Электрофизические и электрохимические методы обработки, общее название методов обработки конструкционных материалов непосредственно электрическим током, электролизом и их сочетанием с механическим воздействием. В Э. и э. м. о. включают также методы ультразвуковые, плазменные и ряд других методов. С разработкой и внедрением в производство этих методов сделан принципиально новый шаг в технологии обработки материалов - электрическая энергия из вспомогательного средства при механической обработке (осуществление движения заготовки, инструмента) стала рабочим агентом. Всё более широкое использование Э. и э. м. о. в промышленности обусловлено их высокой производительностью, возможностью выполнять технологические операции, недоступные механическим методам обработки. Э. и э. м. о. весьма разнообразны и условно их можно разделить на электрофизические (электроэрозионные, электромеханические, лучевые), электрохимические и комбинированные

Все перечисленные методы имеют следующие общие достоинства:

Электрофизическими (ЭФО) и электрохимическими (ЭХО) методами обрабатывают детали сложной конфигурации из труднодеформируемых, прочных и твердых металлов и сплавов. Электроэрозионная обработка позволяет получать рельефные полости пресс-форм и ручьев штампов особо больших размеров, отверстия с изогнутой осью, ажурные пластины; резка промышленным лазером (в частности, применяемая на штамповочных обрабатывающих центрах с программным управлением) обеспечивает получение острых углов, весьма малых радиусов скругления, которые не могут быть выполнены ни ручной, ни механической обработкой; электромеханическая обработка, в частности, применяется для полировки сложных фасонных поверхностей (электролитическое полирование). Электрогидравлическая, электромагнитная и взрывная штамповки нашли применение в мелкосерийном и единичном производствах наряду с процессами формообразования жидкостью и другими эластичными средами.

Применение электрофизической и электрохимической обработки существенно повышает производительность труда, устраняет ручные и монотонные операции, позволяет автоматически управлять параметрами процесса металлообработки. Одно из направлений повышения эксплуатационной надежности и стойкости деталей машин и инструмента — создание на их поверхности износостойких покрытий. Выбор типа покрытия зависит от условий работы и материала деталей, рабочих напряжений, вида смазочного материала и т. п. Для повышения стойкости инструментов из быстрорежущих и штамповых сталей применяют метод карбо нитрации; он технологичен, экономичен, имеет небольшую продолжительность рабочего цикла. Для средненагруженных деталей, работающих в условиях интенсивного абразивного износа, целесообразен метод диффузионного борирования, обеспечивающий образование износостойкого боридного слоя толщиной до 100—150 мкм.

Нанесение на рабочую поверхность карбидных, карбонитридных и нитридных покрытий жидкостным методом, диффузионным насыщением из порошков и паст, химическим и физическим осаждением из газовой фазы позволяет получать покрытия с высокой твердостью и износостойкостью, способные работать при высоких нагрузках. Одним из эффективных способов упрочнения инструментов (в том числе ХОШ) является нанесение износостойких покрытий плазменно-вакуумными методами. Выпускаемые в настоящее время промышленные установки типа «Пуск» и «Булат» позволяют в несколько раз повысить долговечность различных видов штампового и другого инструмента. Нанесение плазменно-вакуумных покрытий возможно практически без снижения усталостной прочности обрабатываемых деталей.

 Решение многих проблем развития современного производства было найдено в создании, разработке и совершенствовании электрофизических и электрохимических методов обработки материалов. В основе этих ме­тодов лежит использование различных физико-химических процессов энергетического воздействия на заготовку для формообразования детали. Наиболее широко применяются те новые методы, которые для изготовле­ния деталей используют удаление ненужного материала. Их можно раз­делить на 5 основных групп, каждая из которых состоит из нескольких самостоятельных методов (рис. 1).

Рис 1. Классификация электрофизических и электрохимических методов обработки материалов

При электроразрядной обработке - используется энергия электрических разрядов, возбуждаемых между электродом-инструментом и электродом-заготовкой. В зависимости от способа генерирования разрядов различают электроэрозионную, электроконтактную и абразивно-эрозионную обра­ботку.

Электрохимическая обработка - основана на анодном растворении ма­териалов при пропускании постоянного электрического тока через элек­трод-инструмент и электрод-заготовку в среде электролита. В зависимо­сти от способа удаления продуктов растворения обработку разделяют на электрохимико-гидравлическую и электрохимико-механическую.

При ультразвуковой обработке материал снимается вследствие воз­действия на заготовку инструмента, колеблющегося с ультразвуковой частотой. Размерная ультразвуковая обработка выполняется специальным инструментом в среде абразивной суспензии.

В лучевых методах для обработки используют энергию пучков частиц или высокоэнергетические струи. В группу лучевых методов входят обработки  лазерная, электронно-лучевая и плазменной струёй.

Комбинированная обработка использует различные сочетания процессов первых четырех групп в одном процессе. Различают обработку анодно-механическую, электроэрозионно-химическую, ультразвуковую, электрохимическую и электролазерную.

1. можно обрабатывать материалы с любыми физико-химическими свойствами  при  практической  независимости  режимов  обработки  от свойств материала;
2. осуществима обработка, невыполнимая или трудновыполнимая обычными механическими методами;
3. нет силового воздействия на заготовку при обработке, а при некоторых методах нет механического контакта между инструментом и заготовкой;
4. можно использовать инструмент менее твердый и прочный, чем обрабатываемый материал;
5. велика производительность обработки при сравнительно высокой точности получения размеров;
6. можно легко автоматизировать и механизировать процессы обработки.

Новые методы обработки коренным образом изменяют технологию из­готовления деталей. Так, при лучевых методах технологический процесс обработки рубиновых подшипников и других подобных деталей сокраща­ется на 2—3 операции. Использование одного электроэрозионного станка при обработке ковочных штампов высвобождает до трех-четырех фрезер­ных станков.

Рис. 2. К способам получения криволинейного канала в детали

Новые методы изменяют и конструкцию деталей, способствуя созда­нию новых машин и приборов. Например, изогнутое отверстие можно по­лучить или сверлением детали, состоящей из одной части, с двух сторон (рис. 2, а) или фрезерованием криволинейного паза в детали, состоящей из двух частей (рис. 2, б). Части потом необходимо скреплять. Электроэрозионным или электрохимическим методом криволинейное отверстие можно изготовить за одну операцию (рис. 2, в). Электронно-лучевая и ла­зерная обработки дают возможность создавать в электронной промыш­ленности совершенно новые конструкции — интегральные схемы.

Однако новые электрофизические и электрохимические методы обра­ботки не могут полностью заменить существующие методы обработки ре­занием. Они их дополняют, а в необходимых случаях заменяют. Не все новые методы могут обеспечить высокую точность обработанной поверх­ности при высокой производительности обработки. Кроме того, энерго­емкость новых методов обработки (затраты энергии на единицу объема материала, удаляемого при обработке) в некоторых случаях намного вы­ше энергоемкости обычных методов. Поэтому технолог-машиностроитель, выбирая метод обработки детали, должен учитывать весь комплекс факторов, связанных с применением того или иного мето­да.

Широкому внедрению электрофизической и электрохимической обра­ботки способствует то, что необходимое оборудование в иных случаях можно получить модернизацией металлорежущих станков (координатно-расточных сверлильных, вертикально-фрезерных, кругло- и плоскошли­фовальных и др.) или изготовить на предприятии своими силами.

Характеристики некоторых технологических процессов и операций ЭФЭХ обработки с удалением материала