TIỂU LUẬN KẾT THÚC HỌC PHẦN CÁC PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG ĐẶC BIỆT CHỦ ĐỀ: PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG TIA NƯỚC

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TIỀN GIANG
KHOA KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ
-----------------------------

TIỂU LUẬN
KẾT THÚC HỌC PHẦN CÁC PHƯƠNG PHÁP GIA
CÔNG ĐẶC BIỆT

CHỦ ĐỀ:
PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG TIA NƯỚC

Tiền Giang, tháng 5, năm 2021



MỤC LỤC

I. Nguyên lý gia công tia nước……………………………………...… 2
1. Nguyên lý gia công…………………………………………………... 2
2. Nguyên lý hoạt động gia công tia nước có hạt mài…..……………… 3
II. Cấu tạo……………………………………………………………… 4
1. Cấu tạo gia công tia nước……………………………………………. 4
2. Một số thiết bị trong hệ thống gia công tia nước……………………. 9
3. Hệ thống bơm cao áp của máy cắt tia nước………………………… 11
4. Hệ thống bơm tạo áp lực……………………………………………. 13
III. Các thông số kỹ thuật……………………………………………. 16
1. Gia công chỉ bằng tia nước………………………………………….. 16
2. Gia cơng tia nước có hạt mài………………………………………... 17
3. Các yếu tố cơng nghệ của q trình…………………………………. 20
IV. Ưu nhược điểm của gia công tia nước…………………………... 23
1. Ưu điểm……………………………………………………………... 23

2. Nhược điểm…………………………………………………………. 24
V. Phạm vi ứng dụng…………………………………………………. 24
VI. Máy cắt tia nước và thông số kỹ thuật……………………….…. 24
1. Máy cắt tia nước Top SJA - T300…………………………….…….. 28
2. Máy cắt tia nước ấp suất cao CNC WW5060JEET………………… 35


NHẬN XÉT GVHD:
......................................................................................................................
......................................................................................................................
..................
…………………………………………………………………..................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
..................................................
……………………………………..............................................................
......................................................................................................................
...........................................................................
…………………………………………………………………..................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................

........................................... ..........................................................................
......................................................................................................................
..............................................................
……………………………..........................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
......................................................................................................................
............................................................

Chữ ký của giáo viên :

….…..….………..


LỜI NĨI ĐẦU
Sự phát triển mạnh mẽ của cơng nghệ vật liệu đã tạo ra nhiều loại vật
liệu mới có các tính năng ( cơ tính, lý tính, độ bền, độ cứng, vv,…) cao
cho cơng nghệ cơ khí chế tạo. Việc sử dụng các phương pháp gia công cơ
truyền thống như tiện, phay, bào,… để gia công các loại vật liệu này gặp
nhiều khó khăn về mặt năng suất, chất lượng và trong đa số trường hơp là
không khả thi.
Nhằm khắc phục vấn đề này và đáp ứng nhu cầu phát triển của công
nghiệp chế tạo, các phương pháp gia công đặc biệt đã ra đời từ 60 năm
trước và đang ngày càng phát triển.


1
II. NGUYÊN LÝ GIA CÔNG TIA NƯỚC:

1. Nguyên lý gia cơng
Cắt bằng tia nước là mốt q trình sử dụng tia nước ở áp suất cao để gia
công vật liệu.Vết cắt hoặc rảnh có độ rộng xắp xỉ 1mm. Đường kính lổ
nhỏ nhất có thể cắt được là 1,5mm. Phương pháp này cịn được gọi là gia
cơng bằng thủy động lực học .

Sơ đồ nguyên lý gia công bẳng tia nước.
- Đầu tiên nước từ thùng cấp nước đi qua bộ lọc và hịa 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, 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 cơng. Vậy tia nước tạo đóng


vai trò như một cái cưa cắt một vết hẹp trên vật liệu.
2
- Bộ điều khiển này gọi là bộ tăng áp, nó biến đổi năng lượng từ dịng có
áp suất thấp thanh dịng có áp suất cao. Hệ thống thủy lực cung cấp năng
lượng chất lỏng đến một piston chuyển động qua lại trong một đoạn
trung tâm của máy tăng cường. Có một cơng tắc giới hạn đặt ở cuối
hành trình của piston để báo hiệu dịng điện điều khiển van đảo chiều và
thay đổi chiều chuyển động của piston. Việc lắp ráp bộ tăng áp với một
bơm piston ở hai bên piston sẽ tạo ra áp suất cả hai phía. Khi một phía
của bộ tăng áp đang ở thì hút thì phía đối diện sẽ tạo ra một dòng áp suất
cao ở ngõ ra. Trong khi ngõ vào của bơm hút nước đã được lọc đi vào
xylanh cao áp thông qua van một chiều. Sau khi bơm piston đảo chiều
thì nước sẽ được nén và thốt ra dưới dạng nước chịu áp suất cao.

- Máy gia công bằng tia nước có hai phần thiết yếu là bàn XYZ và đầu
cắt. bàn XYZ có thể chuyển đầu cắt trên vật liệu và một máy bơm công
suất công suất cao ( 55.000 psi). Ờ áp suất này tia nước có thể cắt nhựa,
gỗ, vật liệu lót sàn đàn hồi, cao su và các vật liệu khác. Đầu cắt là một
vòi có kích thước 6.35mm (1/4”) bằng tinh thể sapphire mà nước có thể
chịu được một áp lực bằng ba lần vận tốc âm thanh do máy bơm áp suất
cao tạo thành. Sự di chuyển của đầu vòi chịu ảnh hưởng bởi chương
trình cài đặt máy tính.
2. Ngun lý hoạt động gia cơng tia nước có hạt mài.
Khi gia cơng bằng tia nước có hạt mài thì hạt mài được trộn với nước
trong ống trộn trước khi được phun ra ngoài. Vận tốc của dòng nước rất
cao sẽ tạo ra vùng chân khơng và hút hạt mài từ ngồi vào mà không cần
bất kỳ một máy nào khác để đưa hạt mài vào. Tia dung dịch này thường
được đẩy bằng khí nén nhằm mục đích tăng tốc độ cuẩ dịng chảy. Bề mặt
được gia cơng bằng tia nước có hạt mài khơng có vết xước trên bề mặt
gia cơng như các phương pháp khác. Mục tiêu chính của vật liệu hạt mài
trong dòng tia là cung cấp lực mài mòn để đưa vật liệu hạt mài đến chi


tiết gia cơng để mài mịn, tia nước cùng gia tốc với hạt mài mang cả dòng
hạt mài và vật liệu bị mài mòn ra khỏi chi tiết. Bề mặt trước khi gia công
phải được tẩy sạch bụi, phoi, dầu nhờn, axit và các tạp chất khác.
3
Mỗi thành phần của dịng tia là nước và hạt mài đều có mục đích riêng
biệt và hỗ trợ: mục đích chính của vật liệu hạt mài trong dòng tia là cung
cấp lực mài mịn, mục đích của dịng tia nước là có tác dụng đưa vật liệu
hạt mài đến chi tiết gia công để mài mòn. Tia nước cùng gia tốc với hạt
mài, mang cả dòng hạt mài và vật liệu bị mài mịn khỏi vùng làm việc. Bề
mặt trước khi gia cơng bằng tia hạt mài phải được tẩy sạch bụi, phoi, dầu
nhờn, axit và các tạp chất khác.Mỗi thành phần của dịng tia là nước và

hạt mài đều có mục đích riêng biệt và hỗ trợ: mục đích chính của vật liệu
hạt mài trong dòng tia là cung cấp lực mài mịn, mục đích của dịng tia
nước là có tác dụng đưa vật liệu hạt mài đến chi tiết gia công để mài mòn.
Tia nước cùng gia tốc với hạt mài, mang cả dòng hạt mài và vật liệu bị
mài mòn khỏi vùng làm việc. Bề mặt trước khi gia công bằng tia hạt mài
phải được tẩy sạch bụi, phoi, dầu nhờn, axit và các tạp chất khác.

Quá trình trộn hạt mài vào tia nước


II. Cấu tạo
1. Cấu tạo gia công tia nước

4

Một máy gia cơng tia nước gồm các bộ phận chính sau đây:
 Một cơ cấu đầu cắt được dùng để định hình tia nước.
 Một hệ thống mang và hút để đưa các phần tử vào trong dòng tia
nước.
 Một bơm tăng áp để gia tăng áp suất của nước.

Sơ đồ hệ thống bơm và cung cấp nước

Bộ tăng áp: Bộ tăng áp hoạt động như một bộ khuếch đại, nó biến đổi
năng lượng từ dịng chất lỏng có áp suất thấp thành dịng có áp suất rất
cao. Hệ thống thuỷ lực cung cấp năng lượng chất lỏng đến một piston
chuyển động qua lại trong một đoạn trung tâm của máy tăng cường. Một
công tắc giới hạn đặt ở cuối hành trình của piston, báo hiệu dịng điện

điều khiển đổi chiều van đảo chiều và thay đổi chiều chuyển động của
piston.
5
Việc lắp ráp bộ tăng áp với một bơm piston ở hai bên của piston, sẽ tạo ra
áp suất ở cả hai phía. Khi một phía của bộ tăng áp đang ở thì hút, thì phía
đối diện đang tạo ra một áp suất cao ở ngõ ra. Trong khi ngõ vào của bơm
hút nước đã được lọc đi vào xylanh cao áp thông qua van một chiều.Sau
khi bơm piston đảo chiều thì nước sẽ được nén và thoát ra dưới dạng
nước chịu áp suất cao. Bộ phận điều áp làm đều sự thay đổi áp suất từ
máy nén cung cấp một dịng nước có áp suất rất cao đều đặn đến dụng cụ
cắt hoặc làm sạch.
Sau đây là một số bộ tăng áp được dùng trong máy cắt tia nước, cũng như
cắt tia nước có trộn lẫn hạt mài:
Bộ tăng áp đơn:


6
Bộ tăng áp kép:

Dụng cụ:
Vịi phun có đường kính 0,1÷0,4 mm để tia nước có đủ năng lượng cho
q trình cắt cần cung cấp một áp suất lên đến 400MPa và vận tốc phun
ra lên đến 900 m/s. Lưu chất được tạo áp lực tới mức cần thiết nhờ một
bơm thuỷ lực, đầu phun gồm có vịng kẹp và vịi phun. Vịng kẹp được
làm bằng thép khơng rỉ, và vịi phun được làm bằng ngọc bích, hồng ngọc
hay kim cương. Dùng kim cương thì kéo dài tuổi thọ nhưng giá thành
cao, hệ thống lọc phải được sử dụng để ngăn phoi phát sinh trong q
trình gia cơng. Những lưu chất được dùng rộng rãi trong gia công bằng
tia nước là các dung dịch polymer, vì chúng có xu hướng tạo thành một
dịng kết dính.

7

Cơ cấu phun:

Đây là một loại cơ cấu phun có khả năng điều chỉnh (trong một phạm vi
nhất định) tiết diện đầu ra của ống phun và vòi phun, đồng thời có khả
năng điều chỉnh cả khoảng cách giữa chúng. Cơ cấu gồm thân chính 1 có


ren ngoài để lắp các thân trước 2 và thân sau 3. Trên thân trước 2 có lắp
các bạc dẫn thay đổi (có đường kính trong từ 4÷14 mm) và ống phun 5
nhờ đai ốc 4 . Để tạo ra độ cơn hài hịa từ lỗ cơn của thân trước 2 đến ống
phun 5 giữa chúng có lắp các vịng đệm trung gian 6 với chiều dày khác
8
nhau. Các vòng đệm này luôn luôn được lắp, ngoại trừ trường hợp khi sử
dụng ống phun 5 có đường kính trong 14 mm. Trên thân sau 3 có lắp ống
7 mà ở đầu cuối của nó có lắp vịi phun khí nén 8. Ống được kẹp chặt nhờ
đai ốc 9. Trên ống 7 có lắp đai ốc móc 10 và nhờ miếng đệm 11 để kẹp
chặt ống nối 12. Ống nối 12 được lắp với ống dẫn khí nén. Trên thân sau
3 có lắp đai ốc móc 13 cùng với miếng đệm 14 để kẹp chặt ống dẫn 15.
Ống dẫn 15 được nối với ống dẫn dung dịch hạt mài.
Các vòi phun khí nén 8 có đường kính đầu ra 4÷14 mm, chiều dài của
chúng từ 52÷64 mm, do đó có thể điều chỉnh khoảng cách giữa đầu ra của
vòi phun và ống phun đồng thời có thể điều chỉnh được cả tiết diện cơng
tác giữa vịi phun và đường kính trong của thân trước 2 để tăng hoặc giảm
lượng hạt mài đi qua. Khoảng cách giữa vòi phun 8 và vòi phun 5 được
điều chỉnh bằng vòng đệm trung gian 6 (có chiều dày 2÷20 mm). Tiết
diện bên trong của ống nối 15 bằng 284 mm2, còn tiết diện của ống phun

5 (có đường kính lớn nhất) bằng 154 mm2 . Điều này cho phép cấp dung
dịch hạt mài tới ống phun theo lượng yêu cầu. Các kích thước của ống
nối 12, của ống 7 và của vịi phun khí nén 8 phải đảm bảo đủ tiết diện
theo yêu cầu trong từng trường hợp cụ thể.
2.Một số thiết bị trong hệ thống gia công tia nước
*Van tiết lưu
Van tiết lưu hay còn gọi là van tiết lưu sang A là một thiết bị khơng thể
thiếu trong ngành cơng nghiệp. Nó là một loại van thủy lực có cơng dụng
điều chỉnh lưu lượng chất lỏng trong hệ thống thủy lực hoặc một bộ phận
nào đó của hệ thống thủy lực, qua đó điều chỉnh vận tốc cơ cấu chấp
hành: động cơ thủy lực.
-Ứng dụng của van tiết lưu
Van tiết lưu nó có vai trị quan trọng trong hệ thống ngành cơng nghiệp.


Q trình tiết lưu ln đi kèm với sự giảm hiệu suất của chất mơi giới,
điều này là có hại. Nhưng đôi khi người ta cũng cần tạo ra các q trình
tiết lưu để điều chỉnh cơng suất của các thiết bị sử dụng hơi nước.
Tốc độ dịng khí tăng lên trong lỗ và đi qua hết lỗ tốc độ khí giảm xuống
và áp suất tăng nhưng khơng bằng ban đầu. Vận tốc thay đổi sẽ dẫn đến
khối lượng riêng của khí tăng vì áp suất giảm.
9
-Một số loại van tiết lưu thường gặp:
+Van tiết lưu đơn giản, ống tiết lưu, van tiết lưu tay:
Ống tiết lưu là một đoạn ống có tiết diện nhỏ được xoắn lại để giảm diện
tích và được làm bằng đồng, hợp kim đồng, được bọc bảo vệ. Loại ống
tiết lưu này được sử dụng trong các hệ thống lạnh nhỏ, hộ gia đình, cá
nhân như máy lạnh, máy điều hòa, tủ lạnh…
+Van tiết lưu tay có cấu tạo giống như 1 van đóng mở nước gồm có 2 ngõ
vào và ra, có 2 bộ phận chính đó là bộ phận đứng n và bộ phận di

chuyển, 2 bộ phận này được gắn cùng với nhau và có thể gắn với tay
quay để dễ điều chỉnh. Van tiết lưu tay được sử dụng phổ biến ở các hệ
thống làm lạnh đơn giản có cơng suất lớn.


10
3. HỆ THỐNG BƠM CAO ÁP CỦA MÁY TIA NƯỚC 
Bơm cao áp là trái tim của hệ thống máy cắt tia nước. Bộ phận máy
bơm cao áp được coi là cánh tay đắc lực giúp tạo ra tia nước nhỏ có
vận tốc cao, cắt các vật liệu. Và nó là bộ phận quan trọng nhất trong
hệ thống máy tia nước.
Hệ thống bơm cao áp có nhiều hình dáng, cấu tạo và nguyên lý hoạt
động khác nhau. Nhiệm vụ chung của bơm cao áp là tiếp nhận nước
đã được lọc sạch từ bộ phận làm mềm nước đưa đến. Bơm cao áp
cũng có nhiệm vụ định lượng nước tinh khiết để đưa đến đầu cắt rồi
từ đó trộn với cát kim cương đúng lưu lượng. Bơm cao áp thường
được cố định công suất, để có thể cắt các loại vật liệu có độ cứng và
độ dày khác nhau. Những thay đổi về thông số do khách hàng tùy ý
lựa chọn để phù hợp với nhu cầu.


Chức năng của bơm cao áp:
Áp suất của bơm tạo ra để nén nước ngay trước thời gian nước thoát
ra khỏi ống định hướng là rất lớn. Nước được nén với tỉ lệ 20/1 khi
đó thể tích nước bị giảm xuống khoảng 30%. Nhớ rằng khi nói áp
suất nước 55kpsi thì áp suất này chỉ tồn tại trước khi nước thốt ra
khỏi ống định hướng. Ngồi ra, chúng ta chỉ đề cập tới vấn đề tốc độ
nước. Vậy áp suất 55kpsi lớn như thế nào, (psi:pounds/square inch),
đổi ra chúng ta sẽ có khoảng 4 tấn/ 1 cm2 tức là đặt 1 con voi châu
Phi trưởng thành lên một cái b lên tồn bộ trên đầu cây đinh. Nói ra

vậy để hình dung, vật liệu sử dụng cho bơm phải tốt như thế nào.
Hãng máy cắt tia nước  YCệ, mà cái bệ đó được đặt lên 1 cây đinh,
vậy áp suất tạo ra sẽ đặt Waterjet do Moretech độc quyền phân phối
hiện đang hợp tác với 2 nhà cung ứng máy bơm cao áp hàng đầu của
Mỹ là: hyprtherm  và Accustream từ năm 2008. Hai mẫu bơm này
đều có những đặc tính riêng, chúng tôi đưa ra một số ưu điểm của
máy bơm cao áp:

11


12


*Bộ tăng áp.
Là hệ thống nạp nhiên liệu cưỡng bức trong động cơ để một động cơ có
kích thước nhất định tạo nhiều công suất hơn. Bộ tăng áp khác với bơm
tăng nạp thông thường ở chỗ bộ tăng nạp được chạy bằng lực kéo cơ khí
của động cơ thơng dây cu roa nối với maniven còn bộ tăng áp động cơ
được chạy bằng năng lượng khí thải tua bin. Bộ tăng áp được gắn vào
họng xả động cơ, khi động cơ hoạt động, khí xả làm quay tua bin của
nó, tua bin này vận hành máy nén (lắp giữa bộ lọc gió và họng nạp nhiên
liệu) máy nén nạp nhiên liệu cho động cơ, khí xả thốt ra từ động cơ thổi
vào các cánh tuốc bin làm quay tua bin, vì thế lượng khí thải càng đi qua
tua bin càng nhiều thì tua bin quay càng nhanh.

Bộ tăng áp

4. Hệ thống bơm tạo áp lực:
Máy bơm tăng áp hay còn gọi máy bơm áp lực nước là thiết bị tăng

áp suất nước, giải pháp tăng áp lực nước yếu một cách triệt để, làm
gia tăng áp lực nước trong đường ống, có thể là đường ống nước sinh
hoạt, hay đường ống nước cho máy giặt, vòi sen, bồn rửa chén,…
Máy bơm nước tăng áp có nhiều cơng suất khác nhau từ bơm tăng
áp125w, bơm tăng áp 200w, 370w, 750w, 1hp cho đến các loại máy bơm
tăng áp công suất lớn lên đến hàng chục HP (ngựa – mã lực).
Máy bơm tăng áp lực có bộ cảm biến áp lực, bình tích áp là thiết bị tăng
áp suất nước bằng cách nén khí bên trong, khi bộ cảm biến nhận thấy áp
lực trong đường ống giảm thì áp lực từ bầu tăng áp sẽ được xả ra bù lại áp
lực đã bị mất trong đường ống giúp cho áp lực trong ống luôn được giữ
đều.
13


Hệ thống bơm tạo áp lực

14


*Bảng tốc độ cắt một số vật liệu cho trước

Chiềudà
y
(mm)

Cắt bình
thường
(mm/phút)

Cắt chất

lượng trung
bình
(mm/phút)

Cắt chất lượng cao
(mm/phút)

12,7

475

193

122

38,1

132

43

25

76,2

58

18

10

12,7

330

132

84

38,1

91

30

18

76,2

41

13

8

12,7

1021

414

259

38,1

284

97

58

76,2

127

38

23

12,7

366

147

94

38,1

142

48

28

76,2

64

20

13

12,7

511

208

130

38,1

254

86

51

76,2

114

36

20

12,7

912

371

231

38,1

254

86

51

76,2

114

36

20

12,7

292

119

74

38,1

81

28

15

76,2

36

10

8

Vật liệu

Đồng

304SS

Nhơm

Thép ít
Cacbon

Titanium

Granite

Inconel71
8

15


Máy cắt tia nước có thế cắt được những vật kiệu sau đây.

III.Các thông số kỹ thuật :
1.Gia công chỉ bằng tia nước
Các thông số gia công quan trọng trong gia công bằng tia nước bao gồm:
khoảng cách gia công, đường kính các vịi phun, áp suất nước và tốc độ
cắt. Khoảng cách gia công là khoảng cách giữa đầu vòi phun và bề mặt
gia công. Thông thường khoảng cách này là nhỏ để tia nước phân tán tới
mức tối thiểu trước khi kịp đập vào bề mặt. Khoảng cách gia cơng điển
hình là 3,2 mm. Kích thước của lỗ vòi phun ảnh hưởng đến độ chính xác
của q trình cắt lỗ vòi. Vòi phun nhỏ được sử dụng trên những vật liệu
mỏng. Đôi với 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. Phương pháp gia công tia nước

thường được tự động hố bằng hệ thớng CNC hay người máy cơng
nghiệp. Phạm vi gia công : từ 1,6 mm – 305 mm với độ chính xác là +
0,13 mm.
16


2.Gia cơng tia nước có hạt mài
Áp suất nước trong gia cơng bằng tia nước có hạt mài giống trong gia
cơng 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 cách trong gia công
tia nước.
Các thông số cần chú ý khi gia cơng tia nước có hạt mài:
1.Tỉ lệ cấp hạt mài
2.Đường kính ớng trộn
3.Đường kính miệng vịi phun
4.Áp suất nước trong vòi
5.Khả năng cắt vật liệu
6.Chiều dày chi tiết
7.Chất lượng cần gia cơng
8.Cơng suất máy bơm
Góc phun a = 0° (hình 2.50b). Trong thường hợp này bề mặt được gia
cơng bằng tia trược
Góc phun a = 0°-90° (hình 2.50c). Bề mặt được gia công bằng tia chéo
Khi gia công vật liệu giịn nên dùng phương pháp tia va đập (hình 2.50a)
cịn khi gia cơng vật liệu dẻo nên dùng các phương pháp tia trượt và tia
chéo (hình 2.50b và hình 2.50c).
Dung dịch khi va đập vào bề mặt gia công tạo ra một lớp màng mà chiều
dày của nó phụ thuộc vào thành phần của dung dịch (hình 2.50d). Các hạt
mài trong tia dung dịch (tia hạt mài) phá vỡ màng dung dịch này để đạt

chất lượng theo yêu cầu.
Quảng đường đi của hạt mài qua màng dung dịch càng lớn khi góc phun a
càng nhỏế Hạt mài nào đi tới phần của bề mặt gia cơng thì nó chịu sức
cản của màng ding dịch (do có chiều dày lớn) cho nên chiều dày phoi
được cắt giảm xuống.
17


Nếu bề mặt gia cơng có độ phẳng lý tưởng thì các hạt mài bị bề mặt hất
lên và khơng ra một cơng đáng kể nào (hình 2.50e).
Nếu bề mặt di dời tới các đỉnh nhấp nhô này sẽ bị phá vỡ (hình 2.50g).
Quá trình này xảy ra liên tục cho đến khi tất cả các đỉnh nhấp nhô bị san
phẳng.
Kích thước của các hạt mài được chọn phụ thuộc vào độ nhám bề mặt
trước khi gia cơng. Nếu kích thước của các hạt mài (hình 2.50h bên trái)
quá nhỏ so với nhấp nhơ (độ nhám) thì các hạt mài khơng chỉ tác động tới
các đỉnh nhấp nhơ mà cịn tác động tới cả đáy của chúng nữaề Như vậy
quá trình gia cơng sẽ tạo ra bề mặt có prophin tương tự nhưng với độ
nhám thấp hơn. Nếu kích thước của các hạt mài q lớn thì chúng khơng
thể xâm nhập xuống các đáy nhấp nhơ được, do đó chúng chỉ có khả năng
san phẳng các phần trên của nhấp nhơ (hình 2.50h bên phải). Hình 2.50h
(ở giữa) là sơ đồ kích thước hạt mài hợp lý nhất.
Lượng hạt mài trong dung dịch tăng cho phép nâng cao năng suất gia
công.
Tuy nhiên, nếu lượng hạt mài trong dung dịch quá lớn sẽ làm cho chúng
va đập với nhau quá nhiều, do đó hiệu quả cắt lại giảm. Do đó, lượng hạt
mài trong dung dịch (mật độ hạt mài) phải được chọn tối ưu.
Tia hạt mài va đập vào kim loại cứng với tốc độ tối đa (m/s), sẽ xâm nhập
vào kim loại cứng đó với tốc độ u (m/s), tạo ra áp lực cắt p (tấn/m2).

Bảng trên là bảng tốc độ cắt của một số vật liệu cho trước (mm/phút).
Máy có áp suất 3800 bar dùng 4,2 lphút, miệng vịi có đường kính 0,38
mm; vịi dài l,14mm; sử dụng hạt mài: 680 gram/phút.
Năng suất gia công bằng tia hạt mài là hàm sớ của nhiều yếu tớ và nó phụ
thuộc vào mục đích gia cơng bề mặt. Ví dụ : Khi gia cơng bề mặt nhằm
tăng độ bóng (giảm độ nhám) thì cần phải bóc ít kim loại, ngược lại khi
gia cơng bề mặt nhằm đạt kích thước thì lượng kim loại được bóng tách
trong một đơn vị thời gian phải đạt giá trị lớn nhất.
18


19


3. Các yếu tố cơng nghệ của q trình được xét đến là :
Áp suất của khí nén: Đưa dung dịch hạt mài tới thiết bị phun p
(kg/cm2), Phun dung dịch hạt mài p (kg/cm2).
Đặc tính của thiết bị phun : Lưu lượng khí nén trong ống phun. Đường
kính của vịi phun khí nén dk (mm). Đường kính của ống phun dung dịch
dc (mm). Tiết diện của luồn khí nén fb (mm) hoặc của dung dịch hạt mài
fc (mm) khi chuyển vào buồng hỗn hỢpế Chiều dài ống phun 1 (mm).
Khoảng cách giữa mặt đầu của ống phun và vòi phun L(mm).
Đặc tính của dung dịch hạt mài: Thành phần của dung dịch (nước, các
dung dịch khác). Vật liệu hạt mài (cát, corun điện). Mật độ của hạt mài
trong dung dịch Ko (tỷ khơi của hạt mài trong nước).
Vị trí của thiết bị phun: Chiều dài của tia L (mm). Góc phun a (độ).
Dưới đây ta nghiên cứu ảnh hưởng của một số yếu tớ cơng nghệ đến khới
lượng kim loại được bóc tách và độ nhám bề mặt khi gia công các mẫu
thép 45, 40X, Y9, thép nhiệt luyện 40X có độ cứng HRC 5560 và một số
vật liệu khác.

Ảnh hưởng của thời gian gia công: Thực nghiệm cho thấy kho gia công
kim loại (chưa nhiệt luyện, nhiệt luyện và kim loại màu) khối lượng bóc
tách kim loại tỷ lệ thuận với thời gian gia cơng bằng tia hạt mài (hình
2.5la). Khơi lượng kim loại trên một đơn vị diện tích bề mặt gia cơng
cũng tăng theo thời gian gia cơng (hình 2.5 lb).
Độ hạt: 36; 60; 90; 120; 150; 170; 250; 280; 320; 325; 400; 450. Độ hạt
36 có kích thước lớn nhất cịn độ hạt 450 có kích thước nhỏ nhất.
Khi gia cơng bằng tia hạt mài, độ nhám bề mặt giảm mạnh trong thời gian
60-Ỉ-100 giây đầu tiên. Sau đó độ nhám bề mặt hầu như khơng thay đổi
theo thời gian (hình 2.52). Ví dụ, khi gia cơng thép trong thời gian 100
giây độ nhám ban.

20