Phương pháp gia công đặc biệt nguyễn thị hà k61m

Phương pháp này dùng tia nước được thêm vào các phần từ hạt mài để cho quá trình gia công mạnh hơn, có hiệu quả hơn, nhằm tạo khả năng cắt các vật liệu cứng hơn: thép, thủy tinh, bê tông

Phương pháp gia công đặc biệt

+Nhóm cơ

+Nhóm điện

+Nhóm Nhiệt

+Nhóm Hóa

A.Các phương pháp gia công cơ :

+Phương pháp gia công bằng siêu âm

+Phương pháp gia công bằng tia nước

+Gia công tia nước có hạt mài

+Phương pháp gia công dòng hạt mài

B.Phương pháp gia công tia nước có hạt mài:

I.Mục tiêu:

-Hiểu khái niệm gia công bằng tia nước và tia nước có hạt mài

-Hiểu, biết nguyên lý gia công bằng tia nước và tia nước có hạt mài

-Tường minh thiết bị và dụng cụ

-Biết tường tận các thông số công nghệ

-Ưu nhược điểm và phạm vi ứng dụng

II.Khái niệm:

Gia công tia nước có hạt mài: Có cấu tạo gần như tương tự cấu trúc gia công bằng tia nước Phương pháp này dùng tia nước được thêm vào các phần từ hạt mài để cho quá trình gia công mạnh hơn, có hiệu quả hơn, nhằm tạo khả năng cắt các vật liệu cứng hơn: thép, thủy tinh, bê tông hay bật liệu composite…

III.Nguyên lý gia công bằng tia nước có hạt mài:

-Khi gia công tia nước có hạt mài thì hạt mài được trộn với nước trong ống trộn trước khi được phun ra ngoài

-Vận tốc của dòng nước rất cao sẽ tạo ra vùng chân không và hút hạt mài từ ngoài vào mà không cần bất cứ một máy nào khác để đưa dòng hạt mài vào

-Tia dung dịch này thông thường được đẩy bằng khí nén nhằm mục đích tăng tốc độ của dòng chảy

-Bề mặt tia được gia công bằng tia hạt mài không có vết xước như bề mặt gia công bằng các phương pháp khác ( Phương pháp gia công còn có tạo phoi)

-Mỗi thành phần của dòng tia là nước và hạt mài đều có mục đích riêng biệt và hỗ trợ:

Mục đích chính của vật liệu hạt mài trong dòng tia là cung cấp lực mài mòn; Mục đích của dòng tia nước là có tác dụng đưa vật liệu hạt mài đén chi tiết gia công để mài mòn, tia nước cùng gia tốc với hạt mài, mang cả dòng hạt mài và vật liệu bị mài mòn khỏi vùng làm việc

-Bề mặt trước khi gia công bằng tia được tẩy sạch bụi, phôi, dầu nhờn, axit và các tạp chất khác

Gia công tia nước có hạt mài

-Khi khách hàng dưa ra một bản vẻ, nó sẽ được số hóa và vẽ lại bằng phần mềm

CAD/CAM Sau đó bản vẻ được chuyển thành ngôn ngữ mà máy gia công bằng tia nước

có thể đọc được qua một chương trình được gọi là gia công nhờ máy tính

CAM(Computer Aided Manufacturing)

IV:Cơ sở lý thuyết:

-Qúa trình đưa phần tử hạt mài vào trong nước:

+Hạt mài được đưa vào sau giai đoạn hình thành tia nước áp suất cao

+Hạt mài được đưa vào trước quá trình hình thành tia nước( trường hợp không phổ biến).

Qúa trình trộn hạt mài vào tia nước

*Sau đây là những đồ thị chỉ rõ một số liên hệ cần thiết trong quá trình gia công:

Quan hệ giữa đường kính ống tập trung và áp suất bơm

Quan hệ giữa lưu lượng khối lượng hạt mài và hình học ống tập trung

Quan hệ giữa lưu lượng thể tích không khí , lưu lượng khối lượng hạt mài và

dự thay đổi áp suất.

Ảnh hường các thông số lên sự vỡ các phần tử rắn.

a)Vận tóc tác động và góc tác động

b)Vận tốc tác động và phần tử

Ảnh hưởng các thông số lên sự phân hủy phần tử hạt mài

V:Thiết bị và dụng cụ:

1.Bộ trộn trong gia công tia nước có hạt mài:

-Trong gia công tia nước có hạt mài, ta quan tâm đến vấn đề trộn hạt mài vào tia nước, mỗi một thiết bị có một cơ chế trộn hạt mài khác nhau Những hình dưới đây cho thấy được một số cơ chế được áp dụng trong gia công tia nước có hạt mài:

2.Thiết bị:

a) Máy tia nước đơn thuần

b)Máy tia nước có hạt mài:

-Để tăng hiệu quả người ta dùng thêm hạt mài để đưa hạt mài vào thùng tia Với hạt mài nhỏ, cứng, săc, tia nước sau khi ra khỏi đầu cắt sẽ tạo nên tác dụng phá hủy lớn hơn tia nước đơn thuần

-Loạn này có thể gia công trên mặt đất và ở độ sâu trên 1000m

Một tia nước hạt mài chia làm hai loại:

+Loại thùng hạt mài không có áp suất

+Loại th ùng hạt mài có áp suất

-Thiết bị dùng trong gia công bằng tia nước hạt mài được phân loại theo phương pháp cung cấp dung dịch hạt mài tới cấu tạo phun và tới bề mặt gia công

=>Thiết bị được chia thành 6 sơ đồ :

VI:Các thông số công nghệ:

-Những thông số thêm vào cho quá trình là loại hạt mài, cỡ hạt và tốc độ dòng chảy -Lượng mài được thêm vào trong tia nước xấp xỉ khoảng 0.3kg/phút sau khi thoát ra vòi phun

-Đường kính hở của vòi khoảng từ 0,25-0,63 mm

-Áp suất nước trong gia công bằng tia nước có hạt mài giống với gia công tia nước, khoảng cách cho phép phải ít hơn để giảm đến mức tối thiểu hiệu quả phân tán của chất lỏng cắt mà hiện giờ có chưa những hạt mài

Khoảng cách cho phép điển hình là khoảng ¼ hay ½ khoảng cách trong gia công tia nước

-Các thông số cần chú ý khi gia công tia nước có hạt mài

+Tỉ lệ cấp hạt mài

+Đường kính ống trộn

+Đường kính miệng vòi phun.

+Áp suất nước trong vòi

+Khả năng cắt vật liệu

+Chiều dài chi tiết

+Chất lượng cần gia công

+Công suất máy bơm

-Các yếu tố công nghệ của quá trình được xét tới là:

+Áp suất của khí nén

+Đặc tính của thiết bị phun

+Đặc tính của dung dịch hạt mài

+Vị trí của thiết bị phun

-Ảnh hưởng của thời gian gia công:

+Khối lượng KL trên 1 đơn vị diện tích bề mặt gia công cũng tăng theo thời gian gia công

+Độ hạt: 36;60;90;120;150;170;250;280;320;325;400;450 Độ hạt 36 có kích thước lớn nhất còn độ hạt 450 có kích thước nhỏ nhất

+Độ nhám bề mặt giảm mạnh trong thời gian60-100 giây đầu tên, sau đố hầu như không thay đổi theo thời gian

-Ảnh hưởng của mật độ hạt mài:

+Mật oộn hài mại trong dung dịch không ảnh hưởng nhiều đến độ nhám bề mặt

+Độ nhám thấp nhất khi gia công ứng với tỷ khối của hạt mài trong dung dịch nằm trong khoảng 1:6 - 1:9

-Ảnh hưởng của góc phun:

+Gia công có thể bỏ qua sự biến động chút ít của góc phun tối ưu

+Điều này có ý nghĩa quan trọng đối với trường hợp gia công các bề mặt cong phức tạp -Ảnh hưởng của khoảng các phun:

+Khoảng cách phun L cũng có ảnh hưởng đáng kể đến độ nhám bề mặt

-Ảnh hưởng của áp lực khí nén

+Khi tăng áp lực khí nén thì độ nhám bề mặt tăng gần như theo quy luật tuyến tính -Ảnh hưởng của kích thước hạt mài

VII:Ưu điểm và phạm vi ứng dụng:

a)Ưu điểm:

-Dao kim loại sau một thời gian cắt sẽ bị cùn, nhưng tia nước thì luôn luôn sắc

+Dao KL luôn phải hướng theo phương tiếp tuyến, Nhưng tia nước không phân biệt hình dạng đường nào

+Miệng cắt của tia nước rất mảnh=>tiết kiệm vật liệu

+Trong vùng cắt tỏa nhiệt ít, do đó không làm biến dạng vật liệu gia công Có thể gia công cả cứng và mềm

*Một số ưu điểm khác:

-Tạo ra lợi nhuận lớn

+Những thuận lợi của PP này vượt ra xa sự cạnh tranh về giá cả so với KT gia công khác +Gia công bằng này có thể gia công các vật liệu tổng hợp, nhưa mà không gặp phải dung

sai do nhiệt, hoặc do sự xuống cấp của các thi ếtbị cơ khí

+Là một quá trình gia công lành mạnh, sạch => hoàn toàn các vùng ảnh hưởng nhiệt, khói độc, phân lớp khi đúc, ứng suất nhiệt, lớp biến cứng bề mặt, sự biến dạng của kl… +Chất lượng vết cắt cao

+Có thể đư ợcdùng để cắt hoặc tạo hình các bộ phần bằng théo, nhôm, thủy tinh, cao su,

+Có khả năng tự động hóa, người máy hóa rất cao

b)Nhược điểm:

Khó kiểm soát độ chính xác về kích thước và giá thành thiết bị còn cao

c)Phạm vi ứng dụng:

+Cắt đứt hoặc cắt định hình các bề mặt KL hoặc PKL

+Khoan lỗ bằng tia nước có hạt mài áp lực cao

+Làm sạch bề mặt

+Trong KT đào đường hầm…