Báo Cáo - Kỹ Thuật Chế Tạo Máy - Đề Tài - Công Nghệ Gia Công Bằng Siêu Âm (Ultrasonic Machining)

Giới thiệu gia công siêu âm• Gia công siêu âm còn gọi ultrasonicmachining USM • Gia công siêu âm là một phương tiện cơ học phi truyền thống của loại bỏ vật liệu thống nhất quá trình

BÁO CÁO CÔNG NGHỆ GIA CÔNG

BẰNG SIÊU ÂM (ULTRASONIC MACHINING)

1 Giới thiệu gia công siêu âm

• Gia công siêu âm còn gọi

ultrasonicmachining (USM)

• Gia công siêu âm là một phương tiện cơ học phi truyền thống của loại bỏ vật liệu thống nhất quá trình

• Nó được áp dụng cho cả dẫn điện và vật liệu không dẫn điện

• Đặc biệt phù hợp với rất khó khăn và hoặc vật liệu giòn như than chì, thủy tinh, cacbua và gốm sứ

• Nó là một vật liệu cơ khí quá trình loại bỏ, được sử dụng để vật liệu ăn mòn ở dạng lỗ tốt và sâu răng cứng hoặc phôi giòn.

• Nó sử dụng các công cụ hình thành, rung động tần

số cao và bùn phù hợp pha trộn.

• Phạm vi siêu âm là có thể với sự trợ giúp của áp điện nguyên vật liệu.

• Tần số> 20.000 Hz.

2 NGUYÊN LÍ GIA CÔNG

• Chủ yếu dựa vào tán sắc của siêu âm.

• Với bản chất là dựa vào năng lượng va đập đồng thời của các hạt mài với tần số va đập cao để bóc tách kim loại.

• Quá trình được thực hiện bởi một

công cụ cắt, dao động tại tần số cao,

thường là 20 -40 kHz, trong bùn mài

mòn.

• Công cụ dần dần được cung cấp với

một lực lượng thống nhất.

• Cao đáp ứng nhanh công cụ điều

khiển các hạt mài mòn trên một

khoảng cách nhỏ so với phôi.

• Tác động của mài mòn là năng

lượng chịu trách nhiệm chính để loại

bỏ vật liệu trong mẫu các hạt mài

mòn nhỏ mang đi bởi sự mài mòn

bùn.

• Hình dạng của công cụ tương ứng

với hình dạng sản xuất trong phôi.

CƠ CHẾ LOẠI BỎ VẬT LIỆU

• Xảy ra khi các hạt mài mòn, lơ lửng trong bùn giữa công cụ và phôi, bị tấn công bởi hướng xuống của công cụ rung.

• Tác động đẩy các hạt qua khe hở, đập chúng vào bề mặt của

cả hai công cụ và phôi Sự sụp đổ của bọt khí xâm thực trong mài mòn đình chỉ kết quả trong áp lực địa phương rất cao.

• Dưới tác động của sóng xung kích liên quan đến các hạt mài mòn, microcracks được tạo ra tại giao diện của phôi - gãy giòn.

• Gãy giòn dẫn đến sứt mẻ các hạt từ phôi.

CẤU TẠO CỦA MÁY

1 Đầu dò

• Đầu dò áp điện sử dụng các tinh thể như thạch

anh kích thước thay đổi khi phải chịu các trường

tĩnh điện

• Điện tích tỉ lệ thuận với điện áp đặt vào

• Để có được dao động biên độ cao, chiều dài của tinh thể phải được khớp với tần số của máy phát tạo

ra điều kiện cộng hưởng

2 Chất mài mòn

• Chất mài mòn

- loại mài mòn phổ biến

- Boron carbide (B4C) nói chung, nhưng đắt tiền

- Thủy tinh cacbua silic (SiC), gecmani, gốm sứ

- Corundum (Al2O3))

- Kim cương (được sử dụng cho hồng ngọc, v.v.)

- Boron silicon-carbide (mài mòn hơn 10% so với

B4C)

• Chất lỏng

- Nước phổ biến nhất

- Benzen - Glycerol –

- Dầu

- Độ nhớt cao làm giảm MRR

3 Giá đỡ dụng cụ / Đầu âm thanh

• Hình dạng của giá đỡ dụng cụ là hình trụ hoặc hình nón hoặc được sửa đổi hình nón giúp phóng đại các dao động của đầu dao

• Chức năng của nó là tăng biên độ rung của công cụ

và để khớp các máy rung để tải âm thanh Do đó, nó phải được xây dựng của một vật liệu có tính chất âm tốt và có khả năng chịu lực cao đến mỏi nứt

• Monel và titan có đặc tính âm học tốt và thường

được sử dụng cùng với thép không gỉ, rẻ hơn

4 Công cụ

• Vật liệu dụng cụ phải dẻo dai và dễ uốn Thép carbon thấp và thép không gỉ cho hiệu suất tốt

• Dụng cụ thường dài 25 mm; kích thước của nó bằng với kích thước lỗ trừ gấp đôi kích thước của vật liệu mài mòn

• Khối lượng dụng cụ tối thiểu có thể để nó không hấp thụ năng lượng siêu âm

• Điều quan trọng là phải nhận ra rằng các hoạt động hoàn thiện hoặc đánh bóng trên các công

cụ đôi khi cần thiết bởi vì bề mặt của chúng sẽ được sao chép trong phôi

• Công cụ và dụng cụ thường được gắn bằng cách hàn bạc

4.THÔNG SỐ LÀM VIỆC

1 Biên độ dao động (a) - 15- 50 um.

2 Tần số rung (f) -19-25kHz

3 Lực tác dụng (F)

4 Áp suất (p)

5 Kích thước mài mòn-15-150um

6 Vùng tiếp xúc của dụng cụ - A

7 Nồng độ khối lượng mài mòn trong bùn - C

5 ỨNG DỤNG

Nó chủ yếu được sử dụng cho

(1) khoan

(2) mài,

(3) Hồ sơ

(4) đúc

(5) đâm chết

(6) hoạt động hàn trên tất cả các vật liệu có thể được xử lý phù hợp bằng vật liệu mài mòn

(7) Được sử dụng để gia công các hợp kim kim loại cứng và giòn, chất bán dẫn, thủy tinh, gốm sứ, cacbua, vv

(8) Được sử dụng để gia công các lỗ tròn, vuông, lỗ hình không đều và ấn tượng bề mặt

6.ƯU ĐIỂM

• Gia công bất kỳ vật liệu nào bất kể độ dẫn của chúng

• USM áp dụng cho gia công bán dẫn như silicon, v.v

• USM phù hợp với vật liệu giòn chính xác

• USM không sản xuất điện, nhiệt, hóa chất bề mặt bất thường

• Có thể khoan lỗ tròn hoặc không tròn trong rất cứng nguyên vật liệu

• Ít căng thẳng hơn vì các đặc tính không nhiệt của nó

7 NHƯỢC ĐIỂM

• USM có tỷ lệ loại bỏ vật liệu thấp (3-15mm3 /

phút)

• Công cụ mòn nhanh trong USM

• Khu vực gia công và độ sâu là hạn chế trong USM

TÀI LIỆU THAM KHẢO

 https://

www.slideshare.net/NguyenLuong13/abrasive-water jet-cutting-75036738?next_slideshow=1

 https://

www.slideshare.net/TRohithkumar/ultrasonic-machi ning-72691480

 https://

www.slideshare.net/mohit99033/ultrasonic-machini ng-58178834

 https://www.youtube.com/watch?v=-fLz4B8vgA20

 https://www.youtube.com/watch?v=hX3S5IQOLuI&fbclid=Iw AR1fgix29lthlgR-DtUX9qO0QO88JBFAVMhauCmXp-XxGg g_reNcpFyUDlQ

THANK YOU