Tehnologii de lucrări neconvenţionale

Îndrumător: Filoṣ Mihaela

Candidat: Curcă liviu

CAP.I. ASPECTE GENERALE PRIVIND TEHNOLOGIILE NECONVENTIONALE

CAP II. PRELUCRAREA PRIN ELECTROEROZIUNECAP.III. PRELUCRAREA PRIN EROZIUNE

ELECTROCHIMIC CAP.IV. PRELUCRAREA PRIN EROZIUNE CHIMICĂCAP.V. PRELUCRAREA PRIN EROZIUNE ELECTRICĂ

ŞI ELECTROCHIMICĂCAP.VI. PRELUCRAREA PRIN EROZIUNE CU PLASMĂCAP.VII. PRELUCRAREA PRIN EROZIUNE CU

RADIAŢIICAP.VIII. PRELUCRAREA CU ULTRASUNETE BIBLIOGRAFIE

CUPRINS

Prelucrările neconvenţionale sunt definite ca fiind acele procedee care îndeplinesc cel puţin una dintre condiţiile:

 sunt eficiente pentru prelucrarea unor materiale cu proprietăţi deosebite (de exemplu cu duritate mare, sau casante etc.);

permit obţinerea cu mare precizie a unor suprafeţe speciale ca formă,dimensiuni, rugozitate (cu microasperităţi);

se aplică în medii speciale, ionizate sau nu, la presiuni mari sau vid. 

CAP.1. ASPECTE GENERALE PRIVIND TEHNOLOGIILE NECONVENŢIONALE

 Exemple de utilizări : ştanţe şi matriţe complexe; camele de la strungurile automate; camele pentru mecanismul de avans radial de patrundere al masinilor de

rabotat; sabloane cu diferite contururi, cu caracter didactic etc.; acoperiri metalice ;gravarea unor profile complexe tăierea unor contururi foarte precise sau a unor materiale extradure şi

foarte groase / subţiri; confecţionarea unor filtre şi site metalice extrem de fine; capace pentru gurile vizitare a rezervoarelor hidraulice; extragerea din piese a unor scule rupte sau a unor organe de asamblare;piese cu profil complex, din materiale dure, care nu permit

utilizarea procedeelor de prelucrare mecanice clasice.

1. PRELUCRAREA PRIN ELECTROEROZIUNE 2. PRELUCRAREA ELECTROCHIMICĂ3. PRELUCRAREA ANODO -MECANICĂ4. PRELUCRAREA CHIMICĂ5. PRELUCRAREA CU FASCICUL DE ELECTRONI 6. PRELUCRAREA CU LASER7.  PRELUCRAREA CU PLASMĂ8. PRELUCRAREA CU ULTRASUNETE

CLASIFICAREA PROCEDEELOR NECONVENŢIONALE DE PRELUCRARE

Avantaje Dezavantaje

1.Utilizarea în domenii în care tehnologiile clasice (aşchierea, deformarea plastică) nu se pot aplica.

1.Necesită instalaţii complexe

2.Tehnologiile sunt complet automatizate, deci calitatea produselor este asigurată din proiectare;

2.Necesită medii de lucru deosebite (presiuni mari, sauvid, sau medii speciale deionizare).

3.Productivitatea este ridicată; 3.Necesită personal cu o înaltă calificare;

4.Sunt eficiente din punct devedere tehnico-economic la producţii de serie mare.

4.Costul prelucrării este mai mare decât la prelucrările prin procedee convenţionale şi poate fi redus prin creşterea numărului de piese de acelaşi tip prelucrate.

AVANTAJE ŞI DEZAVANTAJE

CAP II. PRELUCRAREA PRIN ELECTROEROZIUNE

Prelucrarea prin electroeroziune se bazează pe efectele erozive complexe, discontinue şi localizate ale unor descărcări electrice prin impuls, amorsate repetat între electrodul – sculă 1 şi piesa de prelucrat 2 (fig. 1.1) care sunt conectate la sursa de curent U. Piesa şi electrodul – sculă sunt scufundate în dielectricul 3 şi între ele există un spaţiu S numit interstiţiu de prelucrare în care au loc descărcările electrice. Acestea conduc la desprinderi de material atât din electrodul – sculă, cât mai ales din piesă.

Un rol important în procesul de prelucrare electroerozivă îl are dielectricul utilizat, adică lichidul în care are loc descărcarea electrică şi circulaţia lui, de care depinde în mare măsură productivitatea prelucrării. Dielectricul trebuie să îndeplinească urmatoarele condiţii:

să-şi păstreze vâscozitatea în timpul prelucrării; să aibă conductibilitate termică şi electrică reduse; să aibă temperatura de aprindere peste ; să se evapore cât mai puţin în timpul prelucrării, iar vaporii să nu fie

nocivi; să fie stabil chimic la descărcări electrice repetate; să-şi păstreze proprietăţile fizico – chimice în timp; să nu coste mult şi să poată fi filtrat şi reutilizat. să-şi păstreze vâscozitatea în timpul prelucrării;

Dielectrici utilizaţi la prelucrarea prin electroeroziune:

Prelucrarea prin eroziune electrochimică se bazează pe fenomenul dizolvării anodice, adică trecerea în soluţie a materialului din care este confecţionat anodul prin nişte reacţii chimice simple.

În interstiţiul de lucru au loc o serie de fenomene fizico – mecanice şi chimice, datorită trecerii curentului electric prin electrolit, între electrodul – sculă şi piesă. Ionii pozitivi de la anod trec în soluţie şi reacţionează cu ionii negativi existenţi în electrolit, formând compuşi chimici (hidroxizi metalici) care se depun ca reziduuri în electrolit.

CAP.III. PRELUCRAREA PRIN EROZIUNE ELECTROCHIMICĂ

În fig. 2.1 este reprezentat schematic un proces de dizolvare anodică a unui oţel, având ca electrolit o soluţie apoasă de NaCl. Hidroxizii de fier se vor depune în cuva de electroliză, iar hidrogenul care se degajă la catod, împreună cu sărurile produse (noxe), motiv pentru care băile trebuie închise şi prevăzute cu aerisire forţată.

La prelucrarea prin eroziune electrochimică, pe suprafaţa piesei de prelucrat se formează o peliculă pasivă care împiedică desfăşurarea în continuare a eroziunii. După modul cum se înlătură această peliculă, există mai multe metode de prelucrare prin eroziune electrochimică.

Prelucrarea prin eroziune chimică se bazează pe atacul suprafeţei de prelucrat cu o substanţă chimică activă. Operaţia se realizează prin introducerea piesei de prelucrat în soluţii speciale, îndeosebi în soluţii sodice. Compoziţia acestora se alege în funcţie de natura metalului de prelucrat şi de cantitatea de material care se îndepărtează în unitatea de timp. Randamentul prelucrării este influenţat de compoziţia chimică a electrolitului, temperatura băii, compoziţia chimică a obietului supus eroziunii şi în special structura cristalină a acestuia, având în vedere că atacul se produce la limita de separare a cristalelor.

În fig. 3.1 se prezintă un exemplu de prelucrare prin eroziune chimică.

CAP.IV. PRELUCRAREA PRIN EROZIUNE CHIMICĂ

Prelucrarea prin eroziune electrică se face cu o productivitate mică şi cu o precizie dimensională şi o calitate a suprafeţei foarte bune, iar prelucrarea prin eroziune electrochimică au o productivitate mare şi o precizie dimensională şi o calitate a suprafeţei mai slabe.

Schemele de lucru ale maşinilor de prelucrare prin eroziune electrică şi electrochimică sunt prezentate în fig. 4.2: a – debitare cu disc; b – debitare cu bandă; c – ascuţirea sculelor aşchietoare; d – rectificare plană; e – rectificarea suprafeţelor profilate; f – netezirea ghidajelor; g – decupare după contur cu electrod filiform.

Maşini de prelucrat prin eroziune electrică şi electrochimică : maşina de debitat cu electrod , maşina de găurit(Fig. 4.3. b. Maşina de găurit)

CAP.V. PRELUCRAREA PRIN EROZIUNE ELECTRICĂ ŞI ELECTROCHIMICĂ

Maşina de găurit: 1 – placă de bază; 2 – batiu; 3 – cap de găurit cu electrod sculă; 4 – electrod – sculă; 5 – masa maşinii; 6 – şurub pentru ridicarea – coborârea mesei; 7 – cuvă cu lichid de lucru; I, II – mişcările electrodului – sculă; III – mişcare de poziţionare a mesei; 8 – suport.

Plasma este o substanţă aflată într-o stare de agregare asemănătoare celei gazoase, puternic sau complet ionizată, alcătuită dintr-un amestec de molecule, ioni şi electroni.

Aplicaţii tehnologice ale prelucrării cu plasmă1. Tăierea metalelor cu arc de plasmă2. Prelucrări prin aşchiere cu încălzire limitată cu jet de plasmă

a) – Strunjirea cilindrică exterioară

b) – Frezarea

c) – Rabotarea3.Metalizarea cu plasmă

CAP.VI. PRELUCRAREA PRIN EROZIUNE CU PLASMĂ

1.Prelucrarea cu fascicul de electroniProcedeul se bazează pe fenomenul de emisie

termoelectronică, adică pe proprietatea unui catod încălzit de a emite un flux de electroni. 

Prelucrarea cu fasciculul de electroni are urmatoarele aplicaţii:

– Sudarea– Găurirea– Topirea

CAP.VII. PRELUCRAREA PRIN EROZIUNE CU RADIAŢII

Prelucrarea cu fascicul de ioni se bazează pe fenomenul emisiei de electroni de către un catod încălzit care ionizeaza moleculele unui gaz monoatomic (Ar, He, Xe), ionii astfel obţinuţi fiind puternic acceleraţi de către un câmp electric.

2. Prelucrarea cu fascicul de ioni

Procedeul s-a dovedit a fi deosebit de eficient la prelucrarea materialelor dure şi extradure: carburi metalice, oţeluri refractare, oţeluri inoxidabile şi înalt aliate. Cu ajutorul acestui procedeu se pot realiza microsuduri de mare fineţe, debitări, găuriri şi frezări. Pentru fiecare din aceste prelucrări s-au realizat instalaţii specifice.

Clasificarea procedeelor de prelucrare cu ajutorul ultrasunetelor

1. Prelucrări prin eroziune abraziv2. Prelucrări bazate exclusiv pe efectul cavitaţiei3. Prelucrări cu adăugare de material cu ajutorul ultrasunetelor 4. Tratamente realizate cu ajutorul ultrasunetelor

Procedee de prelucrare prin eroziune cu ajutorul ultrasunetelor

1. Prelucrarea ultrasonică cu suspensie abrazivă; 2. Prelucrarea ultrasonică cu sculă abrazivă.

CAP.VIII. PRELUCRAREA CU ULTRASUNETE

Suspensia abrazivă contribuie atât la procesul de prelevare de material din semifabricat, cât şi la îndepărtarea din zona de lucru a particulelor de material detaşate din semifabricat şi din sculă.

1)Amza, Gh. ş.a. – Tratat de tehnologia materialelor (vol II), Editura Academiei Romane, Bucureşti, 2002.

2) Bertrand Dubus, Christian Vanhille, Cleofé Campos-Pozuelo, Christian Granger, On the physical origin of conical bubble structure under an ultrasonic horn, disponibil la: www.elsevier.com/locate/ultsonch

3) Ceaşescu, N., Popescu, I. – Tehnologii neconvenţionale, Editura Scrisul Românesc, Craiova, 1982.

4) Dixon S., Burrows S.E., et al., Detection of cracks in metal sheets using pulsed laser generated ultrasound and EMAT detection, disponibil la: www.elsevier.com/locate/ultras

5) Gavrilaş, I., Marinescu, N.I. Prelucrarea prin electroeroziune şi electrochimic - abrazivă.Vol. 1 şi 2. Bucureşti: Editura Tehnică, 1980

6) Gavrilaş, I., Marinescu, N.I. Tehnologii neconvenţionale. Îndrumar de laborator Bucureşti: Institutul Politehnic, 1983;

7) Gavrilas, I., Marinescu, N.I. – Prelucrări neconvenţionale în construcţiia de maşini, Editura Tehnică, Bucureşti, 1991.

 8) Marinescu, N.I., Nanu, D. Tehnologii neconvenţionale. Teze de doctorat. Bucureşti:Scripta, 1998; 

9) Nagiţ, Gh. Tehnologii neconvenţionale. Iaşi: Universitatea Tehnică „Gh. Asachi” Iaşi, 1998;

10) Nanu, A. – Tehnologia materialelor, Editura Didactică şi Pedagogică, Bucureşti, 1977.

11) Slătineanu, L. Tehnologii neconvenţionale în construcţia de maşini. Iaşi: 2000

BIBLIOGRAFIE