Лучевые методы обработки

К лучевым методам формообразования поверхностей деталей машин относят электронно-лучевую и светолучевую (ла­зерную) обработку.

Электронно-лучевая обработка осно­вана на превращении кинетической энер­гии направленного пучка электронов в тепловую. Высокая плотность энергии сфокусированного электронного луча по­зволяет обрабатывать заготовки за счет нагрева, расплавления и испарения мате­риала с узколокального участка.

Схема установки для электронно­лучевой обработки (электронная пушка) приведена на рис. 5.15.

При размерной обработке заготовок установка работает в импульсном режиме, что обеспечивает локальный нагрев заго­товки. В зоне обработки температура дос­тигает 6000 °С, а на расстоянии 1 мкм от пятна фокусировки не превышает 300 °С. Продолжительность импульсов и интерва­лы между ними подбирают так, чтобы за один цикл успел нагреться и испариться только металл, находящийся под непо­средственным воздействием луча. Длитель­ность импульсов составляет 10^*... Ю^-6с, а частота 50... 6000 Гц.

Метод целесообразен при создании ло­кальной концентрации высокой энергии, широком регулировании и управлении тепловыми процессами. Вакуумные среды позволяют обрабатывать заготовки из лег-коокисляющихся активных материалов. С помощью электронного луча можно на­носить покрытия на поверхности загото­вок в виде пленок толщиной от несколь­ких микрометров до десятых долей мил­лиметра.

Электронно-лучевой метод перспекти­вен при обработке отверстий диаметром 1 мм... 10 мкм, прорезании пазов, резке заготовок, изготовлении тонких пленок и сеток из фольги. Обрабатывают заготовки из труднообрабатываемых металлов и сплавов, а также из неметаллических ма­териалов: рубина, керамики, кварца, полу­проводниковых материалов.

Светолучевая (лазерная) обработка основана на тепловом воздействии свето­вого луча высокой энергии на поверхность обрабатываемой заготовки. Источником светового излучения служит лазер - опти­ческий квантовый генератор (ОКГ).

Энергия светового импульса ОКГ обычно невелика и составляет 20... 100 Дж, но она выделяется в миллионные доли секунды и сосредоточивается в луче диа­метром -0,01 мм. В фокусе диаметр луча лазера составляет всего несколько микро­метров, что обеспечивает температуру в зоне воздействия с металлом 6000... 8000 °С. В результате этого поверхностный слой материала заготовки мгновенно расплав­ляется и испаряется.

Лазерную обработку применяют для прошивания сквозных и глухих отверстий, разрезки заготовок на части, вырезания заготовок из листовых материалов, прорезания пазов. Этим методом можно обраба­тывать заготовки из любых материалов, включая самые твердые и прочные. На­пример, лазерную обработку отверстий применяют при изготовлении диафрагм для электронно-лучевыхустановок. Диа­фрагмы изготовляют из вольфрамовой, танталовой, молибденовой или медной фольги толщиной ~ 50 мкм при диаметре отверстия 20... 30 мкм. С помощью ла­зерного луча можно выполнить контур­ную обработку по аналогии с фрезерова­нием, т.е. обработку поверхностей по сложному периметру. Перемещениями заготовки относительно луча управляет система ЧПУ, что позволяет прорезать в заготовках сложные криволинейные пазы или вырезать из заготовок детали сложной геометрической формы.

Дата добавления: 2015-07-25