6.4 Лучевые методы размерной обработки
Такие методы основаны на удалении обрабатываемого материала испарением и плавлением под действием лучевых потоков или высокоэнергетических струй с плотностью энергии 107 - 109 Вт/см2.
При электронно-лучевой обработке, сфокусированный поток электронов испаряет вещество заготовки образуя кратер (отверстие) соответствующее пятну фокусировки. Так как пучок электронов можно сфокусировать в пятно размером до 0,01мм, этим методом можно обрабатывать отверстия малого диаметра или производить чрезвычайно тонкие резы на материалах любой твердости, независимо от их электропроводности.
Процесс может быть реализован только в условиях достаточно глубокого вакуума (< 10-5 мм рт.ст.). Поэтому наиболее перспективно его применение в космических условиях, хотя и в земных условиях он достаточно широко применяется, для чего используются вакуумные камеры различных размеров (вплоть до 10м в диаметре).
Оборудование для реализации метода обычно работает в многоимпульсном режиме с частотой следования импульсов 10 -1000Гц и длительностью импульсов 15-100мкс. При этом диаметр электронного пучка в фокальной плоскости составляет 10 - 50мкм, а плотность энергии 107-108 Вт/см2.
Рис.31
При лазерной обработке используются как импульсные лазеры, так и лазеры с непрерывным потоком излучения. Для обработки отверстий чаще используют импульсные лазеры, постепенно испаряя слой за слоем материал заготовки. Лазером можно производить резку самых различных материалов, перемещая луч относительно заготовки по любому, сколь угодно сложному контуру. В настоящее время таким способом производят резку металлов толщиной до 10 мм, различных пластиков, тканей, кожи и т.д. Метод также позволяет обрабатывать заготовки любой твердости. Так, с помощью лазерной обработки, получают алмазные волоки для производства проволоки, камни рубиновых подшипников (для часов).
Недостатком лазерной обработки является чрезвычайно низкий КПД современных лазеров (1-2%) и наличие на поверхности реза термически изменённого слоя, что иногда недопустимо или может затруднять последующую обработку.
Экзаменационные вопросы по курсу «Технология металлов»
Металлы и сплавы. Основные свойства металлов. Классификация металлов.
Сплавы на металлической основе. Основные понятия: сплав, кристаллизация, кристаллическая решетка. Виды сплавов.
Свойства металлов и сплавов. Группы свойств. Основные требования, предъявляемые к конструкционному материалу. Физические и химические свойства.
Механические свойства. Основные понятия: напряжение, деформация, прочность, пластичность.
Особенности механических свойств. Коэффициент совершенства конструкции.
Механические свойства. Особенности определения твердости.
Механические свойства. Их определение при испытании на растяжение.
Механические свойства. Особенности определения ударной вязкости.
Эксплуатационные (служебные) свойства. Технологические свойства. Общие закономерности.
Литейные свойства и их особенности.
Деформируемость как технологическое свойство. Особенности испытаний на деформируемость.
Обрабатываемость резанием. Ее определение.
Примеси в сталях и чугунах. Влияние примесей на свойства сталей.
Классификация сталей по качеству. Указания на данную классификацию в марках отечественных сталей.
Углерод и ее влияние на свойства сталей. Условные обозначения легирующих элементов в марках отечественных сталей.
Влияние легирующих элементов на свойства сталей.
Классификация сталей. Особенности маркировки отечественных углеродистых сталей.
Классификация сталей. Особенности маркировки отечественных легированных сталей.
Классификация сталей. Исключение из правил маркировки сталей.
Виды кристаллической решетки железа. Основные элементы микроструктуры железоуглеродистых сплавов. Внешний вид микроструктуры различных сталей.
Чугуны их классификация и маркировка. Внешний вид микроструктуры различных чугунов.
Литейное производство. Основные определения. Классификация способов получения отливок и их особенности. Основные литейные материалы.
Литейное производство. Особенности изготовления отливок в разовые песчано- глинистые формы.
Прокатное производство. Основные понятия. Виды деформации (обработки), их особенности.
Прокатное производство. Основные характеристики процесса прокатки. Основной инструмент и оборудование.
Прокатное производство. Группы и характеристики сортамента. Технология производства листового проката.
Технология листовой штамповки. Виды, оборудование, основные особенности.
Сварка. Условия, необходимые для образования сварного соединения. Классификация вйдов сварки по способу и форме подвода энергии.
Основные закономерности и особенности ручной дуговой сварки.
Основные закономерности и особенности контактной точечной сварки.
Обработка металлов резанием. Две группы способов обработки. Рабочие движения при обработке резанием и их особенности.
Токарно-винторезные станки. Назначение основных узлов и частей станка.
Режущий инструмент и виды работ, выполняемых на токарно-винторезных станках.
Полимерные материалы. Основные понятия. Две основные группы полимерных материалов. Области рационального применения.
Термопласты. Основные виды. Преимущества и недостатки. Области рационального применения.
ВНИМАНИЕ! Доп. вопросы на 8-10 баллов (10 вопросов)!
Дополнительные вопросы (только для претендентов на получение 8, 9,10 баллов).
Производство чугуна. Исходные материалы. И их подготовка к плавке: железная руда, кокс, флюсы.
Физико-химические процессы, происходящие в доменной печи при выплавке чугуна.
Производство стали, кислородно-конверторный способ.
Производство стали. Выплавка стали в мартеновских печах.
Разливка стали в слитки. Способы и особенности разливки.
Особенности производства меди.
Особенности производства алюминия.
Особенности производства титана.
Специальные способы литья: литье в оболочковую форму, литье по выплавляемым моделям.
Обработка металлов резанием. Основные схемы механической обработки и их связь с рабочими движениями.