Справочник по вакуумной технике и технологии - Розбери Ф.
Точность и шероховатость обрабатываемой поверхности в основном зависят от величины зерен абразивного материала: чем мельче зерно, тем меньше параметр шероховатости и точнее размеры поверхности, но тем медленнее протекает процесс обработки (при одной и той же мощности вибровозбудителя). Ввиду отсутствия нагрева ультразвуковой метод обработки не вызывает структурных изменений в обраба-тываемом материале.
На ультразвуковой установке можно в течение 10 мин прошить отверстие сечением 6,25 X 6,25 мм и глубиной 3 мм, применяя в ка* честве абразива зериа карборунда.
Электронно-лучевая и лазерная обработка. При электронно-лучевом методе обработки тонкий пучок электронных лучей высокого напряжения направляется на помещенную в вакуумную камеру деталь. Этот пучок электронных лучей удаляет лишний металл путем его испарения, В табл, 2 приведена плотность энергии различных источников.
.2. Плотность энергии различных источников
Источник энергии Наибольшая плотность энергий, кБт/мм* Наименьшее поперечное сеченне источника, мм*
Сварочное пламя 0.5 1,0
Электрическая дуга 1,0 0,1
Электронный луч 5000 0,00001
Метод бомбардировки поверхности потоком электронов используется для различных технологических операций. Например, испаряя материал при помощи пучка электронов, получают пазы, отверстия, глухие фасонные полости, сложные контуры наружных поверхностей. Подбирая соответствующее напряжение электронного луча, добиваются оплавления металла без его испарения, что позволяет использовать электронно-лучевые установки для сварки. Для локализации теплового действия луча в стыках свариваемых деталей без распространения его во внутрь энергия подается импульсами.
В отличие от других видов сварки, электронно-лучевая сварка обеспечивает прочное соединение ро всей глубине шва с ограниченной по ширине переходной зоной материала с измененной структу-
64
ОБРАБОТКА ДЕТАЛЕЙ В МЕХАНИЧЕСКИХ ЦЕХАХ
рой. Внутренние напряжения вследствие этого невелики. Расход энергии при этом виде сварки значительно меньше (за счет сокращения объема нагреваемого металла) и составляет не более 5 %, потребляемой при дуговой сварке.
С помощью электронно-лучевых установок проводится сварка легко окисляемых или разнородных материалов, тонких деталей. Сварка в вакууме исключает появление окалины, местный нагрев устраняет опасность деформации. За один проход можно сварить шов толщиной до 10 мм со скоростью до 10 мм/с.
Этот метод позволяет также проводить сварку внутри емкости. Так, электронный луч может пройти через стенку стального цилиндра толщиной 3 мм и приварить деталь к внутренней поверхности цилиндра. Электронно-лучевая сварка позволяет сваривать вольфрам, тантал, молибден, титан, гафний, цирконий, уран, бериллий, алюминий, никель, а также коррозионно-стойкую сталь толщиной 6,25 мм и болеег
Обработка особо твердых материалов с помощью лазера имеет ряд существенных преимуществ по сравнению с электронно-лучевой обработкой. Она обеспечивает быстроту выполнения операций, низкую их стоимость, эти операции также менее сложны по исполнению. В отличие от обработки электронным Пучком лазерная обработка проводится вне вакуумной камеры.
Установка состоит из блока питания и лазерной головки. Число импульсов в минуту регулируется в пределах 0,25—12.
В настоящее время лазерная обработка успешно применяется прн сверлении твердых материалов (алмазов, коррозионно-стойких сталей, вольфрама и др.).
Химическое фрезерование (глубокое химическое травление) алюминиевых сплавов проводится в водном растворе едкого натра. Оно применяется в тех случаях, когда нельзя обработать деталь механическим путем, а иногда и в целях уменьшения массы или размера детали. Химическим фрезерованием можно снять металл со всей поверхности детали (общее травление) или с отдельных участков поверхности (мест• ное травление). При общем травлении происходит равномерное удаление металла со всей поверхности и в зависимости от времени травления — равномерное уменьшение толщины детали.
Химическим фрезерованием можно также получить деталь переменного сечения (по длине) путем постепенного извлечения ее из раствора. В этом случае более глубоко погруженный в раствор участок детали стравливается на большую глубину. Применяя специальные приспособления, можно получить-ступенчатое утонение или конус.
При местном травлении необрабатываемые поверхности покрывают специальными стойкими в применяемом растворе изолирующими покрытиями. Открытая-поверхность детали обрабатывается на заданную чертежом площадь и глубину. Равномерность травления и состояние поверхности после травления зависят от ее состояния до травления. Риски, царапины и забоины не удаляются с поверхностей, их кромки только сглаживаются, т. е. глубина дефекта не меняется, а шероховатость поверхности после травления получается меньше шероховатости исходного материала. Обработанная химическим фрезерованием деталь может подвергаться дальнейшей обработке (гибке, клепке, механической обработке и т. д.), так как свойства металла в этом случае не изменяются.
