Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số đến năng suất và chất lượng của gia công điện hoá

Luận văn, thạc sĩ, tiến sĩ, khóa luận, cao học, đề tài

Bộ giáo dục và đào tạo Trường Đại học Nông nghiệp I

Phạm hữu chiến

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Đề tài:

Nghiên cứu ảnh hưởngcủa một số thông số

đến năng suất và chất lượng của gia công điện hoá

Chuyên ngành: Máy Nông nghiệp

Khoá : 11

Người hướng dẫn khoa học: TS Tống ngọc tuấn

Hà Nội - 2004

1 Tổng quan về vấn đề nghiên cứu Mục đích và nội dung của đề tài

1.1 Vai trò của ngành cơ khí trong sự nghiệp công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nước

Trong cuộc sống cũng như trong nền kinh tế quốc dân, ngành cơ khí nhất là cơ khí chế tạo luôn đóng một vai trò vô cùng quan trọng, nó là nguồn

động lực chính cho các phương tiện vận tải như ôtô, máy bay, tầu thuỷ, tầu hoả hay các máy công tác như máy phát điện, máy xây dựng, máy phục vụ trong nông nghiệp như trong các khâu canh tác, gieo trồng, chăm sóc thu hoạch và chế biến nông sản

Trong quá trình sử dụng kể cả khi bảo quản, chuyên chở, máy móc thường xuyên bị hao mòn hư hỏng Có rất nhiều nguyên nhân gây nên hao mòn hư hỏng cho các chi tiết và cụm máy, đó là: Các tác động cơ học (lực, áp suất, ma sát); Tác động của hoá học, điện hoá; Tác động của nhiệt độ; Tác

động của các tia phóng xạ của ánh sáng; Tác động của sinh vật và vi sinh vật Trong ngành nông nghiệp của ta hiện nay máy móc thường bị hao mòn hư hỏng nhiều hơn so với trong các ngành khác do:

- Điều kiện làm việc nặng nề, phụ tải và cường độ làm việc thường xuyên thay đổi

- Máy móc phải làm việc ngoài trời luôn luôn tiếp xúc với những yếu tố phá hoại như nắng, mưa, bùn đất, nước, cây cỏ, cát bụi

- Nhiên liệu dầu mỡ dùng cho máy có chứa một hàm lượng không ít các chất có hại tạo nên những hợp chất ăn mòn, phá huỷ vật liệu chi tiết máy

- Vật liệu cấu tạo chi tiết máy dùng trong nông nghiệp hầu hết là những vật liệu có cấu trúc thường

Thực tế cho thấy, mức độ và tốc độ hao mòn hư hỏng của các chi tiết máy phụ thuộc vào nhiều yếu tố Những yếu tố chính có thể kể đến là:

- Chất lượng chế tạo các chi tiết máy

- Chất lượng phục vụ kỹ thuật (rà máy, chăm sóc, bảo quản, kiểm tra kỹ thuật, cung cấp vật tư phụ tùng và sửa chữa máy)

- Tình trạng sử dụng máy móc

Xuất phát từ thực tế trên đã cho thấy một điều là hiện nay để thực hiện thành công sự nghiệp công nghiệp hoá và hiện đại hoá thì đóng góp của ngành cơ khí là rất quan trọng

1.2 Các công nghệ gia công cơ khí

Trừ một số chi tiết rẻ tiền mau hỏng hoặc chi tiết hư hỏng không thể hồi phục được còn hầu hết các chi tiết trong ôtô máy kéo, máy móc nông nghiệp khi hỏng đều có thể hồi phục được Để hồi phục các loại chi tiết với độ chính xác khác nhau, các xưởng sửa chữa cũng áp dụng các phương pháp gia công khác nhau So với các khâu trong gia công chế tạo thì gia công trong sửa chữa chỉ bỏ qua khâu tạo phôi nhưng bản thân chi tiết hư hỏng có thể tạm ví như một phôi hỏng cần sửa chữa lại Gia công trong sửa chữa đối với một chi tiết không phải gia công trên toàn bộ các kích thước của nó vì chi tiết thường chỉ mòn một số vùng nhưng lại phải gia công trên các bề mặt đã nhiệt luyện hoặc mới hồi phục cứng nên có khi phải dùng những phương pháp gia công

đặc biệt mới đạt được yêu cầu gia công Như vậy trang bị và phương pháp gia công trong sửa chữa cũng đòi hỏi như khâu chế tạo (trừ khâu tạo phôi) Chi tiết sau khi hồi phục phải bảm bảo làm việc tốt, tuổi thọ bằng hoặc gần bằng chi tiết mới Điều đó đòi hỏi gia công trong sửa chữa đạt được độ chính xác cao, không thấp hơn gia công trong chế tạo

Hiện nay, do việc cung cấp phụ tùng khá thuận lợi, nên việc thay thế các chi tiết mới trở nên phổ biến Tuy nhiên với các chi tiết có giá thành cao

thuộc nhóm các chi tiết chính như: trục khuỷu, trục cam, xi lanh nếu còn độ bền chịu lực và đủ bề dày lớp tôi cứng trên bề mặt, thì việc gia công sửa chữa khắc phục hết chỗ hỏng, sẽ cho phép sử dụng lại chi tiết qua nhiều lần sửa chữa lớn mà vẫn đảm bảo được chất lượng cần thiết, nhờ đó giảm được giá thành sửa chữa một cách đáng kể

Hiệu quả và chất lượng hồi phục chi tiết phụ thuộc một cách đáng kể vào phương pháp công nghệ được sử dụng khi gia công.Việc lựa chọn phương pháp hồi phục phụ thuộc vào đặc điểm kết cấu, công nghệ và điều kiện làm việc của chi tiết, giá trị hao mòn, các đặc điểm của công nghệ hồi phục có ảnh hưởng quyết định đến tuổi thọ chi tiết và giá thành hồi phục

Có thể khắc phục các hư hỏng bằng nhiều phương pháp khác nhau tuỳ thuộc vào các dạng hư hỏng và tính chất sửa chữa Gia công cơ khí trong sửa chữa được sử dụng như là một phương pháp gia công độc lập hoặc phối hợp với các phương pháp hồi phục khác để đạt được yêu cầu như mong muốn Khi chọn chế độ gia công cần căn cứ vào một số đặc điểm như: độ cứng bề mặt, hao mòn không đều của chi tiết, tính chất cơ lý của lớp kim loại phủ bề mặt chi tiết Hiện nay ở các xưởng sửa chữa hoặc cơ sở sản xuất thường sử dụng rộng rãi các phương pháp gia công truyền thống như: tiện, phay, bào, khoan, hàn, doa, mài, đánh bóng

1.2.1 Các công nghệ gia công truyền thống

1 Công nghệ tiện được sử dụng khá rộng rãi và chiếm tỷ lệ cao trong các

công ngệ gia công trong các nhà máy hoặc cơ sở sản xuất Công nghệ này dùng để gia công chi tiết có dạng tròn xoay như mặt trụ, côn, lỗ, khoan lỗ, tiện ren, cắt đứt, khoả mặt phẳng Trên máy tiện có thể trang bị thêm các đồ gá mài, đồ gá phay, đồ gá tiện chép hình, lăn nhám , để tăng độ chính xác cũng như tăng khả năng gia công

Hiện có rất nhiều loại máy tiện Theo công dụng chúng có thể chia

thành: máy tiện vạn năng, máy chuyên dùng như máy tiện ren chính xác, tiện trục khuỷu Theo vị trí trục chính có tiện cụt, tiện đứng Phân loại theo mức

độ tự động có: máy tiện bán tự động, máy tiện tự động

2 Công nghệ phay được sử dụng để hoàn thành nhiều công việc khác nhau:

Các loại máy bào có: máy bào ngang, máy bào giường

4 Công nghệ khoan dùng để tạo hình các mặt trụ tròn trong bằng dụng cụ

khoan, xoáy, doa Do cấu trúc động học, ngoài sở trường khoan lỗ thì máy khoan có thể gia công ren trong lỗ bằng tarô, doa thường

Các loại máy khoan căn cứ vào công dụng, hình dáng có một số loại máy khoan như: máy khoan bàn, máy khoan đứng, máy khoan cần (máy khoan hướng kính), máy khoan nhiều trục chính, máy khoan ngang

5 Công nghệ mài dùng để gia công tinh với lượng dư bé và chi tiết có độ

cứng cao Chi tiết trước khi mài thường đã gia công thô trên các máy khác (tiện, phay, bào ) Công nghệ mài thường dùng mài mặt trụ ngoài, trong, côn,

định hình, mài ren vít, bánh răng, cắt phôi

Máy mài gồm: máy mài tròn ngoài, máy mài tròn trong, máy mài phẳng, máy mài chuyên dùng, máy mài dao, máy mài doa và được phân thành ba nhóm:

+ Nhóm máy mài tròn

+ Nhóm máy mài phẳng

+ Nhóm máy mài bóng

Các công nghệ gia công truyền thống kể trên đã, đang và sẽ được tiếp tục phát triển cùng với sự phát triển của ngành công nghiệp nói riêng và của

đất nước nói chung Trong sự phát triển rất mạnh của các ngành công nghiệp, nhất là ngành công nghiệp chế tạo máy, gắn liền với nó là việc tìm kiếm các loại vật liệu mới, các loại vật liệu mới này được đặc trưng bởi các tính năng như:

- Khả năng chống và chịu mài mòn cao

- Độ cứng và độ bền cao

- Làm việc ổn định trong các môi trường hoá chất

Có thể kể ra một số loại vật liệu mới đã và đang được sử dụng ngày càng phổ biến như: thép hợp kim titan, thép không rỉ, hợp kim cứng, vật liệu gốm, composit Ngoài ra trong công nghệ phục hồi các chi tiết máy, ngày càng sử dụng rộng rãi các lớp kim loại đắp có các tính chất trên

Với những tính chất nêu trên, việc gia công chúng bằng các công nghệ truyền thống như tiện, phay, bào, mài thường gặp rất nhiều khó khăn, không gia công được hoặc gia công không đạt yêu cầu kỹ thuật Để đáp ứng được yêu cầu trên, một loạt những phương pháp gia công mới được nghiên cứu và

đang được sử dụng rộng rãi [10]

- Có khả năng gia công được các vật liệu có độ cứng cao, thậm chí rất cao (sau nhiệt luyện)

- Hiệu quả kinh tế đạt được cao, nhất là khi gia công những sản phẩm

có hình dáng phức tạp, kích thước nhỏ

Có thể phân chia các phương pháp gia công mới chủ yếu như sau:

- Gia công bằng ăn mòn hoá học (CM)

- Gia công bằng ăn mòn điện hoá (ECM)

- Gia công bằng ăn mòn điện (EDM): xung điện, cắt bằng dây

- Gia công bằng siêu âm (USM)

- Gia công bằng chùm tia điện tử (EBM), la de (LBM)

- Gia công bằng tia nước (WJM), nước và hạt mài (AWIM), hạt mài (AJM)

Dưới đây sẽ trình bày nguyên lý của một số phương pháp gia công thường gặp

1 Gia công bằng tia hạt mài (Abrrasive Jet Machining – AJM)

Trong việc gia công tia hạt mài, các phần tử vật liệu được bóc đi do sự

va đập của các hạt mài kích thước bé Các phần tử hạt mài này được dịch chuyển với tốc độ cao nhờ dòng không khí khô, khí nitơ hoặc điôxit cácbon Hạt mài thường có kích thước khoảng 0,25mm và dòng khí được phun cùng với hạt mài dưới áp lực 850kPa đạt tốc độ khoảng 300m/kc Vật liệu hạt mài thường sử dụng hai loại chủ yếu là Al2O3 (oxit nhôm) và SiC (cácbít silíc), trong thực tế Al2O3 thườngđược dùng nhiều hơn vì sắc hơn Đường kính trung bình của hạt mài vào khoảng 10 - 50àm Lượng kim loại được hớt đi phụ thuộc vào áp lực và vận tốc phun của dòng khí (hơi)

Một trong những thông số hết sức quan trọng cần khống chế trong gia công bằng tia hạt mài là khoảng cách giữa bề mặt chi tiết gia công và miệng phun (khoảng cách đầu phun) Thông số này không những chỉ ảnh

hưởng đến khối lượng kim loại hớt đi được mà còn ảnh hưởng đến kích thước

và hình dạng đáy lỗ

Tóm tắt đặc trưng của quá trình gia công bằng tia hạt mài

- Cơ chế tạo phoi - Phá huỷ giòn do va đập của hạt mài có tốc độ cao

- Vật liệu gia công Kim loại, hợp kim cứng và giòn, vật liệu phi kim

(nhôm, ailicon, kính, vật liệu sứ, mica)

- Hạn chế Khoan, cắt, khắc, làm sạch

Hạt mài dễ giòn, năng suất thấp

2 Gia công bằng siêu âm (Ultrasonic Machining – USM)

Dụng cụ được làm từ vật liệu dẻo và dai, được rung động với tần số khoảng 20 kHz và biên độ dao động bé ( 0,05 – 0,125)mm Dao động này sẽ truyền tốc độ cao cho các hạt mài va đập vào bề mặt gia công, phá huỷ giòn

bề mặt thành những phần tử phoi li ti được tải đi nhờ dòng chất lỏng dạng bột nhão gồm hạt mài trộn trong nước hoặc benzen, dầu nhờn hoặc glixêrin Vật liệu hạt mài thường là cacbit Bo (B4C), cacbit sili (SiCO), oxit nhôm (Al2O3) hoặc kim cương có kích thước rất bé Ưu điểm của phương pháp gia công siêu

âm là lực rất bé và nhiệt thấp do đó vật liệu không bị thay đổi cấu trúc pha

Tóm tắt đặc trưng của quá trình gia công bằng siêu âm

- Khe hở giữa dụng

cụ và chi tiết

- e = ( 25 – 40 ) àm

- Các thông số - Tần số, biên độ, vật liệu dụng cụ kích thước hạt

mài, mật độ hạt mài trong bột nhão, độ nhớt của bột nhão

3 Gia công bằng tia lửa điện ( Electric Discharge Machining – EDM)

Nguyên lý gia công bằng tia lửa điện là giữa bề mặt dụng cụ và chi tiết gia công tồn tại một khe hở gọi là khe hở điện cực Chất lỏng không dẫn điện lấp đầy khe hở điện cực Khi cho một dòng điện một chiều chạy qua từ cực dương sang cực âm, với một điện áp thích hợp giữa cực dương và cực âm xuất hiện tia lửa điện ở những nơi mà hai bề mặt điện cực gần nhau nhất

Tóm tắt đặc trưng của quá trình gia công bằng tia lửa điện

- Cơ chế cắt vật liệu - Nóng chảy bốc hơi, tạo thành hõm sâu

- Môi trường trung gian - Dung môi không dẫn điện

- Vật liệu làm dụng cụ - Đồng, đồng thau, graphít

- Khe hở điện cực - 0,01 – 0,125mm

- Năng suất cắt vật liệu tối đa - ≈ 5.103mm3/ph

- Tiêu hao năng lượng - ≈ 1,8w/mm3/ph

- Các thông số điều chỉnh - Điện thế, điện dung, khe hở điện cực, dòng

chảy chất lỏng, nhiệt độ chảy

- Vật liệu gia công - Vật liệu dẫn điện

Nhiệt độ lên cao đến mức làm nó cháy và bốc hơi vật liệu Khe hở điện cực được duy trì ở mức thích hợp và được điều khiển tự động bởi cơ cấu điều khiển của máy Thường thì hai điện cực đều bị mòn, nhưng cực dương sẽ mòn nhanh hơn rất nhiều so với cực âm

4 Gia công bằng chùm tia điện tử (Electron Beam Machining – EBM)

Về cơ bản gia công bằng chùm tia điện cũng là quá trình nhiệt, ở đây dòng thác điện tử tốc độ cao và chạm vào bề mặt chi tiết gia công, động năng biến thành năng lượng nhiệt tập trung làm vật liệu bị nóng chảy rồi bốc hơi Khi điện áp tốc độ của điện tử rất cao Ví dụ: ở điện áp U = 150.000V, tốc độ của electron đạt trên 28.478 km/s Vì tia điện tử tập trung ở một diện

tích bé (đường kính 10- 200àm) nên mật độ năng lượng có thể đạt đến 6500.109 W/mm2 Với năng lượng này có thể làm bốc hơi bất kỳ loại vật liệu nào Gia công bằng chùm tia điện tử thích hợp để khoan những lỗ nhỏ có

đường kính từ 0,025 – 0,125mm trên những tấm dày đến 1,25mm hoặc khi có chiều rộng bé đến 0,025mm

Tóm tắt đặc trưng của quá trình gia công bằng chùm tia điện tử

- Cơ chế gia công - Chảy và bốc hơi

- Môi trường - Chân không

- Dụng cụ - Tia electron cao tốc

- Suất cắt và vật liệu max - ≈ 10mm3/ph

- Suất tiêu hao năng lượng - ≈ 450w/mm3/ph

- Thông số đặc trưng Điện thế cao, dòng tia, đường kính tia nhiệt

độ làm chảy vật liệu

- Vật liệu gia công - Mỗi loại vật liệu

- Hình dạng gia công Lỗ rất nhỏ, cắt rãnh hẹp, cắt đường viền phức

tạp trên tấm kim loại

- Hạn chế - Máy đắt, tốn tiền, cần môi trường chân

không, chỉ gia công được các chi tiết nhỏ

Ưu điểm của phương pháp này là cấu trúc vật liệu không bị ảnh hưởng vì vật liệu quanh “điểm nóng chảy” không bị nóng lên, gia công những chi tiết lỗ rất nhỏ, cắt rãnh hẹp Do mật độ năng lượng tập trung cực kỳ cao nên cách nơi gia công ≈ 0,025 - 0,05 mm vẫn giữ nhiệt độ bình thường

5 Gia công bằng chùm tia lade

Giống như chùm tia điện tử, chùm tia lade cũng có khả năng tạo ra năng lượng rất lớn Lade là chùm tia bức xạ điện từ có độ tập trung cao, có bước sóng từ 0,1 – 0,7àm Thường dùng khi gia công bước sóng 0,4 – 0,6àm

Chùm tia lade là chùm tia đón sắc có độ song song có thể tập trung ở một tiết diện rất bé và tạo ra công suất cực kỳ cao(107W/mm2) Khả năng gia công bằng chùm tia lade cũng tương tự như chùm tia điện tử, hạn chế là mức tiêu hao năng lượng lớn, không thể cắt được loại vật liệu có hệ số dẫn nhiệt và phản xạ cao

Tóm tắt đặc trưng của quá trình gia công bằng chùm tia lade

- Cơ chế cắt kim loại - Nóng chảy, bốc hơi

- môi trường - không khí thường

- Dụng cụ - Chùm tia lade công suất lớn

- Tốc độ lấy vật liệu max - ≈ 5mm3/ph

- Mức tiêu hao năng lượng - ≈ 100w/mm3/ph

- Thông số điều chỉnh - Cường độ năng lượng của chùm tia

- Vật liệu gia công - Mọi loại vật liệu

- Hạn chế - Mức tiêu hao năng lượng rất lớn, không thể cắt

được loại vật liệu có hệ số dẫn nhiệt và phản xạ cao

6 Gia công điện hoá (Electro Chemical Machining – ECM)

Phương pháp gia công kim loại bằng điện hoá (ECM) là một trong những phương pháp gia công kim loại mới có hiệu quả nhất Quá trình gia công kim loại bằng điện hoá có thể xem là quá trình ngược của “mạ kim loại bằng điện”, tức là dựa trên nguyên lý điện phân

Nguyên lý điện phân đã được áp dụng từ lâu trong “Công nghệ mạ kim loại” Trong mạ kim loại bằng điện thì mục đích chính là làm cho các phần tử kim loại bám chặt vào bề mặt của chi tiết được mạ Ngược lại, trong gia công kim loại bằng điện hoá thì mục đích chính là lấy kim loại đi khỏi bề mặt chi tiết gia công Do đó, trong gia công kim loại bằng điện hoá chi tiết được nối với cực dương, còn dụng cụ được nối với cực âm của nguồn điện một chiều

Việc lấy đi một lớp kim loại của gia công điện hoá không phụ thuộc vào độ cứng của vật liệu gia công do đó phương pháp gia công bằng điện hoá

có ưu thế hơn hẳn các phương pháp gia công kim loại khác khi gia công các loại vật liệu cứng (thép tôi, hợp kim cứng ) cũng như các chi tiết có prophin nhỏ, phức tạp Một đặc điểm quan trọng khác của gia công điện hoá là trong quá trình gia công dụng cụ không bị mòn Thiết bị cho gia công điện hoá không quá phức tạp và có thể tự động hoá được Ngoài ra “công nghệ mạ kim loại bằng điện” (quá trình ngược của gia công điện hoá) ở nước ta hiện nay đã khá phát triển Chúng ta đã có những dây chuyền mạ hiện đại của Nhật, ý Thị trường hoá chất cho mạ điện khá dồi dào Chính vì vậy việc nghiên cứu ứng dụng gia công điện hoá sẽ có tính khả thi cao Phạm vi ứng dụng của phương pháp gia công này được trình bày kỹ hơn ở mục sau

1.3 ứng dụng của Gia công điện hoá

ứng dụng của gia công điện hoá khá rộng rãi Hiện có rất nhiều phương pháp gia công điện hoá và chúng có thể chia thành ba nhóm: các phương pháp gia công điện hoá để gia công mặt ngoài chi tiết (Bảng 1.1), các phương pháp gia công điện hoá để gia công lỗ (Bảng 1.2), các phương pháp gia công điện hoá và cơ kết hợp (Bảng 1.3)

Bảng 1-1 Các phương pháp điện hoá để gia công mặt ngoài chi tiết

ký hiệu trên đó đ−ợc chế tạo bằng tếch tôlít Độ sâu của ký hiệu là 0,1 – 0,3

3, độ nhẵn bề mặt Ra =1,25 – 0,16àm

Phay bằng

catốt quay

Với các bề mặt có hình dạng phức tạp bằng cách dịch chuyển catốt – dụng

cụ ngang dọc

Bảng 1-2 Các phương pháp gia công điện hoá để gia công lỗ

Gia công lỗ

hình trụ

Dụng cụ dịch chuyển qua lại và quay Bề mặt không làm việc

được gia công;

Để giảm những cung lượn cần phải hiệu chỉnh theo khuôn

độ sâu xác định; nguyên công

đ−ợc áp dụng để gia công khuôn mẫu

đầu định cỡ bề mặt cung lượn, sau đó góc vuông, cuối cùng hoàn chỉnh theo prôphin

Bảng 1-3 Các phương pháp gia công điện hoá và cơ kết hợp

Mài điện hoá

mặt phẳng

Gia công các chi tiết bằng thép với yêu cầu độ chính xác và chất lượng

bề mặt cao; sử dụng đá mài dẫn

điện chuyên dùng

Mµi ®iÖn ho¸

Mµi ®iÖn ho¸

Qua các bảng trên thấy rõ là ứng dụng của gia công điện hoá là khá rộng rãi Nhưng ngoài các ứng dụng kể trên gia công điện hoá còn được ứng dụng để làm sạch bề mặt các kim loại do bị oxy hoá, han rỉ, dính dầu mỡ và những bụi bẩn khác bằng khắc anốt (hình1-1), khi chất hoà tan anốt phủ trên mặt sản phẩm cùng với kim loại chúng sẽ tẩy bỏ tất cả các chất bẩn trên đó (lớp oxít, han rỉ, dầu mỡ) Bề mặt làm việc thường gồ ghề, chất điện phân- chất hoà tan là axit hoặc muối Lớp oxit được đẩy ra từ bề mặt của sản phẩm thép trong muối nóng chảy, kim loại natri rơi rụng khỏi bề mặt của catốt khi

điện phân muối natri nóng chảy, hình thành oxit sắt đến kim loại sạch

Làm bóng và làm nhẵn bóng bề mặt kim loại cũng là một ứng dụng quan trọng của gia công điện hoá (hình1-2) Khi chất hoà tan anốt của kim loại trong chất điện phân tương ứng bao bọc trên bề mặt của các chi tiết cần làm bóng tạo nên một lớp màng mỏng bền vững bảo vệ do tác dụng của dòng

điện, kết quả là trên bề mặt của sản phẩm được tẩy sạch và trở nên bóng Đánh bóng bằng điện được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau Chất lượng bề mặt tốt nhất đạt được khi dùng phương pháp làm bóng bằng điện đối với những kim loại đồng nhất và đánh sạch

Hình 1-1 Sơ đồ nguyên lý gia công trong chất nóng chảy

1- Phần cách điện; 2- Bộ phận đốt nóng; 3- Nắp có ống thông hơi; 4- Đầu cách điện; 5- các điện cực; 6- Phôi; 7- Bộ phận cắt ga; 8- Chất nóng chảy; 9-Thùng bên trong; 10- Thân

Gia công điện hoá bề mặt chi tiết sẽ có độ nhẵn bóng cao, khác với gia công cắt gọt, gia công cắt gọt thường xuất hiện trên bề mặt các vết nứt rất nhỏ

và tồn d− ứng suất trong, sẽ rất nguy hiểm cho những chi tiết quan trọng và luôn chịu tải trọng va đập

Hình 1-2 Sơ đồ nguyên lý gia công bằng cách nhúng chìm

trong chất hoà tan

1- Thân ngăn cách (vỏ); 2 - Đầu ra của chất lỏng làm nguội (hâm nóng);

3 – Thùng trong; 4 – Bộ phận đốt nóng (moay so điện dạng ống); 5 – Chỗ xả

hơi; 6 – Bộ phận cung cấp không khí; 7 - Điện cực; 8 – Phôi; 9 - Đầu vào của

chất lỏng làm nguội (hâm nóng); 10 - Đầu xả của hơi trộn (không khí);

11- Chất lỏng làm việc (chất điện phân)

1.4 Mục đích và nội dung nghiên cứu của đề tài

Qua nghiên cứu các tài liệu và thực tế (đã đ−ợc trình bày ở các mục trên) chúng tôi có một số nhận xét sau:

- Để góp phần cho sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước thành công, ngành cơ khí ngoài việc đầu tư thích đáng cho các công nghệ gia công truyền thống, cần phải đầu tư nghiên cứu ứng dụng các công ngệ gia công mới

- So với các công nghệ gia công truyền thống, công nghệ gia công điện hoá(một trong những công nghệ gia công mới) có những ưu điểm sau: + Có thể gia công các vật liệu có độ bền và độ dẻo bất kỳ

+ Tăng năng suất, gia công các chi tiết có bề mặt lớn,hình dạng phức tạp

+ Quá trình gia công không tiếp xúc trực tiếp với dụng cụ, nghĩa là áp suất và nhiệt độ cao loại trừ hiện tượng dính lớp bề mặt, tạo khả năng gia công các chi tiết có độ cứng nhỏ, thành mỏng

+ Đạt được độ chính xác và độ nhẵn bề mặt cao, không làm thay đổi tính chất cơ lý của lớp bề mặt

+ Điện cực – dụng cụ sử dụng nhiều lần do nó không bị mòn, không ngắt quãng trong thời gian gia công, điều đó làm tăng tính kinh tế Hai yếu tố trên là ưu việt hơn hẳn so với những phương pháp gia công truyền thống

+ Có khả năng cơ khí hoá, tự động hoá và gia công nhiều dụng cụ, tăng

số điện cực dẫn tới tăng năng suất gia công

- Công nghệ gia công điện hoá được sử dụng ở nước ta còn hạn chế Một trong những nguyên nhân của hạn chế này khả năng là những nghiên cứu về

nó (cả lý thuyết và thực nghiệm) còn chưa được đầu tư đúng mức

Vì những lý do trên đây chúng tôi tiến hành đề tài “nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số đến năng suất và chất lượng của gia công điện hoá” với mục đích tạo cơ sở cho việc ứng dụng công nghệ này vào thực tế Để

đạt được mục đích trên, nội dung cụ thể trong luận văn này gồm:

- Nghiên cứu lý thuyết: bản chất của gia công điện hoá, các thông số

ảnh hưởng đến năng suất và chất lượng của gia công điện hoá

- Nghiên cứu thực nghiệm: thiết kế, chế tạo thiết bị thí nghiệm, nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số đến năng suất và chất lượng của gia công

điện hoá làm cơ sở cho việc lựa chọn các thông số công nghệ cũng như các nghiên cứu tiếp theo

2 phương pháp nghiên cứu

2-1 phương pháp nghiên cứu lý thuyết

ở trên đã trình bày nhiệm vụ của nghiên cứu lý thuyết là nghiên cứu bản chất của gia công điện hoá, các thông số ảnh hưởng đến năng suất và chất lượng của gia công điện hoá và quá trình gia công kim loại bằng điện hoá có thể xem là quá trình ngược của “mạ kim loại bằng điện”, tức là dựa trên nguyên lý điện phân Chính vì vậy để hiểu được bản chất của công nghệ gia công điện hoá cần phải dựa vào “nguyên lý điện phân” Trên cơ sở ấy cộng với những đặc điểm đặc trưng của gia công điện hoá để tìm hiểu các thông số ảnh hưởng đến năng suất và chất lượng của phương pháp gia công và dựa vào điều kiện thực tế lựa chọn các thông số cho nghiên cứu thực nghiệm

2-2 phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

Nhiệm vụ đầu tiên của nghiên cứu thực nghiệm là: Thiết kế, chế tạo thiết

bị thí nghiệm Thiết bị thí nghiệm phải đảm bảo được yêu cầu là điều khiển

được thông số vào chính xác, thuận tiện Các thiết bị đo thông số ra cũng cần phải có độ chính xác cao Nhiệm vụ tiếp theo của nghiên cứu thực nghiệm là nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số đến năng suất và chất lượng của gia công điện hoá làm cơ sở cho việc lựa chọn các thông số công nghệ cũng như các nghiên cứu tiếp theo Phương pháp tiến hành như sau [2], [5], [6], [11], [17], [18]: tiến hành thí nghiệm với một thông số thay đổi, các thông số còn lại ấn định ở giá trị cố định Miền thay đổi của thông số nghiên cứu được thay mở rộng tối đa, tuỳ theo thông tin sơ bộ có được Số mức và khoảng thay

đổi thông số cần thoả mãn các yêu cầu xử lý số liệu sau này Nói chung số mức không nhỏ hơn 4 Để thuận tiện cho việc xử lý số liệu thí nghiệm, số lần lặp lại ở mỗi điểm thí nghiệm nên chọn là như nhau Trong trường hợp ở điểm thí nghiệm nào đó phải bỏ đi một vài giá trị thông số ra do độ phân tán của

chúng quá lớn (xác định nhờ việc loại bỏ sai số thô), nên tiến hành thí nghiệm

bổ xung để bảo đảm số lần lặp lại ở mỗi điểm thí nghiệm là như nhau Số lần lặp lại ở mỗi thí nghiệm càng nhiều thì độ chính xác của kết quả càng cao, nhưng chi phí cho thí nghiệm lại lớn Vì vậy tuỳ theo độ chính xác yêu cầu nên chọ số lần lặp lại tối thiểu cần thiết

ở đây số lặp lại ở mỗi điểm thí nghiệm là như nhau là 3 (m = 3) sau đó kiểm tra xem với số lần lặp lại ấy có đảm bảo độ chính xác theo yêu cầu chưa

Xử lý kết quả thí nghiệm bao gồm các bước sau:

1 Loại bỏ sai số thô

ở mỗi điểm thí nghiệm với m lần (m = 3) lặp lại có thể có những giá trị của thông số ra khác quá nhiều so với giá trị trung bình, những giá trị này cần phải loại bỏ (loại bỏ sai số thô) , nếu phải bỏ thì nên làm thí nghiệm bù để

đảm bảo cho số lần lặp lại ở các thí nghiệm là như nhau Các giá trị của thông

số ra có thể bị bỏ (số liệu nghi ngờ) thường là các giá trị lớn nhất và nhỏ nhất Vậy việc loại bỏ sai số thô được tiến hành nhờ kiểm tra xem giá trị lớn nhất và nhỏ nhất có thông số ra ở mỗi điểm thí nghiệm có phải loại đi hay không Có nhiều tiêu chuẩn loại bỏ sai số thô theo nhiều tác giả, dưới đây trình bày một cách loại bỏ sai số thô như sau:

- Tính giá trị trung bình thực nghiệm Y và phương sai S theo các công thức sau:

* 1

1

Y Y m

S2 (khi m ≥ 25) = 2

1

) (

*

1

Y Y

Đối với giá trị nhỏ nhất Vmin =

S

Y

Y ư min

( 2.5 )

Trong đó Ymax và Ymin là giá trị lớn nhất và nhỏ nhất của thông số ra ở

điểm thí nghiệm đang xét

S là sai lệch bình phương thực nghiệm trung bình ở điểm thí nghiệm

đang xét

- Tra bảng (Bảng XVIII – [18]) tìm giá trị chuẩn lý thuyết Vm, với m (số lần lặp lại thí nghiệm) = 3 và (mức ý nghĩa) = 0,05 ta có V3,0.05 = 1,412

- So sánh giá trị chuẩn thực nghiệm (Vmax và Vmin) với giá trị chuẩn lý thuyết Vm, = 1.412 Nếu Vmax (Vmin) > Vm, phải loại bỏ

2 - Xác định sai số tuyệt đối và sai số tương đối

- Sai số tuyệt đối = t ,v *

Nếu sai số tương đối > 0.10 (10 %) thì cần phải tăng số lượng thí nghiệm lặp lại

3- Kiểm tra đồng nhất phương sai (theo tiêu chuẩn Kohren)

ở mỗi thí nghiệm được lặp lại m lần (m = 3) Sự khác biệt của giá trị thông số ra trong m lần lặp lại đó gây nên bởi các biến ngẫu nhiên không điều khiển được, bởi độ chính xác của phép đo, bởi tác động của một số yếu tố không được tính đến Không thể loại trước được tác động của các thành phần

đó Người nghiên cứu buộc phải xem xét ảnh hưởng của các thông số điều khiển được (thông số vào) như: cường độ dòng điện, khe hở giữa các điện cực, nồng độ dung dịch, số vòng quay đến thông số ra trên nền nhiễu Nếu ảnh hưởng của nhiễu tương đối đồng đều ở các điểm thí nghiệm, nghĩa là điều kiện thí nghiệm được coi là như nhau, thì các giá trị trung bình của thông số

ra ở các điểm thí nghiệm đó tương đối tin cậy Mức độ đồng đều của điều kiện thí nghiệm của mức độ nhiễu được kiểm nghiệm bằng phương pháp đánh giá

đồng nhất phương sai theo tiêu chuẩn phân bố thống kê ở đây sử dụng chuẩn Kohren (chuẩn G) Cách kiểm tra được tiến hành như sau:

- Lập tỷ số giữa phương sai thực nghiệm lớn nhất với tổng các phương saimthực nghiệm ở tất cả các điểm thí nghiệm:

S S

1 2

2 max ( 2.8 )

Trong đó N = 5 (số điểm thí nghiệm)

- Tra bảng (Bảng 7-[6]) xác định giá trị thống kê của chuẩn Kohren:

G ,k,

Với = m – 1 = 3 –1 = 2; k = N (m – 1) = 5 (3 –1) = 10;

= 0,05 Tra bảng ta có:

G ,k, = 0.4450

- So sánh chuẩn Kohren khi tính toán với chuẩn Kohren tra bảng

Nếu G < G ,k, thì phương sai ở các thí nghiệm là đồng nhất Điều này cho phép coi cường độ nhiễu là ổn định khi thay đổi các thông số trong thí nghiệm

4 Đánh giá ảnh hưởng thực sự của thông số vào (X) đến thông số ra (Y)

Sau các bước kiểm tra trên, các số liệu thí nghiệm được coi là đủ độ tin cậy để sử dụng cho các mục đích tiếp theo Tuy nhiên ở một số trường hợp các

số liệu vẫn còn gây những nghi ngờ khác, đòi hỏi tiếp tục kiểm tra Chẳng hạn

do ảnh hưởng lớn của nhiễu ở mọi điểm thí nghiệm, phương sai của chúng quá lớn, mặc dù khá đồng đều theo tiêu chuẩn Kohren ảnh hưởng của các thông

số vào điều khiển được bị chìm lẫn, sự khác biệt của các giá trị trung bình của thông số ra ở các mức thay đổi thông số vào trở lên mờ nhạt Do vậy việc đánh giá ảnh hưởng của thông số vào đến thông số ra sẽ còn có những nghi ngờ Bằng cách nhìn nhận sơ bộ tập hợp số liệu, với kinh nghiệm thực nghiệm,

có thể phán đoán được tình huống nghi ngờ kể trên, để xác định rõ, cần dùng phương pháp đánh giá ảnh hưởng thực sự của thông số vào hay sự khác biệt thực sự giữa các giá trị trung bình của thông số ra ở các mức thay đổi thông số vào (các điểm thí nghiệm) Phương pháp đánh giá này dùng chuẩn Fisher F và

)(

m N j

j ư

Trong đó Y0 = ∑

=

j j

Y

)

Y0- là giá trị trung bình chung của thông số ra tính cho toàn bộ thực

nghiệm, với số lần lặp như nhau trong các thí nghiệm mu = const = m

Trục hoành biểu diễn các mức của thông số vào (các điểm thí nghiệm)

Trục tung biểu diễn giá trị của thông số ra (tốc độ ăn mòn, độ nhám bề mặt)

Ngoài giá trị trung bình của thông số ra (tốc độ ăn mòn trung bình, độ nhám

bề mặt trung bình) trên đồ thị còn biểu diễn cả khoảng phân tán thực tế của

các giá trị của thông số ra ở mỗi điểm thí nghiệm Khoảng phân tán này được

xác định bởi giá trị thông số ra lớn nhất (giới hạn trên:Ytr) và giá trị thông số

ra nhỏ nhất (giới hạn dưới: Yd) Như vậy trên đồ thị sẽ biểu diễn ba đường

được xác định bởi:

3 Cơ sở lý thuyết của gia công điện hoá

3.1 Một số vấn đề chung về lý thuyết điện phân

Như đã trình bày quá trình gia công kim loại bằng điện hoá có thể xem là quá trình ngược của “mạ kim loại bằng điện”, tức là dựa trên nguyên lý điện phân ở mục này sẽ đề cập đến một số vấn đề cơ bản về lý thuyết điện phân[3], [7], [8], [12] Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình điện phân cũng là những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình gia công điện hoá

Điện phân là quá trình oxi hoá khử xảy ra trên bề mặt các điện cực khi cho dòng điện một chiều đi qua dung dịch chất điện ly hoặc chất điện li nóng chảy Nói cách khác, điện phân là quá trình biến điện năng thành hoá năng, nghĩa là dùng điện năng để gây ra phản ứng hoá học Gia công điện hoá được thực hiện trong dung dịch chất điện ly (dung dịch)

3.1.1 Định luật Parađây

Lượng chất thoát ra (kết tủa hoặc hoà tan) ở điện cực tỷ lệ thuận với khối lượng mol nguyên tử hoặc khối lượng mol phân tử của chất thoát ra ở điện cuực, với lượng điện đi qua dung dịch (tức cường độ dòng điện và thời gian

điện phân) và tỷ lệ nghịch với số electron tham gia phản ứng điện cực Định luật Parađây được viết dưới dạng biểu thức:

F n

t I M m

.

.

0

= (3.1)

trong đó:

m - khối lượng chất thoát ra ở điện cực, g;

M - khối lượng mol nguyên tử hoặc mol phân tử của chất thoát ra ở điện cực;

I - là cường cường độ dòng điện, A;

t- thời gian, s

Tích số Q = I.t là điện lượng (tính theo culong, C); F là số Pharađây (bằng

96500 C.mol-1); no là số electron tham gia phản ứng điện cực

Công thức (3.1) có thể viết dưới dạng:

Số mol chất thoát ra ở điện cực:

F n

Q F n

t I M

m n

F n

M k

o.

= gọi là đương lượng điện hoá Cũng như đương lượng gam (khái niệm này ngày nay ít được sử dụng)

3.1.2 Điện thế tiêu chuẩn của kim loại

Tất cả các phân tử, nguyên tử và ion đều chuyển động thường xuyên, ở trạng thái rắn, nguyên tử dao động tại chỗ, ở trạng thái lỏng chúng chuyển

động mạnh lên, có thể rời vị trí mà trượt lên nhau

Đa số các kim loại, khi nhúng vào dung dịch thì bị hoà tan tạo nên các ion tương ứng Thí dụ khi nhúng tấm sắt vào trong dung dịch phân tử có cực ion kim loại bị hút đi vào dung dịch Nhưng số điện tử tương đương sẽ tích luỹ lại trên kim loại, làm cho kim loại chứa điện tích âm Sau khi đi vào dung dịch, các ion đó bị điện tích âm của kim loại giữ lại tạo nên lớp điện tích kép, ngăn trở không cho kim loại hoà tan vào dung dịch Cuối cùng đạt tới trạng thái cân bằng (Hình3.1) Như vậy giữa dung dịch và kim loại tạo nên hiệu điện thế

Đối với các kim loại khác nhau thì hiệu điện thế cũng khác nhau

Để đo điện thế kim loại, người ta dùng điện cực hiđrô tiêu chuẩn

Điện thế điện cực của kim loại có liên quan tới nhiệt độ, áp suất, tính chất của dung dịch và nồng độ ion Để tiện so sánh người ta đo điện thế điện cực ở

điều kiện nhiệt độ 250C, nồng độ ion kim loại trong dung dịch là 1 g ion/lit và gọi là điện thế tiêu chuẩn

Điện thế tiêu chuẩn của kim loại

sắp xếp từ âm đến dương tạo thành

dãy hoạt động kim loại Kim loại

có điện thế cao hơn hiđrô có điện

thế dương, kim loại có điện thế

thấp hơn hiđrô có điện thế âm

Điện thế kim loại càng âm thì kim

loại càng hoạt động Những kim

loại có điện thế âm hơn có thể đẩy

được những kim loại có điện thế

dương hơn ra khỏi muối của nó

Khi có dòng điện một chiều đi vào hai cực kim loại nhúng vào trong dung dịch thì điện thế catôt (cực âm) trở nên âm hơn, điện thế anốt (cực dương) trở nên dương hơn Sự thay đổi điện thế như vậy gọi là sự phân cực Khi điện phân, tốc độ di chuyển của ion kim loại trong dung dịch và và tốc độ phóng

điện của chúng không kịp với tốc độ di chuyển của điện tử, làm cho bề mặt catot tích điện âm tăng lên, vì vậy điện thế càng âm ở anot, do sự hoà tan của kim loại, tăng cao nồng độ ion, tích luỹ điện tích dương càng nhiều, làm cho

điện thế càng dương

Sự phân cực gây nên do tốc độ di chuyển của ion, gọi là sự phân cực nồng

độ Sự phân cực nồng độ là do sự thay đổi nồng độ ion kim loại ở lớp sát anot

và catot ở lớp sát anot nồng độ ion kim loại tăng lên, ở lớp sát catot nồng độ ion kim loại giảm đi

Sự phân cực gây nên do sự phóng điện chậm của ion gọi là sự phân cực

điện hoá Trong quá trình điện phân thường xảy ra đồng thời hai loại phân cực nồng độ và phân cực điện hoá, nhưng tuỳ trường hợp cụ thể mà nó chiếm tỷ trọng khác nhau Thông thường khi mật độ dòng điện nhỏ thì phân cực điện hoá là cơ bản khi mật độ dòng điện cao thì phân cực nồng độ là cơ bản

2 Những nhân tố ảnh hưởng đến sự phân cực

* ảnh hưởng của thành phần dung dịch

Sự phân cực phụ thuộc vào thành phần dung dịch, dung dịch khác nhau thì

sự phân cực khác nhau Nói chung, sự phân cực của dung dịch nồng độ thấp lớn hơn sự phân cực của dung dịch nồng độ cao Hiện tượng này do trong dung dịch nồng độ thấp, số ion của nó rất khó bổ sung vào lớp sát catot Dung dịch muối phức có phân cực lớn hơn dung dịch muối đơn Ngoài ra khi cho chất phụ gia vào dung dịch, sẽ có ảnh hưởng lớn tới sự phân cực Đa số trường hợp cho chất phụ gia vào làm tăng sự phân cực

* ảnh hưởng của mật độ dòng điện

Khi mật độ dòng điện nâng cao, sự phân cực cũng tăng lên Bởi vì khi mật

độ dòng điện cao, tốc độ di chuyển của ion và tốc độ phóng điện của nó cũng khác nhau rõ rệt Quan hệ giữa điện thế điện cực và mật độ dòng điện thay đổi gọi là đường cong phân cực

* ảnh hưởng của nhiệt độ dung dịch

Nhiệt độ của dung dịch tăng lên, làm tăng sự dịch chuyển của ion, bổ sung rất nhanh số ion ở lớp catot và khuyếch tán mạnh số ion của anot hoà tan, do

đó làm giảm sự phân cực

* ảnh hưởng của sự khuấy trộn dung dịch

Khuấy trộn dung dịch làm tăng sự khuyếch tán của ion, do đó làm giảm sự phân cực

3.2 một số đặc điểm của gia công điện hoá

3.2.1 Bản chất của gia công điện hoá

Bản chất của gia công điện hoá là quá trình điện phân, có nghĩa là cho dòng điện đi qua dung dịch, sử dụng quá trình hoà tan anot(chuyển hoá kim loại của chi tiết nhúng trong dung dịch thành các hợp chất không phải là kim loại như các muối, hyđrôxit, ôxit [14], [18], [21], [22] Sơ đồ nguyên lý của quá trình này trình bày ở hình 3.2a

Trong quá trình điện phân các chất điện phân khác nhau (a xít, kiềm, chất trung hoà) xảy ra đồng thời một số phản ứng khác nhau, với gia công điện hoá chúng gồm:

Hình 3.2 Sơ đồ nguyên lý gia công điện hoá

a-Sơ đồ nguyên lý qúa trình điện phân; b-Xu thế và đặc điểm bản chất

được xác định sự chuyển đổi kim loại trong dung dịch (Fs – Cường độ hoà tan của ca tốt trong chất điện phân; Fc – Lực liên kết của ca tốt trong mạng tinh thể; Fe – Lực tĩnh điện sinh ra khi tách điện tích trên bề mặt tiếp giáp của kim loại – chất điện phân dưới tác dụng của lực Fs); c- Quá trình điện phân của NaCl

1-Thùng chứa; 2- Dung dịch; 3 – Anốt; 4 – Ca tốt; I - Hướng đi

của dòng điện; O Hướng chuyển động của điện tích

3- Sự hình thành các liên kết kim loại khác nhau được xác định bằng thành phần hoá họccủa chất điện phân hoặc sản phẩm của kết quả điện phân

Trong dung dịch axít

Me n+ + nR- Me (R)n

Trong đó R – Ký hiệu phần còn lại của axít, thí dụ như Cl- , SO42- , PO43-

Đối với dung dịch sắt trong muối axít

Trên hình 3.2c là sơ đồ biểu diễn quá trình điện phân trong dung dịch Natri Clorua

Qua các sơ đồ trên thấy rằng, sự hoà tan anot trong dung dịch trung hoà dẫn đến sự tạo thành các hiđrôxit Me (OH)n, chúng trên một thực tế không hoà tan trong dung dịch mà tạo thành các kết tủa, thụ động bề mặt chi tiết, lấp

đầy khe hở giữa các điện cực Để làm sạch các chất kết tủa trong vùng gia công thì cần phải tạo nên sự chuyển động của chất điện phân với tốc độ lớn ở khoảng trống giữa các điện cực, đó là một đặc điểm đặc trưng của tất cả các quá trình gia công điện hoá, đồng thời chuyển động của chất điện phân cho phép thực hiện việc gia công với mật độ dòng điện lớn (đến hàng trăm Ampe trên một xăng ti mét vuông), bởi vì nó có thể làm sạch được khối lượng chất

kế tủa lớn, ngoài ra nó còn có tác dụng làm nguội chi tiết và dụng cụ do việc

đốt nóng của dòng điện cường độ lớn

Như vậy cơ sở của gia công điện hoá là kim loại anốt bị hoà tan (ăn mòn) được thực hiện khi cho dòng điện qua dung dịch điện phân, kim loại

được tách ra dưới áp lực dung dịch trong khe hở giữa các điện cực, khí H2 sẽ bốc hơi ở âm cực tốc độ hoà tan kim loại tỷ lệ thuận với mật độ dòng điện,

đồng thời tốc độ hoà tan sẽ tăng lên ở chỗ khe hở nhỏ hơn , đồng thời mật độ dòng điện tỷ lệ nghịch với khe hở điện cực, khe hở càng hẹp thì mật độ càng lớn và ngược lại Mức độ gia công diễn ra sự san đều mật độ dòng điện trong vùng gia công, nghĩa là vùng khe hở giữa các điện cực Điện cực là dụng cụ trong quá trình gia công là ca tốt (được nối với cực âm của nguồn điện 1 chiều), điện cực là chi tiết cần gia công là a nốt (được nối với cực dương của nguồn điện 1 chiều) Sự thay đổi khe hở giữa các điện cực dẫn đến sự thay đổi các điều kiện thuỷ động và sự phân phối lại mật độ dòng điện, kết quả là khôi phục lại tiết diện của ca tốt, như vậy trong quá trình gia công điện hoá catốt (dụng cụ) vẫn giữ nguyên hình dạng ban đầu (không bị ăn mòn), đây là đặc tính quan trọng nhất của gia công điện hoá Sự chuyển động mạnh mẽ của dòng chất lỏng đảm bảo cho quá trình hoà tan trên a nốt ổn định và đạt năng suất cao, tách các sản phẩm từ khe hở làm việc và truyền nhiệt sinh ra trong quá trình gia công Mức độ lấy kim loại ra từ phôi – a nốt tạo nên việc đưa kim loại đó đến dụng cụ – ca tốt áp suất của dung dịch điện phân được kiểm tra bằng áp kế, việc làm sạch dung dịch được thực hiện bằng bình lọc ly tâm Như vậy thiết bị ECM gồm nguồn điện, cơ cấu đảm bảo cho hoạt động định trước khi gia công, các hệ thống thuỷ động đảm bảo cho việc cung cấp chất

điện phân vào khe hở làm việc và làm sạch dụng cụ đó, các dụng cụ kiểm tra Khi gia công, cho dụng cụ chạy hướng tới chi tiết, chỗ đối diện với bề mặt dụng cụ sẽ nhận được prophin của dụng cụ Dụng cụ được chạy thụ động hướng tới chi tiết, nhưng luôn phải giữ một khe hở nhất định Tuỳ thuộc vào yêu cầu công nghệ (năng suất, chất lượng bề mặt ) Chất điện giải được lưu chuyển trong khe hở giữa bề mặt dụng cụ và chi tiết dưới một áp lực cao (đủ

để có thể phá vỡ màng thụ động do phản ứng hoá học tạo ra trên bề mặt chi tiết và cuốn nó đi)

3.2.2 Các phương pháp gia công điện hoá

Qua chương 1 thấy rõ có rất nhiều phương pháp gia công điện hoá Việc phân loại chúng có thể dựa vào một số cơ sở sau[10], [12], [22]:

* Dựa vào sự luân chuyển dung dịch các phương pháp gia công điện hoá có thể được chia thành:

- Gia công điện hoá trong dung dịch tĩnh;

- Gia công điện hoá trong dung dịch chảy

* Dựa vào đặc điểm hoà tan của anot phương pháp gia công điện hoá có thể

- Gia công điện hoá dụng cụ chỉ có tác dụng dẫn điện

Dưới đây trình bày kỹ hơn về một số phương pháp gia công điện hoá thường dùng