Токар. Спеціальна технологія. 4 розряд. Тема 4. п. 4.2.

Підвищення ефективності плазмово-механічної обробки 


Плазмово - механічна обробка ( ПМО ) є одним з ефективних шляхів інтенсифікації процесу різання важкооброблюваних металів і сплавів , яка полягає в послідовному і узгодженому впливі на оброблюваний матеріал плазмового нагріву і ріжучого інструменту. Локальний нагрів зони стружкоутворення дозволяє збільшити продуктивність і якість обробки матеріалів лезовим інструментом і є доцільним у тих випадках , коли традиційна механічна обробка утруднена або практично неможлива. ПМО не тільки вирішує проблему обробки важкооброблюваних сталей і сплавів , але і дозволяє зменшити витрати на електроенергію , інструмент та обладнання . Однак , незважаючи на високу ефективність ПМО , існує ряд проблем , що стримують повсюдне застосування даного методу. Так , наприклад , при точінні жароміцних сплавів спостерігається нерівномірний прогрів зрізаного шару , при цьому знижується стійкість різального інструменту , оскільки частина ріжучої кромки контактує з перегрітим металом , а частина з недогітим , а отже, з'являються дефекти поверхневого шару у вигляді тріщин і мікротріщин . Крім того , для ПМО застосовуються, як правило , плазмотрони прямої дії і залежно від призначення обробки ( чорнової , напівчистової і чистової ) потрібна не тільки зміна відстані від сопла плазмотрона до оброблюваної поверхні , а і діаметра сопла. При зменшенні діаметра сопла до 2 мм збільшується коефіцієнт зосередженості і зростає локальність нагріву , що дозволяє здійснення напівчистової обробки з глибиною 2-3 мм. Збільшення діаметра сопла до 8 мм знижує коефіцієнт зосередженості і забезпечує більш рівномірне нагрівання широких перетинів зрізів , що мають місце при чорновій обробці з глибиною різання 15-20 мм.

Часткове вирішення зазначених проблем при ПМО можливе за рахунок створення більш ефективного плазмового джерела нагріву ( плазмотрона ) і розробки способу його підключення до джерела живлення і оброблюваного матеріалу . Розроблений для ПМО лінійний плазмотрон виконаний двокамерним з газовихорною стабілізацією дуги. Він складається їх мідних водоохолоджуваних внутрішнього полого і вихідного електродів , між якими знаходиться вихрове кільце для подачі основної витрати робочого газу. Особливість даного плазмотрона полягає в тому , що внутрішній порожнистий електрод розділений вихровим кільцем на дві самостійні ділянки. Залежно від технології обробки електроди плазмотрона підключаються до джерела живлення в режимі прямої або зворотної полярності (Рис. 4.4) .

Зміна полярності підключення дає можливість впливати на величину температури плазмової дуги , так як при зворотній полярності підключення відбувається більш рівномірний розподіл плазмового потоку по металу, який нагрівається , що сприяє поліпшенню якості та підвищенню ефективності його механічної обробки . Причому величина температури плазмового потоку , падаючого на нагрітий метал , при зворотній полярності в кілька разів більше , ніж при прямій полярності . Це обумовлено тим , що при зворотній полярності підключення зростає робоча напруга за рахунок подовження дуги. Отже , при однаковій величині робочого струму потужність системи « плазмотрон - метал» на зворотній полярності збільшується. Включення вихідного електрода в ланцюг живлення дозволяє плазмотрону працювати в режимі розщеплення плазмової дуги , що дає можливість регулювати величину температури обробки від 1000 ° С до 6000 ° С і більше.

t4 4

Рис. 4.4. Схеми підключення електродугового плазмотрона при ПМО
а - пряма полярність підключення; б - зворотна полярність підключення
1,2 - циліндричні деталі внутрішнього електрода; 3 - вихідний електрод; 4,5 - вихрові камери

 

Джерело http://www.rusnauka.com/16_NPRT_2009/Tecnic/47572.doc.htm