Kĩ Thuật Chế Tạo trong Cơ Khí

TS. H Thu Nga -HBK 1 TS. H Th Thu Nga -HBK K K   THU THU   T CH T CH   T T   O 3 O 3 TS. H Th Thu Nga -HBK c tiêu môn hc • Cung cp cho sinh viên nhng kin thc  n v nguyên lý gia công và kh ng công ngh a các phng pháp gia công không truyn thng, các phng pháp gia công vt liu phi kim loi, công ngh  lý  t. • Cung cp các kin thc giúp cho sinh viên có kh ng thit k  u qui trình công ngh ch o chi tit và lp ráp mt sn phm, sao cho t yêu cu cht lng vi hiu qu kinh t cao nht. TS. H Th Thu Nga -HBK Tóm t  ng môn hc (30 tit lý thuyt + 15 tit TH) •Chng 1: Các phng pháp gia công không truyn thng •Chng 2: Phng pháp gia công tinh bng bin ng do •Chng 3: Thit k qui trình công ngh gia công  chi tit •Chng 4: Tiêu chun hóa quá trình công ngh và gia công nhóm •Chng 5: QTCN gia công mt s chi ti n hình •Chng 6: Gia công ren •Chng 7: Gia công bánh rng •Chng 7: Công ngh p ráp TS. H Th Thu Nga -HBK Tài liu tham kho • [1]. PGS.TS. Trng Ngc Thc, “Các phng pháp gia công i”, NXB TP.HCM 1995 • [2]. TS. Phm Ngc Tun và các tác gi “Các phng pháp gia công kim loi”, NXB HQG TP.HCM 2003 • [3] TS.Nguyn Huy San, “Các phng pháp gia công n lý, n hóa”, H BK Tp.HCM, 1992 • [4] M.P. Groover, “Fundamental of modern manufacturing”, John Wiley & Sons, Inc., 2007 • [5] Helmi A.Youssef, “Machining Technology”, CRC Press- 2008 • [6] Trn Doãn Sn, “K thut ch o”, NXB HQG TPHCM, 2009 • [7] GS.TS.Trn V ch ch biên, “Công ngh ch o máy”, NXB Khoa hc K thut, 2008. Click to buy NOW! P D F - X C H A N G E w w w . d o c u - t r a c k . c o m Click to buy NOW! P D F - X C H A N G E w w w . d o c u - t r a c k . c o m TS. H Thu Nga -HBK 2 TS. H Th Thu Nga -HBK Nontraditional Machining Processes (NMP) Chng Chng 1 1 C C Á Á C PHNG PH C PHNG PH Á Á P GIA CÔNG P GIA CÔNG KHÔNG TRUY KHÔNG TRUY   N TH N TH   NG NG TS. H Th Thu Nga -HBK i dung chng 1: • 1.1 Khái nim • 1.2 Phng pháp gia công bng siêu âm • 1.3 Phng pháp gia công bng tia nc • 1.4 Phng pháp tia l n • 1.5 Phng pháp gia công bng Lade • 1.6 Phng pháp hóa hc • 1.7. Phng pháp gia công n hóa TS. H Th Thu Nga -HBK Phân loi k thut ch o [5] TS. H Th Thu Nga -HBK Phân loi quá trình gia công tách vt liu [4] Click to buy NOW! P D F - X C H A N G E w w w . d o c u - t r a c k . c o m Click to buy NOW! P D F - X C H A N G E w w w . d o c u - t r a c k . c o m TS. H Thu Nga -HBK 3 TS. H Th Thu Nga -HBK • La chn phng pháp ch o chi tit ph thuc vào nhiu yu t, ví d: – Hình dng hình hc, m  phc tp và  chính xác yêu cu ca chi tit – Vt liu ch o chi tit  u kin sn xut thc t a nhà máy – Dng sn xut…   a chn hp lý pp ch o chi tit c th, ngi   phi có kin thc và nm vng tt c các phng pháp ch o có th. TS. H Th Thu Nga -HBK 1.1. Khái nim các phng pháp gia công khôngtruynthng(GCKTT) •Hình thành phoi nh quá trình bin ng và ma sát ti vùng ct •Tách vt liu di dng phoi nh tác ng ca lc ct (nng lng c c) lên chi tit thông qua dng c có li t ð gây bin dng do trong vùng gia công và bin dng trt theo mt phng trt ð hình thành phoi   tách c vt liu, dng c t phi cng hn chi tit gia công ti nhi  bình thng cng nh tai các u kin ct gt khác. Nhc li:  m các phng pháp gia công truyn thng : TS. H Th Thu Nga -HBK F Nh m ca các phng pháp gia công truyn thng • Tiêu th ng lng ln • Bin dng không mong mun di tác dng a lc ct, nhit ct… • Phát sinh ng sut d  t, ba via • Khó gia công hoc không th gia công các chi tit vt liu có  n,  ng hay  o cao, hình dng phc tp, kích thc nh,  chính xác cao TS. H Th Thu Nga -HBK i quan h gia tính cht  lý ca vt liu bn nóng (a) và kh ng gia công ng ct gt Click to buy NOW! P D F - X C H A N G E w w w . d o c u - t r a c k . c o m Click to buy NOW! P D F - X C H A N G E w w w . d o c u - t r a c k . c o m TS. H Thu Nga -HBK 4 TS. H Th Thu Nga -HBK   n,  ng ca chi tit quá cao (>400 HB) • Gia công vt liu quá dòn, thy tinh, gm hay hp kim qua x lý nhit • Hình dng chi tit có hình dng phc tp, l nh và dài • Chi tit mm yu, kém cng vng   bóng và  chính xác quá cao so vi kh ng t c ca các phng pháp gia công c n • Gia công các sn phm cc nh trong ngành công nghi n t (ch o các bo vi mch n t) F Các phng pháp gia công c n không th thc hi c hoc thc hi c nhng không t hiu qu kinh t khi: TS. H Th Thu Nga -HBK a. Khái nim các phng pháp gia công không truyn thng (GC c bit) • Là mt nhóm các quá trình loi b (tách) lng tha vt liu bng vic s ng các k thut dùng ng lng: c, n, hóa, n - hóa, nhit. • Không s ng dng c t có li ct nh các phng pháp gia công truyn thng • Phát trin t sau chin tranh th gii th 2 nhm áp ng các nhu cu gia công mi mà các phng pháp gia công truyn thng không thc hi c hoc khó thc hi t hiu qu kinh t Ø TS. H Th Thu Nga -HBK b. Các  m ca phng pháp gia công không truyn thng • Gia công bt k loi vt liu có  n cao,  ng cao, kim loi hay phi kim loi (composites, thu tinh, thch anh, ruby, gm, cht do có  n cao… ) • Gia công d dàng các chi tit hình hc phc tp v  chính xác cao mà các phng pháp gia công c n khó hoc không th thc hi c • Không làm h ng b t gia công do ng sut d xut hin trong quá trình ct nh trong các pp gia công c n • Không cn s ng dng c có li ct,    ng a dng c không cn phi ln h  n chi tit • Tit kim nng lng, tit kim nguyên vt liu • D dàng gia công các b t hình dng phc tp, kích thc nh (micro, nano) v  chính xác cao TS. H Th Thu Nga -HBK • Nng sut bóc kim loi thp hn so vi phng pháp gia công ct gt, công sut riêng cao (HP/mm 3 .ph ) • Có th   chính xác cao vi t  gia công thp • Gia công các b t phc tp, b t nh trên mt chi tit ln • Trang b t tin,  u khin t ng • Trình  tay ngh a công nhân cao • Chuy ng gia công n gin ð t cu máy n gin • Tuy nhiên, các PPGCKTT không th thay th các PPGC truyn thng, s ng khi t hiu qu kinh t n so vi PPGCTT hoc không th thc hi c ng các PPGCTT Click to buy NOW! P D F - X C H A N G E w w w . d o c u - t r a c k . c o m Click to buy NOW! P D F - X C H A N G E w w w . d o c u - t r a c k . c o m TS. H Thu Nga -HBK 5 TS. H Th Thu Nga -HBK F a chn PPGCKTT phi da trên các u t sau: - Tính cht ca vt liu gia công cng nh hình ng, kích thc b t cn gia công - Các thông s quá trình gia công - Kh ng công ngh a pp gia công - Xem xét v t hiu qu kinh t và tác ng n môi trng TS. H Th Thu Nga -HBK c. Phân loi các phng pháp gia công c bit a trên c  ng lng a vào vùng gia công ð chia thành 4 nhóm gia công chính: • Nng lng c c: vt li c tách ra khi chi tit gia công nh tác dng ca dòng ht mài hoc cht lng hoc kt hp ht mài + cht lng vi t  cao • Nng lng n - hóa: s ng nng lng n kt p vi ph ng hóa h  tách vt liu (quá trình này ngc vi m n), cho nng sut cao • Nng lng hóa: s ng n mòn hóa h  tách lp t liu trên 1 phn chi tit, phn còn l c bo v • Nng lng nhiêt: s ng nng lng nhit tác dng lên mt din tích nh  t làm nóng chy hay bay hi p vt liu TS. H Th Thu Nga -HBK Các phng pháp gia công dùng c ng (Mechanical Energy Processes) • Gia công bng siêu âm (Ultrasonic machining - USM) • Ct bng tia nc (Water jet cutting - WJC) • Gia công bng dòng ht mài (Abrasive jet machining - AJM) • Gia công bng tia nc + ht mài (Abrasive water jet cutting - AWJC) TS. H Th Thu Nga -HBK Các phng pháp gia công n hóa (Electrochemical Machining Processes) • Gia công n hóa n mòn (Electrochemical machining –ECM) • Mài n hóa (Electrolytic grinding) • Khoan n (Electro Jet Drilling - EJD) Click to buy NOW! P D F - X C H A N G E w w w . d o c u - t r a c k . c o m Click to buy NOW! P D F - X C H A N G E w w w . d o c u - t r a c k . c o m TS. H Thu Nga -HBK 6 TS. H Th Thu Nga -HBK Các phng pháp gia công hóa (Chemical Machining Processes) • Phay hóa (Chemical milling - CM) • Gia công quang hóa (Photochemical machining - PCM) • Khc hóa (Etchant machining) TS. H Th Thu Nga -HBK Các phng pháp gia công dùng nng ng nhit (Electrothermal processes) • Gia công bng tia l n (Electric discharge machining - EDM) • Gia công bng dây tia l n (Wire electric discharge machining - Wire EDM) • Gia công bng chùm n t (Electron beam machining, EBM) • Gia công bng chùm tia laser (Laser beam machining, LBM) • Gia công bng plasma (Plasma arc machining, PAM) TS. H Th Thu Nga -HBK Ví d   1 s ppgc ktt TS. H Th Thu Nga -HBK Xu hng phát trin ca PPGCKTT: • Nghiên cu kt hp GCKTT vi các pp gia công t gt, hoc kt hp gia các PPGCKTT nhm  ích ci thin quá trình gia công, nâng cao ng sut tách vt liu (hybrid machining processes - HMP) Ví d: laser tr giúp các PPGC ct gt, mài n hóa, gia công siêu âm n hóa, gia công tia c + ht mài… Click to buy NOW! P D F - X C H A N G E w w w . d o c u - t r a c k . c o m Click to buy NOW! P D F - X C H A N G E w w w . d o c u - t r a c k . c o m TS. H Thu Nga -HBK 7 TS. H Th Thu Nga -HBK Ví d: Kt hp các phng pháp gia công KTT i pp gia công n hóa • EDM: gia công tia la n • ECU: siêu âm n hóa • ECM: gc n hóa • ECA: n hóa ht mài • ECAM: gc n hóa ht mài • ECDM: n hóa + tia  n • EDM: gc tia l n • ECH: mài siêu tinh n hóa • AJECM: gc n hóa+tia ht mài • LECM: gc n hóa+laser TS. H Th Thu Nga -HBK So sánh các c trng ca các phng pháp GC không TT (Theo tài liu “Các phng pháp gia công c bit”, inh V  -HCN) TS. H Th Thu Nga -HBK TS. H Th Thu Nga -HBK Click to buy NOW! P D F - X C H A N G E w w w . d o c u - t r a c k . c o m Click to buy NOW! P D F - X C H A N G E w w w . d o c u - t r a c k . c o m TS. H Thu Nga -HBK 8 TS. H Th Thu Nga -HBK Theo ASM TS. H Th Thu Nga -HBK So sánh kh ng công ngh a PPGCKTT và PPGC ct t TS. H Th Thu Nga -HBK 1.2. Phng pháp gia công bng siêu âm Ultrasonic Machining (USM) • Siêu âm là sóng àn hi có tn s  20 kHz –1GHz, (ngng tn s con ngi có th nghe c: 16 kHz)  ng dng ca siêu âm c chia thành 2 loi: –Công sut truyn âm nh (vài milliwatts n vài watts): dùng trong các dng c kim tra, o lng không phá y. Sóng siêu âm không làm tn h n chi ti c kim tra –Công sut truyn ln (vài W n vài KW): dùng trong phu thut, ty sch, hàn, ct, gia công TS. H Th Thu Nga -HBK Nguyênlýgiacôngbngsiêuâm: • Gia công bng siêu âm là truyn dao ng vào vùng ct vi tn s siêu âm, dao ng này va p vào ht mài  ht mài va p vào vùng ct và tách vt liu • Máy phát siêu âm 6 phát dao ng có n s :18 –25 kHz   bin t 5 (bin dao ng n thành dao ng  c)  Thanh truyn 4  u dngc3 • Biêndao ng sóng 5-10 m c khuch i bi thanh truyn 4 ð biên  dao ngcadngc: 25 - 80 m • Dung dchht mài 7  a liên tc vào vùng gia công • Chi tit 2 c gá trên bàn máy 1 có th di chuyn theo 2 phng vuông góc Click to buy NOW! P D F - X C H A N G E w w w . d o c u - t r a c k . c o m Click to buy NOW! P D F - X C H A N G E w w w . d o c u - t r a c k . c o m TS. H Thu Nga -HBK 9 TS. H Th Thu Nga -HBK   nguyên lý máy gia công siêu âm TS. H Th Thu Nga -HBK  ch tách vt liu ca quá trình gia công ng siêu âm: ð 2 c ch tác dng  tách vt liu: –Tác ng c khí: va p  u dng c vào ht mài ri truy n b t gia công ð t mài cào c mt gia công và tách t liu (tng t quá trình mài) –Mài mòn xâm thc: do s thay i áp sut trong lòng cht lng do dao ng ca n cc dng c ð có tác ng t i vi vt liu m hoc dng bt TS. H Th Thu Nga -HBK  ch tách vt liu TS. H Th Thu Nga -HBK   máy gia công siêu âm -transducer: b bin t (t gio), bin dao ng n thành dao ng c -Horn: b khuch i và truyn dao ng sang dng c Click to buy NOW! P D F - X C H A N G E w w w . d o c u - t r a c k . c o m Click to buy NOW! P D F - X C H A N G E w w w . d o c u - t r a c k . c o m TS. H Thu Nga -HBK 10 TS. H Th Thu Nga -HBK   và các thông s gia công siêu âm TS. H Th Thu Nga -HBK D H : ng kính l gia công ; D T : ng kính dng c d g : ng kính ht mài ng c không tip xúc trc tip chi tit mà luôn có khe h  0.025 - 0.075 mm (~ 3 d g ) TS. H Th Thu Nga -HBK Các thông s công ngh • Dng c: dng nh hình - Vt liu dng c: có  n mòn cao,  ng và  o cao ng thau, thép, thép không r, thép gió, thép hp kim… ): thép 45C, thép dng c Y8A, Y10A • Tn s dao ng ca dng c: trong khong 18 –40 kHz • Biên  dao ng dng c: là thông s  n quy nh hiu qu gia công, 10 –50 m • Bc tin gia công: t  nh tin theo phng z (trc dao) liên quan n t  t: –Thay i t 0.0025 to 0.1 mm/s –Ph thuc vào cng  siêu âm, tn s và biên  dao ng âm, vt liu gia công, dung dch ht mài… TS. H Th Thu Nga -HBK 0.0080.20Boron carbide 0.0100.25Tungsten carbide 0.0651.7Thch anh 0.0601.5Ceramic 0.0802.0Carbon-graphite 0.1253.2Thép 0.1503.8Thy tinh in./minmm/min Ttin dao Vt liu gia công Quan h gia t  tin dao và vt liu gia công Click to buy NOW! P D F - X C H A N G E w w w . d o c u - t r a c k . c o m Click to buy NOW! P D F - X C H A N G E w w w . d o c u - t r a c k . c o m [...]... th p n cao, b dày t 0.8 –25 mm, chính xác ±0.13 mm • th ng ng d ng c t v t li u m m, á, granit • C t v t li u kim lo i t m, composites dùng trong hàng không, c t v t li u nhi u l p • C t d i n c và dùng trong công nghi p tàu thuy n • C t các t m m ch nt • K t h p trong h th ng robots • C t th c ph m: gi m s gãy v a v t li u t 40 –60% xu ng < 2% • C t v t li u d ng l i (ví d : baby diapers) TS H Th Thu... gây c h i, d dàng th i và s ng l i, không gây b i b m ô nhi m môi tr ng Quá trình yêu c u th tích n c h n ch (100 –200 L/h) D ng c (vòi phun) không b mài mòn Không b nh h ng nhi t trong quá trình c t, phù h p khi gia công trong môi tr ng d gây cháy n Quá trình không gây c h i cho môi tr ng, phù h p gia công v t li u có tính b t : th y tinh, composistes, khoáng ch t (amian) Có th gia công c t li u có... gi m nhanh ð tan b t khí và KL nóng ch y b y ra kh i chi ti t 2: ch t l ng cách n ngu y KL ra và làm ngu i (tôi) b t chi ti t 3: KL b y ra ông c ng l i và phân tán vào dung d ch cách n N u không có th i gian t t xung v ð các m nh n KL s làm không nh tia l a n (gây h quang) 1: Hi u th dòng n làm ion hóa dung d ch cách n 4: chi ti t b nóng ch y, c gi i t i v trí do áp l c c a b t khí c) d o o c m C m... khác nhau và c nhúng vào dung ch n môi (là môi tr ng hình thành kênh d n tr ng cao) • Gi a 2 n c c luôn có khe h nh tao kênh d n • Khe h này c m b o trong su t quá trình gia công nh m duy trì s nh c a tia l n TS H Th Thu Nga - HBK • N ng l ng sinh ra trong m i l n phóng n (Joule): ð Khi t ng Vo ( n áp cung c p), Vs ( n áp m i) và C (tr kháng c a t ) thì cho n ng su t t ng nh ng bóng b t gi m ð Gi m... 0.20 0.008 0.87 0.23 0.30 0.012 2.0 0.52 0.35 0.014 2.6 0.70 (Eq 2) thu n v i bình ph ng t dòng ch y ð ng n ng c a 1 ph n t c có kh i l ng m (mV2/2 ) ð áp su t xác nh ng n ng trung bình c a 1 ph n t c trong tia n c • T i áp su t cao, các phân t c có ng n ng cao h n và có th > l c liên k t gi a các phân t t li u chi ti t ð áp su t n c ph i t ng khi gia công v t li u có n cao •Pt TS H Th Thu Nga - TS... ánh bóng, t y d u m các b t • Lo i b nhi m h t nhân •R ng và khuôn • Làm s ch b t chu n b cho ki m tra • T ng b n b t • Làm s ch ba via TS H Th Thu Nga - Ví d : C t tia n c k t h p h th ng robots dùng trong công nghi p xe h i TS H Th Thu Nga - ng d ng gia công tia n d o o c m C m w o d o w w w w w C lic k to bu y N O W ! PD O W ! PD t b ng tia n HBK c v t li u Composite cc t TS H Th Thu Nga - HBK 24... bu ng tr n ð vòi phun • Áp l c dòng dung d ch t 2000 – 3000 bar (200 –300 MPa) • Vòi phun có ng kính 0.75 – 2.5 mm • Công su t tia n c t 7-45 kW i vòi phun (70%) (30%) TS H Th Thu Nga - ng t c h t mài trong ng h i t TS H Th Thu Nga - gia công b ng tia n d o o c m C m w o d o w w w w w C lic k to bu y N O W ! PD O W ! PD HBK a quá trình • Áp l c n c, ng kính vòi phun n c ng, n c a v t li u • D ng v t... (a) ch o cánh tu c bin (b) Hình d ng cu i cùng c th c hi n b ng pp gia công n hóa TS H Th Thu Nga - HBK 26 c H F-XC A N GE H F-XC A N GE c u-tr a c k N y bu to k lic ng d ng gia công tia n c + h t mài trong quá trình phay và ti n d o o c m C m w o d o w w w w w C lic k to bu y N O W ! PD O W ! PD c u-tr a c k 1.4 Gia công b ng tia l n (Electric Discharge Machining - EDM) • Ph ng pháp gia công tia l... TS H Th Thu Nga - Nguyên lý gia công • chi ti t và d ng c c n i v i dòng n 1 chi u v i t n s 50 –500 KHz, n áp t 80-300V, c ng dòng n: 0.1 – 500A • chi ti t (n i v i c c +) và d ng c (n i v i c c -) t trong dung d ch cách n luôn có các ion chuy ng t do - Khi cho 2 n c c ti n g n nhau n 1 kho ng cách nh (0.01 –0.4mm) ð n tr ng gi a khe h n ð ion hóa dung d ch n môi, làm cho dung d ch tr nên d n ð hình... b u gi m, hình thành do nh h ng c n tr ng, dòng n c c l n (kênh d n c âm phát n t hút v c n) t i khe h ð phát tia l a ng ðch n môi b ion n làm nóng ch y và b c h i TS H Th Thu Nga - HBK hóa m nh KL ch trong quá trình tác ng xung (pulse-on) 2: hình thành dòng n khi ch t l ng ít cách nh n 3: Nhi ng khi dòng n t ng ð bay i ch t l ng, v t li u và n c c ð o thành kênh tia l n TS H Thu Nga - HBK c u-tr a . chn PPGCKTT phi da trên các u t sau: - Tính cht ca vt liu gia công cng nh hình ng, kích thc b t cn gia công - Các thông s quá trình gia công - Kh ng công ngh a pp gia. s ppgc ktt TS. H Th Thu Nga -HBK Xu hng phát trin ca PPGCKTT: • Nghiên cu kt hp GCKTT vi các pp gia công t gt, hoc kt hp gia các PPGCKTT nhm  ích ci thin quá trình gia. t càng gim ð •Chiu sâu l, thi gian gia công: thi gian gia công, chiu sâu l ng ð  chính gia công gim xác gim (do mài mòn dng c ng) •Khi gia công l, ng kính l thng ln