+ All Categories
Home > Documents > Cap11.Neconventionale

Cap11.Neconventionale

Date post: 18-Jul-2015
Category:
Upload: vlad-timanoti
View: 225 times
Download: 0 times
Share this document with a friend
14
 Maşini-unelte pentru prelucrări neconvenţionale 11 MAŞINI-UNELTE PENTRU PRELUCRĂRI NECONVENŢIONALE 11.1. PROCEDEE DE PRELUCRARE Legile sinectice de dezvoltare a tehnologiilor marchează trecerea de la utilizarea energiilor inferioare (ene rgi a ter mic ă şi me canică ) la imp le me nta rea 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 pr elucrarea unor materiale cu proprietăţi deosebite (dure, casante etc.); - permit obţinerea cu mare precizie a unor suprafeţe specia le 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 p rin electroeroziune: prin scântei; prin impulsuri; prin contact.  b. Pre lucră ri ele ctroc himic e: spa ţiale; de finisare. c. Prelucrări prin abraziune: aşchiere cu micropulberi; cu ult rasunete; 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 acce leraţi 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
Transcript

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


Recommended