Tiểu luận cơ khí " phương pháp gia công lase "

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.15 MB, 7 trang )

(1)<div class='page_container' data-page=1>

M c l c

ụ ụ

Trang

1. gi i thi u ch đ nghiên c u: ớ ệ ủ ề ứ

1.1 gi i thi u lĩnh v c nghiên c u. 3ớ ệ ự ứ
1.2 gi i thi u v n đ nghiên c u và m c đích nghiên c u. 4ớ ệ ấ ề ứ ụ ứ
1.3 gi i thi u l ch s hình thành và ngu n phát laser trong các máy c t. 6ớ ệ ị ử ồ ắ

2. t ng quan v nghiên c u:ổ ề ứ

2.1 t ng quan các tài li u liên quan t i v n đ nghiên c u. 8ổ ệ ớ ấ ề ứ
2.2 Ph n nghiên c u c a các tác gi trầ ứ ủ ả ướ c.

2.2.1 các nhân t nh hố ả ưởng t i k t qu b m t gia công c a phôi.ớ ế ả ề ặ ủ
9

2.2.2 Nghiên c u đ nhám b n m t khi c t thép các bon th p. 13ứ ộ ề ặ ắ ấ
 2.2.3 ch t lấ ượng b m t sau khi c t laserề ặ ắ . 15
 2.3 K t lu n các ph n nghiên c u trên. 18ế ậ ầ ứ

3. đ xu t hề ấ ướng nghiên c u s d ng ngu n laser c t thép các bon th p:ứ ử ụ ồ ắ ấ

3.1 m c tiêu nghiên c u. 20ụ ứ
3.2 Phương pháp nghiên c u. 20ứ
3.3 Các công c c n thi t cho nghiên c u. 20ụ ầ ế ứ
3.4 D ki n k t qu đ t đự ế ế ả ạ ượ c.

3.5. hướng phát tri nể . 23

4. K t lu n:ế ậ

</div>
(2)<div class='page_container' data-page=2>

- Các t n t i c a các nghiên c u trồ ạ ủ ứ ước.

5. tài li u tham kh o. ệ ả 24

L i nói đ u

ờ

ầ

Phương pháp gia công(c t) kim lo i b ng tia laser là m t trong các phắ ạ ằ ộ ương pháp
gia cơng đ c bi t nó là m t mơn khoa h c trong ngành k thu t c khí.ặ ệ ộ ọ ỹ ậ ơ

Phương pháp này ra đ i nh m thay th gi i quy t cho các phờ ằ ế ả ế ương pháp gia công
truy n th ng nh :ti n, phay, bào, hàn,chu t…vì gia cơng truy n th ng khơng giaề ố ư ệ ố ề ố
công được ho c gia công không đ t hi u qu kinh t k thu t đ i v i v t li uặ ạ ệ ả ế ỹ ậ ố ớ ậ ệ
m i vì v t li u m i hi n nay có đ c đi m:đ c ,đ b n cao,kh năng ch i màiớ ậ ệ ớ ệ ặ ể ộ ứ ộ ề ả ụ
mòn t t ch i đ ng đố ụ ự ược trong các môi trương hóa ch t…ấ

Phương pháp gia cơng đ c bi t có kh năng gia cơng đặ ệ ẳ ượ ấ ảc t t c các lo i v tạ ậ
li u m i v i b t kỳ c tính nào,gia cơng đệ ớ ớ ấ ơ ược h u h t các chi ti t ph c t p,ti tầ ế ế ứ ạ ế
ki m đệ ược nguyên v t li u, đ t đ chính xác cao và hồn tồn c khí hóa tậ ệ ạ ộ ơ ự
đ ng hóaộ

</div>
(3)<div class='page_container' data-page=3>

Bài ti u lu n ch c ch n v n còn nhi u thi u xót mong các th y cơ giáo và cácể ậ ắ ắ ẫ ề ế ầ
b n b xung và s a ch a cho bài d n đạ ổ ử ữ ầ ược hoàn thi n h n. Chúng em xin c mệ ơ ả

1.Giới thi u đ tài nghiên c u

ệ

ề

ứ

1.1. Gi i thi u v lĩnh v c nghiên c uớ ệ ề ự ứ

- Gia cơng c khí là vi c s d ng nh ng cơng c máy móc, thi t b , phôi đơ ệ ử ụ ữ ụ ế ị ề
t o ra ra các chi ti t phù h p v i yêu c u . có nhi u các phạ ế ợ ớ ầ ề ương pháp gia công
khác nhau: hàn ,c t, d p, đúc …ắ ậ . Trong đó gia cơng c t g t đắ ọ ược ph bi n h nổ ế ơ
c chi m kho ng 50-60% kh i lả ế ả ố ượng lao đ ng trong máy c khí và cũng chi nộ ơ ế
50 % giá thành s n ph m.ả ẩ Hi n nay có hai phệ ương pháp đang đượ ử ục s d ng để
c t g t: phắ ọ ương pháp truy n th ng và phề ố ương pháp gia công ti n ti n.ế ế

- Các phương pháp gia công truy n th ng nh : Ti n , phay , khoan và mài; cácề ố ư ệ
phương pháp này s d ng các d ng c c t ch y u là dao, đá mài ti p xúc tr cử ụ ụ ụ ắ ủ ế ế ự
ti p v i phôi và l y đi các phoi. Phế ớ ấ ương pháp này đang được áp d ng m t cáchụ ộ
r ng rãi và có hi u qu tuy nhiên có m t s h n ch , ví d : gia công m t s v tộ ệ ả ộ ố ạ ế ụ ộ ố ậ
li u nào đó ( kim cệ ương, kính, h p kim c ng…) c c kỳ khó khăn ho c khôngợ ứ ự ặ
th c hi n đự ệ ược, m t s các s n ph m đ c tr ng ngành không gian và công nghộ ố ả ẩ ặ ư ệ
cao. T đó các k s đã nghiên c u ra các phừ ỹ ư ứ ương pháp gia công khác hồn tồn
v i gia cơng truy n th ngớ ề ố đó là phương pháp gia cơng tiên ti n: S d ng d ngế ử ụ ạ
năng lượng khác: tia l a đi n, laze, tia nử ệ ước, tia electron, đi n hóa mài mịn đi nệ ệ
hóa, sóng siêu âm, tia plasmar…

</div>
(4)<div class='page_container' data-page=4>

-Nguyên do ch n l a đ tài: do m t s các u đi m khi c t b ng ngu n laser soọ ự ề ộ ố ư ể ắ ằ ồ
v i các phớ ương pháp khác:

+ Đây là phương pháp tiên ti n nên có u vi t h n các phế ư ệ ơ ương pháp ti p xúcế
thông thường: Không dùng d ng c c t,ụ ụ ắ không dùng l c c tự ắ , ch đ gia công êmế ộ
h n các gia cơng khác.ơ

+ S chính xác và kh năng gia công các l nh và đự ả ỗ ỏ ường c t chu n xác v iắ ẩ ớ
bi n d ng xung quanh vùng gia cơng ítế ạ .

+Có kh năng làm vi c trong mơi trả ệ ường khơng khí, khí tr , chânở ,khơng,ho cặ
ngay c trong ch t l ng hay ch t r n truy n quangả ấ ỏ ấ ắ ề , không có v n đ tích đi nấ ề ệ
trong môi trường.

+C t đắ ược nh ng v trí ph c t p, v trí khó ti p c nữ ị ứ ạ ở ị ế ậ , có kh năng t o ra cácả ạ
rãnh r t h p.ấ ẹ

+Có kh năng t đ ng hóa caoẳ ự ộ .gia cơng đ t đ chính xác cao, b m t ph ng vàạ ộ ề ặ ẳ
các b m t ph c t pề ặ ứ ạ , thích ng v i h th ng CAD/CAM.ứ ớ ệ ố

=> nh ng u đi m này ma phữ ư ể ương pháp gia công này đã được quan tâm phát
tri n ch ng nh ng trong ngành cơng nghi p ch t o mà cịn trong ngành truy nể ẳ ữ ệ ế ạ ề
th ng,y h c, đo lố ọ ường …[1]

1.2. Gi i thi u v v n đ nghiên c u và m c đích nghiên c u.ớ ệ ề ấ ề ứ ụ ứ
 V n đ nghiên c u.ấ ề ứ

Phương pháp gia công b ng tia laze s d ng ngu n năng lằ ử ụ ồ ượng laze đ giaể
công. Tùy theo m c năng lứ ượng và đ c tính tia laze mà đặ ượ ức ng d ng khácụ
nhau vd nh :Tác d ng v quang đ đ nh v , tác d ng v gia công,tác d ng trongư ụ ề ể ị ị ụ ề ụ
y t , s n xu t… ế ả ấ

đây

Ở ta ch quan tâm t i lazer gây tác d ng nhi t và ng d ng nó trong vi c c tỉ ớ ụ ệ ứ ụ ệ ắ
kim lo i.ạ

Ngu n laser đồ ượ ử ục s d ng làm ngu n năng lồ ượng cho các quá trình, ng d ngứ ụ
nhi u trong k thu t, đ t p chung vào ng d ng c th ngề ỹ ậ ể ậ ứ ụ ụ ể ười ta s chia ra cácẽ
phương pháp c t sau:ắ

</div>
(5)<div class='page_container' data-page=5>

+Phương pháp cắt bằng khoan dùng tia laser khoan các lổ sâu hoặc khơng sâu,
sau đó bẻ gẫy bằng cơ học. Phương pháp này thường dùng khi cắt vật liệu dịn.
+Phương pháp nóng chảy, đốt cháy và thổi: Làm cho vật liệu nóng chảy, cháy
sau đó thổi các sản phẩm cháy đi ,tạo nên rãnh cắt. Trong q trình nóng chảy
đồng thời xảy ra phản ứng cháy cung cấp nhiệt bổ sung nên năng lương tương
đương tăng lên rất nhiều (10 lần) so vi khoan ct

+Phơng pháp nóng chảy và thổi: Nung nóng chảy vùng bị cắt và dùng khí áp
suất cao thổi chung ra khỏi vùng cắt và tạo nên rÃnh cắt.

+Phơng pháp bay hơi: Sử dụng ngn nhiƯt cao, tËp trung lµm cho vËt liƯu bay
hơi tạo nên rÃnh cắt.

+Phng phỏp ct ngui : Dùng laser có dãi tần số vùng cực tím có năng lượng siêu
cao để cắt. Phương pháp này dùng để cắt vật liệu platic, vi phẩu thuật. Chất
lượng mép cắt rất cao. [2]

Trong n i dung ti u lu n này s trình bày các nh hộ ể ậ ẽ ả ưởng c a vi c c t v t li uủ ệ ắ ậ
s d ng phơng pháp nóng chảy và thổi: Nung nóng chảy vùng bị cắt và dùng
khí áp suất cao thổi chỳng ra khỏi vùng cắt và tạo nên rÃnh cắt, s d ngử ụ để
nghiên c u v n đ c t kim lo i s t các bon. ứ ấ ề ắ ạ ắ

 M c đích nghiên c uụ ứ

- Tìm hi u v ngu n g c l ch s hình thành tia lazerể ề ồ ố ị ử

- Tìm hi u v c u t o ngu n năng lể ề ấ ạ ồ ượng t o ra tia laserạ

- Nghiên c u laze c t kim lo i v t li u (thép)ứ ắ ạ ậ ệ

- nghiên c u nh hứ ả ưởng ch t lấ ượng b m t c t khi c t v i tia laser v iề ặ ắ ắ ớ ớ 
thép các bon th pấ

</div>
(6)<div class='page_container' data-page=6>

C n nâng cao hi u qu kinh t ,ầ ệ ả ế c n có thi t b hoàn ch nh h n. Nh t thi t ph iầ ế ị ỉ ơ ấ ế ả
nâng cao hi u su t. các thi t b hi n nay, ngệ ấ Ở ế ị ệ ười ta dùng t đ tích lũy năngụ ể
lượng, nguy hi m h n và đ t ti n h n. Ngể ơ ắ ề ơ ười ta đang th nghi m thi t b tíchử ệ ế ị
lúy năng lượng khác.

4.k t lu n:

ế

ậ

-Các nghiên c u trứ ước ch ra nh hỉ ả ưởng tương quan l n nhau c a các y u t , tẫ ủ ế ố ừ
đó tìm ra hướng gi i quy t v n đ nh năng lả ế ấ ề ư ượng phù h p; v t li u nào t tợ ậ ệ ố
nh t cho phấ ương pháp này; t c đ nào phù h p, đ t năng su t cao. nh hố ộ ợ ạ ấ Ả ưở ng
nhám b m t khi gia công đ i v i v t li u thép dày ít các bon.ề ặ ố ớ ậ ệ

-Nh ng t n đ ng các nghiên c u trữ ồ ọ ứ ước:

+ ch nghiên c u đ nhám b m t v i thép các bon th p đ i v i nh hỉ ứ ộ ề ặ ớ ấ ố ớ ả ưởng c aủ
năng lượng và t c đ ch a đ c p t i nh hố ộ ư ề ậ ớ ả ưởng đ dày và s ph n x ánhộ ự ả ạ
sáng t i các y u t năng lớ ế ố ượng, t c đ căt. M t s các tác đ ng t i b dày nhố ộ ộ ố ộ ớ ề ư
ngu n năng lồ ượng, đ ph n x ánh sáng c a ch t li u: v i s v t li u kh năngộ ả ạ ủ ấ ệ ớ ố ậ ệ ả
h p th l n thì v i m t ngu n năng lấ ụ ớ ớ ộ ồ ượng n u đ dày tăng lên làm t c đ c tế ộ ố ộ ắ
gi m đi, nh ng v i v t li u ph n x l i ánh sáng l n thì dù ngu n năng lả ư ớ ậ ệ ả ạ ạ ớ ồ ượ ng
l n nh ng năng lớ ư ượng cung c p cho v t li u r t ít khơng ch khơng c t đấ ậ ệ ấ ỉ ắ ược mà
cịn có th ph n l i và làm h ng các chi ti t thi t b phía trên. Tuy nhiên v i v tể ả ạ ỏ ế ế ị ớ ậ

li u thép th p các bonệ ấ kh năng h p th c a v t li u tả ấ ụ ủ ậ ệ ương đ i l n nên nhố ớ ả
hưởng l n nh t s là đ dày c a v t li u.ớ ấ ẽ ộ ủ ậ ệ

+ ch đ c t cho lo i chi ti t c th mà ch chung chung cho m t s lo i v tế ộ ắ ạ ế ụ ể ỉ ộ ố ạ ậ
li u nên ch a đánh giá đệ ư ược h t nh hế ả ưởng c a các y u t khác.ủ ế ố

</div>
(7)<div class='page_container' data-page=7>

5. Tài li u tham kh o

ệ

ả

[1]. Công ngh Laser.ệ

[2]. Ph m Ng c Tu n, Nguy n Văn Tạ ọ ấ ễ ường; Các phương pháp gia công đ c bi t;ặ ệ
Nhà xu t b n Đ i h c Qu c gia thành ph H Chí Minh, 2007.ấ ả ạ ọ ố ố ồ

[3]. Advanced machining processes, Hassan El-Hofy, McGraw-Hill, 2005.

[4]. Leonard Migliore (Edited), Laser material processing, Marcel Dekker, 1996.
[5].

[6]. Effect of laser cutting parameters on surface quality of low carbon steel
(S235), M. Zaied b, E. Bayraktar a,*, D. Katundi a, M. Boujelbene b,c, I. Miraoui
a. a MEER, College of Sciences, University of Gafsa, Tunisia b.

Supmeca/LISMMA-Paris, School of Mechanical and Manufacturing Engineering,
France c ENIT, National School of Mechanical Engineering, MA2I, Tunisia*
[7]. QUALITY ASPECTS OF STEEL PARTS AFTER LASER CUTTING
Wojciech ZĘBALA, Andrzej MATRAS

</div>