Giáo trình Phương pháp gia công đặc biệt (Phần 1)

Nội dung text: Giáo trình Phương pháp gia công đặc biệt (Phần 1)

1. PHÖÔNG PHAÙP GIA COÂNG ÑAËC BIEÄT Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Baûng 1.1 : Phöông phaùp gia coâng ñaëc bieät baèng phöông phaùp cô. Coâng Vaän toác gia Naêng suaát Ñoä Ñoä nhaùm suaát coâng hay boùc kim chính Phöông phaùp beà maët rieâng vaän toác loaïi xaùc (:m) (HP/cm3. thaâm nhaäp (dm3/ph) (mm) ph) (mm/ph) Gia coâng doøng 0,025 ÷ 0,76÷7,6 Thaáp Thaáp haït maøi 0,1524 Gia coâng baèng Phuï thuoäc 0,4÷1,8 Raát thaáp 0,0127 tia nöôùc vaät lieäu Gia coâng tia 1,25÷1,9 1,6 . 103 15÷2540 0,12 nöôùc coù haït maøi Gia coâng baèng 0,4÷1,6 0,8 . 103 12,2 0,5÷3,8 sieâu aâm Baûng 1.2 : Phöông phaùp gia coâng ñaëc bieät baèng phöông phaùp ñieän hoùa. Coâng Vaän toác gia Ñoä Naêng suaát suaát coâng hay Phöông nhaùm Ñoä chính boùc kim loaïi rieâng vaän toác phaùp beà maët xaùc (mm) (dm3/ph) (HP/cm3. thaâm nhaäp (:m) ph) (mm/ph) 0,001 (W,Mo) Gia coâng 0,0026 (Cl) 0,0254 ÷ 0,4÷1,8 500 2,54÷12,7 ñieän hoùa 0,002(theùp,Al) 0,1254 0,01 (Cu) 0,00016 (Cl) Gia coâng 0,002 (Al) 0,0127 ÷ maøi ñieän 0,2÷0,8 1,5÷3,05 0,0042 (Cu) 0,1524 hoùa 0,0021 (Fe,Ti) Laøm saïch 0,0254 hay bavia baèng 0,4÷1,6 1,5÷3,05 5% ñöôøng ñieän hoùa kính loã Trang - 11 -
2. PHÖÔNG PHAÙP GIA COÂNG ÑAËC BIEÄT Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Baûng 1.3 : Phöông phaùp gia coâng ñaëc bieät baèng phöông phaùp nhieät. Coâng Vaän toác gia Ñoä Naêng suaát suaát coâng hay Phöông nhaùm boùc kim Ñoä chính rieâng vaän toác phaùp beà maët loaïi xaùc (mm) (HP/cm3. thaâm nhaäp (:m) (dm3/ph) ph) (mm/ph) Gia coâng baèng tia löûa 0,8÷2,6 2,5 12,7 0,004÷0,05 0,12 ñieän Gia coâng caét (0,16÷0,5) 0,0025 ÷ daây tia löûa 0,8÷1,6 2,5 100÷254 10-2 0,005 ñieän Gia coâng 0,005 ÷ baèng chuøm 0,8÷6,3 0,8.103 609 152 0,025 ñieän töû Gia coâng 0,0127 ÷ baèng tia 0,8÷6,3 0,5.103 3658 2,54÷101 0,013 Laser Gia coâng baèng doøng hoà 0,6÷12,5 0,16 1,25 2,54÷304 0,5÷3,4 quang Plasma Baûng 1.4 : Phöông phaùp gia coâng ñaëc bieät baèng phöông phaùp hoùa. Ñoä Naêng Vaän toác gia Coâng suaát Ñoä chính Phöông boùng suaát boùc coâng hay vaän rieâng xaùc phaùp beà maët kim loaïi toác thaâm nhaäp (HP/cm3.ph) (mm) (:m) (dm3/ph) (mm/ph) Gia coâng Naêng löôïng 0,025 ÷ 1,6÷6,3 0,5 0,025÷0,05 hoùa hoùa 0,15 Gia coâng 1,6 ÷ 537)2150 0,025 ÷ 0,5 0,01÷0,05 quang hoùa 6,35 (A/m2) coâng 0,05 suaát 1 chieàu Trang - 12 -
3. PHÖÔNG PHAÙP GIA COÂNG ÑAËC BIEÄT Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - IV. Tính öu vieät cuûa caùc phöông phaùp gia coâng ñaëc bieät : So vôùi nhöõng phöông phaùp caét goït thoâng thöôøng, caùc phöông phaùp gia coâng ñaëc bieät coù nhöõng ñaëc tính öu vieät sau ñaây : 1. Coù khaû naêng gia coâng taát caû caùc loaïi vaät lieäu vôùi baát kyø tính chaát cô lyù naøo vì chuùng khoâng aûnh höôûng nhieàu ñeán naêng suaát vaø chaát löôïng. Ñaây laø ñieåm noåi baät nhaát. 2. Khoâng caàn söû duïng caùc duïng cuï chuyeân duøng hoaëc caùc vaät lieäu maøi (tröø phöông phaùp cô ñieän hoùa). 3. Tieát kieäm raát lôùn nguyeân vaät lieäu : nhaát laø khi gia coâng ñaù quyù nhö hoàng ngoïc, kim cöông, thaïch anh vaø caùc loaïi vaät lieäu ñôn tinh theå duøng trong coâng ngheä cheá taïo transitor. 4. Ñaït ñoä chính xaùc gia coâng cao : coù theå gia coâng caùc loã cöïc nhoû hoaëc caùc loã ñoøi hoûi ñoä chính xaùc cao töø 2÷5 μm, gia coâng caùc oáng daãn cuûa heä thoáng thuûy löïc yeâu caàu khoâng coù bavia hoaëc veát xöôùc ôû caùc khôùp noái. 5. Coù theå gia coâng töøng choã treân moät chi tieát raát lôùn 6. Coù khaû naêng hoaøn toaøn cô khí hoùa vaø töï ñoäng hoùa, naêng suaát cao. Ñieåm qua caùc ñaëc tính öu vieät keå treân, ta thaáy trieån voïng cuûa caùc phöông phaùp gia coâng ñaëc bieät raát to lôùn. Hieän nay ôû caùc nöôùc coâng nghieäp tieân tieán ñaõ cheá taïo nhieàu loaïi maùy chuyeân duøng cho töøng phöông phaùp gia coâng vaø ñaõ söû duïng roäng raõi trong ngaønh cheá taïo maùy. Trang - 13 -
4. PHÖÔNG PHAÙP GIA COÂNG ÑAËC BIEÄT Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Chöông 2 CAÙC PHÖÔNG PHAÙP GIA COÂNG CÔ A - PHÖÔNG PHAÙP GIA COÂNG BAÈNG SIEÂU AÂM : ( Ultralsonic Machining - USM ) Muïc tieâu : Sau khi hoïc nghieân cöùu xong chöông naøy, ngöôøi nghieân cöùu coù khaû naêng sau - Hieåu khaùi nieäm gia coâng baèng sieâu aâm. - Hieåu, bieát nguyeân lyù gia coâng baèng sieâu aâm. - Töôøng minh veà cô sôû lyù thuyeát gia coâng baèng sieâu aâm. - Bieát töôøng taän caùc thoâng soá coâng ngheä. - Töôøng minh moät soá coâng ngheä gia coâng baèng sieâu aâm. I. Khaùi nieäm : - Gia coâng baèng sieâu aâm laø truyeàn dao ñoäng vaøo vuøng caét döôùi taàn soá sieâu aâm. Dao ñoäng naøy va ñaäp vaøo haït maøi, haït maøi va ñaäp vaøo vuøng caét taïo neân beà maët caàn gia coâng. - Sieâu aâm laø soùng ñaøn hoài coù taàn soá töø 20 kHz ÷ 1 GHz, nhöng duøng ñeå gia coâng chæ vôùi taàn soá töø 15÷30 kHz. Maùy sieâu aâm duøng ñeå gia coâng caùc chi tieát cheá taïo töø vaät lieäu cöùng vaø doøn nhö thuûy tinh, goám söù, ñaù, germani, hôïp kim cöùng, kim cöông .v.v. II. Nguyeân lyù gia coâng : - Gia coâng baèng sieâu aâm caùc vaät theå raén chuû yeáu laø öùng duïng taùn saéc cuûa sieâu aâm. Trang - 14 -
5. PHÖÔNG PHAÙP GIA COÂNG ÑAËC BIEÄT Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - - Gia coâng baèng sieâu aâm caùc vaät theå raén thöïc chaát laø öùùng duïng söï coï saùt cô hoïc cuûa moâi tröôøng hai pha ñeå taïo neân taùc duïng gia coâng. - Giaû thieát trong moät moâi tröôøng chaát loûng toàn taïi chaát raén coù sôïi xoáp. Döôùi taùc duïng cuûa soùng sieâu aâm coù taàn soá trung bình, caùc phaân töû cuûa chaát loûng chuyeån ñoäng theo ñuùng chuyeån ñoäng cuûa aâm tröôøng, coøn phaân töû chaát sôïi thì ñöùng yeân. Sau ñoù do taùc duïng coï saùt cuûa chaát loûng, coù nhöõng phaân töû nhoû rôi ruïng töø caùc sôïi vaät theå raén. Ngöôøi ta coù theå taêng cöôøng taùc duïng ñoù baèng caùch raéc theâm vaøo boät thaïch anh mòn nhö laø moät pha thöù ba. Caùc boät thaïch anh cöùng, saéc caïnh, lô löûng seõ chuyeån ñoäng theo aâm tröôøng, vaø chaát loûng vôùi möùc ñoä chuyeån ñoäng nhieàu hay ít töông öùng vôùi kích thöôùc cuûa chuùng. Trong quaù trình chuyeån ñoäng, chuùng goït giuõa vaät theå raén. Hình 2.1 : Nguyeân lyù gia coâng - Nguyeân lyù gia coâng moät caùch toång quaùt : . Dao ñoäng coù taàn soá töø 18-30 kHz ñöôïc maùy phaùt sieâu aâm (6) truyeàn ñeán boä bieán töø (5). Taïi ñaây dao ñoäng bieán thaønh dao Trang - 15 -
6. PHÖÔNG PHAÙP GIA COÂNG ÑAËC BIEÄT Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - ñoäng cô hoïc, coù cuøng taàn soá, coøn bieân ñoä dao ñoäng trong khoaûng 5÷10 μm, ñeå coù theå nhaän ñöôïc bieân ñoä dao ñoäng caàn thieát cho vieäc gia coâng 30÷80 μm caàn phaûi coù thanh truyeàn (4) ñaët sau boä bieán töø (5). . Duïng cuï (3) coù hình daïng theo yeâu caàu gia coâng ñuôïc laép vaøo ñaàu cuûa thanh truyeàn (4). Dung dòch haït maøi (7) ñöôïc ñöa vaøo vuøng gia coâng ôû phía ñaàu duïng cuï. Toång hôïp chuyeån ñoäng (2) ñöôïc gaù ñaët treân baøn maùy (1) baøn maùy coù theå chuyeån ñoäng theo hai phöông thaúng ñöùng do ñaàu maùy thöïc hieän. . Khi chi tieát gia coâng coá ñònh thì coù theå gia coâng ñöôïc loã thoâng hoaëc loã khoâng thoâng, loã ñònh hình hoaëc cong, caét raõnh, caét ñöùt . . . neáu cung caáp cho phoâi hoaëc dung dòch theâm moät chuyeån ñoäng phuï thì coù theå thöïc hieän ñöôïc caùc nguyeân coâng phay, maøi, tieän, caét ñöùt, caét rieâng. - Ñeå gia coâng baèng sieâu aâm, caàn phaûi coù maùy phaùt sieâu aâm. Sieâu aâm ñöôïc daãn vaøo ñaàu bieán töø ñeå taïo neân caùc dao ñoäng cô hoïc coù bieân ñoä caàn thieát. Thieát bò naøy laøm vieäc treân cô sôû söï thay ñoåi chieàu daøi cuûa moät soá kim loaïi (hieän töôïng “co ngaén nhieãm töø”) nhö saét, nikel, cobal vaø caùc hôïp kim cuûa chuùng, döôùi taùc ñoäng cuûa ñieän tröôøng hoaëc töø tröôøng. Hieän töôïng naøy ñöôïc goïi laø töø giaûo vaø ñaàu bieán töø laø thaønh phaàn chính yeáu trong maùy gia coâng baèng sieâu aâm. - Nguyeân lyù laøm vieäc cuûa ñaàu bieán töø ñöôïc trình baøy nhö hình 2.2. Doøng ñieän coù taàn soá cao cuûa maùy phaùt sieâu aâm ñöôïc ñöa vaøo cuoän daây kích thích 2 taïo neân töø tröôøng thay ñoåi coù cuøng taàn soá taùc ñoäng vaøo loõi 1 cuûa boä rung ñoäng. Loõi 1 ñöôïc cheá taïo töø caùc taám kim loaïi coù tính töø giaûo. Ñeå söû duïng ñaëc tính töø giaûo toát hôn, ta taïo theâm moät töø tröôøng khoâng ñoåi baèng hai cuoän daây töø hoùa 4 laép treân loõi töø 3. Dao ñoäng doïc xuaát hieän do töø giaûo trong boä rung ñoäng coù bieân ñoä töø 5÷10 μm ñöôïc truyeàn qua thanh truyeàn 6. Thanh naøy ñöôïc laép giöõa hai voøng keïp 5, Trang - 16 -
7. PHÖÔNG PHAÙP GIA COÂNG ÑAËC BIEÄT Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - laøm nhieäm vuï khueách ñaïi bieân ñoä dao ñoäng leân giaù trò caàn thieát laø 30÷80 μm vaø truyeàn ñeán duïng cuï caét 7 laép ôû cuoái thanh truyeàn. Dung dòch haït maøi ñöôïc ñöa vaøo giöõa maët duïng cuï caét 7 vaø chi tieát gia coâng 8. Noù chuyeån ñoäng vôùi taàn soá cao, taïo neân va ñaäp laáy ñi löôïng kim loaïi treân beà maët chi tieát. Haït maøi thöôøng duøng laø carbid bo, carbid silic, Corun, kim cöông coù côõ loaïi töø 280÷400. Chaát loûng mang haït maøi coù daïng huyeàn phuø coù theå laø nöôùc, daàu löûa, daàu coâng nghieäp. Dung dòch maøi ñöôïc ñöa vaøo vuøng gia coâng döôùi daïng töôùi. Trong tröôøng hôïp gia coâng loã saâu hôn 5mm, phaûi duøng dung dòch coù aùp suaát ñöa qua loã ñöôïc hình thaønh beân trong duïng cuï hoaëc chi tieát gia coâng. Vaät lieäu duïng cuï thöôøng duøng laø theùp 45, 40Cr, Y8A, Y10A .v.v. Khi gia coâng hôïp kim cöùng, naêng suaát coù theå ñaït 200 3 mm lf; ñoä nhaùm 0,16<Ra<0,32 :m, ñoä chính xaùc gia coâng 0,02÷0,04 mm. Hình 2.2 : Sô ñoà Ñaàu bieán töø Trang - 17 -
8. PHÖÔNG PHAÙP GIA COÂNG ÑAËC BIEÄT Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - III. Cô sôû lyù thuyeát cuûa gia coâng baèng sieâu aâm : 1) Moät soá khaùi nieäm cô baûn : - Nguoàn aâm laø moät vaät ñaøn hoài, noùi chính xaùc hôn laø moät moâi tröôøng ñaøn hoài coù theå taïo ra vaø truyeàn dao ñoäng vaøo moâi tröôøng tieáp xuùc vôùi noù. - AÂm löôïng laø coâng suaát aâm tính treân ñôn vò dieän tích beà maët (erg/s.cm2 = 10-7 W/cm2). - Aùp suaát aâm laø aùp suaát aâm sinh ra trong moâi tröôøng do söï dao ñoäng aâm (dyn/cm2 = bar). - Cöôøng ñoä aâm laø moät thoâng soá vaät lyù do aâm löôïng vaø aùp suaát xaùc ñònh (phoân). - AÂm nghe ñöôïc coù taàn soá töø 20 Hz ñeán 15 kHz. AÂm coù taàn soá döôùi 20 Hz goïi laø aâm hoàng ngoaïi. AÂm coù taàn soá treân 16 kHz goïi laø sieâu aâm. AÂm coù cöôøng ñoä treân 130 phoân goïi laø sieâu cao aâm. Hình 2.3 : Caùc vuøng aâm thanh Trang - 18 -
9. PHÖÔNG PHAÙP GIA COÂNG ÑAËC BIEÄT Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - - Nguoàn phaùt dao ñoäng ôû vuøng sieâu aâm ñöôïc khaûo saùt vôùi tính caùch laø nguoàn aâm. Cô cheá kích thích dao ñoäng khoâng aûnh höôûng ñeán xaùc suaát xuaát hieän cuûa dao ñoäng, xaùc suaát naøy chæ phuï thuoäc vaøo naêng löôïng nguoàn aâm vaø tính ñaøn hoài cuûa moâi tröôøng dao ñoäng. Vì moïi nguoàn aâm ñeàu coù theå duøng ñeå kích thích ra sieâu aâm, neáu aâm löôïng cuûa noù giaûm ñeán möùc thích hôïp. Ngaøy nay ñoái vôùi nguoàn phaùt aâm cô hoïc, thay vì phaûi taïo taàn soá cao, ngöôøi ta ñoøi hoûi noù phaûi cho aâm löôïïng lôùn, bôûi vì trong vuøng sieâu cao aâm vieäc gia coâng vaät lieäu tieán haønh trong nhöõng ñieàu kieän thuaän lôïi. - Caùc yeâu caàu ñoái vôùi nguoàn aâm : + Coù khaû naêng hoøa aâm. + AÂm löôïng coù theå bieán ñoåi. + OÅn ñònh. + Khaû naêng phaùt soùng toát. + Coù taàn soá thích hôïp. + Coâng suaát lôùn. - Trong kyõ thuaät sieâu aâm, thoâng thöôøng taùc duïng vaät lyù cuûa doøng ñieän ñöôïc duøng ñeå kích thích dao ñoäng. Qui trình thuaän laø bieán dao ñoäng ñieän thaønh dao ñoäng cô, coøn qui trình nghòch thì bieán dao ñoäng cô thaønh dao ñoäng ñieän. Nhö vaäy thieát bò chuyeån ñoåi khoâng nhöõng ñöôïc söû duïng nhö nguoàn aâm, maø coøn ñöôïc söû duïng nhö moät boä thu aâm. - Coâng vieäc quan troïng nhaát laø phaûi löïa choïn chính xaùc nhöõng nguyeân lyù vaø phöông tieän ñeå coù theå laøm ra boä phaùt aâm coù hieäu suaát cao, coâng suaát lôùn, coù daõy taàn soá phaùt aâm roäng. Chæ coù moät ít boä chuyeån ñoåi dao ñoäng coù theå thoûa maõn caùc yeâu caàu treân. - Caùc thieát bò gia coâng söû duïng trong coâng ngheä cheá taïo maùy chuû yeáu hoaït ñoäng vôùi maùy phaùt duøng töø giaûo laøm nguoàn phaùt dao ñoäng, thænh thoaûng duøng ñieän giaûo. Do vaäy döôùi ñaây chæ ñeà caäp ñeán loaïi töø giaûo. Trang - 19 -
10. PHÖÔNG PHAÙP GIA COÂNG ÑAËC BIEÄT Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 2) Hieän töôïng töø giaûo : Δh Lo L max Hình 2.4 : Sô ñoà nguyeân lyù cuûa hieän töôïng töø giaûo. - Ñoù laø hieän töôïng maø moät thanh hoaëc moät oáng baèng vaät lieäu töø ñaët trong töø tröôøng song song vôùi truïc doïc cuûa noù, thì chieàu daøi cuûa noù bò bieán ñoåi. Coù theå xaùc ñònh ñöôïc söï bieán ñoåi kích thöôùc cuûa vaät saét töø do taùc dung cuûa töø giaûo baèng caùc bieåu thöùc quan heä vôùi tính chaát cô hoïc vaø töø tính. - Xuaát phaùt töø 2 bieåu thöùc veà vaät lieäu töø döôùi ñaây : σγ = ƒ (Β , εγ) ; Η = ƒ′ (Β , εγ ) Trong ñoù : σ( : ÖÙng suaát ñaøn hoài do töø tröôøng gaây ra. ε( : Bieán ñoåi hình daùng do töø tröôøng gaây ra. H : Cöôøng ñoä töø tröôøng. Ñaïo haøm toaøn phaàn r vaø H coù : ∂σr ∂σr dωr = . dB + . dεr ∂B ∂εr ∂H ∂H dH = . dB + . dεr ∂B ∂εr Trang - 20 -
11. PHÖÔNG PHAÙP GIA COÂNG ÑAËC BIEÄT Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Kyù hieäu : ∂σ r = y : Goïi laø hieäu soá hieäu öùng töø giaûo. ∂B ∂H = δ : Goïi laø hieäu öùng ngöôïc cuûa hieäu öùng töø giaûo. ∂εr ∂σ r = E : Goïi laø moduyn ñaøn hoài. ∂εr ∂H 1 = : Goïi laø heä soá nghòch ñaûo cuûa töø thaåm. ∂B μ Heä soá hieäu öùng töø giaûo thuaän vaø nghòch coù quan heä vôùi nhau nhö sau : δ = 4π y Töø thaåm chaân khoâng : −7 V0 −7 Henry μ0 = 4.10 . = 4.π.10 Am m (4B sinh ra töø heä soá thaåm) - Vaäy traïng thaùi cuûa vaät lieäu töø vôùi söï bieán ñoåi hình daïng trong töø tröôøng coù theå dieãn ñaït baèng phöông trình : dσr = γdB + Edεr (thuaän) (1) 1 dH = dB + 4πydε (nghòch) (2) μ r Phöông trình (1) cho ta quan heä bieán ñoåi töø töø naêng sang cô naêng : σr = γB neáu dεr = 0 (bò neùn) B ε = −γ = −βB neáu dσ = 0 (töï do) r E r Phöông trình (2) cho ta quan heä bieán ñoåi quan heä töø cô naêng sang töø naêng : B = − 4π γ μ εr neáu dH = 0 Trang - 21 -
12. PHÖÔNG PHAÙP GIA COÂNG ÑAËC BIEÄT Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - H = 4πεr = 4πβσ r neáu dB = 0 - Möùc ñoä hieäu öùng töø giaûo ñöôïc bieåu thò baèng thoâng soá goïi Δl laø tæ leä töø giaûn do töø giaûo : l0 Δl γ = − B l0 E γ Vôùi : β = E Trong ñoù : Δl : Ñoä bieán ñoåi kích thöôùc l0 : Chieàu daøi cuûa thanh vaät lieäu saét töø Phöông trình bieán daïng ñaøn hoài coù theå ñöôïc vieát nhö sau : ⎡ γ ⎤ Δl = − l0 B ⎣⎢ E ⎦⎥ - Ñoä bieán ñoåi kích thöôùc ñoäc laäp vôùi höôùng cuûa töø tröôøng chæ phuï thuoäc vaøo cöôøng ñoä cuûa töø tröôøng, nhieät ñoä traïng thaùi töø hoaù tröôùc ñoù vaø chaát löôïng cuûa vaät lieäu. -5 -6 - Ñoä bieán ñoåi kích thöôùc töông ñoái εr coù ñoä lôùn 10 -10 chæ coù theå ghi baèng phöông phaùp quang hoïc (hình 2.4). - Hình 2.5 cho thaáy ñoä bieán ñoåi kích thöôùc doïc töông ñoái phuï thuoäc nhö theá naøo vaøo cöôøng ñoä töø tröôøng. - Treân hình veõ trò soá döông chæ söï giaõn daøi, trò soá aâm chæ söï co ruùt. - Hieäu öùng töø giaûo khoâng nhöõng gaây neân bieán ñoåi kích thöôùc chieàu daøi, maø coøn gaây neân bieán ñoåi theå tích vôùi cöôøng ñoä töø tröôøng nhoû, chæ coù bieán ñoåi kích thöôùc chieàu daøi, thoâng thöôøng chuùng ta lôïi duïng hieän töôïng naøy ñeå taïo ra sieâu aâm. - Neáu ñaët moät thanh saét töø vaøo trong ruoät moät cuoän daây coù töø tröôøng xoay chieàu thì chieàu daøi cuûa thanh saét seõ bieán doåi vôùi hai laàn taàn soá. Coù theå thaáy ñieàu ñoù, qua hieän töôïng bieán ñoåi kích thöôùc ñoäc laäp vôùi höôùng cuûa töø tröôøng. Hieän töôïng seõ Trang - 22 -
13. PHÖÔNG PHAÙP GIA COÂNG ÑAËC BIEÄT Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - khaùc ñi neáu ngoaøi töø tröôøng xoay chieàu coøn coù töø tröôøng coù töø tröôøng moät chieàu maïnh - goïi laø töø hoaù ñoàng thôøi (vöøa coù töø hoaù töø tröôøng xoay chieàu vöøa coù töø hoaù vôùi töø tröôøng moät chieàu). Trong tröôøng hôïp naøy doøng ñieän khoâng ñoåi chieàu maø chæ coù bieán ñoåi bieân ñoä. Söï bieán ñoåi kích thöôùc dao ñoäng baèng vôùi taàn soá cuûa doøng ñieän. Hình 2.5 : Bieán ñoåi chieàu daøi töông ñoái vaø cöôøng ñoä töø tröôøng vôùi nhöõng vaät lieäu coù töø tính khaùc nhau. 1 : 70% Co + 50% Fe ΔL/L 100 2 1 : 49% Co +49% Fe + 2%V 80 3 : 50%Ni + 50% Fe 2 60 4 : Coù ñuùc 40 3 5 : Fe 20 4 6 : Co 0 5 7 : Ni - Zn - Ferrit -20 6 7 - 40 0 500 1000 1500 2000 H - Moät lôïi khaùc cuûa töø hoaù ñoàng thôøi laø coù theå ñieàu chænh nguoàn phaùt aâm sao cho töø tröôøng taïo neân söï bieán ñoåi kích thöôùc lôùn nhaát. Cöôøng ñoä töø tröôøng töông öùng vôùi ñoaïn coù ñoä doác lôùn treân caùc ñöôøng cong. - Bieán ñoåi chieàu daøi cuûa thanh saét töø seõ laø lôùn nhaát khi taàn soá dao ñoäng do söï bieán ñoåi cuûa cöôøng ñoä töø tröôøng gaây ra baèng vôùi taàn soá dao ñoäng rieâng cuûa thanh saét töø (coäng höôûng). Trang - 23 -
14. PHÖÔNG PHAÙP GIA COÂNG ÑAËC BIEÄT Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - - Phaàn phaùt cuûa thieát bò sieâu aâm töø giaûo thöôøng laø boä dao ñoäng baèng ñeøn ñieän töû. Trong thöïc teá taàn soá cuûa loaïi ñeøn naøy ít khi ñaït treân 100 kHz, nghóa laø boä dao ñoäng ñieän töû laøm vieäc trong phaïm vi soùng daøi. Trong giaûi soùng naøy laøm thieát bò coù coâng suaát côõ kw khoâng khoù khaên maáy. Doøng ñieän töø hoaù moät chieàu coù theå laø doøng anod, hoaëc laáy töø moät nguoàn ñieän rieâng. 3) Söï aên moøn xaâm thöïc : - Neáu sieâu aâm ñöôïc phoùng qua chaát loûng, thì trong ñoù seõ phaùt sinh aùp löïc cuïc boä. Vôùi aâm löôïng thích hôïp thì coù theå taïo neân söï bieán ñoåi aùp löïc laøm sinh noäi öùng suaát lôùn ñeán möùc laøm maát ñi söï lieân keát giöõa caùc phaân töû cuûa chaát loûng vaø laøm cho chaát loûng bò phaù huûy. Hieän töôïng naøy coù theå bieát ñöôïc khi thaáy nhöõng boït khí, ñöôïc goïi laø boït khí xaâm thöïc. Nhöõng boït khí chæ toàn taïi trong thôøi gian ngaén. Khi chuùng bò tan thì coù aùp löïc cuïc boä raát lôùn, gaàn 1000 atm - Ngöôøi ta öùng duïng hieän töôïng naøy ñeå laøm saïch caùc chi tieát, ñeå ñaùnh saïch ræ, xuùc tieán nhanh caùc quaù trình hoùa hoïc. Hieän töôïng naøy duø chöa phaûi laø vai troø bao truøm, nhöng cuõng coù vai troø trong vieäc gia coâng caét goït baèng sieâu aâm. 4) Taùc duïng cô hoïc : - Khi phaân tích taùc duïng cuûa sieâu aâm ñoái vôùi moâi tröôøng mang sieâu aâm, ngöôøi ta lieân töôûng ñeán quaù trình coï xaùt cô hoïc naøo ñoù. AÂm tröôøng coù theå kích thích dao ñoäng cuûa nhöõng phaàn töû nhoû, raén trong moâi tröôøng, coù troïng löôïng rieâng khaùc nhau vaø khaùc vôùi moâi tröôøng. Nhöõng phaàn töû nhoû naøy trong khi chuyeån ñoäng, vôùi khoái löôïng quaùn tính rieâng seõ coï xaùt vôùi nhöõng phaàn töû lôùn hôn ñang ñöùng yeân vaø söï coï xaùt naøy laøm naûy sinh ra taùc duïng coï xaùt ñaëc tröng baèng sieâu aâm (hình 2.6). - Treân hình 2.6 (a) coù theå thaáy traïng thaùi cuûa nhöõng phaân töû raén nhoû lô löûng trong aâm tröôøng sieâu aâm. Taát caû caùc phaân töû nhoû naøy chuyeån ñoäng ñuùng nhö aâm löôïng quy ñònh. Vì vaäy treân hình chuïp teá vi ta thaáy nhöõng vaïch. Treân hình 2.6 (b) coù Trang - 24 -
15. PHÖÔNG PHAÙP GIA COÂNG ÑAËC BIEÄT Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - theå thaáy laãn loän nhöõng phaân töû nhoû laãn nhöõng phaân töû lôùn. Nhöõng phaàn töû nhoû chuyeån ñoäng gioáng nhö tröôøng hôïp tröôùc, nhöõng phaàn töû lôùn hôn thì khoâng theo ñuùng hoaøn toaøn söï chuyeån ñoäng cuûa tröôøng. Coù duy nhaát moät phaân töû coù khoái löôïng lôùn khoâng chuyeån ñoäng, ñieàu ñoù theå hieän treân hình chuïp teá vi moät chaám troøn hoaøn toaøn. (a) (b) Hình 2.6 : AÂm tröôøng vaø söï chuyeån ñoäng cuûa nhöõng phaàn töû nhoû lô löõng trong aâm tröôøng. (a) Nhöõng phaàn töû nhoû chuyeån ñoäng theo aâm tröôøng. (b) Nhöõng phaàn töû lôùn hôn chuyeån ñoäng chaäm hôn. - Hieän töôïng naøy luoân luoân coù trong nhöõng heä thoáng hai pha. Söï chuyeån ñoäng töông ñoái giöõa caùc phaân töû cuõng xaûy ra caû khi nhöõng phaân töû lô löõng do quaùn tính lôùn khoâng hoaøn toaøn theo kòp söï chuyeån ñoäng cuûa moâi tröôøng. Trong tröôøng hôïp naøy caùc phaân töû cuõng chuyeån ñoäng ñi laïi do quaùn tính cuûa chuùng vaø trong quaù trình ñoù chuùng gaây neân coï xaùt. - Tuøy theo tính chaát, ma saùt trong hai moâi tröôøng, kích côõ cuûa caùc phaân töû nhoû, söï ñoàng nhaát veà kích thöôùc cuûa caùc phaân töû nhoû, .v.v., maø seõ coù moät nhoùm caùc hieän töôïng khaùc nhau, Trang - 25 -