УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОЙ ОБРАБОТКИ МДО ПОКРЫТИЙ

Полезная модель используется для создания пазов, углублений и других форм рельефа поверхности на деталях с МДО покрытием, применяемых в машиностроении, механическая обработка которых затруднена.
Известно устройство, в котором термическое воздействие на поверхность обрабатываемой детали осуществляется сфокусированным лазерным излучением, при этом лазер установлен над обрабатываемой деталью. За счет локального испарения материала в точке фокусировки излучения, на поверхности детали образуется отверстие, разрез, углубление и т.д. (Григорьянц А.Г., Сафонов А.Н. Методы поверхностной лазерной обработки. - М., 1987, с.7-14).
Недостатком известного устройства является то, что для обработки тугоплавких покрытий, требуется применения мощных лазеров в качестве источников излучения. Для испарения материала необходим локальный нагрев поверхности детали до высокой температуры, при воздействии которой увеличивается риск разрушения покрытия от термического напряжения. Высокая температура в зоне обработки приводит к снижению качества реза и получаемого рельефа поверхности, на которой остаются наплавы материала и трещины на поверхности.
Наиболее близким техническим решением является обработка деталей с покрытием из диэлектрических материалов с использованием СВЧ-излучения, направленного на деталь и создания на ее поверхности электрического разряда (Быков Ю.В. и др. Физика и химия обработки материалов. - 1991, N6, с.107). Недостатком известного способа является то, что размеры зоны воздействия СВЧ-излучения на поверхность обрабатываемой детали достигают значения равного нескольким длин волн излучения (порядка 10-12 мм), что снижает точность обработки поверхности деталей.
Полезная модель направлена на повышение геометрической точности пазов, углублений и других форм рельефа, получаемых на поверхности обрабатываемых деталей с МДО покрытием, применяемых в машиностроении, механическая обработка которых затруднена.
Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для электроэрозионной обработки диэлектрических материалов, состоящем из источника СВЧ-излучения, волновода, СВЧ-резонатора, 2-х координатного столика для размещения и перемещения обрабатываемой детали с МДО покрытием, в верхней части резонатора напротив обрабатываемого участка поверхности детали установлен источник импульсного теплового излучения с фокусирующей системой, а СВЧ-резонатор соединен посредством гибкого воздухопровода с системой вентиляции и фильтрации.
На чертеже изображена схема устройства для электроэрозионной обработки диэлектрических материалов.
Устройство состоит из источника СВЧ-излучения 1, волновода 2, СВЧ-резонатора 3, 2-х координатного столика 4 для закрепления и перемещения детали 5 с МДО покрытием 6, источника импульсного теплового излучения 7, фокусирующей системы 8, гибкого воздухопровода 9, системы вентиляции и фильтрации 10.
Устройство работает следующим образом.
Деталь 5 с формированным на ее поверхности методом МДО покрытием 6 устанавливают в 2-х координатном столике 4, расположенном внутри СВЧ-резонатора 3, обрабатываемым участком напротив источника импульсного теплового излучения 7 с фокусирующей системой 8. Включают источник СВЧ-излучения 1. СВЧ-излучение по волноводу 2 поступает в СВЧ-резонатор. Диэлектрическая поверхность обрабатываемой детали поглощает СВЧ-излучение и нагревается. Включают источник импульсного теплового излучения 7. Поток теплового излучения, сфокусированный в «точку» фокусирующей системой, воздействует на обрабатываемую поверхность детали. Электропроводность МДО покрытия, состоящего в основном из оксидов алюминия, экспоненциально увеличивается с ростом температуры. При локальном воздействии теплового излучения на поверхность детали температура участка поверхности увеличивается, что ведет к локальному увеличению электропроводности ее из-за увеличения количества носителей тока в поверхностном слое. Это приводит к увеличению поглощения СВЧ-поля в этом участке и дальнейшему росту его температуры. Процесс становится саморазгоняющимся и при напряженности СВЧ-поля равной 20-50 кВ/см заканчивается локальным электрическим разрядом и разрушением МДО покрытия на поверхности обрабатываемой детали в «точке» фокусировки теплового излучения. Размеры участка разрушения поверхности детали составляют 5-10 мкм в диаметре и глубиной 5-20 мкм. Продукты разрушения поверхности обрабатываемой детали отсасываются через гибкий воздухопровод 9 в систему вентиляции и фильтрации 10. Перемещая 2-х координатный столик можно получать пазы, углубления и другие формы рельефа с высокой геометрической точностью на поверхности деталей с МДО покрытием.