Đang tải... (xem toàn văn)
Tìm hiểu về phương pháp gia công hỗ trợ của siêu âm; nguyên lý hoạt động của thiết bị; Cách thức, phương pháp sử dụng để tạo ra sóng siêu âm đưa vào vùng gia công Các ứng dụng phương pháp gia công truyền thống với gia công siêu âm > gia công hỗ trợ của siêu âm
GIA CÔNG HỖ TRỢ CỦA SIÊU ÂM Phương pháp gia công hỗ trợ siêu âm (UAM –Ultrasonic Assisted Machining) chất phương pháp gia công truyền thống (Phay, tiện, khoan, mài…) Ngồi chuyển động cắt thơng thường, dao cấp dao động với tần số siêu âm( 16 – 30KHz, biên độ 5—10um), qua biến lực cắt tĩnh thành xung lực, làm thay đổi chế độ cắt so với gia công truyền thống Gia công hỗ trợ siêu âm Siêu âm tần số ứng dụng gia công Phương pháp tạo dao động siêu âm Đưa dao động có tần số siêu âm vào dụng cụ Một số phương pháp gia công hỗ trợ siêu âm Khả công nghệ gia công hỗ trợ siêu âm GIA CÔNG HỖ TRỢ CỦA SIÊU ÂM - Phân biệt gia công hỗ trợ siêu âm gia công siêu âm Gia công hỗ trợ siêu âm • Dụng cụ có cạnh (lưỡi cắt) • Khơng sử dụng dung dịch chứa hạt mài • Dao động dụng cụ trùng khơng trùng hướng di chuyển dụng cụ Gia cơng siêu âm • Dụng cụ khơng có cạnh (lưỡi cắt) • Sử dụng dung dịch chứa hạt mài • Dao động dụng cụ trùng với hướng di chuyển dụng cụ SIÊU ÂM VÀ ỨNG DỤNG TRONG GIA CƠNG Siêu âm có âm có tần số cao tần số tối đa mà tai người nghe thấy Tần số tối đa tùy vào người, thơng thường vào cỡ 20 kHz Dải tần số âm Phương pháp gia công siêu âm hỗ trợ siêu âm truyền dao động có tần số siêu âm (16 – 30KHz) vào vùng cắt Siêu âm tạo dựa hiệu ứng từ giảo hiệu ứng áp điện PHƯƠNG PHÁP TẠO RA DAO DỘNG CÓ TẤN SỐ SIÊU ÂM Hiệu ứng từ giảo (Áp từ): Hiệu ứng ống vật liệu từ đặt từ trường song song với trục dọc nó, chiều dài bị biến đổi Chúng ta lợi dụng biến đổi kích thước để tạo siêu âm Hiệu ứng từ giảo c im Công suất tới 2,6kW Loại dùng lõi Ni hợp kim Ni, hiệu suất đạt (20-35%), nên cần hệ thống làm nguội PHNG PHP TO RA DAO DỘNG CÓ TẤN SỐ SIÊU ÂM Hiệu ứng áp điện (piezoelectric) hiệu ứng thuận nghịch, xảy số chất rắn thạch anh, gốm kỹ thuật, Khi đặt áp lực bề mặt khối chất rắn phát sinh điện , ngược lại tích điện lên bề mặt khối co dãn, làm thay đổi chiều dài Hiệu ứng áp điện (Phát sinh điện bị biến dạng) Đặc điểm: Công suất 900W, hiệu suất cao (đến 95%) ĐƯA DAO ĐỘNG CÓ TẦN SỐ SIÊU ÂM VÀO DỤNG CỤ CẮT Dao động siêu âm đưa vào phơi (AWS) dụng cụ cắt (ATS) Nguyên lý chung ATS Nguồn điện Bộ tạo dao động siêu âm Bộ khuếch đại Mơ hình dụng cụ khoan hỗ trợ siêu âm Dụng cụ ĐƯA DAO ĐỘNG CÓ TẦN SỐ SIÊU ÂM VÀO DỤNG CỤ CẮT Dao động dụng cụ hướng di chuyển dụng cụ Có thể chia UAV thành loại dựa phương dao động dụng cụ cắt MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG HỖ TRỢ CỦA SIÊU ÂM Phay , mài hỗ trợ siêu âm Dụng cụ cắt truyền thống Phay , mài hỗ trợ siêu âm Dụng cụ gắn hạt kim cương MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG HỖ TRỢ CỦA SIÊU ÂM Khoan hỗ trợ siêu âm Minh họa q trình gia cơng khoan hỗ trợ siêu âm MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG HỖ TRỢ CỦA SIÊU ÂM TIỆN HỖ TRỢ CỦA SIÊU ÂM TIỆN HỖ TRỢ CỦA SIÊU ÂM Minh họa giai đoạn chu trình cắt Giảm lực cắt trung bình Tuy nhiên, tăng tốc độ cắt, khả dụng cụ đảo chiều khơng còn, q trình cắt liên tục Do với dụng cụ, tốc độ cắt, chiều sâu cắt, tốc độ ăn dao tần số, biên độ dao động siêu âm dụng cụ cắt phải phù hợp với [1] KHẢ NĂNG CÔNG NGHỆ GIA CÔNG HỖ TRỢ CỦA SIÊU ÂM Có thể gia cơng nhiều loại vật liệu có độ bền cao, cứng, giòn CFRP: carbon fibre reinforced plastic KHẢ NĂNG CÔNG NGHỆ GIA CÔNG HỖ TRỢ CỦA SIÊU ÂM Tốc độ cắt thực tế lớn tốc độ cắt tĩnh, thay đổi chế biến dạng tạo phoi Tăng tốc độ cắt khoan hợp kim Ti với P =127,5N, d=3mm, n=125v/ph, f=20kHz, a=10μm Tác dụng giảm lực cắt khoan vật liệu composite sợi cao su KHẢ NĂNG CÔNG NGHỆ GIA CÔNG HỖ TRỢ CỦA SIÊU ÂM Do dao không thường xuyên tiếp xúc với phôi nên điều kiển truyền nhiệt tốt Q trình cắt hỗ trợ siêu âm KHẢ NĂNG CƠNG NGHỆ GIA CÔNG HỖ TRỢ CỦA SIÊU ÂM Tăng độ bóng bề mặt Hỗ trợ Siêu âm Khơng hỗ trợ siêu âm KHẢ NĂNG CÔNG NGHỆ GIA CÔNG HỖ TRỢ CỦA SIÊU ÂM Tăng độ cững vững chi tiết dạng mỏng Hỗ trợ siêu âm Không hỗ trợ siêu âm Khoan chi tiết dạng mỏng (Khả gia cơng chi tiết mỏng) KHẢ NĂNG CƠNG NGHỆ GIA CƠNG HỖ TRỢ CỦA SIÊU ÂM Có thể tăng diện tích gia cơng cách tăng suất diện tích bề mặt phát sóng đầu từ tạo siêu âm, nhiên phải giải vấn đề âm học phức tạp - Phối hợp gia công siêu âm, gia công tia lửa điện (ultrasonicassisted-edm: Tăng tốc độ bóc tách vật liệu, nâng cao độ bóng bề mặt, giảm hồ quang, giảm tượng ngắn mạch [6] ), gia công điện hóa để tăng suất, giảm hao mòn dùng cụ Xu hướng phát triển: - Các vấn đề tăng suất đầu phát siêu âm, ghép nối dụng cụ TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Sharma & Pandey, Recent advances in ultrasonic assisted turning: A step towards sustainability , Cogent Engineering (2016) [2] Shaolin XU, Tsunemoto KURIYAGAWA, Keita SHIMADA, Masayoshi MIZUTANI Recent advances in ultrasonic-assisted machining for the fabrication of micro/nano-textured surfaces [3] Đinh Văn Đệ, Phương pháp gia công đặc biệt, Trường Đại học Công nghiệp TP.HCM [4] Q.H Zhang, J.H Zhang, S.F Ren, J.X Deng, X Ai, Study on technology of ultrasonic vibration aided electrical discharge machining in gas [5] Helen ASCROFT, Stuart BARNES, Aishah Najiah DAHNEL, ULTRASONIC ASSISTED MACHINING, The 17 th International Conference on Machine Design and Production [6] https://prezi.com/dckge09mapem/ultrasonic-assisted-edm/ Gia công tia lửa điện hỗ trợ siêu âm ... cụ trùng với hướng di chuyển dụng cụ SIÊU ÂM VÀ ỨNG DỤNG TRONG GIA CƠNG Siêu âm có âm có tần số cao tần số tối đa mà tai người nghe thấy Tần số tối đa tùy vào người, thơng thường vào cỡ 20 kHz... đổi chiều dài Hiệu ứng áp điện (Phát sinh điện bị biến dạng) Đặc điểm: Công suất 900W, hiệu suất cao (đến 95%) ĐƯA DAO ĐỘNG CÓ TẦN SỐ SIÊU ÂM VÀO DỤNG CỤ CẮT Dao động siêu âm đưa vào phơi (AWS)... KHẢ NĂNG CÔNG NGHỆ GIA CÔNG HỖ TRỢ CỦA SIÊU ÂM Có thể gia cơng nhiều loại vật liệu có độ bền cao, cứng, giòn CFRP: carbon fibre reinforced plastic KHẢ NĂNG CÔNG NGHỆ GIA CÔNG HỖ TRỢ CỦA SIÊU