Электрофизикохимическая обработка с применением плазменного катода-инструмента

• Автор: Грачев, Олег Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.02.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Тула
• Количество страниц: 163 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
ЕЕ Аналитический обзор методов обработки материалов, связанных с воздействием концентрированными потоками энергии
1.1.1 .Электрохимическая обработка
1.1.2. Лазерная обработка
1.1.3. Комбинированные методы обработки
1.2. Общая характеристика способов создания нетвердотельных проводников электрического тока применительно к использованию в качестве катодов-инструментов при электрохимической обработке
1.2.1 .Плазма дугового разряда
1.2.2. Сжатая электрическая дуга
1.2.3. Плазма СВЧ-разряда
1.2.4. Плазма, полученная вследствие оптического пробоя среды импульсным лазерным излучением
1.3. ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ I. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ... 35 ГЛАВА II. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ЭЛЕКТРОФИЗИКОХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ
ПРИМЕНЕНИЕМ ПЛАЗМЕННОГО КАТОДА-ИНСТРУМЕНТА
2.1. Моделирование тепло переноса в электролите с учетом его течения в межэлектродном промежутке в процессе электрофизикохимической обработки с применением плазменного катода-инструмента
2.2. Моделирование процесса анодного растворения материала заготовки при электрофизикохимической обработке с применением плазменного катода-инструмента
2.3. ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ II
ГЛАВА III. РАЗРАБОТКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ПРОЦЕССА ЭЛЕКТРОФИЗИКОХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ
ПРИМЕНЕНИЕМ ПЛАЗМЕННОГО КАТОДА-ИНСТРУМЕНТА
3.1. Анализ и обоснование выбора возможных технологических схем обработки с применением плазменного катода-инструмента
3.2. Разработка и создание экспериментального оборудования
3.2.1. Компоненты установки, серийно выпускаемые
промышленностью
3.2.1.1. Лазерная установка с оптической системой
3.2.1.2. Система позиционирования анода-заготовки
3.2.1.3. Источник питания технологической ячейки
3.2.1.4. Измерительное устройство
3.2.1.5. Система подачи и хранения электролита

3.2.2. Разработка и создание оригинальных компонентов и систем экспериментальной установки
3.2.2.1. Разработка и создание токоподводов к плазменному катоду-инструменту
3.2.2.2. Технологическая ячейка
3.2.3. Создание экспериментальной установки ЛЭУ
3.2.4 Алгоритм подготовки установки ЛЭУ-1 к работе
3.3. ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ III
ГЛАВА IV. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ЭЛЕКТРОФИЗИКОХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ С ПРИМЕНЕНИЕМ ПЛАЗМЕННОГО КАТОДА-ИНСТРУМЕНТА
4.1. Комплексная методика проведения экспериментальных исследований процесса электрофизикохимической обработки с применением плазменного катода-инструмента
4.1.1. Методика исследования электрических параметров процесса обработки
4.1.2. Методика исследования токоподводов к плазменному катоду-инструменту в процессе обработки
4.1.3. Методика исследования электрофизикохимического формообразования с применением плазменного катода-инструмента
4.1.4. Методика исследования получения искусственных рельефов
на поверхностях анода-заготовки
4.2. Исследование электрических параметров
электрофизикохимической обработки с применением плазменного катода-инструмента
4.3. Исследование токоподводов к плазменному катоду-инструменту
в процессе обработки
4.4. Исследование электрофизикохимического формообразования с применением плазменного катода-инструмента
4.5. Исследование получения искусственных рельефов с применением плазменного катода-инструмента
4.6. ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ IV
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
В подавляющем большинстве случаев обработка деталей в современной промышленности осуществляется с помощью механической обработки. На точность механической обработки влияет ряд факторов, обусловленных наличием определенных физических явлений при воздействии инструмента на обрабатываемый материал: износ формообразующих инструментов, упругие перемещения элементов станков, приспособлений и инструментов вследствие возникновения силовых явлений, деформация обрабатываемых заготовок, тепловые явления, происходящие в технологической системе и в смазочно-охлаждающей жидкости. Кроме того, для достижения заданной точности и качества поверхности при реализации способа механической обработки зачастую обработку производят за несколько технологических переходов.
Снять ограничения, присущие механическим методам обработки, представляется возможным путем использования методов, основанных на воздействии концентрированными потоками энергии на обрабатываемый материал.
Общими характерными свойствами методов, основанных на воздействии концентрированными потоками энергии, обеспечивающими им преимущества по сравнению с механической обработкой, являются [91]:
1) Практическая независимость от твердости и вязкости обрабатываемого материала;
2) Обработка практически без силового воздействия на обрабатываемое изделие;
3) Простота автоматизации процесса обработки, возможность многостаночного обслуживания.
Таким образом, использование концентрированных потоков энергии в технологических процессах изготовления деталей позволяет существенно

1.3. ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ I. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
На основании проведенного анализа состояния вопроса, можно сделать
следующие выводы:
1. Существующие методы обработки материалов концентрированными потоками энергии, такие как электрохимическая, лазерная обработка, а также методы обработки, основанные на комбинированном воздействии, имеют ряд недостатков, таких как наличие вероятности коротких замыканий, ограничения электродов-инструментов по предельной токовой нагрузке для электрохимической обработки, наличие зон термического влияния, трудности управления процессом в направлении лазерного излучения для лазерной обработки, трудности технологического характера для комбинированной лазерно-электрохимической обработки.
2. Установлено, что разработка способа электрохимической обработки нетвердотельными электродами-инструментами, является достаточно перспективной задачей, поскольку в данном случае будет исключен ряд недостатков классической электрохимической обработки, таких как вероятности коротких замыканий и наличие ограничений электрода-инструмента по токовой нагрузке, что особенно актуально при микрообработке.
3. Выявлено, что наиболее подходящим способом создания нетвердотельных электродов-инструментов для электрообработки, является способ получения плазменных каналов, основанный на явлении оптического пробоя различных сред лазерным излучением наносекундной длительности.
4. Установлено, что на сегодняшний день в литературе отсутствуют сведения о применении плазменных каналов в технологических целях. Поэтому вопрос использования данных каналов в качестве катодов-