Nekonvenční technologie obrábění – Technologie

 

   Otázka: Nekonvenční technologie obrábění

   Předmět: Technologie

   Přidal(a): Jakub H

 

NEKONVENČNÍ TECHNOLOGIE OBRÁBĚNÍ

  • Nekonvenční technologie obrábění jsou založeny na využití fyzikálního nebo chemického principu úběru materiálu
  • Jedná se převážně o bez silové působení nástroje na obráběný materiál, bez tvoření klasických třísek, vznikajících při obrábění řeznými nástroji.

 

 Výhody:

  • Vysoká přesnost
  • Vysoký výkon
  • Obráběni nezávisí na mechanických vlastnostech materiálu
  • Materiál nástroje nemusí být tvrdší než obráběný materiál
  • Vhodnost uplatnění v automatizovaných provozech, využití systémů CAD, CAM.
  • Zvýšení odolnosti proti korozi a únavové pevnosti

 

Nevýhody:

  • Vysoká cena
  • Nákladný servis
  • Vysoká kvalifikace pracovníků
  • Dostupnost

 

Použití:

  • Pro těžko obrobitelné materiály (tj. žáropevných a žárovzdorných ocelí, kalených ocelí a litin, keramických materiálů, slitinových kovů, titanových slitin, kompozitních slitin atd.),
  • Pro velmi přesné obráběni
  • Na pevné, tvrdé a křehké materiály
  • Na tvarově složité součásti
  • Výroba velmi malých děr nebo děr s nakřivenou osou
  • výroba přesných miniaturních součástí (vyšetřovací sondy v medicíně, v řídící a regulační technice),
  • různé pomocné operace (odstranění zalomených nástrojů, ojehlování)

 

Druhy:

  • Elektroerozivní obrábění
  • Elektrochemické obrábění
  • Obrábění ultrazvukem
  • Obrábění laserem
  • Obrábění paprskem elektronů
  • Obrábění plazmou
  • Obrábění vodním paprskem

 

ELEKTROEROZIVNÍ OBRÁBĚNÍ

Princip:

  • k úběru materiálu dochází přímím působením účinku elektrické energie anebo kombinací elektrické energie a mechanické práce

 

1) Elektrojiskrové obrábění

  • úběr materiálu je založen na krátkodobém intenzivním elektrickém výboji
  • výboj vzniká mezi elektrodami, anodou(obrobek) a katodou(nástroj), které jsou ponořeny v dielektrické (nevodivé) kapalině
  • výbojem vzniká teplo čímž se materiál natavuje a vypařuje
  • nástroj má negativní tvar obrobku
  • materiál nástroje: měď, mosaz, grafit
  • kapalina: olej, petrolej

Použití:

  • k výrobě dutin, zápustek, otvorů složitých tvarů
  • Pro těžko obrobitelné materiály
  • Pro nepřístupná místa

 

2) Anodomechanické obrábění

  • nástroj: kotouč, pás, drát
  • materiál nástroje: litina, měď, konstrukční ocel
  • elektrolyt: vodní sklo a glykol (zamezuje zasychání elektrolytu)
  • kapalina plní funkci izolátoru s chladícím účinkem

Princip:

  • k úběru materiálu dochází kombinovaným účinkem elektrické energie a mechanického tření
  • výboj vzniká mezi elektrodami mezi které je přiváděn elektrolyt
  • proces probíhá při vysokých teplotách
  • elektrolyt na povrchu vytváří nevodivou pasivační vrstvu (je vytvořená z usazujících se solí a oxidů)
  • rotující nástroj v místě obrábění pasivační vrstvu rozruší a setře

Použití:

  • broušení nástrojů
  • rozřezávání tvrdých a těžkoobrobitelných materiálů
  • vyřezávání profilů

 

ELEKTROCHEMICKÉ OBRÁBĚNÍ

  • úběr materiálu je založen na elektrochemickém rozpouštění materiálu obrobku
  • působením elektrického proudu v elektrolytu dochází mezi elektrodami k pohybu iontů

anoda – dochází k reakci a k následnému rozpouštění povrchu

katoda – se o tyto ionty obohacuje

nástroj – měď, nerez, ocel

pasivační vrstva – aby se usazování zabránilo musí se nástroj otáčet anebo elektrolyt proudit

  • zvláštním způsobem je elektrochemické broušení

 

1) Obrábění otáčející se elektrodou

  • elektrolyt s rozpustným brusivem

Použití:

  • broušení nástrojů
  • dělení materiálů (tvrdých, křehkých, těžkoobrobitelných)
  • výroba drážek

 

2) Obrábění proudícím elektrolytem

  • nástroj má negativní tvar obrobku
  • mezi nástrojem a obrobkem je mezera menší než 1 mm
  • elektrolyt je přiváděn velkou rychlostí

Použití:

  • tvarové obrábění (hloubení dutin různých tvarů)
  • těžko obrobitelné materiály

 

OBRÁBĚNÍ ULTRAZVUKEM

  • podstatou je řízené rozrušování obráběného materiálu
  • optimální frekvence je 20-30 kHz

Princip:

  • k úběru materiálu dochází účinkem brusiva, které se přivádí ve formě suspenze mezi ultrazvukem rozkmitaný nástroj a obrobek
  • zrna brusiva jsou rozkmitána a zároveň zatlačována do materiálu, čímž dochází k obrábění

Kapalina:

  • petrolej, voda, benzín

Brusivo:

  • karbid křemíku, karbid boru, korund

Nástroj:

  • houževnatý, pevný, pružný
  • konstrukční ocel, mosaz, měď, nerez ocel

Obráběné materiály:

  • tvrdé, křehké, elektricky nevodivé materiály
  • sklo, keramika, slinuté karbidy

Použití:

  • výroba děr
  • dělení materiálu
  • těžko obrobitelné materiály

 

OBRÁBĚNÍ LASEREM

  • laser je kvantový zesilovač světla (kvantový = má velké množství fotonů)
  • laser produkuje optické záření

Druhy:

  • Polovodičové
  • Kapalinové
  • Plynové (směs plynů, např. helium, argon)
  • Krystalové

Princip:

  • xenonová výbojka osvítí rubínovou tyčinku ze které se začnou uvolňovat fotony které procházejí přes polopropustné zrcadlo a optickou soustavou je paprsek usměrněn do konkrétního místa na obrobku
  • po dopadu se mění velká kinetická energie na tepelnou a dochází k natavení a odpaření materiálu

Použití:

  • dělení materiálu
  • gravírování
  • složitě tvarované součásti
  • medicína – chirurgie

 

OBRÁBĚNÍ ELEKTRONOVÝM PAPRSKEM

  • zařízení je umístěno ve vakuové (vzduchoprázdné) komoře
  • komora je vyrobena z korozivzdorné oceli

Princip:

  • zdrojem svazku elektronů je wolframová katoda
  • přes elektromagnetickou čočku je paprsek usměrňován na materiál
  • velká kinetická energie se mění na tepelnou a dochází k natavení a vypaření
  • obrábění probíhá ve vakuu aby elektrony nebrzdily částice o2

Použití:

  • výroba velmi malých děr
  • dělení materiálu
  • v jaderném průmyslu

 

OBRÁBĚNÍ PLAZMOU

  • plazma je směs volných elektronů, pozitivně nabitých iontů a neutrálních atomů
  • pracovní plyn – vzduch, argon, vodík, dusík, a jejich směs

Princip:

  • plazma vzniká působením elektrického oblouku v plazmové pistoli kdy dochází k disociaci –
  • (rozštěpení) plazmového plynu na ionty a volné elektrony
  • při vysokých teplotách dochází k odtavování a vypařování částic materiálu
  • 10 000 – 30 000 °C

Použití:

  • dělení materiálu
  • těžko obrobitelné materiály
  • hloubení
  • svařování

 

OBRÁBĚNÍ VODNÍM PAPRSKEM

  • moderní, kvalitní, a ekologická metoda
  • cílem je vysoká přesnost
  • tloušťka materiálu je 1 až 200 mm

Základní postupy:

  • Čistým vodním paprskem
  • měkčí a tenčí materiály
  • Vodním paprskem s abrazivem
  • sklo, keramika, ocel
  • tvrdé materiály
  • abraziva: karbid křemíku, diamantový prach, korund, granátový písek

Princip:

  • vysokotlaké zařízení umožňuje stlačit vodu až na 4150 barů
  • ve směšovací komoře do vodního proudu přimísíme abraziva
  • pohyb paprsku je řízen počítačem (přesnost, opakovatelnost výroby)

Výhody:

  • přesnost
  • rychlost
  • nedochází k tepelným šokům
  • naprogramování
  • nedochází ke změně struktury materiálu
  • čistý řez bez otřepů
  • nevznikají žádné škodlivé plyny a páry
  • nedochází k porušení povrchové úpravy materiály
  • malý prořez

Nevýhody:

  • cena, náklady údržbu
  • nevyhnutelný kontakt s vodou -> nutnost ošetření kovových materiálů
  • u nasákavých materiálů je nutné vysoušení
  • možnost změny barvy nebo znečištění některých materiálů

Využití:

  • dělení materiálu
  • tvarově složité součásti
  • použití na velké množství materiálů





Další podobné materiály na webu: