Luận Văn Gia công bằng tia nước có hạt mài

TÊN ĐỀ TÀI: Gia công bằng tia nước có hạt mài​

Information

ĐẶT VẤN ĐỀ.


Trong bối cảnh phát triển mạnh mẽ của ngành công nghệ vật liệu như hiện nay, thì hàng loạt các loại vật liệu mới với các đặc tính đặc biệt và cơ tính tốt đã được ra đời ( hợp kim cứng, ceramic,compozit, vật liệu tổng hợp ) và được ứng dụng ngày càng rộng rãi vào thực tế cuộc sống.Mặt khác các yêu cầu về kết cấu các chi tiết ngày càng phức tạp và yêu cầu về chất lượng ngày càng cao. Hơn nữa vấn đề về hiệu quả kinh tế – kỹ thuật khi gia công các loại vật liệu mới cũng được đặt lên hàng đầu. Tuy nhiên, các phương pháp gia công truyền thống (tiện, phay, bào, Khoeùt, Doa, Maøi, Xoïc, Chuoát, .) lại không thể đáp ứng được yêu cầu gia công các loại vật liệu này; Chính vì thế, vấn đề gia công các loại vật liệu mới cũng là một vấn đề luôn luôn song hành với sự phát triển đó.


Để đáp ứng yêu cầu gia công các loại vật liệu mới này thì hàng loạt các phương pháp gia công mới được ra đời. Một trong những phương pháp này là: “ Gia công bằng tia nước có hạt mài ”. Đây là một phương pháp gia công đặc biệt được đánh giá là có nhiều ưu điểm và đã được ứng dụng rộng rãi trong thực tế: trong gia công cơ khí, công nghệ thực phẩm với phương pháp gia công này thì chúng ta có thể gia công đươc những vật liệu phức tạp mà vẫn đạt được độ chính xác cao và đạt được hiệu quả kinh tế khi gia công.


II, Nội dung phương pháp gia công bằng tia nước có hạt mài.

Để biết được phương pháp gia công bằng tia nước có hạt mài như thế nào thì trước hết ta cần phải biết được phương pháp gia công bằng tia nước trước. Ta đi định nghĩa phương pháp gia công bằng tia nước: Gia công bằng tia nước (Water Jet Cutting-WJC) là một quá trình sử dụng tia nước ở áp suất cao để gia công vật liệu. Vết cắt hoặc rãnh có độ rộng xấp xỉ 1mm. Đường kính lỗ nhỏ nhất có thể cắt được là 1,5mm. Phương pháp này còn được gọi là gia công bằng thuỷ động lực học. Sơ đồ nguyên lý được thể hiện trên hình 1.




Đầu tiên nước từ thùng cấp nước đi qua bộ lọc và hòa trộn. Sau đó nhờ ống dẫn chất lỏng đi qua bộ khuyếch đại để tăng áp đến đầu phun. Tại đầu phun tia nước được phun ra mạnh hay yếu là nhờ van tiết lưu. Van này được điều khiển bởi một bộ điều khiển. Tia nước sau khi ra khỏi đầu phun có áp suất rất lớn (thường từ 100 - 400 MPa), tốc độ tia nước từ 400 - 1000m/s. Với áp suất này, khi tia nước chạm vào bề mặt vật liệu gia công nó tạo nên áp lực lớn hơn độ bền nén của vật liệu, bề mặt vật liệu bị nát ra và tia nước xuyên qua tạo thành vết cắt, cắt chi tiết gia công. Vậy tia nước tạo đóng vai trò như một cái cưa cắt một vết hẹp trên vật liệu.


1. Nguyên lý gia công tia nước có hạt mài:

Để tăng khả năng cắt bằng tia nước nhằm cắt các vật liệu cứng như thép, thủy tinh, bê tông hay vật liệu composite người ta thêm vào tia nước những hạt mài. Vì thế phương pháp này được gọi là gia công tia nước có hạt mài. Nguyên lý của phương pháp này cũng như gia công tia nước, nhưng khác ở chỗ trong quá trình hình thành tia nước áp suất cao thì cho thêm vào dòng hạt mài. Vận tốc rất cao của dòng tia khi đi qua lỗ phun sẽ tạo chân không để hút các hạt mài từ ống chứa hạt mài, sau đó, hạt mài sẽ trộn với nước trong ống trộn. Việc cấp hạt mài trong quá trình gia công quyết định năng suất gia công.


Đối với gia công tia nước có hạt mài, khi thêm những hạt mài vào tia nước sẽ làm phức tạp quá trình gia công vì phải bổ sung một số và những thông số này phải được điều khiển. Những thông số thêm vào cho quá trình là loại hạt mài, cỡ hạt và tốc độ dòng chảy. Các loại vật liệu hạt mài thường được sử dụng là Al2O3, SiO2 và garnet, các cỡ khoảng từ 60:100. Lượng hạt mài được thêm vào trong tia nước xấp xỉ khoảng 0,3kg/phút sau khi thoát ra vòi phun.


Áp suất nước trong gia công bằng tia nước có hạt mài giống trong gia công bằng 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 chứa những hạt mài. Khoảng cách cho phép điển hình là khoảng ¼ hay ½ khoảng cách trong gia công tia nước.


Phương pháp gia công tia nước hay tia nước có hạt mài có thể sử dụng thay thế cho các PPGC tia laser hay tia plasma nếu cầu không có ảnh hưởng nhiệt đường cắt vật liệu.


2. Các thông số cơ bản và thiết bị:

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

- Tỷ lệ cấp hạt mài

- Đường kính ống trộn

- Đường kính miệng vòi phun

- Áp suất nước trong vòi

- Khả năng cắt vật liệu

- Chiều dày chi tiết

- Chất lượng cần gia công

- Công suất máy bơm

- Biên dạng hình học cần gia công


Các bộ phận chính của một thiết bị gia công tia nước có hạt mài cũng giống như gia công tia nước, bao gồm các bộ phận chính sau:

- Bộ lọc: làm sạch nước để tăng tuổi thọ hệ thống

- Bộ tăng áp: tăng áp lực của nước

- Bộ phận phân phối nước: đường ống, khớp nối và ác bộ phận phân phối nước tăng áp.

- Đầu trộn: trộn nước áp lực cao và hạt mài

- Đầu cắt: dẫn hướng tia nước

- Dàn máy NC: định vị đầu cắt

- Bộ phận thu gom nước đã phun