Loading presentation...

Present Remotely

Send the link below via email or IM

Copy

Present to your audience

Start remote presentation

  • Invited audience members will follow you as you navigate and present
  • People invited to a presentation do not need a Prezi account
  • This link expires 10 minutes after you close the presentation
  • A maximum of 30 users can follow your presentation
  • Learn more about this feature in our knowledge base article

Do you really want to delete this prezi?

Neither you, nor the coeditors you shared it with will be able to recover it again.

DeleteCancel

Make your likes visible on Facebook?

Connect your Facebook account to Prezi and let your likes appear on your timeline.
You can change this under Settings & Account at any time.

No, thanks

Phương pháp gia công bằng siêu âm

No description
by

vu anh cung

on 17 February 2014

Comments (0)

Please log in to add your comment.

Report abuse

Transcript of Phương pháp gia công bằng siêu âm

Phương pháp gia công bằng siêu âm
Ultralsonic Machining - USM

Tổng quan
Đây là một trong những phương pháp gia công cơ.
Các ứng dụng của sóng siêu âm
Ứng dụng cơ học

Ứng dụng nhiệt

Ứng dụng ăn mòn xâm thực
Ứng dụng ăn mòn xâm thực
Ứng dụng nhiệt Gia công hàn ép
Ứng dụng cơ học
Gia công bằng siêu âm là truyền dao động vào vùng cắt dưới tần số siêu âm. Dao động này va đập vào các hạt mài, hạt mài va đập vào vùng cắt tạo nên bề mặt gia công.
Sóng siêu âm là sóng đàn hồi có tần số dao động từ 20KHz - 1GHz.
Nhưng dải sóng dùng để gai công chỉ có tần số từ
Máy siêu âm dùng để gia công các vật liệu cứng và dòn như:
15KHz - 30KHz
Thủy tinh
Gốm sứ
Hợp kim cứng
Kim cương
Nguyên lý 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.
Bàn máy
Chi tiết gia công
Dụng cụ
Thanh truyền sóng
Đầu biến từ
Máy phát siêu âm
Giả thiết:
+ Trong một môi trường chất lỏng tồn tại chất rắn (bột thạch anh). Dưới tác dụng của sóng siêu âm có tần số trung bình, các phần tử của chất lỏng chuyển động theo đúng chuyển động của âm trường.
+ Các bột thạch anh cứng, sắc cạnh, lơ lửng cũng sẽ chuyển động theo âm trưởng. Trong quá trình chuyển động, chúng gọt dũa và bóc tách kim loại
Dao động với tần số 18-30 kHz.
Đổi đổi sóng siêu âm thành dao động cơ học trong khoảng 5-10 micromet.
Dùng để truyền sóng cần thiết để gia công
Có hình dạng theo yêu cầu gia công
DD hạt mài
Được đưa vào phía đầu dụng cụ
Để có thể gia công được, siêu âm cần được đưa vào một thiết bị đặc biệt để tại nên dao động có biên độ cần thiết
Đầu biến từ
Làm việc trên cơ sở tự thay đổi chiều dài của một số kim loại - "co ngắn nhiễm từ" : Fe, Ni, Co,..v..v.. dưới tác động của điện - từ trường
HIỆN TƯỢNG TỪ GIẢO
Nguyên lý hoạt động
ĐẦU TỪ GIẢO
Nguyên lý hoạt động
- Dòng điện cao tần từ máy phát truyền vào biến tử để tạo ra dao động cơ học với tần số siêu cao.

- Siêu âm từ biến tử truyền qua thanh truyền sóng qua khớp nối , rồi truyền vào cực hàn và truyền dao động siêu âm cho chi tiết hàn .

- Cực hàn ép các chi tiết hàn bằng một lực nhất định nhờ bộ tạo lực ép.



Thiết bị & dụng cụ
1. Nguồn cung cấp
2. Thiết bị điều khiển chu kỳ hàn
3. Hệ dao động cơ học
4. Bộ phận truyền áp lực
Các thông số công nghệ
Tần số siêu âm: 20...65 kHz
Biên độ dao động: 1...50 micromet
Lực ép: 1...6000
Thời gian hàn: 0,005..1s
Chuẩn bị bề mặt: không
Nhiệt độ cực đại : < 60% T chảy lỏng
Biến dạng dẻo cục bộ: <5% chiều dày phôi hàn

Phạm vi ứng dụng
Đây là một phương pháp tiên tiến, có triển vọng.
Phạm vị ứng dụng rộng rãi, đa dạng.
Ưu nhược điểm
Bộ phận quan trọng nhất của thiết bị hàn là hệ dao động cơ học, nó dùng để biến dao động điện thành dao động cơ và truyền dao động cơ vào vùng hàn. Hệ dao động cần phải làm việc với hiệu suất điện – cơ cao nhất ở tần số cộng hưởng không phụ thuộc vào sự thay đổi của trở kháng tải trọng.
Được điều chỉnh trong quá trình hàn
Khoảng chiều dày có thể hàn của phôi ở phía tiếp giáp với điện cực hàn [mm] (chiều dày phôi ở phía gá kẹp là không hạn chế)
Hàn dây dẫn điện
Hàn các tiếp điểm, linh kiện
Hàn các ống, tấm siêu mỏng
Hàn các liên kết chồng
Vật liệu có thể hàn bằng siêu âm
Ưu điểm
-Có khả năng tự phá bỏ lớp oxýt bề mặt và làm sạch tốt dầu mỡ nhờ có ma sát, dịch trượt giữa các vật hàn.

- Có khả năng hàn nối các chi tiết kim loại mà không cần làm sạch lớp bề mặt, không cần nấu chảy chỗ hàn.

- Có thể hàn tốt những kim loại có điện trở nhỏ

- Không hạn chế chiều dày vật hàn

- Có thể hàn các kim loại khác nhau với nhau, hàn kim loại với phi kim, hàn chất dẻo, hàn xương,...

- Cho phép các chi tiết hàn có tỷ lệ chiều dày tới 1:1000.

- Tiêu tốn ít năng lượng, dễ tự động hóa, thời gian hàn nhanh

Nhược điểm
- Nhược điểm cơ bản của hàn siêu âm là chất lượng mối hàn không ổn định do ξ (biên độ) , f (tần số) , F0( lực ép tĩnh) không ổn định và bề mặt vật hàn không tốt.

- Chỉ thích hợp hàn với vật liệu mỏng.

- Giá thành thiết bị tương đối cao.

Quá trình hình thành mối hàn
Video
Nguyên lý làm việc
Thiết bị và dụng cụ
Trong chất lỏng một lượng lớn các bọt khí

Khi chiếu một chùm siêu âm có tần số thích hợp
các bọt khí chuyển động hỗn loạn
Các bọt khí kết hợp thành bọt khí lớn hơn
Đến giới hạn, các bọt khí vỡ tan thành nhiều hạt nhỏ với sức va đập và áp suất cực lớn
+ với nhiệt độ chất lỏng tăng dần
Xảy ra hiện tượng xâm thực
Người ta ứng dụng trong việc làm sạch
Đầu khuếch đại siêu âm

Máy phát điện

Bể chứa

Chất lỏng làm sạch
ĐẦU KHUẾCH ĐẠI SIÊU ÂM
-Đầu khuếch đại siêu âm là bộ chuyển đổi phát ra sóng siêu âm bằng cách cộng hưởng với tần số siêu âm phát ra từ đầu ra của máy phát điện.

-Chất lỏng làm sạch: có thể là nước tinh khiết, nước có tính kiềm hoặc axit yếu, nước có sử dụng dung môi làm chất tẩy rửa và nước có những thành phần khác

-Bể chứa được làm bằng chất liệu thép không rỉ, có khả năng chịu được trong môi trường kiềm và axit tốt, bề mặt được mạ chrome.

Máy và thông số kỹ thuật
Bồn rửa siêu âm công nghiệp
Bồn rửa siêu âm công nghiệp sử dụng sóng siêu âm với các tần số khác nhau như 28Khz, 30Khz, 40Khz đến 120 Khz tùy theo vật liệu cần làm sạch. Bồn rửa siêu âm công nghiệp cho phép làm sạch các sản phẩm ở cuối quy trình sản xuất và được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực công nghiệp.
Thông số công nghệ
Video
Ưu điểm & nhược điểm
Ưu điểm
Nhược điểm
-Làm sạch bộ phận, chi tiết mà không gây ảnh hưởng đến chi tiết.
-Có thể làm sạch trong những phạm vi nhỏ, lỗ, rãnh…
-Có thể làm sạch nhiều loại vật liệu khác nhau như kim loại, nhựa, dây điện…
-Thân thiện với môi trường

-Các chi tiết lớn không được làm sạch nhanh như chi tiết nhỏ do có sự hấp thụ năng lượng.
-Làm sạch chậm đối với các lớp mỡ dày, hỗn hợp mỡ với bụi bẩn.
-Chất hóa học làm sạch kết hợp với sóng siêu âm có thể gây nên lỗ trên bề mặt chi tiết.

Nguyên lý hoạt động
Thiết bị & dụng cụ

Thông số công nghệ
Một số công nghệ gia công bằng siêu âm
KHOAN - KHOÉT - DOA
MÀI - CẮT - XẺ RÃNH
Gia công bằng siêu âm được sử dụng để nâng cao hiệu quả của các phương pháp gia công khác bằng cách đưa dao động của siêu âm vào dụng cụ cắt. Người ta đã tìm được nhiều biện pháp hợp lý để nâng cao năng suất cắt và tuổi thọ của dao với việc dùng siêu âm.
Khoan siêu âm lợi dụng sự tác động cọ xát và gọt dũa của sóng siêu âm.

Làm việc với tần số 20-30 kHz.

Mũi khoan dao động dọc thẳng góc với bề mặt gia công.


Khoan siêu âm với những dụng cụ khác nhau
Phoi không bị hút đi
Phoi bị hút đi
Khoan lỗ hình trụ có đáy
Khoan xuyên lỗ trụ bằng dụng cụ có dạng vành khăn
Khoan lỗ đáy không phải hình trụ
Khoan lỗ xuyên không phải hình trụ
Đầu siêu âm của máy khoan
Dùng để tạo dao động dọc khi khoan, khoét lỗ.

Nó có bộ biến từ 1 đặt bên trong thân 2 và nhận nguồn dao động từ máy phát siêu âm, bộ biến từ biến sóng siêu âm thành dao động cơ học . Chi tiết dạng phễu 3 lắp phía dưới thân 2 có chiều cao phụ thuộc vào tần số dao động. Thanh truyền 4 dùng để khếch đại vận tốc và biên độ dao động
Đầu siêu âm dao động xoắn
Đây là cấu trúc mới trong gia công khoan, khoét, doa
Có bộ biến từ 1 có dạng vòng. Bên trong nó được đặt tiếp tuyến với bộ biến đổi sóng 2. Phần trên của lõi cộng hưởng 3 có đuôi côn để lắp vào trục chính của máy. Phần dưới có lỗ con để lắp dụng cụ cắt 4
Bột mài thường sử dụng là hạt cacbit borium cỡ hạt 220. Trường hợp khoan kim cương thì dùng hạt kim cương.
Công suất khoan trong các trường hợp
Nguyên lý cũng tương tự như gia công lỗ
Ở đây chủ yếu nói về phần mài
Khi mài mặt phẳng thì vật gia công có thể chuyển động dưới dụng cụ.
Trong trường hợp mài những chỗ chật, khó mài trên những vật liệu gia công bằng vật liệu rắn giòn hoặc hợp kim cứng thì mài bằng siêu âm có tầm quan trọng lớn.

Những đặc tính của công nghệ mài cũng giống như khoan nhưng bổ sung thêm tốc độ chuyển động của vật gia công
Có thể mài siêu âm mặt phẳng nằm, đứng hay mặt phẳng hình học nào đó.
Ưu điểm và nhược điểm
Ưu điểm
Cho phép gia công những vật liệu vô cùng cứng, giòn.

Cho phép gia công vật liệu phi kim loại.

Không gây ra hiện tượng nứt tế vi bề mặt, không tạo ra bề mặt bị dị thường.

Ít để lại ứng suất dư.

Không gây ra tai nạn lao động.
Nhược điểm
Khi bề mặt gia công nhỏ: thao tác phức tạp, khó khăn.

Chỉ có thể gia công được lỗ và rãnh không sâu lắm.

Đòi hỏi năng lượng cao.

Dụng cụ bị mòn nhiều
1. lõi
2. cuộn dây
3. lõi từ
4. cuộn dây từ hóa
5. vòng kẹp
6. thanh truyền
7. dụng cụ cắt
8. chi tiết

Tốc độ cắt:
Bước tiến gia công
Dung dịch và hạt mài
Năng suất:
Chất lượng bề mặt gia công (chủ yếu phụ thuộc vào độ nhám bề mặt):
Độ chính xác gia công
Full transcript