Основы электромеханической обработки
2.1.1. Сущность и особенности электромеханиче- ского способа упрочнения.
Электромеханическое упрочнение (ЭМУ) основано на сочетании термического и силового воздействия на поверхностный слой обрабатываемой детали. Сущность этого способа заключается втом, что в процессеобработки через место контакта инструмента с поверхностью обрабатываемой детали проходит ток большой силы и низкого напряжения вследствие чего выступающие гребешки поверхностного слоя обрабатываемой поверхности подвергаются сильному нагреву, под давлением инструмента деформируются и сглаживаются, а поверхностный слой упрочняется. В условиях серийного производства и ремонта деталей основной задачей совершенствования должно явиться повышение производительности процесса и обеспечение высокого качества.
Это должно осуществляться путем применения многонструментальных приспособлений, которые во многих случаях позволяют исключить электроконтактное устройство, что особенно важно при упрочнении деталей большой длины, так как при этом обеспечивается стабильность теплообразования по всей длине детали, и, кроме того, экономиться электроэнергия.
Особенность электромеханической обработки связана с явлением горячего наклепа. Эта особенностьбудет проявлятьсятем интенсивнее, чем выше температура нагрева и давления обработки. Отсюда следует, что при высоких температурах и значительных давлениях электромеханической обработки можно ожидать в светлой зонеповерхностного слоя появление растягивающих остаточных напряжений.
Сложность структуры и объемных изменений в поверхностном слое электромеханической обработки зависит от взаимодействия тепловых и силовых факторов.
Принципиальная схема электромеханической обработки на токарном станке, которая приведена в графической части дипломного проекта (см. 090202.ДП.ТМС.1.1.1 .С.13.03 ) . От сети напряжением 220 ¸ 380 В токпроходит через понижающий трансформатор, а затем через место контакта поверхности обрабатываемой детали с инструментом. Сила тока и вторичное напряжение регулируются в зависимости от площади контакта поверхности обрабатываемой детали и инструмента, исходной шероховатости поверхности и качеству поверхностного слоя.
Профиль, получаемый после рабочего хода сглаживающего инструмента, имеет увеличенную контактную поверхность, повышенную твердость, уменьшенную шероховатость и упругие свойства контактной поверхности.
Сглаживающий инструмент представляет собой пружинную державку, на которой закреплена пластина из твердого сплава или роликовая головка. Силу сглаживания регулируют путем натяга поперечного суппорта станка или специального индикатора, встроенного в инструмент, можно определить сжатие пружины, а следовательно, и силу действующую на обрабатываемую деталь.
С точки зрения металловедения, процессы электромеханической обработки можно отнести к особому виду поверхностей получаемых термомеханической обработкой (ТМО). Принципиальное отличие от ТМО состоит в том, что этот процесс, как правило, относится к упрочняюще-отделочной обработке.
К особенностямтеплообразования и термических процессов следует отнести: наличие двух основных источников теплоты, создаваемых электрическим током и трением; локальный нагрев, сопровождающийся действием значительных давлений; термический цикл (нагрев, выдержка и охлаждение) весьма кратковременный и измеряется долями секунды; высокая скорость охлаждения определяется интенсивным отводом теплоты вовнутрь детали.
Этиотличия обусловливают получение особой, мелкодисперсной и твердой структуры поверхностного слоя, обладающими высоким физико-химическими и эксплуатационными свойствами.
2.1.3. Сущность способа восстановления деталей без добавочного металла и образование профиля поверхностного слоя.