TẬP SAN CLB CHẾ TẠO MÁY 7

Chia sẻ: Nguyễn Trần Cường | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:30

Thêm vào BST

Báo xấu

138
lượt xem 42
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tham khảo tài liệu 'tập san clb chế tạo máy 7', kỹ thuật - công nghệ, cơ khí - chế tạo máy phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: TẬP SAN CLB CHẾ TẠO MÁY 7

CH T O MÁY 7 S N I SAN C A CÂU L C B CH T O MÁY 11 − 2010 CHÀO M NG NGÀY NHÀ GIÁO VI T NAM 20-11
Ch u trách nhi m xu t b n PGS.TS. Nguy n Văn Nh n T ng biên t p TS. Nguy n Văn Tư ng Ban biên t p TS. Nguy n Văn Tư ng ThS. Nguy n H u Th t ThS. Ngô Quang Tr ng Copyright © 2010 b i Khoa Cơ khí, ð i h c Nha Trang 02 Nguy n ðình Chi u, Nha Trang, Khánh Hòa ðT: 058.3832068 058, Fax: 058.3831147
HO T ð NG C A CÂU L C B TÌNH HÌNH HO T ð NG CÂU L C B CH T O MÁY Nguy n Văn Tư ng Câu l c b Ch t o máy ñư c thành l p vào tháng 09 năm 2003 nh m t o m t sân chơi trí tu b ích cho cán b tr và sinh viên ngành Ch t o máy. Sau hơn 2 năm ho t ñ ng Câu l c b ñã cho ra ñ i 6 n i san chuyên ngành và ñã th c hi n nhi u ho t ñ ng chuyên môn h u ích như t ch c các h i th o do các chuyên gia trong và ngoài nư c thuy t trình, các cu c thi Olympic cho sinh viên, gi ng d y mi n phí m t s ph n m m chuyên d ng c a ngành, t ch c cho sinh viên th c hành ño lư ng ñ tham gia các cu c thi hàng năm do hãng Mitutoyo (Nh t B n) t ch c t i Vi t Nam. Có th nói các ho t ñ ng c a Câu l c b là h t s c thi t th c và ñư c ñông ñ o cán b tr trong khoa Cơ khí và sinh viên tham gia. Ngoài các thành viên chính, Câu l c b còn thu hút nhi u c ng tác viên là các c u sinh viên c a Trư ng, các k sư, cán b k thu t c a nhi u công ty v ch t o máy Nha Trang. Qua hơn hai năm ho t ñ ng, Câu l c b ñã ra m t 6 n i san chuyên ngành, t ch c 5 cu c thi Olimpic ch t o máy v i nhi u ch ñ khác nhau cho sinh viên t t c các chuyên ngành Cơ khí. Các ho t ñ ng c a Câu l c b ñã ph n nào giúp m t s gi ng viên tr t tin hơn trong công vi c thông qua nh ng ho t ñ ng như d ch thu t tài li u chuyên ngành, làm vi c v i chuyên gia trong và ngoài nư c, vi t báo,… N i san c a Câu l c b ñư c r t nhi u sinh viên ch n ñ c và mong ch s m i. T khi các s n i san ñư c online trên trang web c a b môn, nhi u bài vi t c a n i san ñã ñ n v i ñ c gi kh p m i mi n ñ t nư c. Nhi u bài vi t chuyên môn ñư c sinh viên m t s trư ng ñ i h c trong nư c s d ng làm tài li u tham kh o trong lu n văn t t nghi p ho c ti u lu n các môn chuyên ngành. Nhi u bài vi t c a n i san ñư c nhi u di n ñàn v cơ khí trong nư c ñăng l i. Vào năm 2005, do m t s thành viên ch ch t c a Câu l c b b n h c t p nâng cao trình ñ và tìm ki m h c b ng ñi h c nư c ngoài nên m i ho t ñ ng c a Câu l c b ñ u b t m d ng. Sau m t th i gian dài gián ño n, nay Câu l c b Ch t o máy ñã ho t ñ ng tr l i khi mà m t s thành viên c a Câu l c b ñã hoàn thành các khóa h c và ñã tr v Vi t Nam. Hi n t i, phương châm ho t ñ ng c a Câu l c b v n theo ñ án thành l p Câu l c b ñã ñư c Hi u trư ng duy t trư c ñây là thúc ñ y phong trào h c t p và nghiên c u khoa h c c a sinh viên và gi ng viên ngành Ch t o máy. ð nâng cao hi u qu các m t ho t ñ ng, trong th i gian s p t i Câu l c b s chú tr ng thêm m t s v n ñ sau: - Liên k t ch t ch v i ðoàn khoa Cơ khí ñ h tr ðoàn khoa trong m t s sinh ho t liên quan ñ n chuyên môn c a ðoàn, ñ ng th i giúp qu ng bá hình nh c a Câu l c b m t cách sâu r ng trong toàn th sinh viên ngành Cơ khí. - Tăng cư ng các ho t ñ ng nh m rèn luy n m t s k năng thi t y u cho sinh viên như ñ c và d ch ti ng Anh chuyên ngành, s d ng m t s ph n m m chuyên ngành, vi t h sơ và tr l i ph ng v n khi xin vi c. -1-
HO T ð NG C A CÂU L C B NHÂN S C A CÂU L C B CH T O MÁY Nguy n Văn Tư ng Hi n t i tình hình nhân s c a B môn Ch t o máy có nhi u thu n l i. S lư ng cán b c a b môn là 19 ngư i v i ña s cán b có tu i ñ i dư i 40. S cán b tr này s là nh ng thành ph n c t cán c a Câu l c b Ch t o máy. Theo s phân công c a B môn, nhân s c a Câu l c b như sau: TT H và Tên H cv Ch c danh 1 Nguy n Văn Tư ng Ti n sĩ Ch nhi m 2 ð ng Xuân Phương NCS t i Hàn Qu c Phó Ch nhi m 3 Tr n Doãn Hùng NCS t i C ng hòa Séc Thành viên 4 Nguy n H u Th t Th c sĩ Thành viên 5 Nguy n Th ng Xiêm NCS t i C ng hòa Séc Thành viên 6 Ngô Quang Tr ng Th c sĩ Thành viên 7 Nguy n Văn Hân K sư Thành viên 8 Bùi ð c Tài K sư Thành viên 9 Vũ Ng c Chiên K sư Thành viên 10 Nguy n Minh Quân K sư Thành viên 11 Mai Nguy n Tr n Thành K sư Thành viên CU C THI OLYMPIC CH T O MÁY 2010 Nguy n Văn Tư ng Trong tháng 10/2010 Câu l c b Ch t o máy k t h p v i ðoàn Khoa Cơ khí ñã t ch c thành công cu c thi Olympic Ch t o máy cho sinh viên ngành Cơ khí. Có hơn 80 sinh viên thu c các l p 51 CKCðT (ngành Cơ ñi n t ) và 51 CKCT (ngành Ch t o máy) tham d cu c thi. N i dung thi ch gói g n trong môn h c K thu t ño ñang ñư c tri n khai gi ng d y cho hai l p này. K t qu c a cu c thi như sau: Gi i nh t: Nguy n Ng c Cư ng, l p 51CKCT Gi i nhì: Tr nh Tr ng Trư ng, l p 51CKCT Gi i ba: Ph m H i H c , l p 51CKCð Gi i khuy n khích: Nguy n Như Chi n, l p 51CKCð Nguy n M nh H c, l p 51CKCT Ph m ðình Nghi p, l p 51CKCT Ph m Tuân, l p 51CKCð Nguy n Ng c Vũ, l p 51CKCT T ch c các cu c thi Olimpic là m t trong nh ng ho t ñ ng thư ng xuyên c a Câu l c b nh m thúc ñ y phong trào h c t p c a sinh viên. D ki n trong h c kỳ t i Câu l c b s t ch c hai cu c thi Olympic cho t t c sinh viên ngành cơ khí (k c sinh viên ñang h c t i Khoa K thu t tàu th y). -2-
CÔNG NGH VÀ NG D NG CÔNG NGH C T KIM LO I B NG TIA NƯ C ÁP SU T CAO Ths. Nguy n H a Th t 1. Khái ni m v tia nư c áp su t cao Dòng tia là dòng ch y ñư c gi i h n b i t t t c các phía b ng ch t l ng ho c khí, hay nói theo cách khác, dòng tia chính là dòng ch y mà t t t c các phía ñ u là m t t do. Tia nư c áp su t cao (TNASC) chính là dòng tia có v n t c c c l n. Dòng tia này ñư c t o nên b i thi t b bơm cao áp, nư c ñư c nén v i áp su t cao sau ñó ñư c ñ y qua ñư ng ng cao áp r i thoát ra ngoài qua ñ u phun, ñ u phun có ñư ng kính nh hơn nhi u l n so v i ñư ng kính ñư ng ng cao áp. Quá trình t o TNASC chính là quá trình chuy n hóa năng lư ng, ñ u tiên là tích lũy năng lư ng sau ñó là v n chuy n năng lư ng, cu i cùng là gi i phóng năng lư ng. 2. Phân lo i công ngh tia nư c áp su t cao Vi c phân lo i công ngh TNASC d a trên thành ph n c a tia nư c. D a trên thành ph n c a tia, TNASC ñư c chia thành hai lo i: - Tia nư c thu n khi t (Pure Waterjet – WJ). - Tia nư c tr n h t mài (Abrasive Waterjet – AWJ) Tia nư c thu n khi t ñư c ph n l n ñư c dùng trong làm s ch và c t các v t li u m m. Tia nư c tr n h t mài ñư c chia làm hai lo i: - Tia nư c tr n h t mài không áp (Abrasive Water Injection Jet – AWIJ). - Tia nư c tr n h t mài có áp (Abrasive Water Suspension Jet – AWSJ). 3. Nguyên lý gia công Trong phương pháp tr n h t mài không áp, h t mài ñư c tr n t i bu ng tr n ngay sau ñ u phun (hình 1). H t mài ñư c hút vào bu ng tr n do s chênh l ch áp su t r i ñi qua ng h i t r i b n ra ngoài qua ñ u phun. Phương pháp c p h t mài trong chu trình này là h , ngoài h t mài ñư c hút vào bu ng tr n, còn có m t lư ng không khí khá l n b hút vào. Do ñó thành ph n c a tia nư c bao g m: nư c, h t mài và không khí. Tia nư c tr n h t mài có áp (AWSJ): Tia nư c tr n h t mài có áp ñư c t o ra theo 3 nguyên lý: - Nguyên lý tr c ti p. - Nguyên lý gián ti p. - Nguyên lý ñư ng nhánh. Trong phương pháp tr n h t mài có áp, h t mài ñư c c p theo chu trình kín nên thành ph n c a tia nư c ch g m: nư c và h t mài, ñây cũng chính là nguyên nhân ñem -3 -
CÔNG NGH VÀ NG D NG l i hi u qu c a c t b ng tia nư c tr n h t mài có áp. Hình 2. Nguyên lý tr n h t mài có áp. Nguyên lý tr c ti p: H t mài ñư c tr n l n cùng v i nư c và bơm tr c ti p t bơm cao áp ra vòi phun. Nguyên lý này ñư c phát minh vào năm 1965, th nghi m áp su t 690bar. Ngày nay phương pháp này không ñư c dùng do tính mài cao c a h t mài trong quá trình bơm. Nguyên lý gián ti p: H t mài ñư c tr n v i nư c không áp thành dung d ch d ng huy n phù, dung d ch này ñư c ñưa vào bình ch a và nén tr c ti p b ng pittông t i vòi phun. Nguyên lý này ñư c th nghi m v i áp su t 3790bar. Tuy nhiên phương pháp này có như c ñi m là kh năng ñ nh lư ng và s phân ph i ñ ng ñ u c a h t mài trong dung d ch tr n. Nguyên lý ñư ng nhánh: H t mài ñư c tr n trong thùng nén có áp và ñư c n i v i ñư ng ng chính có áp nh nhánh chia. Lư ng h t mài ñư c phân ph i nh m t van ñ nh lư ng, khi ñó lư ng h t mài tr n v i nư c ñư c phân ph i ñ ng ñ u. Nguyên lý này ñư c phát minh vào năm 1986. Phương pháp này có th ñi u ch nh ñư c lư ng h t mài tr n v i nư c khá chính xác, t o ñ n ñ nh trong gia công nâng cao ch t lư ng và hi u su t m ch c t. 4. H th ng c t b ng tia nư c áp su t cao H th ng c t b ng TNASC có sơ ñ như hình 3, g m có: 01: Ngu n nư c (b nư c), 02: C m t o áp (ñ ng cơ ñi n/diesel, bơm nư c áp su t cao, h th ng ñư ng ng, van, …), 03: H th ng ñư ng ng cao áp, 04: Ph u ch a h t mài, 05: H th ng c p h t mài, 06: ð u c t, 07: Phôi, 08: Bàn máy, 09: B thu h n h p nư c và h t mài, 10: H th ng x lý h t mài. 5. Ưu như c ñi m c a công ngh c t b ng tia nư c áp su t cao -4 -
CÔNG NGH VÀ NG D NG - Ư u ñi m : - Có th c t ñư c h u h t t t c các lo i v t li u như: Thép, h p kim, các kim lo i màu, v t li u g m nhân t o, composit, ñá, kính, cao su, v t li u ñư c c u t o g m nhi u l p khác nhau. - Trong quá trình c t sinh nhi t r t nh , không sinh b i, ph n ng hóa h c, thân thi n và không gây ô nhi m môi trư ng, c i thi n môi trư ng làm vi c. - Có th c t ñư c các v t li u nh y c m v i nhi t (m t s ch t d o). - ðư c dùng trong c t phá, tháo g bom mìn ñ n dư c, tháo d lò ph n ng h t nhân. - Ch t lư ng m ch c t cao. - L c c t và ph n l c nh , ñơn gi n cho ñ gá. - Như c ñi m: - Giá thành ñ u tư thi t b cao. - Chi phí b o dư ng b o trì cao. - Giá thành s d ng cao. - ði u ki n an toàn v n hành cao. V i nh ng ñ t tính công ngh riêng, ñ c bi t, TNASC trong tương lai s ñư c s d ng ñ thay th nh ng công ngh cũ, l c h u. Tài li u tham kh o: 1. Adreas W. Momber and Radovan Kovacevic. Principles of Abrasive Water Jet Machining. Atheneum Press Ltd., Gateshead, Tyne & Wear 1997 2. www.hiendaihoa.com 3. www.berkeleychemical.com 4. www.waterjet-tech.com 5. www.waterjets.org ...................................................................................................................................................... GIA CÔNG CÓ S H TR C A LASER TS. Nguy n Văn Tư ng Có nhi u phương pháp gia công truy n th ng và không truy n th ng ñư c ng d ng ñ gia công các v t li u tiên ti n khó gia công như ceramic, h p kim có ñ b n nhi t cao bao g m h p kim n n niken và n n titan. M t s ví d v các phương pháp gia công các lo i v t li u trên là mài kim cương, gia công b ng tia laser, tia plasma, tia l a ñi n, gia công b ng siêu âm… S k t h p gi a m t s phương pháp gia công truy n th ng v i m t s phương pháp gia công không truy n th ng cũng r t hi u qu khi gia công các v t li u có ñ b n cao. Gia công có s h tr c a laser (Laser-assisted machining – LAM) k t h p công ngh laser v i các phương pháp gia công truy n th ng như ti n, phay ho c mài… Trên hình 1 là sơ ñ ti n LAM. ñây tia laser ñư c s d ng như m t ngu n nhi t chi u th ng vào ph n v t li u chưa gia công ngay trư c dao. Dư i tác d ng c a chùm nhi t -5 -
CÔNG NGH VÀ NG D NG năng lư ng cao, m t ñ năng lư ng lên ñ n 106W/cm2, m t l p v t li u b m m ñi giúp cho quá trình c t g t tr nên d dàng hơn. Nhi t ñ cao trong vùng bi n d ng d o ñã làm gi m gi i h n ch y c a v t li u, vì th nó th p hơn ñ b n ñ t. L c c t trong trư ng h p này gi m ñáng k . Nói chung có th s d ng nhi u lo i laser khác nhau cho m c ñích LAM. Hai lo i laser là laser CO2 v i bư c sóng 10,6µm và laser Nd:YAG v i bư c sóng 1,064µm thư ng ñư c s d ng làm ngu n nhi t nh t. ð c bi t, nh làm l nh t t hơn nên laser Nd:YAG cho ch t lư ng chùm tia cao hơn. Nh ñó cho phép ñi u ch nh chùm tia laser t l i thành m t ñóm nh trên b m t chi ti t gia công ho c có th tăg chi u dài tiêu c . Laser bán d n công su t cao, kho ng 2,5kW, bư c sóng 0,84-0,94µm cũng có th ñư c s d ng ñ gia công m t s lo i v t li u. Laser excimer v i bư c sóng 0,2-0,35µm t ra có hi u qu hơn laser Nd:YAG trong vi c h tr mài, s a và làm s ch ñá mài CBN. Quá trình LAM r t hi u qu trong vi c gia công nhi u lo i ceramic k t c u bao g m silicon nitride (Si3N4), zirconia ñư c gia c bán ph n (ZrO2) và mullite. Si3N4 ñư c s d ng trong các ng d ng ñ ng cơ ñ t và làm ñ , ZrO2 ñư c s d ng khá ph bi n ñ làm các chi ti t trong ñ ng cơ ñ t trong. Khi gia công v t li u ceramic b ng phương pháp LAM, nhi t c a laser ñã làm thay ñ i ng x bi n d ng c a v t li u t giòn, d v sang m m và d u n trư c khi v t li u ñư c bóc ñi. Ch ñ c t khi gia công LAM các chi ti t làm b ng Si3N4 là: t c ñ ăn dao t 0,1-0,2mm/vg, chi u sâu c t t 0,5 -1,0mm và t c ñ c t t 60-120m/ph. Khi gia công silicon nitride và zirconia thì nhám b m t Ra nh hơn so v i mài và trên b m t không nhìn th y v t n t. Trên hình 2 là các chi ti t làm b ng silicon nitride, zirconia và mullite (t trái sang ph i) ñư c ti n LAM. Nhi u nghiên c u ñã ch ng t r ng dư i nh ng ñi u ki n nh t ñ nh, LAM làm gi m mài mòn dao. Nh tia laser mà v t li u trong vùng bi n d ng d o ñư c ñ t nóng nhưng không nung nóng thái quá b m t dao c t. Tu i b n c a dao cũng tăng n u quá trình ñư c th c hi n v i nh ng thông s gia công thích h p. ðây cũng là nh ng ưu ñi m n i tr i c a LAM. M t s ưu ñi m khác c a LAM là: - Gia công năng su t cao v t li u ceramic và m t s v t li u khó c t g t khác. - So sánh v i mài thì LAM có t c ñ bóc v t li u cao hơn, ít ho c không làm hư h i b m t, tính linh ho t cao hơn,… D ñi u khi n công su t, ñư ng kính chùm tia, dòng nhi t … c a ngu n nhi t - Tài li u tham kh o 1. Witgrzesik, Advanced machining processes of metallic materials: Theory, modeling and applications, Elsevier, 2008. 2. http://news.uns.purdue.edu/html4ever/0004.Shin.ceramics.html 3. https://engineering.purdue.edu/ManLab/t_lam1.html 4. http://www.springerlink.com/content/m81067044q47m646/ -6 -
CÔNG NGH VÀ NG D NG V T LI U D NG C C T CÓ L P PH ThS. Nguy n H u Th t 1. Gi i thi u v d ng c c t có l p ph S phát tri n v khoa h c và công ngh k t h p v i vi c c nh tranh kinh t ñã ñ t ra nh ng yêu c u cao trong vi c l a c h n d ng c c t g t . ð tho mãn nhu c u ñó ngư i ta ti n hành tìm ki m nh ng d ng c v t li u m i b ng cách th nghi m r t nhi u v t li u khác nhau. Nh ng v t li u d ng c c t m i ñã ñư c phát minh ra trong quá trình thí nghi m là k t qu n l c liên t c c a hàng nghìn th lành ngh , c a các nhà sáng ch , các nhà công ngh , các k sư, các nhà luy n kim và các nhà hoá h c; S phát tri n y ñư c ví như quá trình ti n hóa trong sinh h c. T bi u ñ ta th y, vi c gia công m t chi ti t vào năm 1900 m t quá nhi u th i gian so v i bây gi . Nguyên nhân là do vi c c i ti n v t li u d ng c là nhân t góp ph n t o nên hi u qu và năng su t. M t trong nh ng ñ t phá trong s phát tri n c a d ng c c t vào cu i nh ng năm 1960, vi c phát hi n ra carbide thiêu k t v i m t l p ph r t m ng cacbua. L p cacbua titanium v i ñ dày vài µm nhưng nó làm thay ñ i ñ c tính c a d ng c c t. So v i v t li u không ph thì nó tăng lên ñáng k , tăng t c ñ c t l n tu i th c a d ng c . Trong nh ng năm g n ñây, công ngh ph ñư c s d ng r ng rãi cho các d ng c như: khoan, ta rô, phay trong gia công thép và gang. V t li u ph chính là carbide titanium (TiC), titanium nitride (TiN), Oxyt nhôm (Al2O3), Titanium cacbide nitride (TiCN) là các v t li u r t c ng, có ñ ch ng ăn mòn và ñ trơ hoá h c cao, tăng kh năng ch ng mài mòn gi a d ng c và phoi. 2. C u t o Hình 1. M nh h p kim có nhi u l p ph Hình 2. M nh h p kim có 2 l p ph -7 -
CÔNG NGH VÀ NG D NG S c i ti n v s liên k t gi a các l p ph và v t li u n n khác nhau ñã ñưa ñ n m t th h m i c a carbide thiêu k t ph . Chúng là m t, hai, ba th m chí còn nhi u l p hơn, m i l p ph có m t tính ch t và công d ng nh t ñ nh. 3. M t s d ng d ng c ph ñi n hình - M nh h p kim dao ti n ph nhôm – oxit (Al2O3) có 2 l p ph : + L p ph trên cùng là nhôm – oxit (Al2O3). + L p ph trung gian là Titan – Carbide - Nitride (TiCN). + L p cu i cùng là Carbide thiêu k t. - M nh h p kim dao ti n ph nhôm – oxit (Al2O3) có 3 l p ph : + L p trên cùng Al2O3 ñư c ñánh bóng + L p th 2 là Al2O3 + L p th 3 là TiCN + V t li u n n là g m kim lo i. 4. M t s v t li u dùng ñ ph d ng c ct + V t li u n n: Polymer, Zn – Thi t, Ag – Brass, Cr – Chromium, H p kim c ng, Thép gió, Titanium, Inconel … + V t li u l p ph : ∗ ðơn v t li u: Al – Alumium, Cr – Chromium, Cu – Copper, Ni – Nikel, Ag – Silver, Ti – Titanium, Zr – Zirconium ... * H p kim: - TiAl : Titanium – Alumium - TiN : Titanium – Nitride - TiCN : Titanium – Carbide – Nitride - TiAlN : Titanium – Alumium - Nitride - CrN : Chromium - Nitride - Al O : Alumium – Oxyt. 2 3 - CBN : Carbide – Boride – Nitride. 5. K t lu n - S ra ñ i d ng c c t có l p ph ñã m ra m t bư c ngo c m i trong s phát tri n khoa h c gia công c t g t. V t li u d ng c c t có l p ph ñã c i ti n m t cách ñáng k v năng su t cũng như ch t lư ng b m t chi ti t gia công. - V t li u d ng c c t có l p ph không ch dùng cho dao ti n mà còn dùng cho các lo i dao khác như: phay, bào, khoan, ta rô... Tài li u tham kh o: 1. www.bfrl.nist.gov; 2. www.ccb.org; 3. www.finishing.com; 4. www.hstna.com 5. www.mfgquote.com; 6. www.materials.ac.uk; 7. www.metalfinishes.com; 8. www.sspc.org -8 -
CÔNG NGH VÀ NG D NG M NHI U L P B NG CHÂN KHÔNG-PLASMA ThS. Ngô Quang Tr ng 1. M t s phương pháp m cơ b n T i th i ñi m hi n nay, ti n b c a khoa h c và công ngh ñã ñ t ñ n vi c cho phép th c hi n ch t o ra l p ngoài cùng là s t ng h p c a nhi u l p b m t r t m ng khác nhau g i là m , và có th chia làm 3 nhóm m như sau: Nhóm th 1 có tên g i phương pháp m nhi t hóa, trên cơ s th r n, th l ng và th khí (TCVD). Nhóm th 2 là phương pháp m t ng h p, khi mà chúng ñư c t o thành b i ph n ng hóa h c gi a h n h p khí - hơi và ph n ng khu ch tán gi a bình ngưng và chi ti t gia công (CVD). Nhóm th 3 là phương pháp chân không – plasma (PVD). Trong nhóm này, quá trình th c hi n là ñưa vào môi trư ng chân không b i kim lo i ho c làm b c hơi các kim lo i khó nóng ch y dư i d ng ion, các ph n ng plasma s t o ra l p m b m t lên chi ti t c n gia công. 2. Cách th c và ng d ng c a phương pháp m chân không-plasma 2.1 Cách th c Trong 3 phương pháp ñư c nêu trên. Phương pháp m chân không-plasma có kh năng ng d ng hơn c , nó ñư c th c hi n b ng cách phun chân không ho c làm b c hơi các kim lo i khó nóng ch y. Các phương cách ñ làm b c hơi kim lo i b ng cách chi u tia laser ho c tia ñi n t . Có th áp d ng ñ i v i các kim lo i khó nóng ch y thu c nhóm IV-VI trong b ng h th ng tu n hoàn các nguyên t hóa h c. B ng cách ki m soát m c năng lư ng c a ion t 5-104 eV mà có th h p thu ho c di chuy n các nguyên t trên b m t và các ph n ng hóa h c, cũng như tán x ho c c y thêm vào. Nghĩa là có th làm s ch ho c ph m lên b m t chi ti t. B ng 1. nh hư ng c a năng lư ng ion vào quá trình gia công chân không-plasma Năng lư ng ion eV Y ut
CÔNG NGH VÀ NG D NG 2.2 ng d ng K thu t m ion-plasma ñư c ng d ng r t r ng trong th c t , và có kh năng th c hi n m v i nhi u thành ph n kim lo i và phi kim lo i khác nhau trong ph m vi nhi t ñ t 100- 10000C. Trong ñó ñ dày c a m i l p m có th ñ t ñ n vài nanomet. Vì quá trình m ion chân không có th th c hi n nhi u l p m v i các v t li u khác nhau nên có th t o ra các chi ti t có th ñ m nhi m các ch c năng ph c t p hơn. Các thu c tính c al pm : - ð b n: ng d ng cho các chi ti t máy, các d ng c c t g t, thi t b ño lư ng… - Tính ch ng ăn mòn: cho các thi t b y t , thi t b th c ph m, hóa ch t… - Ngoài ra còn có tính quang h c, tính trang trí ñư c t o b i các màu s c khác nhau… 3. Các phương pháp m chân không-plasma 3.1 Phương pháp m ion có b sung nhi t ng d ng c a phương pháp cho phép nh n ñư c l p m có tính ch ng mòn trên các v t li u c ng cho các d ng c c t g t. Tuy nhiên s gi m ñáng k hi u su t ñ i v i d ng c có ch ñ c t g t cao mà t i quá trình m nhi t ñ vư t quá nhi t ram là 540-5600C. Hình 1. H th ng m ion có b sung nhi t. 2- Chi ti t gia công 3- Ngu n ñi n t ho c tia lư ng t 1- Bình chân không 4- Ngu n năng lư ng 5- V t li u hóa hơi 6- Ngu n nhi t b sung 3.2 Phương pháp m t ng h p t phóng ñi n t plasma v i âm c c ñư c ñ t nóng C c vòng s 6 ñ t nóng phát x trên v t li u hóa hơi 5 và làm gia tăng thêm hi u ñi n th , giúp gia tăng dòng ñi n t và gia tăng s n u ch y kim lo i. -10 -
CÔNG NGH VÀ NG D NG Hình 2. M t ng h p t phóng ñi n t plasma v i âm c c ñư c ñ t nóng. 2- Chi ti t gia công 3- Ngu n năng lư ng cho c c âm 1- Bình chân không 5- V t li u hóa hơi 6- C c âm vòng 3.3 Phương pháp m t ng h p t phóng ñi n t plasma v i âm c c ñư c làm l nh Quá trình bay hơi c a v t li u ñư c t o b i phóng ñi n h quang t i c c âm, và có quá trình ngưng t trên b m t c a chi ti t lư ng v t ch t t các pha plasma ñã b b n phá ñó. Hình 3. M t ng h p t phóng ñi n t plasma v i âm c c ñư c làm l nh. 1- Bình chân không (c c dương) 2- Chi ti t gia công 3- Ngu n năng lư ng cho c c âm 4- Ngu n ñi n h quang 5- Nam châm ñi n 7- V t li u hóa hơi (c c âm) Tài li u tham kh o: 1- Грабченко А.И., Верезуб М.В. Рабочие процессы высоких технологий в машиностроении – Харьков 1999. -11 -
THI T B VÀ D NG C MÁY GIA CÔNG CAO T C TS. Nguy n Văn Tư ng Hi n nay gia công cao t c (High Speed Machining-HSM) ñư c xem là m t trong nh ng lĩnh v c chính c a ngành ch t o máy. Th c ra gia công cao t c không m i, nó ñã ñư c th c hi n cách ñây hơn 30 năm. G n ñây, v i s phát tri n vư t b c c a ngành ch t o máy hi n nay v i nh ng công ngh liên quan như máy tính, dao c t, máy công c , b ñi u khi n CNC, h th ng CAM, thì gia công cao t c ngày càng ñư c quan tâm nhi u hơn. Các lĩnh v c ng d ng ch y u thúc ñ y công ngh theo hư ng gia công cao t c là: ch t o khuôn m u, ch t o các chi ti t ngành ô tô và gia công các chi ti t ngành hàng không. R t khó ñ nêu lên m t ñ nh nghĩa chung v gia công cao t c. Tùy theo t ng ng d ng mà t c ñ gia công cao t c khác nhau. Ví d khi t c ñ gia công cao t c khi gia công thép vào kho ng 800m/ph nhưng giá tr này v n chưa ph i là giá tr t c ñ gia công cao t c khi gia công gang. Nói chung, ñ ñ nh nghĩa gia công cao t c d a vào các y u t sau: t c ñ c t cao, t c ñ quay c a tr c chính cao, lư ng ăn dao cao, t c ñ c t cao và lư ng ăn dao cao và năng su t cao. T t nh t là nói r ng gia công cao t c có nghĩa là c t g t v t li u nhanh hơn bình thư ng cho nh ng công ño n c th . B ng 1 sau ñây trình bày m t so sánh ñi n hình gi a gia công cao t c và gia công thông thư ng. B ng 1. So sánh gia công cao t c và gia công thư ng Các thông s Gia công thư ng Gia công cao t c T c ñ tr c chính, vg/ph 4.000 8.000-50.000 T c ñ c ch y dao trên các tr c, mm/ph 10.000 2.500-60.000 T c ñ ch y dao nhanh, mm/ph 20.000 20.000-60.000 Gia t c, g - 0,5-2,0 Trên hình 1 là trung tâm gia công cao t c Mikron HSM 700 (hãng GF AgieCharmilles) v i t c ñ tr c chính là 42.500vg/ph, t c ñ ch y dao nhanh lên ñ n 40m/ph. Hình 1. Trung tâm gia công cao t c Mikron HSM 700. -12 -
THI T B VÀ D NG C Trong m t s trư ng h p ngư i ta cũng có th s d ng máy truy n th ng ñ gia công cao t c. Tuy nhiên, nói chung, ñ th c hi n ñư c gia công cao t c thì máy cũng có nh ng yêu c u ñ c bi t. Sau ñây là m t s yêu c u c th : - ð ng cơ d n ñ ng tr c chính Công su t c a ñ ng cơ tr c chính ph i ñ l n vì c n có m t lư ng công su t ñáng k ñ quay tr c chính t c ñ cao. - Tr c chính và ñ tr c chính ð c ng v ng tĩnh và ñ ng c a tr c chính ph i cao. Tr c chính ph i có ñ c ng v ng và ñ n ñ nh nhi t cao. Các ñ ph i có t n s quay vòng cao. Kích thư c , ki u , s , t i, ki u bôi trơn và v t li u làm yêu c u ph i ñư c ki m tra g t gao cho máy công c gia công cao t c. Ki u ñ lai ho c hoàn toàn b ng g m (ceramic) cũng có th c n thi t cho gia công cao t c. Hình 2. lai v i bi làm b ng g m. - ð ng cơ d n ñ ng ch y dao t c ñ cao Kh năng tăng t c và gi m t c nhanh r t quan tr ng cho vi c nâng cao năng su t. M t máy công c v i t c ñ tăng t c/gi m t c cao có th duy trì vùng t c ñ ch y dao không ñ i trên h u h t hành trình c t. Gia công cao t c yêu c u các ñ ng cơ d n ñ ng các tr c có công su t cao. - B ñi u khi n CNC có kh năng ñáp ng ñư c cho gia công cao t c B ñi u khi n CNC ph i có kh năng x lý ñ nhanh. Xu hư ng phát tri n các b ñi u khi n CNC là chúng ph i gi m ñư c th i gian x lý các kh i l nh và tăng kh năng “look ahead”, có kh năng n i suy cung tròn thông qua ñư ng cong NURBS. - H th ng máy ph i ch c ch n và ñ c ng v ng cao Khung máy và các h th ng h tr như h th ng che băng máy, h th ng nư c làm mát, h th ng k p ch t,… ph i có ñ c ng v ng cao ñ ch u ñư c ng su t sinh ra khi gia -13 -
THI T B VÀ D NG C công cao t c. Thi t b che ch n máy và các c a s ph i ñư c làm b n nh m ñ m b o an toàn khi có s c v dao. V n ñ an toàn ph i ñư c ñ t lên hàng ñ u khi gia công cao t c. - Tr c chính và thi t b k p ch t dao có ñ ng tâm cao và cân b ng t t Khi s vòng quay tăng thì l c li tâm s tăng bình phương v i v n t c quay. S m t cân b ng trong h th ng cũng như s không ñ ng tâm s làm gia tăng l c li tâm, gây rung ñ ng máy. Do ñó h th ng gá dao và dao k p ch t dao, tr c chính ph i có ñ ñ ng tâm cao và cân b ng t t trong gia công cao t c. - H th ng c p dung d ch trơn ngu i Gia công cao t c yêu c u ph i có h th ng cung c p dung d ch trơn ngu i áp su t cao ñ có th làm mát dao m t cách hi u qu . t c ñ quay cao, xung quanh dao c t xu t hi n vùng gió xoáy nên phương pháp làm ngu i truy n th ng không th làm ngu i hi u qu . Vi c thay dao nhanh yêu c u dung d ch trơn ngu i ph i s ch hơn so v i thông thư ng nên h th ng c p dung d ch trơn ngu i ph i có kh năng l c t t. Trong nhi u trư ng h p ngư i ta thích s d ng gia công cao t c khô ñ lo i tr các r c r i do h thông c p dung d ch trơn ngu i không ñ t yêu c u. Nhu c u v gia công cao t c r t r ng l n và ña d ng do ñó hi n nay có nhi u ki u máy khác nhau cho công ngh này. B ng 2 sau ñây so sánh m t s máy gia công cao t c tr c chính th ng ñ ng c a m t s hãng n i ti ng. B ng 2. Các thông s k thu t c a máy gia công cao t c. Thông s k thu t Mikron HSM Mazak FJV- Deckel DMC 700 25N V65 Hành trình tr c X, mm 700 1020 650 Hành trình tr c Y, mm 550 510 500 Hành trình tr c Z, mm 450 460 500 Công su t tr c chính, kW 10 30 15 S vòng quay tr c chính, vg/ph 42.500 25.000 18.000 2 Gia t c 10m/s 2,8 s 1g T c ñ ăn dao, mm/ph 40.000 50.000 60.000 T c ñ ch y dao nhanh, mm/ph 40.000 50.000 60.000 S dao trong tích dao 12 30 30 B ñi u khi n ATEK HS-Plus Mazak TNC 430M Tài li u tham kh o 1. P.N. Rao, CAD/CAM principles and application, McGraw-Hill, 2002. 2. I. R. Sharma, Latest trends in machining. 3. http://www.eglimachine.com/highspeed.htm -14 -
GI I THI U PH N M M – TRANG WEB – SÁCH GI I THI U PH N M M SecoCut Nguy n Văn Tư ng Ph n m m SecoCut là ph n m m chuyên d ng ñ tính ch ñ c t c a hãng Seco. Phiên b n m i nh t c a ph n m m này là 5.1.0.55. Hình 1. Giao di n c a ph n m m khi ch n dao phay m t ñ u. SecoCut bao g m: * Các ñ ngh v thông s ch ñ c t cho phay, ti n và khoan như t c ñ c t, lư ng ch y dao, công su t, mô men xo n,… * D s d ng, công c tìm ki m b ng hình nh r t sinh ñ ng. * Có ch c năng in n giúp in k t qu tính toán. * Thư vi n v t li u gia công. * Tính toán n i suy ñư ng tròn. * Tính tóan nhám b m t. * Ngôn ng : Trong phiên b n 5 c a ph n m m này có h tr 9 ngôn ng Swedish, Czech, French, Italian, German, Portuguese, English, Japanese, Slovenian. M t s ñ c ñi m m i c a phiên b n 5 là: - Ph n m m ñư c vi t l i trong Microsoft .net, cho phép h tr nhi u ngôn ng và d cài ñ t. - Tích h p v i WinTool do ñó khi cài b n ph i cài WinTool khi h th ng h i. -15 -
GI I THI U PH N M M – TRANG WEB – SÁCH Thư vi n v t li u c a ph n m m bao g m 15 lo i v t li u ñư c ñánh s t 1 ñ n 15. Nhóm 1 là v t li u thép r t m m như thép có hàm lư ng C th p, nhóm 15 là nhóm v t li u có ñ c ng r t cao, r t khó gia công. Trong m i nhóm v t li u còn có li t kê v t li u theo m t s tiêu chu n khác nhau như DIN, JIS, UNI, BS, SS, UNI, AFNOR, USA. Hình 2. M t s l a ch n khi ch n dao ti n. Hình 3. Các nhóm v t li u B n ñ c có th truy c p vào trang http://www.secotools.com/ ñ t i ph n m m này v . Lưu ý là b n ph i vào th Service & Support r i ch n m c Tool Selection & Cutting Data Support. -16 -
GI I THI U PH N M M – TRANG WEB – SÁCH GI I THI U SÁCH Nguy n Văn Tư ng H th ng ñi u khi n s trong công nghi p Tác gi : TS. Bùi Quý L c, Nhà xu t b n: Khoa h c và K thu t Năm xu t b n: 2004 Sách cung c p cho b n ñ c nh ng v n ñ cơ b n nh t c a h th ng máy công c ñi u khi n s và các thi t b dùng h ñi u khi n này. Sách dùng cho viên ngành Cơ khí các trư ng ñ i h c, cao ñ ng, các k sư, cán b k thu t và nh ng ngư i ham mu n nghiên c u ch t o máy CNC và các thi t b ñi u khi n s khác. N i dung: Sách g m 7 chương: Chương 1: L ch s phát tri n, hi u qu kinh t máy công c CNC dùng trong công nghi p Chương 2: Nh ng ñ nh nghĩa cơ b n và phân lo i h th ng ñi u khi n máy công c NC-CNC Chương 3: Ph n c ng và ph n m m ñi u khi n máy công c ñi u khi n s Chương 4: H d n ñ ng ch y dao trong máy CNC Chương 5: B truy n bi n ñ i chuy n ñ ng quay thành chuy n ñ ng t nh ti n Chương 6: Thi t b ño lư ng và ñi u khi n trong máy công c CNC Chương 7: B n i suy trong máy công c ñi u khi n s . Cơ ñi n t -các thành ph n cơ b n Tác gi : TS. Trương H u Chí, TS. Võ Th Ry Nhà xu t b n: Khoa h c và K thu t Năm xu t b n: 2004 Các tác gi là nh ng cán b có kinh nghi m trong lĩnh v c cơ ñi n t c a Vi n Máy và D ng c Công nghi p. ð i tư ng ph c v c a sách là viên ngành Cơ khí, Cơ ñi n t các trư ng ñ i h c, cao ñ ng. N i d ng: sách g m 5 chương Chương 1: Khái ni m v cơ ñi n t Chương 2: Các thành ph n ñ c trưng c a s n ph m c ơ ñi n t Chương 3: Các b ñi u khi n Chương 4: Thi t k và công c thi t k s n ph m cơ ñi n t Chương 5: M t s s n ph m cơ ñi n t tiêu bi u c a Vi n Máy và D ng c Công nghi p -17 -
GÓC H C T P PHƯƠNG PHÁP VI PHÂN ð TH ThS. Tr n Ng c Nhu n Th c t các s li u tìm ñư c h u h t d a vào th c nghi m, do v y chúng ta không có ñư c m t hàm chính xác bi u di n s tương quan gi a các thông s tìm ñư c và do ñó chúng ta không th áp d ng phương pháp gi i tích ñ phân tích s bi n thiên c a chúng. ð ñáp ng ñi u này, phương pháp ñ th ñ ng h c s gi i quy t ñư c v n ñ nan gi i ñó. Phương pháp ñ th ñ ng h c bi u di n S, V, a theo t ho c ϕ. ð th ñ ng h c là ñư ng cong bi u di n m i quan h S, V, a theo th i gian t ho c góc quay khâu d n ϕ. Phương pháp này nh m m c ñích t ñ th chuy n v ta s v ñư c ñ th v n t c, gia t c (phương pháp vi phân ñ th ) ho c ngư c l i (phương pháp tích phân ñ th ). Sau ñây chúng ta nghiên c u v phương pháp vi phân ñ th : Cho trư c ñ th chuy n v như hình 1, v i hàm tương quan s = s(t), ta suy ra ñ th v = v(t), a = a(t) µs s T i th i ñi m t1, s = s1. α T i th i ñi m t2 = t1 + ∆t, dy s = s2 = s1 + ∆s : Ta ñã bi t r ng : v = ds/dt = dx lim(∆s / ∆t) khi ∆t → 0 T c là: t µt O v = µ S .dy / µ t .dx = tgα .µ S / µ t Hình 2 Hình 1 Do v y ta ch c n bi t ñư c các góc α t i t ng th i ñi m là suy ra ñư c ñ th v n t c. a) Phương pháp ti p tuy n : * Chia ño n bi u di n trên tr c hoành thành n ño n b ng nhau và ñánh s 0, 1, 2,..., n. T nh ng ñi m 0, 1, 2,... ta v nh ng ñư ng song song v i tr c tung s c t ñ th t i nh ng ñi m n’. T i nh ng ñi m n’ ñó v các ti p tuy n v i ñư ng cong (hình 3). * L p h tr c t a ñ vOt như hình v . V phía trái tr c hoành l y m t ño n tùy ý OO’ = H1 . * T O’ k nh ng ñư ng song song v i các ti p tuy n tương ng c a ñư ng cong t i các ñi m n’. Nh ng ñư ng này s c t tr c tung t i các ñi m a’i. vi = tgα i .µ S / µ t Ta có: tgα i = Oai' / H 1 = yi' / H 1 Mà: µ S Oai' µ S y i' Vì v y vi = = µt H1 µt H1 Hình 3 -18 -