Tiểu Luận - Kỹ Thuật Chế Tạo - Đề Tài - Gia Công Bằng Phương Pháp Cắt Tia Nước

Gia công bằng phương pháp cắt tia
nước


Nội dung chính :

I. Khái niệm
II. Ngun lý gia cơng
III. Thông số công nghệ
IV. Phạm vi ứng dụng
V. Ưu nhược điểm


I. Khái niệm :
1. Gia công bằng tia nước là gì ?
 Là phương pháp gia cơng đặc biệt.
 Dùng tia nước công nghiệp tác động vào vùng chi tiết cần gia cơng
 Q trình tiếp tục và dần dần tạo ra được chi tiết cần gia công.


2. Gia cơng tia nước có hạt mài
 Tương tự như gia cơng bằng tia nước.
 Nhưng trong đó chúng ta sẽ thêm các phần tử hạt mài để cho q trình gia cơng
mạnh hơn và hiệu quả , tạo khả năng cắt các loại vật liệu cứng : thép, thủy tinh,
bê tơng….
 Dịng tia nước gia cơng này sẽ không gây ra những hậu quả do áp suất hoặc
nhiệt


II. Nguyên lý hoạt động
1. Gia công bằng tia nước :

 Hiện tượng cắt bằng tia nước thực hiện bằng cách đưa một thể tích lớn nước
qua một đường ống nhỏ, thể tích khơng đổi đi qua một tiết diện nhỏ dần.
 Làm các phần tử tăng tốc, Dòng tăng tốc này ra khỏi ống tác động một lực
cắt lớn vào vật liệu gia công


Hình 1 : Sơ đồ ngun lý gia cơng tia nước


2. Gia cơng tia nước có hạt mài :


Đây là phương pháp gia công mạnh nhất và phức tạp nhất

Quá trình đưa phần tử hạt mài vào trong nước sẽ có 2 trường hợp:
 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).
Bề mặt được gia công bằng tia nước có hạt mài khơng có vết xước trên bề mặt
gia công như các phương pháp khác.


Hình 2 : Ngun lý hoạt động gia cơng tia nước hạt mài


Hình 3 : Quá trình đưa hạt mài vào trong nước


III. Thông số công nghệ :
1. Gia công bằng tia nước bao gồm :

 Khoảng cách gia cơng, đường kính các vòi phun, áp suất nước và tốc độ cắt.
 Khoảng cách gia cơng là khoảng cách giữa đầu vịi phun và bề mặt gia công. Thông
thường khoảng cách này là nhỏ để tia nước phân tán (Khoảng cách gia cơng điển
hình là 3,2 mm)
 Kích thước của lỗ vịi phun ảnh hưởng đến độ chính xác của q trình cắt, Vòi phun
nhỏ được sử dụng trên những vật liệu mỏng, những vật liệu dày hơn thì cần có những
tia phun dày hơn và áp suất cao hơn.
 Tốc độ cắt thường vào khoảng từ 5mm/s – 500 mm/s tùy theo độ dày của chi tiết gia
công.


2. Gia công tia nước hạt mài gồm :
Các thông số cần chú ý khi gia cơng tia nước có hạt mài:
• Tỉ lệ cấp hạt mài
• Đường kính ống trộn
• Đường kính miệng vịi phun
• Áp suất nước trong vịi
• Khả năng cắt vật liệu
• Chiều dày chi tiết
• Chất lượng cần gia cơng
• Cơng suất máy bơm


Góc phun a = 90°, bề mặt được gia cơng bằng tia va đập.
Góc phun a = 0°, bề mặt được gia cơng bằng tia trược
Góc phun a = 0°-90°, Bề mặt được gia công bằng tia chéo
Quảng đường đi của hạt mài qua màng dung dịch càng lớn khi góc phun a càng
nhỏ
Kích thước của các hạt mài được chọn phụ thuộc vào độ nhám bề mặt trước khi
gia công.

Hình 4 : Sơ đồ gia cơng tia nước hạt mài


IV. Phạm vi ứng dụng
Cắt đứt hoặc cắt định hình các bề mặt kim loại hoặc phi kim loại.
Khoan lỗ bằng tia nước áp lực cao.
Ứng dụng tia nước ưong công nghiệp làm sạch bề mặt.
Ứng dụng tia nước trong kỹ thuật đào đường hầm.
Gia cơng bằng tia nước có thể được sử dụng có hiệu quả với những đường cắt hẹp
cho các loại chi tiết có dạng tấm mỏng làm bằng vật liệu nhựa, vải, composite,
gạch lát sàn, da, thảm và cát tông…


V. Ưu điểm nhược điểm
Ưu điểm :
 Tính hiệu quả: Quá trình sử dụng CAD/CAM và vết cắt rất nhỏ khi gia công bằng
tia nước cho phép chúng ta sử dụng các vật liệu mắc tiền
 Tính linh hoạt và nhanh chóng xác định đường biên của chi tiết cần gia
công: Các đầu dụng cụ cắt bằng nước tự động hố có thể cắt theo bất kỳ hướng
nào, hình dạng phức tạp ln ln được cắt với độ chính xác cao.
 Tính kinh tế: Gia cơng tia nước gia cơng rất tốt với những vật liệu dễ gãy như
thủy tinh.


 Giảm thiểu hư hỏng: cắt được trên các vật liệu dễ vỡ mà không làm vỡ, nứt chi tiết,
tia nước các vật liệu như đá, gốm và sứ thì hiệu quả và sạch sẽ hơn.
 Tận dụng tối đa: Dòng nước dùng để cắt rất hẹp giảm thiểu bề rộng của đường
cắt, tăng phần sử dụng của vật liệu.

 Bảo vệ môi trường:




Nhược điểm

 Khó kiểm sốt độ chính xác về kích thước gia công
 Giá thành thiết bị cao
 Công nghệ gia công bằng tia nước áp lực cao trong lĩnh vực chế tạo máy vẫn còn
mới mẽ mà nhiều vấn đề lý thuyết và thực tiễn chưa giải quyết được hoặc giải
quyết chưa triệt để