Bài 6: Các phương pháp gia công đặt biệt

Chia sẻ: Luuvan Qui | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:9

0
386
lượt xem
150
download

Bài 6: Các phương pháp gia công đặt biệt

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Phương pháp gia công bằng chùm tia: chùm tia iện tử, tia laser, plasma, ... phá chù tia: chù iệ - Phương pháp gia công bằng siêu âm phá - Phương pháp gia công bằng iện hoá học phá iệ hoá - Phương pháp gia công bằng cách phối hợp giữa các phương pháp nói trên phá phố giữ phá với nhau, giữa các phương pháp nói trên với phương pháp gia công cơ nhau, giữ phá phá thuần túy

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Bài 6: Các phương pháp gia công đặt biệt

  1. General Mechanical Engineering 4.143 §6. Các phương pháp gia công c bi t phá thể Có thể chia ra làm 5 nhóm chính sau nhó chí - Phương pháp gia công b ng phóng i n ăn mòn: tia l a i n, xung i n, … phá phó mòn: - Phương pháp gia công bằng chùm tia: chùm tia iện tử, tia laser, plasma, ... phá chù tia: chù iệ - Phương pháp gia công bằng siêu âm phá - Phương pháp gia công bằng iện hoá học phá iệ hoá - Phương pháp gia công bằng cách phối hợp giữa các phương pháp nói trên phá phố giữ phá với nhau, giữa các phương pháp nói trên với phương pháp gia công cơ nhau, giữ phá phá thuần túy (ví dụ: mài iện hoá) thuầ iệ hoá HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department Nguyen Tan Tien - Phan Hoang Long General Mechanical Engineering 4.144 I. Phương pháp gia công bằng tia lửa iện (Electrical-Discharge Machining) phá iệ lectrical- M t s s n ph m c a phương pháp gia công bằng tia lửa iện phá iệ HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department Nguyen Tan Tien - Phan Hoang Long 1
  2. General Mechanical Engineering 4.145 - c i m + Gia công kim loại bằng tia lửa iện là một dạng gia công bằng phóng tia loạ iệ phó lửa iện ể ăn mòn vật liệu gia công, khi truyền năng lượng qua rãnh iệ liệ công, truyề lượ dẫn iện + Chất lượng gia công không phụ thuộc tính chất cơ lý của vật liệu mà chỉ Chấ lượ phụ thuộ chấ liệ chỉ phụ thuộc các thông số về nhiệt phụ thuộ nhiệ - Nguyên lý gia công + Dòng iện một chiều từ nguồn qua biến trở R nạp vào tụ C iệ chiề nguồ biế trở + Khi khe hở giữa hai i n c c ủ bé → xuất hiện tia lửa iện, chọc thủng giữ xuấ hiệ iệ chọ thủ lớp cách iện giữa hai iện cực, tạo nên rãnh dẫn iện. Nhiệt ộ ở vùng iệ giữ iệ iệ Nhiệ này lên ến hàng ngàn ộ làm chảy lỏng, ốt cháy phần kim loại trên bề ngà chả ng, chá phầ loạ mặt gia công (cực dương) và tạo nên hình dạng cần thiết tùy theo hình dương) thiế dạng của iện cực dụng cụ (cực âm) iệ âm) HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department Nguyen Tan Tien - Phan Hoang Long General Mechanical Engineering 4.146 + Trong quá trình phóng iện, xuất hiện sự ion hoá cực mạnh ở vùng tác quá trì phó iệ xuấ hiệ hoá dụng và tạo nên áp lực va ập rất lớn, hắt kim loại bị phá hỏng ra khỏi loạ phá khỏ vùng gia công dưới dạng những hạt nhỏ hình cầu dướ nhữ nhỏ + Toàn bộ quá trình trên xảy ra trong thời gian rất ngắn. Sau thời gian Toà quá trì thờ ngắ thờ phóng iện, mạch trở lại trạng thái ban ầu và khi iện áp của tụ ược ph ó iệ trở trạ thá iệ ượ nâng lên ến mức ủ ể phóng iện, quá trình trên lại xảy ra ở iểm có ph ó iệ quá trì iể khoảng cách gần nhất khoả nhấ + ể ảm bảo cho quá trình gia công là liên tục, iều khiển iện cực dụng quá trì iề khiể iệ cụ i xuống sao cho khe hở giữa hai iện cực là không ổi và ứng với xuố giữ iệ iện áp nạp vào tụ C iệ HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department Nguyen Tan Tien - Phan Hoang Long 2
  3. General Mechanical Engineering 4.147 + Quá trình phóng iện ở vùng gia công như sau Quá trì phó iệ Dưới tác dụng của iện trường, các ion Dướ iệ trườ ng, dương tự do và các electron ược gia tốc, ượ tạo nên một kênh dẫn iện. Tia lửa iện iệ iệ hình thành tại ây do va chạm của các thà chạ ion (+) và electron (-) dẫn ến hình thành (- thà dòng plasma Việ chạ giữ Việc va chạm giữa các ion và electron tạo ra nhiệt ộ cao trên cả hai cực của nhiệ dòng khí. ồng thời, nhiệt ộ cao tại hai khí thờ nhiệ cực làm chảy và hoá hơi các phần của chả hoá phầ vật liệu liệ Sự phóng iện chấm dứt, dòng plasma phó iệ chấ tắt. iện cực hoà tan trong dung dịch iệ hoà iệ ượ cách iện và ược ưa ra ngoài ngoà HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department Nguyen Tan Tien - Phan Hoang Long General Mechanical Engineering 4.148 - Kh năng công ngh + Chỉ có thể gia công ược những vật liệu dẫn iện (kim loại, hợp kim, …). Chỉ thể ượ nhữ liệ iệ loạ kim, Có thể tạo nên những hình dạng phức tạp tùy thuộc và hình dạng tương thể nhữ phứ thuộ ứng của diện cực dụng cụ diệ + ộ bóng bề mặt gia công thông thường ạt Ra = 6,3~3,2 µm, với hợp thườ kim cứng có thể ạt Ra = 1,6~0,8 µm. Vật liệu iện cực dụng cụ hay thể liệ iệ dùng là ồng thau, ồng ỏ, nhôm, gang tùy theo vật liệu gia công và thau, nhôm , liệ chất lượng, năng suất yêu cầu chấ lượ ng, suấ HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department Nguyen Tan Tien - Phan Hoang Long 3
  4. General Mechanical Engineering 4.149 - M t s phương pháp gia công EDM phá HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department Nguyen Tan Tien - Phan Hoang Long General Mechanical Engineering 4.150 II. Phương pháp gia công bằng chùm tia laser (laser beam machining) phá chù - c i m + Tia laser là chùm tia ánh sáng ơn sắc, có tính ịnh hướng cao, bước chù hướ cao, bướ sóng rất ngắn nên có thể dùng hệ thống quang học tập trung nó trên một ng ắ thể th ố diện tích rất nhỏ, có mật ộ năng lượng rất cao → nhiệt ộ lên ến hàng diệ nhỏ lượ nhiệ ngàn ộ, có thể nung nóng, làm chảy và ốt cháy kim loại ở vùng nó tác ng à thể ng, ch ả chá loạ dụng vào + Bản chất: Trong vật li u laser có những ion hoạt tính. Khi những ion này chấ nhữ hoạ nh. nhữ ược kích thích lên mức năng lượng cao và tụt xuống mức năng lượng ượ thí lượ xuố lượ cơ sở → phát ra những lư ng tử, những lượng tử này bắn vào các ion phá nhữ nhữ lượ khác và các ion khác này cũng phát ra các lượng tử cứ như một dây khá khá phá lượ chuy n phản ứng làm tăng rất nhanh số hạt lượng tử. Nếu dùng thêm phả lượ những bộ cộng hưởng quang học thì tốc ộ tăng của những hạt lượng tử nhữ hưở thì nhữ lượ càng nhanh, lớn hơn và phát ra tia laser nhanh, phá HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department Nguyen Tan Tien - Phan Hoang Long 4
  5. General Mechanical Engineering 4.151 - Nguyên lý gia công + Nguồn iện cấp qua biến thế và nắn dòng nạp Nguồ iệ biế thế vào hệ thống tụ. iện áp tối a của tụ là 2kV thố iệ 1 2 3 4 5 ể iều khiển sự phóng iện tới èn phát xung iề khiể phó iệ phá B ph n 3 ặt ở một trong hai tâm của bộ phận phản xạ phậ phả cung ánh sáng 2 (ti t di n ngang hình ellipse) (ti ellipse) c p và i u + Khi èn phát sáng, toàn bộ năng lượng sẽ tập phá ng, toà lượ trung vào v trí ặt thanh hồng ngọc 4ngọ khi n trí 6 + Các ion Cr + 3 của thanh hồng ngọc bị kích lên ngọ 7 mức năng lượng cao, khi tụt xuống sẽ phát ra lượ cao, xuố phá 8 những lượng tử nhữ lượ 9 + Nhờ hệ dao ộng gương phẳng 5 và 6, những Nhờ phẳ nhữ lượng tử này sẽ i lại nhiều lần qua thanh lượ nhiề hồng ngọc và kích thích các ion Cr khác ể ngọ +3 1. B ph n cung c p và i u khi n thí khá 2. B ph n ph n x ánh sáng rồi cùng phóng ra chùm tia lượng tử phó chù lượ 3. èn phát xung 4. Thanh h ng ng c 5,6. Gương ph n x 7. Th u kính h i t + Hệ quang học 7 tập trung chùm tia và tác dụng chù 8. Chi ti t gia công 9. Bàn gá chi ti t lên vật gia công 8 ặt trên bàn máy 9 HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department Nguyen Tan Tien - Phan Hoang Long General Mechanical Engineering 4.152 + Quá trình tác d ng c a chùm tia laser vào v trí gia công như sau Quá trì chù trí V t li u gia công hút năng lư ng c a chùm tia laser và chuy n năng chù lư ng này thành nhi t năng thà t nóng v t li u gia công n nhi t có th phá h ng v t li u ó phá Phá h ng v t li u gia công và y chúng ra kh i vùng gia công Phá chú V t li u gia công ngu i d n sau khi chùm tia laser tác d ng xong chù - Kh năng công ngh + R t hi u qu khi dùng gia công lỗ nhỏ. ư ng kính nh nh t có th nhỏ t n 4µm + Gia công ư c các lo i v t li u khác nhau như kim lo i, th ch anh, kim khá anh, cương, rubi, … cương, rubi, + Chi u sâu l có th t 12,7mm HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department Nguyen Tan Tien - Phan Hoang Long 5
  6. General Mechanical Engineering 4.153 III. Phương pháp gia công bằng siêu âm (ultrasonic machining) phá siêu - c i m + Gia công kim loại bằng siêu âm là một dạng của gia công cơ loạ + Bản chất là dùng năng lượng va ập ồng thời của một số rất lớn các chấ lượ thờ hạt mài có tần số va ập cao lên mặt gia công ể tách những hạt kim nhữ loại rất nhỏ, có kích thước vài µm loạ nhỏ thướ - Nguyên lý gia công + Dao ộng có tần số cao (16~20KHz) từ máy phát phá 5 6 siêu âm truyền ến biến tử. Ở ây dao ộng iện truyề biế iệ ược biến thành dao ộng cơ học cùng tần số, ượ biế thà biên ộ dao ộng khoảng 5~10µm khoả 5~10µ 4 7 + Thanh truyền sóng truyền dao ộng cần thiết từ truyề truyề thiế 3 biến tử ến dụng cụ ể gia công kim loại biế loạ 2 + Dung dịch hạt mài ược ưa vào vùng gia công ượ 1 dưới ầu dụng cụ dướ + Tổng hợp chuyển ộng dao ộng của ầu dụng chuyể cụ và tác dụng của hạt mài sẽ chép lại hình thù ché thù của dụng cụ trên vật gia công ược gá ặt trên ượ bàn máy HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department Nguyen Tan Tien - Phan Hoang Long General Mechanical Engineering 4.154 - V t li u ch t o d ng c + Thép carbon như C45, thép dụng cụ như Y8A, YA, thép hợp kim như Thé thé thé 40X, 60Γ, … + Hạt mài thường dùng: cacbit bo, cacbit silic, korun iện, bột kim cương thườ ng: bo, silic, iệ + Chất lỏng trong dạng huyền phù có ý nghĩa rất quan trọng trong việc gia Ch ấ huy ề phù ngh ĩ trọ việ công. Chất lỏng thường là nước, dầu mazút, dầu hoả, cồn, dầu máy, công . Chấ thư ờ nướ maz ú hoả dầu gai, dầu biến thế và dầu grixêrin gai, biế thế - Kh năng công ngh + Gia công ược cả vật liệu kim loại lẫn vật liệu bán dẫn và vật liệu phi ượ liệ loạ liệ liệ loạ kim loại + Khi chi tiết gia công cố ịnh, có thể gia công ược lỗ thông hay không tiế nh, thể ượ thông, lỗ ịnh hình thẳng hoặc cong, cắt rãnh, cắt ứt, … thông, thẳ hoặ rãnh, + Khi cung cấp cho phôi hay dụng cụ thêm một chuyển ộng phụ thì có chuyể phụ thì thể thực hiện ược các nguyên công phay, mài, tiện, cắt ứt, cắt ren, … thể thự hiệ ượ phay, tiệ ren, + ộ chính xác gia công bằng siêu âm phụ thuộc nhiều yếu tố trong ó chí phụ thuộ nhiề những yếu tố cơ bản là ộ ồng nhất của hạt mài, sự tồn tại dao ộng nhữ nhấ ngang của dụng cụ, chế ộ gia công, ộ mòn của dụng cụ, … chế công, - Như c i m: dụng cụ mòn khá nhanhkhá HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department Nguyen Tan Tien - Phan Hoang Long 6
  7. General Mechanical Engineering 4.155 IV. Phương pháp gia công i n hoá (electrochemical machining) phá hoá - c i m + Có thể gia công ược nhiều dạng bề mặt phức tạp thể ượ nhiề phứ + Khả năng gia công không phụ thuộc vào cơ tính của vật liệu mà phụ Khả phụ thuộ liệ phụ thuộc vào thành phần hoá học của nó thuộ thà phầ hoá + iện cực dụng cụ nói chung không bị mòn iệ + Có thể ạt năng suất cao so với các phương pháp gia công khác trong thể suấ phá khá nhóm phương pháp iện vật lý và iện hoá nhó phá iệ iệ hoá suấ thì + Khi nâng cao năng suất thì bóng tăng. ây là ặc iểm mà chỉ tăng. iể chỉ phương pháp này mới có phá HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department Nguyen Tan Tien - Phan Hoang Long General Mechanical Engineering 4.156 - Nguyên lý gia công + Thực chất của phương pháp này là quá trình hoà tan iện cực dương Thự chấ phá quá trì hoà iệ ờ chấ iệ ệ trong môi trường chất iện phân khi có dòng iện i qua trư i + iện cực dương là vật gia công và iện cực âm là dụng cụ. Dụng cụ có iệ iệ dạng âm bản của mặt gia công + Cường ộ dòng iện i qua hai iểm tương ứng trên chi tiết gia công và Cườ iệ iể tiế vật liệu gia công tỉ lệ nghịch với khoảng cách giữa hai iểm ó liệ nghị khoả giữ iể → Như vậy ở các iểm khác nhau trên cực dương có khoảng cách tới iểm iể khá khoả iể tương ứng trên cực âm mà khác nhau thì tốc ộ hoà tan vật liệu của cực khá thì hoà liệ dương vào chất iện phân sẽ khác nhau. Do ó, có thể tạo nên ược chấ iệ khá nhau. thể ượ hình thù bất kỳ tương ứng với hình thù của iện cực âm thù thù iệ HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department Nguyen Tan Tien - Phan Hoang Long 7
  8. General Mechanical Engineering 4.157 - Yêu c u v dung d ch i n phân và hình th c gia công Chấ iệ iệ hoá nhiề loạ khá + Chất iện phân dùng trong gai công iện hoá có nhiều loại khác nhau miễn là dễ hoà tan trong nước và dễ kết hợp với kim loại gia công tạo miễ hoà nướ loạ thành một hợp chất dễ tách khỏi vật liệu gia công thà chấ khỏ liệ - Kh năng công ngh + Ch có thể gia công ược những vật liệu dẫn iện (kim loại, hợp kim, …) thể ượ nhữ liệ iệ loạ kim, + Gia công các bề mặt phức tạp, ộ chính xác chi tiết phụ thuộc vào ộ phứ chí tiế phụ thuộ chính xác chế tạo iện cực dụng cụ chí chế iệ HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department Nguyen Tan Tien - Phan Hoang Long General Mechanical Engineering 4.158 V. Phương pháp gia công mài i n hoá (electrochemical grinding machining) phá hoá - c i m + Là phươngpháp tổng hợp các tác dụng của phương pháp gia công iện phươngphá phá iệ hóa và phương pháp cơ học của hạt mài phá + Khả năng gia công không phụ thuộc vào cơ tính của vật liệu mà phụ Khả phụ thuộ liệ phụ thuộc vào thành phần hoá học của nó thuộ thà phầ hoá + iện cực dụng cụ nói chung không bị mòn iệ + Có thể ạt năng suất cao so với các phương pháp gia công khác trong thể suấ phá khá nhóm phương pháp iện vật lý và iện hoá nhó phá iệ iệ hoá + Có thể ạt năng suất cao so với các phương pháp gia công khác trong thể suấ phá khá nhóm phương pháp iện vật lý và iện hoá nhó ph á iệ iệ hoá HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department Nguyen Tan Tien - Phan Hoang Long 8
  9. General Mechanical Engineering 4.159 - Nguyên lý gia công 1 2 3 4 5 6 Sơ mài i n hoá m t tr ngoài hoá ngoà + Khi gia công, á mài là iện cực âm, chi tiết gia công là cực dương công, iệ âm, tiế + Các hạt mài nhô lên tạo khe hở giữa chi tiết và á. Khe hở này chứa giữ tiế chứ ầy dung dịch chất iện phân. Khi có dòng iện một chiều chạy qua, quá chấ iệ phân. iệ chiề chạ quá trình iện hoá – hoà tan iện cực dương sẽ xảy ra trong vùng này trì iệ hoá hoà iệ + Vật liệu bị hoà tan ược tách khỏi bề mặt gia công nhờ tác dụng cơ học liệ hoà ượ khỏ nhờ của hạt mài khi á mài chuyển ộng chuyể + Vật liệu bị hoà tan cùng với chất iện phân ược những hạt mài chuyển liệ hoà chấ iệ ượ nhữ chuyể ộng cuốn ra ngoài, ồng thời chất iện phân mới ược phun vào chứa cuố ngoà thờ chấ iệ ượ chứ ầy vùng khe hở + Khi sử dụng phương pháp này, vận tốc á mài 20~30m/s, iện thế làm phá iệ thế việc 6~8V, cường ộ dòng có thể ến 2000A việ cườ thể HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department Nguyen Tan Tien - Phan Hoang Long General Mechanical Engineering 4.160 - Tính ch t c a á và dung d ch i n phân + á mài phải dẫn iện, thông thường á mài có thành phần là graphit hạt phả iệ thườ thà phầ mài và chất kết dính chấ + Dung dịch chất iện phân thường dùng là nước thủy tinh hoặc dung dịch chấ iệ thườ nướ thủ hoặ CaNO3 - Kh năng công ngh + Có thể gia công mặt phẳng, mặt trụ, mặt ịnh hình hoặc mài sắc lưỡi cắt thể phẳ ng, trụ hoặ lưỡ của dụng cụ cắt HCM City Univ. of Technology, Mechanical Engineering Department Nguyen Tan Tien - Phan Hoang Long 9
Đồng bộ tài khoản