3.4.1 Đặc điểm
cực rất mảnh.
- Gia công các lỗ có đường kính rất nhỏ, các lỗ sâu với tỷ số chiều dài trên
đường kính lớn.
- Do khơng có lực cơ học nên có thể gia cơng hầu hết các loại vật liệu dễ vỡ, mềm... mà khơng sợ bị biến dạng.
- Do có dầu trong vùng gia công cho nên bề mặt gia công được tôi trong dầu.
3.4.1.2 Khuyết điểm.
- Phôi và dụng cụ (điện cực) đều phải dẫn điện.
- Máy gia cơng làm việc chậm vì vậy phơi thường phải gia công thô trước.
- Do vùng nhiệt độ tại vùng làm việc cao nên gây biến dạng nhiệt.
3.4.2 Phạm vi ứng dụng
Phạm vi ứng dụng quan trọng nhất của PPGC tia lửa điện là gia cơng kim loại có độ cứng khơng giới hạn. Phương pháp này có lợi thế là tạo hình một cách tự động các
rãnh cắt và rãnh thốt hình cơn, có thể gia cơng chi tiết bộng có hình dạng phức tạp với độ chính xác phù họp.
Có thể thay thế cho phương pháp cắt gọt truyền thống trong những trường hợp
mà phương pháp này không kinh tế hoặc không đạt được độ chính xác mong muốn.
Trong một số trường họp, nó có thể giúp bỏ những quy trình trung gian nào đó như nhiệt luyện, nắn thẳng, sửa bavia, lắp chi tiết, dao,...
Có thể sử dụng phương pháp này trong một số trường hợp sau:
1. Biến cứng bề mặt chi tiết làm tăng khả năng mài mòn.
2. Chế tạo và phục hồi các khuôn dập đã tôi và khuôn bằng hợp kim cứng.
3. Các lưới sàng, rây bằng cách gia công đồng thời các lỗ bằng điện cực rất
mảnh.
4. Mài phang, mài tròn, mài sắc, hoặc làm rộng lỗ.
7. Gia công khuôn mẫu và các chi tiết cần độ chính xác cao bằng vật liệu hợp
kim cứng...
Câu hỏi ơn tập:
1) Trình bày bản chất của q trình phóng tia lửa điện. 2) Hãy nêu các buớc q trình gia cơng tia lửa điện.
3) Trình bày ngun lý gia cơng của q trình gia công tia lửa điện dùng điện cục thỏi.
4) Trình bày các thơng số cơng nghệ của q trình gia công tia lửa điện dùng điện
cục thỏi.
5) Trình bày khả năng cơng nghệ của q trình gia cơng tia lửa điện dùng điện cục thỏi.
6) Trình bày ngun lý gia cơng của q trình gia cơng tia lửa điện bằng cắt dây.
7) Trình bày các thơng số cơng nghệ của q trình gia cơng tia lửa điện bằng cắt dây 8) Trình bày khả năng cơng nghệ của q trình gia cơng tia lửa điện bằng cắt dây
9) Hãy so sánh giữa gia công công tia lửa điện dùng điện cục thỏi và gia cơng tia lửa
Chưong 4
GIA CƠNG BẰNG TIA ĐIỆN TỬ
Mục tiêu:
Sau khi học xong chưong này học sinh có khả năng:
- Trình bày được ngun lý gia cơng kim loại bằng tia điện tử.
- Trình bày được các thông số làm việc khi gia công bằng bằng tia điện tử. - Xác định được ứng dụng của quá trình gia cơng bằng bằng tia điện tử.
4.1. Ngun ký gia công
Gia công tia điện tử (Electric Beam Machining - EBM) là q trình gia cơng
nhiệt. Mục đích của công nghệ gia công tia điện tử là biến đổi động năng của điện tử thành nhiệt năng với tỷ lệ cao hơn và nhờ vậy bằng cách làm nóng cục bộ mà ta có thể
tiến hành nhiều PPGC nhiệt khác nhau. Với nguyên lý gia công này ta có thể gia cơng những chi tiết khó nếu áp dụng PPGC truyền thống. Khả năng PPGC này không chỉ
trong lĩnh vực gia công bằng cách lấy đi phần vật liệu cần gia cơng mà cịn có thể hàn
các chi tiết lại với nhau, đây là lĩnh vực mới của PPGC tia điện tử. Phương pháp này tỏ ra un việt khi gia công những vật liệu cứng, chịu lửa và vật liệu gốm khác.
PPGC bằng chùm tia điện tử dùng năng lượng của chùm tia điện tử hội tụ tại bề
mặt gia cơng làm nóng chảy và bốc hơi vật liệu. Nguyên lý hoạt động của chùm tia điện tử được trình bày trên hình 4.1.
Đến cáp cao áp (30kV, DC)
1- Catot 2- Anot 3- Van
4- Chùm điện tử
5- Thấu kính điện từ để hội tụ chùm tia 6- Cuộn dây điều khiển chùm tia] 7- Bơm chân không cao
8- Chi tiết gia công 9- Bàn máy
Chùm tia điện tử được phát ra từ catot 1 của đầu phát tia. Catot 1 làm bằng w hoặc Ta, được nung nóng đến 2.500°C. Các điện tử chuyển động với tốc độ rất cao và hội tụ lại nhờ thấu kính điện từ 5 thành vệt rất nhỏ lên bề mặt gia công 8. Chi tiết gia công được đặt trên bàn máy trong buồng chân không (khoảng 10'3 4- 10'6mm77g). Tốc độ của chùm tia đạt đến 504-80% tốc độ ánh sáng. Thời gian của xung từ
0,054-100/775. Các điện tử va đập vào bề mặt gia công và chuyển động năng thành nhiệt năng nung nóng, làm chảy hoặc bốc hơi bất kỳ vật liệu nào. Hốc tạo thành có
đường kính rất nhỏ và sâu, hiệu suất biến đổi năng lượng cao, khoảng 65%. Vì chùm
tia điện tử có thể được điều chỉnh hướng tùy ý bởi cuộn dây 6 nên có thể gia cơng được các hình dáng phức tạp với chất lượng cao.
Đe tạo ra chùm tia điện tử có năng lượng cao người ta sử dụng phương pháp tương tự như tạo chùm tia sáng bằng hệ thống quang học.
Trong hệ thống quang học khi chiếu một nguồn sáng s tại tiêu cự của một thấu
kính thì nó sẽ tạo ra một chùm tia sáng song song và nếu như chùm tia sáng này đi vào một thấu kính khác thì tia sáng sẽ hội tụ tại tiêu điểm của thấu kính thứ hai. Đe điều
chỉnh điểm tập trung nguồn sáng có thể thay đổi vị trí của thấu kính thứ hai. Bằng cách
tương tự như thế, khi nung một dây kim loại, điện tử phóng ra sẽ được trực chuẩn do
tác dụng điện trường của tấm điện cực thứ nhất và sau đó do tác dụng hiệu điện thế
giữa hai tấm điện cực điện tử được gia tốc. Súng điện tử này được đặt trong chân
khơng sẽ phóng ra chùm tia điện tử được hội tụ nhờ cuộn dây điện từ (tương đương lăng kính). Neu thiết kế tốt nguồn phóng điện và hệ thống hội tụ thì tại tiêu cự có thể cho chùm tia rất nhỏ mang năng lượng rất cao.
Tác dụng của tia điện tử diễn ra trong thời gian rất ngắn nên chỉ xảy ra nung nóng cục bộ phụ thuộc vào khả năng dẫn nhiệt của vật liệu gia công. Điện áp gia tốc nhanh từ 304-170£K với dịng điện 504-1000pN, cơng suất phát ra liên tục đến ỈOkỉT,
tạo ra các điện tử với tốc độ lên đến trên 200.000km/s. Toàn bộ năng luợng này đuợc tập trung thành một điểm có đuờng kính từ 0,0104-0,200mm và có năng luợng có thể đến 6.500GW/mm2.
Có thể điều chỉnh nhanh chóng tia điện tử, nhu vậy trong vịng 106 giây có thể
phóng ra tia điện tử và điều chỉnh cơng suất một cách chính xác.
Trong q trình gia cơng dụng cụ phải di chuyển. Với điện truờng hoặc từ truờng ngồi, tia điện tử có thể phóng với tốc độ 1 OOm/s. Ngồi ra, gia cơng tia điện tử có thể dễ dàng tụ động hóa, điều khiển theo chuơng trình để đạt năng suất cao.