các phương pháp gia công đặc biêt phương pháp cơ học

3/31/2013 o Vn Hip, Hc vin KTQS 1 Các phơng pháp cơ học (Mechanical Processes) GS. TS. Đào Văn Hiệp Khoa Hàng không vũ trụ, Học viện KTQS 1. Gia công bằng siêu âm (Ultrasonic Machining - UM) 2. Gia công có hỗ trợ của siêu âm (Ultrasonic Assisted Machining - UAM) 3. Gia công bằng tia nớc (Water Jet Machining - WJM) 4. Gia công bằng tia hạt mài (Abrasive Jet Machining - AJM) 3/31/2013 o Vn Hip, Hc vin KTQS 2 1. gia công bằng siêu âm (Ultrasonic machining) GS. TS. Đào Văn Hiệp Khoa Hàng không vũ trụ, Học viện KTQS 1.1. Nguyên lý gia công 1.2. Thiết bị và dụng cụ 1.3. Chế độ gia công 1.4. Khả năng công nghệ` 3/31/2013 ao Vn Hip, Hc vin KTQS 3 1.1. nguyên lý gia công Bản chất: hạt mài trong dung dịch, đợc truyền dao động tần số cao (siêu âm) bắn phá, bào mòn vật liệu phôi. Quá trình - Dung dịch chứa hạt mài đợc bơm vào khe giữa dụng cụ và phôi (khoảng 0,02-0,1mm); - Dụng cụ dao động vuông góc với bề mặt gia công, với tần số siêu âm, khoảng 16-25kHz, biên độ khoảng 20- 75m; - Hạt mài nhận năng lợng dao động, chuyển động với vận tốc cao, bắn phá, làm vỡ, mòn bề mặt phôi. - Dụng cụ chuyển động tịnh tiến dọc trục, thực hiện ăn dao theo phơng Z; - Nếu phôi chuyển động đợc theo X, Y thì có thể gia công nh phay. 3/31/2013 Đào Văn Hiệp, Học viện KTQS 4 1.1. nguyªn lý gia c«ng 3/31/2013 o Vn Hip, Hc vin KTQS 5 1.2. Thiết bị và dụng cụ - Transducer: Bộ chấp hành (tạo dao động) - Horn: Bộ khuyếch đại dao động - Workpiece: Phôi - Feed motion: Hớng ăn dao - Slurry pump: Bơm hỗn hợp - Slurry to machning zone: Đ- ờng dẫn hỗn hợp vào vùng gia công - Return slurry: Đờng hỗn hợp về bể - Slurry tank: Bể chứa hỗn hợp 3/31/2013 Đào Văn Hiệp, Học viện KTQS 6 1.2. ThiÕt bÞ vµ dông cô 3/31/2013 o Vn Hip, Hc vin KTQS 7 Dụng cụ có nhiệm vụ biến dao động điện tần số cao thành dao động cơ theo chiều trục, khuyếch đại đến biên độ cần thiết truyền cho đầu dụng cụ. Thân dụng cụ và đầu dụng cụ đợc thiết kế sao cho chúng làm việc trong chế độ cộng hởng. Có 2 loại nguồn dao động: áp điện (piezoelectric), công suất dới 900W, hiệu suất cao (đến 95%). từ giảo (magneto-strictive), công suất tới 2,6kW. Loại này dùng lõi Ni hoặc hợp kim Ni, hiệu suất chỉ đạt (20-35%), nên cần hệ thống làm nguội. Vật liệu dụng cụ phải có khả năng truyền âm tốt, có độ dai và chịu mỏi, nên thờng dùng Monel (hợp kim Ni + Cu + Fe), hợp kim Ti, thép không gỉ, đồng. 1.2. Thiết bị và dụng cụ 3/31/2013 Đào Văn Hiệp, Học viện KTQS 8 Nguån dao ®éng dùa trªn nguyªn lý tõ gi¶o Nguån dao ®éng dùa trªn nguyªn lý ¸p ®iÖn 1.2. ThiÕt bÞ vµ dông cô 3/31/2013 Đào Văn Hiệp, Học viện KTQS 9 1.2. ThiÕt bÞ vµ dông cô 3/31/2013 Đào Văn Hiệp, Học viện KTQS 10 1.2. ThiÕt bÞ vµ dông cô [...]... 15150m Hỗn hợp mài có nớc và hạt mài (tỷ lệ 1:1 theo khối lợng) Hỗn hợp loãng dùng khi gia công lỗ sâu, khe hẹp Có thể gia công vật liệu cứng, giòn, nh gốm, thủy tinh, carbide, hoặc các vật liệu dai, nh thép không gỉ, hợp kim Ti Có thể gia công các bề mặt không gian phức tạp, nh lỗ không tròn, lỗ có đờng tâm cong, hoặc các bề mặt nghệ thuật Tỷ số bị bào mòn giữa vật liệu chi tiết và dụng cụ khi cắt thủy... vin KTQS 11 1.3 Điều kiện gia công 3/31/2013 o Vn Hip, Hc vin KTQS 12 1.4 Khả năng công nghệ và ứng dụng Kết quả gia công phụ thuộc: Hỗn hợp mài (vật liệu, cỡ hạt, hình dạng hạt, nồng độ); Dụng cụ và gá dụng cụ (vật liệu, tần số và biên độ dao động); Vật liệu phôi Vật liệu giòn (gốm, thủy tinh, carbide, ) dễ gia công Có thể gia công cả vật liệu không dẫn điện Khả năng công nghệ: Tỷ số chiều sâu/đờng... nhiệt, điện của nó; Có thể gia công các vật liệu phi kim loại: nhựa, bán dẫn (Si, Ge); Không làm hỏng lớp bề mặt (biến cứng, nứt tế vi, ứng suất d) do không có tác dụng hóa, cơ, nhiệt; Có thể gia công chính xác các lỗ nhỏ (0,3mm), tròn, không tròn, lỗ tâm cong, từ vật liệu cứng, giòn nh gốm, thủy tinh, đá; Khả năng công nghệ: Dụng cụ mòn nhanh; Năng suất thấp khi gia công thép tôi (1/20-1/50 thủy... Khó tăng diện tích gia công do khó nâng cao công suất của thiết bị Hớng phát triển Giải quyết vấn đề dụng cụ và điều khiển sóng âm 3/31/2013 o Vn Hip, Hc vin KTQS 14 2 gia công có hỗ trợ của siêu âm (Ultrasonic Assisted machining) GS TS Đào Văn Hiệp Khoa Hàng không vũ trụ, Học viện KTQS 2.1 Nguyên lý 2.2 Thiết bị và dụng cụ 2.3 Hiệu quả 3/31/2013 o Vn Hip, Hc vin KTQS 15 2.1 Gia công có trợ giúp của... 40:1; Có thể gia công các lỗ nhỏ (0,3mm), tròn hoặc không tròn, tâm thẳng hoặc cong; Chiều sâu lỗ: 51-152mm (với điều kiện dung dịch đặc biệt); Tốc độ bóc vật liệu: MRR1: 0,025-25mm3/ph; Độ nhám bề mặt: 0,25-0,75m; Thớ bề mặt: không; Độ khuyếch rộng lỗ: 1,5-4,0 lần kích thớc trung bình của hạt mài 3/31/2013 o Vn Hip, Hc vin KTQS 13 1.4 Khả năng công nghệ và ứng dụng Ưu điểm Gia công đợc mọi vật... KTQS 17 2.2 Gia công có trợ giúp của siêu âm - thiết bị và dụng cụ 3/31/2013 o Vn Hip, Hc vin KTQS 18 2.2 Gia công có trợ giúp của siêu âm - thiết bị và dụng cụ 3/31/2013 o Vn Hip, Hc vin KTQS 19 2.2 Gia công có trợ giúp của siêu âm - thiết bị và dụng cụ 3/31/2013 o Vn Hip, Hc vin KTQS 20 2.2 Gia công có trợ giúp của siêu âm - Hiệu quả Tác dụng tăng tốc độ ăn dao khi khoan hợp kim Ti với P=127,5N (const);... cắt tĩnh, thay đổi cơ chế biến dạng và tạo phoi; - Ngoài ra, do dao không thờng xuyên tiếp xúc với phôi nên điều kiện truyền nhiệt tốt hơn - Kết quả là lực cắt trung bình giảm, nhiệt độ thấp, độ bóng bề mặt cao, không có bavia, không có lẹo dao, 3/31/2013 o Vn Hip, Hc vin KTQS 16 2.2 Gia công có trợ giúp của siêu âm - thiết bị và dụng cụ 3/31/2013 o Vn Hip, Hc vin KTQS 17 2.2 Gia công có trợ giúp của...1.3 Điều kiện gia công Vật liệu hạt mài phải cứng, sắc có vận tốc cao, khi va đập vào bề mặt phôi tạo ra những vùng hẹp, có ứng suất lớn, làm nứt, vỡ bề mặt và bứt phá vật liệu phôi Vật liệu mài thờng dùng Nitride Bore (CBN), Oxit nhôm (Al2O3), Carbide Silic (SiC), Carbide Bore (B4C), kim cơng, Kích thớc hạt mài ảnh hởng trực tiếp đến độ nhám bề mặt và năng suất gia công Hạt mài mịn cho bề... giảm lực cắt khi khoan vật liệu composite sợi cao su với s=3mm/vg=(const) o Vn Hip, Hc vin KTQS 21 2.3 Gia công có trợ giúp của siêu âm - hiệu quả - Siêu âm tăng độ bóng bề mặt; - Có thể tạo ra bề mặt gơng ngay cả khi phay mà nếu không có siêu âm thì phải mài 3/31/2013 o Vn Hip, Hc vin KTQS 22 2.3 Gia công có trợ giúp của siêu âm - hiệu quả - Siêu âm có thể triệt tiêu bavia ngay cả kho khoan nhôm; - Tăng... nhôm; - Tăng độ cứng vững của chi tiết mảnh; - Giảm ma sát giữa dao và chi tiết -> giảm biến dạng phoi và giảm nhiệt cắt 3/31/2013 o Vn Hip, Hc vin KTQS 23 3 Gia công bằng tia nớc (water jet machining) GS TS Đào Văn Hiệp Khoa Hàng không vũ trụ, Học viện KTQS 3/31/2013 o Vn Hip, Hc vin KTQS 24 3.1 Basic waterjet principles Waterjet cutting has been a specialty technology used in a wide variety of industries . - thiÕt bÞ vµ dông cô 3/31 /20 13 Đào Văn Hiệp, Học viện KTQS 19 2. 2. Gia c«ng cã trî gióp cña siªu ©m - thiÕt bÞ vµ dông cô 3/31 /20 13 Đào Văn Hiệp, Học viện KTQS 20 2. 2. Gia c«ng cã trî gióp cña. bavia, không có lẹo dao, 3/31 /20 13 Đào Văn Hiệp, Học viện KTQS 17 2. 2. Gia c«ng cã trî gióp cña siªu ©m - thiÕt bÞ vµ dông cô 3/31 /20 13 Đào Văn Hiệp, Học viện KTQS 18 2. 2. Gia c«ng cã trî gióp cña. dụng 3/31 /20 13 o Vn Hip, Hc vin KTQS 15 2. gia công có hỗ trợ của siêu âm (Ultrasonic Assisted machining) GS. TS. Đào Văn Hiệp Khoa Hàng không vũ trụ, Học viện KTQS 2. 1. Nguyên lý 2. 2. Thiết bị