Xem mẫu
- CHƯƠNG 9
CÁC PHƯƠNG PHÁP GIA
CÔNG ĐẶC BIỆT
- Ch¬ng 9. Các phương pháp gia công đặc biệt
Khái niệm
Sự phát triển của các ngành công nghiệp gắn
liền với quá trình tìm kiếm các loại vật liệu mới.
Các loại vật liệu mới được đặc trưng bởi các
tính năng sau:
Khả năng chống và chịu mài mòn cao.
Độ cứng và độ bền cao, chịu nhiệt cao.
Làm việc ổn định trong các môi trường hóa
chất.
- Ch¬ng 9. Các phương pháp gia công đặc biệt
Với những tính năng trên, việc gia công
chúng bằng các công nghệ truyền thống gặp
nhiều khó khăn, không gia công được hoặc gia
công không đạt yêu cầu, một loạt những
phương pháp gia công mới được nghiên cứu và
đang được sử dụng rộng rãi như: gia công siêu
âm, gia công điện hóa, gia công bằng chùm tia
laze, tia nước, tia nước có hạt mài, tia hạt mài,
gia công bằng tia lửa điện …
- Ch¬ng 9. Các phương pháp gia công đặc biệt
Đặc điểm chung của các phương pháp gia công này là:
Không đòi hỏi dụng cụ phải có độ cứng cao hơn độ
cứng của vật liệu gia công.
Khả năng gia công không phụ thuộc vào tính chất cơ
lý của vật liệu gia công mà chủ yếu phụ thuộc vào các
thông số về hóa, nhiệt, điện của vật liệu gia công.
Đạt được độ chính xác kích thước và độ nhẵn bề mặt
cao so với các phương pháp gia công truyền thống.
Có khả năng gia công được các vật liệu có độ cứng
cao, thậm chí rất cao (sau nhiệt luyện).
Hiệu quả kinh tế đạt được cao, nhất là khi gia công
những sản phẩm có hình dạng phức tạp, kích thước bé
…
- Ch¬ng 9. Các phương pháp gia công đặc biệt
Có thể phân chia các phương pháp gia công
mới thành một số nhóm chủ yếu như sau:
Gia công bằng ăn mòn hóa học (CM).
Gia công bằng ăn mòn điện hóa (ECM).
Gia công bằng ăn mòn điện (EDM): xung
điện, cắt bằng dây.
Gia công bằng siêu âm (USM).
Gia công bằng chùm tia lase (LBM), chùm
tia điện tử (EBM).
Gia công bằng tia nước (wJM), nước và hạt
mài (AwJM), hạt mài (AJM) …
- Ch¬ng 9. Các phương pháp gia công đặc biệt
1. Gia công kim loai băng tia lửa điên
̣ ̀ ̣
Thực chất: Dùng hai điện cực bằng kim loại
đặt trong mạch điện, được xây dựng trên cơ sở
của hiện tượng ăn mòn dưới sự tác dụng của tia
lửa điện. Dưới tác dụng của điện trường, các
điện tử được tách ra từ âm cực phóng về dương
cực (chi tiết) để tách các phần tử kim loại ra với
vận tốc lớn sẽ phá hủy cực dương tách kim loại
tạo thành bề mặt gia công.
- Ch¬ng 9. Các phương pháp gia công đặc biệt
- Ch¬ng 9. Các phương pháp gia công đặc biệt
Đặc điểm gia công bằng tia lửa điện
Điện cực (đóng vai trò dụng cụ) có độ cứng
thấp hơn rất nhiều so với độ cứng của vật gia
công (chi tiết), điện cực thường được sử dụng là
đồng, grafit. Có hai dạng điện cực là dạng thỏi
(dùng cho máy xung định hình) và điện cực dây
(tạo hình chi tiết hệ lỗ có profin phức tạp).
- Ch¬ng 9. Các phương pháp gia công đặc biệt
Vật liệu của dụng cụ và chi tiết phải dẫn điện.
Chất lỏng làm dung môi phải không dẫn điện.
Khả năng công nghệ của phương pháp gia
công:
Đạt độ chính xác gia công cao, sai lệch 0,015
÷ 0,02 mm, khi gia công thô 0,5 ÷ 0,6 mm
Độ bóng bề mặt đạt cấp 4 ÷ 5 (Rz = 40 ÷
20), gia công tinh đạt cấp 6.
- Ch¬ng 9. Các phương pháp gia công đặc biệt
Sai số xảy ra khi gia công EDM:
Lỗ bị côn sau khi gia công
Độ rộng của lỗ do phóng điện bề mặt sườn
của điện cực.
Sai số do điện cực bị mòn khiến cho kích
thước và hình dáng của điện cực thay đổi, làm
thay đổi làm thay đổi kích thước lỗ trước gia
công,
- Ch¬ng 9. Các phương pháp gia công đặc biệt
Phạm vi ứng dụng của phương pháp: Dùng
gia công các lỗ sâu, chế tạo khuôn, chày, cối
dập, làm bề bề mặt các dụng cụ, mài, cắt, gia
công hợp kim cứng …
Nhược điểm của phương pháp: hiệu suất
phương pháp thấp, chi phí cao vì hao mòn dụng
cụ nhanh, tiêu hao năng lượng lớn (gấp 50 lần
so với các phương pháp gia công cơ điện),
không gia công được các vật liệu không dẫn
điện.
- Ch¬ng 9. Các phương pháp gia công đặc biệt
2 Gia công kim loai băng cơ - điên - hoá (ECMM)
̣ ̀ ̣
Khi gia công điện hóa dựa trên nguyên lý điện phân
với mục đích lấy di kim loại khỏi bề mặt chi tiết gia công
và chi tiết được nối với dương cực còn dụng cụ nối với
âm cực, khe hở giữa bề mặt chi tiết và dụng cụ chứa
đầy dụng dịch điện giải thích hợp. phản ứng hóa học
xảy ra khi gia công tạo nên lớp lớp màng thụ động (dẫn
điện kém) bám trên bề mặt chi tiết gia công (dương cực)
ngăn cản phản ứng, để phá vỡ lớp màng này để cho
quá trình ăn mòn tiếp tục có 2 phương pháp:
- Ch¬ng 9. Các phương pháp gia công đặc biệt
Thủy điện hóa (ECHM): dùng áp lực cao
của chất điện giải (hàn chục atm) làm trực tiếp
thành dòng chảy qua khe hở giữa điện cực âm
và dương để phá lớp màng thụ động trong quá
trình gia công.
Cơ điện hóa (ECMM): phá vỡ lớp màng thụ
động trên dương cực bằng tác dụng của lực cơ
học để cho phản ứng tiếp tục.
- Ch¬ng 9. Các phương pháp gia công đặc biệt
a. Nguyên lý gia công:
Về bản chất gia công cơ điện hóa vẫn dựa
trên nguyên lý hòa tan dương cực, nhưng ở đây
do sản phẩm của phản ứng được hình thành
tạo thành chất kết tủa dưới dạng màng mỏng
(màng thụ động) bám trên bề mặt chi tiết gia
công (dương cực), màng này có độ dẫn điện
kém gây cản trở cho quá trình phản ứng điện
hóa ở dương cực. Muốn cho phản ứng tiếp tục
thì màng thụ động này cần phải được phá hủy
dưới tác dụng của lực cơ học.
- Ch¬ng 9. Các phương pháp gia công đặc biệt
- Ch¬ng 9. Các phương pháp gia công đặc biệt
b. Khả năng công nghê: ̣
Gia công a nốt:
+ Khi gia công thô: Với I = 15 ÷ 25 A/cm2 ;
Năng suất Q = 2000 ÷ 3000 mm3/ph; Nhẵn bề
mặt: Ra ≈ cấp 3, cấp 4.
+ Khi gia công tinh: với I ≈ 1 ÷ 2 A/cm2 ; Độ
nhẵn bề mặt đạt cấp 10 ÷ 12; Không có khuyết
tật bề mặt; Năng suất thấp.
Dung dịch điện giải thường dùng là silicat
Natri + nước (NaSiO3 + H2O) có tỷ trọng 1,15 ÷
1,30
- Ch¬ng 9. Các phương pháp gia công đặc biệt
c. Pham vi ứng dung:
̣ ̣
Chỉ áp dụng được với vật liệu dẫn điện
(dụng cụ, chi tiết); Môi trường trung gian: dung
dịch điện giải dẫn điện.
Thông số sử dụng: U = 3 ÷ 30V; Mật độ
dòng d = 0,2 ÷ 2 A/cm2.
Áp lực gia công: P= 5 ÷ 30 N/cm2.
Độ nhẵn đạt được: Ra > 0,1 ÷ 0,08 µm.
- Ch¬ng 9. Các phương pháp gia công đặc biệt
- Ch¬ng 9. Các phương pháp gia công đặc biệt
d. Quy trình gia công:
Mài điện hóa bằng đá dẫn điện
Mài điện hóa bằng đá mài trung tính.
Mài khôn điện hóa.
Đánh bóng điện hóa.
Cắt HKC bằng phương pháp điện hóa.
- Ch¬ng 9. Các phương pháp gia công đặc biệt
3 Phương pháp tạo mẫu nhanh
3.1 Thực chất
Nội dung của phương pháp này là chế tạo ra một chi
tiết hoặc mẫu bằng những công nghệ và thiết bị chuyên
dụng, sau đó từ mẫu này sẽ đúc ra chi tiết máy để đưa
vào sử dụng thử. Mẫu trên cũng có thể chế tạo trực tiếp
từ kim loại hoặc vật liệu polyme rồi đem dùng ngay
nhưng công nghệ phức tạp hơn nhiều.
Lĩnh vực sử dụng công nghệ này là trong trường hợp
nghiên cứu chế tạo thử, thiết kế mẫu và kiểu dáng công
nghiệp cho sản phẩm mới đòi hỏi phải rất nhanh chóng
chiếm lĩnh thị trường, thí dụ: chế tạo kiểu dáng đồ chơi
cho trẻ em.
nguon tai.lieu . vn
