Học Mastercam 2tr - Học CNC 2tr - Cơ khí Solidworks-Học Catia 1.5 tr - Học ProE 1.5tr - Học NX 2.4 tr - Học thiết kế ngược - Học giày dép
Học vẽ Mẫu Jpaint/Artcam-Gia công PowerMill - Gia công Alphacam - Chi tiết máy Inventor- Nữ trang Matrix- Khuôn Cimatron

Các lớp kỹ thuật

Chương trình đào tạo cơ bản và nâng cao mảng cơ khí, xây dựng.

Tài liệu kỹ thuật

Tài liệu và DVD chuyên ngành nhằm tự học để phục vụ cho công việc

Tuyển dụng

Tuyển giảng viên đào tạo và cộng tác viên Part-time toàn quốc.

Download ứng dụng

Cài đặt để tự học các phần mềm kỹ thuật trên điện thoại miễn phí

Advance Cad YT

Kênh video chất lượng để tự học các phần mềm kỹ thuật miễn phí
 
Home / / Máy khắc Laser / Gia công nâng cao_Bài 4: Những nhân tố ảnh hưởng đến quá trình gia công và Một số ứng dụng khác của LASER

Gia công nâng cao_Bài 4: Những nhân tố ảnh hưởng đến quá trình gia công và Một số ứng dụng khác của LASER

  1.  Bộ tài liệu vận hành máy CNC Fanuc
  2. DVD sử dụng máy Plasma với Sheetcam
  3. DVD hướng dẫn sử dụng máy khắc gỗ
  4. Bộ 400Gb file mẫu 3D Jdpaint -Artcam
  5. Khóa học vận hành máy tiện CNC
  6. 2 DVD thực hành gia công Siemens NX11
  1.  Bộ Video phay tiện Mastercam X9
  2. Tài liệu gia công khuôn Powermill
  3. Khóa học vận hành máy Phay CNC
  4. Khóa học sử dụng máy điêu khắc gỗ
  5. Khóa học lập trình CNC với Mastercam
  6. 4DVD thiết kế sản phẩm 3D Solidworks

Chương 5      NHỮNG NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH GIA CÔNG
Nhân tố ảnh hưởng đến chất lượng gia công cắt và đột lỗ bằng laser và chất lượng sản phẩm bao gồm nhiều yếu tố khác nhau. Tuy nhiên có thể phân thành hai nhóm chính : ảnh hưởng của thiết bị cắt và ảnh hưởng của công nghệ cắt.
5.1      Ảnh hưởng của các thông số thiết bị cắt :
Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình cắt do các thông số của thiết bị gây nên bao gồm: ảnh hưởng loại máy phát , thiết bị điều khiển và các thiết bị hỗ trợ khác…
Đối với thiết bị , do máy phát laser có nhiều loại ( rắn, lỏng, khí , hỗn hợp…) và ứng với mỗi loại các đặc tính của máy lại khác nhau như bước sóng, tần số , cường độ xung , dạng xung….Các yếu tố này ảnh hưởng đến chất lượng cắt cũng như độ chính xác của vật cắt .
Tuỳ thuộc vào công suất của máy phát các nhà công nghệ cần phải chọn cho phù hợp với loại vật liệu cần cắt . Trên bảng 5-1 dẫn ra mối quan hệ
giữa năng lượng riêng khi cắt vói một số vật liêu phi kim .
hop-kim-kho-gia-cong83
Ngoài ra hình dạng và kích thước vật gia công phụ thuộc vào công suất máy phát . Trên hình 5-1 biểu diễn sự phụ thuộc giữa công suất máy phát và chiều sâu xuyên thấu của lỗ.
 
hop-kim-kho-gia-cong84
Khi công suất máy phát tăng lên khả năng cắt được vật liệu càng dày hơn . Mặt khác khi tiêu cự của thấu kính thay đổi cũng làm thay đổi chiều dày cắt được.
Trong quá trình khoan lỗ, chiều sâu của lỗ chịu ảnh hưởng nhiều số lượng xung trong những thòi gian khác nhau . Trên hình 6-2 hình dạng đường cong của đổ thị thể hiện chiều sâu của lỗ cắt tăng lên khi số lượng xung càng tăng, nhưng đến một số lượng xung nào đó thì khả năng tăng đường kính lỗ không đáng kể nữa .
hop-kim-kho-gia-cong85
hop-kim-kho-gia-cong86
Ngoài ra độ chính xác gia công còn phụ thuộc vào các thiết bị điều khiển. Việc điều khiển qúa trình cắt bằng các máy CNC sẽ cho phép đạt được độ chính xác sản phẩm cắt và chất lượng vật cắt cao cũng như tăng năng suất quá trình cắt .
5.2       Ảnh hưởng của công nghê cắt :
Các thông số của quá trình công nghệ ảnh hưởng nhiều đến hình dạng chiều sâu cắt cũng như chất lượng của vật gia công .Các yếu tố ảnh hưởng của công nghệ bao gồm tốc độ cắt , vị trí của tiêu cự, áp suất dòng khí thổi …
Tốc độ cắt có quan hệ mật thiết vói khả năng cắt chiều sâu cũng như hình dạng tiết diện ngang lỗ cắt. Tốc độ cắt càng cao thì chiều dày cắt càng giảm Trên hình 6-4 dẫn ra đồ thị biểu diễn quan hệ giữa chiều sâu cắt đến chiều dày của vật cắt .
hop-kim-kho-gia-cong87
-   Vật liệu cắt : thép cacbon A42    .
-   Công suất nguồn 1,5 Kw
-   Đường kính đầu cắt laser 1,8mm
-   Áp suất dòng khí hỗ trợ cắt 2bar (cách bề mặt 2mm)
Tuy nhiên có một điều thú vị là khi tốc độ cắt càng cao thì chiều rộng rãnh cắt nhân được càng hẹp hơn . Nguyên nhân này được giải thích do sự truyền nhiệt ra xung quanh vùng cắt giảm đi . Trên hình 6-5 dẫn ra các rãnh cắt khác nhau khi sử dụng các tốc độ cắt khác nhau để cắt thuỷ tinh tectolít dày 5mm , P = 2 kw
hop-kim-kho-gia-cong88
Vị trí tiêu điểm của chùm tia laser so vói bề mặt vật gia công lỗ ảnh hưởng rất đáng kể đến hình dáng lỗ khoan cũng nhu chiều sâu lỗ . Trên hình 6-6 dẫn ra sự thay đổi vị trí tiêu điểm của chùm tia laser so vói bề mặt ngang của vật gia công . Rõ ràng là khi tiêu điểm của chùm tia nằm đúng trên bề mặt trên của vật gia công thì hình dáng của lỗ khoan theo chiều sâu đều đặn hơn và chiều sâu của lỗ đạt được hợp lý nhất .
hop-kim-kho-gia-cong89
 
Hình 5-6 : Phụ thuộc hình dạng của lỗ gia công và chiều sâu của lỗ vào vị trí đặt tiêu điểm của chùm laser [4] hop-kim-kho-gia-cong90
Ngoài ra bề mặt mép cắt đạt được chất lượng cao hay không còn phụ thuộc vào công nghê cắt có sử dụng dòng áp lực khí thổi hỗ trợ hay không cũng như hướng dịch chuyển chùm tia laser trong khi cắt ?
Trên hình 5-7 (a, b, c) là mô hình cắt có xỉ và không có xỉ cắt ở mép rãnh cắt khi sử dụng chùm laser cắt có sử dụng nguồn khí thổi .Khi hướng dịch chuyển của đầu cắt dao động qua lại trong quá trình cắt theo cả hai phương x và y thì sản phẩm cắt sẽ nhẵn hơn (H5-7b) [11] hop-kim-kho-gia-cong91
Ngay cả loại khí dùng trong quá trình thổi cắt cũng ảnh hưởng đến chiều dày cắt và tốc độ cắt cực đại.
Sự phụ thuộc giữa vận tốc gia công, chất lượng bề mặt kim loại, và chiều sâu vùng chùm tia laser tác dụng.
hop-kim-kho-gia-cong92
a – Khi V<= 6 m/s [6] b – Khi V > 6 m/s
hop-kim-kho-gia-cong93
Hình 5-9 Sự phụ thuộc bán kính lỗ vào áp lực phản lực của hơi [8] Để giảm tiêu hao nguồn nhiệt người ta sử dụng dòng khí hổ trợ nhằm đảy các sản phẩm cháy ra khỏi rảnh cắt dưới tác dụng của động lực học dòng khí vượt quá giói hạn sức căng bề mặt của các giọt kim loại lỏng.
Chương 6     MỘT SỐ ỨNG DỤNG KHÁC CỦA LASER
Như trên đã trình bày, laser có thể được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực , đặc biệt là cắt các loại vật liêu như đã trình bày ở trên. Cắt vật liêu có thể là cắt phôi (đường bao không khép kín và cắt hình (theo đường bao khép kín). Ngoài ra còn có thể cắt phôi theo các sơ đổ như sau:
6.1       Sơ đồ nguyên lý cắt phôi có kết hợp nung nóng [12].
hop-kim-kho-gia-cong94
6.2    GIA CÔNG CẮT CÁC LOẠI VẬT LIÊU KIM LOẠI
Cắt bằng chùm tia laser được ứng dụng rất rộng rãi. Đặc biệt từ khi người ta ứng dụng các phương pháp cắt có sử dụng khí hổ trợ với áp suất phù hợp. Dòng khí cắt ở đây có 2 chức năng :

  • Nung nóng vật liệu, oxy hoá kim loại vùng cắt, hạn chế khả năng phản xạ, tăng cường khả năng bắt lửa, đốt cháy kim loại,…
  • Tách các sản cháy ra khỏi vùng cắt và tạo nên rãnh cắt. Ngoài ra nó còn làm cho mép cắt sạch hơn, chất lượng mép cắt tốt hơn.

Tại viện nghiên cứu Franphuốc (Fraunhofer-[11] người ta đã dùng ngọn lữa oxy-axetylen kết hợp vói laser CO2 để cắt tấm kim loại dày trên 8 mm, cho phép tăng vận tốc cắt lên (30-50) %. Vói các loại thép thông thưòng có thể cắt đến chiều dày 80mm vói công suất nguồn laser 1,2 kw, áp suất 9,5 bar, vận tốc cắt 0,2 m/ph; chiều rộng mép cắt khoảng 45 pm.
Theo kết quả nghiên cứu của Trường tổng hợp Erglangen, CHLB Đức [16], khi cắt vật liệu X5CrNi18-9 bằng laser YAG (chế độ xung) như sau :
hop-kim-kho-gia-cong95
Vật liệu nhôm là một trong những vật liệu khó cắt bằng các phương pháp cắt có ngọn lửa vì nó tạo ra lóp Al2O3 có nhiệt độ nóng chảy cao hơn nhiệt độ nóng chảy của Al, tính dẫn nhiệt cao làm mất mát nhiệt, gây khó khăn cho quá trình cắt. Cắt vật liệu nhôm bằng laser sẽ cho hiệu quả và chất lượng cao. Theo số liệu của
Trường tổng hợp Nagoya (Nhật Bản) có thẻ đạt hiệu quả khi cắt theo chế độ sau:
hop-kim-kho-gia-cong96
Khi cắt vật liệu hợp kim nhôm ma-nhê : Al99,5; Amgl; AlMgSil có lóp phủ anốt hoá loại đen, crôm hoá, phốt phát crôm, verni,… vói chiều dày 2mm có chế độ cắt như sau:
hop-kim-kho-gia-cong97
Kết quả nghiên cứu choi thấy khi cắt nhôm không có lóp phủ (Al99,5) thì tốc độ cắt bằng laser CO2 tăng lên 50% khi có sử dụng khí cắt là oxy.
Chế độ cắt vật liệu kim loại tham khảo ở bảng 6-1 [5] hop-kim-kho-gia-cong98
Bảng 6-2 trình bày một số đặc tính của một số loại laser và phạm vi ứng dụng của chúng.
hop-kim-kho-gia-cong99
6.3     GIA CÔNG CẮT CÁC LOẠI VẬT LIÊU PHI KIM LOẠI
Khi cắt các vật liêu phi kim loại thường gặp nhiều khó khăn do vật liêu dòn, kém bền (gốm sứ, thuỷ tinh,…); một số vật liệu dễ bị cháy, dể bị phân huỷ,… Vật liêu phi kim loại có loại nóng chảy, có loại bay hơi , có loại bị phân huỷ dưới tác dụng của chùm tia laser. Loại này còn chia ra các nhóm : vật liêu hữu cơ, chất dẻo, gỗ, vải, giấy,,…Sử dụng khí để cắt trong trường hợp này không có ý nghĩa quan trọng mà chủ yếu là sử dụng không khí thường để thổi các sản phẩm cát ra khỏi mép cắt.
Khả năng của một số hợp chất khí tác dụng đến chiều dày cát được dẫn ra ở bảng 6 -3
hop-kim-kho-gia-cong100
Trên bảng 6-4 dẫn ra một số chế độ cắt vật liêu phi kim loại bằng laser
hop-kim-kho-gia-cong101
Trên bảng 6.6 trình bày một số thông số liên quan đến các loại laser và phạm vi ứng dụng cho cắt bằng laser cắt đối vói một số vật liêu phi kim loại .
hop-kim-kho-gia-cong102
6.4      ỨNG DỤNG LASER TRONG GIA CÔNG LỖ.
6.4.1       Các thông số khi gia công lỗ bằng laser
Từ những năm 1964 người ta bắt đầu sử dụng loại laser có nhiều xung ngắn để gia công những lỗ sâu. phương pháp này được hình thành dựa trên cơ sở từng lớp kim loại bay hơi dưới tác dụng của nhiệt gia công. Tổng năng lượng các xung quyết định kích thước của lỗ. Phương pháp này đang được ứng dụng trong các ngành chế tạo thiết bị, kỹ thuật radio, hàng không, kỹ thuật điện, dệt, chế tạo máy,.. Hiện nay gia công lỗ bằng laser đang được ứng dụng để gia công các khuôn kéo từ hợp kim cứng : Khuôn kéo thép, khuôn kéo sợi dệt, khoan chân kính đổng hổ, … Sau đây trình bày một số ứng dụng của laser để gia công lỗ Tuỳ thuộc vào yêu cầu chính xác người ta phân ra:

  • Đột lỗ thường (độ chính xác thấp)
  • Đột lỗ chính xác.

Tuỳ thuộc vào quan hệ giữa chiều sâu h và đường kính d của lỗ người ta chia ra Đột lỗ không sâu h / d <1
hop-kim-kho-gia-cong103
hop-kim-kho-gia-cong104
Giá trị một số thông số liên quan quá trình đột lỗ dẫn ra ở bảng 6-8 [5] hop-kim-kho-gia-cong105
 6.4.2   Ứng dụng laser cho gia công khuôn kéo từ kim cương 
Khuôn kéo dùng cho chế tạo các loại cáp điên thoại, các loại sợi thép, dây lò xo, các loại dây điên trở,… Ngoài ra người ta còn sử dụng để chế tạo các loại khuôn kéo trong công nghiệp dệt, kéo sợi,… Kích thước các loại khuôn kéo khác nhau . Để gia công khuôn có kích thước nhỏ (<1mm) bằng các phương pháp thông dụng gặp nhiều khó khăn Trong lúc nhu cầu sản xuất khuôn mẫu nói chung và các loại khuôn kéo rất lớn. Vật liệu làm khuôn kéo được chế tạo từ các loại vật liệu có độ cứng và độ chịu mài mòn cao : thép hợp kim, hợp kim cứng, đặc biệt là các loại kim cương tự nhiên và kim cương nhân tạo. Các phương pháp gia công cổ điển như khoan không đáp ứng được. Các phương pháp tia lữa điện, ăn mòn điện hoá, … có nhiều hạn chế đặc biệt là đường kính và chiều sâu,… Mặt khác các phương pháp trên cần phải qua giai đoạn tạo lỗ thô ban đầu, sau đó mài nghiền bằng bột mài và đánh bóng để đạt được độ chính xác và độ bóng theo yêu cầu. Đây là những thao tác rất khó khăn và tốn nhiều thòi gian. Ví dụ gia công lỗ thô ban đầu bằng cơ khí phải mất từ 24 – 48 giò, các nguyên công tinh chỉnh mất từ 12-16 giò. Sơ đổ kết cấu khuôn kéo có dạng như hình 6-4
hop-kim-kho-gia-cong106
Hình 6- 4 Sơ đồ cấu tạo khuôn kéo bằng kim cương [5] Kết quả nghiên cứu chế tạo các lỗ bằng laser cho thấy:
Năng lượng của xung             3 Jun (J)
Thời gian                                  5.10-4 giây
Khi tạo lỗ mói từ phôi sợi tinh thể kim cương chỉ cần một vài xung; còn khi gia công để mở rộng lỗ, gia công sửa lại các khuôn đã qua sử dụng phải cần đến hàng chục xung. Do dãi tần số và bước sóng trong phạm vi rộng, các xung năng lượng và thời gian một xung khác nhau, cho phép ta chọn những chế độ tối -u để gia công lỗ hoặc chuốt,…
Ví dụ Khi mở rộng lổ từ  hop-kim-kho-gia-cong115 cần đến 22 xung với năng lượng bức xạ 4 Jun. Với chế độ đó , không thấy có sự phá huỷ cấu trúc của kim cương. Tuy nhiên trên bề mặt lổ có bám một lóp mỏng grafit do sự cháy các bon tạo nên. Nên sau khi gia công phải làm sạch bằng siêu âm.
Khi gia công trên thiết bị laser rubin có các thông số :
Năng lượng xung                    <=10J
Góc phân kỳ                           0,5 micro radian
Thòi gian tổn tại một xung 0,5 – 1 micro giây
Tần số chế độ bằng tay           1 Hz
Tần số chế độ tự động               1/10 Hz
hop-kim-kho-gia-cong116
 
6.4.3  Gia công chân kính đồng hồ bằng laser
Sản xuất chân kính đồng hồ là một nghành công nghiệp sản xuất hàng loạt với yêu cầu rất cao về độ chính xác và chất lượng. Hàng năm cần hàng chục triệu sản phẩm. Vật liệu thường dùng cho chế tạo ổ trục đồng hồ là rubi. Chi tiết có dạng đĩa D = 1-1,5 mm, S=0,5 mm. Đường kính lổ thông cần gia công (30-90 pm)
hop-kim-kho-gia-cong107
Hình 6-7 Sơ đồ cấu tạo chân kính đồng hồ [5] 1- phôi 2- Chân kính 3- Lỗ tinh được gia công bằng laser
Để gia công hoàn thiên chân kính người ta phải dùng nhiều xung. Xung đầu tạo ra lổ xuyên thấu, xung thức 2 hoàn chỉnh hình dáng, các xung tiếp theo là tinh chỉnh.
Với năng lượng xung khoảng 2 J,
Thời gian 2.10-4 giây,
Tần số 2 Hz thì năng suất đạt 40000 sản phẩm chân kính /ca=8 giò) .
Ở đây đường kính lỗ :
d = 50 hop-kim-kho-gia-cong54 ,
Thời gian gia công một chân kính cỡ 1 giây, trong lúc gia công cơ mất 10 phút gấp 600 lần, năng suất lao động tăng 15 lần, độ bóng bề mặt đạt cấp 7-8 (TC củ).
Bảng 6-9 [5] Veiko trang 98) Một số thông số khi gia công lỗ.
hop-kim-kho-gia-cong108
6-5      Ứng dụng laser để quét xử lý nhiệt bề mặt
hop-kim-kho-gia-cong109
Hình 6-8 Sơ đồ nguyên lý quét bề mặt bằng chùm tia laser [15] 6.6  Ứng dụng laser để gia công lớp phủ bề mặt kim loại
hop-kim-kho-gia-cong110
Hình 6-8 Sơ đồ nguyên lý quét bề mặt bằng chùm tia laser [15] 6-7      Ứng dụng laser trong nhiệt luyện bề mặt
hop-kim-kho-gia-cong111
6- 8    Nung chảy lại bề mặt theo quỹ đạo
hop-kim-kho-gia-cong112
Hình 6-10 Sơ đồ nguyên lý nhiệt luyện bề mặt bằng chùm tia laser [15] 1 – Chùm tia laser;    2 – Bề mặt gia công
6-9     Hàn bằng laser
hop-kim-kho-gia-cong113
Đặc điểm của hàn bằng chùm tia laser

  1. Có thể hàn trong bất kỳ môi trường nào mà ánh sáng xuyên qua được ( môi trường chân không, môi trường khí trơ hoặc không khí bình thường,…)
  2. Hướng đi của chùm tia có thể điều khiển bằng hê thống kính cho nên có thể hàn được ở các vị trí hàn phức tạp.
  3. Có thể hàn từ xa.
  4. Có thể hàn các chi tiết có chiều dày nhỏ và cực nhỏ trong ngành kỹ thuật điên tử và vi điên tử.
  5. Hàn được các loại vật liêu khác nhau (Au + Si, Au + Ge, Ni + Ta, Cu + Al, …
  6. Do chùm tia có kích thước nhỏ, hẹp, nguồn nhiệt tập trung nên thời gian hàn nhanh, vùng ảnh hưởng nhiệt nhỏ, ít bị biến dạng.
  7. Chất lượng mối hàn cao .

hop-kim-kho-gia-cong114
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

A teacher that might be good for others may not be able to teach you https://domyhomework.guru/ so well.

 ttadv2 Hơn 200 học viên thành thạo mỗi tháng, bạn cũng tham khảo xem thế nào nhé:

Biểu học phí và lịch khai giảng các khóa học CAD CAM tháng này lichkhaigiang
20151102-1 1Y0-201 70-463 9L0-012 70-466 C2180-401 70-414 98-365 70-410 DEV-401 70-341 70-412 400-201 ITIL N10-006 70-461 70-487 70-483 70-410 70-412 C4090-971 220-801 70-462 70-488 2V0-621 1V0-601 70-685 EX200 <> 70-461 SK0-003 1Z0-133 070-483 70-246 070-462 HP0-J73 1Z0-047 1D0-541 SK0-003 1Z0-133 PMP VCP550D NS0-511 HP0-J73 1Z0-047 IT exams IT exam IT exam IT exams 200-120 400-101 300-070 ADM-201 PK0-003 1Y0-301 1Z0-060 220-802 98-365 70-410 DEV-401 70-341 2V0-620 70-417 300-115 PK0-003 220-802 CISM ICBB 200-120 C_TADM51_731 200-120 70-461 300-206 1Z0-055 70-486 400-051 SY0-401 70-487 1Z0-591 PRINCE2-FOUNDATION 70-483 070-410 070-412 C4090-971 PEGACSA71V1 70-496 70-411 102-400 352-001 C4040-252 250-315 1Z0-803 70-417 70-410 CD0-001 70-243 CISSP M70-301 200-120 HP0-Y47 70-480 642-999 100-101 300-101 350-018 70-417 220-801 70-462 70-488 200-120 1V0-601 70-685 EX200 70-417 70-413 NS0-157 70-480 1z0-400 TB0-123 70-486 N10-006 50-001 50-018 70-410 70-461 220-801 clo-001 vcp410 640-507 1Y0-201 70-463 9L0-012 70-466 C2180-401 70-417 70-414 1Z0-061 70-417 HP0-S42 70-410 9L0-422 70-980 MB2-700 CCD-410 200-120 200-101 200-550 VMCE_V8 SG0-001 70-412