Phương pháp gia công tia nước và tia nước có hạt mài

Phương pháp gia công tia nước và tia nước có hạt màiHiểu khái niệm gia công bằng tia nước và gia công bằng tia nước có hạt mài. Hiểu nguyên lý của 2 pp trênBiết về thiết bị và dụng cụ. Nắm chắc các thông số công nghệ. Biết ưu nhược điểm và phạm vi ứng dụng.

Trang 1

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

Click to buy NOW!

c

Trang 2

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

c

Trang 3

Biên soạn: Thạc sỹ Phạm Thanh Cường – Khoa Sư Phạm kỹ thuật - TNUT

CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG CƠ

A PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG BẰNG SIÊU ÂM

B PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG TIA NƯỚC

c

Trang 4

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG CƠ

Water Jet Cutting - WJC

1 Khái niệm

2 Nguyên lí gia công

3 Cơ sở lí thuyết

4 Thiết bị và dụng cụ

5 Các thông số công nghệ

6 Ưu điểm và phạm vi ứng dụng

c

Trang 5

Mục tiêu:

- Hiểu khái niệm gia công bằng tia nước

và gia công bằng tia nước có hạt mài.

- Hiểu nguyên lý của 2 pp trên

- Biết về thiết bị và dụng cụ.

- Nắm chắc các thông số công nghệ.

- Biết ưu nhược điểm và phạm vi ứng dụng.

c

Trang 6

1 Khái niệm

Hệ thốâng cắt bằng tia nước

c

Trang 7

- Gia công tia nước là phương pháp gia công dùng

tia nước công nghiệp có áp suất cao để bóc tách vật liệu gia công.

- PP gia công này thường dùng để cắt các vật liệu mềm như các-tông, da, vải, nhựa, thực phẩm hoặc cắt lá nhôm, inox, kính Ngoài ra cũng dùng để làm sạch, đánh bóng.

c

Trang 8

Gia công tia nước có hạt mài

c

Trang 9

- Gia công tia nước có hạt mài là phương pháp gia

công dùng tia nước công nghiệp kết hợp với hạt mài

có áp lực lớn để bóc tách vật liệu gia công.

- Do có thêm hạt mài nên khả năng cắt của phương

pháp này tốt hơn gia công bằng tia nước.

- Gia công tia nước có hạt mài thường để cắt các

loại vật liệu cứng hơn trong gia công tia nước như

thép không gỉ, gốm, titan, vật liệu composite.

c

Trang 10

2 Nguyên lí gia công

a Gia công bằng tia nước

Phun một thể tích lớn nước qua một đường ống nhỏ có tiết diện giảm dần Dòng nước được tăng áp suất rất lớn này đi ra khỏi ống phun và tác động một lực cắt lớn vào vật liệu gia công.

Aùp suất cực đại từ 2.108 Pa - 4.108 Pa Tại vị trí gia công sẽ xuất hiện các vết nứt nhỏ

do tác động của tia nước.

c

Trang 11

- Tia nước cuốn trôi các vật liệu gia công bị bóc tách.

- Vết nứt lại tiếp tục phát triển do tác động của tia nước và cứ như vậy cho tới khi vật liệu bị cắt hoàn toàn.

- Trong gia công bằng tia nước, vết cắt có độ rộng từ 1mm đến 1,5mm

c

Trang 12

Sơ đồ nguyên

lí gia công

bằng tia nước

Bơm tăng áp

c

Trang 13

Sơ đồ nguyên

c

Trang 14

Đầu gia công tia nước

c

Trang 15

Đầu gia công tia nước

c

Trang 16

b Nguyên lí gia công tia nước có hạt mài

c

Trang 17

c

Trang 18

Nguyên lí gia công tia nước có hạt mài

c

Trang 19

Nguyên lí gia công tia nước có hạt mài 1984

c

Trang 20

Đầu gia công tia nước có hạt mài

c

Trang 21

- Gia công tia nước có hạt mài: hạt mài được trộn với nước trước khi được phun tra ngoài.

- Vận tốc của dòng nước rất cao sẽ tạo ra vùng chân không và hút hạt mài từ ngoài vào mà không cần bất cứ một máy nào khác để đưa dòng hạt mài vào.

- Tia dung dịch này thông thường được đẩy bằng khí nén nhằm mục đích tăng tốc độ của dòng chảy.

c

Trang 22

Trong gia công tia nước có hạt mài

- Hạt mài trong dòng tia là cung cấp lực mài mòn;

- Tia nước là có tác dụng đưa hạt mài đến chi tiết

gia công để mài mòn

- Tia nước mang cả dòng hạt mài và vật liệu bị mài

mòn ra khỏi vùng làm việc.

- Bề mặt trước khi gia công phải được làm sạch.

c

Trang 23

Gia coâng loã thoâng

c

Trang 24

* Nguyên lí trộn hạt mài với tia nước

- Hạt mài được đưa vào sau giai đoạn hình thành tia nước áp suất cao (phổ biến)

- Hạt mài được đưa vào trước quá trình hình thành tia nước (không phổ biến).

c

Trang 25

- Hạt mài được đưa

vào sau giai đoạn

hình thành tia nước

áp suất cao (phổ

c

Trang 26

- Hạt mài được đưa vào

trước quá trình hình thành

tia nước (không phổ biến).

c

Trang 27

Nguyên lí trộn hạt mài vào tia nước

c

Trang 28

Quan hệ giữa đường kính ống tập trung và áp suất bơm

c

Trang 29

Quan hệ giữa lưu lượng khối lượng hạt mài và hình dáng hình học ống tập trung

c

Trang 30

Quan hệ gữa lưu lượng thể tích không khí, lưu lượng khối

lượng hạt mài và sự thay đổi áp suất

c

Trang 31

Aûnh hưởng các thông số lên sự vỡ các phần tử rắn û

a) Vận tốc

tác động và

góc tác động

c

Trang 32

Aûnh hưởng các thông số lên sự phân huỷ phần tử hạt mài

c

Trang 33

c

Trang 34

c

Trang 35

3 Cơ sở lí thuyết của gia công tia nước

và tia nước có hạt mài

Gia công bằng tia nước và tia nước có hạt mài có đặc điểm, cấu tạo, nguyên lí làm việc tương tự nhau.

Cơ sở lý thuyết: dựa trên tác độïng cơ học như va đập, cọ xát, bắn pháù của phân tử nước hoặc phân tử nước kết hợp với hạt mài áp suất cao, tạo ra áp lực lớn tác động vào bề mặt chi tiết, phá vỡ lựïc liên kết phân tử bề mặt và đánh bật, bóc tách được các phân tử đó ra khỏi chi tiết, tạo ra sự phá hủy và bóc tách vật liệu.

c

Trang 36

4 Thiết bị và dụng cụ

Máy gia công tia nước gồm:

- Cơ cấu đầu cắt và buồng cắt

- Hệ thống trữ và lọc nước.

- Hệ thống bơm tạo và tăng áp.

- Hệ thống tích áp và dẫn áp

c

Trang 37

Máy gia công tia nước

- Đầu cắt và buồng cắt

- Hệ thống tạo và tăng áp

- Hệ thống trữ và lọc nước

- Hệ thống tích áp và dẫn

nước áp suất cao

c

Trang 38

Máy gia công tia nước có hạt mài

c

Trang 39

Hệ thống bơm tạo và tăng áp

c

Trang 40

Có 3 loại bơm tăng áp

- Bơm trực tiếp

- Bơm piston

- Bơm trục khuỷu

c

Trang 41

Bơm trực tiếp: được dùng cho các trường hợp

áp suất thấp như để làm

sạch, đánh bóng bề mặt,

rửa sách bề mặt, khắc

c

Trang 42

Bơm piston

Bơm có 1 xilanh chính tác dụng kép được dẫn động bởi hệ thống thuỷ lực và 2 xilanh phụ ở 2 đầu để bơm tăng áp suất cho nước.

Được dùng khi

c

Trang 43

Bơm trục khuỷu

- Có thể tạo áp suất đến 345 Mpa.

- Bơm này có hiệu

suất cao hơn bơm

c

Trang 44

Sơ đồ của hệ thống bơm và cung cấp nước

c

Trang 45

Kết cấu một bộ tăng áp đơn giản (Bộ tăng áp đơn)

c

Trang 46

Bộ tăng áp tác động kép

c

Trang 47

Cơ chế hoạt động của bộ tăng áp tác động kép

c

Trang 48

Cơ chế hoạt động của một bộ tăng áp tác động kép

c

Trang 49

Cơ chế hoạt động của một bộ tăng áp tác động kép

c

Trang 50

Đầu cắt và vòi phun

c

Trang 51

Đầu cắt – vòi phun

c

Trang 52

Đầu cắt bằng tia nước

c

Trang 53

Đầu cắt tia nước có hạt mài

c

Trang 54

c

Trang 55

c

Trang 56

c

Trang 57

Đầu phun không điều chỉnh tiết diện

- Đường kính 0,1-0,4 mm.

- Chịu áp suất 400 MPa

- Tốc độ phun: 900 m/s

- Đầu phun có vòng kẹp và vòi phun.

- Vòng kẹp làm bằng thép không rỉ, và

vòi phun được làm bằng ngọc bích, hồng ngọc hay kim cương.

c

Trang 58

Đầu phun có điều chỉnh tiết diện

1) Thân chính 2,5) Thân dưới 3) Thân sau 4,9) Đai ốc

5) Ống phun 6) Vòng đệm trung gian 7) Ống

8) Vòi phun khí nén

10, 13) Đai ốc móc 11,14) Miếng đệm

c

Trang 59

Cơ cấu phun để gia công lỗ

c

Trang 60

Bộ tạo tia

Các thông số ảnh hưởng tới hình thành tia nước:

Đường kính vòi, chiều dài cổ tạo tia, góc co lỗ

c

Trang 61

Aûnh hưởng của góc co lỗ và đường kính

c

Trang 62

Aûnh hưởng chiều dài tia so với chiều dài cổ bộ tạo tia

c

Trang 63

Aûnh hưởng của hình dạng góc vào vòi lên áp suất vòi ở các chiều dài tia khác nhau

c

Trang 64

Bộ trộn trong gia công tia nước có hạt mài

c

Trang 65

Bộ trộn trong gia công tia nước có hạt mài

c

Trang 66

Cơ chế cấp hạt dựa vào trọng lượng.

c

Trang 67

Cơ chế cấp hạt cưỡng bức bằng khí

c

Trang 68

Thùng chứa và cấp hạt mài

c

Trang 69

Máy gia công

c

Trang 70

a) Máy gia công tia nước

Aùp suất nước:

p = (1÷4)10 3 , p = (4÷9)10 3 (bar)

Đường kính vòi phun: Φ 0,1÷0,4 mm

Chiều dày cắt không quá 15mm

Lưu lượng nước: 3-5 lít/phút

Tốc độ tia nước: 900m/s

Lọc nước tếâ vi: 5÷10 μm.

Đầu cắt: ngọc bích hoặc kim cương

c

Trang 71

b) Máy gia công tia nước có hạt mài

Có 2 loại:

-Loại thùng hạt mài không có áp suất:

Cắt được ở độ sâu không quá 20m

- Loại thùng hạt mài có áp suất

Cắt được ở độ sâu 1000m

Hạt mài Al 2 O 3 và SiO 2

Đường kính hạt mài 0,07÷0,08 mm

Aùp suất 2000 bar

c

Trang 72

Máy gia công tia nước có hạt mài

c

Trang 73

Có 6 PP cấp dung dịch hạt mài

c

Trang 74

Cấp dung dịch hạt mài lên cao và

tới bề mặt gia công

bằng cơ cấu phun

nhờ khí nén dung

dịch hạt mài tới đầu

phun.

PP cấp dung dịch hạt mài tới đầu phun

c

Trang 75

Dung dịch hạt mài tự chảy tới cơ

cấu phun và được

phun nhờ khí nén

c

Trang 76

Thiết bị cấp dung dịch hạt mài nhờ áp lực của khí nén

c

Trang 77

c

Trang 78

Thiết bị cung cấp dịch hạt mài

nhờ máy bơm và

c

Trang 79

Thiết bị cấp dung

dịch hạt

mài nhờ

máy bơm

và rôto

c

Trang 80

c) Máy tia nước CNC

c

Trang 81

5 Các thông số kĩ thuật

5.1 Gia công bằêng tia nước

- Khoảng cách gia công,

- Đường kính các vòi phun,

- Áp suất nước

- Tốc độ cắt

c

Trang 82

Khoảng cách gia công là khoảng cách giữa đầu vòi phun và bề mặt gia công.

Khoảng cách này nên nhỏ để tránh tia nước bị phân tán.

Khoảng cách gia công điển hình là 3,2 mm.

c

Trang 83

Đường kính lỗ vòi phun ảnh hưởng đến độ chính xác của quá trình cắt lỗ vòi.

Đường kính vòùi: 0,1mm - 0,4mm Vật liệu mỏng: vòi phun nhỏ , áp thấp Vật liệu dày: vòi phun lớn hơn, áp cao hơn.

c

Trang 84

Tốc độ cắt khoảng từ 5mm/s - 500 mm/s Áp suất: p = (1÷4)103, p = (4÷9)103 (bar) Phạm vi gia công : từ 1,6 mm - 305 mm Độ chính xác là ± 0,13 mm

c

Định dạng
Số trang	123
Dung lượng	12,79 MB