Bài giảng gia công bằng chùm tia điện tử, hỗ trợ kiến thức cho người học về nguyên lý gia công, khoan bằng chùm ta, phay cắt bằng chùm điện tử, hàn bằng chùm tia, ưu nhược điểm của phương pháp gia công bằng chùm tia.
AMBIENT/
Chủ đề:
Nội dung Text: Bài giảng gia công bằng chùm tia điện tử
- 5.1. Nguyên lý gia công
5.2. Khoan bằng chùm tia
5.3. Phay, cắt bằng chùm tia điện tử
5.4. Hàn bằng chùm tia
5.5. Ưu nhược điểm của phương pháp gia công
bằng chùm tia
5.6. Phạm vi ứng dụng.
- 5.1.1. Định nghĩa
Gia công bằng chùm tia
điện tử (Electric Beam
Machining - EBM)
Là quá trình gia công nhiệt
trong đó động năng của điện tử
biến đổi thành nhiệt năng với
hiệu suất cao khi va đập vào bề
mặt chi tiết làm bốc hơi lớp bề
mặt cần gia công
- Dùng năng lượng của chùm
tia điện tử hội tụ tại bề mặt gia
công làm nóng chảy và bốc hơi
vật liệu
Cách tạo ra chùm tia hội
tụ tương tự như các tạo
chùm tia sáng hội tụ bằng hệ
thống quang
- Năng lượng truyền đến bề mặt dạng xung 10-3 đến 10-6 s.
Mật độ vài nghìn kW/mm2 .
Tốc độ của chùm tia đạt đến 50- 80% tốc độ ánh sáng.
Chi tiết gia công được đặt trên bàn máy trong buồng chân không
(khoảng 10-3 - 10-6mmHg).
Vùng gia công nhiệt độ 3000-4000o C
Rãnh căt có đường kính rất nhỏ và sâu, chiều sâu gia công có
thể lớn gấp 100 lần đường kính
Hiệu suất biến đổi năng lượng cao, khoảng 65%.
Vì chùm tia điện tử có thể được điều chỉnh hướng tùy ý bởi
cuộn dây 6 nên có thể gia công được các hình dáng phức tạp với
chất lượng cao.
- 1. Khoan
2. Phay, cắt đứt
3. Hàn
- Sử dụng xung electron
năng lượng cao.
Có 2 phương pháp khoan :
- Kiểu khoan môt lần bắn
(One-shot drilling): lỗ suốt
các tấm dày từ 0,5 đến
5mm.
- Kiểu khoan bằng nhiều
xung (Multiple-pulse
drilling): lỗ nhỏ hơn. kích
thước từ 0,025 đến 1mm.
- 5.3. Khoan bằng chùm tia điện tử
Khoan các lỗ nhỏ, ở những vị trí khó gia công
như cánh tuabin, buồng đốt cùa tuabin máy bay trục
thăng, đặc biệt những lỗ lệch với mặt phẳng (có
thể lệch tới 20o).
Ví dụ: trong buồng đốt của máy bay trực thăng
có hơn 3700 lỗ với nhiều đường kính khác nhau,
đặt sai lệch nhau không quá 0,1 mm có nhiều lỗ
lệch so với mặt `phẳng. Toàn bộ thời gian gia công
các lỗ này bằng tia điện tử điều khiển bằng CNC
chỉ tốn 40 phút bao gồm cả thời gian gá đặt, định
vị….
- d=10-20µm, L/d=10-20.
Công suất máy 20-60kW
- Nguyên lý của phay
điện tử giống khoan
chỉ khác là bàn máy di
chuyển.
Khi phay rãnh, đặc
biệt là rãnh không sâu
thì chùm tia được đánh
lệch một góc để đạt
được kết quả gia công
như ý muốn.
- Cắt đứt được thực hiện chủ
yếu trên những màng mỏng trong
cơ khí chính xác , trong công
nghệ vi điện tử, các loại vật liệu
rất cứng như thép, wolfram,
platin, titan, silic, thuỷ tinh, kim
cương…
- Kích thước tiết chùm tia vài trăm µm,
mật độ năng lượng nhỏ khoảng 105-107
W/cm2, công suất vài chục đến vài trăm
kW.
Chùm tia này được chiếu tới mối ghép
giữa các chi tiết và đốt nóng nó đến
nhiệt độ nóng chảy.
Đường hàn sạch, không bị lẫn khí và tạp
chất.
Năng lượng hàn nhỏ hơn so với các
phương pháp hàn khác do sự tập trung
năng lượng cao.
- Chiều sâu lớp kim loại bị chảy lỏng > 20 lần bề
rộng vết hàn.
khả năng bám chắc của kim loại theo chiều sâu
tốt hơn chiều rộng.
Chiều sâu lớp kim loại bị chảy lỏng khi hàn phụ
thuộc vào điện thế Vg, cường độ dòng điện I, tốc
độ hàn và nhiệt độ nóng chảy của kim loại.
Tốc độ nung nóng 7000oC/s và tốc độ nguội rất cao
1200oC/s.
Kích thước vết tập trung năng lượng của chùm tia
điện tử từ vài phần trăm mm đến 1mm
- 5.6.1. Ưu điểm
- Có thể gia công bất kỳ vật liệu nào
- Mật độ công suất lớn.
- Gia công chính xác.
- Có thể điều chỉnh được tức thời cường độ và vị trí của tia điện
tử.
- Bảo đảm sạch về mặt hoá học của vật liệu
- Không ảnh hưởng nhiều đến cấu trúc vật liệu
- Năng suất cao.
- Có thể tạo được lỗ nghiệng.
5.6.2. Nhược điểm
- Phải gia công trong buồng chân không.
- Giá thành gia công cao.
- Nguy cơ nhiễm phóng xạ Rơnghen
- Gia công chính xác
biên dạng các chi tiết
bằng vật liệu bất kỳ.
Gia công lỗ nhỏ sâu,
màng mỏng.
Hàn được các mối
hàn hẹp và sâu, các
kim loại khác nhau về
tính chất.
Thêm vào BST
Báo xấu
Download
Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
