Slide thuyết trình - Phương pháp gia công điện hóa

CHUYÊN ĐỀ CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY
PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG ĐIỆN HÓA
SVTH : Nhóm 3
GVHD : Nguyễn Văn Tường
Lớp : 52CKCT
Try your best ! 감 사 함 니 다 !
THÀNH VIÊN NHÓM 3
1. Nguyễn Phương Nam
2. Nguyễn Đức Phương
3. Lâm Quốc Phong
4. Đặng Văn Thắng
Try your best ! 감 사 함 니 다 !
Nguyên lý gia công.
1
Dụng cụ và thiết bị.
2
Các phương pháp gia công.
4
Các thông số và khả năng công nghệ.
3
NỘI DUNG
Try your best ! 감 사 함 니 다 !

Phương pháp gia công điện hóa dựa trên sự hòa tan điện cực dương trong quá trình điện hóa (
điện phân ) trong một pin điện .

Hiện tượng điện phân là tên gọi của một quá trình xảy ra khi một dòng điện được truyền qua
hai điện cực nhúng trong dung dịch điện phân. Hệ thống bao gồm các điện cực và dung dịch
điện phân được gọi là pin điện, phản ứng hóa học xảy ra tại các điện cực gọi là phản ứng catot
hoặc phản ứng anot.


Phương pháp gia công điện hóa
1. Nguyên lý gia công
Try your best ! 감 사 함 니 다 !

Quá trình gia công điện hóa là một quá trình hòa tan anot điện hóa, trong đó một dòng điện một
chiều có cường độ cao và điện áp thấp chạy qua giữa chi tiết (được nối với cực dương) và dụng cụ
điện cực (nối với cực âm của nguồn).

Hai điện cực đều được đặt trong bể dung dịch điện phân. Tại bề mặt anot, kim loại được hòa tan
vào các ion kim loại và chi tiết sẽ được sao chép hình dạng của dụng cụ điện cực.

Nguyên lý tạo hình điện hóa
Try your best ! 감 사 함 니 다 !

Sơ đồ nguyên lý của pp gia công điện hóa
Nguồn 1 chiều từ 2-30V
Chạy dao đều (3)
Trao đổi nhiệt (4)
Lọc (5)
Bơm (6)
Chất điện phân (7)
Cặn
i n c cĐ ệ ự
Chi tiết (9)
Bảo vệ ngắn mạch (2)
Bàn máy (10)
P vào
vàovàovào
P ra
vàovàovào

Cách điện (8)
Van chặn
(11)
Try your best ! 감 사 함 니 다 !

Phải có nguồn điện 1 chiều từ (2 ÷ 30V). Trong quá tình g/c hệ thống chạy dao (3) đưa dụng cụ cắt
đi xuống chi tiết (9). Khi đó xuất hiện dòng điện có chiều từ cực (+) đến cực (-) thông qua dung dịch
điện hóa từ hệ thống trao đổi nhiệt (4) thì dung dịch chất điện phân (7) được bơm thông qua bộ lọc (5)
và bơm (6) vào thùng chứa dd, hệ thống này được điều khiển nhờ hệ thống trao đổi nhiệt (4). Trong
quá trình g/c thì luôn luôn xuất hiện xu hướng của cực (+) tan. Do đó pp này chỉ dùng để g/c chi tiết bị
hòa tan, bởi dd điện hóa theo dãy hóa học.

Nguyên lý tạo hình điện hóa
Try your best ! 감 사 함 니 다 !
Van chặn (11) có tác dụng không để tràn dd điện phân ra vùng ko cần thiết
để g/c. Hệ thống bảo vệ ngắn mạch (2) dùng để bảo vệ trong quá trình g/c
khi dụng cụ cắt chạm trực tiếp vào chi tiết g/c thông thường dụng cụ này là
cầu chì.

Nguyên lý tạo hình điện hóa
Try your best ! 감 사 함 니 다 !

Điện cực dụng cụ – catod :

Vật liệu chế tạo điện cực phải được chế tạo bằng các kim loại có tính dẫn điện cao, độ bền
chống rỉ tốt, điển hình như thép không rỉ, thép chịu nhiệt, hợp kim titan, grafit, . . .

Để tạo biến dạng của dụng cụ có thể sử dụng các phương pháp sau : gia công cắt gọt, đúc
chính xác, mạ chất dẻo, phun kim loại…
2. Dụng cụ và thiết bị

Try your best ! 감 사 함 니 다 !

Dung dịch điện phân :

Vai trò quan trọng của dung dịch điện phân là tạo sự di chuyển của các tia lửa điện bằng các
ion giữa các anod và catod. Ngoài ra các ion của dd điện phân còn tham gia tích cực vào các
phản ứng điện cực.

Dung dịch điện phân được sử dụng để hoà tan liên tục kim loại của chi tiết (anod) do đó
thành phần của nó phải được chọn đúng để tránh khả năng tạo các chất không hoà tan gây ra sự
trơ hoá bề mặt của chi tiết. Vì vậy sự tồn tại của các ion hoặc các nhóm ion trong dd điện
phân phụ thuộc vào các tính chất của nó.
Try your best ! 감 사 함 니 다 !

Năng suất gia công được tính bằng lượng nguyên liệu được lấy đi trong 1 đơn vị thời gian
(cm3/phút) và tỉ lệ thuận với cường độ dòng điện.

Ngoài ra còn các yếu tố như điện áp, khả năng dẫn điện của dung dịch điện phân, vật liệu
làm điện cực cũng ảnh hưởng đến năng suất gia công.
3. Các thông số và khả năng công nghệ.

Năng suất gia công.
Try your best ! 감 사 함 니 다 !
-
Trong quá trình gia công, giữa vật gia công và mặt đầu của điện cực tồn tại khe hở (h).
- Trong trường hợp khoan lỗ cụt, thì nó có ảnh hưởng tới độ chính xác và độ sâu của lỗ. Với
tốc độ tiến không đổi của điện cực, thì khe hở là hàm số của điện áp : e =

Độ chính xác gia công.
U

x
k
δ
Try your best ! 감 사 함 니 다 !
Mối quan hệ giữa khe
hở gia công, tốc độ
tiến và mật độ dòng
điện

Độ chính xác gia công.
Try your best ! 감 사 함 니 다 !
- Có thể rút ra kết luận rằng, bằng cách nâng tốc độ tiến điện cực thì có thể giảm sai số
của khe hở, tức là giảm sai số gia công, thậm chí có thể nâng điện áp lên thì sẽ làm khe hở
trở nên không đổi.
- Dòng điện không những chỉ đi qua khe hở mặt đầu, mà cả ở khe hở giữa thành trong
của lỗ với mặt bao quanh điện cực.

Độ chính xác gia công.
Try your best ! 감 사 함 니 다 !
Ở khe hở này thì tác dụng điện hoá của dòng điện xảy ra chậm hơn. Tốc độ hoà tan
tỉ lệ nghịch với khoảng cách giữa các bề mặt của điện cực. Do đó trường hợp gia
công lỗ bằng điện cực hình trụ thì đường sinh của lỗ có dạng parabol.

Độ chính xác gia công.
Try your best ! 감 사 함 니 다 !

Độ bóng bề mặt khi gia công bằng điện hoá được hình thành rất tốt. Nếu tăng
tốc độ tiến của điện cực và tăng cường độ dòng điện sẽ làm giảm độ nhấp nhô của
bề mặt.


Như vậy độ bóng bề mặt rất tốt khi được gia công với công suất lớn. Đặc biệt là
thép austenit. Với thép cacbon thì bề mặt thô hơn (Rmax = 5÷10 m).

Chất lượng bề mặt.
µ
Try your best ! 감 사 함 니 다 !

Bề mặt sau khi gia công có thể đánh bóng đạt Rmax <1 m với thép không rỉ, chịu nhiệt
và chịu mài mòn. Vật liệu sau khi gia công vẫn giữ được tính chất của nó, không có sự thay
đổi trong cấu trúc, không có ứng suất dư và biến cứng bề mặt.

Chất lượng bề mặt.
µ
Try your best ! 감 사 함 니 다 !
Mài điện hoá là dạng đặc biệt của phương pháp gia công điện hoá trong đó đá mài quay
(catod) là một đĩa mài hình vành khăn dẫn điện có gắn các hạt kim cương, hoặc carbid silic,
được dùng đễ tăng cường sự hoà tan của bề mặt kim loại gia công (anod).
Vật liệu dùng cho mài điện hoá là oxít nhôm và kim cương. Vật liệu kết dính hoặc là kim
loại (cho hạt mài kim cương) hoặc là nhựa trộn với các hạt kim loại để tạo thành chất
dẫn điện (cho oxít nhôm)

Mài điện hóa.
4. Các phương pháp gia công điện hóa.
Try your best ! 감 사 함 니 다 !

Là phương pháp bổ sung cho gia công điện hóa. Mục đích của đánh bóng
điện hóa không phải là lấy phoi mà là đánh bóng bề mặt. Tất nhiên có lấy đi
một chút ít nguyên liệu.

Đánh bóng điện hóa.

Try your best ! 감 사 함 니 다 !

Sơ đồ đánh bóng điện hóa.
1) Chất điện phân
2) Chi tiết gia công
3) Điện cực dụng cụ
4,6) Đỉnh nhấp nhô trên bề mặt phôi
5) Nguồn điện.
3
4 5
6
Try your best ! 감 사 함 니 다 !

Đánh bóng điện hóa.
Phương pháp đánh bóng điện hóa tiến hành theo qui trình như sau :
+ Làm sạch mỡ trên mặt gia công.
+ Làm khô.
+ Phủ bằng nhựa perclorvinil trên các bề mặt không đánh bóng.
+ Đánh bóng bằng điện phân.
+ Làm sạch dung dịch điện phân còn dư trên bề mặt gia công bằng dung dịch trung hoà.
+ Làm sạch bằng nước lạnh.
+ Trung hoà bằng dung dịch 3% natri cacbonat.
+ Làm sạch bằng nước nóng đang chảy.
Try your best ! 감 사 함 니 다 !

Gia công lỗ điện hóa.

Gia công lỗ điện hoá hay còn gọi là khoan điện hóa là ứng dụng cuả phương pháp gia
công điện hoá trong việc khoan các lỗ rất nhỏ bằng cách sử dụng các dòng điện có áp kế
cao và dung dịch điện phân axít. Dụng cụ như là một đầu thuỷ tinh có điện cực bên trong.

Người ta có thể sử dụng một ống thuỷ tinh có nhiều nhánh để gia công cùng một lúc
50 lỗ.

Công nghệ này được phát triển để khoan các lỗ làm mát trong các tua bin của động cơ
phản lực
Try your best ! 감 사 함 니 다 !

Sơ đồ khoan bằng điện hóa.
1- Chi tiết gia công
2- Ống đồng
3- Lò xo.
Try your best ! 감 사 함 니 다 !

Gia công lỗ điện hóa.

Chi tiết gia công 1 là anod (cực dương) còn dụng cụ là ống đồng 2 (cực âm) được bọc
cách ly với bên ngoài và được ấn xuống chi tiết gia công lò xo 3. Dưới một áp lực nào
đó, chất điện phân chảy qua ống đồng, tạo ra khe hở nhỏ giữa phôi và dụng cụ, do đó nó
đẩy những hạt kim loại nhỏ (hay dung dịch) của phôi (cực dương) ra ngoài.

Như vậy, lỗ trên phôi (chi tiết gia công) được hình thành và hình dạng của lỗ phụ thuộc
vào hình dạng của điện cực dụng cụ.
Try your best ! 감 사 함 니 다 !

Làm sạch bavia bằng điện hóa.
- Làm sạch bavia điện hoá là 1 phương pháp gia công điện hoá trong việc tách kim loại
trong các máp hay góc của chi tiết bằng cách hoà tan anod. Sơ đồ bố trí của phương pháp
làm sạch bavia điện hoá được trình bày trên hình 4.18. Phương pháp điện hóa rất thích hợp
cho việc đánh bavia các chi tiết có hình dáng phức tạp.