Gia cơng cơ - dương cực cĩ thể sử dụng để mài các chi tiết được phục hồi bằng phương pháp hàn đắp hoặc phun kim loại, để cắt các phần chi tiết bị mịn khi phục hồi chúng bằng phương pháp hàn nối đồng thời để chuẩn bị những chi tiết cĩ độ cứng bề mặt cao trước khi phun kim loại, để mài dụng cụ cĩ gắn hợp kim cứng và để cắt kim loại.
Khi gia cơng cơ-dương cực chi tiết được nối với cực dương (anốt) cịn dụng cụ gia cơng được nối với cực âm (katốt).
Hình 4.24. Sơ đồ nguyên lý gia cơng cơ - dương cực
1. Chi tiết cần gia cơng (anốt); 2. Dụng cụ gia cơng (katốt); 3. Chất lỏng cơng tác; 4. Nguồn điện; 5. Biến trở.
Trên hình 4.24 biểu thị sơ đồ nguyên lý gia cơng cơ - dương cực cho kim loại. Dụng cụ gia cơng là một đĩa chế tạo bằng thép, gang hay đồng. Chi tiết và dụng
v a a 4 5 1 2 3 chÊt ®iƯn dÞch
Cnsc.178
cụ được mắc vào mạch điện áp thấp và tại chỗ tiếp xúc giữa dụng cụ và chi tiết cĩ tới một dung dịch cơng tác đặc biệt mà dưới tác dụng của dịng điện nĩ sẽ tạo ra trên bề mặt chi tiết một màng bảo vệ khơng hịa tan cĩ điện trở lớn. Dụng cụ liên tục hớt đi một phần đáng kể lớp màng vừa tạo ra khỏi bề mặt chi tiết. Lớp màng mỏng cịn lại và những phần hở ra của các đỉnh nhấp nhơ sẽ bị tác động của dịng điện.
Vì điện trở của màng rất lớn so với điện trở của các dây dẫn kim loại cho nên trên bề mặt gia cơng một lượng nhiệt lớn sẽ được tỏa ra. Khi mật độ dịng điện lớn (15-25 A/cm2 và hơn nữa) lượng nhiệt ở những điểm cĩ dịng điện chạy qua sẽ rất lớn làm cho bề mặt kim loại bị nĩng chảy. Sự thốt nhiệt ở bề mặt xảy ra rất nhanh đến nỗi lượng nhiệt đĩ khơng kịp xâm nhập vào sâu trong kim loại chi tiết và điều đĩ cịn chịu ảnh hưởng của "độ đứt quãng" của quá trình. Do những nguyên nhân đĩ sự đốt nĩng kim loại xảy ra ở độ sâu khơng lớn lắm. Kim loại nĩng chảy ra được dụng cụ gia cơng hớt đi và cứ theo trình tự đĩ quá trình gia cơng chi tiết được tiếp diễn một cách liên tục. Khi mật độ dịng điện nhỏ việc hớt kim loại đi được tiến hành bằng cách hịa tan điện hĩa, khi mật độ dịng điện lớn kim loại được hớt đi do nĩ bị đốt nĩng bởi tác dụng nhiệt điện của dịng điện. Muốn tăng mật độ dịng điện thì phải tăng điện áp giữa các điện cực, nhưng người ta ít dùng điện áp lớn hơn 25-30V, bởi vì nếu tiếp tục tăng thì cĩ thể phát sinh tia hồ quang tĩnh tại làm ảnh hưởng xấu tới quá trình gia cơng. Mật độ dịng điện khơng những chỉ ảnh hưởng tới lượng hớt kim loại cĩ nghĩa là năng suất của quá trình, mà cịn ảnh hưởng tới cả chất lượng gia cơng. Khi gia cơng với mật độ dịng điện nhỏ, ở đĩ việc hớt lại xảy ra do hịa tan điện hĩa, chất lượng bề mặt gia cơng tương đối cao (chiều cao của các độ nhấp nhơ 0,2- 0,3 m). Trong các quá trình nhiệt điện (mật độ dịng điện lớn) chất lượng bề mặt giảm xuống, chiều cao các độ nhấp nhơ tăng lên tới 80 -100m.
Năng suất của quá trình gia cơng cịn phụ thuộc vào trị số áp lực của dụng cụ tác dụng lên bề mặt gia cơng. Khi tăng áp lực thì dụng cụ gia cơng sẽ bớt đi một lớp màng lớn hơn, chiều dày và điện trở của lớp cịn lại sẽ giảm xuống, cường độ dịng điện và lượng kim loại hớt đi tăng lên. Việc tăng áp lực bị hạn chế bởi một giới hạn mà ở đĩ lớp màng mỏng trở nên nhỏ nhất cịn lượng kim loại hớt đi trở nên lớn nhất. Nếu tiếp tục tăng áp lực của dụng cụ gia cơng lên bề mặt chi tiết, thì màng chất lỏng sẽ bị phá huỷ và các điện cực sẽ bị chập mạch và lượng kim loại hớt đi giảm xuống. Lượng kim loại hớt đi cịn chịu ảnh hưởng của tốc độ quay của dụng cụ (của đĩa), đặc biệt ở mật độ dịng điện lớn. Khi gia cơng với vận tốc khơng lớn lượng kim loại hớt đi giảm xuống.
Khi tăng vận tốc quay của đĩa lượng kim loại hớt đi tăng lên, nhiệt tập trung trên bề mặt gia cơng và nĩ bị nĩng chảy ra. Tuy nhiên, ở vận tốc rất lớn thì thời gian nung nĩng sẽ ngắn đi cịn vùng gia cơng bị làm lạnh quá mạnh, như vậy bề mặt gia cơng của kim loại khơng kịp nĩng chảy do đĩ lượng kim loại hớt đi lại giảm xuống.
Chất lỏng cơng tác dùng cho gia cơng cơ-dương cực cĩ thể là silitcát natri (thuỷ tinh lỏng) hoặc natri clorua với hàm lượng 11g/lít nước hoặc natri sunfat 11g/lít nước.
Khi đột chi tiết bằng phương pháp cơ-dương cực thì điện cực-dụng cụ chuyển động tịnh tiến lên xuống. Dùng phương pháp này cĩ thể gia cơng các lỗ suốt hoặc lỗ cĩ đáy, các rãnh theo trên các trục thép hoặc hợp kim cứng bất kỳ.
Muốn mài dụng cụ bằng phương pháp cơ-dương cực người ta dùng các đĩa bằng thép hoặc gang xám và gang biến trắng. Trên bề mặt đầu của đĩa cĩ tiện các rãnh để dẫn dung dịch cơng tác một cách đều đặn tới bề mặt cần mài của dụng cụ. Đường kính của đĩa là 150 – 200 mm cịn chiều rộng bề mặt cơng tác là 40-50mm. Vận tốc quay của đĩa đảm bảo năng suất lớn nhất là 8-18m/s.
Sơ đồ mài dụng cụ bằng phương pháp cơ-dương cực trình bày trên hình 4.25.
Hình 4.25. Sơ đồ mài dụng cụ bằng phương pháp cơ-dương cực
1. Dao cần mài; 2. Đĩa mài; 3. Lị xo đẩy đĩa; 4. Biến trở; 5. Chất lỏng cơng tác. Ngồi ra, người ta cịn ứng dụng phương pháp gia cơng cơ-dương cực để cắt kim loại. Các loại đĩa trong trường hợp này được chế tạo từ thép 08 hoặc thép 10 hoặc thép tấm ram cán nguội. Cũng cĩ thể dùng đĩa chế tạo từ đồng đỏ hoặc đồng thau, nhưng đĩa kim loại màu này ít bị mịn hơn so với các đĩa thép. Vận tốc quay của đĩa khi cắt là 15 – 25 m/s, điện áp cơng tác khơng vợt quá 28V.