Tên kim loại aT nc τi qc(1)
6.4.2 ứng dụng laser cho gia công khuôn kéo từ kim c−ơng
Khuôn kéo dùng cho chế tạo các loại cáp điện thoại, các loại sợi thép, dây lò xo, các loại dây điện trở,... Ngoài ra ng−ời ta còn sử dụng để chế tạo các loại khuôn kéo trong công nghiệp dệt, kéo sợi,... Kích th−ớc các loại khuôn kéo khác nhau . Để gia công khuôn có kích th−ớc nhỏ (<1mm) bằng các ph−ơng pháp thông dụng gặp nhiều khó khăn Trong lúc nhu cầu sản xuất khuôn mẫu nói chung và các loại khuôn kéo rất lớn. Vật liệu làm khuôn kéo đ−ợc chế tạo từ các loại vật liệu có độ cứng và độ chịu mài mòn cao : thép hợp kim, hợp kim cứng, đặc biệt là các loại kim c−ơng tự nhiên và kim c−ơng nhân tạo. Các ph−ơng pháp gia công cổ điển nh− khoan không đáp ứng đ−ợc. Các ph−ơng pháp tia lữa điện, ăn mòn điện hoá, ... có nhiều hạn chế đặc biệt là đ−ờng kính và chiều sâu,... Mặt khác các ph−ơng pháp trên cần phải qua giai đoạn tạo lỗ thô ban đầu, sau đó mài nghiền bằng bột mài và đánh bóng để đạt đ−ợc độ chính xác và độ bóng theo yêu cầu. Đây là những thao tác rất khó khăn và tốn nhiều thời gian. Ví dụ gia công lỗ thô ban đầu bằng cơ khí phải mất từ 24 - 48 giờ, các nguyên công tinh chỉnh mất từ 12-16 giờ. Sơ đồ kết cấu khuôn kéo có dạng nh− hình 6-4
1 2 3 4
Hình 6- 4 Sơ đồ cấu tạo khuôn kéo bằng kim c−ơng [5]
Kết quả nghiên cứu chế tạo các lỗ bằng laser cho thấy: Năng l−ợng của xung 3 Jun (J)
Thời gian 5.10-4 giây
Khi tạo lỗ mới từ phôi sợi tinh thể kim c−ơng chỉ cần một vài xung; còn khi gia công để mở rộng lỗ, gia công sửa lại các khuôn đã qua sử dụng phải cần đến hàng chục xung. Do dãi tần số và b−ớc sóng trong phạm vi rộng, các xung năng l−ợng và thời gian một xung khác nhau, cho phép ta chọn những chế độ tối −u để gia công lỗ hoặc chuốt,...
Ví dụ Khi mở rộng lổ từ 175 àm ặ 350 àm cần đến 22 xung với năng l−ợng bức xạ 4 Jun. Với chế độ đó , không thấy có sự phá huỷ cấu trúc của kim c−ơng. Tuy nhiên trên bề mặt lổ có bám một lớp mỏng grafit do sự cháy các bon tạo nên. Nên sau khi gia công phải làm sạch bằng siêu âm.
Khi gia công trên thiết bị laser rubin có các thông số : Năng l−ợng xung <=10J
Góc phân kỳ 0,5 micro radian Thời gian tồn tại một xung 0,5 - 1 micro giây Tần số chế độ bằng tay 1 Hz
Tần số chế độ tự động 1/10 Hz
Khi gia công lổ có đ−ờng kính 1,25 mm chiều dày 3,1 mm hết 10 phút trong lúc gia công bằng cơ khí mất 24 giờ.
Với thiết bị trên có thể gia công lổ có d= 0,05 - 0,4 mm, h = 1mm
d = 0,8 mm h= 3 mm
Gia công tạo phôi lổ bằng laser, sau đó gia công tinh bằng mài nghiền. Khi gia công vật liệu dòn ng−ời ta dùng laser đa xung. (Veiko page 85).
Năng suất gia công bằng laser gấp 12-15 lần so với ph−ơng pháp điện vật lý gấp 200 lần só với ph−ơng pháp gia công cơ khí