ધાતુઓની પ્રક્રિયા માટે ઇલેક્ટ્રોફિઝિકલ પદ્ધતિઓ

મશીનના ભાગોના ઉત્પાદન માટે મુશ્કેલ-થી-મશીન સામગ્રીનો વ્યાપક ઉપયોગ, આ ભાગોની ડિઝાઇનની જટિલતા, ખર્ચ ઘટાડવા અને ઉત્પાદકતા વધારવા માટે વધતી જતી જરૂરિયાતો સાથે જોડાયેલી, ઇલેક્ટ્રોફિઝિકલ પ્રક્રિયા પદ્ધતિઓના વિકાસ અને અપનાવવા તરફ દોરી ગઈ.

ધાતુની પ્રક્રિયાની ઇલેક્ટ્રોફિઝિકલ પદ્ધતિઓ સામગ્રીને દૂર કરવા અથવા વર્કપીસના આકારને બદલવા માટે ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહની ક્રિયાથી ઉદ્ભવતા ચોક્કસ ઘટનાના ઉપયોગ પર આધારિત છે.

ધાતુની પ્રક્રિયાની ઇલેક્ટ્રોફિઝિકલ પદ્ધતિઓનો મુખ્ય ફાયદો એ સામગ્રીના બનેલા ભાગોના આકારને બદલવા માટે તેનો ઉપયોગ કરવાની ક્ષમતા છે કે જેને કાપીને પ્રક્રિયા કરી શકાતી નથી, અને આ પદ્ધતિઓ ન્યૂનતમ દળોની સ્થિતિમાં અથવા તેમની સંપૂર્ણ ગેરહાજરીમાં પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે.

ધાતુઓની પ્રક્રિયા માટે ઇલેક્ટ્રોફિઝિકલ પદ્ધતિઓનો એક મહત્વપૂર્ણ ફાયદો એ છે કે તેમાંના મોટા ભાગની ઉત્પાદકતાની પ્રક્રિયા કરેલી સામગ્રીની કઠિનતા અને બરડપણુંથી સ્વતંત્રતા.વધેલી કઠિનતા (HB> 400) સાથે સામગ્રીની પ્રક્રિયા કરવા માટેની આ પદ્ધતિઓની શ્રમની તીવ્રતા અને સમયગાળો શ્રમની તીવ્રતા અને કાપવાની અવધિ કરતાં ઓછી છે.

મેટલ પ્રોસેસિંગની ઈલેક્ટ્રોફિઝિકલ પદ્ધતિઓ લગભગ તમામ મશીનિંગ કામગીરીને આવરી લે છે અને પ્રાપ્ત રફનેસ અને પ્રોસેસિંગની ચોકસાઈના સંદર્ભમાં તેમાંથી મોટા ભાગના કરતાં હલકી ગુણવત્તાવાળી નથી.

ધાતુઓની ઇલેક્ટ્રિક ડિસ્ચાર્જ સારવાર

ઇલેક્ટ્રિક ડિસ્ચાર્જ પ્રોસેસિંગ એ ઇલેક્ટ્રોફિઝિકલ પ્રોસેસિંગનો એક પ્રકાર છે અને તે એ હકીકત દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે કે ભાગના આકાર, કદ અને સપાટીની ગુણવત્તામાં ફેરફાર ઇલેક્ટ્રિક ડિસ્ચાર્જના પ્રભાવ હેઠળ થાય છે.

જ્યારે સ્પંદિત વિદ્યુત પ્રવાહ વર્કપીસ ઇલેક્ટ્રોડ અને ટૂલ ઇલેક્ટ્રોડ વચ્ચે 0.01 - 0.05 mm પહોળા અંતરમાંથી પસાર થાય છે ત્યારે ઇલેક્ટ્રિકલ ડિસ્ચાર્જ થાય છે. ઇલેક્ટ્રિકલ ડિસ્ચાર્જના પ્રભાવ હેઠળ, વર્કપીસ સામગ્રી પીગળે છે, બાષ્પીભવન કરે છે અને પ્રવાહી અથવા વરાળની સ્થિતિમાં ઇન્ટરઇલેક્ટ્રોડ ગેપમાંથી દૂર કરવામાં આવે છે. ઇલેક્ટ્રોડ્સ (વિગતો) ના વિનાશની સમાન પ્રક્રિયાઓને વિદ્યુત ધોવાણ કહેવામાં આવે છે.

વિદ્યુત ધોવાણને વધારવા માટે, વર્કપીસ અને ઇલેક્ટ્રોડ વચ્ચેના અંતરને ડાઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહી (કેરોસીન, ખનિજ તેલ, નિસ્યંદિત પાણી) થી ભરવામાં આવે છે. જ્યારે ઇલેક્ટ્રોડ વોલ્ટેજ બ્રેકડાઉન વોલ્ટેજની બરાબર હોય છે, ત્યારે 8000-10000 A ની વર્તમાન ઘનતા સાથે નાના ક્રોસ-સેક્શન સાથે પ્લાઝ્માથી ભરેલા નળાકાર પ્રદેશના સ્વરૂપમાં ઇલેક્ટ્રોડ અને વર્કપીસની મધ્યમાં એક વાહક ચેનલ રચાય છે. / mm2. ઉચ્ચ વર્તમાન ઘનતા, 10-5 — 10-8 s માટે જાળવી રાખવામાં આવે છે, વર્કપીસની સપાટીનું તાપમાન 10,000 — 12,000˚C સુધી સુનિશ્ચિત કરે છે.

વર્કપીસની સપાટી પરથી દૂર કરવામાં આવેલી ધાતુને ડાઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહીથી ઠંડુ કરવામાં આવે છે અને 0.01 - 0.005 મીમીના વ્યાસ સાથે ગોળાકાર ગ્રાન્યુલ્સના સ્વરૂપમાં મજબૂત બને છે.સમયની દરેક અનુગામી ક્ષણે, વર્તમાન પલ્સ એવા બિંદુ પર ઇન્ટરઇલેક્ટ્રોડ ગેપને વીંધે છે જ્યાં ઇલેક્ટ્રોડ વચ્ચેનું અંતર સૌથી નાનું હોય છે. વર્તમાન કઠોળનો સતત પુરવઠો અને વર્કપીસ ઇલેક્ટ્રોડને ટૂલ ઇલેક્ટ્રોડનો સ્વચાલિત અભિગમ જ્યાં સુધી પૂર્વનિર્ધારિત વર્કપીસ કદ સુધી પહોંચી ન જાય અથવા ઇન્ટરઇલેક્ટ્રોડ ગેપમાંની તમામ વર્કપીસ મેટલ દૂર ન થાય ત્યાં સુધી સતત ધોવાણને સુનિશ્ચિત કરે છે.

ઇલેક્ટ્રિક ડિસ્ચાર્જ પ્રોસેસિંગ મોડ્સને ઇલેક્ટ્રિક સ્પાર્ક અને ઇલેક્ટ્રિક પલ્સમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે.

ઇલેક્ટ્રોડને કનેક્ટ કરવાની સીધી ધ્રુવીયતા (વિગત "+", ટૂલ "-") સાથે ટૂંકા ગાળા (10-5 ... 10-7 સે) ના સ્પાર્ક ડિસ્ચાર્જના ઉપયોગ દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ ઇલેક્ટ્રોસ્પરના મોડ્સ.

સ્પાર્ક ડિસ્ચાર્જની શક્તિના આધારે, મોડ્સને સખત અને મધ્યમ (પ્રારંભિક પ્રક્રિયા માટે), નરમ અને અત્યંત નરમ (અંતિમ પ્રક્રિયા માટે) વિભાજિત કરવામાં આવે છે. સોફ્ટ મોડ્સનો ઉપયોગ પ્રક્રિયા કરેલ સપાટી Ra = 0.01 μm ના રફનેસ પરિમાણ સાથે 0.002 મીમી સુધીના ભાગના પરિમાણોનું વિચલન પ્રદાન કરે છે. ઇલેક્ટ્રિક સ્પાર્કના મોડ્સનો ઉપયોગ હાર્ડ એલોય, હાર્ડ-ટુ-મશીન મેટલ્સ અને એલોય, ટેન્ટેલમ, મોલીબ્ડેનમ, ટંગસ્ટન વગેરેની પ્રક્રિયામાં થાય છે. તેઓ કોઈપણ ક્રોસ-સેક્શનના ઊંડા છિદ્રો, વક્ર અક્ષો સાથેના છિદ્રો દ્વારા પ્રક્રિયા કરે છે; વાયર અને ટેપ ઇલેક્ટ્રોડ્સનો ઉપયોગ કરીને, શીટ બ્લેન્ક્સમાંથી ભાગો કાપો; ચીપેલા દાંત અને થ્રેડો; ભાગો પોલિશ્ડ અને બ્રાન્ડેડ છે.

ઇલેક્ટ્રોસ્પાર્ક મોડ્સમાં પ્રક્રિયા કરવા માટે, મશીનોનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે (અંજીર જુઓ.), આરસી જનરેટરથી સજ્જ, જેમાં ચાર્જ અને ડિસ્ચાર્જ સર્કિટ હોય છે.ચાર્જિંગ સર્કિટમાં કેપેસિટર Cનો સમાવેશ થાય છે, જે 100-200 V ના વોલ્ટેજવાળા વર્તમાન સ્ત્રોતમાંથી પ્રતિકારક R દ્વારા ચાર્જ કરવામાં આવે છે, અને ઇલેક્ટ્રોડ્સ 1 (ટૂલ) અને 2 (ભાગ) કેપેસિટર સાથે સમાંતર ડિસ્ચાર્જ સર્કિટ સાથે જોડાયેલા હોય છે. સી.

ઇલેક્ટ્રોડ્સ પરનો વોલ્ટેજ બ્રેકડાઉન વોલ્ટેજ સુધી પહોંચતાની સાથે, કેપેસિટર C માં સંચિત ઊર્જાનો સ્પાર્ક ડિસ્ચાર્જ ઇન્ટરઇલેક્ટ્રોડ ગેપ દ્વારા થાય છે. પ્રતિકાર R ને ઘટાડીને ધોવાણ પ્રક્રિયાની કાર્યક્ષમતા વધારી શકાય છે. ઇન્ટરઇલેક્ટ્રોડ ગેપની સ્થિરતા સ્પેશિયલ ટ્રેકિંગ સિસ્ટમ દ્વારા જાળવવામાં આવે છે, જે તાંબા, પિત્તળ અથવા કાર્બન સામગ્રીઓથી બનેલા ટૂલની સ્વચાલિત ફીડ હિલચાલની પદ્ધતિને નિયંત્રિત કરે છે.

ઇલેક્ટ્રિક સ્પાર્ક મશીન:

આંતરિક મેશિંગ સાથે ગિયર્સનું ઇલેક્ટ્રોસ્પાર્ક કટીંગ:

ઈલેક્ટ્રિક કઠોળના મોડ્સ જે ઈલેક્ટ્રોડ્સ વચ્ચેના આર્ક ડિસ્ચાર્જ અને કેથોડના વધુ તીવ્ર વિનાશને અનુરૂપ, લાંબી અવધિ (0.5 ... 10 સે) ના કઠોળના ઉપયોગ દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે. આ સંદર્ભે, ઇલેક્ટ્રિક પલ્સ મોડ્સમાં, કેથોડ વર્કપીસ સાથે જોડાયેલ છે, જે ઇલેક્ટ્રિક સ્પાર્ક મોડ્સની તુલનામાં ઉચ્ચ ધોવાણ પ્રદર્શન (8-10 વખત) અને ઓછા ટૂલ વસ્ત્રો પ્રદાન કરે છે.

ઇલેક્ટ્રીક પલ્સ મોડ્સના ઉપયોગનું સૌથી વધુ યોગ્ય ક્ષેત્ર એ હાર્ડ-ટુ-ટ્રીટ એલોય અને સ્ટીલ્સથી બનેલા જટિલ આકારના ભાગો (મેટ્રિસિસ, ટર્બાઇન, બ્લેડ, વગેરે) ની વર્કપીસની પ્રારંભિક પ્રક્રિયા છે.

ઇલેક્ટ્રીક પલ્સ મોડ્સ ઇન્સ્ટોલેશન દ્વારા લાગુ કરવામાં આવે છે (અંજીર જુઓ), જેમાં ઇલેક્ટ્રિક મશીનમાંથી યુનિપોલર પલ્સ 3 અથવા ઇલેક્ટ્રોનિક જનરેટર… E.D.S નો ઉદભવચુંબકીકરણની ધરીની દિશામાં ચોક્કસ ખૂણા પર ફરતા ચુંબકીય શરીરમાં ઇન્ડક્શન વધુ તીવ્રતાનો પ્રવાહ મેળવવાનું શક્ય બનાવે છે.

ધાતુઓની રેડિયેશન ટ્રીટમેન્ટ

મિકેનિકલ એન્જિનિયરિંગમાં રેડિયેશન મશીનિંગના પ્રકારો ઇલેક્ટ્રોન બીમ અથવા લાઇટ બીમ મશીનિંગ છે.

ધાતુઓની ઇલેક્ટ્રોન બીમ પ્રોસેસિંગ પ્રક્રિયા કરેલ સામગ્રી પર ફરતા ઇલેક્ટ્રોનના પ્રવાહની થર્મલ અસર પર આધારિત છે, જે પ્રક્રિયા સ્થળ પર ઓગળે છે અને બાષ્પીભવન કરે છે. આવી તીવ્ર ગરમી એ હકીકતને કારણે થાય છે કે ગતિશીલ ઇલેક્ટ્રોનની ગતિ ઊર્જા, જ્યારે તેઓ વર્કપીસની સપાટી પર પડે છે, ત્યારે તે લગભગ સંપૂર્ણપણે થર્મલ ઊર્જામાં પરિવર્તિત થાય છે, જે નાના વિસ્તાર (10 માઇક્રોનથી વધુ નહીં) પર કેન્દ્રિત હોય છે. તે 6000˚C સુધી ગરમ થાય છે.

પરિમાણીય પ્રક્રિયા દરમિયાન, જેમ કે જાણીતું છે, ત્યાં પ્રક્રિયા કરેલ સામગ્રી પર સ્થાનિક અસર હોય છે, જે ઇલેક્ટ્રોન બીમ પ્રક્રિયા દરમિયાન 10-4 ... 10-6 સે અને આવર્તનની પલ્સ અવધિ સાથે ઇલેક્ટ્રોન પ્રવાહના પલ્સ મોડ દ્વારા પ્રદાન કરવામાં આવે છે. f = 50 … 5000 Hz.

પલ્સ એક્શન સાથે સંયોજનમાં ઇલેક્ટ્રોન બીમ મશીનિંગ દરમિયાન ઊર્જાની ઉચ્ચ સાંદ્રતા મશીનિંગ પરિસ્થિતિઓ પૂરી પાડે છે જ્યાં ઇલેક્ટ્રોન બીમની ધારથી 1 માઇક્રોનના અંતરે સ્થિત વર્કપીસની સપાટી 300˚C સુધી ગરમ થાય છે. આનાથી ઇલેક્ટ્રોન બીમ મશીનિંગનો ઉપયોગ ભાગોને કાપવા, મેશ ફોઇલ બનાવવા, ગ્રુવ્સ કાપવા અને મશીનથી મુશ્કેલ-મશીન સામગ્રીમાંથી બનેલા ભાગોમાં 1-10 માઇક્રોન વ્યાસના છિદ્રોને સક્ષમ કરે છે.

ખાસ શૂન્યાવકાશ ઉપકરણો, કહેવાતા ઇલેક્ટ્રોન ગન (અંજીર જુઓ), ઇલેક્ટ્રોન બીમની સારવાર માટેના સાધનો તરીકે ઉપયોગમાં લેવાય છે.તેઓ ઇલેક્ટ્રોન બીમ બનાવે છે, વેગ આપે છે અને ધ્યાન કેન્દ્રિત કરે છે. ઇલેક્ટ્રોન બંદૂકમાં વેક્યુમ ચેમ્બર 4 (133 × 10-4 ના વેક્યૂમ સાથે) નો સમાવેશ થાય છે, જેમાં ટંગસ્ટન કેથોડ 2 સ્થાપિત થયેલ છે, જે ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ સ્ત્રોત 1 દ્વારા સંચાલિત છે, જે મુક્ત ઇલેક્ટ્રોનના ઉત્સર્જનને સુનિશ્ચિત કરે છે જે ઝડપી બને છે. કેથોડ 2 અને એનોડ મેમ્બ્રેન 3 વચ્ચે બનેલ ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર.

ઈલેક્ટ્રોન બીમ પછી ચુંબકીય લેન્સ 9, 6, વિદ્યુત સંરેખણ ઉપકરણ 5 ની સિસ્ટમમાંથી પસાર થાય છે અને કોઓર્ડિનેટ ટેબલ 8 પર માઉન્ટ થયેલ વર્કપીસ 7 ની સપાટી પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરે છે. કઠોળ 10 અને ટ્રાન્સફોર્મર 11 નું જનરેટર ધરાવતી સિસ્ટમ.

પ્રકાશ બીમની પ્રક્રિયા કરવાની પદ્ધતિ ઉચ્ચ ઊર્જા સાથે ઉત્સર્જિત પ્રકાશ બીમની થર્મલ અસરોના ઉપયોગ પર આધારિત છે. ઓપ્ટિકલ ક્વોન્ટમ જનરેટર (લેસર) વર્કપીસની સપાટી પર.

લેસરની મદદથી ડાયમેન્શન પ્રોસેસિંગમાં 0.5 ... 10 માઇક્રોન વ્યાસવાળા છિદ્રોની રચના, મુશ્કેલ-થી-પ્રક્રિયા સામગ્રીમાં, નેટવર્કનું ઉત્પાદન, જટિલ પ્રોફાઇલ ભાગોમાંથી શીટ્સ કાપવા વગેરેનો સમાવેશ થાય છે.