CHƯƠNG 9 CÁC PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG ĐẶC BIỆT pot

CHƯƠNG 9
C C PH NG PH P GIA CÔNG Á ƯƠ Á
C BI TĐẶ Ệ

Ch ¬ng 9. Các phương pháp gia công đặc biệt
Khái ni mệ
S phát tri n c a các ng nh công nghi p g n li n v i ự ể ủ à ệ ắ ề ớ
quá trình tìm ki m các lo i v t li u m i. Các lo i v t ế ạ ậ ệ ớ ạ ậ
li u m i c c tr ng b i các tính n ng sau:ệ ớ đượ đặ ư ở ă
Kh n ng ch ng v ch u m i mòn cao.ả ă ố à ị à
c ng v b n cao, ch u nhi t cao.Độ ứ àđộ ề ị ệ
L m vi c n nh trong các môi tr ng hóa ch t.à ệ ổ đị ườ ấ

Ch ¬ng 9. Các phương pháp gia công đặc biệt
V i nh ng tính n ng trên, vi c gia công chúng ớ ữ ă ệ
b ng các công ngh truy n th ng g p nhi u khó kh n, ằ ệ ề ố ặ ề ă
không gia công c ho c gia công không t yêu c u, đượ ặ đạ ầ
m t lo t nh ng ph ng pháp gia công m i c nghiên ộ ạ ữ ươ ớ đượ
c u v ang c s d ng r ng rãi nh : gia công siêu âm, ứ àđ đượ ử ụ ộ ư
gia công i n hóa, gia công b ng chùm tia laze, tia n c, đệ ằ ướ
tia n c có h t m i, tia h t m i, gia công b ng tia l a ướ ạ à ạ à ằ ử
i n đ ệ …

Ch ¬ng 9. Các phương pháp gia công đặc biệt
c i m chung c a các ph ng pháp gia công n y l :Đặ để ủ ươ à à
Không òi h i d ng c ph i có c ng cao h n đ ỏ ụ ụ ả độ ứ ơ độ
c ng c a v t li u gia công.ứ ủ ậ ệ
Kh n ng gia công không ph thu c v o tính ch t c lý ả ă ụ ộ à ấ ơ
c a v t li u gia công m ch y u ph thu c v o các thông ủ ậ ệ à ủ ế ụ ộ à
s v hóa, nhi t, i n c a v t li u gia công.ố ề ệ đệ ủ ậ ệ

t c chính xác kích th c v nh n b m t Đạ đượ độ ướ àđộ ẵ ề ặ
cao so v i các ph ng pháp gia công truy n th ng.ớ ươ ề ố
Có kh n ng gia công c các v t li u có c ng cao, ả ă đượ ậ ệ độ ứ
th m chí r t cao (sau nhi t luy n).ậ ấ ệ ệ
Hi u qu kinh t t c cao, nh t l khi gia công ệ ả ếđạ đượ ấ à
nh ng s n ph m có hình d ng ph c t p, kích th c bé ữ ả ẩ ạ ứ ạ ướ …

Ch ¬ng 9. Các phương pháp gia công đặc biệt
Có th phân chia các ph ng pháp gia công m i th nh ể ươ ớ à
m t s nhóm ch y u nh sau:ộ ố ủ ế ư
Gia công b ng n mòn hóa h c (CM).ằ ă ọ
Gia công b ng n mòn i n hóa (ECM).ằ ă đệ
Gia công b ng n mòn i n (EDM): xung i n, c t ằ ă đệ đệ ắ
b ng dây.ằ
Gia công b ng siêu âm (USM).ằ
Gia công b ng chùm tia lase (LBM), chùm tia i n ằ đệ
t (EBM).ử
Gia công b ng tia n c (wJM), n c v h t m i ằ ướ ướ à ạ à
(AwJM), h t m i (AJM) ạ à …

Ch ¬ng 9. Các phương pháp gia công đặc biệt
1. Gia công kim lo i b ng tia l a i nạ ằ ử đệ
Th c ch t: Dùng hai i n c c b ng kim lo i t trong ự ấ đệ ự ằ ạ đặ
m ch i n, c xây d ng trên c s c a hi n t ng n ạ đệ đượ ự ơ ở ủ ệ ượ ă
mòn d i s tác d ng c a tia l a i n. D i tác d ng c a ướ ự ụ ủ ử đệ ướ ụ ủ
i n tr ng, các i n t c tách ra t âm c c phóng v đệ ườ đệ ửđượ ừ ự ề
d ng c c (chi ti t) tách các ph n t kim lo i ra v i ươ ự ế để ầ ử ạ ớ
v n t c l n s phá h y c c d ng tách kim lo i t o th nh ậ ố ớ ẽ ủ ự ươ ạ ạ à
b m t gia công.ề ặ

Ch ¬ng 9. Các phương pháp gia công đặc biệt

Ch ¬ng 9. Các phương pháp gia công đặc biệt
c i m gia công b ng tia l a i nĐặ để ằ ử đệ
i n c c ( óng vai trò d ng c ) có c ng th p h n Đệ ự đ ụ ụ độ ứ ấ ơ
r t nhi u so v i c ng c a v t gia công (chi ti t), i n ấ ề ớ độ ứ ủ ậ ế đệ
c c th ng c s d ng l ng, grafit. Có hai d ng ự ườ đượ ử ụ àđồ ạ
i n c c l d ng th i (dùng cho máy xung nh hình) v đệ ự à ạ ỏ đị à
i n c c dây (t o hình chi ti t h l có profin ph c t p).đệ ự ạ ế ệ ỗ ứ ạ

Ch ¬ng 9. Các phương pháp gia công đặc biệt
V t li u c a d ng c v chi ti t ph i d n i n.ậ ệ ủ ụ ụ à ế ả ẫ đệ
Ch t l ng l m dung môi ph i không d n i n.ấ ỏ à ả ẫ đệ
Kh n ng công ngh c a ph ng pháp gia công:ả ă ệ ủ ươ
t chính xác gia công cao, sai l ch 0,015 Đạ độ ệ ÷ 0,02
mm, khi gia công thô 0,5 ÷ 0,6 mm
bóng b m t t c p 4 Độ ề ặ đạ ấ ÷ 5 (Rz = 40 ÷ 20), gia công
tinh đ t c p 6.ạ ấ

Ch ¬ng 9. Các phương pháp gia công đặc biệt
Sai s x y ra khi gia công EDM:ố ả
L b côn sau khi gia côngỗ ị
r ng c a l do phóng i n b m t s n c a i n c c.Độ ộ ủ ỗ đệ ề ặ ườ ủ đệ ự
Sai s do i n c c b mòn khi n cho kích th c v ố đệ ự ị ế ướ à
hình dáng c a i n c c thay i, l m thay i l m thay ủ đệ ự đổ à đổ à
i kích th c l tr c gia công, đổ ướ ỗ ướ

Ch ¬ng 9. Các phương pháp gia công đặc biệt
Ph m vi ng d ng c a ph ng pháp: Dùng gia công các ạ ứ ụ ủ ươ
l sâu, ch t o khuôn, ch y, c i d p, l m b b m t các ỗ ế ạ à ố ậ à ề ề ặ

d ng c , m i, c t, gia công h p kim c ng ụ ụ à ắ ợ ứ …
Nh c i m c a ph ng pháp: hi u su t ph ng pháp ượ để ủ ươ ệ ấ ươ
th p, chi phí cao vì hao mòn d ng c nhanh, tiêu hao ấ ụ ụ
n ng l ng l n (g p 50 l n so v i các ph ng pháp gia ă ượ ớ ấ ầ ớ ươ
công c i n), ơđ ệ không gia công c các v t li u không đượ ậ ệ
d n i n.ẫ đệ

Ch ¬ng 9. Các phương pháp gia công đặc biệt
2 Gia công kim lo i b ng c - i n - hoá (ECMM)ạ ằ ơ đệ
Khi gia công i n hóa d a trên nguyên lý i n phân đệ ự đệ
v i m c ích l y di kim lo i kh i b m t chi ti t gia công ớ ụ đ ấ ạ ỏ ề ặ ế
v chi ti t c n i v i d ng c c còn d ng c n i v i âm à ế đượ ố ớ ươ ự ụ ụ ố ớ
c cự , khe h gi a b m t chi ti t v d ng c ch a y d ng ở ữ ề ặ ế à ụ ụ ứ đầ ụ
d ch i n gi i thích h p. ph n ng hóa h c x y ra khi gia ị đệ ả ợ ả ứ ọ ả
công t o nên l p l p m ng th ng (d n i n kém) bám ạ ớ ớ à ụđộ ẫ đệ
trên b m t chi ti t gia công (d ng c c) ng n c n ph n ề ặ ế ươ ự ă ả ả
ng, phá v l p m ng n y cho quá trình n mòn ứ để ỡ ớ à à để ă
ti p t c có 2 ph ng pháp: ế ụ ươ

Ch ¬ng 9. Các phương pháp gia công đặc biệt
Th y i n hóa (ECHM): dùng áp l c cao c a ch t ủ đệ ự ủ ấ
i n gi i (h n ch c atm) l m tr c ti p th nh dòng ch y đệ ả à ụ à ự ế à ả
qua khe h gi a i n c c âm v d ng phá l p m ng ở ữ đệ ự à ươ để ớ à
th ng trong quá trình gia công.ụđộ
C i n hóa (ECMM): phá v l p m ng th ng trên ơđệ ỡ ớ à ụđộ
d ng c c b ng tác d ng c a l c c h c cho ph n ng ươ ự ằ ụ ủ ự ơ ọ để ả ứ
ti p t c. ế ụ

Ch ¬ng 9. Các phương pháp gia công đặc biệt
a. Nguyên lý gia công:

V b n ch t gia công c i n hóa v n d a trên ề ả ấ ơđệ ẫ ự
nguyên lý hòa tan d ng c c, nh ng ây do s n ph m ươ ự ư ởđ ả ẩ
c a ph n ng c hình th nh t o th nh ch t k t t a ủ ả ứ đượ à ạ à ấ ế ủ
d i d ng m ng m ng (m ng th ng) bám trên b m t ướ ạ à ỏ à ụđộ ề ặ
chi ti t gia công (d ng c c), m ng n y có d n i n ế ươ ự à à độ ẫ đệ
kém gây c n tr cho quá trình ph n ng i n hóa ả ở ả ứ đệ ở
d ng c c. Mu n cho ph n ng ti p t c thì m ng th ươ ự ố ả ứ ế ụ à ụ
ng n y c n ph i c phá h y d i tác d ng c a l c c độ à ầ ả đượ ủ ướ ụ ủ ự ơ
h c.ọ

Ch ¬ng 9. Các phương pháp gia công đặc biệt

Ch ¬ng 9. Các phương pháp gia công đặc biệt
b. Kh n ng công ngh :ả ă ệ
Gia công a n t:ố
+ Khi gia công thô: V i I = 15 ớ ÷ 25 A/cm2 ; N ng su t Q ă ấ
= 2000 ÷ 3000 mm3/ph; Nh n b m t: Ra ẵ ề ặ ≈ c p 3, c p 4.ấ ấ
+ Khi gia công tinh: v i I ớ ≈ 1 ÷ 2 A/cm2 ; nh n b m t Độ ẵ ề ặ
t c p 10 đạ ấ ÷ 12; Không có khuy t t t b m t; N ng su t ế ậ ề ặ ă ấ
th p.ấ
Dung d ch i n gi i th ng dùng l silicat Natri + n c ị đệ ả ườ à ướ
(NaSiO3 + H2O) có t tr ng 1,15 ỷ ọ ÷ 1,30

Ch ¬ng 9. Các phương pháp gia công đặc biệt
c. Ph m vi ng d ng:ạ ứ ụ
Ch áp d ng c v i v t li u d n i n (d ng c , chi ỉ ụ đượ ớ ậ ệ ẫ đệ ụ ụ
ti t); Môi tr ng trung gian: dung d ch i n gi i d n ế ườ ị đệ ả ẫ
i n.đ ệ
Thông s s d ng: U = 3 ố ử ụ ÷ 30V; M t dòng d = 0,2 ậ độ ÷
2 A/cm2.

p l c gia công: P= 5 Á ự ÷ 30 N/cm2.
nh n t c: Ra > 0,1 Độ ẵ đạ đượ ÷ 0,08 µm.

Ch ¬ng 9. Các phương pháp gia công đặc biệt

Ch ¬ng 9. Các phương pháp gia công đặc biệt
d. Quy trình gia công:
M i i n hóa b ng á d n i n à đệ ằ đ ẫ đệ
M i i n hóa b ng á m i trung tính.à đệ ằ đ à
M i khôn i n hóa.à đ ệ
ánh bóng i n hóa.Đ đ ệ
C t HKC b ng ph ng pháp i n hóa.ắ ằ ươ đệ

Ch ¬ng 9. Các phương pháp gia công đặc biệt
3 Ph ng pháp t o m u nhanhươ ạ ẫ
3.1 Th c ch tự ấ
N i dung c a ph ng pháp n y l ch t o ra m t chi ộ ủ ươ à à ế ạ ộ
ti t ho c m u b ng nh ng công ngh v thi t b chuyên ế ặ ẫ ằ ữ ệ à ế ị
d ng, sau ó t m u n y s úc ra chi ti t máy a v o ụ đ ừ ẫ à ẽđ ế đểđư à
s d ng th . M u trên c ng có th ch t o tr c ti p t ử ụ ử ẫ ũ ể ế ạ ự ế ừ
kim lo i ho c v t li u polyme r i em dùng ngay nh ng ạ ặ ậ ệ ồ đ ư
công ngh ph c t p h n nhi u.ệ ứ ạ ơ ề
L nh v c s d ng công ngh n y l trong tr ng h p ĩ ự ử ụ ệ à à ườ ợ
nghiên c u ch t o th , thi t k m u v ki u dáng công ứ ế ạ ử ế ế ẫ à ể
nghi p cho s n ph m m i òi h i ph i r t nhanh chóng ệ ả ẩ ớ đ ỏ ả ấ
chi m l nh th tr ng, thí d : ch t o ki u dáng ch i ế ĩ ị ườ ụ ế ạ ể đồ ơ
cho tr em.ẻ

Ch ¬ng 9. Các phương pháp gia công đặc biệt
3.2 c i m, phân lo i, ph m vi ng d ngĐặ để ạ ạ ứ ụ

a. u nh c i mư ượ để
T o m u nhanh có nh ng u i m sau ạ ẫ ữ ư để đây:
T ng kh n ng quan sát trong quá trình thi t k .ă ả ă ế ế
T o c m u có ph c t p cao.ạ đượ ẫ độ ứ ạ
Gi m chi phí th i gian thi t k v ch t o.ả ờ ế ế à ế ạ
Cho phép gi m chu k phát tri n s n ph m a s n ả ỳ ể ả ẩ đểđư ả
ph m ra th tr ng nhanh h n các ph ng pháp khác.ẩ ị ườ ơ ươ

Ch ¬ng 9. Các phương pháp gia công đặc biệt
Nh c i m c a ph ng pháp t o m u mhanh:ượ để ủ ươ ạ ẫ
b n c a m u ph thu c v o v t li u v công ngh Độ ề ủ ẫ ụ ộ à ậ ệ à ệ
s d ng.ử ụ
chính xác c a s n ph m không cao vì nguyên t c Độ ủ ả ẩ ắ
gia công p v t li u v o m u theo t ng l p.đắ ậ ệ à ẫ ừ ớ
Giá th nh c a m u còn cao do chi phí u t v b o à ủ ẫ đầ ư à ả
trì thi t b l n.ế ị ớ

Ch ¬ng 9. Các phương pháp gia công đặc biệt
b. Phân lo i các ph ng pháp t o m u nhanhạ ươ ạ ẫ
Theo v t li u gia công có các ph ng pháp sau:ậ ệ để ươ
D a trên c s ch t l ngự ơ ở ấ ỏ :
Tr ng h th ng t o m u nhanh d ng n y v t li u t o ọ ệ ố ạ ẫ ạ à ậ ệ ạ
m y ban u tr ng thái l ng, trong su t quá trình t o ẫ đầ ở ạ ỏ ố ạ
m u v t li u c l u hóa chuy n t tr ng thái l ng sang ẫ ậ ệ đượ ư ể ừ ạ ỏ
tr ng thái r n. có các ph ng pháp: SLA, SGC, SCS, ạ ắ ươ
v.v…

Ch ¬ng 9. Các phương pháp gia công đặc biệt
D a trên c s d ng t m c ng (solid)ự ơ ở ạ ấ ứ :
V t li u gia công l các t m m ng c cu n l i th nh ậ ệ à ấ ỏ đượ ộ ạ à

cu n v c tr i ra b ng các ru lô (con l n). Ph n thu c ộ àđượ ả ằ ă ầ ộ
chi ti t c c t l i, gia nhi t v cán dính v o l p tr c ế đượ ắ ạ ệ à à ớ ướ
ó, ph n v t li u còn l i b c t nh v lo i b .đ ầ ậ ệ ạ ị ắ ỏ à ạ ỏ
D a trên c s d ng b tự ơ ở ạ ộ :
D a trên c s ngu n nhi t s y khôự ơ ở ồ ệ ấ : có s d ng laze v ử ụ à
không s d ng ngu n laze.ử ụ ồ

Ch ¬ng 9. Các phương pháp gia công đặc biệt
c. Ph m vi ng d ngạ ứ ụ
Công ngh t o m u nhanh c áp d ng trong nhi u ệ ạ ẫ đượ ụ ề
l nh v c khác nhau nh ô tô, các s n ph m tiêu dùng, ĩ ự ư ả ẩ
máy móc, y h c, h ng không, quân s , qu c phòng, kh o ọ à ự ố ả
c , ki n trúc, m ngh , v.v m c ng d ng trong t ng ổ ế ỹ ệ … ứ độứ ụ ừ
l nh v c khác nhau.ĩ ự
Hi n nay, công ngh t o m u nhanh ang c xem ệ ệ ạ ẫ đ đượ
nh l m t công c rút ng n th i gian thi t k v phát ư à ộ ụđể ắ ờ ế ế à
tri n s n ph m, c bi t l các s n ph m có hình d ng ể ả ẩ đặ ệ à ả ẩ ạ
ph c t p.ứ ạ