Phương pháp gia công siêu âm

!
W
N
O
y
bu

GIẢNG DẠY: GV. THS PHẠM THANH CƯỜNG
Mobile: 0968 315 333
Email:

ac

.c

tr

om

to
k

om

k
lic
C

.c

BM CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

H
F-XC A N GE

lic

W
N
O
y
bu
to

e
ar

.

.

k e r- s o ft w

w

w

ac

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

ww

ww

tr

PD

C

H
F-XC A N GE

!

PD

k e r- s o ft w a

re


H
F-XC A N GE

H
F-XC A N GE
W
N
O

y
bu

CÔNG NGHỆ GIA CÔNG TIÊN TIẾN
Chương 1: Tổng quan về các PPGC tiên tiến
Chương 2: Các phương pháp gia công cơ
Chương 3: Các phương pháp gia công hóa
Chương 4: Các phương pháp gia công điện hóa
Chương 5: Các phương pháp gia công nhiệt

ac

.c

tr

om

k
lic
C

om

k
lic
C

.c

re

.

.

k e r- s o ft w a

w

w

ac

ww

ww

tr

to

to

bu

y

N
O

W

!

PD

!

PD

k e r- s o ft w a

re


H
F-XC A N GE

H
F-XC A N GE
W
N
O
y
bu

CHƯƠNG 2
PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG CƠ

ac

A. PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG BẰNG SIÊU ÂM
B. PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG TIA NƯỚC

Biên soạn: Thạc sỹ Phạm Thanh Cường – Khoa Sư Phạm kỹ thuật - TNUT

.c

tr

om

k
lic
C

om

k
lic
C

.c

re

.

.

k e r- s o ft w a

w

w

ac

ww

ww

tr

to

to

bu

y

N
O

W

!

PD

!

PD

k e r- s o ft w a

re


!
W
N
O
y
bu
ac

Mục tiêu:
- Hiểu khái niệm gia công bằng siêu âm.
- Hiểu nguyên lý gia công bằng siêu âm.
- Hiểu cơ sở lý thuyết của gia công bằng siêu âm
- Nắm chắc các thông số công nghệ.
- Biết một số công nghệ gia công bằng siêu âm.
Biên soạn: Thạc sỹ Phạm Thanh Cường – Khoa Sư Phạm kỹ thuật - TNUT

om

to

k
tr

.c

.c

H
F-XC A N GE

lic

k
lic
C

A. PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG BẰNG SIÊU ÂM
Ultralsonic Machining - USM

re

.

.

k e r- s o ft w a

w

w

ac

ww

ww

tr

PD

C

to

bu

y

N
O

W

!

H
F-XC A N GE

om

PD

k e r- s o ft w a

re


H
F-XC A N GE

H
F-XC A N GE
W
N
O
k

ac

1. Khái niệm
2. Nguyên lí gia công
3. Cơ sở lí thuyết
4. Thiết bò và dụng cụ
5. Các thông số công nghệ
6. Một số công nghệ gia công bằng siêu âm
Biên soạn: Thạc sỹ Phạm Thanh Cường – Khoa Sư Phạm kỹ thuật - TNUT

.c

tr

om

to

bu

y

.c

lic

k
lic
C

om

to

NỘI DUNG CHÍNH

re

.

.

k e r- s o ft w a

w

w

ac

ww

ww

tr

C

bu

y

N
O

W

!

PD

!

PD

k e r- s o ft w a

re


!
W
N
O
y
bu
ac

k e r- s o ft w a

Siêu âm là gì?
Siêu âm là âm thanh (sóng âm) có tần số cao hơn
tần số tối đa của âm thanh mà tai người nghe thấy.
- Âm thanh nghe được: 20hz – 16Khz
- Siêu âm: 16Khz – 1GHz
- Tần số siêu âm gia công: 20khz – 30Khz
- Sóng siêu âm là sóng đàn hồi
Biên soạn: Thạc sỹ Phạm Thanh Cường – Khoa Sư Phạm kỹ thuật - TNUT

om

to

k
tr

.c

.c

om

k
lic
C

1. KHÁI NIỆM PPGC BẰNG SIÊU ÂM

H
F-XC A N GE

lic

W
N
O
y
bu
to

re

.

.

k e r- s o ft w a

w

w

ac

ww

ww

tr

PD

C

H
F-XC A N GE

!

PD

re

H
F-XC A N GE

W
N
O
y
bu
ac

k e r- s o ft w a

Sóng đàn hồi là sóng lan truyền trong môi trường
vật chất đàn hồi (rắn, lỏng, khí).
Sóng đàn hồi sinh ra khi vật rắn, khối chất lỏng,
chất khí bị tác động của các lực gây dao động.

Biên soạn: Thạc sỹ Phạm Thanh Cường – Khoa Sư Phạm kỹ thuật - TNUT

om

to
k
lic
tr

.c

.c

om

k
lic
C

Theá naøo laø soùng ñaøn hoài?

C

W
N
O
y
bu
to

re

.

.

k e r- s o ft w a

w

w

ac

ww

ww

tr

H
F-XC A N GE
!

PD

!

PD

re


H
F-XC A N GE

H
F-XC A N GE
W
N
O
y

bu

ac

THẾ NÀO LÀ
GIA CÔNG BẰNG SIÊU ÂM?

Biên soạn: Thạc sỹ Phạm Thanh Cường – Khoa Sư Phạm kỹ thuật - TNUT

.c

tr

om

k
lic
C

om

k
lic
C

.c

re

.

.

k e r- s o ft w a

w

w

ac

ww

ww

tr

to

to

bu

y

N
O

W

!

PD

!

PD

k e r- s o ft w a

re


H
F-XC A N GE

H
F-XC A N GE
W
N
O
y
bu

ac

Biên soạn: Thạc sỹ Phạm Thanh Cường – Khoa Sư Phạm kỹ thuật - TNUT

om

k
lic
tr

.c

Sô ñoà
gia coâng
baèng
sieâu aâm

C

om

k
lic
C

.c

re

.

.

k e r- s o ft w a

w

w

ac

ww

ww

tr

to

to

bu

y

N
O

W

!

PD

!

PD

k e r- s o ft w a

re


!
W
N
O
y
bu
ac

k e r- s o ft w a

- Gia công bằng siêu âm là quá trình bóc tách vật
liệu bằng cách sử dụng dụng cụ dung động siêu âm.
- Để gia công bằng siêu âm người ta truyền dao
động vào dụng cụ dung động siêu âm với tần số 2030Khz.
- Dung động của dụng cụ va đập vào hạt mài (có
trong bột mài nhão), hạt mài va đập vào vùng cắt
tạo nên qúa trình bóc tách vật liệâu gia công.

Biên soạn: Thạc sỹ Phạm Thanh Cường – Khoa Sư Phạm kỹ thuật - TNUT

om

to

k
tr

.c

.c

om

k
lic
C

Gia công bằng siêu âm:

H
F-XC A N GE

lic

W
N
O
y
bu
to

re

.

.

k e r- s o ft w a

w

w

ac

ww

ww

tr

PD

C

H
F-XC A N GE

!

PD

re

H
F-XC A N GE

H
F-XC A N GE
W
N
O
y
bu

ac

.c

tr

k e r- s o ft w a

- Các hạt mài thường là SiC, B4C, A2O3
- Dùng để gia công vật liệu cứng và dòn như thủy
tinh, gốm sứ, đá, germani, hợp kim cứng, kim
cương, thạch anh .v.v.

Biên soạn: Thạc sỹ Phạm Thanh Cường – Khoa Sư Phạm kỹ thuật - TNUT

om

to

k
lic

- Dụng cụ dung động được làm bằng hợp kim.

C

k
lic
C

.c

re

.

.

k e r- s o ft w a

w

w

ac

ww

ww

tr

om

to

bu

y

N
O

W

!

PD

!

PD

re


!
W
N

O
y
bu
ac

Biên soạn: Thạc sỹ Phạm Thanh Cường – Khoa Sư Phạm kỹ thuật - TNUT

om

to
k
tr

.c

.c

om

k
lic
C

Maùy gia coâng sieâu aâm

H
F-XC A N GE

lic

W
N
O
y
bu
to

re

.

.

k e r- s o ft w a

w

w

ac

ww

ww

tr

PD

C

H
F-XC A N GE

!

PD

k e r- s o ft w a

re


!
W
N
O
y
bu
ac

Biên soạn: Thạc sỹ Phạm Thanh Cường – Khoa Sư Phạm kỹ thuật - TNUT

om

to
k
tr

.c

.c

om

k
lic
C

Duïng cuï gai coâng sieâu aâm

H
F-XC A N GE

lic

W
N
O
y
bu
to

re

.

.

k e r- s o ft w a

w

w

ac

ww

ww

tr

PD

C

H
F-XC A N GE

!

PD

k e r- s o ft w a

re


H

F-XC A N GE

H
F-XC A N GE
W
N
O
y
bu

ac

Dựa trên sự tác động của
dung động siêu âm từ đóù
tạo ra sự chuyển động, cọ
sát, cào xước tế vi cơ học
của hạt mài dẫn đến sự bóc
tách vật liệu gia công.

Biên soạn: Thạc sỹ Phạm Thanh Cường – Khoa Sư Phạm kỹ thuật - TNUT

.c

tr

om

to
k
lic

2. Nguyên lí gia công

C

k
lic
C

.c

re

.

.

k e r- s o ft w a

w

w

ac

ww

ww

tr

om

to

bu

y

N
O

W

!

PD

!

PD

k e r- s o ft w a

re


!
W
N

O
y
bu
ac

k e r- s o ft w a

Là hiện tượng xảy ra khi chùm tia siêu âm gặp
các cấu trúc rất nhỏ hoặc với bề mặt không đồng
đều, khi đó tia siêu âm bò tán sắc theo mọi hướng.

Biên soạn: Thạc sỹ Phạm Thanh Cường – Khoa Sư Phạm kỹ thuật - TNUT

om

to
k
tr

.c

.c

om

k
lic
C

Tán sắc siêu âm

H
F-XC A N GE

lic

W
N
O
y
bu
to

re

.

.

k e r- s o ft w a

w

w

ac

ww

ww

tr

PD

C

H
F-XC A N GE

!

PD

re


!
W
N
O
y
bu
ac

1. Bàn gia công
2. Chi tiết gia công
3. Dụng cụ gia công
4. Thanh truyền
5. Bộ biến từ

6. Máy phát siêu âm
7. Dung dòch hại mài
Biên soạn: Thạc sỹ Phạm Thanh Cường – Khoa Sư Phạm kỹ thuật - TNUT

om

to
k
tr

.c

.c

om

k
lic
C

a. Sơ đồ nguyên lí gia công

H
F-XC A N GE

lic

W
N
O

y
bu
to

re

.

.

k e r- s o ft w a

w

w

ac

ww

ww

tr

PD

C

H
F-XC A N GE

!

PD

k e r- s o ft w a

re


!
W
N
O
y
bu
ac

Biên soạn: Thạc sỹ Phạm Thanh Cường – Khoa Sư Phạm kỹ thuật - TNUT

om

to
k
tr

.c

.c

om

k
lic
C

Sô ñoà nguyeân lí gia coâng (tham khaûo)

H
F-XC A N GE

lic

W
N
O
y
bu
to

re

.

.

k e r- s o ft w a

w

w

ac

ww

ww

tr

PD

C

H
F-XC A N GE

!

PD

k e r- s o ft w a

re


H
F-XC A N GE

W

N
O
y
bu
to
k
lic
tr

ac

- Môi trường gia công là môi
trường chất lỏng có thể pha
thêm hạt mài, bột thạch anh,
boat B4C hoặc SiC.
- Dưới tác dụng của dung động
siêu âm, các phần tử của chất
lỏng (cả hạt mài, thạch anh)
chuyển động với tần số cao.
Biên soạn: Thạc sỹ Phạm Thanh Cường – Khoa Sư Phạm kỹ thuật - TNUT

.c

C

k

lic
C

.c

re

.

.

k e r- s o ft w a

w

w

ac

ww

ww

tr

om

to

bu

y

N
O

W

!

H
F-XC A N GE

!

PD

om

b. Nguyên lí bóc tách lượng dư

PD

k e r- s o ft w a

re


H
F-XC A N GE

H
F-XC A N GE

W
N
O
bu

y

-

ac

Sự va đập cục bộ trực tiếp cưỡng bức của hạt mài

- Sự cào xùc tế vi bởi sự va chạm tự do của các hạt mài
- Sựï ăn mòn bề mặt bởi bọt khí (5%).
Biên soạn: Thạc sỹ Phạm Thanh Cường – Khoa Sư Phạm kỹ thuật - TNUT

.c

tr

om

k
lic
C

k

lic

.c

re

.

.

k e r- s o ft w a

w

w

C

om

to

Cơ chế
bóc tách
lượng dư

ac

ww

ww

tr

to

bu

y

N
O

W

!

PD

!

PD

k e r- s o ft w a

re


H
F-XC A N GE

H
F-XC A N GE
W
N
O
y
bu

ac

.c

tr

om

k
lic
C

k

lic

.c

re

.

.

k e r- s o ft w a

w

w

C

om

to

Cơ chế
bóc tách
lượng dư

ac

ww

ww

tr

to

bu

y

N
O

W

!

PD

!

PD

k e r- s o ft w a

re

- Sự chuyển động của các phần tử với tần số rất cao tạo ra
sự va đập, cọ sát, làm rơi rụng các phân tử nhỏ của chi tiết
- Quá trình này lặp đi lặp lại tạo ra sự gọt dũa,ï bóc tách
lượng dư của chi tiết gia công.
Biên soạn: Thạc sỹ Phạm Thanh Cường – Khoa Sư Phạm kỹ thuật - TNUT


H
F-XC A N GE

H

F-XC A N GE
W
N
O
y
bu

ac

k e r- s o ft w a

silic (SiC), Corun, nhôm oxit (A2O3), kim cương (C)

có cỡ loại từ 280÷400.

- Chất lỏng mang hạt mài có dạng huyền phù (bột
nhão) có thể là nước, dầu lửa, dầu công nghiệp.
Dung dòch mài được đưa vào vùng gia công dưới
dạng tưới.

Biên soạn: Thạc sỹ Phạm Thanh Cường – Khoa Sư Phạm kỹ thuật - TNUT

.c

k

lic

tr

om

to

- Hạt mài thường dùng là carbid bo (B4C), carbid
C

k
lic
C

.c

re

.

.

k e r- s o ft w a

w

w

ac

ww

ww

tr

om

to

bu

y

N
O

W

!

PD

!

PD

re


H
F-XC A N GE

H
F-XC A N GE

Nếu gia công lỗ sâu hơn 5mm, phải dùng áp suất tưới
dung dòch qua lỗ được hình thành bên trong dụng cụ
hoặc chi tiết gia công.
W

N
O

y

bu

ac

Biên soạn: Thạc sỹ Phạm Thanh Cường – Khoa Sư Phạm kỹ thuật - TNUT

.c

om

to

k

lic

C

k
lic
C

.c

tr

.

.

k e r- s o ft w

w

w

ac

e
ar

ww

ww

tr

om

to

bu

y

N
O

W

!

PD

!

PD

k e r- s o ft w a

re


H
F-XC A N GE

H

F-XC A N GE
W
N
O
y
bu

ac

Y8A, Y10A .v.v.
Độ nhám 0,16Độ chính xác gia công 0,02÷0,04 mm.

Biên soạn: Thạc sỹ Phạm Thanh Cường – Khoa Sư Phạm kỹ thuật - TNUT

k e r- s o ft w a

.c

tr

om

to
k
lic

Vật liệu dụng cụ thường dùng là thép 45, 40Cr,
C

k
lic
C

.c

re

.

.

k e r- s o ft w a

w

w

ac

ww

ww

tr

om

to

bu

y

N
O

W

!

PD

!

PD

re


H
F-XC A N GE

W
N
O
y
bu
to
k

lic
tr

ac

Nguyên lý chung để tạo ra sóng
siêu âm là làm cho một vật rắn, một
màng căng hay một dây căng dao động
đàn hồi với tần số trên 20KHz.
Vật rắn thường dùng là tinh thể thạch
anh, tinh thể Niken, coban, sắt từ...
Có hai cách phát siêu âm:
+ Dựa vào hiệu ứng áp điện.
+ Dựa vào hiện tượng từ giảo.

Biên soạn: Thạc sỹ Phạm Thanh Cường – Khoa Sư Phạm kỹ thuật - TNUT

.c

C

k
lic
C

.c

re

.

.

k e r- s o ft w a

w

w

ac

ww

ww

tr

om

to

bu

y

N
O

W

!

H
F-XC A N GE

om

c. Nguyên lí máy phát siêu âm

PD

!

PD

k e r- s o ft w a

re


H
F-XC A N GE
W
N
O
y
bu
to
k

lic
tr

ac

Hai tấm thạch anh được đặt
song song trong trục lục giác.
Mạ hai mặt của bản thạch
anh để tạo thành một tụ điện
hoặc kẹp nó vào giữa hai bản

Hiệu ứng điên áp

của một tụ điện phẳng.

Biên soạn: Thạc sỹ Phạm Thanh Cường – Khoa Sư Phạm kỹ thuật - TNUT

.c

C

k
lic
C

.c

re

.

.

k e r- s o ft w a

w

w

ac

ww

ww

tr

om

to

bu

y

N
O

W

!

PD

om

* Phát siêu âm dựa vào hiệu ứng điện áp

H
F-XC A N GE

!

PD

k e r- s o ft w a

re