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 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 HĨA GIA CƠNG KIM LOẠI BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHỐI HỢP I- ĐẶC ĐIỂM CHUNG 1- Chất lượng suất gia cơng khơng phụ thuộc vào tính chất lý vật liệu gia công mà phụ thuộc thơng số nhiệt thành phần hố học 2- Có khả đạt độ xác cao không thực biện pháp g/công cắt gọt thông thường 3- Không cần d/cụ g/cơng có độ cứng cao vật liệu gia cơng 4- Tiết kiệm nguyên v/liệu, nâng cao hệ số sử dụng v/liệu 5- Công nghệ tương đối đơn giản, có khả gia cơng phận nhỏ chi tiết lớn 6- Dễ khí hố tự động hố 7- Năng suất gia cơng nói chung thấp 8- Gia công bề mặt phức tạp vật liệu có độ cứng cao 9- Bản chất phương pháp tạo phản ứng hoá học để ăn mòn bề mặt tạo tượng nhiệt để đốt cháy kim loại tạo va đập hạt mài để tách kim loại khỏi bề mặt gia cơng GIA CƠNG KIM LOẠI BẰNG PHƯƠNG PHÁP TIA LỬA ĐIỆN     1- ĐẶC ĐIỂM Gia công kim loại phương pháp tia lửa điện dạng gia công phóng điện ăn mịn thực truyền lượng qua rãnh dẫn điện Dùng dòng điện chiều có điện từ 100V – 250V khoảng cách hai điện cực khơng lớn Tồn q trình phóng tia lửa điện xảy thời gian ngắn t = 10-4 – 10-7giây sau mạch trở vị trí ban đầu Để trì q/trình g/cơng, 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 – 81 Hình – 81: Sơ đồ nguyên lý gia công tia lửa điện  Quá trình phóng điện vùng gia cơng xem Nhiệt độ vùng gia cơng lên đến hàng ngàn độ Hình (11-10) Hình 11 – 10: Q trình phóng điện vùng gia công  Quan hệ điện khoảng cách xem • Hình ( – 82 ) Hình – 82: Quan hệ U khe hở 1- Mơi trường gia cơng khơng khí 2- Môi trường gia công dầu hoả 3-Môi trường gia công dầu biến   2- KHẢ NĂNG CÔNG NGHỆ Chiều sâu lớp kim loại chi tiết gia cơng chịu ảnh hưởng nhiệt tính chất phá hỏng kim loại phụ thuộc thời gian tồn xung điện Hình dáng chi tiết gia cơng giống hình dáng dụng cụ Hình (5 – 83) Hình – 83: Các dạng bề mặt phức tạp gia công tia lửa điện  Năng suất chất lượng g/công phụ thuộc chế độ g/công:       Năng lượng xung điện Thời gian tồn xung điện Cường độ dòng điện Điện dung tụ điện Dung dịch trơn nguội Tính chất nhiệt vật liệu gia cơng : 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 đạt Ra = 1,6 – 0,8 (khi gia công HKC)  Hiện tượng cứng nguội bề mặt xảy lớn  Độ mòn điện cực lớn lên đến 50% - 100% so với thể tích kim loại bóc khỏi phơi làm cho suất 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 cơng (dùng chủ yếu dầu hỏa đơi dùng dầu DO nhớt) • 3- PHẠM VI SỬ DỤNG GIA CÔNG TIA LỬA ĐIỆN a- Gia cơng lỗ vật liệu khó g/cơng ( 0.8, L ≤ 50 ); (3 , l ≤ 80) lỗ nhỏ có  = 0.1  0.5 (lỗ vịi phun cao áp … ) b- Gia cơng vật liệu có tính cao, gia cơng hợp kim cứng Ví dụ: Dùng điện cực đồng gia cơng khn dập hình đạt độ xác kích thước đến 0.01 Ra0.32 ) c- Mài trịn lỗ đạt độ xác kích thước 0.01 Ra0.63 dùng điện cực than d- Nâng cao tuổi bền dụng cụ cắt từ  lần e- Vật liệu dụng cụ mịn độ xác cao f- Chỉ gia công vật liệu dẫn điện 5- Năng suất gia công phụ thuộc:  Vật liệu gia công,ø dụng cụ hình dáng dụng cụ  Tần số , biên độ dao động dụng cụ  Aùp lực dụng cụ lên chi tiết gia cơng  Tính chất nồng độ hạt mài  Tiết diện chiều sâu cần gia công 6- Hạt mài dùng nhiều lọai dùng lọai cacbit Bo cho suất cao 7- Chất lỏng dùng nước, dầu madút, cồn, dầu biến thế… dùng nước cho suất cao 8- Gia công vật liệu dịn bền suất cao thủy tinh cho 9.000mm3/phút HKC đạt 200mm3/phút 9- Chủ yếu gia công bề mặt nhỏ vật liệu cứng mà biện pháp khác khó gia cơng III ĐỘ CHÍNH XÁC III •      • Tuỳ theo: Sự đồng hạt mài, dao động ngang dụng cụ, chế độ gia công, độ mòn dụng cụ…Khi gia công đạt: Gia công lỗ đạt độ xác 0.05 – 0.01mm Trong trình gia công dụng cụ mòn mặt đầu thành bên làm ảnh hưởng đến độ xác kích thước, Dao động ngang dụng cụ gây sai lệch kích thước hình dáng Độ côn tuỳ theo độ mòn dụng cụ mà đạt 0/1 L = – 10mm Độ nhám tuỳ thuộc hạt mài, dung dịch vật liệu gia công đạt Rz12 –Ra.0 Bảng (5 – 6) Độ hạt Các bít Bo Gia công thuỷ Ra(µm) Mặt bên đầu M10 M5 M4 tinh Gia công hợp kim cứng Ra(µm) Mặt Mặt bên đầu 3,2 ,1 6,3 – ,3 3,2 1,6 ,0 1,6 12,5 3, Maët ,1 – ,0 0,8 – 0,4 0, GIA CÔNG KIM LOẠI BẰNG ĐIỆN HĨA I- KHẢ NĂNG CÔNG NGHỆ BẢN CHẤT GIA CơNG  Khả gia công phụ thuộc vào thành phần hóa học vật liệu mà không phụ thuộc tính  Điện cực dụng cụ (là điện cực âm) không bị mòn  Năng suất gia công cao có đạt 30.0mm3/ph  Độ nhám bề mặt đạt Ra1,6– 0,4  Khi nâng cao suất gia công độ nhám giảm  Có thể gia công nhiều dạng bề mặt phức tạp  Bản chất phương pháp trình hòa tan điện cực dương môi trường chất điện phân II NGUN LÝ HỊA TAN ĐIỆN CỰC (Hình 11II 11- 32) 1- Tính chất phản ứng điện hóa tiêu phương pháp phụ thuộc nhiều vào thành phần tính chất vật lý chất điện phân Chất điện phân có dùng nhiều loại kết hợp với kim loại chi tiết gia cơng tạo thành chất dễ hịa tan nước như: Muối, axít, bazơ 2- Gia cơng thép thường dùng NaCl 3- Khi gia công hợp kim Côban, Vơnfram thường dùng NaCl NaOH 4- Khi gia công hợp kim Niken, Titan thường dùng H2SO4 Hình 11 – 32: Ngun lý gia cơng điện hố ăn mịn 1- Bình điện phân 2- Dung dịch điện phân 3- Điện cực dương 4- Điện cực âm III- NĂNG SUẤT, CHẤT LƯƠNG GIA CƠNG 1- Năng suất gia cơng  Được đánh giá tốc độ hòa tan kim loại phôi dung dịch chất điện phân (Vm/ph )và lượng kim loại hòa tan đơn vị thời gian (Qg/ph )  Chúng tỉ lệ nghịch với khoảng cách (L) hai điện cực tỉ lệ thuận với mật độ dịng điện ( D ) • Hình (11 – 33) Hình 11 -33: thay đổi khoảng cáchgiữa hai điện cực lvà mật độ dòng điện Da theo thời gian 2: biểu thị thay đổi cũa l 4: biểi thị thay đổi Da 2- Chất lượng bề mặt phụ thuộc tổ chức kim loại gia cơng, mật độ dịng điện, vận tốc dịch chuyển chất địên phân điện cực 3- Độ hạt kim loại gia cơng nhỏ gia cơng đạt độ nhẵn đạt cao 4- Khi tăng mật độ dòng điện độ nhám giảm Hình (11 – 34) Hình 11 – 34: Quan hệ chất lượng bề mặt gia cơng với mật độ dịng điện độ hạt kim loại 1- Thép tơi 2- Thép thường hố 3- Thép ủ 5- Có hai hình thức gia cơng:  Điện cực dụng cụ cố định: đơn giản suất chất lượng gia cơng khơng cao Hình (5 – 89) Hình – 89: Sơ đồ gia cơng chép hình điện hố với điện cực cố định  Điện cực dụng cụ di chuyển: tốc độ di chuyển tốc độ hòa tan vật liệu điện cực dương nên nâng cao suất chất lượng • Hình (5 – 90) Hình – 90: Sơ đồ gia cơng chép hình điện hố với điện cực di chuyển IV PHẠM VI ỨNG DỤNG IV 1- Gia cơng chép hình: gia cơng chi tiết có hình dáng phức tạp • Hình (5 - 89) (5 – 90) 2- Gia công lỗ: gia công lỗ trụ lỗ định hình Hình (11 – 36; 11 – 37; 11 – 38) 3- Gia công rãnh then then hoa Hình (11 – 39) 4- Khi gia cơng lỗ hình điện cực dụng cụ có hình dáng tương ứng 5- Làm cùn cạnh sắc sau khoan, phay, mài … hiệu qủa làm cùn cạnh sắc đầu bánh (thay cho nguyên công vê đầu răng) GIA CÔNG KIM LOẠI BẰNG PHƯƠ PHƯƠNG NG PHÁP PHỐI HỢP (MÀI ĐIỆN HÓA ) 1- Đặc điểm gia cơng phương pháp điện hóa hạt mài:  Là phương pháp tổng hợp tác dụng điện hóa tác dụng học hạt mài  Có thể g/cơng mặt phẳng, mặt trụ, mặt định hình mài dao  Năng suất mài điện hóa hạt mài khơng phụ thuộc vào vật liệu hạt mài lại phụ thuộc mật độ độ hạt đá mài (mật độ khoảng 25% độ hạt M10 – M16 có suất chất lượng cao Ra = 0.05)  Năng suất thấp (so với điện hóa kim cương)  Mật độ dịng điện bề mặt gia cơng thấp khả đốt nóng bề mặt gia công không lớn  Điện áp sử dụng thấp 2- Cơ chế gia công điện hóa hạt mài sơ đồ nguyên tắc mài điện hóa hạt mài nhu sau: Hình (5 – 92), (5 – 91) ... 105 hạt/cm2 Với tần số va đập 18 – 25 KHz 3- Sơ đồ gia công (Hình 11-30) (5 – 87) 4- Vật liệu dụng cụ thường làm thép dụng cụ thép hợp kim 2- KHẢ NĂNG CÔNG NGHỆ &PHẠM VI SỬ DỤNG 1- Gia công vật... liệu gia công đạt Rz 12 –Ra.0 Bảng (5 – 6) Độ hạt Các bít Bo Gia công thuỷ Ra(µm) Mặt bên đầu M10 M5 M4 tinh Gia công hợp kim cứng Ra(µm) Mặt Mặt bên đầu 3 ,2 ,1 6,3 – ,3 3 ,2 1,6 ,0 1,6 12, 5 3, Maët... hàn E(j) S(mm) 0,65 100 0,50 10 0,37 0 ,25 0,1 t(s) 10-3 2. 10-3 5.10-3 10 -2 d(mm) 0,0 025 0, 025 0 ,25 25 2- Gia công lỗ nhỏ rãnh hẹp a- Kích thước lỗ chủ yếu phụ thuộc vào lượng chùm tia E (J ) cụ