Thiết kế, chế tạo rung siêu âm trợ giúp gia công biến dạng dẻo

<span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">

<b> ỜI C Đ N </b>

Tơi xin cam đoan các kết quả trình bày trong luận văn này là cơng trình nghiên cứu khoa học độc lập m ản thân tơi thực hiện. Các số liệu sử dụng phân tích có nguồn gốc rõ r ng v chưa được sử dụng cho bất kỳ một khóa luận uận văn tốt nghiệp nào khác. Theo hiểu biết cá nhân chưa có t i iệu khoa học n o tương tự được công bố, trừ những thông tin tham khảo được trích dẫn.

<i> h i guy n ng y 1 tháng 10 năm 2 21 </i>

<b>N </b>

<b>V N H </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">

<b> ỜI C N </b>

Trư c ti n, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến Thầy giáo hư ng dẫn khoa

<i><b>học của tôi, người đã tận tình chỉ bảo động viên và hết ng </b></i>

giúp đỡ tôi trong suốt thời gian nghiên cứu đ t i v m th nh uận văn tốt nghiệp.

<i><b> ồng thời tôi xin chân th nh cảm ơn các Thầy giáo, đ c iệt u v u , những nh khoa học đang t ch cực m việc t i </b></i>

<b>ph ng th nghiệm Đ v Đ iện T Trường i học </b>

thuật ông nghiệp v những kiến đ nh hư ng v trợ giúp tôi trong quá tr nh xây ựng hệ thống thiết th nghiệm triển khai th nghiệm để tơi có thể ho n th nh uận văn của m nh.

Tôi c ng xin cảm ơn an iám hiệu các đồng nghiệp của tôi t i Trường Trung cấp ngh Thái guy n đã giúp đỡ tôi trong việc gia công, t o đi u kiện để tôi được tham gia học tập và hoàn thành uận văn.

Tôi xin gửi ời cảm ơn chân th nh đến tập thể khoa ơ kh h ng o t o Trường i học thuật ông nghiệp i học Thái guy n v các Thầy giáo Cô giáo đã tận t nh truy n đ t những kiến thức qu áu c ng như t o mọi đi u kiện thuận ợi nhất cho tôi trong suốt quá tr nh học tập triển khai nghi n cứu đ t i và ho n th nh uận văn.

uối cùng tôi xin gửi ời cảm ơn đến gia đ nh các anh ch v các n đồng nghiệp đã giúp đỡ v mọi m t trong thời gian qua để tơi có thể ho n th nh uận văn tốt nghiệp đúng tiến độ.

<i> h i guy n ng y 1 th ng 1 năm 2 21 </i>

<b>N </b>

<b>V N H </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">

. .2. guy n tắc t o rung động si u âm ... 6

. . . guy n tắc truy n rung động si u âm ... 9

. . . ác th nh phần ch nh của hệ thống công tác si u âm ... 10

. . . ột v i ứng ụng của rung động si u âm trong sản xuất đời sống ... 12

.2. ng ụng của rung động si u âm trong gia công iến ng o ... 13

. . . ung động si u âm h trợ quá tr nh ập nguội ... 14

. .2. ung động si u âm h trợ quá tr nh r n ập v p chảy ... 17

. . . ung động si u âm h trợ quá tr nh k o ... 20

. . ia công iến ng o cục ộ i n tục có sự trợ giúp của rung động si u âm (Ultrasonic assisted Incremental Sheet Forming - UISF) ... 23 . . . ia công iến ng o cục ộ i n tục ncr m nta h t orming - ISF) . 23

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

. .2. ia công iến ng o th o ư c có sự trợ giúp của rung động si u âm

(Ultrasonic Incremental Sheet Forming – UISF) ... 27

. . ết uận hương ... 30

2. T T ... 31

2. . ác thông số cơ ản của phương pháp gia công ng iến ng o cục ộ i n tục ... 31

2. . . Thông số h nh học v thông số công nghệ ... 31

2. .2. ối quan hệ giữa các thông số h nh học v thông số công nghệ ... 32

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

.2.2. iểm chu n xác đ nh quan hệ ực v i điện áp của cảm iến ực ... 59

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

<b> NH C CÁC CH VI T T T </b>

ISF Incremental sheet forming iến ng o cục ộ i n tục ho c iến ng o th o ư c

UISF Ultrasonic assisted-

Incremental sheet forming

iến ng o cục ộ i n tục ho c iến ng o th o ư c có rung động siêu âm trợ giúp

AA Aluminum Alloy ợp kim nhôm Al Aluminum Alloy ợp kim nhôm

FLD Forming Limit Digram ường cong gi i h n iến ng o SEM Scanning Electron

Microscope

ển v đ ện tử qu t

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

<i>_b</i> MPa ng suất uốn

<i>_p</i> MPa ng suất n n o ụng cụ iến ng t o n n tr n m t

<i>F_r</i> N, kN Th nh phần ực iến ng o th o phương hư ng k nh

<i>F_t</i> N, kN Th nh phần ực iến ng o th o phương tiếp tuyến

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

<b> NH C CÁC NG I U </b>

ảng 2. . óc t o h nh cực đ của một số vật ệu ... 34

ảng . . Thông số của phát rung si u âm ... 44

ảng .2. Thông số k thuật của nguồn phát điện si u âm... 45

ảng . . Thông số k thuật của máy t ện Tak sawa T -550 ... 55

ảng .2. Th nh phần các nguy n tố hóa học của hợp k m nhôm 2 ... 56

ảng . . ột số t nh chất cơ học của hợp k m nhôm 2 ... 57

ảng . . Thông số k thuật của cảm ến ực Kistler 9257B ... 58

ảng . . Thông số k thuật của k nh h ển v đ ện tử -PM-200SB ... 59

ảng . . Th ết kế th ngh ệm Taguch ... 62

ảng . . Thông số th nghiệm ... 62

ảng . . ết quả th nghiệm... 64

ảng . . ết quả so sánh th o c p air T-Test) ... 65

ảng . . nova g á tr trung nh của _zmax kh g a công ến ng o ... 67

ảng . . nova g á tr trung nh của _zmax kh g a công ến ng o ... 67

ảng . 2. nova g á tr trung nh của <small>zmax</small> khi gia công ến ng o ... 67

ảng . . nova g á tr trung nh của _zmax kh g a công ến ng o ... 67

</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">

<b> NH C CÁC H NH V Đ TH </b>

nh . . ác ngưỡng tần số rung động ... 5

nh .2. ột ộ t o rung động si u âm khai thác hiệu ứng từ giảo ... 6

nh . . nh hư ng của từ trường iến đ i đến cấu trúc vật iệu mang từ t nh ... 7

nh . . iệu ứng áp điện ... 8

nh . . ộ t o rung si u âm a ùng tấm pi zo nhi u p kết cấu an wich .... 8

nh . . ô h nh i n kết nguy n tử ... 9

nh . . ấu t o một hệ thống gia cơng có si u âm trợ giúp guồn phát rung động si u âm 2 ộ chuyển đ i si u âm v ầu khuếch đ i i n độ

ụng cụ gia công. ... 10

nh . . ết cấu một ộ phát rung si u âm kiểu ang vin... 11

nh . . huếch đ i i n độ rung động của oost r nối tiếp orn ... 12

nh . . ung động si u âm trợ giúp một số phương pháp gia công cắt gọt ... 13

nh . . ung động si u âm trợ giúp một số phương pháp gia công iến ng o ... 14

nh . 2. ơ đồ th nghiệm ập tấm có sự h trợ của rung động si u âm tác ụng n ch y v n khuôn ập ... 15

nh . . nh hư ng của rung động si u âm tần số 2 k z đến ực ập vuốt. ... 15

nh . . ực ập trong quá tr nh ập vuốt thông thường v ập vuốt có rung động si u âm tần số 2 k z i n độ m h trợ phơi ập có đường k nh mm ... 16

nh . . hả năng iến ng o của ập vuốt thơng thường v ập vuốt có rung động si u âm h trợ. ... 16

nh . . ường cong ực - ch chuyển của ch y khi rung động si u âm được k ch th ch các tần số khác nhau. ... 16

nh . . ô h nh th nghiệm a phân ố iến ng th o chi u i mẫu khi r n thường v khi r n si u âm c được thực hiện i v r nko v u ovich. ... 17 nh . . ường cong ứng suất - iến ng khi so sánh giữa chồn thơng thường v chồn có sự h trợ của rung động si u âm a nhiệt độ 2  chồn thường

</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">

150 v chồn có sự h h trợ của rung động si u âm 2 C. ... 18

nh . . nh hư ng của rung động si u âm h trợ quá tr nh chồn đến độ cứng

m t hợp kim nhôm. ... 18

nh .2 . ơ h nh th nghiệm chồn có rung động si u âm h trợ v chồn thường. .... 19

nh .2 . o sánh kết quả chồn thông thường a- mô phỏng - thực nghiệm v chồn có rung động si u âm h trợ c- mô phỏng - thực nghiệm ... 19

nh .22. ường cong ực - iến ng khi chồn có rung động si u âm h trợ v khi chồn thường th p a v_Press = 30 mm/min; (b) v_Press = 300 mm/min. ... 20

nh .2 . nh hư ng của rung động si u âm đến ực p a v ma sát khi p chảy. Tốc độ p v_press = 40mm/s. ... 20

nh .2 . ô h nh thực nghiệm k o sợi có sự trợ giúp của rung động si u âm. .... 21

nh .2 . ô h nh thực nghiệm k o ống có sự trợ giúp của rung động si u âm. ... 21

nh .2 . nh hư ng của rung động si u âm đến ực k o th p không gỉ a v k o th p các on cao khi k o ây. ... 22

nh .2 . nh mô tả ảnh hư ng của rung động si u âm chất ượng m t sản ph m titan khi k o a k o thường k o có rung động si u âm trợ giúp. ... 22

nh .2 . iện tượng giảm ực ma sát khi k o ây có sự trợ giúp của rung động si u âm đường số tr n đồ th . ... 22

nh .2 . ột v i phương pháp gia công v qu đ o ụng cụ gia công. ... 23

nh . . ác thông số h nh học của quá tr nh gia công . ... 24

nh . . ột số sản ph m điển h nh ứng ụng phương pháp gia công . ... 24

nh . 2. ác thiết thường được sử ụng trong phương pháp gia công . ... 26

nh . . Mô h nh thực nghiệm quá tr nh của mini v cộng sự. ... 27

nh . . ụng cụ iến ng o được thiết kế i mini v cộng sự. ... 28

nh . . o sánh ực t o h nh giữa gia cơng có rung si u âm v không. ... 28

nh . . ô h nh thực nghiệm nghi n cứu quá tr nh của i v cộng sự. .... 29

nh . . ết quả nghi n cứu ực iến ng ch nh _z của i v cộng sự ... 29

nh . . ết quả nghi n cứu ảnh hư ng của i n động rung si u âm đến ực iến ng ch nh _z a v đến hiệu quả iến ng . ... 29

</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">

nh 2. . ác thông số công nghệ v h nh học kh g a công ng phương pháp ến

ng o cục ộ n tục ... 31

nh 2.2. uan hệ g ữa các thông số h nh học v thông số công nghệ trong . ... 32

nh 2. . ô h nh t ến ụng cụ ến ng o a v ảnh hư ng của ượng t ến ụng

nh 2. . hân ệt g ữa vùng ến ng an to n v vùng phá hủy a ảnh hư ng của đường k nh ụng cụ v ư c t ến z c đến đường cong . ... 38

nh 2. . ô h nh phân t ch ực gây n n ến ng o của phôi. ... 38

nh . . Trung tâm gia công si u âm a v ộ ụng cụ gia công si u âm ... 43

nh .2. nh chụp ộ phát rung si u âm ắp s n đầu horn. ... 44

nh . . Thông số k ch thư c ộ phát rung si u âm ắp đ t s n đầu horn. ... 44

nh . . guồn phát điện si u âm ... 45

nh . . ột số ng ụng cụ iến ng o trong công nghệ . ... 46

nh . . hân ố iến ng tr n ộ phát rung chưa kể đến ụng cụ iến ng . .. 47

nh . . iả thiết phân ố iến ng tr n ộ phát rung khi ắp ráp th m ụng cụ iến ng - ộ phát rung 2 - ầu horn - ụng cụ iến ng - á k p. ... 47

nh . . ụng cụ iến ng o. ... 48

nh . . ô h nh kiểm tra n đ nh của ụng cụ iến ng o. ... 49

nh . . ng k p. ... 50

</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">

nh . . ch ốp sau trái v ch ốp trư c phải . ... 50

nh . 2. Tấm đệm giữa ống k p gá ộ phát rung v cảm iến ực. ... 50

nh . . ch cầu v ộ phát t n ico cop hiệu xác đ nh tần số cộng hư ng. .. 52

nh . . ết quả qu t tần số cộng hư ng của hệ thống. ... 53

nh . . ữ iệu vận h nh thử nghiệm hệ thống khi ật - tắt rung động si u âm trong quá tr nh iến ng o th o ư c... 53

nh . . nh chụp sản ph m thử nghiệm hệ thống gia công khi ật - tắt rung động si u âm trong quá tr nh iến ng o th o ư c ... 54 z = 2.0mm: (a) ISF và (b) UISF ... 63

nh . 2. ểu đồ ảnh hư ng của các thông số công nghệ đến th nh phần ực ến ng o ch nh <small>z</small>: (a) UISF; (b) ISF. ... 66

</div><span class="text_page_counter">Trang 15</span><div class="page_container" data-page="15">

nh . . ểu đồ ảnh hư ng của các thông số công nghệ đến tỉ số của th nh phần ực ến ng o ch nh _z: (a) UISF; (b) ISF. ... 66 nh . . nh chụp m t phô trư c kh g a công. ... 68

</div><span class="text_page_counter">Trang 16</span><div class="page_container" data-page="16">

<b> Đ U 0 1 Đ </b>

g y nay rung động s u âm được sử ụng rất ph iến trong nhi u ng nh sản xuất công nghiệp ch ng h n trợ g úp gia công cắt gọt t y rửa si u âm hàn siêu âm, chế iến thực ph m k ểm tra khuyết tật của sản ph m k thuật y tế ch n đoán h nh ảnh - siêu âm)... [1],[2],[3],[4],[5]. Trong nh vực gia công cơ kh cắt gọt có sự trợ giúp của rung động si u âm đã cho thấy nhi u ưu điểm n i trội ch ng h n ực cắt v nhiệt cắt giảm; tu i n ụng cụ được nâng cao hiện tượng o ao giảm; chất ượng m t gia công được cải thiện; ng cắt gọt được nhi u o i vật iệu khó gia công như th p sau nhiệt uyện th p không gỉ hợp kim độ n cao… giảm thiểu sử ụng ung ch trơn nguội … [1],[2],[4],[5],[6]. n c nh trợ giúp gia công cắt gọt rung động si u âm c n được triển khai nghi n cứu ứng ụng khá ph iến trong nh vực gia công áp ực ch ng h n h trợ quá tr nh át nguội v ập vuốt kim o i tấm [7],[8],[9],[10] h trợ quá tr nh r n nóng v nguội vật iệu kim o i [7],[11],[12],[13] h trợ quá tr nh p chảy cả tr ng thái nóng v tr ng thái nguội [7],[14],[15],[16]. hờ có sự trợ giúp của rung động si u âm ực cần thiết để iến ng o vật iệu giảm khả năng iến ng o của vật iệu tốt hơn chất ượng m t sản ph m được cải thiện… hững ưu điểm n y được giải do hiện tượng giảm ma sát tiếp xúc giữa ụng cụ gia công v phôi (c n gọi ma sát ngo i đồng thời ma sát giữa các h t tinh thể c ng giảm c n gọi nội ma sát [7],[17]. hờ những ưu điểm n i ật n y m thời gian gần đây một số nhóm nghi n cứu đã thử nghiệm ứng ụng rung động si u âm h trợ quá tr nh gia công iến ng o cục ộ i n tục vật iệu tấm tiếng nh trasonic assisted Incremental Sheet Forming viết tắt ) [18],[19],[20]. Gia công đ nh h nh tấm kim o i ng iến ng o cục ộ i n tục tiếng nh Incremental Sheet Forming viết tắt ISF) phương pháp gia công m trong suốt quá tr nh t o h nh chỉ một phần kim o i t i ch tiếp xúc v i ụng cụ iến ng o cục ộ. ùng iến ng o cục ộ n y i chuyển tr n to n ộ khu vực cần gia công th o một qu đ o nhất đ nh cho đến khi ho n thiện sản ph m.

</div><span class="text_page_counter">Trang 17</span><div class="page_container" data-page="17">

Tương tự như gia cơng cắt gọt có rung động si u âm trợ giúp trong hệ thống gia công iến ng o có sung rung động si u âm đầu rung si u âm một thiết quan trọng nhất quyết đ nh đến hiệu quả v chất ượng gia công. i q tr nh gia cơng có rung trợ giúp tùy thuộc vật iệu chi tiết thường y u cầu một chế độ gia công phù hợp. ể đảm ảo độ ch nh xác t o h nh đầu rung mang ụng cụ cần đủ cứng vững đồng thời kết cấu thuận tiện cho quá tr nh gá đ t. ến nay hầu như chưa có một o i hệ thống thiết sử ụng trong công nghệ iến ng o cục ộ i n tục có t ch hợp s n rung động si u âm h trợ n o được chế t o. iệc triển khai ứng ụng siêu âm trong q trình gia cơng iến ng o đ u th o hư ng sử ụng các máy công cụ truy n thống v t ch hợp th m một ộ h trợ t o rung si u âm. Rung động si u âm s được truy n trực tiếp v o ụng cụ iến ng o gắn v i đầu rung. ác o i đầu rung si u âm ph iến nhất hiện nay thường sử ụng ộ t o rung kiểu ang vin. ộ phận truy n v khuếch đ i i n độ rung thường có các ng h nh trụ h nh nón i n ng cong ho c ng ậc. ác ứng ụng rung động siêu âm trong quá trình gia công iến ng o hầu như chưa được quan tâm, khai thác. vậy việc thiết kế chế t o thiết rung si u âm trợ giúp gia công iến ng o v thử nghiệm trong iến ng o cục ộ i n tục không chỉ khai thác thế m nh v ứng ụng rung động si u âm Trường i học thuật ông nghiệp m c n m ra một hư ng nghi n cứu m i t i Trường.

<b>0.2. ụ ứ </b>

Th ết kế chế t o th ết rung s u âm h trợ quá tr nh g a công ến ng o có thể gá đ t tr n các máy công cụ v tr ển kha thử ngh ệm trong công nghệ g a công ến ng o cục ộ n tục vật ệu tấm k m o .

<b>0.3. C </b>

ể giải quyết i toán thiết kế đ t sử ụng cách tiếp cận như sau

- hân t ch các ngh n cứu đã công ố trư c đây v ứng ụng của rung động s u âm trong g a công ến ng o từ đó ựa phương pháp ến ng o ự k ến áp ụng rung động s u âm h trợ m cơ s cho v ệc t nh toán th ết kế.

</div><span class="text_page_counter">Trang 18</span><div class="page_container" data-page="18">

- ây ựng kết cấu cụm đầu rung mang ụng cụ ến ng o th ết kế ộ đồ gá th ết công tác s u âm v đồ gá phôi gia công phù hợp v máy công tác.

- Thực nghiệm xác đ nh giá tr tần số cộng hư ng m việc của ộ công tác siêu âm m cơ s cho v ệc ngh n cứu ứng ụng v o quá tr nh g a công ến ng o cục ộ n tục.

- Tiến h nh thực nghiệm ến ng o cục ộ n tục tấm vật ệu hợp k m nhôm ến ng để đánh giá hiệu quả sử ụng của đầu rung thông qua chỉ t u ực

<i> ến ng ch nh F<small>z</small></i> c ng như chất ượng m t sản ph m sau g a công.

<b>0.4. K </b>

- Th ết kế xây ựng v chế t o th nh công ộ đồ gá đầu rung si u âm mang ụng cụ ến ng o v i kết cấu đơn giản thuận tiện cho việc gá đ t n máy công nghệ. ồng thờ xác đ nh được tần số m v ệc của ộ công tác s u âm.

- Thử ngh ệm ến ng o cục ộ n tục tấm hợp k m nhôm l 5052 trên máy t ện. ết quả thực nghiệm v i đầu rung si u âm h trợ quá tr nh ến ng o cục ộ n tục cho thấy:

<i> ác th nh phần ực ến ng F<small>x</small>, F_y, F_z</i> kh có rung động s u âm h trợ g ảm đáng kể so v kh g a công ến ng o thông thường.

<i>+ Th nh phần ực ến ng o ch nh F_zmax</i> th o phương ọc trục khi g a công ến ng o có rung động s u âm trợ g úp g ảm đến 20.0% so v quá tr nh ến ng o cục ộ n tục thông thường.

+ hất ượng m t v tr t ếp xúc g ữa ụng cụ ến ng o v m t phô cao hơn không xuất h ện vết nứt r như v ến ng o thông thường.

ác kết quả đ t được cơ s để tr ển kha ứng ụng trong nghi n cứu rung động si u âm t ch cực v o trong quá tr nh gia công ng ến ng o ph m v Trường học thuật ơng ngh ệp nó r ng v nư c ta nó chung.

<b>0.5. K ă </b>

uận văn có kết cấu gồm phần đầu; ốn hương phần ết uận v đ

</div><span class="text_page_counter">Trang 19</span><div class="page_container" data-page="19">

xuất. Trong đó nộ ung ngh n cứu được tr nh y trong ốn chương gồm: - hương T ng quan v nh vực ngh n cứu. hương n y g th ệu v rung động s u âm nguy n t o rung động s êu âm v các ứng ụng ph ến của rung động s u âm. ồng thờ hương c ng phân t ch t ng kết các ngh n cứu kha thác ứng ụng rung động s u âm trong g a công áp ực nó chung v trong t o h nh k m o tấm ng ến ng o cục ộ n tục nó r ng m cơ c cho v ệc th ết kế ựa chọn hệ thống công tác s u âm.

- hương 2 ơ s thuyết. ộ ung chương n y g th ệu cơ s thuyết v ến ng o cục ộ n tục. ác vấn đ được m r gồm các thông số h nh học v công nghệ ứng suất ến ng v các th nh phần ực ến ng. ết hợp v các nộ ung được g th ệu trong hương các vấn đ v ến ng o cơ s cho v ệc th ết kế chế t o ụng cụ ến ng o c ng như đánh g á chất ượng của quá tr nh g a công.

- hương Th ết kế chế t o hệ thống th ngh ệm. hương n y g th ệu v ệc ựa chọn hệ thống công tác s u âm từ nguồn v th ết phát rung thương m được ựa chọn đến các vấn đ v t nh toán th ết kế chế t o v k ểm ngh ệm đ u k ện m v ệc của ụng cụ ến ng o. ồng thờ v ệc th ết kế hệ thống gá đ t ộ công tác s u âm phục vụ ngh n cứu thực ngh ệm c ng được g th ệu trong hương n y.

- hương Thực ngh ệm ến ng o cục ộ n tục. Chương n y g th ệu v phương pháp th ết kế th ngh ệm kết quả đ t được v so sánh g ữa ha trường hợp ến ng o cục ộ n tục có v khơng có rung động s u âm h trợ. ác thông số an đầu của quá tr nh ần ượt được chọn vận tốc ụng cụ ến

<i> ng V v ượng t ến ụng cụ th o ch u ọc trục </i><i>z. ác tham số kết quả được đánh g á v so sánh v nhau gồm th nh phần ực ến ng ch nh F<small>zmax</small></i> v chất ượng m t vết g a công.

</div><span class="text_page_counter">Trang 20</span><div class="page_container" data-page="20">

<b>CHƯ NG 1 T NG U N V NH V C NGHIÊN C U 1.1. N s m </b>

<i><b>1 1 1 Ru độ siêu âm </b></i>

ung động si u âm một ng ao động cơ có tần số vượt quá ngưỡng ngh của th nh giác con người. ể phân iệt các mức độ gi i h n của rung động thường

<i>sử ụng giá tr ngưỡng tần số rung động như minh họa tr n H nh 1 1. gưỡng âm </i>

thanh m con người ngh được thường có tần số từ 2 z đến 2 k z [2]. gưỡng tần số rung động thấp hơn v cao hơn các giá tr gi i h n tr n ần ượt được gọi ngưỡng h âm v si u âm.

<i>H nh 1 1 C c ngưỡng tần số rung động </i>

thuật v sóng si u âm một nhánh của nh vực âm học i n quan đến việc t o v khai thác ứng ụng sóng siêu âm. Sóng si u âm v ứng ụng của nó thực sự được quan tâm nghi n cứu phát triển từ sau thế chiến thứ nhất sau khi ang vin phát minh ra ộ t o rung si u âm sử ụng vật iệu áp điện tinh thể th ch anh (Piezoelectric quartz crystals).

ung động si u âm đã v đang được ứng ụng ph iến trong nhi u nh vực của đời sống. ó thể chia các ứng ụng khai thác rung động siêu âm thành hai nhóm n nhóm si u âm có cường độ nhỏ tần số cao và nhóm si u âm có cường độ cao tần số thấp. i u âm cường độ c n gọi si u âm công suất thấp, nhỏ thường có mật độ tập trung năng ượng khoảng từ W/cm<small>2</small> đến ,0 W/cm² tần số thường cỡ v i z tr n. o i si u âm n y thường được ứng ụng trong y học ch n đốn

óng h âm <i>^{i n th nh gi c}<small>c con ngư i </small></i> óng siêu âm

<small>Tần số z </small>

<small> o chó </small>

<small> ơi cá h o oi chuột </small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 21</span><div class="page_container" data-page="21">

h nh ảnh - siêu âm) kiểm tra khuyết tật không phá hủy kiểm tra vết nứt xốp… trong ng vật iệu ....

Si u âm công suất n c n gọi si u âm công suất, được ứng ụng trong các nh vực k thuật m s ch t y rửa gia công cơ kh , h n kim o i v chất o, uyện kim ột… [1],[2]. thuật n y được sử ụng để thay đ i các đ c t nh vật hóa học sinh học của vật iệu. ác ứng ụng của si u âm cơng suất nói chung ựa tr n nguy n tắc truy n các sóng si u âm có cường độ cao nh m t o óng kh trong chất lỏng ho c h nh th nh ng chuyển động của vật chất trong chất rắn để truy n năng ượng si u âm. Tùy th o y u cầu m tần số rung động có thể từ h ng chục k z đến h ng trăm k z. hoảng i n độ rung động thường từ v i µm đến v i chục µm.

<i><b>1.1.2 u ê tắ tạo ru độ siêu âm </b></i>

Có hai phương pháp t o rung động v i tần số si u âm phương pháp khai thác hiệu ứng từ giảo v phương pháp khai thác hiệu ứng áp điện.

iện tượng từ giảo được nh khoa học ou khám phá ra năm 2. hương pháp từ giảo t o rung động si u âm ng cách chuyển đ i năng ượng iến thi n từ trường th nh năng ượng cơ học nhờ v o sự iến ng của vật iệu. ột ộ phát rung ng tử giảo có cấu t o gồm một i phát rung đ t trong ng một ống ây

<i>(như H nh 1 2). i phát rung m ng vật iệu kim o i từ t nh ch ng h n sắt từ </i>

Cobalt, Niken... hi đ t một điện áp có tần số si u âm n ống ây s t o ra sự iến ng k o - n n i n tục của i phát rung v i tần số ng tần số điện áp cấp cho ống ây.

<i>H nh 1 2. ột ộ t o rung động si u m h i th c hi u ng t gi o </i>

hi n m trong vùng ch u từ trường các vật iệu từ t nh chứa các h t mang

</div><span class="text_page_counter">Trang 22</span><div class="page_container" data-page="22">

điện t ch trái ấu s đ nh hư ng ư i tác ụng của ực từ trường th o chi u đường sức từ. iệc thay đ i hư ng của từ trường o điện áp ống ây thay đ i s gây n n sự thay đ i iến ng giữa hai tr ng thái ãn v n n của tấm vật iệu minh họa

<i>như H nh 1 3. </i>

<i>H nh 1 3. Ảnh hưởng c t trư ng iến đổi đến cấu trúc vật li u m ng t t nh t o r d o động cơ học </i>

hương pháp t o rung động si u âm sử ụng hiệu ứng áp điện phương pháp ph iến nhất hiện nay. iệu ứng áp điện i zo ctric ph nom na một hiện tượng vật được phát hiện đầu ti n v o năm sau đó được nghi n cứu chi tiết i anh m nh i rr v acqu s uri v o những năm . ật iệu áp điện một o i vật iệu đ c iệt có chứa các phân tử phân cực. hi tác ụng một ực n một tấm vật iệu s sinh ra một điện áp t i hai cực của tấm. Trái i nếu đ t một điện áp thay đ i n hai m t tấm vật iệu s gây n n iến ng thay đ i tr n vật iệu n y. iến ng thay đ i i n tục của tấm áp điện s m phát sinh rung động. ật iệu áp điện có đ c t nh tuyệt vời iến ng rất nh y v i giá tr điện áp đ t n nó.

<i>Th m nữa vật iệu n y có khả năng ch u n n rất cao. H nh 1 4 mô tả ứng xử cơ - </i>

điện của tấm vật iệu áp điện [1].

</div><span class="text_page_counter">Trang 23</span><div class="page_container" data-page="23">

<i>H nh 1 4. Hi u ng p đi n </i>

o v i phương pháp từ giảo phương pháp t o ra rung động si u âm nhờ hiệu ứng áp điện có nhi u ưu điểm vượt trội ch ng h n như hiệu suất cao hơn không ảnh hư ng của từ trường xung quanh phát sinh nhiệt t hơn kết cấu đơn giản độ cứng vững cao… vậy các thiết ứng ụng si u âm hiện nay chủ yếu sử ụng phương pháp t o rung ng hiệu ứng áp điện.

ó hai kết cấu ph iến để t o rung động si u âm nhờ hiệu ứng áp điện sử

<i> ụng các iến tử áp điện ng tấm mỏng xếp chồng H nh 1 5a v ng ản gốm xếp chồng kiểu "Sandwich" (H nh 1 5b). </i>

<i>H nh 1 5. Bộ t o rung siêu âm: (a) dùng tấm piezo nhi u lớp; ( ) ết cấu S ndwich ết cấu iến tử áp điện ng tấm mỏng xếp chồng H nh 1 5a sử ụng các </i>

tấm áp điện có chi u y không quá 2 mm được gh p x n k v i các điện cực kim o i. Thiết t o rung ng n y có cơng suất nhỏ n n thường được sử ụng để t o rung động không y u cầu ch u tải n ho c để đi u khiển v tr đối tượng một cách ch nh xác. ượng ch chuyển nhận được tuyến t nh th o phương ọc trục thường có độ n từ % đến % chi u i của ộ t o rung. Tần số thay đ i

</div><span class="text_page_counter">Trang 24</span><div class="page_container" data-page="24">

ch chuyển có thể n t i v i k z.

Thiết t o rung ng ản gốm xếp chồng kiểu "Sandwich" o ang vin đ xuất v o năm . ết cấu ộ t o rung gồm một số ch n tấm vật iệu áp điện có chi u y khoảng – mm được k p giữa hai tấm kim o i x m minh họa tr n

<i>H nh 1 5 . ác tấm kim o i v vật iệu được gọi chung các “ iến tử”. Thiết </i>

t o rung ng n y chỉ phát được rung động có i n độ n một v i giá tr tần số tương ứng v i hiện tượng cộng hư ng của cơ hệ. i cấu trúc n y tần số m việc của hệ iến tử không phụ thuộc v o k ch thư c ngang của tấm áp điện m chỉ phụ thuộc v o chi u y (ho c chi u i của to n cụm iến tử. h nh v vậy để thay đ i tần số của cụm iến tử th o mong muốn chỉ cần thay đ i chi u y của hai tấm kim o i m không cần thay đ i chi u y của tấm gốm áp điện. ây đ c t nh quan trọng giúp kết cấu n y được sử ụng ph iến hiện nay.

<i><b>1.1.3 u ê tắ tru ề ru độ siêu âm </b></i>

ung động si u âm được truy n trong môi trường ư i ng sóng. ng qu đ o truy n sóng được xác đ nh ựa v o khoảng thời gian iến ng ho c rung động trong các vật iệu m nó truy n qua. Trong ng ất kỳ vật iệu n o c ng chứa các nguy n tử được i n kết v i nhau. ó thể mô tả i n kết giữa các nguy n tử ư i

<i> ng gắn móc v i nhau i các xo như minh họa tr n H nh 1 6. hi năng ượng </i>

si u âm truy n đến s m xô ệch các nguy n tử khỏi v tr cân ng v k o th o sự mất cân ng của các nguy n tử ân cận. ứ như vậy năng ượng rung động được truy n qua vật iệu đến các v tr khác trong ng vật thể.

<i>H nh 1 6. ô h nh li n ết nguy n tử </i>

Trong môi trường chân không o không có h t vật chất n n khơng có các nguy n tử đảm nhận vai tr truy n năng ượng. vậy sóng rung động khơng thể

</div><span class="text_page_counter">Trang 25</span><div class="page_container" data-page="25">

truy n qua môi trường chân không được. ác đ i ượng đ c trưng đối v i sóng rung động si u âm ao gồm tần số i n độ vận tốc c v chi u i ư c sóng ( . Tần số rung số chu kỳ truy n sóng rung th o một đơn v thời gian. i rung động si u âm th giá tr tần số rung ngưỡng si u âm. i n độ rung động giá tr n nhất của chuyển v khi có rung động k ch th ch. ận tốc truy n sóng phụ thuộc vào khối ượng ri ng v mô đun đ n hồi của vật iệu truy n rung động. hi u i ư c sóng được xác đ nh trực tiếp từ vận tốc truy n sóng v tần số  = c/f).

<i><b>1.1.4. t t t siêu âm </b></i>

Thông thường một hệ thống cơng tác si u âm thường có 2 th nh phần được gh p nối v i nhau gồm ộ nguồn phát công suất si u âm v ộ công tác si u

<i>âm như minh họa trên H nh 1 7. </i>

<i>H nh 1 7 Cấu t o một h thống gia công c siêu âm tr giúp: </i>

<i>(1) gu n ph t rung động si u m; (2) Bộ chuy n đổi si u m; (3) v (4) ầu huếch đ i i n độ; (5) Dụng cụ gi công </i>

guồn phát công suất si u âm thiết phát nguồn điện thay đ i có tần số si u âm có điện áp v công suất n để cung cấp cho đầu phát rung. Bộ cơng tác siêu âm thường có cấu t o gồm ộ chuyển đ i si u âm (2), đầu khuếch đ i i n độ rung siêu âm (3) v (4). Trong thực tế ộ công tác si u âm có thể chỉ có ho c chỉ có ho c có cả hai. ụng cụ gia công được gắn tr n ho c tùy th o từng trường hợp. Tương ứng v i các ứng ụng khác nhau m ụng cụ gia công được sử ụng khác nhau có thể ụng cụ cắt đầu h n ho c ụng cụ gia công áp

</div><span class="text_page_counter">Trang 26</span><div class="page_container" data-page="26">

ực đầu gắn ụng cụ m y tế đầu điện cực xung đầu phun h t m i...

<b>a. s m </b>

ộ chuyển đ i si u âm (2), c n gọi ộ phát rung - ultrasonic transducer/ convertor, ộ phận không thể thiếu trong thiết t o rung động si u âm. ộ phát rung si u âm có chức năng chuyển đ i ao động điện th nh ao động cơ v i tần số si u âm. hức năng n y thường được thực hiện nhờ hiệu ứng áp điện. ao động cơ v i tần số si u âm ùng để trợ giúp các quá tr nh gia công si u âm chu n đoán thăm sục rửa ... ộ phát rung kiểu ang vin được sử ụng rộng rãi trong k thuật t o rung si u âm nhờ hiệu quả phát rung v kết cấu đơn giản k ch thư c nhỏ gọn tiện ợi n n thường sử ụng cho các thiết si u âm công suất n. iểu đầu rung n y có ải tần số cộng hư ng rung động si u âm rộng hệ số ph m chất cơ học cao có thể t o công suất n phù hợp v i các ứng ụng đối v i đầu rung ch u tải. ật iệu áp điện có thể m phát sinh rung động có tần số ng tần số nguồn điện i n độ tỷ ệ thuận v i điện áp.

<i>H nh 1 8. ết cấu một ộ ph t rung si u m i u L ngevin </i>

<i>H nh 1 8 minh họa một kết cấu ộ phát rung si u âm kiểu ang vin. ết cấu </i>

ộ phát rung gồm hai khối kim o i có vai tr k p các tấm gốm áp điện T giữa. Tấm kim o i ph a sau tai ack mass có khối ượng ri ng n vận tốc truy n âm nhỏ để ch n sóng âm. Tấm ph a trư c head/ front mass – tiếp xúc v i ộ khuếch đ i oost r có khối ượng ri ng nhỏ để truy n sóng âm v ph a trư c. ật iệu v

</div><span class="text_page_counter">Trang 27</span><div class="page_container" data-page="27">

k ch thư c hai tấm n y quyết đ nh tần số m việc của ộ chuyển đ i. ác tấm gốm áp điện T khơng có khả năng ch u k o n n phải sử ụng u ông k p để t o iến ng n n ư an đầu. hi có điện áp thay đ i tác ụng n các tấm T hiệu ứng áp điện s m tăng ho c giảm iến ng n n.

<b>b. Đầ b </b>

ộ khuếch đ i i n độ rung vừa có nhiệm vụ khuếch đ i i n độ rung vừa đóng vai tr m gối đỡ cho cả đầu rung đồng thời ẫn hư ng rung động v o vùng cần tác động rung. ch thư c khối ượng của ộ khuếch đ i được xác đ nh phụ thuộc v o vật iệu chế t o v tần số rung của đầu rung đã có để đảm ảo cho hệ thống m việc tr ng thái cộng hư ng. ầu khuếch đ i thường được chế t o từ nhôm ho c titan (Ti) o các vật iệu n y có tr kháng âm thấp nh cơ t nh tốt. ộ khuếch đ i i n độ rung siêu âm thường được gọi oost r (chi tiết số

<i>trên H nh 1 7). Trong nhi u trường hợp, có thể sử ụng th m ộ phận nữa gọi Horn (chi tiết số ) trên H nh 1 7). orn thực chất một đầu truy n sóng đến </i>

ụng cụ gia cơng ho c vừa truy n sóng vừa khuếch đ i th m i n độ.

<i>H nh 1 9. Khuếch đ i i n độ rung động c Booster nối tiếp Horn </i>

ó thể minh họa khả năng khuếch đ i i n độ rung động của oost r nối tiếp

<i> orn như H nh 1 9. iả sử i n độ đầu ra của ộ chuyển đ i si u âm </i>₀ = 20 µm. ệ số khuếch đ i ain của oost r G_B 2 của orn _H . hi nối tiếp cả oost r v orn để truy n rung động th i n độ thu được đầu ra của Horn A₁ = A₀  G_B G_H = 20 µm  2  3= 120 µm.

<i><b>1.1.5. ột v i ru độ siêu âm trong s u t đ i s </b></i>

g y nay rung động s u âm đang được kha thá ứng ụng rộng rã trong

</div><span class="text_page_counter">Trang 28</span><div class="page_container" data-page="28">

nhi u nh vực sản xuất đờ sống. h ng h n như trong h n h n s u âm - Ultrasonic Welding) [1],[2]; trong t y rửa t y sửa siêu âm) [1],[2]; trong k ểm tra khuyết tật sản ph m vết nứt r ng... thăm ... [1],[2]; trong y học s u âm ch n đoán h nh ảnh ho c m trong g a công cắt gọt (công tiện khoan phay o cưa cắt dây...), siêu âm được sử ụng để h trợ g a công các o vật ệu khó g a cơng như th p sau nhiệt uyện các hợp kim nik n titanium nhôm v các o i vật iệu

<i>composite... [1],[2],[4],[5],[6],[21-25]. H nh 1 10 [1] mô tả các ứng ụng rung động </i>

s u âm trong các quá tr nh g a công cắt gọt thông ụng.

<i>H nh 1 10. ung động si u m tr giúp một số phương ph p gi cơng c t gọt </i>

<b>Ngồi ra cơng nghệ si u âm c n được ứng ụng rất hiệu quả trong việc t ng </b>

hợp các o i vật iệu m i, giảm ma sát truy n động nâng cao khả năng đi n đầy kim o i ỏng cho quá tr nh đúc... ác ứng ụng rung động si u âm trong gia công gia công ng iến ng o s được tr nh y cụ thể trong phần .2 v 1.3 sau đây.

<b>1.2. ụ s m b </b>

Rung động s u âm đã v đang được tr ển kha ngh n cứu, ứng ụng khá ph ến trong nh vực g a công áp ực ch ng h n h trợ quá tr nh át mỏng nguộ v ập vuốt k m o tấm [7],[8],[9],[10] h trợ quá tr nh r n nóng v nguộ vật ệu k m o [7],[11],[12],[13] h trợ quá tr nh p chảy cả tr ng thá nóng v tr ng thá nguộ [7],[14],[15],[16]. hờ có sự trợ g úp của rung động s u âm

</div><span class="text_page_counter">Trang 29</span><div class="page_container" data-page="29">

ực cần th ết để ến ng o vật ệu g ảm khả năng ến ng o của vật ệu

<i>tốt hơn chất ượng m t sản ph m được cả th ện… H nh 1 11 [1] m nh họa một </i>

số ứng ụng của rung động s u âm trợ g úp các phương pháp g a công áp ực.

<i>H nh 1 11. ung động si u m tr giúp một số phương ph p gi công iến d ng d o </i>

<i><b>1.2 1 Ru độ siêu âm tr u tr uội </b></i>

<i> hư mô tả tr n H nh 1 11 trong quá tr nh ập nguộ rung động s u âm có thể sử ụng h trợ rung động của ch y của khuôn ho c của ch n. H nh 1 12 mô tả </i>

sơ đồ th ngh ệm ập tấm của Kristoffy [1] có sự h trợ của rung động s u âm tần số 2 k z đố v ch y v khuôn. Trong ngh n cứu của m nh tác g ả sử ụng phô th p ủ đường k nh mm v ch u y mm. ết quả ngh n cứu của Kristoffy cho thấy kh được h trợ của rung động s u âm cho ch y v khuôn ực ập vuốt n nhất đã g ảm đáng kể so v trường hợp ập vuốt thông

<i>thường (H nh 1 13 [1]). ác kết quả tương tự v v ệc g ảm ực ập (H nh 1 14) </i>

c ng được công ố E. a k pour v cộng sự [10]. ết quả của nghi n cứu [10] c ng cho thấy nhờ có rung động si u âm h trợ m khả năng iến ng o

<i>của vật iệu khi ập vuốt tăng n như minh họa tr n H nh 1 15. go i ra nghi n </i>

cứu [10] c n chỉ r ượng giảm ực ập v ực ma sát khi rung động các tần số

<i>cộng hư ng khác nhau c ng có sự khác nhau tương đối r rệt x m H nh 1 16). </i>

<i><small>Dập hối C n </small></i>

<i><small> p ch y </small></i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 30</span><div class="page_container" data-page="30">

<i>H nh 1 12 Sơ đ th nghi m dập tấm c s h tr c rung động si u m </i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 31</span><div class="page_container" data-page="31">

<i>H nh 1 14. L c dập trong qu tr nh dập vuốt thông thư ng v dập vuốt c rung </i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 32</span><div class="page_container" data-page="32">

<i><b>1.2.2 Ru độ siêu âm tr u tr r v </b></i>

v r nko v u ovich [1] những người đầu ti n triển khai nghi n cứu ứng ụng rung động si u âm trong chồn để xác đ nh phân ố iến ng th o chi u

<i> i mẫu. ô h nh th nghiệm được thể hiện tr n H nh 1 17a. Phôi chồn (1) được gắn </i>

v o xo m m (2). h y được h trợ rung động si u âm ng ộ phát rung từ giảo . To n ộ hệ thống siêu âm được đ t trong nh chứa v được m nguội tuần ho n ng nư c. ự phân ố iến ng ọc th o mẫu thử u được thể hiện tr n

<i>H nh 1 17b-c. ó thể nhận thấy iến ng được si u âm h trợ đồng đ u hơn so v i </i>

biến ng o không được siêu âm h trợ v chúng có v trái ngược i nhau. Tương tự như vậy sự phân ố độ cứng vi mô ọc th o mẫu thử được đảo ngược ng sóng si u âm đ t giá tr cực đ i m i đầu v tối thiểu giữa.

<i>H nh 1 17. ô h nh th nghi m ( ); ph n ố iến d ng theo chi u d i m u hi r n thư ng ( ) v hi r n si u m (c) đư c th c hi n ởi Severden o v Klubovich. </i>

gh n cứu quá tr nh chồn nóng hợp k m nhơm có rung động s u âm h trợ [11] cho thấy đường cong ứng suất - iến ng có sự khác nhau rất r rệt khi

<i>nhiệt độ chồn như nhau H nh 1 18a khi cùng nhiệt độ iến ng ho c nếu đường </i>

cong ứng suất - iến ng tương tự nhau th nhiệt độ iến ng phải khác nhau

<i>(H nh 1 18 . ói cách khác khi cùng đi u kiện nhiệt độ v iến ng ực cần </i>

thiết gây n n iến ng nhờ rung động si u âm h trợ nhỏ hơn nhi u so v i khi khơng có. go i ra nghi n cứu [11] c ng cho thấy rung động si u âm giúp cải

<i>thiện đáng kể độ cứng m t của sản ph m như thể hiện tr n H nh 1 19). </i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 33</span><div class="page_container" data-page="33">

(a) (b)

<i>H nh 1 18. ư ng cong ng suất - iến d ng hi so s nh gi ch n thông thư ng v ch n c s h tr c rung động si u m ( ) ở nhi t độ 25</i><i>C; (b) ch n thư ng </i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 34</span><div class="page_container" data-page="34">

o của đồng, iu anxiong v cộng sự [12] sử ụng mô h nh th nghiệm như mô

<i>tả tr n H nh 1 20. ết quả mô phỏng v thực nghiệm cho thấy nhờ có rung động si u âm h trợ m phôi ng iến ng o hơn (xem H nh 1 21). </i>

ết quả g ảm ực ến ng o kh chồn th p nh ệt độ thường được công ố trong ngh n cứu [13]. ết quả cho thấy kể cả khi chồn tốc độ thấp v khi chồn tốc độ cao th rung động si u âm đ u m giảm đáng kể ực iến ng

<i>(H nh 1 22). Tương tự quá tr nh chồn các kết quả nghi n cứu p chảy c ng cho </i>

thấy ực p cần thiết giảm đáng kể khi ứng ụng rung động si u âm h trợ [14],[26]. ết quả mô phỏng [14] cho thấy cả ực p v ma sát đ u giảm khi có sự

<i>h trợ của rung động si u âm H nh 1 23). </i>

<i>H nh 1 20 ô h nh th nghi m ch n c rung động si u m h tr v ch n thư ng </i>

<i>H nh 1 21. So s nh ết qu ch n thông thư ng ( - mô ph ng - th c nghi m) v ch n c rung động si u m h tr (c- mô ph ng, d- th c nghi m). </i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 35</span><div class="page_container" data-page="35">

<i>H nh 1 22. ư ng cong l c - iến d ng hi ch n c rung động si u m h tr v hi ch n thư ng th p C35e: (a) v_Press = 30 mm/min; (b) v_Press = 300 mm/min.</i>

<i>H nh 1 23. Ảnh hưởng c rung động si u m đến l c p ( ) v m s t (b) hi p ch y. Tốc độ p v<small>press</small> = 40mm/s.</i>

<i><b>1.2.3 Ru độ siêu âm tr u tr o </b></i>

Nghi n cứu ứng ụng rung động si u âm h trợ quá tr nh k o dây được thực hiện từ đầu những năm v k o ống được thực hiện từ những năm 1970 [1]. hi k o rung động si u âm có thể đ t v o khuôn ho c đ t v o i tựa trường hợp k o ống . ác mô h nh th nghiệm k o sợi có sự trợ giúp của rung động si u âm có

<i>thể triển khai như mơ tả trên H nh 1 24 [27]. Tương tự một số mô h nh k o ống có sự trợ giúp của rung động si u âm được thể hiện như tr n H nh 1 25 [1]. </i>

hờ sự trợ giúp của rung động si u âm m ực k o giảm, chất ượng m t sản ph m k o tăng n đáng kể, t chức m t sản ph m k o có sự h trợ của rung

<i>động si u âm óng hơn t c o xư c hơn. H nh 1 26a [27] cho thấy ảnh hư ng </i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 36</span><div class="page_container" data-page="36">

của rung động si u âm đến ực k o ây th p không gỉ. iệu quả giảm ực k o nhờ sự trợ giúp của si u âm c ng được chỉ ra trong nghi n cứu của ngqiang ao v

<i>cộng sự [28] khi k o sợi th p các on cao x m H nh 1 26b). H nh 1 27 ảnh SEM </i>

chụp m t khi titan k o dây có v khơng có rung động si u âm trợ giúp. n c nh đó các kết quả nghi n cứu c ng cho thấy hiện tượng giảm đáng kể của ực ma sát

<i>khi k o ây H nh 1 28). </i>

<i>H nh 1 24 ô h nh th c nghi m o s i c s tr giúp c rung động si u m </i>

<i>H nh 1 25 ô h nh th c nghi m o ống c s tr giúp c rung động si u m </i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 37</span><div class="page_container" data-page="37">

(a) (b)

<i>H nh 1 26. Ảnh hưởng c rung động si u m đến l c o th p hông g (a) v o th p c c on c o (b) hi o dây. </i>

<i>H nh 1 27. Ảnh SE mô t nh hưởng c rung động si u m chất lư ng m t s n ph m tit n hi o ( ) o thư ng; ( ) o c rung động si u m tr giúp.</i>

<i>H nh 1 28. Hi n tư ng gi m l c m s t hi o dây c s tr giúp c rung động siêu âm (đư ng số 3 tr n đ th ).</i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 38</span><div class="page_container" data-page="38">

Bên c nh những ứng ụng trong r n ập ập tấm k o ây... như đã mô tả tr n thời gian gần đây đã có nhi u nghi n cứu ứng ụng rung động si u âm v o h trợ quá tr nh iến ng o cục ộ i n tục. hững nghi n cứu v iến ng o i n tục có v khơng có sự trợ giúp của rung động si u âm s được tr nh y sau đây.

<b>1.3. G b ụ b ụ s s âm (Ultrasonic assisted Incremental Sheet Forming - UISF) </b>

<i><b>1.3 1 i i ạ o ộ iê t (Incremental Sheet Forming - ISF) </b></i>

ông nghệ g a công đ nh h nh sản ph m k m o tấm ng ến ng o cục ộ n tục ho c có thể h ểu ến ng o th o ư c ncr m nta h t orm ng v ết tắt ần đầu t n được công ố szak v o năm [1],[29]. ây được x m một phương pháp g a công tư ng để t o h nh sản ph m ng chậu m ho c có gờ n từ phô tấm m không cần đến khuôn. Trong quá tr nh ến ng chỉ một phần k m o t ch t ếp xúc v ụng cụ ến ng o cục ộ v vùng ến ng o n y chuyển tr n to n ộ khu vực cần g a công

<i>cho đến kh ho n th ện sản ph m H nh 1 29) [30],[31]. </i>

<i><b>H nh 1 29 ột v i phương ph p gi công ISF v qu đ o dụng cụ gi công </b></i>

Do ực cần th ết để ến ng o nhỏ hơn nh u so v quá tr nh ập vuốt ho c ập n n n phương pháp có nh u tr ển vọng ứng ụng để thay thế công nghệ ập vuốt truy n thống. ác thông h nh học đ ển h nh của phương pháp g a

<i>công ISF sử ụng một ụng cụ g a công được thể h ện tr n H nh 1 30 [32]. Trong </i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 39</span><div class="page_container" data-page="39">

quá tr nh g a công một đ ểm đáng ưu ụng cụ g a cơng có thể quay quanh trục

<i> tương tự quá tr nh phay trong g a công cắt gọt ho c không quay. H nh 1 31 một </i>

số ng sản ph m đ ển h nh được t o h nh công nghệ [30],[33],[34],[35].

<i>H nh 1 30 C c thông số h nh học c qu tr nh gi công ISF </i>

<i> rong đ t_i l chi u d y phôi n đầu; t_f l chi u d y s n ph m; l n nh ở </i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 40</span><div class="page_container" data-page="40">

(e) [34]

<i>H nh 1 31 (tiếp) ột số s n ph m đi n h nh ng dụng phương ph p gi công ISF </i>

ác hư ng ngh n cứu v được tr ển kha th o nh u đ nh hư ng gồm cả mô phỏng v thực ngh ệm. h ng h n ngh n cứu v cơ chế ến ng o cơ chế phá hủy v cả th ện khả năng ến ng o ngh n cứu xác đ nh v tố ưu ực cần th ết để t o h nh [34],[36],[37],[38],[39]; nghiên cứu đánh g á chất ượng t o h nh thông qua độ ch nh xác h nh ng h nh học [40],[41],[42] ho c h ệu suất t o h nh v năng ượng t u hao độ nhám m t ng v mô v v mô của sản ph m [43]. ật ệu tấm k m o được t o h nh trong các ngh n cứu c ng rất đa ng ch ng h n các o th p tấm [36],[35] các o hợp k m nhôm ến ng [34],[37],[38],[39]…

<b> ố ố I m s : </b>

- ực cần th ết để ến ng o ng phương pháp nhỏ hơn so v phương pháp ập vuốt ho c ập gân n .

- h ph khuôn g ảm v phương pháp ến ng o ISF thường không ùng khuôn ho c có thể ùng khn ng g [31] ho c khuôn nhựa ho c

</div>