Giáo trình các phương pháp gia công tiên tiến

Giáo Trình Các Phương Pháp Gia Công Tiên Tiến bao gồm các phương pháp gia công sau: Chương 1: Tổng Quan Chương 2: Gia công bằng Tia Nước Chương 3: Gia công bằng Hạt Mài Chương 4: Gia công bằng phương pháp siêu âm Chương 5: Gia công bằng lazer Chương 6: Gia công bằng tia lửa điện Chương 7: Gia công bằng Plasma Chương 8: Gia công bằng chùm tia điện tử Chương 9: Gia công bằng Phay Hóa Chương 10: Gia công bằng Quang Hóa Chương 11: Gia công bằng Điện Hóa

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG TIÊN TIẾN 1 Các phương pháp gia công tiên tiến - Các phương pháp gia công truyền thống dùng dụng cụ cắt để tách phoi khỏi bề mặt gia công nhờ biến dạng phá hủy - Gia công tiên tiến sử dụng phương pháp tách lượng dư kỹ thuật khác, sử dụng lượng cơ, điện, nhiệt, hóa, kết hợp dạng lượng - Đặc biệt, phương pháp không sử dụng dao cắt gia công thông thường a Tại phải sử dụng pp gia công tiên tiến Do nhu cầu tầm quan trọng mặt thương mại lẫn công nghệ phương pháp gia công đặc biệt bao gồm : + Những vật liệu thường có tính chất đặc biệt sức bền, độ cứng độ dẻo cao, khó gia công phương pháp cắt gọt thông thường + Gia cơng chi tiết hình học phức tạp, bất bình thường, khó khơng thể gia cơng phương pháp truyền thống a Tại phải sử dụng pp gia công tiên tiến + Tránh làm hỏng bề mặt chi tiết xuất ứng suất phát sinh gia công truyền thống + Gia công cắt gọt chi tiết làm kim loại khó khăn số trường hợp + Tương ứng với vật liệu phát minh, người ta phải tích cực tìm kiếm phương pháp gia công để gia công vật liệu b Nêu đặc trưng pp gia công Các đặc trưng: - Có suất bóc kim loại thấp so với gia cơng cắt gọt - Có cơng suất riêng cao - Đạt độ xác gia công cao tốc độ gia công thấp - Thường làm hỏng bề mặt vật liệu so với phương pháp gia công truyền thống c Điểm ưu việt phương pháp gia công tiên tiến so với phương pháp gia công truyền thống - Có khả gia cơng tất loại vật liệu với tính chất lý chúng khơng ảnh hưởng nhiều đến suất chất lượng - Không cần sử dụng dụng cụ chuyên dùng vật liệu mài (trừ phương pháp điện hóa) - Tiết kiệm lớn nguyên vật liệu: gia công đá quý hồng ngọc, kim cương, thạch anh loại vật liệu đơn tinh thể dùng công nghệ chế tạo transitor c Điểm ưu việt phương pháp gia công tiên tiến so với phương pháp gia công truyền thống - Đạt độ xác gia cơng cao: gia cơng lỗ cực nhỏ, gia cơng ống dẫn hệ thống thủy lực yêu cầu khơng có ba-via vết xước khớp nối - Có khả hồn tồn khí hóa tự động hóa, suất cao CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG BẰNG TIA NƯỚC Một số sản phẩm cắt tia nước Một số sản phẩm cắt tia nước Ứng dụng phương pháp - Mài điện hóa ứng dụng hiệu để mài dụng cụ cắt hợp kim cứng Phương pháp cho phép giảm 75% chi phí đá mài giảm 50% chi phí lương cơng nhân mài cacbit vonfram - Mài điện hóa dùng phổ biến để mài vật liệu cứng giịn - Dùng để gia cơng loại vật liệu khó gia cơng bít thiêu kết, hợp kim titan, loại composit kim loại, inconel…v v - Mài điện hóa ứng dụng cho gia công phay, cưa, mài sắc dụng cụ… Ứng dụng phương pháp Gia cơng lỗ điện hố: - Cịn gọi khoan điện hóa - Khoan lỗ nhỏ cách sử dụng dòng điện có áp kế cao dung dịch điện phân axít - Dụng cụ đầu thuỷ tinh có điện cực bên - Các lỗ không chịu áp suất có đường kính từ 0,1÷0,76 mm (0,004÷0,030 inch) với tỉ lệ chiều sâu đường kính lỗ 50:1 Ứng dụng phương pháp Gia cơng lỗ điện hố: - Thơng thường làm từ hợp kim nickel cobal - Axít dùng để kim loại hồ tan vào dung dịch thay kết tủa - Có thể sử dụng để khoan lỗ định hình làm kim loại khó gia cơng, dẫn điện - Phương pháp có đặc điểm dùng điện áp chiều thấp từ 5÷10 volt điện cực đặc biệt ống dài, thẳng, kháng axít bọc bên ngồi lớp men cách điện 10 Ứng dụng phương pháp -1: Chi tiết gia công anod (cực dương) -2: ống đồng (cực âm) bọc cách ly với bên ấn xuống chi tiết gia cơng lị xo Dưới áp lực đó, chất điện phân chảy qua ống đồng, tạo khe hở nhỏ phôi dụng cụ, 11 Ứng dụng phương pháp đẩy hạt kim loại nhỏ (hay dung dịch) phơi (cực dương) ngồi Như vậy, lỗ phơi (chi tiết gia cơng) hình thành Hình dạng lỗ phụ thuộc vào hình dạng điện cực dụng cụ Khi khe hở điện cực nhỏ dòng điện phân mạnh, mật độ dòng điện đạt 200÷300 a /cm2, cịn tốc độ bóc tách kim loại theo chiều dài tới 6mm/phút Độ bóng bề mặt gia cơng đạt cấp 8-9, cịn độ xác gia công khoảng 0,02 mm 12 Ứng dụng phương pháp Mài điện hóa - Mài điện hố (cịn gọi mài điện phân) q trình gc điện hố catot đá mài dẩn điện thay cho dụng cụ Đá mài tạo biên dạng cần gc gia cơng bề mặt định hình - Mài điện hố dùng chủ yếu để gc hợp kim khó gc (như thép khơng gỉ, thép chịu nhìệt hợp kim cứng… ), phơi nhiệt luyện (có độ cứng 60 đến 65 HRC cao hơn), chi dễ vỡ chi tiết nhạy cảm với nhiệt, hay chi tiết địi hỏi khơng có ứng suất bavia 13 Ứng dụng phương pháp - Mài điện hoá bóc tách vật liệu kết hợp phàn ứng điện hố q trình mài Trong đó, việc bóc tách vật liệu nhờ phản ứng điện hố chiếm tới 90%, đá mài (catot) làm nhiệm vụ lấy lớp oxit hình thành bề mặt chi tiết gia cơng - Mài điện hóa cho chất lượng bề mặt tốt nàng suất cao Phương pháp gia công cho phép giảm khoáng 2.5 lần chi phỉ đá mài suất tăng khoảng đến lần mài vật liệu khó gia cơng 14 Ứng dụng phương pháp Mài xung điện hoá kết hợp hai q trình gia cơng tiên tiến mài điện hoá mài xung điện Trong mài xung điện hố, vật liệu gia cơng bóc tách nhờ phản úng điện hoá mài điện hoá đánh lửa gia công xung điện Mài xung điện hố sử dụng dể gia cơng vật liệu dẫn điện với độ cứng Phương pháp gia công sử dụng bánh mài graphit khơng mài học trực tiếp mà bóc tách vật liệu nhờ xung điện 15 II Mài xung điện hố Khái niệm Khơng sử dụng chất điện mơi q trình mài xung điện, mài xung điện hố dùng dung dịch điện phân có tính dẫn điện cao Phuơng pháp sử dụng đặc biệt hiệu mài hợp kim cứng, thép dụng cụ tơi cứng, chi tiết có độ giịn cao… 16 Khái niệm trục cách điện mang đá mài graphit, phận cấp dung dịch điện phân, bể chứa dung dịch điện phân, nguồn điện chi tiết gia cơng - Nguồn điện mài xung điện hố nguồn chiều xoay chiều tuỳ theo vật liệu gia công Nguồn điện chiều dùng mài hợp kim cứng nguồn xoay chiều dùng mài vật liệu khác 17 Hệ thống gcơng gồm phận sau - Bánh mài làm từ hạt graphit chất dính kết Các hạt graphit thường có độ hạt 300 Độ hạt nhỏ độ mịn bánh mài bé Ngồi ra, độ mịn hánh mài phụ thuộc vào dòng điện sử dụng - Chất điện phân dùng mài xung điện hoá dung dịch nước muối KNO3, Na2CO3 mài hợp kim cứng hầu hết kim loạì 18 Hệ thống gcơng gồm phận sau Dung dịch điện phân khơng cần có muối KNO3 trừ mài hợp kim cứng Chất điện phân phải qua hệ thống lọc trước vào bể chứa để làm việc Sau làm việc, chất điện phân thu hồi dùng trở lại 19 Ưu nhược điểm a Ưu điểm - Khả bóc tách vật liệu cao mài điện hóa - Chất lượng bề mặt gia công cao mài điện hóa - Bánh mài graphit có tuổi bền cao, dễ tạo hình sửa định hình Thêm vào bánh mài mài xung điện hóa có giá thành rẻ đá mài dùng mài điện hóa - Áp lực tác dụng lên bánh mài nhỏ mài điện hóa 20 Ưu nhược điểm b Nhược điểm - Độ xác kích thước thấp mài điện hóa - Mài xung điện hóa cần dòng điện lớn 10 đến 15 lần mài điện hóa để đạt tốc độ bóc tách vật liệu - Mài điện hóa cho bề mặt gia công mặt luyện kim học, mài xung điện hóa để lại lớp bề mặt bị tái đúc (do nhiệt độ cao) 21 Ứng dụng - Mài xung điện hoá sử dụng dể gia công vật liệu dẫn điện với độ cứng - Phuơng pháp sử dụng đặc biệt hiệu mài hợp kim cứng, thép dụng cụ tơi cứng, chi tiết có độ giịn cao… - Dùng để gia công loại vật liệu khó gia cơng bít thiêu kết, hợp kim titan, loại composit kim loại, inconel…v v - Mài điện hóa ứng dụng cho gia công phay, cưa, mài sắc dụng cụ… 22 ...1 Các phương pháp gia công tiên tiến - Các phương pháp gia công truyền thống dùng dụng cụ cắt để tách phoi khỏi bề mặt gia công nhờ biến dạng phá hủy - Gia công tiên tiến sử dụng phương pháp. .. hỏng bề mặt vật liệu so với phương pháp gia công truyền thống c Điểm ưu việt phương pháp gia công tiên tiến so với phương pháp gia cơng truyền thống - Có khả gia công tất loại vật liệu với tính... cao, khó gia cơng phương pháp cắt gọt thông thường + Gia công chi tiết hình học phức tạp, bất bình thường, khó gia công phương pháp truyền thống a Tại phải sử dụng pp gia công tiên tiến + Tránh