Gia công tia lửa điện . CHƯƠNG 2:

Nguyên lý gia công tia lửa điện Đặt một điện áp một chiều giữa 2 điện cực (một được gọi là dụng cụ và một gọi là phôi chi tiết). Chúng được nhúng ngập trong 1 dung dịch cách điện đặc biệt (gọi là dung dịch điện ly). Điện áp này thường nằm trong khoảng 80V đến 200V. Khi đưa 2 điện cực tiến lại gần nhau, đến một khoảng cách đủ nhỏ thì xảy ra sự phóng tia lửa điện. Điều này có thể giải thích là do điện trường giữa khe hở đủ lớn (đạt khoảng...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Gia công tia lửa điện . CHƯƠNG 2:Đồ án tốt nghiệp Lớp CTM8 – K47CHƯƠNG 2: GIA CÔNG TIA LỬA ĐIỆN DÙNG ĐIỆN CỰC ĐỊNH HÌNH2.1. Nguyên lý gia công tia lửa điện H×nh 2.1. Nguyªn lý gia c«ng tia löa ®iÖnĐặt một điện áp một chiều giữa 2 điện cực (một được gọi là dụng cụ và một gọi là phôi -chi tiết). Chúng được nhúng ngập trong 1 dung dịch cách điện đặc biệt (gọi là dung dịchđiện ly). Điện áp này thường nằm trong khoảng 80V đến 200V.Khi đưa 2 điện cực tiến lại gần nhau, đến một khoảng cách  đủ nhỏ thì xảy ra sự phóngtia lửa điện. Điều này có thể giải thích là do điện trường giữa khe hở đủ lớn (đạt khoảng104 V/m) dẫn đến việc iôn hoá dung dịch điện ly và nó trở thành dẫn điện. Tia lửa điệnphóng qua khe hở này và hình thành kênh dẫn điện, nhiệt độ lên đến khoảng 10000oClàm bốc hơi vật liệu các điện cực. Áp suất vùng này sẽ cao hơn các vùng khác.Nguồn điện được ngắt đột ngột làm cho tia lửa điện biến mất. Do sự chênh lệch áp suấtvà do dung dịch lạnh từ ngoài tràn vào kênh dẫn điện gây ra tiếng nổ nhỏ và làm hoá rắnhơi vật liệu thành các hạt ô-xít kim loại. Sau đó, dung dịch điện ly được khôi phục trạngthái cũ của nó: không dẫn điện.Nguồn điện được cung cấp lại và tia lửa điện lại xuất hiện.Có thể thấy những điểm mấu chốt của phương pháp gia công tia lửa điện gồm:Nguồn cung cấp điện áp dạng xung: thời gian ngắt nguồn điện là khoảng thời gian cầnthiết để dung dịch điện ly có thể khôi phục lại trạng thái không dẫn điện của nó và sẵnsàng cho xung gia công tiếp theo. Nếu thời gian này không có hay nhỏ quá sẽ làm dungdịch điện ly luôn ở trạng thái dẫn điện. Điều này làm cho tia lửa điện phát triển thành hồquang gây hỏng bề mặt chi tiết và dụng cụ.Đỗ toàn Thắng & Nguyễn hữu Tú 10Đồ án tốt nghiệp Lớp CTM8 – K47Các điện cực làm bằng 2 loại vật liệu khác nhau và được nhúng ngập trong dung dịchđiện ly: dung dịch này có chức năng chính là môi trường hình thành kênh dẫn điện.Giữa các điện cực luôn có 1 khe hở nhỏ được gọi là khe hở phóng điện. Khe hở này cầnđược đảm bảo trong suốt quá trình gia công để duy trì sự ổn định của tia lửa điện.2.2. Bản chất vật lý của quá trình ăn mòn tia lửa điệnQuá trình ăn mòn của một xung gia công được trải qua 3 giai đoạn: giai đoạn hình thànhkênh dẫn điện, giai đoạn phóng tia lửa điện làm bốc hơi vật liệu và giai đoạn phục hồi.2.2.1. Giai đoạn 1: hình thành kênh dẫn điệnCác đặc điểm chính của giai đoạn này là:Giai đoạn này được xác định trong khoảng thời gian khi bắt đầu có điện áp (cấp bởinguồn) và kết thúc khi điện áp bắt đầu giảm.Mô tả hiện tượng: khi điện trường giữa 2 điện cực tăng lên do việc đưa chúng đến gầnnhau làm cho vận tốc của các ion và điện tử tự do (có trong lớp dung dịch điện ly ở giữacác điện cực) tăng lên và bị hút về phía cực trái dấu. Trong quá trình di chuyển, chúng vađập với các phân tử trung hoà và làm tách ra các ion và điện tử mới. Cứ như vậy, khikhoảng cách càng nhỏ làm từ trường và động năng của các ion và điện tử càng lớn dẫnđến hình thành một dòng chuyển dịch có hướng của ion và điện tử tạo nên dòng điện.Kết quả: dung dịch điện ly trở nên dẫn điện ở cuối giai đoạn này. Hình 2.2. Sự hình thành kênh dẫn điệnĐỗ toàn Thắng & Nguyễn hữu Tú 11Đồ án tốt nghiệp Lớp CTM8 – K472.2.2. Giai đoạn 2: phóng điện và làm bốc hơi vật liệu Hình 2.3. Sự phóng điện qua kênh dẫn điệnThời gian của giai đoạn này được tính từ khi điện áp bắt đầu giảm đến một trị số xác địnhvà giữ nguyên cho đến khi giảm về 0V (ngắt nguồn)Mô tả hiện tượng: dòng điện xuất hiện trong kênh dẫn điện kèm theo sự xuất hiện tia lửađiện. Tại kênh dẫn điện, năng lượng tập trung rất lớn (đạt cỡ 105 đến 107 W/mm2) làmcho nhiệt độ tại đó đạt tới 10000o C. Vật liệu của các điện cực tại nơi xuất hiện tia lửađiện bị bốc hơi bởi nhiệt độ cao. Bên cạnh đó còn có một lượng nhỏ vật liệu bị tách khỏibề mặt các điện cực do sự va đập của các ion và điện tử lên bề mặt của chúng.Giai đoạn này chính là giai đoạn có ích trong cả một xung gia công: ăn mòn vật liệu tạothành hình dáng chi tiết theo yêu cầu.2.2.3. Giai đoạn 3: hoá rắn hơi vật liệu và phục hồi Hình 2.4. Sự phục hồiThời gian ngắt nguồn điện là khoảng thời gian của giai đoạn này.Mô tả hiện tượng: nguồn xung bị ngắt đột ngột, dung dịch điện ly lạnh ở xung quanh trànvào gây nên sự thay đổi áp suất đột ngột tạo nên tiếng nổ nhỏ. Hơi của vật liệu điện cựcĐỗ toàn Thắng & Nguyễn hữu Tú 12Đồ án tốt nghiệp Lớp CTM8 – K47hoá rắn do việc giảm nhiệt độ đột ngột tạo n ...