Bài giảng Công nghệ chế tạo máy 2: Bài 2 - Lê Qúy Đức

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:39

Thêm vào BST

Báo xấu

11
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Công nghệ chế tạo máy 2: Bài 2 - Phương pháp gia công bằng điện vật lý và điện hóa học" được biên soạn với các nội dung chính sau: Đặc điểm chung; Gia công kim loại bằng phương pháp tia lửa điện; Gia công kim loại bằng laze; Gia công bằng siêu âm; Gia công kim loại bằng điện hóa; Gia công kim loại bằng phương pháp phối hợp. Mời các bạn cùng tham khảo bài giảng!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Công nghệ chế tạo máy 2: Bài 2 - Lê Qúy Đức

B ÀI 2: PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG BẰNG ĐIỆN VẬT LÝ VÀ ĐIỆN HOÁ HỌC 1. ĐẶC ĐIỂM CHUNG 2. GIA CÔNG KIM LOẠI BẰNG PHƯƠNG PHÁP TIA LỬA ĐIỆN 3. GIA CÔNG KIM LOẠI BẰNG LAZE 4. GIA CÔNG BẰNG SIÊU ÂM 5. GIA CÔNG KIM LOẠI BẰNG ĐIỆN HÓA. 6. GIA CÔNG KIM LOẠI BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHỐI HỢP.
I- ĐẶC ĐIỂM CHUNG 1- Chất lượng và năng suất gia công không phụ thuộc vào tính chất cơ lý của vật liệu gia công mà chỉ phụ thuộc thông số nhiệt và thành phần hoá học của nó. 2- Có khả năng đạt độ chính xác cao ngay cả khi không thực hiện được bằng các biện pháp g/công cắt gọt thông thường. 3- Không cần d/cụ g/công có độ cứng cao hơn vật liệu gia công. 4- Tiết kiệm được nguyên v/liệu, nâng cao hệ số sử dụng v/liệu. 5- Công nghệ tương đối đơn giản, có khả năng gia công một bộ phận nhỏ trên chi tiết lớn. 6- Dễ cơ khí hoá và tự động hoá. 7- Năng suất gia công nói chung thấp. 8- Gia công các bề mặt phức tạp và vật liệu có độ cứng cao. 9- Bản chất của các phương pháp này là tạo ra phản ứng hoá học để ăn mòn bề mặt hoặc tạo ra hiện tượng nhiệt để đốt cháy kim loại hoặc là tạo ra sự va đập của các hạt mài để tách kim loại ra khỏi bề mặt gia công.
GIA CÔNG KIM LOẠI BẰNG PHƯƠNG PHÁP TIA LỬA ĐIỆN 1- ĐẶC ĐIỂM  Gia công kim loại bằng phương pháp tia lửa điện là một dạng gia công bằng phóng điện ăn mòn thực hiện được khi truyền năng lượng qua rãnh dẫn điện.  Dùng dòng điện một chiều có điện thế từ 100V – 250V do vậy khoảng cách giữa hai điện cực không lớn lắm.  Toàn bộ quá trình phóng tia lửa điện xảy ra trong thời gian rất ngắn t = 10-4 – 10-7giây sau đó mạch trở về vị trí ban đầu.  Để duy trì q/trình g/công, ta di chuyển liên tục điện cực dương xuống để đảm bảo khe hở cho tụ điện làm việc.
Sơ đồ nguyên lý gia công xem Hình 5 – 81 Hình 5 – 81: Sơ đồ nguyên lý gia công bằng tia lửa điện
 Quá trình phóng điện ở vùng gia công xem. Nhiệt độ ở vùng gia công lên đến hàng ngàn độ. Hình (11-10) Hình 11 – 10: Quá trình phóng điện ở vùng gia công.
 Quan hệ giữa điện thế và khoảng cách xem • Hình ( 5 – 82 ) Hình 5 – 82: Quan hệ giữa U và khe hở 1- Môi trường gia công là không khí 2- Môi trường gia công là dầu hoả 3-Môi trường gia công là dầu biến thế
2- KHẢ NĂNG CÔNG NGHỆ  Chiều sâu lớp kim loại chi tiết gia công chịu ảnh hưởng nhiệt và tính chất phá hỏng kim loại phụ thuộc thời gian tồn tại của xung điện.  Hình dáng chi tiết gia công giống hình dáng dụng cụ Hình (5 – 83) Hình 5 – 83: Các dạng bề mặt phức tạp được gia công bằng tia lửa điện
 Năng suất và chất lượng g/công phụ thuộc chế độ g/công:  Năng lượng xung điện  Thời gian tồn tại của xung điện  Cường độ dòng điện  Điện dung tụ điện  Dung dịch trơn nguội  Tính chất nhiệt của vật liệu gia công : Nhiệt nóng chảy, bốc hơi, độ dẫn nhiệt  Vật liệu làm điện cực dụng cụ.
 Năng suất nói chung thấp bình thường đạt: 500 – 600 mm3/ph, độ nhám đạt Ra= 3.2 – 6.3 đôi khi đạt Ra = 1,6 – 0,8 (khi gia công HKC).  Hiện tượng cứng nguội bề mặt xảy ra khá lớn  Độ mòn của điện cực rất lớn có thể lên đến 50% - 100% so với thể tích kim loại bóc ra khỏi phôi làm cho năng suất và chất lượng thấp.  Môi trường chất lỏng có tác dụng: hạn chế ảnh hưởng nhiệt, làm nguội điện cực dụng cụ đảm bảo ổn định qúa trình gia công (dùng chủ yếu là dầu hỏa đôi khi dùng dầu DO hoặc nhớt).
• 3- PHẠM VI SỬ DỤNG GIA CÔNG TIA LỬA ĐIỆN. a- Gia công các lỗ trên vật liệu khó g/công ( 0.8, L ≤ 50 ); (3 , l ≤ 80) các lỗ nhỏ có  = 0.1  0.5 (lỗ vòi phun cao áp … ) b- Gia công vật liệu có cơ tính cao, gia công hợp kim cứng Ví dụ: Dùng điện cực đồng gia công khuôn dập hình đạt độ chính xác kích thước đến 0.01 và Ra0.32 ) c- Mài tròn lỗ đạt độ chính xác kích thước 0.01 và Ra0.63 khi dùng điện cực than. d- Nâng cao tuổi bền dụng cụ cắt từ 2  4 lần e- Vật liệu dụng cụ càng ít mòn thì độ chính xác càng cao f- Chỉ gia công được vật liệu dẫn điện.
GIA CÔNG KIM LOẠI BẰNG LAZE I- ĐẶC ĐIỂM CỦA LAZE  Laze là chùm ánh sáng đơn sắc có bước sóng rất ngắn và góc phân kỳ nhỏ.  Có thể dùng hệ quang học tập trung nó trên diện tích nhỏ nên mật độ năng lượng sẽ cao (1012W/cm2) do vậy nhiệt độ lên đế hàng ngàn độ làm chảy lỏng và đốt cháy kim loại.  Sơ đồ máy tạo tia laze • Hình ( 5 – 84 )
Hình 5 – 84: Sơ đồ nguyên lý làm việc của máy K – 3M
II- BẢN CHẤT GIA CÔNG BẰNG LAZE  Là quá trình tác dụng nhiệt vào kim loại gia công  Nhiệt độ tạo ra rất cao do tập trung năng lượng trên diện tích nhỏ.  Mật độ năng lượng của chùm tia phân bố không đều trên vết tập trung.  Kim loại gia công nhận năng lượng của chùm Laze và biến thành nhiệt năng  Nhiệt năng đốt nóng vật liệu đến nhiệt độ phá hỏng  Phá hỏng kim loại và đẩy chúng ra khỏi vùng gia công  Vật liệu gia công nguội dần khi hết xung Laze tác dụng.
III- CÁC PHƯƠNG PHÁP TẬP TRUNG NĂNG LƯỢNG a- Dùng thấu kính hội tụ:  Vết tập trung có dạng tròn hoặc vệt dài do vậy có thể gia công lỗ các rãnh hẹp, hàn điểm  Mật độ năng lượng phân bố không đều nên lỗ và rãnh dễ bị côn hoặc hẹp dần. Hình (11-22 ) hoặc (5 – 85 ) b- Dùng hệ thống thấu kính có màn chắn  Vết tập trung có dạng bất kỳ, năng lượng đều hơn.  Mất mát năng lượng nhiều, hiệu suất không cao • Hình (11 – 23) hoặc ( 5 – 86 ) c- Sự phân bố năng lượng xem Hình (11 – 24)
Hình 5 – 85: Tập trung laze bằng thấu kính Hình 5 – 86: Tập trung laze bằng thấu kính có màn chắn
Hình 11 – 24: Sự phân bố mật độ năng lượng của chùm tia tại vị trí tác dụng
IV- PHẠM VI SỬ DỤNG GIA CÔNG LAZE. 1- Hàn kim loại bằng Laze.  Hàn những mối hàn nhỏ  Vùng xung quanh ít bị ảnh hưởng nhiệt  Chất lượng hàn tuỳ thuộc:  Chiều dày kim loại hàn  Kích thước mối hàn  Tính nhiệt của vật liệu  Năng lượng chùm tia và thời gian tồn tại của nó  Vị trí mối hàn so với mặt phẳng tiêu của hệ tập trung Laze Hình (11 – 26 )
Hình 11 – 26: a) Quan hệ giữa chiều dày vật hàn và thời gian tồn tại xung laze b) Quan hệ giữa năng lượng chùm tia và đường kính dây hàn S(mm) E(j) 0,65 100 0,50 10 0,37 1 0,25 0,1 t(s) d(mm) 10-3 2.10-3 5.10-3 10-2 0,0025 0,025 0,25 25
2- Gia công lỗ nhỏ và rãnh hẹp a- Kích thước lỗ chủ yếu phụ thuộc vào năng lượng chùm tia E (J ) cụ thể:  Tiêu cự của thấu kính F (mm).  Vị trí mặt gia công và mặt phẳng tiêu F (mm).  Số lương xung Laze. Hình (11 – 28 ). Ví dụ: Dùng một xung Laze gia công thép với năng lượng chùm tia E = 350J thì có thể gia công lỗ đạt chiều sâu Hmax = 12,7mm và D = 0,2 – 0,3 mm.
b- Hình dáng lỗ thường côn và phụ thuộc rất nhiều vào vị trí mặt gia công và mặt phẳng tiêu F (mm ). Hình ( 11 - 29 ). c- Độ nhám bề mặt thường đạt Ra 2.5 - 0.32 đôi khi đạt Ra 0.16 d- Độ cứng tế vi bề mặt tăng cao gia công thép có thể đạt 6000N/mm chiều sâu bé (h 32 m). e- Thời gian gia công ngắn nên năng suất cao f- Có thể thực hiện trong không khí (Các phương pháp khác khó thực hiện được). g- Có thể gia công vật liệu phi kim loại.