Cơ khí chế tạo máy - Phương pháp gia công bằng siêu âm

Nội dungKhái niệmNguyên lý gia côngSơ đồ nguyên lý gia công, các thiết bị và dụng cuCác thông số công nghệMột số công nghệ gia công bằng siêu âmMột số ứng dụng của sóng siêu âm1.Khái niệmSóng 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 độngSóng siêu âm được tạo ra.Dụng cụ cắt.Dung môi có trộn hạt mài.Hạt kim loại bên ngoài bề mặt gia công dao động và bức ra khỏi bề mặt.Hạt mài dao động tần số cao, hướng vào mặt gia công3. Sơ đồ nguyên lý gia công, các thiết bị và dụng cụ3.1.Sơ đồ nguyên lý gia công1 Bàn máy2 Chi tiết gia công3 Dụng cụ4 Thanh truyền5 Bộ biến từ6 Máy siêu âm7 Hạt màiHình 3.13.2.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, Y10AGiao 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 mặt tiếp xúc để có thể truyền hết dao động.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 3.2.4Là 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 – 400Chất 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 côngTốc độ cắt trong gia công siêu âm được xác định theo công thức.Trong đó:f tần số dao động Hz.H độ cứng bề mặt HBNs 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 màiSự 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 âmDụng cụ khoan dao động thẳng góc với mặt gia công.Dụng cụ có rãnh privit để dồn vật liệu được lấy đi.Hình 5.1Hình 5.1 aHình 5.1 bTrên hình 5.1 a và 5.1 b1.Bộ biến từ2.Thân3.Chi tiết dạng phễu4.Lỗ côn5.Mũi khoanHình 5.1.2 Đầu siêu âm của máy khoan1.Đầu biến từ dạng vòng2. Các bộ biến đổi song song3. Lõi cộng hưởng có đuôi côn4. Dụng cụ cắtHình 5.1.3 Đầu siêu âm dao động xoắn.BảngVật gia công có thể chuyển động dưới dụng cụ.Khi giữa dụng cụ và vật gia công có chuyển động tương đối thì điều kiện tiếp xúc sẽ khácLực tác dụng vào một số hạt mài sẽ thay đổi vì điều kiện làm việc trên diện tích thay đổi.Điều kiện mài gọt trong từng giai đoạn sẽ khác nhau.Hình 5.2.16. Một số ứng dụng khác của sóng siêu âmKiểm tra chất lượng bằng siêu âm.Ứng dụng trong lĩnh vực thủy âm.The EndXin caùm ôn caùc baïn ñaõ chuù yù laéng ngheAi có ý kiến gì không?