TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

BM CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

GIẢNG DẠY: GV. THS PHẠM THANH CƯỜNG Mobile: 0968 315 333 Email: phamcuongtnut@gmail.com

CÔNG NGHỆ GIA CÔNG TIÊN TIẾN

Chương 1: Tổng quan về các PPGC tiên tiến

Chương 2: Các phương pháp gia công cơ

Chương 3: Các phương pháp gia công hóa

Chương 4: Các phương pháp gia công điện hóa

Chương 5: Các phương pháp gia công nhiệt

CHÖÔNG 5 PHÖÔNG PHAÙP GIA COÂNG NHIEÄT

B. PHÖÔNG PHAÙP GIA COÂNG CHUØM ÑIEÄN TÖÛ

Electron Beam Machining - EBM

Biên soạn: Thạc sỹ Phạm Thanh Cường – Khoa Sư Phạm kỹ thuật - TNUT

NOÄI DUNG CHÍNH

1. Khaùi nieäm

2. Nguyeân lí gia coâng

3. Cô sôû lyù thuyeát

4. Thieát bò vaø duïng cuï

5. Caùc thoâng soá coâng ngheä

6. Ñaëc ñieåm vaø phaïm vi öùng duïng

Biên soạn: Thạc sỹ Phạm Thanh Cường – Khoa Sư Phạm kỹ thuật - TNUT

1. Khaùi nieäm

Gia coâng chuøm tia ñieän töû laø phöông phaùp gia

coâng nhieät duøng naêng löôïng cuûa chuøm tia ñieän töû

hoäi tuï laøm noùng chaûy vaø boác hôi vaät lieäu gia coâng

Biên soạn: Thạc sỹ Phạm Thanh Cường – Khoa Sư Phạm kỹ thuật - TNUT

2. Nguyeân lyù gia coâng

Biên soạn: Thạc sỹ Phạm Thanh Cường – Khoa Sư Phạm kỹ thuật - TNUT

Biên soạn: Thạc sỹ Phạm Thanh Cường – Khoa Sư Phạm kỹ thuật - TNUT

Nguyeân lyù gia coâng

1. Catod bò noùng

2. Muõi hoäi tuï chuøm tia

3. Anod

4. Thaáu kính ñieän töû hoäi tuï

5. Chi tieát

6. Buoàng chaân khoâng

- Chuøm tia ñieän töû ñöôïc phaùt ra töø

catot 1.

- Caùc ñieän töû chuyeån ñoäng vôùi toác ñoä

raát cao ñöôïc gia toác bôûi anot 3 vaø hoäi

tuï nhôø muõi hoäi

tuï 2 vaø thaáu kính hoäi

tuï ñieän töû 4 taïo thaønh tia raát nhoû treân

beà maët chi tieát 5.

Biên soạn: Thạc sỹ Phạm Thanh Cường – Khoa Sư Phạm kỹ thuật - TNUT

- Caùc ñieän töû va ñaäp vaøo beà maët

gia coâng vaø chuyeån ñoäng naêng

thaønh nhieät naêng nung noùng,

laøm chaûy hoaëc boác hôi baát kyø

vaät lieäu naøo.

Biên soạn: Thạc sỹ Phạm Thanh Cường – Khoa Sư Phạm kỹ thuật - TNUT

Sô ñoà gia coâng aèng chuøm tia ñieän

1) Cöïc aâm

8

2) Muõi taäp trung chuøm tia

3) Buoàng chaân khoâng

4) Chi tieát

5) Heä thoáng ñaùnh nghieâng chuøm tia

6) Thaáu kính töø

7) Heä thoáng quang hoïc

8) Cöïc döông. Biên soạn: Thạc sỹ Phạm Thanh Cường – Khoa Sư Phạm kỹ thuật - TNUT

3. Cô sôû lyù thuyeát

- Döïa treân taùc duïng cuûa nhieät ñoái vôùi kim loaïi: khi

chuøm tia naêng löôïng cöïc lôùn ñöôïc phoùng leân beà maët

KL thì phaàn lôùn naêng löôïng cuûa noù ñöôïc bieán thaønh

nhieät naêng ñoát chaùy vaø laøm boác hôi kim loaïi

- Döïa treân söï hoäi tuï cuûa tia saùng: khi chuøm tia saùng

ñöôïc phaùt ra töø 1 nguoàn saùng ñi qua thaáu kính hoäi

tuï thì chuøm saùng seõ hoäi tuï taïi 1 ñieåm.

Biên soạn: Thạc sỹ Phạm Thanh Cường – Khoa Sư Phạm kỹ thuật - TNUT

Heä thoáng kính quang hoïc

Biên soạn: Thạc sỹ Phạm Thanh Cường – Khoa Sư Phạm kỹ thuật - TNUT

Heä thoáng quang ñieän töû.

Biên soạn: Thạc sỹ Phạm Thanh Cường – Khoa Sư Phạm kỹ thuật - TNUT

4. Thieát bò vaø duïng cuï (SV töï nghieân cöùu)ï

Maùy gia coâng baèng chuøm tia ñieän töû chuû yeáu laø

maùy khoan.

Thaáu kính hoäi tuï ñieän töû laø 1 cuoän daây ñieän töø

Catot thöôøng laø 1 sôïi daây voânphram.

Biên soạn: Thạc sỹ Phạm Thanh Cường – Khoa Sư Phạm kỹ thuật - TNUT

Biên soạn: Thạc sỹ Phạm Thanh Cường – Khoa Sư Phạm kỹ thuật - TNUT

* Maùy khoan baèng chuøm tia ñieän töû:

Sô ñoà maùy khoan

f. Kính hieån vi

a. Catod

g. Kính baûo veä

b. Thaáu kính

h. Thaáu kính töø tröôøng

c. Anod;

i.

Cuoän

daây

ñieän

d. Heä thoáng ñieàu chænh

tröôøng ñeå leäch tia

e. Taám ngaên coù kính

j. Tia ñieän töû

baèng Vonfram

k. Vaät gia coâng

Biên soạn: Thạc sỹ Phạm Thanh Cường – Khoa Sư Phạm kỹ thuật - TNUT

* Maùy khoan baèng chuøm tia ñieän töû

Biên soạn: Thạc sỹ Phạm Thanh Cường – Khoa Sư Phạm kỹ thuật - TNUT

- Vôùi maùy khoan coù ñöôøng kính tia <10 mm

- Dao ñoäâng ñieän aùp baèng 1/103-1/104 ñieän aùp ñònh

möùc.

Þ Söû duïng boä dao ñoäng vaø boä khuyeách ñaïi ñieän aùp

Taàn soá dao ñoäng: taàn soá töø 30 ñeán 100 khz

Biên soạn: Thạc sỹ Phạm Thanh Cường – Khoa Sư Phạm kỹ thuật - TNUT

5. Thoâng soá coâng ngheä

- Toác ñoä chuøm tia ñieän töû

Ug: Ñieän theá gia toác (Volt)

- Coâng suaát cuûa chuøm tia ñieän töû:

Wch = I . Ug

I: Cöôøng ñoä doøng ñieän cuûa chuøm tia ñieän töû

Biên soạn: Thạc sỹ Phạm Thanh Cường – Khoa Sư Phạm kỹ thuật - TNUT

- Ñoäng naêng cuûa moät ñieän töû trong ñieän tröôøng

Wñ = m .v2/2 = e.Ug

m: Khoái löôïng cuûa moät ñieän töû, m = 9,1.10-29 (gam);

V: Vaän toác chuyeån ñoäng cuûa ñieän töû

e: Ñieän tích cuûa ñieän töû, e = 1,6.10-19 (Coulomb)

U: Hieäu ñieän theá cuûa moâi tröôøng ñieän töû ñi qua (V)

Biên soạn: Thạc sỹ Phạm Thanh Cường – Khoa Sư Phạm kỹ thuật - TNUT

- Coâng suaát chuyeån hoùa ñoäng naêng sang nhieät naêng

P = I . Ug vaø I = n.e/t

I: Cöôøng ñoä doøng ñieän cuûa chuøm tia (Ampe)

n: Soá löôïng ñieän töû trong chuøm tia

t: - thôøi gian (s)

Ug: ñieän theá gia toác (Volt).

Biên soạn: Thạc sỹ Phạm Thanh Cường – Khoa Sư Phạm kỹ thuật - TNUT

- Maät ñoä naêng löôïng taïo neân söï chaùy loûng

Biên soạn: Thạc sỹ Phạm Thanh Cường – Khoa Sư Phạm kỹ thuật - TNUT

Biên soạn: Thạc sỹ Phạm Thanh Cường – Khoa Sư Phạm kỹ thuật - TNUT

6. Ñaëc ñieåm, phaïm vi öùng duïng

1.Öu ñieåm + Coù theå gia coâng baát kyø loaïi vaät lieäu naøo.

+ Maät ñoä coâng suaát lôùn (MW/cm2)

+ Gia coâng chính xaùc do khaû naêng töï haõm cuûa ñieän töû

trong moät lôùp moûng cuûa vaät lieäu.

+ Coù theå ñieàu chænh töùc thôøi cöôøng ñoä vaø vò trí cuûa tia

ñieän töû.

+ Baûo ñaûm saïch veà maët hoaù hoïc nhôø coù buoàng chaân

khoâng. Biên soạn: Thạc sỹ Phạm Thanh Cường – Khoa Sư Phạm kỹ thuật - TNUT

2. Nhöôïc ñieåm :

+ Chæ coù theå gia coâng trong buoàng chaân khoâng.

+ Giaù thaønh gia coâng töông ñoái cao.

+ Coù nguy hieåm veà phoùng xaï Rônghen.

Biên soạn: Thạc sỹ Phạm Thanh Cường – Khoa Sư Phạm kỹ thuật - TNUT

3. Phaïm vi öùng duïng

Gia coâng caùc vaät lieäu coù caáu truùc nhö theùp, wolfram, tantal, moâlipden, silic, germani, grafit, kim platin, cöông, hoàng ngoïc, oxit nhoâm, söù, thuyû tinh, thaïch anh, goám vaø caùc hôïp kim cöùng khaùc

Gia coâng nhöõng profin phöùc taïp, phay raõnh, khoan loã tinh vi, vaø gia coâng nhöõng kích thöôùc nhoû, khaéc hoaëc naáu chaûy. Ñaëc bieät khoan vaø phay nhöõng loã raõnh coù kích thöôùc töø 0,01 ñeán 1 mm.

Gia coâng lo coùã chieàu saâu gaáp haøng traêm laàn döôøng

kính./.

Biên soạn: Thạc sỹ Phạm Thanh Cường – Khoa Sư Phạm kỹ thuật - TNUT