prin eroziune chimică (fig. 11.11).
Procedeul este aplicat la: gravarea unor profile,
perforare în materiale pe bază de Ni, Ti, W, Mo,
imprimarea unor canale în piese din diferite materializarea
circuitelor imprimate.
229
5/16/2018 Cap11.Neconventionale - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/cap11neconventionale 9/14
Maşini-unelte pentru prelucrări neconvenţionale
11.4. MAŞINI DE PRELUCRARE CU RADIAŢII
11.4.1. PRINCIPIUL DE LUCRU
Radiaţiile corpusculare sau de natură electromagnetică, la densităţi mari de energie,
concentrate cu ajutorul unui sistem de focalizare asupra unei suprafeţei de prelucrat, pe o
suprafaţă redusă, dezvoltă în locul de contact cu aceste energii termice mari (temperaturi înalte),
capabile să prelucreze orice material. Procedee de prelucrare principale: cu fascicole de
electroni, ioni şi fascicole de fotoni.
11.4.2. PRINCIPIUL PRELUCRĂRII CU FASCICOLE DE ELECTRONI
a) Mecanismul de îndepărtare a materialului este arătat în figura 11.12.
Fig. 11.12. Principiul prelucrării cu fascicole de electroni asupra materialului
Proiectând un fascicul de electroni produs într-un dispozitiv, numit tun electronic,concentrat şi accelerat de un câmp electric, la o viteză mare (cca. 200.000 km/s) pe suprafaţa de
prelucrat, energia cinetică a acestuia se transformă în energie termică. Îndepărtarea materialului
se produce datorită topirii şi vaporizării unui strat de material situat în zona pe care este
focalizat fasciculul de electroni, zonă denumită şi pată de contact. Fasciculul de electroni
pătrunde sub stratul superficial şi vaporizează o cantitate de material 2. vaporii de material
creează o presiune puternică pe suprafaţă până la ruperea acestuia, ieşind apoi afară sub forma
unui jet (microexplozii) şi procesul se repetă. Durata impulsului76
10...10−−
sec, la interval de54 10...10 −− sec. Fasciculul de electroni este concentrat pe suprafeţe ce tind spre zero ca mărime,
provocând pulverizarea şi vaporizarea instantanee a unor volume extrem de mici de material,
cu o precizie foarte mare. De aceea, acest procedeu este cel mai precis dintre toate procedeele
de tăiere termică. Procedeul necesită instalaţie corespunzătoare, foarte scumpă. Se lucrează în
vid înaintat, iar conducerea procesului este computerizată pentru ca tăierea să se realizeze după
un contur prestabilit. Se utilizează numai pentru tăierea, găurirea, sau sudarea. Destinaţie:
materiale refractare, aliaje speciale, suduri fine, găuri < 0,1 mm.Schema unei instalaţii de prelucrare cu fascicule de electroni este dată în figura 11.13.
230
5/16/2018 Cap11.Neconventionale - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/cap11neconventionale 10/14
Maşini-unelte pentru prelucrări neconvenţionale
1- catod2- electrozi de comandă
3- elecrozi (anod)
4- lentile electromagnetice
Fig. 11.13. Scheme de instalaţii de prelucrare cu fascicul de electroni
b) Principii în instalaţia de prelucrare
Electronii 5 produşi, prin emisiunea termoelectrică de către catodul 1 sunt conduşi de către
electrodul de comandă 2, anodul 3 şi sistemul electromagnetic de focalizare 4 spre piesa 6.
Emisiunea termoelectrică are loc sub forma unor impulsuri de o anumită frecvenţă.
11.4.3. PRINCIPIUL PRELUCRĂRII CU FASCICULE DE FOTONI (LASER)
Laserul este o sursă de lumină bazată pe amplificarea radiaţiei electromagnetice prin
stimularea tranziţiei între două stări energetice. Fasciculul laser este o radiaţie coerentă şi
monocromatică, generat într-un dispozitiv laser, care este format dintr-un rezonator optic, un
mediu activ şi o sursă de energie. Laserul poate fi cu mediu: solid şi gazos (fig. 11.14).
231
Instalaţie de prelucrarecu fascicul de electroni
5/16/2018 Cap11.Neconventionale - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/cap11neconventionale 11/14
Fig. 11.15. Schema de principiu aunei echipament de sudare cu laser
Fig.11.17. Fascicul laser
Maşini-unelte pentru prelucrări neconvenţionale
a. solid b. gazos
Fig. 11.14. Scheme ale dispozitivului laser
a – laser cu solid: 1-rezonatorul optic; 2-mediul activ; 3- sursă de energie; 4- fascicul laser
b – laser cu gaz: 1- electrozi; 2- gaz laser; 3- oglindă cu reflexie totală; 4- oglindă cu
transmisie parţială; 5- fascicul laser; 6- mediu răcire
Schema de principiu a unei echipament de sudare cu laser este prezentată în figura 11.15.
1- dispozitivul laser
2- dispozitivul de comandă şi reglare
3- sistemul de dirijare al fasciculului
4- capul de sudare
5- dispozitivul de poziţionare a pieselor
Principiul de prelucrare se bazează pe proprietatea
unor substanţe de a emite energie sub forma unor fascicole de fotoni; atunci când echilibrul atomic realizat
între diferite niveluri de energie. Energia eliberată sub
forma unor cuante de energie au o frecvenţă care în
condiţii speciale, radiaţia e energie stimulată; se
amplifică mult.
Scheme de principiu a unei instalaţii de prelucrare
cu laser este redat în figura 11.16.Componenţa instalaţiei este: sursa de alimentare 1 cu
condensatoare de ~100 OyF la o tensiune de 10 KW
(lampă Blitz), camera de rezonanţa Z, sistem de
focalizare 3 a razei laser, dirijat pe piesa 4. Medii active:
gaz, lichid solid. Destinaţie: prelucrare găuri şi canale
0,1...0,5mm; tăiere sub 0,2mm, sticlă <1mm, mase
plastice <25mm, suduri fine, măsurători de precizie. Întehnică se utilizează de multe ori laserul cu dioxid de
232
Fig. 11.16. Instalaţie de prelucrarecu laser
12
34
5
5/16/2018 Cap11.Neconventionale - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/cap11neconventionale 12/14
1. corp 2. particule abrazive, 3. lichid,4. piesa de prelucrat 5. particule desprinseFig. 11.18. Principiul prelucrării abrazive
în câmp ultrasonic
Maşini-unelte pentru prelucrări neconvenţionale
carbon, pentru tăierea sau sudarea pieselor subţiri metalice din materiale refractare, ceramice, a
textilelor în straturi groase. Pentru a mări eficienţa procesului se poate utiliza un jet de gaze
protector (argon sau dioxid de carbon) (fig. 11.17).
Schema de principiu a tăierii cu fascicul laser:
1-piesa de prelucrat; 2-racord; 3-fascicul laser;
4-lentilă; 5-ajutaj.
11.5. MAŞINI DE PRELUCRARE CU ULTRASUNETE
11.5.1. PRINCIPIUL DE PRELUCRARE
Prelucrarea cu ultrasunete (ultra-abrazivă) constă în îndepărtarea adaosului de prelucrare
cu ajutorul unor granule, sau pulberi abrazive aflate în suspensie într-un lichid, care execută o
mişcare oscilatorie cu o frecvenţă
ultrasonoră (fig.11.18). Ultrasunetele
sunt oscilaţii mecanice ale mediului
elastic care au frecvenţa de oscilaţie
ridicată. se utilizează la prelucrarea
dimensională a obiectelor din
materiale fragile şi dure.
Schema prelucrării cu ultrasunete
11.5.2. PRINCIPIUL CONSTRUCTIV ŞI CINEMATIC
Schema principală a unei instalaţii de prelucrare cu ultrasunete se prezintă în figura 11.19.
Mişcarea vibratorie cu o frecvenţă, ultrasonoră este realizată de vibratorul 1, de obicei
magneto-strictiv se amplifică de concentratorul 2, la capăt are electrodul sculă 3 din oţel avândconturul piesei. Electrodul sculă împreună cu piesa 4 sunt puse în cuva de prelucrare 5 cu mediu
233
Fig. 11.19. Instalaţii cu ultrasunete
5/16/2018 Cap11.Neconventionale - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/cap11neconventionale 13/14
Fig.11.20 Jetul de plasmă
Maşini-unelte pentru prelucrări neconvenţionale
lichid format din apă şi granule abrazive în suspensie. Mişcarea vibratorie a electrodului sculă 1
se transmite mediului lichid şi granulele abrazive care primesc acceleraţii foarte mari izbesc
suprafaţa piesei detaşând din aceasta particule foarte fine de material. Mişcarea de avans II
executată de electrodul sculă împreună cu vibratorul 1 şi concentratorul 2 se obţine cu ajutorul
sistemului de avans 6. Destinaţie: prelucrarea filierelor, matriţelor poansoanelor din aliaje dure,
materiale semiconductoare din ferite şi metalo-ceramice, minerale preţioase, orificii nepătrunse
în oţeluri cementate şi ceramice, rectificarea sticlei.
11.6. PRELUCRAREA PRIN EROZIUNE CU PLASMĂ
Procedeul de prelucrare prin eroziune cu plasmă foloseşte jetul de plasmă obţinut prin
comprimarea radială şi alungirea axială a coloanei unui arc electric silit să treacă sub acţiunea
unui jet de gaz prin orificiul unei duze (fig. 11.20).
Plasma este un gaz, sau amestec de gaze puternic ionizate, conţinând molecule, atomi, ioni
şi electroni. În construcţia de maşini se utilizează plasma cu temperaturi de 6.000 - 30.000 K.
Jetul de plasmă încălzeşte, topeşte şi chiar
arde, obţinându-se îndepărtarea metalului sub
formă de zgură din zona de lucru. Instalaţia este
scumpă, procedeul se aplică numai la producţia de
serie mare şi de masă, sau când nu există altă
posibilitate de prelucrare. Procedeul de
tăierea cu plasmă sau în jet de oxigen
(fig.11.21) se utilizează la tăierea aliajelor
metalice refractare, cu grosimi de 8 -10
mm. Dacă se foloseşte arcul de plasmă,
degajarea de căldură este mai mare şi se pot
tăia metale de grosimi mai mariSistem centralizat de alimentare cu gaze:
1. Sistem distribuţie gazul s argon,
2. Furtun flexibil;
3. Racorduri antiinflamatoare;
4. Reductor
Fig. 11.21. Instalaţie de taiere cu plasmă
Eficienţa economică a procedeelor neconvenţionale de prelucrare materialelor
234
5/16/2018 Cap11.Neconventionale - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/cap11neconventionale 14/14
Maşini-unelte pentru prelucrări neconvenţionale
Costul prelucrării unei piese scade în general, la prelucrarea unui număr mai mare de piese.
La aşchiere, costul scade după care rămâne constant pe măsura creşterii numărului bucăţilor
prelucrate. Celelalte procedee necesită costuri cu mult superioare aşchierii la producţii de serie
mică, în ordinea: electrochimice, electroeroziune, electroabrazive, aşchiere. Prin creşterea
producţiei se ajunge la scăderi substanţiale ale costurilor unitare de prelucrare, iar ordinea
devine: aşchiere, electroeroziune, electrochimice, electroabrazive.
235