Bài giảng Công nghệ gia công tiên tiến - Chương 5: Các phương pháp gia công nhiệt (Phương pháp gia công chùm điện tử) - Phạm Thanh Cường

GIẢNG DẠY: GV. THS PHẠM THANH CƯỜNG Mobile: 0968 315 333 Email: phamcuongtnut@gmail.com TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP BM CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY Cl ick to bu y N OW ! PD F-XCHANGE w w w.tracker-softw are .c o m Cl ick to bu y N OW ! PD F-XCHANGE w w w.tracker-softw are .c o m CÔNG NGHỆ GIA CÔNG TIÊN TIẾN Chương 1: Tổng quan về các PPGC tiên tiến Chương 2: Các phương pháp gia công cơ Chương 3: Các phương pháp gia công hóa Chương 4: Các phương pháp gia công điện hóa Chương 5: Các phương pháp gia công nhiệt Cl ick to bu y N OW ! PD F-XCHANGE w w w.tracker-softw are .c o m Cl ick to bu y N OW ! PD F-XCHANGE w w w.tracker-softw are .c o m Biên soạn: Thạc sỹ Phạm Thanh Cường – Khoa Sư Phạm kỹ thuật - TNUT CHÖÔNG 5 PHÖÔNG PHAÙP GIA COÂNG NHIEÄT B. PHÖÔNG PHAÙP GIA COÂNG CHUØM ÑIEÄN TÖÛ Electron Beam Machining - EBM Cl ick to bu y N OW ! PD F-XCHANGE w w w.tracker-softw are .c o m Cl ick to bu y N OW ! PD F-XCHANGE w w w.tracker-softw are .c o m Biên soạn: Thạc sỹ Phạm Thanh Cường – Khoa Sư Phạm kỹ thuật - TNUT NOÄI DUNG CHÍNH 1. Khaùi nieäm 2. Nguyeân lí gia coâng 3. Cô sôû lyù thuyeát 4. Thieát bò vaø duïng cuï 5. Caùc thoâng soá coâng ngheä 6. Ñaëc ñieåm vaø phaïm vi öùng duïng Cl ick to bu y N OW ! PD F-XCHANGE w w w.tracker-softw are .c o m Cl ick to bu y N OW ! PD F-XCHANGE w w w.tracker-softw are .c o m Biên soạn: Thạc sỹ Phạm Thanh Cường – Khoa Sư Phạm kỹ thuật - TNUT 1. Khaùi nieäm Gia coâng chuøm tia ñieän töû laø phöông phaùp gia coâng nhieät duøng naêng löôïng cuûa chuøm tia ñieän töû hoäi tuï laøm noùng chaûy vaø boác hôi vaät lieäu gia coâng Cl ick to bu y N OW ! PD F-XCHANGE w w w.tracker-softw are .c o m Cl ick to bu y N OW ! PD F-XCHANGE w w w.tracker-softw are .c o m Biên soạn: Thạc sỹ Phạm Thanh Cường – Khoa Sư Phạm kỹ thuật - TNUT 2. Nguyeân lyù gia coângClick to b uy N OW ! PD F-XCHANGE w w w.tracker-softw are .c o m Cl ick to bu y N OW ! PD F-XCHANGE w w w.tracker-softw are .c o m Biên soạn: Thạc sỹ Phạm Thanh Cường – Khoa Sư Phạm kỹ thuật - TNUT Cl ick to bu y N OW ! PD F-XCHANGE w w w.tracker-softw are .c o m Cl ick to bu y N OW ! PD F-XCHANGE w w w.tracker-softw are .c o m Biên soạn: Thạc sỹ Phạm Thanh Cường – Khoa Sư Phạm kỹ thuật - TNUT Nguyeân lyù gia coâng 1. Catod bò noùng 2. Muõi hoäi tuï chuøm tia 3. Anod 4. Thaáu kính ñieän töû hoäi tuï 5. Chi tieát 6. Buoàng chaân khoâng - Chuøm tia ñieän töû ñöôïc phaùt ra töø catot 1. - Caùc ñieän töû chuyeån ñoäng vôùi toác ñoä raát cao ñöôïc gia toác bôûi anot 3 vaø hoäi tuï nhôø muõi hoäi tuï 2 vaø thaáu kính hoäi tuï ñieän töû 4 taïo thaønh tia raát nhoû treân beà maët chi tieát 5. Cl ick to bu y N OW ! PD F-XCHANGE w w w.tracker-softw are .c o m Cl ick to bu y N OW ! PD F-XCHANGE w w w.tracker-softw are .c o m Biên soạn: Thạc sỹ Phạm Thanh Cường – Khoa Sư Phạm kỹ thuật - TNUT - Caùc ñieän töû va ñaäp vaøo beà maët gia coâng vaø chuyeån ñoäng naêng thaønh nhieät naêng nung noùng, laøm chaûy hoaëc boác hôi baát kyø vaät lieäu naøo. Cl ick to bu y N OW ! PD F-XCHANGE w w w.tracker-softw are .c o m Cl ick to bu y N OW ! PD F-XCHANGE w w w.tracker-softw are .c o m Biên soạn: Thạc sỹ Phạm Thanh Cường – Khoa Sư Phạm kỹ thuật - TNUT 1) Cöïc aâm 2) Muõi taäp trung chuøm tia 3) Buoàng chaân khoâng 4) Chi tieát 5) Heä thoáng ñaùnh nghieâng chuøm tia 6) Thaáu kính töø 7) Heä thoáng quang hoïc 8) Cöïc döông. Sô ñoà gia coâng aèng chuøm tia ñieän 8 Cl ick to bu y N OW ! PD F-XCHANGE w w w.tracker-softw are .c o m Cl ick to bu y N OW ! PD F-XCHANGE w w w.tracker-softw are .c o m Biên soạn: Thạc sỹ Phạm Thanh Cường – Khoa Sư Phạm kỹ thuật - TNUT 3. Cô sôû lyù thuyeát - Döïa treân taùc duïng cuûa nhieät ñoái vôùi kim loaïi: khi chuøm tia naêng löôïng cöïc lôùn ñöôïc phoùng leân beà maët KL thì phaàn lôùn naêng löôïng cuûa noù ñöôïc bieán thaønh nhieät naêng ñoát chaùy vaø laøm boác hôi kim loaïi - Döïa treân söï hoäi tuï cuûa tia saùng: khi chuøm tia saùng ñöôïc phaùt ra töø 1 nguoàn saùng ñi qua thaáu kính hoäi tuï thì chuøm saùng seõ hoäi tuï taïi 1 ñieåm. Cl ick to bu y N OW ! PD F-XCHANGE w w w.tracker-softw are .c o m Cl ick to bu y N OW ! PD F-XCHANGE w w w.tracker-softw are .c o m Biên soạn: Thạc sỹ Phạm Thanh Cường – Khoa Sư Phạm kỹ thuật - TNUT Heä thoáng kính quang hoïc Cl ick to bu y N OW ! PD F-XCHANGE w w w.tracker-softw are .c o m Cl ick to bu y N OW ! PD F-XCHANGE w w w.tracker-softw are .c o m Biên soạn: Thạc sỹ Phạm Thanh Cường – Khoa Sư Phạm kỹ thuật - TNUT Heä thoáng quang ñieän töû. Cl ick to bu y N OW ! PD F-XCHANGE w w w.tracker-softw are .c o m Cl ick to bu y N OW ! PD F-XCHANGE w w w.tracker-softw are .c o m Biên soạn: Thạc sỹ Phạm Thanh Cường – Khoa Sư Phạm kỹ thuật - TNUT 4. Thieát bò vaø duïng cuï (SV töï nghieân cöùu)ï Maùy gia coâng baèng chuøm tia ñieän töû chuû yeáu laø maùy khoan. Thaáu kính hoäi tuï ñieän töû laø 1 cuoän daây ñieän töø Catot thöôøng laø 1 sôïi daây voânphram. Cl ick to bu y N OW ! PD F-XCHANGE w w w.tracker-softw are .c o m Cl ick to bu y N OW ! PD F-XCHANGE w w w.tracker-softw are .c o m Biên soạn: Thạc sỹ Phạm Thanh Cường – Khoa Sư Phạm kỹ thuật - TNUT Cl ick to bu y N OW ! PD F-XCHANGE w w w.tracker-softw are .c o m Cl ick to bu y N OW ! PD F-XCHANGE w w w.tracker-softw are .c o m Biên soạn: Thạc sỹ Phạm Thanh Cường – Khoa Sư Phạm kỹ thuật - TNUT Sô ñoà maùy khoan a. Catod b. Thaáu kính c. Anod; d. Heä thoáng ñieàu chænh e. Taám ngaên coù kính baèng Vonfram * Maùy khoan baèng chuøm tia ñieän töû: f. Kính hieån vi g. Kính baûo veä h. Thaáu kính töø tröôøng i. Cuoän daây ñieän tröôøng ñeå leäch tia j. Tia ñieän töû k. Vaät gia coâng Cl ick to bu y N OW ! PD F-XCHANGE w w w.tracker-softw are .c o m Cl ick to bu y N OW ! PD F-XCHANGE w w w.tracker-softw are .c o m Biên soạn: Thạc sỹ Phạm Thanh Cường – Khoa Sư Phạm kỹ thuật - TNUT * Maùy khoan baèng chuøm tia ñieän töûClick to buy NOW ! PD F-XCHANGE w w w.tracker-softw are .c o m Cl ick to bu y N OW ! PD F-XCHANGE w w w.tracker-softw are .c o m Biên soạn: Thạc sỹ Phạm Thanh Cường – Khoa Sư Phạm kỹ thuật - TNUT - Vôùi maùy khoan coù ñöôøng kính tia <10 mm - Dao ñoäâng ñieän aùp baèng 1/103-1/104 ñieän aùp ñònh möùc. ÞSöû duïng boä dao ñoäng vaø boä khuyeách ñaïi ñieän aùp Taàn soá dao ñoäng: taàn soá töø 30 ñeán 100 khz Cl ick to bu y N OW ! PD F-XCHANGE w w w.tracker-softw are .c o m Cl ick to bu y N OW ! PD F-XCHANGE w w w.tracker-softw are .c o m Biên soạn: Thạc sỹ Phạm Thanh Cường – Khoa Sư Phạm kỹ thuật - TNUT 5. Thoâng soá coâng ngheä - Toác ñoä chuøm tia ñieän töû Ug: Ñieän theá gia toác (Volt) - Coâng suaát cuûa chuøm tia ñieän töû: Wch = I . Ug I: Cöôøng ñoä doøng ñieän cuûa chuøm tia ñieän töû Cl ick to bu y N OW ! PD F-XCHANGE w w w.tracker-softw are .c o m Cl ick to bu y N OW ! PD F-XCHANGE w w w.tracker-softw are .c o m Biên soạn: Thạc sỹ Phạm Thanh Cường – Khoa Sư Phạm kỹ thuật - TNUT - Ñoäng naêng cuûa moät ñieän töû trong ñieän tröôøng Wñ = m .v2/2 = e.Ug m: Khoái löôïng cuûa moät ñieän töû, m = 9,1.10-29 (gam); V: Vaän toác chuyeån ñoäng cuûa ñieän töû e: Ñieän tích cuûa ñieän töû, e = 1,6.10-19 (Coulomb) U: Hieäu ñieän theá cuûa moâi tröôøng ñieän töû ñi qua (V) Cl ick to bu y N OW ! PD F-XCHANGE w w w.tracker-softw are .c o m Cl ick to bu y N OW ! PD F-XCHANGE w w w.tracker-softw are .c o m Biên soạn: Thạc sỹ Phạm Thanh Cường – Khoa Sư Phạm kỹ thuật - TNUT - Coâng suaát chuyeån hoùa ñoäng naêng sang nhieät naêng P = I . Ug vaø I = n.e/t I: Cöôøng ñoä doøng ñieän cuûa chuøm tia (Ampe) n: Soá löôïng ñieän töû trong chuøm tia t: - thôøi gian (s) Ug: ñieän theá gia toác (Volt). Cl ick to bu y N OW ! PD F-XCHANGE w w w.tracker-softw are .c o m Cl ick to bu y N OW ! PD F-XCHANGE w w w.tracker-softw are .c o m Biên soạn: Thạc sỹ Phạm Thanh Cường – Khoa Sư Phạm kỹ thuật - TNUT - Maät ñoä naêng löôïng taïo neân söï chaùy loûngClick to bu y N OW ! PD F-XCHANGE w w w.tracker-softw are .c o m Cl ick to bu y N OW ! PD F-XCHANGE w w w.tracker-softw are .c o m Biên soạn: Thạc sỹ Phạm Thanh Cường – Khoa Sư Phạm kỹ thuật - TNUT Cl ick to bu y N OW ! PD F-XCHANGE w w w.tracker-softw are .c o m Cl ick to bu y N OW ! PD F-XCHANGE w w w.tracker-softw are .c o m Biên soạn: Thạc sỹ Phạm Thanh Cường – Khoa Sư Phạm kỹ thuật - TNUT 6. Ñaëc ñieåm, phaïm vi öùng duïng 1.Öu ñieåm + Coù theå gia coâng baát kyø loaïi vaät lieäu naøo. + Maät ñoä coâng suaát lôùn (MW/cm2) + Gia coâng chính xaùc do khaû naêng töï haõm cuûa ñieän töû trong moät lôùp moûng cuûa vaät lieäu. + Coù theå ñieàu chænh töùc thôøi cöôøng ñoä vaø vò trí cuûa tia ñieän töû. + Baûo ñaûm saïch veà maët hoaù hoïc nhôø coù buoàng chaân khoâng. Cl ick to bu y N OW ! PD F-XCHANGE w w w.tracker-softw are .c o m Cl ick to bu y N OW ! PD F-XCHANGE w w w.tracker-softw are .c o m Biên soạn: Thạc sỹ Phạm Thanh Cường – Khoa Sư Phạm kỹ thuật - TNUT 2. Nhöôïc ñieåm : + Chæ coù theå gia coâng trong buoàng chaân khoâng. + Giaù thaønh gia coâng töông ñoái cao. + Coù nguy hieåm veà phoùng xaï Rônghen. Cl ick to bu y N OW ! PD F-XCHANGE w w w.tracker-softw are .c o m Cl ick to bu y N OW ! PD F-XCHANGE w w w.tracker-softw are .c o m Biên soạn: Thạc sỹ Phạm Thanh Cường – Khoa Sư Phạm kỹ thuật - TNUT 3. Phaïm vi öùng duïng Gia coâng caùc vaät lieäu coù caáu truùc nhö theùp, wolfram, platin, tantal, moâlipden, silic, germani, grafit, kim cöông, hoàng ngoïc, oxit nhoâm, söù, thuyû tinh, thaïch anh, goám vaø caùc hôïp kim cöùng khaùc Gia coâng nhöõng profin phöùc taïp, phay raõnh, khoan loã tinh vi, vaø gia coâng nhöõng kích thöôùc nhoû, khaéc hoaëc naáu chaûy. Ñaëc bieät khoan vaø phay nhöõng loã raõnh coù kích thöôùc töø 0,01 ñeán 1 mm. Gia coâng lo coùã chieàu saâu gaáp haøng traêm laàn döôøng kính./. Cl ick to bu y N OW ! PD F-XCHANGE w w w.tracker-softw are .c o m Cl ick to bu y N OW ! PD F-XCHANGE w w w.tracker-softw are .c o m