Bài giảng Phương pháp gia công bằng siêu âm nhằm trình bày các nội dung chính: nguyên lý gia công, sơ đồ nguyên lý gia công, các thiết bị và dụng cụ, các thông số công nghệ, một số công nghệ gia công bằng siêu âm, một số ứng dụng của sóng siêu âm.
AMBIENT/
Chủ đề:
Nội dung Text: Bài giảng Phương pháp gia công bằng siêu âm
- Nội dung
1. Khái niệm
2. Nguyên lý gia công
3. Sơ đồ nguyên lý gia công, các thiết bị và
dụng cu
4. Các thông số công nghệ
5. Một số công nghệ gia công bằng siêu âm
6. Một số ứng dụng của sóng siêu âm
- 1.Khái niệm
Sóng siêu âm là một dang cơ học trong
một môi trường nào đó và vượt quá giới
hạn nghe của con người ( 20 kHz – 1
GHz ).
Phương pháp gia công bằng siêu âm là
truyền dao động vào vùng cắt dưới tần số
siêu âm ( 15 – 20 kHz ).
- 2. Nguyên lý hoạt động
Hạt kim
Sóng siêu Hạt mài
Dụng cụ loại bên
âm được dao động
cắt. ngoài bề
tạo ra. tần số
mặt gia
cao,
công dao
hướng
Dung môi động và
vào mặt
có trộn bức ra
gia công
hạt mài. khỏi bề
mặt.
- 3. Sơ đồ nguyên lý gia công, các thiết bị
và dụng cụ
3.1.Sơ đồ nguyên lý gia công
1 Bàn máy
2 Chi tiết gia công
3 Dụng cụ
4 Thanh truyền
5 Bộ biến từ
6 Máy siêu âm
7 Hạt mài
Hình 3.1
- 3.2.Khái quát về thành phần từng chi
tiết:
3.2.1 Dụng cụ.
3.2.2 Đầu nối.
3.2.3 Thanh truyền sóng.
3.2.4 Bộ biến từ.
3.2.5 Máy siêu âm.
3.2.6 Hạt mài.
- Có hình dáng và kích thước theo yêu cầu
gia công.
Được lắp vào đầu thanh truyền nhờ đầu
nối.
Vật liệu là thép 45, thép dụng cụ Y8A,
Y10A…
- Giao tiếp giữa thanh truyền sóng và dụng
cụ.
Được chế tạo đặc biệt sao cho có thể lắp
được các dụng cụ vào thanh truyền sóng.
- Là bộ phận truyền dao động từ đầu từ
giảo cho dụng cụ.
Trong quá trình làm việc sinh nhiệt ở
đầu từ giảo cho nên phải giải nhiệt
bằng cách thổi gió hoặc lưu chuyển
bằng dòng chất lỏng.
Gây nên ứng suất cơ học lớn ở đầu từ
giảo.
Đầu chấu bắt dụng cụ cần đánh bóng
và bôi trơn một lớp mỡ mỏng khắp bề
- Nguyên lý làm việc: Dòng điện có tần số cao
của máy phát siêu âm được đưa vào cuộn dây
kích 2 tạo nên từ trường không thay đổi tác
động vào lõi 1 của bộ rung động ( lõi 1 được
chế tạo từ các tấm kim loại có tính từ giảo )
Để tạo tính từ giảo tốt hơn ta tạo thêm từ
trường không thay đổi nhờ 2 cuộn dây từ hóa
4 lắp trên lõi từ 3.
Dao động dọc xuất hiện do từ giảo trong bộ
rung động có biên độ từ 5 – 10 µm được
truyền qua thanh truyền 6.
Hình 3.2.4
- Là máy dùng để tạo ra sóng siêu âm.
- Dung dịch hạt mài được đưa vào giữa
dụng cụ cắt và mặt gia công.
Nó chuyển động với tần số cao nên va
đập lấy đi lượng kim loại trên bề mặt chi
tiết.
Hạt mài thường dùng là: Carbit Bo, carbit
Silic, corun, kim cương có cỡ từ 280 – 400
Chất lỏng mang hạt mài có dạng huyền
phù có thể là nước, dầu lửa, dầu công
nghiệp.
- 4. Các thông số công nghệ
4.1.Tốc độ cắt
4.2. Bước tiến gia công
4.3. Năng suất
4.4. Chất lượng bề mặt gia công
4.5. Độ chính xác gia công
- Tốcđộ cắt trong gia công siêu âm được
xác định theo công thức.
v = 5, 9. f ( s / H ).R.0, 5 y.0, 5
Trong đó:
f tần số dao động Hz.
H độ cứng bề mặt HBN
s ứng suất dụng cụ ( kg/mm2 )
R bán kính hạt ( mm )
y biên độ dao động ( mm )
- Để tách từng hạt vật liệu ra khỏi chi tiết
gia công thì dụng cụ phải di chuyển một
bước tiến S nào đó.
Đại lượng s phụ thuộc nhiều vào yếu tố
như: cường độ siêu âm, tần số, biên độ
dao động, vật liệu có kích thước Dh, năng
lượng liên kết elk.
- Được xác định bởi các thông số sau:
e tốc độ tiến dụng cụ ( mm/phút)
Vd khối lượng vật liệu lấy đi trong một đơn vị thời gian.
v thông số được xác định trên cơ sở thể tích phôi trung
bình.
Năng suất gia công phụ thuộc các yếu tố sau:
Chiều sâu gia công và mặt cắt ngang dụng cụ.
Biên độ và tần số dao động.
Tính chất cơ lý của vật liệu cần gia công.
Phụ tải tĩnh của dụng cụ và vật liệu gia công.
Loại bột mài và nồng độ nhũ tương của bột mài.
Cách cho nhũ tương vào bột mài.
Tiết diện, vật liệu và độ mài mòn của dụng cụ.
Độ sâu của lỗ.
- Chất lượng bề mặt gia công chỉ liên quan
đến độ nhám bề mặt.
Độ nhám bề mặt phụ thuộc vào:
Kích thước hạt mài.
Tính chất cơ lý của vật liệu gia công.
Biên độ dao động của dụng cụ.
Chất lỏng chứa bột mài.
- Những yếu tố phụ thuộc vào thiết bị và độ chính xác
điều chỉnh máy:
Sai số trong chuyển động theo hướng tiến dụng cụ và sự điều
chỉnh đầu dao so với bàn máy.
Sự ăn khớp và đồng trục của đầu giảo, dụng cụ và đầu nối.
Độ chính xác của chi tiết dùng để điều chỉnh máy.
Độ chính xác giữa dụng cụ và chi tiết gia công.
Các yếu tố phụ thuộc vào đặc tính công nghệ:
Kích cỡ hạt mài
Sự ổn định của khe hở giữa dụng cụ và vật liệu gia công.
Độ mòn, hình dáng hình học của dụng cụ.
Độ sâu gia công.
- 5. Một số công nghệ gia công bằng siêu
âm
5.1. Khoan, khoét, doa
5.2. Mài, cắt, xẻ rãnh bằng siêu âm
- Dụng cụ khoan dao động thẳng góc
với mặt gia công.
Dụng cụ có rãnh privit để dồn vật li ệu
được lấy đi.