Nghiên cứu công nghệ và ứng dụng cắt kim loại bằng phương pháp plasma trên máy cắt CNC

Bộ giáo dục đào tạo Trờng đại học bách khoa hà nội Luận văn thạc sĩ khoa học Ngành: s phạm kỹ thuật Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy M số: Đề tài: Nghiên cứu công nghệ ứng dụng cắt kim loại phơng pháp Plasma máy cắt CNC Ngời hớng dẫn: GS.TS.Trần Văn Địch Trờng ĐHBK Hà nội Ngời thực hiện: Ks Phạm Xuân Hùng Trờng ĐHSPKT Vinh Hà nội - 2006 Lời cam đoan Tôi xin cam đoan nghiên cứu kết đợc trình bày luận văn riêng tôi, không chép từ nghiên cứu ngời khác Tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm sai Tác giả Lời cảm ơn Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc lời cảm ơn chân thành đến ngời hớng dẫn, đồng nghiệp trong, trờng đóng góp nhiều ý kiến giúp đỡ để luận văn đợc hoàn thành M U Khong u thi i ng, st ngi ta ó bit hn kim loi, T cui th k 19, vt lý, hoỏ hc v cỏc mụn khoa hc khỏc phỏt trin rt mnh Nm 1802 nh bỏc hc Nga v.v pờtrp ó tỡm hin tng h quang in v ch kh nng s dng nhit ca nú lm núng chy kim loi Nm 1882 k s bờ-na-t ó dựng h quang cc than hn, ct kim loi Nm 1888 Sla-vi-np ó ỏp dng cc in núng chy- cc kim loi vo h quang in Nm 1900-1902 cụng nghip ó sn xut c cỏc bớt can- xi (CaC2) v sau ú hn khớ ct khớ i Cỏc phng phỏp ct thụng thng (ct ụ-xy, ct h quang in) ch cho phộp ct thộp cỏc bon thp, khụng th ct c gang , thộp hp kim cao(trờn 5% Cr), nhụm ng v cỏc hp kim ca chỳng, vỡ sau ụ-xy hoỏ lp u, nhanh chúng trờn b mt kim loi ch bt u ct to nờn mng ụ-xýt khú chy hoc cú nht cao Cr2O3, Al2O3, SiO2 mng ụ-xýt ny lm cho quỏ trỡnh ụ-xy hoỏ khụng tip tc c v b ngt m mun ct c phi dựng phng phỏp ct bng ụ-xy thuc Quỏ trỡnh ct bng ụ-xy thuc da trờn c s y bt thuc vo vựng phn ng cú th ho tan hay lm núng chy ụxýt khú chy v y chỳng rnh ct iu kin cn thit l thuc phi t chỏy trờn mt kim loi ct ó c nung núng ú khong cỏch gia pộp ct v mt kim loi phi tng i ln, khong cỏch ú ph thuc chiu dy kim loi v phng phỏp y thuc ct thộp khụng r chiu dy di 100mm khong cỏch ú khong 15-40mm Nhit lng ca ngn la nung núng khụng nhng nung núng kim loi ct m cũn c thuc na nu cụng sut ca ngn la ú khụng Thuc y vo rónh ct s khụng chỏy ht lm cho quỏ trỡnh ct cú th khụng bt u c, hoc khụng n nh Trờn thc t cụng sut ngn la nung núng, phng phỏp ct ụ-xy thuc ln hn so vi phng phỏp ụ-xy thng 15-20%, lng x c to thnh khỏ nhiu ú lng tiờu hao ụ-xy cng phi nhiu y x rónh ct ú pộp ct phi dựng ln hn mt s phng phỏp ct bng ụ xy thng Ct bng h quang l li dng sc núng ca ct h quang thi kim loi núng chy v li dng sc thi ca h quang ct t kim loi nong chy to thnh ng ct Mt ct h quang ct sn sựi, ng thi ng ct cng rng Do ú ct h quang núi chung thng dựng ct kim loi khụng th ct bng ụxy c, vớ d nh gang ng thộp khụng r v.v Cỏc phng phỏp ct c bit(ct ụ-xy dựng bt kim loi, ct in v in ụ-xy, ct ụ-xy- dõy kim loi)cng khụng m bo mch ct bng phng v nng sut cao Vo nm 1923 mt khỏi nim vt lớ v mt trng thỏi c bit ca khớ c gi l Plasma Trong trng thỏi ny, cỏc khớ tr nờn dn in kt qu ca s i-on hoỏ ca cỏc nguyờn t khớ Do ú nú c biu th tng ng vi trng thỏi th t ca vt cht a n trng thỏi i-on hoỏ ca cỏc khớ, cn phi cú mt ngun nng lng thớch hp nht ú l nhit ca h quang in Bi vy cú th coi plasma l mt dng h quang c bit m nhit ca nú c nõng cao rt nhiu Trong k thut ngi ta cũn gi nú l h quang khuych i (tng cng) Vi h quang plasma s ỏp ng c cỏc mc ớch k thut, c bit hn, ct kim loi Vi kh nng tỏc dng k thut c bit ca mỡnh cụng ngh, thit b ct plasma ó thu hỳt rt nhiu nh nghiờn cu v nh sn xut, rt nhiu ti liu k thut , nhiu ti nghiờn cu khoa hc liờn quan n nú c cụng b vi s lng tng cao hng nm v c lý thuyt cng nh thc tin sn xut, phm vi ng dng ca plasma ngy cng c m rng cỏc nc cú nn cụng nghip phỏt trin nh: Liờn xụ,Anh, Phỏp, M, c ó ng dng cụng ngh ct plasma vo cỏc ngnh úng tu, gia cụng ng ng, xõy dng nh mỏy in nguyờn t, ch to mỏy hoỏ cht, ngnh luyn kim V cú th núi mc nghiờn cu khoa hc v ct plasma v lng ng dng nú cụng nghip thỡ Liờn xụ l nc dn u th gii, Ti nm 1955 khú khn ct thộp hp kim, nhụm, ng v bt c kim loi v hp kim no ó c gii quyt nh hóng Linder (M) a c quỏ trỡnh ct Heli-Arc v phng phỏp ny ph bin thỡ ly tờn (Ct bng tia plasma) hoc (ct plasma) Cho n thỡ vic nghiờn cu khoa hc v ng dng cụng ngh ct Plasma, ng dng thit b nng lng Plasma v ngun cung cp khụng ngng c nghiờn cu ci tin v phỏt trin, cỏc th h mỏy mi liờn tc c i nhm nõng cao cht lng ct, tc ct, nõng cao an ton , gim c hi quỏ trỡnh ct cng nh kh nng ghộp ni chỳng vo h thng sn xut linh hot FMS Mỏy ct Plasma iu khin theo chng trỡnh s ngy cng c ng dng rng rói gia cụng kim loi tm Trong nhng nm gn õy mỏy ct kim loi NC,CNC ó c nhp nhiu vo Vit nam v hin ang c c hot ng mt s nh mỏy, vin nghiờn cu, cỏc cụng ty liờn doanh, cỏc trng o to cỏn b k thut, cỏc trng o to ngh nhng hiu qu khai thỏc cỏc mỏy ny cũn hn ch ú vic nghiờn cu tỡm hiu khai thỏc cụng ngh trờn mỏy CNC l ni dung ca nhiu ti nghiờn cu "Nghiờn cu cụng ngh ct kim loi bng plasma v kh nng ng dng thc t sn xut" L mt quan trng vic nghiờn cu cụng ngh ct kim loi bng plasma hon thnh c lun thc s SPKT ó c s giỳp tn tỡnh ca cỏc giỏo s phú giỏo s, tin s ca trung tõm o to sau i hc, khoa c khớ trng HBK H ni v c bit l c s hng n trc tip lm lun ca GSTS Trn Vn ch - ch nhim khoa c khớ trng i hc Bỏch khoa H ni Nhõn dp ny tụi by t lũng bit n i vi s o to, giỳp hiu qu ca cỏc GS, PGS,TS, ca trng HBK H ni thi gian qua CHNG I TNG QUAN V CC PHNG PHP CT KIM LOI BNG NHIT KH 1.1 Cỏc quy trỡnh ct kim loi bng nhit khớ v kh nng ng dng chỳng ch to c khớ Cỏc phng phỏp ct kim loi cú th chia thnh hai nhúm chớnh, c hc v nhit, cỏc phng phỏp ct kim loi bng nhit c phõn theo s sau Cắt nhiệt Ô-xy Ngọn lửa Hồ quang ô-xy Hồ quang Ăn mòn tia lửa Chùm điện tử Laser Bột tác dụng hoá Hồ quang bon Hồ quang kim loại Hồ quang không khí Hồ quang plasma Hỡnh 1.1 S ct bng nhit 1.1.1 Ct bng ụ-xy: T nhng nm 1900 - 1902 cụng nghip sn xut c cỏcbớt canxi thỡ hn khớ, ct khớ cng i v c ng dng rng rói Ct bng ụ-xy da trờn phn ng hoỏ hc gia ụ-xy v kim loi cỏc nhit cao to nờn ụ xớt kim loi v cỏc ụ xớt kim loi ny b thi i to thnh rónh ct Nhit cao cn thit t c t ngn la khớ- nhiờn liu ụ-xy, khớ nhiờn liu ph bin l a-xờ-ty-len (vỡ nhit ca ngn la khớ ụ-xy, a-xờ-tylen cú nhit cao t ti 32000C) Quỏ trỡnh ct bt u bng s t núng kim loi n nhit chỏy (ụ xy hoỏ mnh lit) nh ngn la hn sau ú cho dũng ụ-xy thi qua, t núng kim loi n nhit chỏy, ó t n nhit chỏy, cho dũng ụ-xy k thut nguyờn cht (98 ữ 99,7% O2) vo rónh gia ca m ct v nú trc tip ụ xy hoỏ kim loi to thnh ụ-xớt st v thi x lng rónh ct S to thnh nhit quỏ trỡnh kim loi chỏy ụ-xy ó lm cho quỏ trỡnh ct c liờn tc cho n kờt thỳc ng ct Ct bng ụ-xy c ng dng rng rói cụng nghip luyn kim v gia cụng kim loi, c bit l nghnh luyn kim en, úng tu, ch to lũ hi, ch to u mỏy toa xe, xõy dng vv Hin ct bng phng phỏp th cụng c ng dng rng rói ct thộp tm, mt trũn, v cỏc chi tit n gin hay phc khỏc Ct bng mỏy ct ngy cng phỏt trin v cú nng sut cao, chớnh xỏc ln, mộp ct phng nht l ct ụ-xy, a-xờ-ty-len thc hin trờn mỏy ct CNC Ct bng ụ-xy, a-xờ-ty-len rt khú khn ct gang graphite v cementite cn tr s ụ-xy hoỏ st Nhụm v hp kim nhụm, thộp khụng r, cng rt khú ct Al2O3, Cr2O3 cú nhit núng chy cao hn nhiu so vi ụxớt st Cỏc k thut ct ụ xy c bit s dng bt kim loi hoc cht tr dung hoỏ hc dựng ct cỏc vt liu ú cú ng ct sch hiu qu vi tc cao, thng s dng quy trỡnh ct bng ụ-xy, khớ chỏy 1.1.2 Ct h quang ụ-xy: Phng phỏp ny dựng ct, khoột rónh hoc khoột l kim loi bng in cc dng que hn, cú s dng ụ-xy in cc cú v bc bng thuc tr dung, vi chc nng n nh h quang v lm sn phm chỏy quỏ trỡnh ct tr nờn lng hn Lừi ca in cc l lừi rng dng ng qua ú ụ-xy c a trc tip vo vựng h quang ni kim loi c ct Kỡm ct c thit k c bit cú kh nng dn in n in cc v ụ-xy n h quang Vi phng phỏp ny, h quang c nung núng s b trc, s ct kim loi thc t c thc hin bng dũng ụ-xy v thuc tr dung, nh phi hp nung chy, ụ-xy hoỏ, ho tan, to x v phun c hc Trong trng hp vt liu cú tớnh chng ụ-xy hoỏ cao, chng hn nh thộp khụng r, nhụm v hp kim nhụm Quỏ trỡnh ct ch yu s núng chy Trong trng hp ny, lp v bc in cc s y kim loi núng chy xa ng ct tng t tỏc dng ca kim loi bt hoc cht tr dung quy trỡnh ct thộp khụng r bng ụ-xy, axờty-len Thit b dựng ct bng phng phỏp ny l ngun in hn h quang tay xoay chiu hoc mt chiu cú cụng sut ct nhanh, ngi ta thng s dng ngun hn mt chiu cc nghch Giỏ in cc phi cú lp cỏch in tt m bo an ton Cỏc kớch thc in cc kiu ng thộp ph bin cú ng kớnh 6mm, 8mm, chiu di 450mm, ng kớnh l 1,6mm, v bc tr dung thng l loi v bc ca hn loi rutil(AWS E6013) khoột l, h quang c mi bng cỏch gừ in cc vo im mong mun h quang n nh, van ụ-xy c m Khi thao tỏc ct l bt u, in cc c y vo v xuyờn qua tm vt liu to l Lp bc in cc s ngn cn s ngn mch gia in cc v mt l Thao tỏc ct bt u bng thao tỏc ct l nờu trờn in cc nghiờng theo gúc thớch hp v c kộo dc theo b mt tm vi tc hnh trỡnh tng ng tc ct s dng k thut ny, cho phộp ct thộp cỏc bon dy n 75mm v ct hp kim khụng cú thộp dy n 12.5mm Trong mi bc thao tỏc, t ct l, ct, v kt thỳc, lp ph c trỡ liờn tc tip xỳc vớ kim loi nn, lp ny ngn chn s phúng h quang gia lừi v chi tit gia cụng, ng thi trỡ chớnh xỏc chiu di h quang Gang v thộp nhit luyn cú th xut hin cỏc vt nt b mt ct Cỏc thộp khụng r austenit, d b mũn liờn tinh th(n mũn dc theo biờn gii hn), Khi c hn bng quy trỡnh h quang, kim loi cú bo v, tr nờn nhy dc theo ng ct bng quy trỡnh hn h quang ụ-xy 86 trờn ca tm ct l ln nht, lp v di l nh nht Kột qu l t cỏc lp v phớa trờn ca hc m ct lm núng chy nhiu hn lp v dúi, m ct nhn c s co dn xung mt di tm ct, theo mc tc dch chuyn u plasma gm dn khong cỏch gia tõm ca u plasma v phn trờn ca ng vin mt tip giỏp núng chy tng lờn, dn n s gim xung ca thụng lng nhit t ct h quang vo kim loi lp v trờn ca tm ct Liờn quan n vic s lng nhit li gas nhiu hn bự thờm vo lp v di tm ct, cng gii thớch rừ hon cnh gim tc ct so vi tc Vmax cú s khỏc v b rng mch ct gia phn trờn v phn di gim dn T im ct hỡnh dng on ng vin ca mt tip giỏp núng chy tr nờn rừ rng, tip theo l on thng ng (hỡnh 58) sau on thng ng cho thy un cong gp, chng minh v s st gim ỏng k ca cng thụng lng nhit truyn t ct h quang vo tm ct, s st gim ỏng k ca thụng lng nhit t gas t nh vy c gii thớch rng sau s gim nhit ca gas thp hn im un trờn ng cong = f(T) cựng lỳc vi s gim nhit bt u tớch dn nhit cng gim xung rt nhanh Cựng mt lỳc nhit v tớnh dn nhit u gim dn n s gi mnh thụng lng nhit t ct h quang vo tm ct Cng núng chy gim xung v ct h quang bt u eo li rt nhanh, nhiờn lỳc ny tc gim nhit ca gas h xung, ú gas ca nú bo tn tng i ln ngun d tr nhit trờn di ln ng vin mt tip giỏp núng chy cú on, trờn chỳng cú tỏc ng ca ba c cu khỏc iu chnh bờn giỏ tr ca thụng lng nhit riờng t ct h quang vo tõm ct Trờn on th nht t mt trờn tm ct n vựng ant (bao gm c nú) giỏ tr thụng lng nhit riờng c iu chnh bi s chm li ca tõm u plasma so vi ng vin mt tip giỏp núng chy( vi 87 cựng i vi nú l s m rng li ct n vựng ant) trờn on th hai s iu chnh giỏ tr ny c thc hin bi s gim xung ca nhit gas n giỏ tr xỏc nh lm tng tớnh dn nhit ca nú, trờn on th ba iu iu l mc co tht dn ca ct h quang ct S tỏc dng ca ba c cu dn n vic giỏ tr ca thụng lng nhit riờng dc theo ton b ng vin mt tip giỏp núng chy cũn li thc t l c nh, cũn ng vin núng chy nh vy s khụng i giỏ tr ca thụng lng nhit riờng cho phộp ng dng vo tớnh toỏn tr s trung bỡnh ca cụng sut ct h quang, rng ca mch ct, chiu dy ca tm ct.vv Nghiờn cu s nh hng ca chiu dy tm ct n tc ct v in ỏp trờn ct h quang cho phộp a kt lun sau: Giỏ tr ca dũng in khụng thay i chiu dy tm ct tng lờn tng ng vi s gim xung ca tc ct v s tng lờn ca in ỏp trờn ct h quang, vic chuyn t tm cú dy nh sang tm cú dy ln hn vi giỏ tr dũng in khụng i luụn kộo theo s tng lờn mt ớt b rng trung bỡnh ca mch ct l vỡ lng lim loi núng chy ca nú tng nhanh hn so vi chiu dy tm Ngoi s tng lờn ca b rng mch ct dn n s tng lờn ca thụng lng nhit tm ct Kt qu cựng lỳc cú hai s tỏc dng l nhõn t lm tc ct gim xung nhanh hn so vi mc tng ca chiu dy tm ngha l: v1 h2 > v h1 Nu h2 > h1 giỏ tr ca hiu s (62) v1 h - cng ln thỡ tớch Tnc ca ct kim loi v2 h1 cng ln Vớ d vi dũng in 700A Nhụm tm cú chiu dy 50,8mm cú th ct vi tc 30,1m/h cũn Nhụm tm cú chiu dy 76,2mm thỡ ct vi tc 18,3m/h t ú suy ra: 88 v1 h2 30,1 76,2 = = 0,15 v h1 18,3 50,8 (63) Cng trờn dũng in 700A Nhụm tm cú chiu dy 50,8mm cú th ct vi tc 53m/h cũn Nhụm tm cú chiu dy 76,2mm ct vi tc 30,2m/h vỡ vy v1 h2 53 76,2 = = 0,25 v h1 30,2 50,8 Tr s ln nht ca hiu s v1 h - v2 h1 (64) cn phi t c ct ng thc t, thm c vi dũng 800A ng cú chiu dy 60mm cú th ct vi tc 22m/h cũn ng cú dy 80mm vi tc 12m/h t ú cú v1 h2 22 80 = = 0,5 v h1 12 60 (65) Nhng kt qu dn ca cỏc thớ nghim minh ho rừ rng s nh hng ca bn cht kim loi n quan h gia chiu dy tm ct vi tc ct c kt lun nh sau giỏ tr Tnc cng nh thỡ hiu s h2 > h1 4.3 Lp trỡnh gia cụng trờn mỏy ct MSNC500: Vớ d 1: Lp trỡnh ct chi tit nh hỡnh v M5 G0 X0 Y0 G0 X150 Y100 M20 G41 M3 G3 X150 Y100 I100 J100 M5 M21 v1 h - cng nh v2 h1 89 G40 G0 X106 Y180 M20 G41 M3 G3 X106 Y180 I100 J180 M5 M21 G40 G0 X186 Y100 M20 G41 M3 G3 X186 Y100 I180 J100 M5 M21 G40 G0 X106 Y20 M20 G41 M3 G3 X106 Y20 I100 J20 M5 M21 G40 G0 X26 Y100 M20 90 G41 M3 G3 X26 Y100 I20 J100 M5 M21 G40 G0 X200 Y100 M20 G42 M3 G3 X200 Y100 I100 J100 M5 M21 G40 M30 Vớ d 2: Lp trỡnh ct chi tit nh hỡnh v M5 G0 X0 Y0 M20 G41 M3 G2 X60 Y100 I60 J120 M5 M21 G40 G0 X0 Y120 M20 91 G41 G1 X0 Y0 G1 X120 Y0 G1 X120 Y120 G3 X0 Y120 I60 J120 M5 M21 G40 4.4 Ch ct: 4.4.1 Kớch thc vũi ct v ch ct ct trờn mỏy ct plasma t ng : Cỏc kớch thc ca vũi ct nh ng kớnh d chiu cao t m ct n b mt tm ct l cú nh hng n b mt v chớnh xỏc ca vt ct, cng nh tin cy ca u ct bng (bng 4.7) cho thy giỏ tr hp lý ca kớch thc vũi ct i vi giỏ tr tiờu biu v dũng in I v lu lng khớ ct Q dựng khụng khớ nộn lm khớ to plasma Bng 4.7 Kớch thc vũi ct v ch ct tiờu biu I,A d, mm L,mm Q,m3/h I,A D,mm l,mm Q, m3/h 150- 2,0 2,5-3 4,0-5,0 300- 3,0 4,5-5,0 6,0-7,0 3,5 5,0-6,0 6,5-7,5 4,0 6,5-8,0 7,5-8,5 200 200- 350 2,5 3,0-3,5 4,5-6,0 250 250300 350400 2,8 3,5-4,5 5,5-6,5 400450 92 4.4.2 Tc ct: Cụng thc : V = 0,24.I U b.s.S (cm/s) Trong ú: I- l dũng in ct U- l in ỏp ct ( A) (V) - l hiu sut h quang (=0,3) - lng riờng ca vt ct (g/cm3) s- chiu dy vt ct (cm) b- b rng khe h ct (cm) S- enthalpy núng chy (kj/g) vi thộp S=13,6kj/g Bng 4.8 Ch ct thng i vi mt s kim loi S,mm dc,mm Lc, mm I,A Q,l/phỳt Tc ct, m/phỳt Thộp Nhụm ng 2,5-2,8 3-4 200-260 80-100 4-6 4,5-5 1,7-3 10 2,5-2,8 3-4 250-290 80-100 1,9-3,6 2,4-4,2 1,1-2 15 2,5-2,8 3-4 250-325 80-100 1,2-3 1,6-3,5 0,651,6 20 2,8-3 3-4 270-325 80-100 1-2,3 1,3-3 0,451,2 40 2,8-3,7 4-7 300-400 100-120 0,6-0,9 0,9-1,2 0,3-0,6 60 3-3,7 4-7 350-400 100-135 0,3-0,4 0,4-0,6 0,1-0,3 100 6-8 400-450 135-140 0,2 - 0,1 Nu ct ng cong vi bỏn kớnh nh, tc ct cn gim 30-50% 93 Kt lun chng Nghiờn cu nh hng ca bn cht kim loi n ch ct cho ta cỏc kt lun: -Tc ct t l nghch vi trng lng riờng ca kim loi -in ỏp h quang khụng ph thuc vo bn cht ca kim loi -Tớnh dn nhit ca kim loi cng cao thỡ tc ct cng nh Nghiờn cu s nh hng ca chiu dy tm ct n in ỏp ca ct h quang cho thy - Giỏ tr ca dũng in khụng i chiu dy tm ct tng lờn - Chiu dy ca tm ct tng lờn thỡ tc ct gim xung - Vi s gim xung ca tc ct thỡ in ỏp ca ct h quang tng lờn 94 Kt lun chung Sau nghiờn cu cỏc phng phỏp ct kim loi bng nhit khớ chỳng ta nhn thy: Phng phỏp ct bng ụ-xy gas cú cht lng tt, cú nng sut cao nht l i vi ct thộp cỏc bon thp, cú th c khớ hoỏ v t ng hoỏ, c ng dng rng rói, giỏ thnh thp Xong li gp khú khn ct cỏc loi vt liu nh gang, nhụm, hp kim nhụm, ng, hp kim ng v thộp khụng r Ct bng h quang ụ-xy, h quang in cc núng chy, h quang cc cỏc bon khớ nộn, cht lng mch ct kộm b rng ln mt ct xự xỡ, bin dng ln, vựng nh hng nhit ln ch dựng ct phỏ, ct mi hn sa cha, ct phc v cụng ngh ỳc Ct bng plasma i sau nhng hin ó dc ng dng rng rói, c t ng hoỏ ct trờn mỏy ct NC, CNC cht lng ct tng i cao phm vi ct rng, cú th ct c thộp , thộp hp kim, ng nhụm v cỏc hp kim ca chỳng, giỏ thnh h nht l s dng khớ tri lm mụi trng to plasma, cn chỳ ý chn khớ plasma hp lý m bo tui bn cho catt Ct bng n mũn tia la cú chớnh xỏc cao, ú l phng phỏp gia cụng ly vt liu mm ct vt liu cng, ct c cỏc sn phm cú hỡnh dng phc tp, t ng hoỏ c quỏ trỡnh ct bng mỏy CNC, nhng phi ct mụi trng cht lng khụng dn in Ct bng chựm tia in t, ct c tt c cỏc loi vt liu k c vt liu phi kim loi, gia cụng c nhng sn phm phc m cỏc phng phỏp khỏc khụng th thc hin c, nhng phc l phi gia cụng mụi trng chõn khụng 95 Ct bng laser gia cụng c cỏc chi tt nh ,vt liu mng, vựng nh hng nhit bộ, gia cụng c cỏc sn phm cú biờn dng phc tp, t tc cao cú th ct c tt c cỏc loi vt liu xong vic to tia laser thit b quỏ t Quỏ trỡnh ct plasma c bt u bng quỏ trỡnh ion hoỏ khụng khớ, cỏc loi khớ n hoc cỏc hn hp, khớ to thnh tia plasma bao gm cỏc in t, cỏc iụn, cỏc phõn t trung ho, hỡnh thnh hn hp khớ, khớ n hay cht lng c nộn v thi qua h quang in Vựng gia catt v ant hh quang mt nng lng lờn n 106 w/cm2 Vt liu c nung chy v c thi khimt ct Cỏc loi khớ n, hn hp khớ, khớ nộn, nc cú th lm mụi trng kin to plasma Khớ Nit dựng ct thộp khụng r nhng nng sut ct cũn thp ễ-xy cú th dựng ct plasma c lp nng sut cao nhng tui bn ca catt thp Hờli cú th dựng lm mụi trng kin to plasma c lp vớ thụng s nng lng ng sau ụ-xy Hyrụ l loi khớ dựng ct plasma tt nht h quang cú nhit cao, cng in trng cao, dn nhit cao Hn hp ụ-xy cú s tng tỏc hoỏ hc ca ụ-xy nờn nhit ct ln, tc ct cao, tui bn catt thp Hn hp khớ Argon-Hyrụ, Nit-Hyrụ thc hin c tc ct ti a, giỏ thnh h, tng c chiu dy tm ct Vt liu lm in cc (catt) Vonfram, Zinicori, Hafnium ct kim loi nguyờn cht Vonfram thờm vi 2% thorium, lantan, ụ-xớt Litium 96 Hafnium hoc Zinicori in cc cú nhit núng chy cao s dng mụi trng to plasma l hn hp khớ ụ-xy Vonfram dựng ct mụi trng cha ụ-xy Tuy cha nghiờn cu tht sõu v mỏy ct plasma NC,CNC nhng bng thc t tip cn v khai thỏc cụng ngh ct ca mỏy ct MSNC500 kt qu ó nờu c cu to dng ca mỏy gm cỏc b phn chớnh nh u ct, b phn iu khin, ngun ,c cu phỏt ng, b truyn dn, b phn cung cp khớ, b phn lm mỏt, khung mỏy v gii thiu cỏc bc hnh mỏy Tuy cha y nhng nghiờn cu ó cp n cỏc yu t v bn cht ca kim loi nh trng lng riờng, tớnh dn nhit ca kim loi, dy ca tm kim loi, nh hng n in ỏp h quang v tc ct Lp trỡnh gia cụng c cỏc sn phm cú biờn dng l ng thng ng cong c bn, nờu c quy trỡnh ct trờn mỏy ct MSNC500 v thc hin ct trờn mỏy ct cỏc sn phm ó lp trỡnh 97 TI LIU THAM KHO TS Ngụ Lờ Thụng C s lý thuyt cụng ngh hn iờn núng chy Nh xut bn khoa hc k thut H Ni 2004 Lu Vn Huy - Chung th Quang - Nguyn Phc Hu -Hunh Kim Ngõn- Tn Dõn K thut hn Nh xut bn giao thụng ti Trn Vn Niờn- Trn Th San Thc hnh k thut hn gũ Nh xut bn Nng Nuyn Vn Thụng Vt liu v cụng ngh hn Nh xut bn khoa hc v k thut H Ni 1998 PGS.TS T Duy Liờm K thut iu khin iu chnh v lp trỡnh khai thỏc mỏy cụng c CNC Nh xut bn khoa hc v k thut- Trng HBK H Ni 2005 Ct h quang Plasma -Thit b v nng lng (bn ting Nga) Nh xut bn ch to mỏy - LờNinGrat 1972 MicroStep spol Sr o Mỏy MSNC 500 C s k thut MicrostepLtd H thng iu khin MSNC500-Plasma hng dn hnh (bn dch ting Anh) 2003 D ỏn JiCA-HIC K thut ct khớ t ng 98 Trng HCN H Ni 10 Pgs.Ts Trn c Hu- Nguyn Minh Hin C s k thut laser Nh xut bn giỏo dc 11 Ts V Hoi An Gia cụng tia la in CNC Nh xut bn khoa hc k thut H Ni 2003 12 Pgs.Ts Bựi Hi- Pgs.Ts Trn Th Sn K thut nhit Nh xut bn khoa hc thut H Ni 2004 99 MC LC Trang Li núi u CHNG TNG QUAN V CC PHNG PHP CT KIM LOI BNG NHIT KH 1.1 Cỏc quy trỡnh ct kim loi bng nhit khớ v kh nng ng dng ca chỳng ch to c khớ 1.1.1 Ct bng ụ-xy .5 1.1.2 Ct bng h quang ụ-xy .6 1.1.3 Ct bng h quang cc kim loi bng tay 1.1.4 Ct bng in cc cỏc bon khớ nộn 1.1.5 Ct bng h quang Plasma 12 1.1.6 Ct bng n mũn tia la .14 1.1.7 Ct bng chựm tia in t 16 1.1.8 Ct bng Laser 18 1.2 Ni dung nghiờn cu ti 22 CHNG C S Lí THUYT CA CT KIM LOI BNG TIA PLASMA 27 2.1 Nguyờn lý ca ct bng h quang plasma 27 2.2 Khớ plasma 29 2.2.1 Argon 31 2.2.2 Nit .32 2.2.3 Hờli .33 2.2.4 ễ-xy 34 2.2.5 Hyrụ 36 2.2.6 Nc .40 100 2.2.7 Hn hp ễ-xy .41 2.2.8 Hn hp Hyrụ 46 2.3 Vt liu in cc 50 2.4 Cỏc phng phỏp cung cp khớ nộn .51 2.5 Phõn loi phng phỏp ct h quang plasma .52 CHNG 3: 3.1 THIT B CT PLASMA .57 Cu to ca h thng ct h quang plasma 57 3.1.1 u ct plasma .57 3.1.2 B phn iu khin .59 3.1.3 Ngun khớ plasma 59 3.1.4 C cu phỏt ng 62 3.1.5 B truyn dn .63 3.1.6 B phn lm mỏt 63 3.1.7 Khung mỏy 63 3.2 Vn hnh ca ngi s dng mỏy ct Plasma MicroStep MSNC500.65 CHNG 4: CễNG NGH CT PLASMA, MT S YU T NH HNG N CH CT 68 4.1 nh hng ca bn cht kim loi n ch ct 68 4.2 S nh hng ca chiu dy tm ct n tc ct v in ỏp trờn ct h quang 82 4.3 Lp tỡnh gia cụng trờn mỏy ct plasma MicroStep MSNC500 91 4.4 Ch ct 95 ... thuyt v ct kim loi bng plasma 25 Mỏy ct plasma Cụng ngh ct Plasma v nghiờn cu nh hng ca bn cht kim loi ct, chiu dy tm ct n ch v cht lng ct plasma 26 CHNG C S Lí THUYT CA CT KIM LOI BNG TIA PLASMA. .. Plasma 3,2 3,2 3,2 0,5 0,4 0,3 Vic phỏt trin cụng ngh ct kim loi tm bng tia plasma l mt ũi hi khỏch quan, ú vic nghiờn cu ng dng v khai thỏc cụng ngh ct plasma l rt quan trng Ct kim loi bng plasma. .. phõn theo s sau Cắt nhiệt Ô-xy Ngọn lửa Hồ quang ô-xy Hồ quang Ăn mòn tia lửa Chùm điện tử Laser Bột tác dụng hoá Hồ quang bon Hồ quang kim loại Hồ quang không khí Hồ quang plasma Hỡnh 1.1 S