Gia công điện hóa (ECM)

Cách hoạt động

1. 1

   Nối mạch điện. Nguồn một chiều biến phôi thành cực dương (anode) và dụng cụ định hình thành cực âm (cathode). Nó chạy ở điện áp thấp, thường 5–25 V, nhưng hàng nghìn ampe.

2. 2

   Thu hẹp khe hở. Dụng cụ, thường bằng đồng, đồng thau hoặc thép không gỉ, được đưa đến cách chi tiết vài phần mười milimet. Hai bên không bao giờ chạm nhau.

3. 3

   Bơm dung dịch điện phân. Dung dịch điện phân (chất lỏng dẫn điện), thường là natri clorua hoặc natri nitrat trong nước, được bơm nhanh qua dụng cụ và ngang khe hở.

4. 4

   Hòa tan kim loại. Dòng điện chạy qua dung dịch điện phân, và nguyên tử trên bề mặt phôi rời đi dưới dạng ion kim loại (nguyên tử mang điện). Bọt hydro hình thành trên dụng cụ, vốn không bao giờ mòn.

5. 5

   Ăn dao và sao chép. Dụng cụ tiến đều đặn. Kim loại hòa tan nhanh nhất ở nơi khe hở hẹp nhất, nên các điểm cao biến mất và chi tiết có hình ngược lại của dụng cụ.

6. 6

   Xả và lọc. Dòng chảy cuốn kim loại hòa tan đi dưới dạng bùn (hydroxit kim loại), cùng khí và nhiệt. Dung dịch điện phân được lọc, làm nguội và tái sử dụng.

Thông số chính

Vật liệu

Mọi kim loại dẫn điện, nhất là hợp kim khó cắt: siêu hợp kim niken, titan, hợp kim côban, thép đã tôi. Độ cứng không quan trọng.

Chi tiết thường gặp

Cánh tuabin và blisk (đĩa cánh liền khối), rãnh xoắn nòng súng, lỗ làm mát sâu, loại bavia các lỗ ngang bên trong thân van và kim phun

Kích thước chi tiết

Từ lỗ ngang rộng khoảng một milimet đến chi tiết động cơ rộng vài trăm milimet

Độ chính xác

Thường khoảng ±0,05 mm; ECM xung (PECM) giữ được khoảng ±0,01 mm

Bề mặt hoàn thiện

Nhẵn và thường sáng bóng, không bavia, vết nứt hay lớp hư hại do nhiệt; độ nhám Ra (chiều cao trung bình của các mấp mô bề mặt) thường 0,1–2 µm, gần như gương với PECM

Số lượng phù hợp

Sản lượng trung bình đến cao của chi tiết giá trị cao: dụng cụ không mòn, nhưng phát triển nó cần thử và sai

Chi phí khuôn dụng cụ và máy

Cao: máy thường vài trăm nghìn đô la trở lên, cộng dụng cụ đặt riêng và hệ thống xử lý dung dịch điện phân lớn

Tốc độ

Do dòng điện quyết định: khoảng 2 cm³ thép hòa tan mỗi phút cho mỗi 1.000 A; dụng cụ thường tiến một phần milimet đến vài milimet mỗi phút

Ưu điểm và hạn chế

Ứng dụng

• Hàng không vũ trụCánh tuabin và blisk bằng hợp kim niken và titan; lỗ làm mát
• Quốc phòngRãnh xoắn (rãnh xoắn ốc) bên trong nòng súng
• Ô tôLoại bavia lỗ ngang trong kim phun nhiên liệu, thân van và chi tiết hộp số
• Phát điệnCánh cho tuabin khí và hơi
• Chế tạo dụng cụLòng khuôn rèn bằng thép đã tôi

Cách nhận biết

• Bề mặt nhẵn, thường sáng hoặc satin, không có vết dao, không bavia và không đổi màu do nhiệt.
• Mép và góc trong hơi tròn, không bao giờ sắc như dao cạo.
• Hình cong phức tạp, như biên dạng cánh, trong hợp kim rất cứng mà không có vết gia công nhìn thấy.
• Lỗ ngang bên trong chi tiết với mép tròn gọn, không bavia.

So sánh với

Xem video

Electrochemical Machining (ECM) | Non-traditional Machining / Non-conventional Machining

Piyush Singh · Chuyến tham quan hoạt hình về mạch điện, khe hở và dòng chảy

Electro-Chemical Machining - it's like Magic

MTDCNC · Máy ECM thực tế và chi tiết thành phẩm, cận cảnh

Electro chemical machining EMAG ECM/PECM - EMAG Videos

EMAG · Cách máy ECM công nghiệp và ECM xung hoạt động

ECM Handles Jobs Other Machining Methods Can’t

CamcraftInc · ECM trong một xưởng sản xuất chi tiết chính xác

Xem ảnh thật

• Wikipedia: Gia công điện hóa — sơ đồ nguyên lý, lịch sử và ứng dụng
• Tìm ảnh trên Wikimedia Commons