Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

F YZIKÁLNÍ METODY OBRÁBĚNÍ Ing. Jana Kalinová 2013 Elektrochemické obrábění Chemické Ultrazvukové.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "F YZIKÁLNÍ METODY OBRÁBĚNÍ Ing. Jana Kalinová 2013 Elektrochemické obrábění Chemické Ultrazvukové."— Transkript prezentace:

1 F YZIKÁLNÍ METODY OBRÁBĚNÍ Ing. Jana Kalinová 2013 Elektrochemické obrábění Chemické Ultrazvukové

2 Elektrochemické obrábění je beztřískové, na principu ELEKTROLÝZY Obrobek ponořen v elektrolytu Obrobek = anoda je rozrušován Nástroj = katoda kopíruje tvar obrobku Úběr materiálu je v mezeře mezi anodou a katodou Pracovní mezera 0,05 až 1 mm Proud v mezeře až 1000 A/cm 2 Napětí stejnosměrného proudu 5 až 30 V

3 1 – obrobek (anoda) 2 – napájecí zdroj 3 – nástroj (katoda) 4 – pracovní vana 5 – elektrolyt Elektrochemické obrábění

4 Vlastnosti elektrolytu Vedení elektrického proudu Určuje podmínky rozpouštění anody Odvádí z pracovního prostoru teplo Odvádí produkty vzniklé chemickými reakcemi

5 Druhy elektrolytů pro E-Ch obrábění NaCl (konc. 5% až 20%) – pro slitiny Fe, Ni, Cu, Al, Mg, Ti NaNO 3 (konc. 10% až 20%) – pro slitiny Fe, Al, Cu, Zn NaClO 3 (konc. 20% až 45%) – pro oceli HCl a H 2 SO 4 (konc. do 10%) – pro slitiny Ni, Cr, Co NaOH (konc. Do 10%) – pro W, Mo, SK

6 Produktivita E-Ch obrábění Závisí na hustotě proudu Rychlosti proudění elektrolytu Na množství aktivních činidel v elektrolytu Při vysoké hustotě proudu však může vzniknout na povrchu pasivační (nežádoucí) vrstva, která brání anodickému rozpouštění !!! Téměř neobrobitelné jsou litiny, slitiny s vysokým % C a duraly obsahující Si !!!

7 Srovnání s elektroerozívním obráb.

8 Hloubení dutin a obrábění tvarů Použití pro formy, tvarové plochy Nástroj má negativní tvar vyráběného povrchu Katoda je „vtlačována“ do povrchu obrobku Vzdálenost elektrod je 0,05 až 1 mm Nástrojový materiál je mosaz, měď, antikoro, grafit, kompozit (grafit a měď) Dosahované Ra = 0,2 až 2 μm Proud v mezeře až 1000 A/cm 2 Napětí stejnosměrného proudu 5 až 30 V

9 1 – napájecí zdroj 2 – mechanismus posuvu 3 – odsávání 4 – filtr 5 – nástroj 6 – obrobek 7 – pracovní stůl 8 – čerpadlo 9 – zásobník elektrolytu 10 – filtr 11 – nádrž s elektrolytem 12 – izolace Hloubení dutin - zařízení

10 Vnější tvarové plochy - zařízení 1 – nástroj 2 – rozvod elektrolytu 3 – čerpadlo 4 – nádrž s elektrolytem 5 – chladič 6 – filtr 7 – regulátor tlaku 8 – pracovní komora 9 – obrobek

11 d min 0,5 až 5 mm Poměr l/d200 Tolerance díry± 0,05 mm ElektrolytH 2 SO 4 ; HNO 3 Napětí20 až 100 V Tlak elektrolytu3 až 10 kPa Rychlost vrtání1 až 3,5 mm/min Vrtání STEM Shaped Tube Electrolytic Machining – elektrolytické vrtání tvarovou trubkou

12 d min 0,2 až 2 mm Poměr l/d100 Tolerance díry± 0,03 mm ElektrolytH 2 SO 4 ; HNO 3 Napětí100 až 500 V Tlak elektrolytu3 až 20 kPa Rychlost vrtání1 až 4 mm/min Vrtání ECF Electro-chemical Fine drilling – jemné elektrochemické vrtání

13 d min 0,125 až 1 mm Poměr l/d50 Tolerance díry± 0,03 mm ElektrolytH 2 SO 4 ; HNO 3 Napětí300 až 600 V Tlak elektrolytu3 až 10 kPa Rychlost vrtání1 až 3,5 mm/min Vrtání ESD Electro-stream drilling – elektrolytické vrtání proudem elektrolytu

14 Odstraňování otřepů po obrábění 1 – izolace 2 – nástroj 3 – otřep 4 – obrobek 5 – přívod elektrolytu Tvarovou elektrodou

15 Odstraňování otřepů po obrábění 2 – nástroj 4 – obrobek Segmentovou elektrodou

16 Odstraňování otřepů po obrábění 2 – nástroj 4 – obrobek V lázni

17 Elektrochemické broušení 1 – přívod elektrolytu 2 – brousící nástroj 3 – obrobek Úběr E-Ch z 90%, broušením z 10%

18 Elektrochemické honování 1 – pohon 2 – nástroj 3 – napájecí zdroj 4 – zás. elektrolytu 5 – čerpadlo 6 – obrobek 7 – honovací lišta 6x vyšší produktivita x klasickému

19 Elektrochemické leštění 1 – teplotní stabilizace 2 – napájecí zdroj 3 – nástroj 4 – elektrolyt 5 – cirkulace elektrolytu 6 – chlazení 7 – obrobek Pro vnitřky nerez. cisteren, trubek a folie

20 Chemické obrábění Pro řízené obrábění se využívají chemické reakce mezi obrobkem a chemickou látkou Pro křemíkové slitiny v elektromechanice se využívá anizotropické leptání

21 Princip chemického leptání Odleptání vrstvy materiálu chemickou reakcí Chemikálie: kyseliny, hydroxidy Neodleptaná místa se chrání „maskou“ Maska = lak nebo pryskyřice, tl. max. 2mm Vhodné materiály k leptání: hliník a slitiny Al, konstrukční neleg. oceli, nerezové oceli, měď a slitiny Cu, titan

22 Pracovní parametry Maximální doba leptání 10hod Odleptání až 0,4mm/min Podleptání masky v hodnotě hloubky leptu Leptání tvoří pouze oblé hrany Obrobek se vkládá do lázně pod 45° !!!

23 Oblast použití leptání Tvarově složité reliéfy pro tampoprint Nosníky leteckých konstrukcí Potahy křídel hliníkových letadel Tenkostěnné výrobky (bez deformace) Díry do folií tenkostěnných trubek, aj.

24 Chemické leptání 1 – maska 2 – chemikálie 3 – odleptané částice mat. 4 – obrobek a – podleptání h – hloubka leptání r – rádius leptání

25 Anizotropické leptání Pro opracování křemíku Tvar vyleptané dutiny závisí na krystalografické orientaci povrchu obrobku (plátku křemíku) Závisí na tvaru a orientaci dutiny v krycí masce Závisí na použitém leptacím alkalickém roztoku a teplotě Tvary odleptaných děr

26 Anizotropické leptání 110 – ve směru roviny probíhá odleptání rychle 100 – kolmo na ni probíhá odleptání pomaleji 111 – ve směru kolmo na rovinu je leptání téměř nulové [2] Krystalové roviny – popsány Millerovými indexy

27 Obrábění mechanické - ultrazvukem Pro vodivé i nevodivé materiály !!! Jde o mechanický úběr řízeným rozrušováním materiálu obrobku účinkem pohybu zrn abrazívního materiálu a působením kavitační eroze. Abrazivo: zrna diamantu kubický nitrid boru karbid boru karbid křemíku korundu, v objemu 30% - 40%

28 Obrábění mechanické - ultrazvukem Kavitační eroze: povrchové rozrušení materiálu účinkem praskání vzduchových bublinek v kapalině, které vznikají za konkrétních teplotních a tlakových podmínek při určité rychlosti proudění kapaliny. Kapaliny: voda petrolej líh strojní olej

29 Obrábění mechanické - ultrazvukem 1 – kapalina 2 – nástroj 3 – brousící zrna 4 – přívod zrn a kapaliny 5 – obrobek Princip: nástroj kmitá v kolmém směru 18 až 25 kHz kapalina s abrazivem je přiváděna mezi nástroj a povrch obrobku zrna jsou přitlačována stálou silou k obrobku nástroj je „překopírován“ do obrobku

30 Ultrazvukové zařízení 1 – generátor ultrazvukových kmitů 2 – systém pro vytvoření mechanických kmitů 3 – přívod brousících zrn a kapaliny 4 – obrobek 5 – nástroj

31 Stroj pro obrábění ultrazvukem Generátor ultrazvukových kmitů Mění střídavý elektrický proud o frekvenci 50Hz na proud o frekvenci 18 až 25kHz Výstupní výkon generátoru bývá 0,2 až 4 kW Systém pro vytvoření mechanických kmitů Mění elektromagnetické kmity na mechanické Využívá magnetostrikce = feromagnetické materiály mění své rozměry při vložení do magnetického pole

32 Stroj pro obrábění ultrazvukem CNC řídící systém Moderní řídí pohyb minimálně ve 4 osách Reguluje přítlačnou sílu nástroje Reguluje rychlost pohybů a frekvenci kmitů nástroje Systém pro přívod brousících zrn Řídí přívod abraziva a kapaliny Kapalina odvádí opotřebovaná zrna z pracovní mezery Podle viskozity kapalina tlumí pohyb kmitajících zrn

33 Nástroje pro obrábění ultrazvukem Materiály Konstrukční ocel Korozivzdorná ocel Měď, Mosaz Tvar nástroje Odpovídá vyráběné ploše Kvůli rychlému opotřebení jsou nástroje vybaveny upínaním pro rychlou výměnu

34 Obrobitelnost materiálů (poměrná) Dána jejich tvrdostí a křehkostí: Sklo (etalon)1,0 Rubín0,9 Ferit0,8 Germánium0,6 Křemík0,5 Keramika0,3 Achát0,3 Slinutý karbid0,05 Grafitneuv. Kevlarneuv. Plasty jsou neobrobitelné !!!

35 Obrábění mechanické - ultrazvukem Nerotační dutiny Otevřené drážky 1 – nástroj, 2 – obrobek

36 Obrábění mechanické - ultrazvukem Kruhové díry Závity 1 – nástroj, 2 – obrobek

37 Obrábění mechanické - ultrazvukem Průchozí drážky Tvarové drážky 1 – nástroj, 2 – obrobek

38 Obrábění mechanické - ultrazvukem Technologické aplikace: řezání tyčí z křemene nebo rubínu tl. do 5mm hloubení průchozích děr, průměr do 10mm hloubení dutin, průměr do 120mm, hl. 6mm broušení rovinných ploch volným brusivem Ostatní aplikace: nedestruktivní zkoušení materiálů čištění povrchů (lékařství, optika,…) svařování plastů

39 ŘASA, Jaroslav, Přemysl POKORNÝ a Vladimír GABRIEL. Strojírenská technologie vyd. Praha: Scientia, 2001, 221 s. ISBN Použité zdroje


Stáhnout ppt "F YZIKÁLNÍ METODY OBRÁBĚNÍ Ing. Jana Kalinová 2013 Elektrochemické obrábění Chemické Ultrazvukové."

Podobné prezentace


Reklamy Google