Bài giảng môn Cơ sở công nghệ chế tạo máy

85 trang hapham 30

Download

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng môn Cơ sở công nghệ chế tạo máy", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

bai_giang_mon_co_so_cong_nghe_che_tao_may.pdf

Nội dung text: Bài giảng môn Cơ sở công nghệ chế tạo máy

BÀI GIẢƠỞỆẾẠ NG MÔN C S CÔNG NGH CH T O MÁY CHƯƠ NG 1. NHỮỆƠẢ NG KHÁI NI M C B N §1: Mộ t s ố đ ị nh nghĩa và khái ni ệ m I/ Khái niệ m v ề s ả n ph ẩ m, phôi 1/ Sả n ph ẩ m - Đị nh nghĩa: Là danh từ dùng đ ể ch ỉ m ộ t thành ph ẩ m đ ượ c hoàn thành ở khâu cu ố i cùng - Ví dụ: + Nhà máy sả n xu ấ t xe đ ạ p, xe máy, ô tô có s ả n ph ẩ m là xe đ ạ p, xe máy + Nhà máy sả n xu ấ t ổ bi thì s ả n ph ẩ m l ạ i là các ổ bi - Ngoài ra sả n ph ẩ m có th ể là b ộ ph ậ n, c ơ c ấ u máy, chi ti ế t dùng để l ắ p ráp, thay th ế + Chi tiế t máy: là đơịỏấ n v nh nh t không th ể tháo r ờượểấạ i đ c đ c u t o nên máy (VD: bánh răng, trụ c, vít, l ố p ) + Bộ ph ậ n máy (c ụ m máy): là hai hay nhiề u chi ti ế t máy đ ượ c l ắ p c ố đ ị nh v ớ i nhau hay tách rờ i nhau nh ư ng không th ự c hi ệ n chuy ể n đ ộ ng + Cơ c ấ u máy: là hai hay nhiề u chi ti ế t máy ở 1 b ộ ph ậ n hay nhi ề u b ộ ph ậ n máy có liên hệ v ớ i nhau & th ự c hi ệ n đ ượ c 1 chuy ể n đ ộ ng 2/ Phôi - Đị nh nghĩa: Là danh từ có tính quy ướỉộậượư c ch m t v t đ c đ a vào ở khâu đ ầ u tiên c ủ a quá trình sả n xu ấ t - Ví dụ: quá trình đúc, là quá trình rót kim loạ i l ỏ ng vào khuôn, sau khi kim lo ạ i đông đ ặ c trong khuôn ta nhậ n đ ượ c m ộ t v ậ t đúc kim lo ạ i có hình dáng, kích th ướ c theo yêu c ầ u. Nhữ ng v ậ t đúc này có th ể là: - Sả n ph ẩ m c ủ a quá trình đúc. - Chi tiế t đúc n ế u không c ầ n gia công c ắ t g ọ t n ữ a . - Phôi đúc nế u v ậ t đúc ph ả i qua gia công c ắ t g ọ t nh ư ti ệ n, phay, bào II/ Quá trình thiế t k ế 1/ Đị nh nghĩa Là quá trình con ngườậụếứ i v n d ng ki n th c đã tích lũy qua vi ệậụếộ c v n d ng ti n b khoa họớấể c m i nh t đ sáng t ạ o ra s ảẩớượựệằảẽ n ph m m i đ c th c hi n b ng b n v và thuy ế t minh. 1
2/ Đặ c đi ể m - Bả n thi ế t k ế là c ơ s ở đ ể th ự c hi ệ n quá trình s ả n xu ấ t - Bảếếơở n thi t k là c s pháp lý đ ểể ki m tra, đo l ườ ng, nghi ệ m thu s ảẩựệ n ph m, th c hi n hợ p đ ồ ng III/ Quá trình sả n xu ấ t 1/ Đị nh nghĩa Là quá trình con ngườ i thông qua công c ụộ lao đ ng làm bi ếổốượảấề n đ i đ i t ng s n xu t v mặ t b ả n ch ấ t, tr ạ ng thái, hình dáng và kích th ướ c đ ể t ạ o nên s ả n ph ẩ m 2/ Đặ c đi ể m - Quá trình sả n xu ấ t bao g ồ m nhi ề u giai đo ạ n - Để th ự c hi ệ n các quá trình s ả n xu ấ t, nhà máy c ơ khí chia thành nhi ề u phân x ưở ng và b ộ phậ n theo dây chuy ề n công ngh ệ nh ư ng v ớ i nhi ệ m v ụ và ph ầ n vi ệ c chuyên môn khác nhau VD: Ứớữ ng v i nh ng giai đo ạ n khác nhau ng ườổứ i ta t ch c thành các phân x ưởỏ ng nh như : Phân x ưở ng đúc, phân x ưở ng rèn IV/ Quá trình công nghệ (qui trình công ngh ệ - QTCN) 1/ Đị nh nghĩa Là mộầủ t ph n c a quá trình s ảấượế n xu t đ c ti n hành b ằộ ng m t kĩ thu ậấị t nh t đ nh theo mộ t trình t ự đã xác đ ị nh. 2
2/ Mộ t s ố ví d ụ - Qui trình công nghệ đúc là m ộ t giai đo ạ n c ủ a qui trình s ả n xu ấ t làm thay đ ổ i tr ạ ng thái từ gang, thép th ỏ i thành v ậ t đúc - Qui trình công nghệ nhi ệ t luy ệ n l ạ i làm thay đ ổ i tính ch ấ t v ậ t lý v ậ t li ệ u chi ti ế t máy. - Qui trình công nghệ l ắ p ráp là liên k ế t các v ị trí t ươ ng quan gi ữ a các chi ti ế t máy theo mộ t nguyên lý nh ấ t đ ị nh §2: Các thành phầ n c ủ a m ộ t quá trình công ngh ệ I/ Nguyên công 1/ Đị nh nghĩa Là mộ t thành ph ầ n c ủ a quá trình công ngh ệ do m ộ t (ho ặ c nhóm công nhân) dùng m ộ t b ộ dụụế ng c ti n hành liên t ụạộờểấị c t i m t th i đi m nh t đ nh hoàn thành công vi ệ c. Nế u ta thay đổ i m ộ t trong 3 y ế u t ố này thì thành nguyên công khác 2/ Đặ c đi ể m - Nguyên công là đơ n v ị c ơ b ả n c ủ a quá trình công ngh ệ đ ể ho ạ ch toán kinh t ế và t ổ chứ c s ả n xu ấ t → có 2 ph ươ ng h ướ ng đ ể phân chia nguyên công: + Tậ p trung nguyên công: Tạ i 1 ch ỗ làm vi ệ c làm nhi ề u công vi ệ c + Phân tán nguyên công: Tạ i 1 ch ỗ làm vi ệ c ch ỉ th ự c hi ệ n 1 nguyên công - Để ch ế t ạ o 1 s ả n ph ẩ m có th ể th ự c hi ệ n qua nhi ề u nguyên công thì các nguyên công đó đượ c đánh theo s ố La Mã: I, II, III, 3/ Ví dụ Để ti ệ n tr ụ c b ậ c nh ư hình v ẽ trên ta có các ph ươ ng án sau: + P/án 1: Tiệ n đ ầ u C r ồ i tr ở đ ầ u ti ế n hành ti ệ n n ố t đ ầ u A → ta có 1 nguyên công + P/án 2: Tiệ n đ ầ u C cho c ả lo ạ t n chi ti ế t sau đó ti ế n hành ti ệ n n ố t đ ầ u A cho cả lo ạ t n chi tiế t → Ta có 2 nguyên công + P/án 3: Tiệ n đ ầ u C ở máy 1 r ồ i đ ư a sang máy 2 ti ệ n n ố t đ ầ u 2 → Ta có 2 nguyên công 3
II/ Bướ c 1/ ĐN: Là mộầủ t ph n c a nguyên công, tr ựế c ti p thay đ ổạ i tr ng thái k ỹậảẩ thu t s n ph m bằộ ng m t hay m ộ t nhóm d ụụớếộ ng c v i ch đ làm vi ệ c không đ ổổụụể i (đ i d ng c , chuy n bề m ặ t, đ ổ i ch ế đ ộ , chuy ể n sang m ộ t b ướ c m ớ i) 2/ Ví dụ: Tiệ n tr ụ c b ậ c nh ư ở trên: - P/án 1: Tiệ n đ ầ u C → Nguyên công này có 2 b ướ c: + B1: Tiệ n đ ầ u C + B2: Tiệ n đ ầ u A - P/án 2 & 3: → Mỗ i nguyên công là m ộ t b ướ c phân công III/ Độ ng tác 1/ ĐN: Là mộầủướặ t ph n c a b c ho c nguyên công. T ậợ p h p các ho ạộ t đ ng, thao tác c ủ a công nhân để th ự c hi ệ n nhi ệ m v ụ c ủ a b ướ c (nguyên công) 2/ Ví dụ: Bấ m nút, quay ụ dao, đ ẩ y ụ đ ộ ng, v.v §3: Các dạ ng s ả n xu ấ t I/ Sả n xu ấ t đ ơ n chi ế c 1/ Đị nh nghĩa Là dạảấ ng s n xu t mà d ạảẩủ ng s n ph m c a nó có s ảượỏặạ n l ng nh , ít l p l i, không theo m ộ t quy luậ t nào 2/ Đặ c đi ể m - Chủ ng lo ạ i m ặ t hàng đa dạ ng, s ốượấ l ng r t ít, s ửụ d ng d ụ ng c ụ và thi ếịạ t b v n năng, bố trí theo nhóm, ví d ụ : nhóm máy phay, nhóm máy ti ệ n - Yêu cầ u trình đ ộ tay ngh ềậợ , b c th cao → t ổứ ch c công vi ệ c theo lo ạếị i thi t b hay theo phân xưở ng là r ấ t thích h ợ p. - Khó cơ khí hóa, t ự đ ộ ng hóa, năng su ấ t th ấ p, khó th ố ng nh ấ t hóa, khó tiêu chu ẩ n hóa → dùng trong sử a ch ữ a, thay th ế II/ Sả n xu ấ t hàng lo ạ t 1/ Đị nh nghĩa Là dạảấ ng s n xu t mà d ạảẩủ ng s n ph m c a nó có s ảượ n l ng theo lô (lo ạượặặ t) đ c l p đi l p lạ i sau m ộảờ t kho ng th i gian nh ấịốượề t đ nh, s l ng nhi u (vài trăm đ ế n hàng ngàn) 4
2/ Đặ c đi ể m - Theo khố i lượ ng, kích th ướ c, m ứộứạ c đ ph c t p và s ốượ l ng mà phân ra: + Dạ ng s ả n xu ấ t hàng lo ạ t nh ỏ + Dạ ng s ả n xu ấ t hàng lo ạ t v ừ a + Dạ ng s ả n xu ấ t hàng lo ạ t l ớ n - Quá trình công nghệ đ ượ c chia thành các nguyên công riêng bi ệ t. M ỗ i máy (ch ỗ làm việ c) ch ỉ th ự c hi ệ n m ộ t s ố ít các nguyên công nh ấ t đ ị nh → Ví dụ : + Lo ạ t l ớ n: th ự c hi ệ n 10 nguyên công/ch ỗ làm vi ệ c III/ Sả n xu ấ t hàng kh ố i 1/ Đị nh nghĩa Là dạảấ ng s n xu t trong đó v ậẩượếạớộốượấớ t ph m đ c ch t o v i m t s l ng r t l n và liên t ụ c trong khoả ng th ờ i gian dài 2/ Đặ c đi ể m - Xí nghiệ p s ả n xu ấ t hàng kh ố i phân chia thành nhi ề u nguyên công nh ỏ và th ự c hi ệ n ổ n đị nh t ạ i t ừ ng đ ị a đi ể m - Trang thiế t b ị , d ụ ng c ụ đ ượ c chuyên dùng, d ễ c ơ khí hóa, t ự đ ộ ng hóa - Điể n hình c ủạảấ a d ng s n xu t này là s ảẩủ n ph m c a xí nghi ệồồ p đ ng h , văn phòng phẩ m, ôtô, xe máy, xe đ ạ p, bu-lông, ố c vít §4: Độ chính xác gia công và ch ấ t l ượ ng s ả n ph ẩ m - Chấ t l ượ ng s ả n ph ẩ m trong ngành ch ế t ạ o máy g ồ m: + Chấ t l ượ ng gia công các chi ti ế t máy + Chấ t l ượ ng l ắ p ráp chúng thành s ả n ph ẩ m đ ạ t các yêu c ầ u k ỹ thu ậ t - Chấ t l ượ ng gia công chi ti ế t g ồ m: + Chấ t l ượ ng b ề m ặ t gia công + Độ chính xác gia công I/ Chấ t l ượ ng b ề m ặ t gia công 1/ Khái niệ m 5
- Chấượềặ t l ng b m t gia công ph ụộ thu c vào ph ươ ng pháp & đi ềệ u ki n gia công c ụể th . - Chấượ t l ng b ềặ m t là m ụ c tiêu ch ủếầạởướ y u c n đ t b c gia công tinh - Chấ t l ượ ng b ề m ặ t gia công đ ượ c đánh giá b ằ ng: + Độ nh ấ p nhô t ế vi (đ ộ nhám b ề m ặ t) + Độ sóng + Tính chấ t c ơ lý c ủ a b ề m ặ t gia công 2/ Các yế u t ố đ ặ c tr ư ng ch ấ t l ượ ng b ề m ặ t a) Độ nhám b ề m ặ t (đ ộ nh ấ p nhô t ế vi ) * ĐN: Trong quá trình cắưỡắủụụắ t, l i c t c a d ng c c t tác đ ộ ng vào b ềặ m t gia công t ạ o thành phoi đồờ ng th i hình thành nh ữếướựỏềặ ng v t x c c c nh trên b m t gia công là đ ộ nhám bề m ặ t * Độ nh ấ p nhô t ế vi đ ượ c đánh giá b ở i (hình 4.1) - Chiề u cao nh ấ p nhô (Rz): là trị s ố trung bình 5 kho ả ng t ừ 5 đ ỉ nh cao nh ấ t đ ế n 5 đáy thấ p nh ấ t c ủ a nh ấ p nhô t ế vi tính trong ph ạ m vi chi ề u dài chu ẩ n & đ ượ c đo song song vớ i đ ườ ng trung bình. Rz = [(H1 + H3 + + H9) – (H2 + H4 + + H10) ] / 5 - Sai lệ ch profin trung bình c ộ ng (Ra): là trị s ố trung bình c ủ a kho ả ng cách (h1,h2, , hn) từ các đ ỉ nh trên đ ườ ng nh ấ p nhô t ế vi đ ế n đ ườ ng trung bình c ủ a nó (m) Ra = ∑ hi / n (i=1,n) 6
* Khái niệ m khác: - Độ nh ấ p nhô t ế vi (đ ộ nh ẵ n bóng): là cơ s ở đ ể đánh giá đ ộ nh ẵ n bóng b ề m ặ t trong phạ m vi chi ề u dài chu ẩ n - Chiề u dài chu ẩ n (l): là chiề u dài ph ầềặượọể n b m t đ c ch n đ đánh giá đ ộấ nh p nhô b ề mặ t b) Độ sóng b ề m ặ t - ĐN: Là chu kỳ không bằ ng ph ẳ ng c ủ a b ề m ặ t chi ti ế t máy đ ượ c quan sát trong ph ạ m vi lớ n h ơ n đ ộ nhám b ề m ặ t - Có thể dùng t ỉ l ệ gi ữ a chi ề u cao nh ấ p nhô & b ướ c sóng đ ể phân bi ệ t: + Độ nhám: có t ỷ s ố 1/h < 50 + Độ sóng: L/H = 50-1000 c) Tính chấ t c ơ lý c ủ a m ặ t gia công - Tính chấ t c ơ lý b ề m ặ t đượểệ c th hi n qua: đ ộứế c ng t vi, tr ịố s & d ấủứ u c a ng su ấư t d bề m ặ t và c ấ u trúc t ế vi b ề m ặ t - Cấ u trúc c ủ a l ớ p b ề m ặ t kim lo ạ i (hình 4.3a) 7
+ Lớ p 1: là 1 màng khí hấ p th ụ trên b ề m ặ t → tạ o thành r ấ t nhanh chóng khi ti ế p xúc v ớ i không khí → rấ t d ễ m ấ t đi khi đ ố t nóng → chiề u dày l ớ p này kho ả ng 2-3angstrông = 10-8cm + Lớ p 2: là lớ p b ị ôxi hoá (chi ề u dày = 40-80angstrông) + Lớ p 3: là lớ p kim lo ạ i b ị bi ế n d ạ ng (chi ề u dày = 50.000angstrông), m ứ c bi ế n d ạ ng giả m d ầ n theo chi ề u sâu c ủ a l ớ p → độ c ứ ng khá cao, đ ộ c ứ ng tăng khi m ứ c đ ộ bi ế n d ạ ng củ a l ớ p tăng - Sự thay đ ổ i đ ộ c ứ ng c ủ a l ớ p b ề m ặ t kim lo ạ i sau khi gia công c ơ khí (tiệ n, bào ) (hình 4.3b): + Độ c ứ ng thay đ ổ i theo chi ề u sâu c ủ a kim lo ạ i + Bềặ m t hoá c ứớấởớ ng l n nh t l p trên cùng c ủềặịự a b m t (ch u l c ép & ma sát l ớấ n nh t khi cắ t) → t0↑ → tổ ch ứ c kim lo ạ i b ị phá hu ỷ II/ Độ chính xác gia công 1/ Khái niệ m tính l ắ p l ẫ n a) Đị nh nghĩa: Tính lắ p l ẫ n c ủ a m ộ t chi ti ế t hay b ộ ph ậ n máy là kh ả năng thay th ế cho nhau không cầựọ n l a ch n và s ửữ a ch a mà v ẫảảượ n b o đ m đ c các đi ềệỹậ u ki n k thu t và kinh tế h ợ p lý. b) Đặ c đi ể m Ví dụ: + Các ê cu (mũ ố c) cùng c ỡ ren ph ả i v ặ n vào v ớ i bu lông cùng c ỡ ren đó + Nhữ ng viên đ ạ n c ủ a m ộ t lo ạ i súng ph ả i n ạ p v ừ a vào nòng súng c ủ a chúng. 8
→ Chi tiế t cùng lo ạ i ph ả i đ ạ t 2 yêu c ầ u: * Lúc thay thế cho nhau không c ầ n l ự a ch ọ n mà l ấ y m ộ t chi ti ế t b ấ t kỳ trong các chi ti ế t cùng loạ i. * Lúc thay thế không c ầ n s ử a ch ữ a hay gia công c ơ gì thêm. 2/ Khái niệ m đ ộ chính xác gia công Là độ chính xác đ ểịượảọớốộ ch u đ c t i tr ng l n, t c đ cao, áp l ự c, nhi ệộớ t đ l n, v.v & là mứộạượ c đ đ t đ c khi khi gia công các chi ti ếựớộ t th c so v i đ chính xác thi ếếềượ t k đ ra, đ c biể u th ị b ằ ng sai l ệ ch v ề kích th ướ c, sai l ệ ch v ề hình dáng 3/ Các ví dụ • Nế u đ ườ ng tâm tr ụ c chính máy ti ệ n không song song v ớ i s ố ng tr ượ t thân máy trong mặ t ph ẳ ng n ằ m ngang → chi tiế t gia công s ẽ t ạ o thành hình côn (hình 4.4) • Nế u s ố ng tr ượ t không th ẳ ng trên m ặ t ph ẳ ng n ằ m ngang → quỹ đ ạ o chuy ể n đ ộ ng c ủ a mũi dao không thẳ ng → đườ ng kính chi ti ế t gia công ch ỗ to, ch ỗ nh ỏ (hình 4.5) • Độ l ệ ch tâm c ủ a mũi tâm tr ướ c so v ớ i tâm quay c ủ a tr ụ c chính → đườ ng tâm chi ti ế t gia công không trùng vớườ i đ ng tâm c ủỗ a 2 l tâm đã đ ượ c gia công tr ướểặ c đ gá đ t (hình 4.6) 9
• Nế u tr ụ c chính (máy phay đứ ng) không vuông góc v ớ i m ặ t ph ẳ ng c ủ a bàn máy thì khi phay, mặ t ph ẳ ng gia công không song song v ớ i m ặ t ph ẳ ng đáy c ủ a chi ti ế t (hình 4.7) • Nế u không th ẳ ng góc theo ph ươ ng d ọ c c ủ a bàn máy thì m ặ t gia công s ẽ b ị lõm (hình 4.8) 4/ Các yế u t ố đánh giá v ề đ ộ chính xác gia công a) Độ chính xác kích thướ c bi ể u th ị bằ ng dung sai 10
b) Độ chính xác hình dáng (3loạ i) - Sai lệ ch hình dáng hình h ọ c: độ ph ẳ ng, đ ộ côn, đ ộ ôvan - Sai số hình d ạ ng: là sai lệ ch v ề hình d ạ ng c ủ a s ả n ph ẩ m th ự c so v ớ i thi ế t k ế - Sai số hình h ọ c : / trong các tiế t di ệ n c ắ t ngang (hình 5/1a, b, c) / tiế t di ệ n c ắ t d ọ c (hình 5/1e, g) - Độ chính xác c ủ a hình dáng hình h ọ c t ế vi (độ bóng b ề m ặ t) c) Độ chính xác v ị trí t ươ ng quan gi ữ a các y ế u t ố hình h ọ c VD: độ song song gi ữềặủườ a b m t c a 2 đ ng tâm, đ ộẳ th ng góc gi ữặầ a m t đ u & đ ườ ng tâm d) Tính chấ t c ơ lý c ủ a l ớ p b ề m ặ t 11
- Là mộ t trong nh ữỉ ng ch tiêu quan tr ọủộ ng c a đ chính xác, nó ảưởớếề nh h ng l n đ n đi u kiệ n làm vi ệ c c ủ a chi ti ế t máy (nh ấ t là làm vi ệ c trong đi ề u ki ệ n đ ặ c bi ệ t) - VD: + Trọ ng l ượ ng c ủ a pittông trong đ ộ ng c ơ không đ ượ c có sai s ố quá 20g → đả m b ả o tính độ ng h ọ c, đ ộ ng l ự c h ọ c khi đ ộ ng c ơ làm vi ệ c + Độ c ứ ng b ề m ặ t làm vi ệ c c ủ a s ố ng tr ượ t máy < 55HRC III/ Các nộ i dung c ầ n tìm hi ể u & t ự nghiên c ứ u 1/ Dung sai, đo lườ ng 2/ Các phươ ng pháp đo & d ụ ng c ụ đo 3/ Tiêu chuẩ n hóa trong ngành c ơ khí → Giáo trình CƠ KHÍ Đ Ạ I C ƯƠ NG CHƯƠ NG 2 . VẬỆƠẢẾẠ T LI U C B N DÙNG TRONG CH T O MÁY §5: Gang, thép và thép hợ p kim I/ Gang 1/ Hợ p kim Fe – C Giả n đ ồ tr ạ ng thái h ợ p kim Fe – C + Xementit [Xe, Fe3C]: Là hợ p ch ấ t Fe3C có tỉ l ệ 6,67% C, có m ạ ng l ậ p ph ươ ng kép, nó là hợ p ch ấ t có đ ộ c ứ ng cao, không c ắ t g ọ t đ ượ c. + Austenit [γ, A, Feγ(C)]: ~ Mứ c đ ộ hòa tan l ớ n nh ấ t là 2,14% ở t0 = 11470C 12
0 0 ~ Dung dị ch đ ặ c [C]Fe có tính dẻ o cao t ồ n t ạ i ở t > 727 C + Ferit [Fe hay Feα hay α]: ~ Là dung dị ch đ ặ c c ủ a C hòa tan và Fe ~ Giớ i h ạ n hòa tan l ớ n nh ấ t là 0,02% ở 7270C, tồ n t ạ i ở nhi ệ t đ ộ th ấ p → tính d ẻ o cao, chứ a ít C nên r ấ t b ề n + Peclít [P, (Feα+Fe3C )]: Là hỗ n h ợ p c ơ h ọ c c ủ a Ferit & Xe → giòn + Ledibuzit [Le hay (α+Xe) hay (P+Xe)]: Là hỗ n h ợ p c ơ h ọ c c ủ a O & Xe ở t0 > 7270C, có thành phầ n C = 4,43% → r ấ t giòn, c ứ ng → ít đ ượ c dùng trong ch ế t ạ o máy + Graphít (gr): Là mộ t pha C t ự do, r ấ t m ề m, đ ộ liên k ế t kém → đ ộ h ạ t gr, hình dáng gr. Sự phân b ố gr quy ế t đ ị nh đ ộ b ề n c ủ a kim lo ạ i ~ Độ h ạ t l ớ n ~ Hình dáng hạ t dài ~ Sự phân b ố không đ ề u → Độ b ề n Gr kém 2/ Gang a) Khái niệ m - Là hợ p kim Fe & C, có thành ph ầ n C > 2,14%. Đ ặ c tính chung c ủ a gang là c ứ ng & dòn, có nhiệ t đ ộ nóng ch ả y th ấ p, d ễ đúc - Còn chứ a các t ạ p ch ấ t: Mn, Si, S, P hay m ộ t vài nguyên t ố h ợ p kim khác: + Si trong gang lớ n (nó làm tăng tính loãng), Si = 1,5 – 3% + Mn cả n tr ở tinh th ể loãng làm tăng đ ộ b ề n và có kh ả năng ch ị u mài mòn + S = 0,5 – 1% + P 4,43%) 13
• Theo tổ ch ứ c: * Gang trắ ng + KN: Là loạ i gang mà h ầ u h ế t C ở d ạ ng Xe + T/c: Cứ ng, dòn, tính c ắ t g ọ t (tính công ngh ệ ) kém + Phạ m vi s ử d ụ ng (PVSD): Chế t ạ o nh ữ ng chi ti ế t ch ị u mài mòn cao, n ằ m bên ngoài kim loạ i (vì ch ị u đ ượ c mài mòn c ủ a môi tr ườ ng) nh ư bi nghi ề n, tr ụ c cán, bánh xe lu, → Đạ i b ộ ph ậ n gang tr ắ ng đ ượ c mang ủ đ ể tr ở thành gang d ẻ o * Gang xám + KN: Là loạ i gang có C ở d ạ ng graphit t ự do. Khi chúng b ị gãy, m ẫ u mang t ẩ m th ự c thì nhữ ng ch ỗ t ẩ m (Gr) b ị mài mòn. Có thành ph ầ n C = 2,8-3,5% + T/c gang xám phụ thu ộ c vào 2 y ế u t ố : ~ Phụ thu ộ c vào t ỉ l ệ P & F: n ề n c ủ a gang xám ph ụ thu ộ c vào P, α ~ Phụ thu ộ c vào đ ộ h ạ t gr, hình dáng h ạ t gr, s ự phân b ố h ạ t gr → Gang xám có độ b ề n nén cao, ch ị u mài mòn, đ ặ c bi ệ t là có tính đúc t ố t + Kí hiệ u: GX a-b [ GX- gang xám a- Giớ i h ạ n b ề n kéo b- Giớ i h ạ n b ề n nén ] VD: GX 21-40 có σkéo = 210MPa, σnén = 400MPa + PVSD: ~ GX12-28, GX15-32, GX18-36: độ b ề n không cao → dùng làm v ỏ h ộ p, n ắ p che ~ GX21-40, GX28-48: có cơ tính cao h ơ n nh ờ gr nh ỏ , m ị n → dùng làm chi ti ế t ch ị u l ự c như bánh đà, thân máy, 14
~ GX36-56, GX40-60: có độ b ề n cao → dùng ch ế t ạ o v ỏ xilanh * Gang cầ u + KN: Là gang xám đượ c bi ế n tính Mg, sedi cacbon có d ạ ng c ầ u + T/c: Có độề b n cao h ơ n gang xám, đ ặệộẻảả c bi t có đ d o b o đ m, có c ơ tính cao h ơộ n m t số thép th ấ p + Kí hiệ u: GC a-δ [ GC- gang cầ u a - Giớ i h ạ n b ề n kéo δ – Độ dãn dài ] 2 VD: GC 42-12 có σkéo = 420N/mm , δ = 12% + PVSD: Dùng để ch ế t ạ o b ằ ng ph ươ ng pháp đúc các chi ti ế t máy trung bình & l ớ n, hình dáng phứạầảọ c t p, c n t i tr ng cao, ch ị u va đ ậư p nh các lo ạụỷụ i tr c khu a, tr c cán * Gang dẻ o + KN: Là loạ i gang đ ượếọừ c ch t a t gang tr ắằ ng b ng ph ươ ng pháp nhi ệệủ t luy n ( ) + T/c: ~ Gang dẻ o có đ ộ b ề n cao, đ ộ d ẻ o l ớ n ~ Gang trắ ng ủ ra gang d ẻ o [C]Xe → (C) (vớ i t = 60-240h) + Kí hiệ u: GZ a-δ [ GZ - gang dẻ o a - Giớ i h ạ n b ề n kéo δ – Độ dãn dài ] 2 VD: GZ 60-8 có σkéo = 600N/mm , δ = 8% + PVSD: dùng để ch ế t ạ o chi ti ế t ph ứ c t ạ p, thành m ỏ ng II/ Thép 1/ Khái niệ m - Là hợ p kim c ủ a Fe&C v ớ i C< 2,14% - Ngoài ra còn có chứ a các t ạ p ch ấ t: Mn, Si, S, P + Mn & Si là tạ p ch ấ t có l ợ i làm tăng đ ộ b ề n (Mn làm tăng tính ch ị u mài mòn) + P & S là 2 nguyên tố có h ạ i (P ≤ 0,03%, S ≤ 0,02%): P có tính dòn ngu ộ i, S có tính dòn nóng ~ Dòn nóng: tạ o ra t ạ p ch ấ t n ằ m ở biên gi ớ i các h ạ t. Khi ở t0 = 800-8500C nở ch ả y ra → liên kế t kém → tác d ụ ng l ự c vào nó s ẽ r ờ i ra ~ Dòn nguộ i: ở t0 = 4000C có tác dụ ng l ự c → liên k ế t các h ạ t gãy đi → dòn ngu ộ i 15
- Tính cơ tính ch ủ y ế u c ủ a thép ph ụ thu ộ c vào C. C càng cao → đ ộ b ề n đ ộ c ứ ng càng cao. C càng thấ p → thép d ẻ o, càng m ề m. Ng ườ i ta ít dùng thép có thành ph ầ n C >1,3% vì khi đó thép dòn 2/ Phân loạ i thép C - Theo giả n đ ồ tr ạ ng thái: + [C]0,8 : thép cùng tích + C > 0,8%: thép sau cùng tích + C 0,5% - Theo phươ ng pháp luy ệ n kim: + Thép luyệ n trong lò chuy ể n: có ch ấ t l ượ ng không cao, hàm l ượ ng các nguyên t ố kém chính xác + Thép luyệ n trong lò mác tanh: có ch ấ t l ượ ng cao h ơ n trong lò chuy ể n 1 ít + Thép luyệ n trong lò đi ệ n: có ch ấượ t l ng cao h ơềửếạấớứ n nhi u, kh h t t p ch t t i m c thấ p nh ấ t - Theo công dụ ng: + Thép C thông thườ ng: 2 / CTa (N/mm ) là con số đo đ ộ b ề n kém nh ấ t 2 VD: CT38 (CT – thép thông thườ ng, 38 – σkéo = 380N/mm ) / Thép thông dụ ng chia ra 3nhóm (A, B &C) ~ ACTa : Là nhóm A chỉ xác đ ịượ nh đ c thành ph ầơ n c tính (đ ộềộẻộ b n, đ d o, đ cứ ng ) nh ư ng không xác đ ị nh đ ượ c thành ph ầ n hóa h ọ c → không nhi ệ t luyệ n → ph ầ n l ớ n s ử d ụ ng nhóm này trong xây d ự ng & ít dùng trong c ơ khí ~ BCTa : Là phân nhóm B, cơ tính không ổ n đ ị nh, ch ỉ xác đ ị nh đ ượ c thành phầ n hóa h ọ c → nhi ệ t luy ệ n đ ượ c → đ ộ kéo th ấ p nh ấ t ~ CCTa : Là phân nhóm 3 xác đị nh đ ượ c c ả c ơ tính & thành ph ầ n hóa h ọ c → nhi ệ t 16
luyệ n đ ượ c → dùng trong c ơ khí đ ượ c + Thép C kế t c ấ u: Có hàm lượ ng C chính xác, có hàm l ượ ng S,P th ấ p → ch ấ t l ượ ng t ố t, cơ tính cao / K/h: C20, C45 [ C – chỉ ph ầ n v ạ n cacbon trung bình 45 – có 0,45% C ] / PVSD: ~ Dùng chế t ạ o các chi ti ế t máy ch ị u l ự c cao h ơ n ~ Vậệ t li u này th ườượ ng đ c cung c ấướạ p d i d ng bán thành ph ẩ m + Thép C dụ ng c ụ: / KN: Là loạ i thép có l ượ ng C cao (0,7-1,3%) lượ ng P th ấ p (P<0,035%) lượ ng S th ấ p (S<0,025%) / T/c & PVSD: ~ Độ c ứ ng sau khi tôi & ram đ ạ t HRC= 60-62 ~ Sau khi ủ đ ộ c ứ ng đ ạ t kho ả ng HB=107-217 → d ễ gia công c ắ t, gia công b ằ ng áp lự c ~ Độấ th m tôi th ấ p (tôi trong n ướ c) →d ễ gây n ứỡấớữụụ t, v nh t là v i nh ng d ng c có kích thướ c l ớ n ~ Tính chị u nóng kém, đ ộ c ứ ng gi ả m nhanh v ớ i t0 = 200-3000C (V=4-5m/ph) ~ Khó mài, dễếạ bi n d ng khi nhi ệệ t luy n → ít dùng đ ểếạữụụ ch t o nh ng d ng c đị nh hình / K/h: CDa ~ CD130 có [ CD – thép C dụ ng c ụ 130 – 1,3%C (phầ n v ạ n C trung bình) ~ Nế u thép C có thêm ch ữ A ở đ ằ ng sau là thép C t ố t có đ ộ b ề n cao VD: CD130A, CD80 ↔ Y80, CD130 ↔ Y130 III/ Thép hợ p kim 1/ Khái niệ m 17
Là loạ i thép mà ngoài Fe, C và các t ạ p ch ấ t ra, còn có các nguyên tố đ ặ c bi ệ t (Cr, Ni, Mn, Si, W, V, Mo, Ti, Nb, Cu, ) vớ i m ộ t l ượ ng nh ấ t đ ị nh đ ể làm thay đ ổ i t ổ ch ứ c và tính chấủ t c a thép đ ểợớ h p v i yêu c ầửụ u s d ng, n ếướứ u d i m c đó thì ch ỉạấ là t p ch t 2/ Tính chấ t - Cả i thi ệ n tính thép: Khi cho nguyên t ố h ợ p kim vào d ễ nhi ệ t luy ệ n & hi ệ u qu ả nhi ệ t luyệ n cao h ơ n C - Tăng khả năng ch ịệ u nhi t: làm vi ệượởệộ c đ c nhi t đ cao, th ờ i gian làm vi ệ c dài h ơ n thép C - Tạ o nên các t/c hóa h ọ c, lý h ọ c đ ặ c bi ệ t 3/ Ký hiệ u: Để k/h thép h ợ p kim ta dùng con s ố ch ỉ ph ầ n v ạ n C ở đ ầ u sau đó đ ế n 1 ch ữ cái chỉ nguyên t ố h ợ p kim (là ch ữ cái nguyên t ố đ ượ c vi ế t hoa) & 1 con s ố ch ỉ % nguyên tố h ợ p kim (khi % nguyên t ố h ợ p kim là 1 thì ta không c ầ n vi ế t) VD: 25Ni5Cr2Mn nghĩa là 25 → 0,25%C Ni5 → 5%Niken Cr2 → 2%Crôm Mn → 1%Mangan → thép Niken Crom chị u ăn mòn hóa h ọ c t ố t, ch ị u nhi ệ t t ố t 4/ Đặ c đi ể m c ủ a t ừ ng lo ạ i thép - Theo hàm lượ ng nguyên t ố h ợ p kim + Thép hợ p kim th ấ p: ∑ nguyên t ố h ợ p kim 10% - Theo nguyên tố h ợ p kim (gọ i theo ngt ố h ợ p kim ch ủ y ế u) + Thép Crôm: Chị u nhi ệ t có đ ộ c ứ ng cao → làm các ổ bi + Thép Niken: Chố ng r ỉ + Thép Crôm – Niken: Chị u ăn mòn hóa h ọ c - Theo công dụ ng: + Thép kế t c ấ u: / Có hàm lượ ng C=0,-0,85%, l ượ ng % nguyên t ố h ợ p kim th ấ p / Có độ b ề n cao, đ ộ d ẻ o, đ ộ dai → làm các chi ti ế t ch ị u nhi ệ t cao 18
/ Nhóm thép hợ p kim lò xo 0,5-0,7%: thép vòng bi, thép xây dự ng, v.v / Nhóm thép hợ p kim th ấ p (HSLA- High Strength Low Alloy Stell) ~ T/c: độ b ề n cao (gi ớ i h ạ n ch ả y σ≥350Mpa), tính chố ng ăn mòn t ố t, tính hàn t ố t, giá thành rẻ ~ Mác thép HSLA (9nhóm) → sử d ụ ng 1 s ố nhóm thông d ụ ng: • Nhóm 1: dùng cho kế t c ấ u hàn, làm vi ệ c trong đi ề u ki ệ n n ặ ng nh ọ c, ch ị u t ả i trọ ng đ ộ ng tr ự c ti ế p rung VD: 09Γ2C (09Mn2Si), 10Γ2C1 (10Mn2Si) • Nhóm 3: dùng làm kế t c ấ u hàn c ủ a tr ầ n &mái, làm c ầ u VD: 15XCHД (15CrSiNiCu) • Nhóm 4: dùng cho các kế t c ấ u không ch ị u t ả i tr ọ ng đ ộ ng, không rung tr ự c tiế p VD: 16Γ2CΦ (16Mn2SiV) + Thép hợ p kim d ụ ng c ụ: / Có thành phầ n C t ươ ng đ ố i cao t ừ 0,8-1,5% / Thép có chứ a các nguyên t ố : ~ W, Cr, Co, V (làm việ c ở t ố c đ ộ 10-15m/ph ở t0 < 2500C) có tác dụ ng: • Làm tăng tính thấ m tôi c ủ a thép • Làm tăng tính chị u nóng đ ế n 3000C • Thép HK dụ ng c ụ nhóm I: dùng ch ế t ạ o các lo ạ i d ụ ng c ụ gia công b ằ ng g ỗ • Thép HK dụ ng c ụ nhóm II: l ượ ng Cr l ớ n (1-1,5%) →tính th ấ m tôi, tính c ắ t tố t, ch ị u nhi ệ t v ớ i t0 = 220-3000C • Thép HK dụ ng c ụ nhóm III: có đ ộ th ấ m tôi cao, ít thay đ ổ i kích th ướ c khi nhiệ t luy ệ n →dùng ch ế t ạ o các lo ạ i d ụ ng c ụ có đ ộ chính xác cao & hình dáng phứ c t ạ p: mũi doa, tarô, dao chuố t, các lo ạ i d ụ ng c ụ đo • Thép HK dụ ng c ụ nhóm IV: có l ượ ng V l ớ n, h ạ t m ị n →đ ộ c ứ ng cao, đ ộ thấ m tôi th ấ p →dùng ch ế t ạ o các lo ạ i d ụ ng c ụ cầ n l ưỡ i s ắ c c ắ t, tu ổ i b ề n cao, gia công các lo ạ i 19
vậ t li ệ u c ứ ng ~ Có (0,8-1,9%)Vonfram & thêm Vadini là thép gió • T/c: ’ Độ th ấ m tôi l ớ n →đ ạ t đ ộ c ứ ng HRC = 63-66 ’ Độ ch ị u nhi ệ t (6000C) ứ ng v ớ i V=25-35m/ph ’ Có độ c ứ ng cao, b ề n, ch ị u mài mòn • Mác thép gió thườ ng dùng: P9, P18, + Ngoài ra còn có: thép không gỉ , thép t ừ tính, thép đi ệ n tr ở §6: Kim loạ i màu, h ợ p kim c ủ a kim lo ạ i màu & vậ t li ệ u phi KL I/ Khái niệ m kim lo ạ i màu & h ợ p kim c ủ a KL màu - Sắ t và h ợ p kim c ủ a nó (thép và gang) g ọ i là kim lo ạ i đen. Kim lo ạ i và h ợ p kim màu là kim loạ i mà trong thành ph ầủ n c a chúng không ch ứ a Fe, ho ặứộềượấỏ c ch a m t li u l ng r t nh . - Kim loạ i màu có nhi ề u ư u đi ể m: tính công ngh ệ t ố t, tính d ẻ o cao, c ơ tính khá cao, có khả năng ch ố ng ăn mòn và ch ố ng mài mòn t ố t, có đ ộ d ẫ n nhi ệ t, d ẫ n đi ệ n t ố t, Các kim loạ i th ườ ng g ặ p là đ ồ ng, nhôm, magiê và titan. II/ Các kim loạ i màu và h ợ p kim c ủ a KL màu th ườ ng g ặ p 1/ Đồ ng và hợ p kim đ ồ ng a) Đồ ng nguyên ch ấ t - Độ d ẫ n đi ệ n, d ẫ n nhi ệ t cao - Đồ ng có: + Kh ố i l ượ ng riêng: 8,94G/cm3 + Nhiệ t đ ộ nóng ch ả y: 10830C + Độ b ề n: σb= 160 MPa. - Dễ kéo s ợ i, kéo m ỏ ng - Có tính chố ng ăn mòn cao. - Ở nhi ệ t đ ộ cao Cu d ễ b ị ôxi hóa, b ề n trong MT ki ề m, kém b ề n trong MT axit. b) Hợ p kim Cu : có 2 loạ i - Đồ ng thau: có kí hiệ u ∏ 20
+ Đồ ng thau đ ơ n gi ả n: ~ Cu – Zn (về nguyên lý Zn k ế t h ợ p v ớ i Cu thì Zn 39% thì đồ ng thau s ẽ b ị dòn + Đồ ng thau ph ứ c t ạ p: Pb, Fe, Al làm tăng t/c khác củ a Cu → k/h: ∏AM ~ Al: Tăng tính chị u nhi ệ t ~ Pb: Tăng tính bôi trơ n ~ Fe: Tăng tính bề n d ẻ o c) Đồ ng thanh có 2 loạ i + Đồ ng thanh thi ế c: ъp-0фc663 nghĩa là 6%Cu, 3%thiế c, 3%Pb + Đồ ng thanh không thi ế c: Là đồ ng thanh trong đó thi ế c đ ượ c thay th ế b ằ ng các nguyên tố khác & c ả i thi ệ n đ ượ c m ộ t s ố t/c 2/ Nhôm & hợ p kim nhôm a) Nhôm nguyên chấ t - Có màu trắ ng v ớ i: D - Kh ố i l ượ ng riêng = 2,79cm3 t0 nóng chả y = 6280C - Có độ d ẫ n đi ệ n, d ẫ n nhi ệ t t ố t - Độ d ẻ o cao, d ễ kéo s ợ i, kéo m ỏ ng - Độ b ề n cao b) Hợ p kim nhôm : có 2 loạ i - Hợ p kim nhôm d ẻ o (gia công áp l ự c đ ượ c) + Có thể rèn, d ậ p, cán ép, gia công b ằ ng các hình th ứ c gia công áp l ự c khác + Sả n xu ấ t ra v ớ i d ạ ng t ấ m m ỏ ng, băng dài, các th ỏ i đ ị nh hình dây nhôm & ố ng → Giả n đ ồ tr ạ ng thái h ợ p kim Al: A∏1 A∏27 21
- Hợ p kim nhôm đúc + Nhiệ t luy ệ n ở t0 = 520-5400C + Hoá già ở t0 = 170-1900C + Khuôn đúc có thể là khuôn đ ấ t, cát, khuôn kim lo ạ i 3/ Magiê & hợ p kim c ủ a magiê a) Magiê nguyên chấ t: có độ b ề n riêng cao h ơ n thép k ế t c ấ u, gang, h ợ p kim nhôm b) Hợ p kim magiê - Trong trạ ng thái nóng d ễ rèn, d ậ p, cán, gia công c ắ t g ọ t - Không bị nhi ễ m t ừ , không b ị toé l ử a khi va ch ạ m m ạ nh ho ặ c ma sát - Dễ hàn đ ặ c bi ệ t là h ồ quang acgông → dùng tố t cho các chi ti ế t ch ị u u ố n khi làm vi ệ c 4/ Vậ t li ệ u kim lo ạ i b ộ t và v ậ t li ệ u Nanô a) Vậ t li ệ u kim lo ạ i b ộ t - Kim loạ i b ộ t đ ượ c ch ế t ạ o không theo các công ngh ệ (đúc, gia công áp l ự c, c ắ t g ọ t) mà thự c hi ệ n nh ư sau: + Tạ o b ộ t kim lo ạ i (h ợ p kim) b ằ ng công ngh ệ n ấ u ch ả y & phun t ạ o h ạ t + Ép đị nh hình trong khuôn đ ể t ạ o d ạ ng k ế t c ấ u + Thiêu kế t đ ể t ạ o k ế t c ấ u ổ n đ ị nh - Sả n ph ẩ m ch ế t ạ o b ằ ng công ngh ệ này có: + Chấ t l ượ ng s ả n ph ẩ m cao 22
+ Tính chấặệạộốể t đ c bi t (t o đ x p đ tăng tính ch ố ng mài mòn ởềệ đi u ki n bôi tr ơ n) + Đạ t hi ệ u qu ả kinh t ế cao + Sử d ụ ng v ậ t li ệ u tri ệ t đ ể , ít gia công b ổ sung b) Vậ t li ệ u Nano - Là các loạ i kim lo ạ i, h ợ p kim vi tinh th ể - Dùng trong lĩnh vự c đi ệ n t ử , công ngh ệ thông tin 5/ Niken & hợ p kim c ủ a niken 6/ Kẽ m & h ợ p kim c ủ a k ẽ m 7/ Chì & hợ p kim c ủ a chì → đọ c SGK III/ Vậ t li ệ u phi kim lo ạ i Nhữ ng v ậ t li ệ u PKL th ườ ng dùng trong ngành c ơ khí: g ỗ , ch ấ t d ẻ o, cao su, da, amian, dầ u, m ỡ , s ơ n v.v 1/ Gỗ - Có khố i l ượ ng riêng nh ỏ (0,35-0,75g/cm3) và giá rẻ . - So vớ i kim lo ạỗộứ i, g có đ c ng kém h ơễ n và d gia công (c ư a, bào, c ắụơ t, đ c) h n. - Độềủỗ b n c a g không đ ồề ng đ u & t ươốấ ng đ i th p so v ớ i KL, d ễịụọịẩ b m c, m t, b m, cháy - Tuỳ theo chấ t l ượ ng và công d ụ ng, g ỗ chia ra 2 lo ạ i: + Gỗ t ạ o hình: ~ G ỗ tròn ~ Gỗ x ẻ : dùng làm toa xe, thùng ôtô, các b ộ ph ậ n máy móc nông nghiệ p, + Gỗ đ ể đ ố t (c ủ i) 2/ Chấ t d ẻ o - Là nhữ ng ch ấ t do các h ợ p ch ấ t h ữ u c ơ cao phân t ử t ạ o thành - T/c : nhẹ , đ ộ cách đi ệ n, cách nhi ệ t và tính ch ố ng ăn mòn cao, có kh ả năng ch ố ng rung, hệ s ố ma sát l ớ n khi không có d ầ u m ỡ , có hình d ạ ng bên ngoài đ ẹ p - Chấ t d ẻ o th ườ ng dùng trong c ơ khí + Têctôlit: tính chố ng mài mòn cao, tính cách đi ệ n t ố t → dùng đ ể làm bánh răng, ố ng lót ổ tr ụ c, b ạ c, 23
+ Giêtinac: có cơ tính kém h ơ n têctôlit nh ư ng tính cách đi ệ n cao, giá r ẻ → dùng làm v ậ t liệ u cách đi ệ n (c ả đi ệ n cao áp) + Các loạ i ch ấ t d ẻ o không ch ị u nhi ệ t: ~ PE (polyene) dùng trong công nghiệ p th ự c ph ẩ m, d ượ c li ệ u ~ PVC (polychlorue de nyl) dùng để ch ế t ạ o ố ng n ướ c ~ PA (poly amid) dùng để ch ế t ạ o bánh răng, b ọ c tr ụ c . 3/ Composit - ĐN : Là loạậệớượếạ i v t li u m i, đ c ch t o trên nhi ềạậệồ u lo i v t li u g m: + Vậệốướạợợỷ t li u c t (d i d ng s i): s i thu tinh, s ợ i graphit, s ợ i thép + Vậ t li ệ u c ơ b ả n (n ề n): ch ấ t d ẻ o, KL có đ ộ d ẻ o cao (Al, Cu) - T/c : bề n, nh ẹ , ch ị u nhi ệ t t ố t, có tính mài mòn & ch ố ng ăn mòn - PVSD: đượ c dùng trong ngành hàng không, xây d ự ng ch ế t ạ o máy 4/ Cao su - ĐN : Là loạ i VL có tính d ẻ o cao, kh ả năng gi ả m ch ấ n t ố t, đ ộ cách đi ệ n cách âm cao - PVSD : dùng làm săm lố p, ố ng d ẫ n, các ph ầ n t ử đàn h ồ i c ủ a kh ớ p tr ụ c, đai truy ề n, vòng đệ m, s ả n ph ẩ m cách đi ệ n §7: Xử lí nhi ệ t kim lo ạ i I/ Nhiệ t luy ệ n thép 1/ Khái niệ m Nhiệệươ t luy n là ph ng pháp công ngh ệậợậẩồ t p h p các v t ph m r i nung nóng đ ế n t0 nhấ t đị nh, gi ữệộờ nhi t m t th i gian r ồ i làm ngu ộớốộ i v i t c đ khác nhau đ ể thu đ ượộổứ c m t t ch c mớ i có t/c theo yêu c ầ u: + Thờ i gian gi ữệụộ nhi t ph thu c vào kh ốượậ i l ng v t nung, c ấạậ u t o v t nung + Làm nguộ i ~ Làm nguộ i ch ậ m cùng v ớ i lò → đóng c ử a lò → t ắ t lò → đ ộ d ẻ o kém ~ Làm nguộ i nhanh Mô hình lò luyệ n thép 24
2/ Các phươ ng pháp nhi ệ t luy ệ n a) Phươ ng pháp ủ Mđ: Đườ ng b ắ t đ ầ u chuy ể n bi ế n Mactenxit Trustit: là tổ ch ứ c có gi ớ i h ạ n đàn h ồ i cao nh ấ t (GP) - Đườ ng cong nhi ệệảồườ t luy n (gi n đ đ ng cong ch ữượ C) đ c xác l ậớ p v i thép cùng tích (0,8%C) - ĐN : Ủươ là ph ng pháp nung nóng thép t ớộệộấịữộờ i m t nhi t đ nh t đ nh, gi m t th i gian sau đó làm nguộầ i d n cùng lò → t ổứ ch c thu đ ượ c là Peclit có đ ộứấộề c ng th p, đ b n cao. - Mụ c đích : có nhiềươ u ph ng pháp ủ mà m ỗươ i ph ng pháp ch ỉạượ đ t đ c 1, 2 hay 3 trong 5 mụ c đích sau: 25
1. Giả m đ ộ c ứ ng (làm m ề m) thép đ ể d ễ ti ế n hành gia công c ắ t 2. Làm tăng độ d ẻ o đ ể d ễ ti ế n hành bi ế n d ạ ng (d ậ p, cán, kéo) ngu ộ i. 3. Làm giả m hay làm m ấ t ứ ng su ấ t bên trong gây nên b ở i gia công c ắ t, đúc, hàn, bi ế n dạ ng d ẻ o. 4. Làm đồ ng đ ề u thành ph ầ n hoá h ọ c trên v ậ t đúc b ị thiên tích. 5. Làm nhỏ h ạ t thép. - Các phươ ng pháp ủ : Tuỳ theo loạ i thép mà ta có các ph ươ ng pháp ủ khác nhau + Ủ không chuy ể n bi ế n pha có: ủ th ấ p, ủ k ế t tinh l ạ i + Ủ có chuy ể n bi ế n pha có: ủ hoàn toàn, ủ không hoàn toàn & ủ c ầ u hoá, ủ đ ẳ ng nhiệ t, ủ khu ế ch tán b) Phươ ng pháp th ườ ng hoá - ĐN : Thườ ng hoá là ph ươ ng pháp nhi ệ t luy ệ n g ồ m nung nóng thép đ ế n tr ạ ng thái hoàn toàn là austenit, giữ nhi ệ t → làm nguộ i ở ngoài không khí → đ ộ c ứ ng cao h ơ n ủ (1- 2HB) - Đặ c tr ư ng c ủ a th ườ ng hoá so v ớ i ủ : + Nhiệ t đ ộ : gi ố ng ủ hoàn toàn 0 0 / T th = Ac3 + (30-50 C) → cho thép trướ c cùng tích 0 0 / T th = Accm + (30-50 C) → cho thép sau cùng tích 0 [Ac3 – t kế t thúc t ạ o thành austenit khi nung thép tr ướ c cùng tích 0 Accm – t kế t thúc hoà tan xêmentit th ứ 2 vào austenit khi nung thép sau cùng tích] + Tố c đ ộ ngu ộ i: nhanh h ơ n, làm ngu ộ i trong không khí tĩnh → kinh tế h ơ n ủ + Tổứ ch c & c ơ tính: t ổứạượ ch c đ t đ c là g ầ n cân b ằớộứ ng v i đ c ng, cao h ơủ n - Mụ c đích & lĩnh v ự c áp d ụ ng : 1. Đả m b ả o tính gia công c ắ t: / Thép ≤ 0,25% → phả i th ườ ng hoá / Thép = 0,3- 0,65% → phả i ủ hoàn toàn / Thép ≥ 0,7% → phả i ủ không hoàn toàn ( ủ c ầ u hoá) 2. Làm nhỏ Xêmentit chu ẩ n b ị cho nhi ệ t luy ệ n k ế t thúc → áp dụ ng cho các thép k ế t cấ u tr ướ c khi tôi (th ể tích & b ề m ặ t) 26
3. Làm mấ t l ướ i xêmentit II c ủ a thép sau cùng tích (th ườ ng ở d ạ ng l ướ i làm cho thép giòn) → thườ ng hoá v ớ i t ố c đ ộ ngu ộ i nhanh h ơ n ủ → ít làm hạ i tính d ẻ o c) Tôi thép - ĐN : Ngườ i ta nung thép → t0 chuyể n bi ế n pha, gi ữ nhi ệ t 1 th ờ i gian & làm ngu ộ i nhanh trong các môi trườ ng khác nhau. Đ ể thu đ ượ c t ổ ch ứ c không cân b ằ ng, không ổn đ ị nh có đ ộ c ứ ng cao. - Các nét đặ c tr ư ng c ủ a tôi + Nhiệ t đ ộ tôi > Ac1 để có austenit (có th ể gi ố ng ủ ho ặ c th ườ ng hoá) 0 [Ac1 – t bắ t đ ầ u t ạ o thành austenit khi nung thép] + Tố c đ ộ làm ngu ộ i nhanh → ứ ng su ấ t nhi ệ t, ứ ng su ấ t t ổ ch ứ c đ ề u l ớ n → dễ gây n ứ t, biế n d ạ ng, cong vênh + Tổ ch ứ c t ạ o thành c ứ ng & không ổ n đ ị nh - Mụ c đích : + Nâng cao độ b ề n + Nâng cao mộ t s ố tính ch ấ t đ ặ c bi ệ t(ch ố ng ăn mòn t ừ tính ) - Công nghệ : 0 + Nhiệ t đ ộ tôi: / Đố i v ớ i thép tr ướ c cùng tích : t = Ac3 + (30-50) C 0 / Đố i v ớ i thép sau cùng tích: t = Ac1 + (30-50) C + Môi trườ ng tôi / Nướ c: thông d ụ ng do giá thành r ẻ , t ố c đ ộ làm ngu ộ i cao, dùng đ ể tôi thép cacbon, do tố c đ ộ ngu ộ i cao nên d ễ gây cong vênh n ứ t / Nướ c pha mu ố i, ki ề m: th ườ ng pha thêm NaCl ho ặ c NaOH đ ể tăng t ố c đ ộ + Độ th ấ m tôi: là chiề u dày l ớ p đ ượ c tôi ph ụ thu ộ c vào thành ph ầ n hóa h ọ c c ủ a thép 27
- Phươ ng pháp tôi + Tôi trong 1 môi trườ ng (V1): Nướ c + Tôi trong 2 môi trườ ng (V2): ~ Nướ c ~ Không khí & muố i V2: MT 1 nóng chả y + Tôi phân cấ p (V3): nhúng chi tiế t vào môi tr ườ ng có nhi ệ t đ ộ cao h ơ n Ms (nhi ệ t đ ộ bắầểế t đ u chuy n bi n Mactenxit), gi ữệộộờ nhi t đ m t th i gian ng ắ n xong làm ngu ộ i trong dầ u ho ặ c không khí nh ằ m h ạ n ch ế ứ ng su ấ t d ư + Tôi đẳệươ ng nhi t là ph ng pháp tôi ng ườữệộể i ta gi nhi t đ đ phân hoá ra s ảẩ n ph m trung gian + Tôi thể tích (tôi nhúng) là nhúng toàn b ộ v ậ t tôi vào trong MT tôi + Tôi bề m ặ t là ph ươ ng pháp tôi ch ỉ tôi b ề m ặ t, có đ ộ dai ~ Nung KL đế n t0 tôi và phun nướ c ~ Tôi dòng điệ n t ầ n s ố cao (tôi cao t ầ n) - PVSD : Nhiề u chi ti ế t quan tr ọ ng b ằ ng thép đ ề u tôi đ ể nâng cao tính ch ấ t đáp ứ ng đượ c yêu c ầửụ u s d ng nh ư các lo ạụ i tr c khu ỷổụ u, tr c và h ầưấả u nh t t c các lo ạ i dụ ng c ụ d) Ram - KN : Ram là công nghệ làm ổ n đ ị nh thép sau khi tôi - Mụ c đích : Sau khi tôi phả i nung nóng l ạ i (ram) là đ ể + Giả m ứ ng su ấ t bên trong đ ế n m ứ c không làm thép quá giòn + Khử b ỏ hoàn toàn ứ ng su ấ t bên trong + Điềỉơ u ch nh c tính cho phù h ợớềệ p v i đi u ki n làm vi ệụểủ c c th c a chi ti ế t máy & dụ ng c ụ - Các phươ ng pháp ram : + Ram thấ p: Nung thép vớ i t0 ram rồ i gi ữ nhi ệ t 1 th ờ i gian → làm ngu ộ i ch ậ m (150- 2500) Khử công su ấ t d ư làm gi ả m công su ấ t. Tính d ẻ o dai không đ ượ c khôi ph ụ c → làm dụ ng c ụ c ắ t 28
+ Ram TB (300-4500C): làm giả m đ ộ c ứ ng & đ ộ b ề n c ủ a KL nh ư ng l ạ i nâng cao đ ộ dai, độ giãn dài lên → dùng đ ể nhi ệ t luy ệ n lò xo + Ram cao (500-6000): khử ứ ng l ự c d ư bên trong → nâng cao đ ộ b ề n, đ ộ dai TÁC DỤ NG C Ủ A PH ƯƠ NG PHÁP GIA CÔNG NHI Ệ T Đ Ố I V Ớ I ĐỘỀẾ B N CHI TI T MÁY I/ Bu-lông thanh truyề n : Tuy có kế t c ấ u đ ơ n gi ả n nh ư ng bu-lông thanh truy ề n vai trò quan trọểảảềệ ng đ đ m b o đi u ki n làm vi ệ c làm vi ệủộơ c c a đ ng c . 1/ Điề u ki ệ n làm vi ệ c: - Bu-lông thanh truyề n làm vi ệ c trong tr ạ ng thái ứ ng su ấ t r ấ t ph ứ c t ạ p: Ch ị u kéo, c ắ t - Trong quá trình làm việ c c ủ a đ ộ ng c ơ , bu-lông thanh truy ề n làm có nhi ệ m v ụ k ế t n ố i thanh truyề n v ớ i b ộ ph ậ n khác và truy ề n chuy ể n đ ộ ng cho thanh truy ề n. 2/ Yêu cầ u c ơ tính: • Độ c ứ ng : Bu-lông thanh truyề n không yêu c ầ u đ ộ c ứ ng quá cao. • Độ b ề n: Trong quá trình làm việ c bu-lông thanh truy ề n ph ả i chị u l ự c l ớ n, =>vì vậ y c ầ n gi ớ i h ạ n b ề n, gi ớ i h ạ n ch ả y cao. • Độ dai va đ ậ p: bu-lông thanh truyề n yêu c ầ u t ươ ng đ ố i d ẻ o dai. Đ ộ dai va đ ậ p khá quan trọốớ ng đ i v i chi ti ếịảọộ t ch u t i tr ng đ ng do ph ả i tăng t ảọộ i tr ng m t cách đ ộ t ngộ t → đả m b ả o cho chi ti ế t khó b ị phá h ủ y giòn. 29
• Bu-lông thanh truyề n c ầ n có kh ả năng ch ố ng u ố n đ ể phù h ợ p v ớ i đi ề u ki ệ n làm việ c c ủ a bu-lông thanh truy ề n. 3/ Chọ n m ộ t mác thép phù h ợ p đ ể ch ế t ạ o bu-lông thanh truy ề n: • Do yêu cầ u v ề c ơ tính, tính công ngh ệ , kinh t ế ta s ẽ ch ọ n Thép hóa tố t (0,3-0,5%C) làm vậ t li ệ u đ ể ch ế t ạ o bu-lông thanh truy ề n. • Vớ i chi ti ế t bu-lông thanh truy ề n, ta chọ n mác thép hóa t ố t C40 (0.40% C ) Ngoài ra ta cũng có thể ch ọ n thép hóa t ố t khác nh ư C45 • Thành phầ n hóa h ọ c c ủ a thép hóa t ố t C40 : % C = 0.40 % % Mn = 0.70 % % P < 0.04 % % S < 0.04 % 1 số chi ti ế t đ ượ c làm t ừ thép hóa t ố t C40: 4/ Phươ ng pháp gia công c ơ khí th ườượ ng đ c dùng đ ểếạ ch t o chi ti ế t: 30
Thép cây Dậ p nóng Nhiệ t luy ệ n Cán ren sơ b ộ (Thườ ng hóa) Nhiệ t Bu-lông Mạ k ẽ m Làm sạ ch luyệ n k ế t thanh truyề n thúc (Tôi + Ram) 5/ Các biệ n pháp x ử lý nhi ệ t tr ướ c và sau gia công c ơ khí T- thờ i gian gi ữ nhi ệ t (th ờ i gian ng ư ng ở nhi ệ t đ ộ nung nóng) M- Tố c đ ộ ngu ộ i (sau khi gi ữ nhi ệ t) II/ Hoá - nhiệ t luy ệ n KL 1/ Nguyên lý chung - ĐN : Hoá - nhiệ t luy ệ n là ph ươ ng pháp th ấ m, bão hoà nguyên t ố hoá h ọ c (cacbon, nitơ , ) vào b ềặằ m t thép b ng cách khu ếởạ ch tán tr ng thái nguyên t ửừườ t môi tr ng bên ngoài & ở nhi ệ t đ ộ cao - Mụ c đích: + Nâng cao độ c ứ ng, tính ch ố ng mài mòn & đ ộ b ề n m ỏ i c ủ a thép → hiệ u qu ả cao h ơ n tôi bề m ặ t → có thấ m C, th ấ m Ni, th ấ m C-Ni đ ượ c ứ ng d ụ ng trong s ả n xu ấ t c ơ khí + Nâng cao tính chố ng ăn mòn đi ệ n hoá & hoá h ọ c (ch ố ng ôxy hoá ở nhi ệ t đ ộ cao) nh ư thấ m Cr, th ấ m Al, th ấ m Si - Đượ c ti ế n hành theo 3 giai đo ạ n + Giai đoạ n 1 (phân hoá): Ngườ i ta làm xu ấ t hi ệ n các chu ỗ i phân t ử , phân tích phân t ử thấ m thành ra các nguyên t ử hoá h ọ c cao. + Giai đoạ n 2 (h ấụ p th ): Nguyên t ửạượấụ ho t đ c h p th lên b ềặ m t KL 31
+ Giai đoạ n 3 (khu ế ch tán): Nguyên t ử ho ạ t s ẽ đi sâu vào bên trong theo c ơ ch ế khu ế ch tán để t ạ o nên chi ề u sâu l ớ p th ấ m 2/ Các phươ ng pháp hoá nhi ệ t luy ệ n KL a) Thấ m cacbon (th ấ m than) - ĐN : Là phươ ng pháp hoá-nhi ệ t luy ệ n làm bão hoà (th ấ m, khu ế ch tán) C lên b ề m ặ t chi tiế t thép → thay đ ổ i t ổ ch ứ c l ớ p b ề m ặ t → thay đ ổ i t/c - Nguyên liệ u để th ấ m C là than ho ạ t tính, than g ỗ (đ ộ h ạ t Ф < 5mm) - Chấ t xúc tác : Dùng CaCO3, BaCO3 - Thiế t b ị th ấ m : lò nung, vậ t th ấ m đ ặ t trong h ộ p - Nhiệ t đ ộ th ấ m : 900-9500C 2C + O2 → 2CO (than gỗ cháy trong đki ệ n thi ế u ôxy → ôxít cacbon) 2CO → CO2 + Cng.tử (khí CO khi gặ p b ề m ặ t thép l ạ i b ị phân tích) - PVSD : bềặứ m t c ng, lõi d ẻ o, dai, đ ảả m b o tính ch ố ng mài mòn & ch ịảốơ u t i t t h n + Dùng cho chi tiế t làm vi ệ c trong đi ề u ki ệ n n ặ ng h ơ n VD: Bánh răng hộ p s ố c ủ a ôtô ph ả i qua th ấ m C Bánh răng hộ p s ố c ủ a máy c ắ t ch ỉ c ầ n tôi b ề m ặ t + Dùng cho chi tiế t có hình d ạ ng ph ứ c t ạ p, không đ ề u đ ặ n mà v ẫ n cho l ớ p th ấ m đ ề u b) Thấ m Nit ơ (NH 3) - ĐN : Là phươ ng pháp hoá - nhi ệ t luy ệ n làm bão hoà (th ấ m, khu ế ch tán) nit ơ vào b ề mặ t thép nh ằ m m ụ c đích ch ủ y ế u là nâng cao đ ộ c ứ ng & tính ch ố ng mài mòn (HRC 65-70 hơ n th ấ m C) - Đặ c đi ể m + Do tiế n hành ở nhi ệ t đ ộ th ấ p, khu ế ch tán khó khăn → thờ i gian dài mà l ớ p th ấ m v ẫ n mỏ ng VD: t0 = 5200C thì 24h đạ t (0,25-0,30)mm 48h đạ t 0,40mm + Sau khi thấ m không ti ế n hành tôi & mài + Thép dùng để th ấ m là thép h ợ p kim chuyên dùng + Lớấứơ p th m c ng h n & đ ộứấ c ng r t cao gi ữượ đ c khi làm vi ệở c t0 ≥ 5000C 32
- PVSD : dùng cho các chi tiế t c ầ n đ ộ c ứ ng & tính ch ố ng mài mòn r ấ t cao, làm vi ệ c ở t0 > 5000C, song chị u t ả i tr ọ ng không l ớ n → trụ c, bánh răng, d ụ ng c ụ c ắ t, d ụ ng c ụ đo c) Thấ m Cacbon & Nit ơ (xyanua) - ĐN : Là phươ ng pháp hoá-nhi ệ t luy ệ n làm bão hoà (th ấ m, khu ế ch tán) đ ồ ng th ờ i c ả C & N vào bề m ặ t thép đ ể nâng cao đ ộ c ứ ng & tính ch ố ng ăn mòn - Đặ c đi ể m : tuỳ theo nhiệ t đ ộ th ấ m 0 0 + Nế u th ấ m xyanua ở t thấ p = 540 – 600 C thì N chiế m ư u th ế 0 0 + Nế u th ấ m xyanua ở t cao = 800 – 860 C thì C chiế m ư u th ế - PVSD : dùng cho nhữ ng chi ti ế t c ỡ nh ỏ và c ỡ TB d) Thấ m kim lo ạ i - Là quá trình tăng cườ ng các nguyên t ố Al, Cr, Si, B, vào l ớ p b ề m ặ t c ủ a s ả n ph ẩ m bằ ng thép đ ể có thêm tính ch ị u nhi ệ t, ch ố ng g ỉ , ch ố ng mài mòn - Có thể dùng thép th ấ m kim lo ạ i thay th ế cho nh ữ ng thép h ợ p kim cao c ấ p, hi ế m 3/ Các phươ ng pháp x ử lý khác a) Xử lí nhi ệ t khu ế ch tán - Là 1 trườ ng h ợ p c ủ a hoá nhi ệ t luy ệ n. S ự t ạ o thành lớ p ph ủ là do tác đ ộ ng nhi ệ t làm nóng chả y v ậ t li ệ u ph ủ c ủ a b ề m ặ t → tạ o s ự khu ế ch tán & hình thành l ớ p ph ủ - Phươ ng pháp th ườ ng dùng: nhúng k ẽ m, nhúng thi ế c, nhúng chì → nhằ m b ả o v ệ b ề mặ t kh ỏ i s ự tác đ ộ ng c ủ a môi tr ườ ng b) Công nghệ CVD (Chemical Vapour Deposition – Công ngh ệ b ố c bay trong chân không) - Công nghệ này t ạ o l ớ p ph ủ kim lo ạ i & cêramic lên các b ề m ặ t b ằ ng các v ậ t li ệ u khác nhau ( TiC, TiN, Al2O3 tạ o l ớ p ph ủ ch ị u mài mòn Cr, Al, Si tạ o l ớ p ph ủ ch ố ng ăn mòn) - Đểạớủằ t o l p ph b ng công ngh ệ CVD, nguyên t ố kim lo ạầủảượ i c n ph ph i đ c chuyể n thành các h ợ p ch ấ t th ể khí nh ờ ngu ồ n nhi ệ t l ớ n c) Công nghệ PVD (Physical Vapour Deposition – Công ngh ệ áp d ụ ng tác đ ộ ng v ậ t lý) - Công nghệ này đ ểạớ t o l p ph ủự : l c đi ệừệượ n t , hi n t ng phóng điệ n, phát quang trong pha khí, sự bay h ơ i, s ự khu ế ch tán 33
- Đểạớủồ t o l p ph g m: hoá h ơậệủố i v t li u ph , b c bay ch ấủếềặưụ t ph đ n b m t, ng ng t , khuế ch tán t ạ o l ớ p ph ủ CHƯƠ NG 3 . CÁC PHƯƠ NG PHÁP CH Ế T Ạ O PHÔI §8: Công nghệ ch ế t ạ o phôi đúc I/ Đị nh nghĩa, đ ặ c đi ể m và phân lo ạ i 1/ Đị nh nghĩa: - Đúc KL là phươ ng pháp công ngh ệ b ằ ng cách rót KL l ỏ ng vào khuôn đã đ ị nh hình s ẵ n (hình dáng, kích thướ c), t ự đ ộ ng ngu ộ i, k ế t tinh l ạ i → rỡ khuôn theo s ả n ph ẩ m đúc là vậ t đúc. - Sả n ph ẩ m này đ ượ c chia làm 2 lo ạ i: Chi tiế t đúc, phôi đúc 2/ Đặ c đi ể m - Ưu đi ể m: + Đúc đượ c t ừ nh ữ ng v ậ t li ệ u khác nhau (gang, thép, kim lo ạ i màu &h ợ p kim c ủ a chúng) vớ i kh ố i l ượ ng v ậ t đúc t ừ vài gam →hàng trăm tấ n + Chếạữậ t o nh ng v t đúc có hình d ạếấấứạ ng, k t c u r t ph c t p (thân máy công c ụỏ , v độ ng c ơ ) + Độ chính xác v ề hình d ạ ng, kích th ướ c &đ ộ bóng không cao (có th ể đ ạ t cao khi th ự c hiệ n ph ươ ng pháp đúc chính xác) + Có thể đúc đ ượ c nhi ề u l ớ p kim lo ạ i khác nhau trong m ộ t v ậ t đúc + Có khả năng c ơ khí hoá, t ự đ ộ ng hoá + Năng suấ t cao so v ớ i các nguyên t ố khác → giá thành r ẻ - Nhượ c đi ể m : + Tố n kim lo ạ i cho h ệ th ố ng rót + Có nhiề u khuy ế t t ậ t (thi ế u h ụ t, r ỗ khí ) → tỷ l ệ ph ế ph ẩ m khá cao + Kiể m tra khuy ế t t ậ t bên trong v ậ t đúc đòi h ỏ i thi ế t b ị hi ệ n đ ạ i 3/ Phân loạ i 34
II/ Đúc trong khuôn cát 1/ Khái niệ m: - Khuôn cát đượ c ch ế t ạ o b ằ ng 1 h ỗ n h ợ p có thành ph ầ n ch ủ y ế u là cát: + Dễ t ạ o hình + Độ bóng kém, đ ộ chính xác kém → Thườ ng s ả n xu ấ t đ ơ n chi ế c hay s ử a ch ữ a ch ế th ử - Quá trình sả n xu ấ t đúc 2/ Các bộ ph ậ n c ơ b ả n c ủ a khuôn đúc b ằ ng cát 35
1- Khuôn trên 7- Tai hòm khuôn 13- Ố ng rót 2- Khuôn dướ i 8- Lòng khuôn 14- Rãnh l ọ c x ỉ 3- Mặ t phân khuôn 9- Thân lõi 15- Rãnh d ẫ n 4- Hòm khuôn 10- Gố i lõi 16- Đ ậ u ngót (đ ậ u h ơ i) 5- Rãnh thoát khí 11- Khe hở g ố i lõi 17- X ươ ng khuôn, x ươ ng lõi 6- Chố t đ ị nh v ị 12- C ố c rót (ph ễ u rót) 3/ Các phươ ng pháp làm khuôn a) Làm khuôn bằ ng tay Phân loạ i Đặ c đi ể m Ứng d ụ ng Mẫ u g ỗ Sx đơ n chi ế c, lo ạ t nh ỏ , hình Dạ ng th ườ ng, ch ấ t l ượ ng th ườ ng dạ ng b ấ t kì Mẫ u KL Sx hàng loạ t, v ậ t đúc nh ỏ , TB, Độ chính xác cao, m ẫ u s ử d ụ ng lâu dạ ng đ ơ n gi ả n Trong hòm Vậ t nh ỏ , TB, hình d ạ ng tuỳ ý Nhiề u hòm khuôn, ti ế t ki ệ m n ề n khuôn xưở ng, s ấ y khuôn Trên nề n Sx đơ n chi ế c, lo ạ t nh ỏ , v ậ t đúc Thiế u hòm khuôn, khuôn t ươ i, đúc các xưở ng lớ n, d ạ ng b ấ t kì hợ p kim b) Làm khuôn bằ ng máy Phân loạ i Đặ c đi ể m Ứng d ụ ng Máy ép, máy dằ n Sả n xu ấ t lo ạ t TB, v ậ t đúc nh ỏ , Năng suấ t cao đơ n gi ả n Hòm khuôn ≤ 200 Máy thổ i, máy b ắ n cát Loạ t nh ỏ , TB, v ậ t đúc l ớ n, hình Kích thướ c l ớ n, hòm khuôn 36
dạ ng b ấ t kì lớ n → VD: Nguyên lí củ a máy ép - Kẹ p ch ặ t m ẫ u 2, hòm khuôn chính 3, hòm khuôn phụ 4 lên bàn máy 1 → đ ổ đ ầ y h ỗ n hợ p làm khuôn vào hòm khuôn → xà ngang 5 l ắ p chày ép 6 đ ượ c quay đ ế n v ị trí làm việ c → m ở van cho khí ép vào rãnh 7 → đ ẩ y pittông 8 trong xilanh 9 lên → toàn b ộ bàn máy, hòm khuôn đi lên - Chày ép cố đ ị nh nén h ỗ n h ợ p → m ặ t trên c ủ a 3 → m ở van cho khí ra ngoài → ph ầ n thân hạ xu ố ng → quay xà ngang → rút mẫ u → Các phươ ng pháp đúc khác: TỰỨ NGHIÊN C U III/ Sự k ế t tinh c ủ a kim lo ạ i, t ổ ch ứ c KL v ậ t đúc 1/ Sự k ế t tinh c ủ a kim lo ạ i - Quá trình kế t tinh ph ụ thu ộ c vào nhi ề u y ế u t ố : + T/c lý nhiệủ t c a khuôn → kh ả năng d ẫệủ n nhi t c a khuôn s ẽảưởếấ nh h ng đ n ch t lượ ng v ậ t đúc + Bảấủợ n ch t c a h p kim đúc: v ậ t đúc khác nhau (v ậệ t li u) thì ch ấượậ t l ng v t đúc khác nhau + Kế t c ấ u, hình d ạ ng, kích th ướ c + Công nghệ đúc - Các giai đoạ n c ủ a quá trình k ế t tinh (5 giai đo ạ n) 37
+ Giai đoạ n 1: Thờ i gian đi ề n đ ầ y KL vào khuôn tính t ừ lúc b ắ t đ ầ u rót (tbđr) đế n th ờ i điể m k ế t thúc rót (tktr) → quyế t đ ị nh ch ấ t l ượ ng hình thành hình dáng, kích th ướ c hoàn chỉ nh + Giai đoạ n 2: Hạ nhi ệ t đ ộ trong khuôn tính t ừ tktr đế n th ờ i đi ể m b ắ t đ ầ u k ế t tinh (tbđkt) (KL lỏ ng b ắ t đ ầ u k ế t tinh) → ph ụ thu ộ c vào trót < tnóng chả y củ a b ấ t kỳ KL nào: ~ trót càng lớ n thì kh ả năng h ạ nhi ệ t đ ộ khuôn càng lâu trót càng xa nhiệ t đ ộ nóng ch ả y thì kh ả năng h ạ nhi ệ t khuôn càng nhanh ~ t/c lý nhiệ t c ủ a khuôn: khuôn d ẫ n nhi ệ t nhanh (ch ậ m) thì kh ả năng d ẫ n nhi ệ t trong khuôn càng nhanh (chậ m) + Giai đoạ n 3: Vậ t đúc k ế t tinh trong khuôn tính t ừ tbđkt → tktkt → vậ t đúc chuy ể n hoá hoàn toàn từểỏ th l ng sang th ểắ r n và quy ếị t đ nh ch ấượậ t l ng v t đúc ~ Phụ thu ộ c vào 2 y ế u t ố : / B ả n ch ấ t v ậ t li ệ u đúc / Công nghệ đúc ~ Quá trình kế t tinh x ả y ra theo 2 d ạ ng: / K ế t tinh theo l ớ p / Kế t tinh theo th ể tích + Giai đoạ n 4: Nguộ i ở trong khuôn tính t ừ lúc tkế t thúc k ế t tinh đế n tkế t tinh l ạ i → tiế p t ụ c hoàn chỉ nh c ấ u trúc v ậ t đúc & ả nh h ưở ng t/c c ủ a v ậ t li ệ u v ậ t đúc + Giai đoạ n 5: Nguộ i ngoài khuôn t ừ lúc tkế t thúc k ế t tinh l ạ i đế n r ỡ khuôn & đ ể ngu ộ i ngoài trờ i, do quá trình ngu ộ i nhanh nên d ễ phát sinh khuy ế t t ậ t 2/ Tổ ch ứ c KL v ậ t đúc - Phụ thu ộ c vào: k ế t c ấ u, ph ươ ng pháp & công ngh ệ đúc - Xét tổứ ch c KL v ậ t đúc v ớềệộ i đi u ki n ngu i bình th ườ ng trên 1 th ỏ i đúc v ớặ i 2 m t cắ t: d ọ c & ngang 38
+ Vùng 1: vỏ , h ạ t nh ỏ có đ ộ b ề n & đ ộ c ứ ng cao + Vùng 2: tinh thể h ạ t dài hình nhánh cây, theo h ướ ng vect ơ t ả n nhi ệ t, vuông góc, xuyên tâm Nếậ u v t đúc có thành m ỏếệ ng, ti t di n ngang nh ỏốộảệớ , t c đ t n nhi t l n thì các h ạ t phát triể n giao nhau ở tâm → g ọ i là d ạ ng xuyên tâm + Vùng 3: giữ a th ỏ i đúc có nh ữ ng h ạ t to, đ ề u tr ụ c, đ ẳ ng h ướ ng IV/ Yế u t ố ả nh h ưở ng đ ế n ch ấ t l ượ ng v ậ t đúc Chấ t l ượ ng v ậ t đúc đ ượ c đánh giá b ằ ng các ch ỉ tiêu sau đây: - Độ chính xác hình dáng & kích th ướ c - Độ nh ẵ n bóng m ặ t ngoài - Chấ t l ượ ng KL c ủ a h ợ p kim v ậ t đúc tuỳ thu ộ c vào quá trình công ngh ệ đúc & yêu c ầ u sả n ph ẩ m 1/ Hợ p kim đúc: Mỗ i h ợ p kim đúc có tính đúc khác nhau nên ch ấ t l ượ ng v ậ t đúc cũng khác nhau → chọ n bi ệ n pháp công ngh ệ h ợ p lý 2/ Loạ i khuôn đúc & ph ươ ng pháp đúc - Loạ i khuôn đúc : + Khuôn cát dẫệ n nhi t kém do h ợ p kim l ỏ ng ngu ộậạạ i ch m, t o h t tinh th ểớềặ l n. B m t lòng khuôn xù xì → độ nh ẵ n b ề m ặ t v ậ t đúc th ấ p + Khuôn KL dẫ n nhi ệ t t ố t: t ổ ch ứ c KL v ậ t đúc có h ạ t nh ỏ làm c ơ tính tăng nh ư ng do nguộ i nhanh nên có ứ ng su ấ t, n ứ t n ẻ v ậ t đúc → khó khăn cho quá trình c ắ t g ọ t - Phươ ng pháp làm khuôn + Khuôn cát làm bằ ng tay cho ch ấ t l ượ ng v ậ t đúc trong khuôn th ấ p h ơ n làm b ằ ng máy (độ chính xác cao, ch ấ t l ượ ng đ ồ ng đ ề u) 39
+ Cùng 1 loạ i khuôn KL nh ưươ ng ph ng pháp đi ềầằ n đ y b ng rót t ựạấượ do t o ch t l ng khác vớ i đi ề n đ ầ y d ướ i áp l ự c, đi ề n đ ầ y nh ờ l ự c li tâm 3/ Công nghệ đúc - Công nghệ đúc h ợẽ p lý s làm gi ảếứốể m đ n m c t i thi u các khuy ếậủậ t t t c a v t đúc kèm theo nâng cao tay nghề , hi ệ n đ ạ i hoá quá trình s ả n xu ấ t, thay đ ổ i trang thi ế t b ị - Công nghệ đúc g ồ m: + Công nghệấảợ n u ch y h p kim đúc (kèm thi ếịệạốế t b hi n đ i, kh ng ch thành ph ầ n, nhiệ t đ ộ ) + Công nghệ ch ế t ạ o khuôn & lõi (b ằ ng tay, b ằ ng máy, s ấ y ) + Công nghệ rót (có tác đ ộ ng c ơ h ọ c, rung, l ắ c ) §9: Gia công kim loạ i b ằ ng áp l ự c (GCAL) I/ Khái niệ m chung 1/ Khái niệ m - Là 1 phươ ng pháp ch ế t ạ o phôi b ằ ng cách dùng ngo ạ i l ự c tác d ụ ng lên KL ở tr ạ ng thái rắ n làm cho KL bi ế n d ạ ng d ẻ o → nhậ n đ ượ c s ả n ph ẩ m có hình d ạ ng, kích th ướ c yêu cầ u. - VD: nhữ ng ph ế ph ẩ m GCAL: v ỏ ôtô, bình xăng xe, bình ga (gia công bi ế n d ạ ng t ạ o hình) 2/ Đặ c đi ể m - Chấ t l ượ ng c ủ a phôi t ạ o ra b ằ ng GCAL có cơ tính t ố t h ơ n ch ấ t l ượ ng c ủ a phôi t ạ o ra bằ ng đúc + Tổ ch ứ c c ơ tính có t ổ ch ứ c c ấ u trúc d ạ ng h ạ t Còn GCAL có cấ u trúc d ạ ng th ớ + Về đ ộ chính xác + Về ch ấ t l ượ ng b ề m ặ t → Có tính tươ ng đ ố i - Không gia công đượ c nh ữ ng v ậ t li ệ u KL có tính d ẻ o th ấ p - Không gia công đượ c nh ữ ng hình d ạ ng có k ế t c ấ u ph ứ c t ạ p. - Nhữ ng chi ti ế t có kích th ướ c l ớ n, c ồ ng k ề nh thì cũng không là GCAL 40
- Ứụỹậơng d ng k thu t c khí hoá, t ựộ đ ng hoá đ ể nâng cao năng su ấấượ t, ch t l ng, an toàn lao độ ng. 3/ Phân loạ i Sơ đ ồ phân lo ạ i các ph ươ ng pháp GCAL II/ Nguyên lý biế n d ạ ng KL 1/ Khái niệ m v ề l ự c - Ngoạ i l ự c + Lự c tác d ụ ng chính → P + Phả n l ự c → N + Lự c ma sát → Fms P bào phôi Fms Fms phôi sau gia công N de Fms Fms - Nộ i l ự c xuấ t hi ệ n do: + Phân bố nhi ệ t đ ộ không đ ồ ng đ ề u khi nung nóng + Ngoạ i l ự c tác d ụ ng lên v ậ t gia công không đ ề u → Ứ ng su ấộự t n i l c làm gi ảớạềớạỏ m gi i h n b n, gi i h n m i → v ượ t quá gi ớạ i h n này v ậ t thể s ẽ b ị n ứ t n ẻ và phá hu ỷ 2/ Khái niệ m v ề bi ế n d ạ ng c ủ a VLKL khi ch ị u tác d ụ ng ngo ạ i l ự c - Vậ t gia công khi ch ị u tác d ụ ng P thì s ẽ x ả y ra bi ế n d ạ ng tuỳ thu ộ c vào giá tr ị c ủ a P → có thể x ả y ra các lo ạ i bi ế n d ạ ng: 41
+ Biế n d ạ ng đàn h ồ i (đo ạ n oa) + Biế n d ạ ng d ẻ o (đo ạ n ac) + Biế n d ạ ng phá hu ỷ (đo ạ n cd) - Gia công áp dụ ng cho bi ế n d ạ ng d ẻ o giúp cho tính toán l ự c d ậ p → công su ấ t máy d ậ p → chọ n máy → tính đ ộ b ề n, đ ộ c ứ ng, đ ộ ch ị u mòn c ủ a khuôn d ậ p III/ Các phươ ng pháp gia công KL b ằ ng áp l ự c 1/ Cán a) Khái niệ m : Là quá trình biế n d ạ ng KL qua khe h ở c ủ a các tr ụ c cán quay ng ượ c chi ề u nhau để t ạ o nên s ả n ph ẩ m cán b ằ ng l ự c ma sát (hình 44a) b) Phân loạ i các ph ươ ng pháp cán - Theo nhiệ t đ ộ gia công: Cán nóng, cán ngu ộ i 42
- Theo chiề u quay & ph ươ ng tr ụ c cán: Cán d ọ c, cán ngang, cán nghiêng c) Ứng d ụ ng - Thép hình: + Đơ n gi ả n: + Phứ c t ạ p: + Đặ c bi ệ t: - Thép ố ng: Ố ng có m ố i hàn & không có m ố i hàn - Thép tấ m: chi ế m 70%, đ ượ c s ả n xu ấ t theo tiêu chu ẩ n + Tấ m dày: 4-60mm + Còn lạ i thép m ỏ ng: ~ 2- 4mm ~ 2mm: thép lá, thép cuộ n, thép băng 2/ Kéo kim loạ i a) Khái niệ m : Là phươ ng pháp bi ế n d ạ ng d ẻ o KL qua l ỗ hình khuôn kéo d ướ i tác d ụ ng củ a l ự c kéo, s ả n ph ẩ m có hình dáng, kích th ướ c nh ỏ h ơ n ti ế t di ệ n phôi (hình 44b) b) Ứng d ụ ng : ~ Vậ t li ệ u khuôn đ ượ c ch ế t ạ o t ừ h ợ p kim c ứ ng (kéo dây có D = 0,5mm) ~ Bằ ng kim c ươ ng (kéo dây có D r ấ t nh ỏ ) ~ Bằ ng thép d ụ ng c ụ hay thép gió (kéo dây thanh hay ố ng có D l ớ n) 3/ Ép kim loạ i a) Khái niệ m : Là quá trình nén KL trong khuôn kín qua lỗ khuôn ép đ ể nh ậ n đ ượ c hình dáng và kích thuớ c c ủ a chi ti ế t c ầ n ch ế t ạ o (hình44c) b) Các phươ ng pháp ép - Ép thuậ n: chi ề u đi ra c ủ a s ả n ph ẩ m cùng v ớ i chi ề u c ủ a l ự c ép - Ép nghị ch: chi ềự u l c ép ng ượớề c v i chi u đi ra c ủảẩễếạẻạ a s n ph m, d bi n d ng d o, t o hình tố t h ơ n, d ễ rung đ ộ ng, ch ấ t l ượ ng s ả n ph ẩ m kém h ơ n c) Ứng d ụ ng : sả n ph ẩ m ép có th ể là th ỏ i, dây, ố ng v ớ i các ti ế t di ệ n khác nhau (theo l ỗ hình khuôn ép) 43
4/ Rèn tự do a) Khái niệ m : Là quá trình biếạự n d ng t do d ướ i tác d ụủ ng c a thi ếịạựụụ t b t o l c, d ng c (bề m ặ t búa, đe) (hình 44d) b) Đặ c đi ể m : + Tính nhiệ t cao + Gia công đượ c v ậ t ph ứ c t ạ p + Cơ tính c ủ a v ậ t rèn t ự do không đ ề u + Tính dẻ o KL không cao, không nên gc v ậ t hình khuôn, nêm c) Công nghệ rèn t ự do: • Nguyên công gồ m : - Chồ n: là nguyên công rèn làm cho tiế t di ệ n c ủ a phôi l ớ n lên do chi ề u cao gi ả m xu ố ng → Phươ ng pháp ch ồ n: + Ch ồ n toàn ph ầ n + Chồ n đ ầ u + Chồ n gi ữ a - Vuố t: Làm tiế t di ệ n v ậ t gi ả m đi, tăng chi ề u dài v ậ t + Có 2 phươ ng pháp l ậ t phôi ~ Lậ t phôi 900 (năng suấ t cao) ~ Xoay phôi (năng suấ t kém) + Vuố t ố ng: ~ Làm tăng đ ườ ng kính tr ụ c tâm (Ф↑) ~ Tăng chiề u dài (L↑) → tr ụ c vu ố t ( ố ng dài ra) ~ Фong ↓ + Vuố t ph ẳ ng: làm quay phôi, làm tăng chi ề u dài, r ộ ng (L,B↑) → đ ượ c t ấ m ph ẳ ng r ấ t mỏ ng 44
- Độ t l ỗ : + Dụ ng c ụ : chày & c ố i đ ộ t + Có 2 phươ ng pháp: ~ Đ ộ t l ỗ thông ~ Độ t l ỗ không thông → có 1 miế ng đ ộ n v ớ i chi ề u cao = chi ề u cao mi ệ ng c ố i - chi ề u dày phôi → chúng có chiề u cao = chi ề u cao l ỗ c ầ n đ ộ t - Uố n: làm cho thanh KL có thớ thay đ ổ i → nguyên công uố n làm cho 1 ph ầ n c ủ a thanh (th ớ , s ợ i) quay đi góc làm thành v ớ i ph ầ n còn lạ i 1 l ượ ng nh ấ t đ ị nh. • Khuyế t t ậ t: xả y ra khi chi ề u cao phôi H/D > 2,5 - Thiế t di ệ n tang tr ố ng - Tang trố ng kép 5/ Dậ p th ể tích a) Khái niệ m : Là phươ ng pháp rèn mà kim lo ạ i bi ế n d ạ ng trong lòng khuôn có hình dáng và kích thướ c nh ấ t đ ị nh (hình 44e) → năng suấ t cao, không c ầ n t0 cao. Dễ c ơ khí hoá, t ự đ ộ ng hóa 45
b) Các phươ ng pháp d ậ p • Dậ p trong khuôn h ở - Phươ ng c ủ a l ự c tác d ụ ng vuông góc m ặ t phân khuôn (có rãnh ba-via) - Công suấ t l ớ n, tính d ẻ o kém • Dậ p trong khuôn kín → Lự c song song v ớ i m ặ t phân khuôn: + Không có ba-via + Tính dẻ o cao + Công suấ t nh ỏ + Chế t ạ o khó khăn, d ễ v ỡ , giá thành đ ắ t h ơ n + Yêu cầ u tính toán phôi khi d ậ p c ầ n chính xác h ơ n 6/ Dậ p t ấ m a) Khái niệ m : Là phươ ng pháp bi ế n d ạ ng d ẻ o phôi KL ở d ạ ng t ấ m (hình 44g) b) Đặ c đi ể m : - Độ b ề n, đ ộ bóng cao, đ ộ chính xác cao, kh ả năng l ắ p l ẫ n cao - Khả năng c ơ khí hoá, t ự đ ộ ng hoá cao - Năng suấ t cao c) Các nguyên công • Pha cắ t phôi 46
- Pha cắ t: chia 1 tấ m phôi l ớ n thành 1 t ấ m phôi nh ỏ , v ế t c ắ t không khép kín. + Dao song song (hình 6a): mỗ i l ầ n c ắ t, c ắ t toàn b ộ chi ề u dài → năng su ấ t cao, v ế t cắ t đ ẹ p nh ư ng b ấ t l ợ i là Lcắ t < Ldao + Dao nghiêng (hình 6b): tăng vế t c ắ t liên ti ế p trên có th ể c ắ t đ ượ c chi ề u dài tuỳ ý, vế t c ắ t x ấ u, năng su ấ t th ấ p + Dao đĩa (hình 6c): là dao dạ ng đĩa đ ượ c l ắ p trên tr ụ c quay ~ Nó vừ a c ắ t, v ừ a kéo v ậ t vào ~ Bố trí đ ượ c nhi ềặ u c p dao đ ểắượ c t đ c nhi ềặẳ u m t ph ng - Dậ p c ắ t phôi: chu vi cắ t là 1 đ ườ ng khép kín, c ắ t b ằ ng chày, c ố i → khi ti ế n hành d ậ p cắ t phôi ph ả i b ố trí đ ể c ắ t đ ượ c nhi ề u hình nh ấ t → Lấ y A b ỏ B (d ậ p l ỗ ) Lấ y B b ỏ A (d ậ p c ắ t) → Hiệ u su ấ t: η = ∑ Fi 100%/F0 ( Fi - diệ n tích phôi i F0 - diệ n tích t ấ m phôi) • Tạ o hình 47
- Dậ p sâu : là nguyên công cấ u t ạ o ra các s ả n ph ẩ m d ạ ng ố ng thông hay không thông phôi + Dậ p sâu không làm m ỏ ng thành ~ 1 phầ n v ậ t li ệ u ch ư a đ ượ c d ậ p b ị nhăn ~ Chiề u dày phôi = chi ề u dày s ả n ph ẩ m ~ Để ch ố ng hi ệ n t ượ ng nhăn ph ả i dùng 1 vành ch ặ n gi ữ phôi + Dậ p sâu làm m ỏ ng thành S1 ≤ S0 - Uố n vành: thự c hi ệ n trên nhi ề u b ộ chày, c ố i khác nhau → là nguyên công tạ o ra m ọ i m ặ t ph ẳ ng vuông góc v ớ i tr ụ c ố ng - Tóp miệ ng : làm cho sả n ph ẩ m ố ng nh ỏ l ạ i - Giãn phồ ng : làm thay đổ i ti ế t di ệ n 1 đo ạ n nào đó c ủ a ố ng ch ấ t l ỏ ng d) Ứng d ụ ng: dùng trong ngành công nghiệ p ôtô, hàng không, hàng h ả i, d ụ ng c ụ thi ế t b ị điệệử n, đi n t , công nghi ệựẩ p th c ph m, dân d ụ ng, chi ti ế t che ch ắắậỏ n, n p đ y, v , thùng chứ a §10: Gia công kim loạ i b ằ ng hàn & c ắ t I/ Đị nh nghĩa, đ ặ c đi ể m, phân lo ạ i 1/ Đị nh nghĩa: Là phươ ng pháp công ngh ệ n ố i các chi ti ế t máy b ằ ng kim lo ạ i ho ặ c phi kim loạ i v ớ i nhau b ằ ng cách nung nóng ch ỗ n ố i đ ế n tr ạ ng thái hàn (ch ả y ho ặ c d ẻ o). + Chả y đ ể chúng k ế t tinh l ạ i + Dẻ o dùng l ự c ép đ ể chúng khu ế ch tán sang nhau g ọ i là m ố i n ố i (m ố i hàn). S ả n ph ẩ m đượếạ c ch t o nh ưậọ v y g i là v ậ t hàn, phôi đ ượếạ c ch t o nh ưậọ v y g i là phôi hàn 2/ Đặ c đi ể m - Ưu đi ể m : 48
+ Tạ o liên k ế t ph ứ c t ạ p mà đúc, rèn - d ậ p khó ho ặ c không th ự c hi ệ n đ ượ c + Hàn đượ c các v ậ t li ệ u cùng lo ạ i ho ặ c khác lo ạ i + Tiế t ki ệ m KL nhi ề u: so v ớ i tán b ằ ng đinh rivê, l ắ p b ằ ng bulông ti ế t ki ệ m 20%, so v ớ i đúc thì tiế t ki ệ m 50% + Công nghệ hàn t ươ ng đ ố i đ ơ n gi ả n & linh đ ộ ng + Hàn tạ o ra các k ếấ t c u kín, đ ộề b n cao → ch ếạảẩịựểứ t o s n ph m chu áp l c: b ch a, thùng, bình áp lự c, đ ườ ng ố ng → năng suấ t, ch ấ t l ượ ng hàn cao, giá thành s ả n ph ẩ m h ạ - Nhượ c đi ể m : Sau khi hàn vẫ n t ồ n t ạ i ứ ng su ấ t d ư , v ậ t hàn d ễ bi ế n d ạ ng (cong, vênh) 3/ Phân loạ i II/ Các công nghệ hàn 1/ Hàn hồ quang a) Khái niệ m - Hồ quang hàn : là ngọ n l ử a sinh ra gi ữ a 2 đi ệ n c ự c khi đó đi qua môi tr ườ ng đã b ị ion hoá 0 0 + Ngọ n l ử a này có ánh sáng chói, tr ắ ng, có t cao = 6000 C + Đườ ng đ ặ c tính c ủ a h ồ quang hàn t ố t nh ấ t trong kho ả ng II t ạ i I = (102 – 103)A 49
→ Hàn hồ quang tay ~ Hồ quang tr ự c ti ế p: ~ Hồ quang gián ti ế p: - Điệ n c ự c hàn : + Hàn hồ quang tr ự c ti ế p: đi ệ n c ự c nóng ch ả y b ổ sung KL cho m ố i hàn g ọ i là que hàn + Hàn hồ quang gián ti ế p: đi ệ n c ự không nóng ch ả y nên ng ườ i ta ph ả i dùng 1 que hàn phụ đ ể b ổ sung → Có 2 loạ i que hàn: ~ Que hàn trầ n không có n ữ a, hàn t ự đ ộ ng, bán t ự đ ộ ng có dây hàn tr ầ n ~ Que hàn bọ c thu ố c hàn: bên ngoài lõi thép đ ượ c đ ắ p thu ố c d ọ c theo que hàn b) Nguồ n đi ệ n hàn & máy hàn - Dòng điệ n xoay chi ề u + Có sẵ n, r ấ t r ẻ , thi ế t b ị đ ơ n gi ả n + Ngọ n l ử a h ồ quang cháy không ổ n đ ị nh, ch ấ t l ượ ng m ố i hàn kém. - Dòng 1 chiề u + Có máy phát điệ n 1 chi ề u + Hồ quang ổ n đ ị nh, ch ấ t l ượ ng hàn cao, giá thành đ ắ t. 50
- Yêu cầ u kĩ thu ậ t: + Điệ n th ế không t ả i nh ỏ : U0 nhỏ (50-80V) + Điệ n th ế khi hàn: Un < U0 + Điệ n th ế hàn d ễ dàng thay đ ổ i phù h ợ p v ớ i đi ệ n tr ở (Un thay đổ i → Rn) (dòng điệ n đ ặ c tính yêu c ầ u ph ả i là d ố c liên t ụ c) + Dòng điệ n ng ắ n m ạ ch In/m = (1,3 – 1,4)In (dòng điệ n ng ắ n m ạ ch không th ể v ượ t quá dòng điệ n 2 hàn 30- 40%) + In , Un có dạ ng hình sin l ệ ch pha + Cườộ ng đ dòng đi ệ n hàn ph ảễềỉ i d đi u ch nh theo phân c ấềỉờạ p (đi u ch nh r i r c) & vô cấ p ph ố i h ợ p (m ọ i giá tr ị t ừ max →min) + Gọ n nh ẹ , d ễ ch ế t ạ o, d ễ v ậ n hành & đ ặ c bi ệ t giá thành r ẻ c) Công nghệ hàn - Các loạ i m ố i hàn + Hàn chồ ng: + Hàn góc: + Hàn chữ T: - Vị trí m ố i hàn trong không gian: chia làm 3 góc 51
Trong 3 mố i hàn này v ị trí hàn s ấ p là thu ậ n l ợ i nh ấ t - Chế đ ộ hàn + Đườ ng kính que hàn ~ Giáp mố i: dque = S/2 + 1 (mm) ~ Hàn góc: dque = K/2 + 2 (mm) [ S - chiề u dày v ậ t hàn giáp m ố i K - cạ nh m ố i hàn góc hay ch ữ T ] + Cườ ng đ ộ dòng đi ệ n: In = (20 + 6dque) (A) → Chú ý: đây là đố i v ớ i hàn s ấ p Nế u hàn đ ứ ng gi ả m đi (10 – 15%), hàn ng ử a gi ả m đi (15- 20%) d) Hàn hồ quang t ự đ ộ ng & bán t ự đ ộ ng : để nâng cao năng su ấ t lao đ ộ ng • Hàn tự đ ộ ng (năng suấ t cao, ch ấ t l ượ ng t ố t) nên t ự đ ộ ng: - Gây hồ quang - Duy trì hồ quang - Rắ c thu ố c, phun khí - Hoàn thành mố i hàn → Hàn tự đ ộ ng trong khí b ả o v ệ có th ể dùng khí tr ơ (Argon, hêli) 52
• Hàn bán tự đ ộ ng - Tự đ ộ ng: ~ Gây h ồ quang ~ Duy trì hồ quang - Bằ ng tay: ~ R ắ c thu ố c, phun khí ~ Hoàn thành mố i hàn 2/ Hàn khí a) Khái niệ m : Là phươ ng pháp hoá h ọ c, Ph ươ ng pháp nóng ch ả y b ằ ng ngu ồ n nhi ệ t h ạ t sinh ra từ các ph ả n ứ ng cháy trong ôxy t ạ o ra. b) Khí hàn & ngọ n l ử a hàn • Khí ôxy: + Hoá họ c + Vậ t lý (đi ệ n phân n ướ c) + Công nghiệ p (hoá l ỏ ng không khí) • Khí cháy: là tấ t c ả các lo ạ i hàn khí khi cháy trong O2 nó toả nhi ệ t (th ườ ng dùng C2H2) → Ngọ n l ử a hàn khí: O2 / C2H2 = 1,1 – 1,2 O2 / C2H 1,2 → giào O2 : I + II rấ t l ớ n → oxy hoá: dùng hàn đ ồ ng xanh c) Trạ m hàn khí 53
• Thùng điề u ch ế 1 : áp suấ t P = 1atm • Bình ôxy 2 : ~ Dung tích 40(l) ~ Áp suấ t P = 150 – 260atm → khi có ma sát, t0 cao → gây nổ → Quy đị nh: bình ch ứ a ôxy s ơ n màu xanh • Van bả o hi ể m 3 : dậắọử p t t ng n l a cháy còn l ạ i tránh hi ệượổảệ n t ng n , b o v an toàn cho vùng điề u ch ế • Van giả m áp 4 : làm giả m áp su ấ t c ủ a ôxy t ừ trong bình ra ngoài. Có nhi ề u lo ạ i: van thuậ n, van ngh ị ch, van 2 bu ồ ng • Mỏ hàn ki ể u hút 5 (điề u ch ế t ạ i ch ỗ ) → Hoạ t đ ộ ng: ~ m ở 2 khoá, O2 & C2H2, nằ m ngoài nhau ~ mở O2 trướ c xem đ ườ ng d ẫ n có thông không ~ khi dẫ n đã thông → t ạ o thành C2H2 + O2 • Dây dãn khí : dây vả i cao su (P = 1atm) d) Công nghệ hàn khí : ~ Hàn phả i ~ Hàn trái • Đườ ng kính que hàn (d) - Khi hàn phả i: dp = S/2 (mm) - Khi hàn trái: dt = S/2 + 1 (mm) • Công suấ t ng ọ n l ử a hàn A = k.S (l/h) + k - hệ s ố ph ụ thu ộ c KL v ậ t hàn & pp hàn → thép k = 100-120, Cu có k = 150 -200 + S - chiề u dày v ậ t hàn (mm) 3/ Hàn điệ n ti ế p xúc 54
a) Khái niệ m : Là phươ ng pháp hàn dùng dòng đi ệ n hàn có c ườ ng đ ộ l ớ n đi qua ch ỗ ti ế p xúc có điệ n tr ở l ớ n đ ể t ạ o ra dòng đi ệ n hàn 2 Q = 0,24RtxI t b) Đặ c đi ể m - Năng suấ t cao - Mố i hàn r ấ t ch ắ c: có th ể hàn đ ượ c các h ợ p kim có t/c khác nhau c) Các phươ ng pháp hàn - Hàn giáp mố i - Hàn điể m: + m ố i hàn ch ắ c + mố i hàn không kín - Hàn đườ ng 4/ Hàn vả y 0 a) Khái niệ m : Là nố i 2 v ậ t hàn có t nc khác nhau thông qua vậ t trung gian b) Đặ c đi ể m : - Tính kinh tế cao - Không gây ra thay đổ i thành ph ầ n hoá h ọ c c ủ a KL v ậ t hàn → vùng ả nh h ưở ng nhi ệ t không tồ n t ạ i → v ậ t hàn không b ị bi ế n d ạ ng - Hàn đượ c các k ế t c ấ u ph ứ c t ạ p - Hàn đượ c các KL khác nhau - Năng suấ t hàn cao, không đòi h ỏ i công nhân b ậ c cao c) Các loạ i v ả y hàn 0 0 - Vả y m ề m: t nc < 450 C 0 0 - Vả y c ứ ng: t nc ≈ 850 C III/ Cắ t kim lo ạ i 1/ Khái niệ m: Ngườ i ta dùng ng ọ n l ử a hàn nung thép đ ế n cháy đ ể t ạ o ra ôxit. Sau đó dùng ôxy cắ t có áp su ấ t cao 6-8atm. Đ ểạỉỏ oxh t o ra x l ng , sau đó ng ườợụ i ta l i d ng ôxy này đ ể thổ i x ỉ l ỏ ng ra ngoài t ạ o nên v ế t c ắ t 55
2/ Điề u ki ệ n c ắ t: 0 0 - t oxh < t chả y kim lo ạ i 0 0 - t ch ảy oxh < t chả y kim lo ạ i - Đủ nhi ệ t Q đ ể duy trì quá trình c ắ t - Hệ s ố d ẫ n nhi ệ t c ủ a KL nh ỏ - Tính chả y loãng c ủ a x ỉ cao CHƯƠ NG 4. Các công nghệ , thi ế t b ị gia công c ắ t g ọ t kim lo ạ i §11: Nguyên lý cắ t g ọ t kim lo ạ i I/ Khái niệ m c ơ b ả n v ề quá trình c ắ t g ọ t 1/ Nguyên lí cắ t g ọ t & các chuy ể n đ ộ ng c ơ b ả n • Thự c ch ấ t - Là hớ t b ớ t đi 1 l ớ p KL trên b ề m ặ t phôi đ ể t ạ o nên m ộ t v ậ t th ể - Dụ ng c ụ đ ể c ắ t đ ượ c g ọ i là dao c ắ t - Sả n ph ẩ m cu ố i cùng thu đ ượ c g ọ i là chi ti ế t • Đặ c đi ể m - Gia công phôi bằ ng tay: Gia công ngu ộ i, th ườ ng gia công trên b ề m ặ t (năng su ấ t thấ p), yêu c ầ u trình đ ộ cao nh ư ng lao đ ộ ng n ặ ng nh ọ c, c ầ n đ ộ chính xác. - Gia công bằ ng máy nh ư ng mu ố n t ạ o ra đ ượ c s ả n ph ẩ m có đ ộ chính xác cao thì ( ) phả i dùng th ợ b ậ c cao - Chiế m 60-70% s ả n ph ẩ m công nghi ệ p t ạ o ra • Các chuyể n đ ộ ng c ơ b ả n (2 chuyể n đ ộ ng chính) - Chuyể n đ ộ ng c ắ t: nh ờ có nó mà t ạ o ra phoi VD: quay phôi như ti ệ n - Chuyể n đ ộ ng dao: là chuy ể n đ ộ ng duy trì chuy ể n đ ộ ng c ắ t 56
VD: Trong tiệ n là chuy ể n đ ộ ng t ị nh ti ế n c ủ a dao Các chuyể n đ ộ ng còn l ạ i đ ề u là chuy ể n đ ộ ng ph ụ 2/ Các thông số c ơ b ả n c ủ a ch ế đ ộ c ắ t g ọ t • Tố c đ ộ c ắ t V VD: - Khi tiệ n: V = пDn /1000 (m/ph) - Khi bào: V = L/1000.t (m/ph) vớ i ~ D - đ ườ ng kính phôi (mm) ~ n - số vòng quay phôi (v/ph) ~ L - chiề u dài hành trình (mm) ~ t - thờ i gian c ủ a 1 hành trình (phút) • Lượ ng ch ạ y dao S VD: Khi phay: S0 = Sz . Z (mm/v) Sph = S0.n = Sz.Z.n vớ i ~ n - s ố vòng quay c ủ a dao phay (v/ph) ~ Z - số răng dao phay ~ S0 - lượ ng ch ạ y dao vòng (mm/v) ~ Sz - lượ ng ch ạ y dao răng ~ Sph - lượ ng ch ạ y dao phút (mm/ph) • Chiề u sâu c ắ t t VD: - Khi tiệ n ngoài: t = (D-d)/2 - Khi khoan: t = D/2 vớ i ~ D - đ ườ ng kính m ặ t c ầ n gia công (mũi khoan) (mm) ~ d – đườ ng kính m ặ t đã gia công (mm) • Thờ i gian đ ể gia công 1 chi ti ế t máy T c 57
Tc = Tm + Tp + Tpv + Tn - Tm - thờ i gian máy VD: khi tiệ n thì Tm = L.i/S.n (phút) ~ L - chiề u dài hành trình dao (mm) ~ i - số l ầ n ch ạ y dao - Tp - thờ i gian ph ụ (đăt, k ẹ p, tháo chi ti ế t, ) - Tpv - thờ i gian ph ụ c v ụ ch ỗ làm vi ệ c (chu ẩ n b ị máy, d ụ ng c ụ , đ ồ gá) - Tn - thờ i gian ngh ỉ • Năng suấ t c ủ a máy N = 1/Tc (cái/phút) II/ Hình dáng hình họ c & thông s ố c ơ b ả n c ủ a d ụ ng c ụ c ắ t 1/ Cấ u t ạ o d ụ ng c ụ c ắ t - Phầ n công tác (ph ầ n làm vi ệ c) 1 - Phầ n thân 2 - Phầ n chuôi 3 → phầ n công tác c ủ a d ụ ng c ụ c ắ t (1) - mặ t tr ướ c c ủ a dao (m ặ t thoát phoi) (2) - mặ t sau chính (3) - mặ t sau ph ụ (4) - lưỡ i c ắ t chính là giao tuy ế n c ủ a m ặ t tr ướ c & m ặ t sau chính (5) - lưỡắụ i c t ph : giao tuy ếủặướ n c a m t tr c & m ặ t sau ph ụ 58
+ Đườ ng cong n ố i 2 l ưỡ i c ắ t là cong đ ỉ nh dao + Mặ t sau chính & m ặ t sau ph ụốớ n i v i nhau b ởặ i m t cong g ọặốế i là m t n i ti p 2/ Các mặ t trên phôi - I - mặư t ch a gia công là b ềặủ m t c a chi ti ế t mà t ừ đó m ộớ t l p kim lo ạưẽượ i d s đ c cắ t thành phoi - II - mặ t đang gia công là b ềặủếốếữặư m t c a chi ti t n i ti p gi a m t ch a gia công & m ặ t đã gia công. Trong quá trình cắ t m ặ t đang gia công luôn ti ế p xúc v ớ i l ưỡ i c ắ t d ụ ng c ụ - III - mặ t đã gia công là b ềặủếượạ m t c a chi ti t đ c t o thành sau khi đã c ắộớ t đi m t l p kim loạ i III/ Các hiệ n t ượ ng v ậ t lý trong quá trình c ắ t g ọ t kim lo ạ i 1/ Sự hình thành phoi và các lo ạ i phoi - Trong quá trình cắ t có hi ệượ n t ng lan truy ềếạế n bi n d ng, n u ta ti ếụế p t c ti n thì hi ệ n tượ ng bi ế n d ạ ng đó đ ượ c lan truy ề n làm cho 1 ph ần kim loạ i tr ượ t b ề m ặ t tr ướ c c ủ a dao gọ i là phoi - Hình dạ ng phoi : tuỳ thuộ c vào ph ươ ng pháp gia công, lo ạ i d ụ ng c ụ c ắ t, hình dáng lưỡ i c ắ t, h ướ ng ti ế n dao, - Có 3 loạ i phoi : 59
+ Phoi xế p: có dạ ng răng c ư a, g ấ p khúc, li ề n nhau thành t ừ ng m ả nh ng ắ n →xả y ra khi gia công kim loạ i có đ ộ c ứ ng trung bình (thép 50, 60, 70 ; gia công kim lo ạ i d ẻ o) + Phoi dây: là phoi dài, xoắ n l ạ i → x ả y ra khi gia công kim lo ạ i d ẻ o, dai nh ư thép 35,40 - đồ ng – nhôm cán + Phoi hạ t (v ụ n): đượ c tách ra thành t ừ ng m ả nh v ụ n → gia công các kim loạ i giòn (gang, đồ ng đúc, nhôm đúc) 2/ Nhiệ t l ượ ng sinh ra khi c ắ t (nhi ệ t c ắ t) - Nhiệ t l ượ ng sinh ra ở vùng c ắ t l ớ n → t0 cắ t cao - Nhiệ t l ượ ng c ắ t truy ề n vào: + Cho dao: (15-20)% + Cho phôi (chi tiế t): 4% + Cho không khí: (1-2)% + Cho phoi: đạ i b ộ ph ậ n truy ề n cho phoi (25-80)% - Nhiệ t c ắ t có đ ượ c do phá hu ỷ m ạ ng tinh th ể → gi ả i phóng năng l ượ ng Qc = Qdao + Qphôi + Qkk + Qphoi Qc gồ m Q1 – năng lượ ng gi ả i phóng khi phá v ỡ m ạ ng tinh th ể Q2 – do lự c ma sát giao v ớ i phôi, v ớ i phoi - Nhiệ t l ượ ng c ắ t làm cùn dao, gi ả m đ ộ bóng Qc = Q1 + Q2 (bôi trơ n) Làm giả m Q1 bằ ng cách làm ngu ộ i 3/ Lự c c ắ t P = Pz + Py + Px - Pz - lự c c ắ t ch ủ y ế u (l ự c vòng) 60
- Py - lựẩọ c đ y d c theo tr ụủ c c a dao (dùng đ ểịộứủ xác đ nh đ c ng c a dao, c ơấẹ c u k p chặ t dao) - Px - lự c tính đ ộ b ề n tu ổ i tho c ủ a dao → Pz : Py : Px = 1 : 0,4 : 0,25 4/ Sự mài mòn dao - T1 : giai đoạ n mài mòn ban đ ầ u → nhanh nh ư ng th ờ i gian ng ắ n → đ ể san b ằ ng các vế t nh ỏ trên b ề m ặ t - T2 : giai đoạ n mài ổịế n đ nh, ti p xúc m ặớ t l n → làm vi ệ c trong ch ếộửướ đ n a t → kh ả năng mòn chậ m → là giai đo ạ n làm vi ệ c ch ủ y ế u c ủ a dao. Cu ố i giai đo ạ n 2 không còn vế t trũng đ ể ch ứ a d ầ u - T3 : là giai đoạ n mòn kh ố c li ệ t → mài mòn nhanh & làm vi ệ c ở ch ế đ ộ ma sát khó → dao không làm việ c → tuổ i th ọ dao là th ờ i gian làm vi ệ c c ủ a dao, tính b ằ ng gi ờ IV/ Vậ t li ệ u ch ế t ạ o d ụ ng c ụ c ắ t : TỰỨ NGHIÊN C U PHÂN TÍCH CÁC THÔNG SỐỌỦ HÌNH H C C A DAO PHAY 1/ Mộ t s ố lo ạ i dao phay đi ể n hình 61
2/ Sơ đ ồ gia công các b ề m ặ t b ằ ng dao phay §12: Các cơ c ấ u chuy ể n đ ộ ng và đi ề u khi ể n I/ Khái niệ m chung v ề chuy ể n đ ộ ng & đi ề u khi ể n - Trong hệ th ố ng máy & thi ế t b ị luôn t ồ n t ạ i 2 h ệ th ố ng truy ề n đ ộ ng: + Truyề n đ ộ ng chính - m ạ ch đ ộ ng l ự c + Truyề n đ ộ ng đi ề u khi ể n - m ạ ch đi ề u khi ể n → Nguồộựộơ n đ ng l c (I) (đ ng c xoay chi ề u 3pha, 1pha, đ ộơệề ng c đi n 1chi u)→ các c ơ cấ u truy ề n đ ộ ng (II) → c ơ c ấ u ch ấ p hành làm vi ệ c (III) (trụ c chính quay mang phôi, bàn máy mang dao tị nh ti ế n ) có th ể chuy ể n đ ộ ng quay, th ẳ ng 62
- Truyề n d ẫ n phân c ấ p : trong giớ i h ạ n t ố c đ ộ t ừ nh ỏ nh ấ t (nmin, vmin) → lớ n nh ấ t (nmax, vmax) có hữạấốộ u h n c p t c đ → nh ượể c đi m: khi c ầ n chính xác 1 c ấốộạ p t c đ nào l i không có VD: máy tiệ n T620 có 23 c ấ p t ố c đ ộ t ừ 12,5- 2000v/ph, công b ộ i φ = 1,26 - Truyề n d ẫ n vô c ấ p : trong giớạốộừỏấếớ i h n t c đ t nh nh t đ n l n nh ấ t có vô h ạấ n c p tố c đ ộ → ư u đi ể m: c ầ n t ố c đ ộ nào trong kho ả ng ấ y đ ề u có II/ Các cơ c ấ u truy ề n đ ộ ng 1/ Truyề n đ ộ ng phân c ấ p a) Truyề n đ ộ ng đai gồ m 2 puli: ch ủ đ ộ ng & b ị đ ộ ng → tỉ s ố truy ề n i = D1/D2 = n1/n2.η vớ i η - h ệ s ố tr ượ t D1, D2 - đườ ng kính ngoài c ủ a các puli n1, n2 - vậ n t ố c vòng c ủ a puli 1,2 - Ưu đi ể m: + truyề n d ẫ n êm + truyề n d ẫ n v ớ i kho ả ng cách l ớ n → dùng đểề truy n chuy ểộừộơớộốộụ n đ ng t đ ng c t i h p t c đ , tr c chính yêu c ầ u êm (tr ụ c chính máy mài) - Nhượ c đi ể m: tỉ s ố truy ề n không chính xác → không dùng cho xích cắ t ren, xích bao hình b) Truyề n đ ộ ng bánh răng - Truyề n đ ộ ng bánh răng g ồ m nh ữ ng c ặ p bánh răng tr ụ ho ặ c côn ăn khớ p v ớ i nhau → nhằ m truy ề n chuy ể n đ ộ ng quay gi ữ a các tr ụ c song song hay vuông góc v ớ i nhau nh ờ các bánh răng có số răng Z 63
→ tỉ s ố truy ề n i = Z1/Z2 = n2/n1 vớ i Z1, Z2 - số răng c ủ a bánh răng n1, n2 - số vòng quay bánh răng c/ Truyề n đ ộ ng tr ụ c vit – bánh vít - Truyề n đ ộ ng tr ụ c vít – bánh vít là d ạ ng truy ề n chuy ể n đ ộ ng quay gi ữ a 2 tr ụ c không song song - Ưu đi ể m: có tính ch ấ t t ự hãm → dùng cho tờ i, palăng nâng h ạ t ả i tr ọ ng → tỉ s ố truy ề n i = K/Zbv vớ i K - s ố đ ầ u m ố i c ủ a tr ụ c vít (K = 1,2,3) Zbv - số răng bánh vít 64
d/ Truyề n đ ộ ng tr ụ c vít me – đai ố c - Truyềộụ n đ ng tr c vít-me đai ốạ c là 1d ng truy ề n chuy ểộểế n đ ng đ bi n chuy ểộ n đ ng quay tròn thành chuyể n đ ộ ng t ị nh ti ế n. Khi tr ụ c vít quay t ạ i ch ỗ , đai ố c t ị nh ti ế n → Độ dài t ị nh ti ế n S = n. tx vớ i n - s ố vòng quay tx - bướ c tr ụ c vít e/ Truyề n đ ộ ng bánh răng – thanh răng - Nguyên lý: khi bánh răng quay thì thanh răng tị nh ti ế n & ng ượ c l ạ i khi thanh răng t ị nh tiế n thì bánh răng quay → Khả năng ăn kh ớ p S = п.m.Z.n vớ i n - s ố vòng quay c ủ a bánh răng m - số môđun c ủ a răng Z - số răng bánh răng 2/ Truyề n đ ộ ng vô c ấ p a) Bánh ma sát 65
- Bánh ma sát đượ c dùng theo nhi ề u d ạ ng truy ề n d ẫ n + Truyề n d ẫ n 2 tr ụ c đ ồ ng tâm (hình a) + Song song nhau (hình b) + Vuông góc (hình c) + Cắ t nhau (hình d) - Bằ ng cách d ị ch chuy ể n (← →) ho ặ c quay α nh ưẽẽổượịế hình v s thay đ i đ c v trí ti p xúc giữ a bánh ch ủộ đ ng & bánh b ịộ đ ng → thay đ ổỉốềẫ i t s truy n d n → các s ơồề đ trên đ u là truyề n d ẫ n vô c ấ p ở tr ụ c b ị đ ộ ng II b) Cơ c ấ u truy ề n đ ộ ng thu ỷ l ự c - Ưu đi ể m : + Chuyể n đ ộ ng êm → t ạ o ra đ ượ c truy ề n d ẫ n vô c ấ p + Kích thướ c, tr ọ ng l ượ ng nh ỏ → t ạ o ra công su ấ t truy ề n l ớ n + Dễ t ự đ ộ ng hoá, d ễ phòng quá t ả i - Nhượ c đi ể m : chế đ ộ làm vi ệ c không ổ n đ ị nh khi nhi ệ t đ ộ thay đ ổ i → Sơ đ ồ nguyên lí c ơ b ả n c ủ a truy ề n d ẫ n d ầ u ép Nguyên lí: Bơầ m d u 3 quay, d ầừ u t thùng 1 qua 2 đ ẩầ y d u qua 2’,5,6 t ớảửởị i 7 , gi s 7 v trí trái dầ u s ẽ qua c ử a ra A lên bu ồ ng trái c ủ a 9 (xilanh c ố đ ị nh) đ ẩ y pittông mang 8 chuy ể n độ ng sang ph ả i v ớ i v ậ n t ố c V1, dầ u trong bu ồ ng ph ả i c ủ a 9 qua c ử a B c ủ a 7 xu ố ng 4 v ề 1 - Van 6: điề u ch ỉ nh t ố c đ ộ c ủ a bàn máy 8 - Van 7: có 3 vị trí đi ề u khi ể n = đi ệ n t ừ (nam châm đi ệ n N1,N2) vị trí gi ữ a bàn máy ko cd. Nam châm N1,N2 để đkh van đ ả o chi ề u ở v ị trí trái ho ặ c ph ả i - Van 11: phòng quá tả i cho h ệ th ố ng 66
3/ Truyề n đ ộ ng gián đo ạ n a) Cơ c ấ u con cóc - Cơ c ấ u cóc ăn kh ớ p ngoài: + Khi nhậ n chuy ể n đ ộ ng l ắ c thu ậ n, con cóc 1 làm quay bánh cóc 2 → quay trụ c II + Khi lắ c ng ượ c l ạ i, con cóc 1 tr ượ t trên m ặ t bánh cóc 2 → trụ c II ng ừ ng quay - Cơ c ấ u cóc ăn kh ớ p trong: con cóc 1 l ắ p trên đĩa 3 th ự c hi ệ n chuy ể n đ ộ ng l ắ c & bánh cóc sẽ có chuy ể n đ ộ ng nh ư ăn kh ớ p ngoài b) Cơ c ấ u mantít : biế n chuy ể n đ ộ ng quay liên t ụ c thành chuy ể n đ ộ ng gián đo ạ n 67
→ Nguyên lý: tay quay 1 (quay liên tụ c quanh tâm O1) để : + Khi chố t 2 vào rãnh c ủ a đĩa 3 →quay đĩa 3 đi 1 góc α = 3600/z ( z - số rãnh đia 3) + Khi chố t 2 r ờ i rãnh thì đĩa 3 không quay §13: Các công nghệ và thi ế t b ị gia công c ắ t g ọ t kim lo ạ i c ơ b ả n I/ Tiệ n 1/ Đặ c đi ể m & công d ụ ng - Đặ c đi ể m : + Có số l ượ ng l ớ n trong nhà máy c ơ khí (40 -50%) + Các chuyể n đ ộ ng c ơ b ả n: ~ Chuy ể n đ ộ ng chính: quay tròn phôi ~ Chuyể n đ ộ ng ch ạ y dao: chuy ể n đ ộ ng dao (theo mũi tên) để c ắ t h ế t b ề m ặ t gia công - Công dụ ng : gia công đượ c nhi ề u d ạ ng b ề m ặ t + mặ t tròn xoay ngoài & trong (l ỗ ) + Các mặ t tr ụ , côn hay đ ị nh hình + Các loạ i ren (tam giác, thang, vuông ) + Mặ t ph ẳ n ở đ ầ u ho ặ c c ắ t đ ứ t + Khoan, doa lỗ + các bề m ặ t không tròn xoay nh ờ các c ơ c ấ u đ ặ c bi ệ t hay đ ồ gá 2/ Chế đ ộ c ắ t trên máy ti ệ n Trên máy tiệ n còn chuy ể n đ ộ ng tròn xoay - Vậ n t ố c c ắ t: Vc = п.D.n / 1000 (m/ph) - Lượ ng ch ạ y dao: S (mm) - Chiề u sâu c ắ t: t = (D0 – D1) / 2 (mm) 3/ Các bộ ph ậ n trên máy ti ệ n 68
- Bộậốị ph n c đ nh: thân máy có l ắộốộ p h p t c đ mang tr ụ c chính ( ụướ tr c) & h ộạ p ch y dao - Bộ ph ậ n di đ ộ ng: ụ đ ộ ng ( ụ sau) & bàn dao - Bộậềể ph n đi u khi n: các tay g ạấ t, nút b m, công t ắ c hành trình, b ảệềể ng đi n đi u khi n - Hệ th ố ng bôi tr ơ n làm l ạ nh, chi ế u sáng & các ph ụ tùng kèm theo: giá đ ỡ , mâm c ặ p, mũi chố ng tâm, bánh răng thay th ế 4/ Dao tiệ n - Các dao tiệ n đ ầ u th ẳ ng dùng đ ể gia công m ặ t tr ụ , côn ngoài - Các dao tiệ n đ ầ u cong 2,3,4 dùng đ ể gia công m ặ t đ ầ u, m ặ t tr ụ trong - Dao đị nh hình đ ể gia công các b ề m ặ t đ ị nh hình 5/ Đồ gá a) Mâm cặ p b) Mũi chố ng tâm 69
c) Giá đỡ - Giá đỡ c ố đ ị nh (l ắ p trên bàn máy) - Giá đỡ di đ ộ ng (l ắ p trên bàn xe dao) II/ Phay 1/ Đặ c đi ể m & công d ụ ng - Đặ c đi ể m : + đạ t năng su ấ t cao + đạ t đ ộ nh ẵ n bóng b ề m ặ t, đ ộ chính xác x ấ p x ỉ ti ệ n + các chuyể n đ ộ ng c ơ b ả n: ~ chuy ể n đ ộ ng chính: quay tròn dao ~ chuyể n đ ộ ng ph ụ : ch ạ y dao - Công dụ ng : gia công mặ t ph ẳ ng, các lo ạ i rãnh cong & ph ẳ ng, các d ạ ng b ề m ặ t đ ị nh hình, gia công răng 2/ Chế đ ộ c ắ t khi phay - Tố c đ ộ c ắ t V = п.D.n/1000 (m/ph) vớ i D - đ ườ ng kính dao phay (mm) n - số vòng quay tr ụ c chính (v/ph) - Lượ ng ch ạ y dao S chia ra: + Lượ ng ch ạ y dao răng Sz (mm/răng) + Lượ ng ch ạ y dao vòng Sv (mm/v) 70
+ Lượ ng ch ạ y dao phút Sph = Sv.n = Sz.z.n (mm/ph) vớ i z - s ố răng dao phay n - số vòng quay c ủ a dao - Chiề u sâu phay t (mm) - Chiề u r ộ ng phay B (mm) - Chiề u dày c ắ t a (mm) 3/ Các phươ ng pháp gia công phay - ĐN phay thuậ n: là quá trình phay khi chi ề u quay c ủ a dao & chi ề u ti ế n bàn máy cùng chiề u nhau - ĐN phay nghị ch: là quá trình phay khi chi ề u quay c ủ a dao & chi ề u ti ế n bàn máy ngượ c nhau 4/ Máy phay III/ Khoan – khoét – doa 1/ Đặ c đi ể m & công d ụ ng - Đặ c đi ểm : + Các chuyể n đ ộ ng c ơ b ả n: ~ chuyể n đ ộ ng chính: chuy ể n đ ộ ng quay tròn c ủ a tr ụ c mang dao 71
~ chuyể n đ ộ ng ch ạ y dao: chuy ể n đ ộ ng t ị nh ti ế n + Khoan đạ t đ ộ chính xác th ấ p, đ ộ bóng nh ỏ + Khoét – doa để nâng cao đ ộ chính xác & đ ộ bóng b ề m ặ t l ỗ - Công dụ ng : khoan lỗ , m ở r ộ ng l ỗ 2/ Chế đ ộ c ắ t - Tố c đ ộ c ắ t V = п.d.n/1000 (m/ph) vớ i d - đ ườ ng kính mũi khoan (mm) n - số vòng quay mũi khoan (v/ph) - Chiề u sâu c ắ t t = d/2 (mm) - Lượ ng ch ạ y dao Sz = 2S (mm/v) 3/ Dao cắ t - Mũi khoan ruộ t gà, mũi khoan sâu, mũi khoan tâm - Mũi khoét & doa - Ta-rô & bàn ren 72
4/ Máy khoan IV/ Bào - xọ c 1/ Đặ c đi ể m & công d ụ ng - Đặ c đi ể m : + Các chuyể n đ ộ ng c ơ b ả n: ~ Chuyể n đ ộ ng chính: chuy ể n đ ộ ng t ị nh ti ế n, kh ứ h ồ i ~ Chuyể n đ ộ ng ch ạ y dao: chuy ể n đ ộ ng gián đo ạ n + Tố c đ ộ làm vi ệ c không cao + Năng suấ t th ấ p - Công dụ ng : + gia công các mặ t ph ẳ ng ngang, đ ứ ng hay n ằ m nghiêng + gia công các rãnh thẳ ng v ớ i ti ế t di ệ n khác nhau: mang cá, ch ữ T, d ạ ng răng thân khai + gia công chép hình → đạ t đ ộ chính xác th ấ p, đ ộ nh ẵ n kém 2/ Các loạ i dao bào - xọ c - Theo vị trí c ủ a l ưỡ i c ắ t có: dao bào ph ả i, dao bào trái 73
- Theo vị trí c ủ a đ ầ u dao v ớ i thân dao có: dao bào th ẳ ng, dao bào ngoài, dao bào m ặ t mút, dao bào cắ t, dao bào đ ị nh hình - Theo loạ i gia công có: dao bào thô, dao bào tinh 3/ Máy bào - xọ c a) Máy bào - Máy bào ngang có các cơ c ấ u culit, c ơ c ấ u bánh răng (thanh răng), c ơ c ấ u thu ỷ l ự c, c ơ cấ u tay quay v.v - Máy bào giườ ng có lo ạ i 1 tr ụ , lo ạ i 2 tr ụ 74
b) Máy xọ c → chế đ ộ c ắ t: Vc = L/1000 (m/ph) S - lượ ng ch ạ y dao (mm/hành trình kép) V/ Mài 1/ Đặ c đi ể m & công d ụ ng - Đặ c đi ể m : + Các chuyể n đ ộ ng c ơ b ả n: ~ Chuyể n đ ộ ng chính: chuy ể n đ ộ ng quay tròn c ủ a đá Vd (m/s) 75
~ Chuyể n đ ộ ng ch ạ y dao có: / chạ y dao vòng Vc (m/ph): chuyể n đ ộ ng quay tròn c ủ a chi ti ế t / chạ y dao d ọ c S (m/ph): chuy ể n đ ộ ng th ẳ ng kh ứ h ồ i c ủ a bàn mang chi ti ế t / chạ y dao ngang (ch ạ y dao h ướ ng kính) Sn (mm/hành trình kép) + Tố c đ ộ c ắ t nhanh Vc = (п .D.n)/ (60.1000) (m/s) + Nhiệ t c ắ t l ớ n - Công dụ ng + Mài chi tiế t đã tôi c ứ ng > 30HRC + Nhữ ng v ậ t có đ ộ c ứ ng không đ ề u + Nhữ ng v ậ t không thu ậ n ti ệ n v ớ i các ph ươ ng pháp gia công khác + Nhữ ng l ỗ có kích th ướ c phi tiêu chu ẩ n + Để s ử a các sai l ệ ch t ươ ng quan do các nguyên công khác đ ể l ạ i 2/ Dụ ng c ụ: đá mài gồ m h ỗ n h ợ p sau - Vậ t li ệ u h ạ t mài - Chấ t k ế t dính đ ể liên k ế t các VL h ạ t mài VD: GX 20-46 [ GX – gang xám 2 20 – σkeo = 200 (N/mm ) 2 46 – σkeo = 460 (N/mm ) §14: Các phươ ng pháp gia công kim lo ạ i đ ặ c bi ệ t I/ Gia công kim loạ i b ằ ng tia l ử a đi ệ n 1/ Nguyên lý 76
- Phươ ng pháp này ch ỉ dùng đ ể gia công nh ữ ng vậ t li ệ u d ẫ n đi ệ n - Nguyên lí : Khi dòng điệ n 1 chi ề u t ừ 100- 200V t ừ ngu ồ n qua bi ế n tr ở R n ạ p vào t ụ C. Khi 2 điệựếầạ n c c ti n g n l i nhau thì khe h ởủ đ bé → gi ữ a chúng xu ấệử t hi n tia l a điệ n, th ờ i gian là 10-4 – 10-7 s 2/ Các đặ c đi ể m c ủ a ph ươ ng pháp gia công tia l ử a đi ệ n: + Điệự n c c (đóng vai trò d ụụ ng c ) có đ ộứấơấềầ c ng th p h n r t nhi u l n so v ớộứ i đ c ng củ a phôi (đ ồ ng, graphit), v ớ i thép đã tôi ho ặ c h ợ p kim c ứ ng + Vậ t li ệ u c ủ a phôi & d ụ ng c ụ đ ề u ph ả i d ẫ n đi ệ n + Khi gia công phảửụộấỏầ i s d ng m t ch t l ng đ u môi (dung d ị ch không d ẫệởề n đi n đi u kiệ n th ườ ng) + Độ chính xác gia công cao, sai l ệ ch 0,015÷0,02mm (gia công thô đạ t 0,5÷0,6mm) + Độ nh ẵ n b ề m ặ t khi gia công tinh đ ạ t Rz40÷Rz20 + Hiệ u su ấ t ph ươ ng pháp này th ấ p, chi phí cao v ề d ụ ng c ụ c ắ t (do mòn nhanh) 3/ Phạ m vi ứ ng d ụ ng - Gia công các lỗ có d = 0,15mm c ủ a các vòi phun cao áp có năng su ấ t cao (t ừ 15 đ ế n 30s/chiế c) - Gia công lỗ sâu t ừ 60mm cho sai s ố 5µm - Gia công lỗ có d = 0,05÷1mm vớ i chi ề u sâu l ớ n nh ư các l ỗ làm mát trong cánh tuabin làm bằ ng h ợ p kim siêu c ứ ng - Lấ y các d ụ ng c ụ b ị gãy và k ẹ p trong chi ti ế t (bulông, tarô ) - Gia công khuôn mẫ u và các chi ti ế t c ầ n đ ộ chính xác cao b ằ ng v ậ t li ệ u h ợ p kim c ứ ng - Gia công kim loạ i có đ ộ c ứ ng không gi ớ i h ạ n (vì d ự a vào tính ch ấ t v ậ t lý). - Có thể thay th ế cho các ph ươ ng pháp c ắọềố t g t truy n th ng trong nh ữườợ ng tr ng h p mà phươ ng pháp này không kinh t ế ho ặ c không đ ạ t đ ộ chính xác mong mu ố n. - Trong mộ t s ố tr ườ ng h ợ p, nó có th ể giúp lo ạ i b ỏ nh ữ ng qui trình trung gian: nhi ệ t luyệ n, n ắ n th ẳ ng, s ử a bavia, l ắ p chi ti ế t, dao 77
II/ Gia công kim loạ i b ằ ng laze 1/ Nguyên lí: Thanh rubi đượ c cu ố n quanh = 1 ố ng phát sáng (KL xênon). Thành trong h ộ p ch ứ a có tinh phân xạ cao. Do phân x ạ , ánh sáng phát ra → thanh rubi → làm thanh c ộ ng h ưở ng → phát ra tia laze → đi qua hệ th ố ng th ấ u kính h ộ i t ụ → t ậ p trung vào đi ể m c ầ n gia công trên bề m ặ t chi ti ế t → va đ ậ p → v ậ t li ệ u b ố c h ơ i & sói mòn - Việ c gia công b ằ ng chùm tia laze là k ế t qu ả c ủ a : + Tác độ ng qua l ạ i c ủ a chùm tia & b ề m ặ t chi ti ế t + Độ d ẫ n nhi ệ t & s ự tăng nhi ệ t đ ộ c ủ a v ậ t li ệ u + Chả y l ỏ ng, b ố c h ơ i & sói mòn nhi ề u v ậ t li ệ u 2/ Đặ c tính c ủ a gia công b ằ ng laze Cơ ch ế c ắ t vật li ệ u Nóng chả y, b ố c h ơ i Môi trườ ng Không khí thườ ng Dụ ng c ụ Chùm tia laze công suấ t l ớ n Tố c đ ộ l ấ y VL max ≈ 5mm3/ph Mứ c tiêu hao năng l ượ ng ≈ 100W/mm3/ph Thông số đi ề u ch ỉ nh Cườ ng đ ộ năng l ượ ng c ủ a chùm tia, d ươ ng kính chùm tia nhiệ t đ ộ ch ả y Vậ t li ệ u đ ượ c gia công Mọ i lo ạ i VL Hạ n ch ế Mứ c tiêu hao năng l ượ ng r ấ t l ớ n, không th ể c ắ t đ ượ c lo ạ i VL có hệ s ố d ẫ n nhi ệ t & ph ả n x ạ cao 3/ Phạ m vi ứ ng d ụ ng - Tia laze dùng để hàn, c ắ t, kh ắ c, khoan - Khoan các lỗ nh ỏ có d = 10÷500μm (d- đườ ng kính) - Khoan các lỗ có chi ề u sâu = 10dkhoan kim loạ i 78
= 40dkhoan chấ t d ẻ o nhi ệ t - Laze còn gia công lỗ nh ỏ d = 0,025÷0,25mm trên thạ ch anh, kim c ươ ng, rubi - Laze có thể c ắ t kim lo ạ i có chi ề u dày t ớ i 8mm chấ t d ẻ o có chi ề u dày 40mm - Laze cắ t thu ỷ tinh t ổ ng h ợ p thì có v ế t c ắ t trong su ố t III/ Gia công kim loạ i b ằ ng tia n ướ c áp su ấ t cao 1/ Nguyên lí làm việ c Nướừ c t thùng c ấướ p n c → b ộọ l c & hoà tr ộốẫấỏ n → ng d n ch t l ng → b ộếạ khu ch đ i để tăng áp su ấếầ t đ n đ u phun. Đ ầ u phun tia n ướ c phun ra m ạ nh hay y ếờếư u nh van ti t l u (đượềểằộềể c đi u khi n b ng b đi u khi n) → tia n ướạ c ch m vào VLGC nên áp l ự c > σnén VL → bềặậệị m t v t li u b nát ra & tia n ướ c xuyên qua t ạ o thành v ếắắế t c t, c t chi ti t 2/ Đặ c đi ể m: - Có thiế t b ị t ạ o áp su ấ t cao cho n ướ c & vòi phun - Gia công các chi tiế t d ạ ng t ấ m - VLGC: tấ m plastic, gi ấ y, thép, các v ậ t li ệ u t ấ m khác → chi ề u dày t ấ m 1,2- 80mm - Tố c đ ộ c ắ t: V = 76- 1000m/ph - Áp suấ t n ướ c: 4000- 9000bar - Đườ ng kính tia n ướ c: 0,1mm - Chấ t l ượ ng v ế t c ắ t r ấ t cao. - Có khả năng t ự đ ộ ng hóa và ng ườ i máy hóa r ấ t cao. - Chí phí thấ p. - Không có chấ t hóa h ọ c nh ư c ắ t b ằ ng h ạ t mài (AWJC), không ả nh h ưở ng nhi ệ t - Ít lãng phí chấ t th ả i sau gia công, môi tr ườ ng gia công trong s ạ ch 79
- Ít lãng phí chấ t th ả i sau gia công, môi tr ườ ng gia công trong s ạ ch 3/ Phạ m vi ứ ng d ụ ng - Gia công cắ t : dùng trong các ngành hàng không, th ự c ph ẩ m, ngh ệ thu ậ t đ ồ h ọ a, công nghiệ p ôtô, giày dép, cao su, nh ự a, đ ồ ch ơ i, luy ệ n kim, ch ế t ạ o máy - Làm sạ ch b ề m ặ t trong ngành xây d ự ng và ch ế t ạ o máy. - Dùng trong công nghệựẩểắ th c ph m đ c t & thái m ỏảẩửụồ ng s n ph m (s d ng c n, glyxêrin, dầ u ăn) §15: Trung tâm gia công CNC, dây truyề n s ả n xu ấ t t ự đ ộ ng, linh ho ạ t I/ Sự phát tri ể n c ủ a con ng ườ i & k ỹ thu ậ t s ả n xu ấ t 1/ Theo tính chấ t ph ươ ng pháp s ả n xu ấ t - Sả n xu ấ t c ổ đi ể n : Các phươ ng pháp gia công truy ề n th ố ng (Ti ệ n, phay, bào v.v ) đượ c th ự c hi ệ n trên các máy v ạ n năng, chuyên dùng. + Đặ c đi ể m: Quá trình sả n xu ấượậếạ t đ c l p k ho ch & đi ề u khi ểướạ n d i d ng các văn bả n, phi ế u công ngh ệ → mấ t nhi ề u th ờ i gian, t ố c đ ộ ph ả n h ồ i, trao đ ổ i thông tin chậ m & nhi ề u khi sai l ệ ch + Ví dụ: Truyề n n ộ i dung c ủ a m ộ t b ả n v ẽ t ừ Phòng k ỹ thu ậ t → phân xưở ng s ả n xu ấ t (hoặ c máy công c ụ ), t ừ phân x ưở ng này → phân xưở ng khác - Sả n xu ấ t hi ệ n đ ạ i có sựỗợủỹậ h tr c a k thu t thông tin & k ỹậềệựộ thu t đi u ki n t đ ng dướ i d ạ ng s ố (CAD/CAM/CNC/CAE ) + Đặ c đi ể m: Quá trình sả n xu ấượậếạ t đ c l p k ho ch & đi ề u khi ểướạ n d i d ng các chươ ng trình s ố → tiế t ki ệ m th ờ i gian, nhanh & chính xác 2/ Theo công cụ s ả n xu ấ t (máy công c ụ ) - Máy cổ đi ể n : Các máy công cụ v ạ n năng, chuyên dùng, t ự đ ộ ng hoá lo ạ i 1, 2, 3 (các máy đượ c đi ề u khi ể n b ằ ng cam) - Máy công cụ đi ề u khi ể n s ố (Máy CNC) 80
M¸y phay CNC M¸y phay cæ ®iÓn II/ Trung tâm gia công CNC 1/ Hệ th ố ng đi ề u khi ể n CNC a) Đư a d ữ li ệ u vào h ệ th ố ng Trong hệ th ố ng đi ề u khi ể n CNC ch ươ ng trình gia công có th ể đ ư a vào trong h ệ th ố ng điềể u khi n thông qua b ảềểủệốềểốậ ng đi u khi n c a h th ng đi u khi n s khi l p trình phân xưở ng. b) Xử lý d ữ li ệ u & đ ư a d ữ li ệ u ra - Chươ ng trình gia công đã đ ư a vào bây gi ờểọấứ có th g i ra b t c lúc nào t ừộậư b ph n l u giữ ch ươ ng trình gia công mà không c ầ n ph ả i đ ọ c l ạ i băng đ ụ c l ỗ 81
- Việửữ c s a ch a thay đ ổốưộươ i & t i u m t ch ng trình có th ểế ti n hành b ấ t kỳ lúc nào ngay tạ i máy. Các câu l ệ nh có th ể b ổ sung, thay th ế ho ặ c thay đ ổ i l ạ i. → Đư a d ữ li ệ u vào & cho ra d ữ li ệ u là hoàn thành chươ ng trình vào ra. Chươ ng trình gi ả i mã đả m nhi ệ m vi ệ c ki ể m tra tính toán nh ậ n bi ế t mã & tách ra thành các dữ li ệ u hình h ọ c, d ữ li ệ u công ngh ệ . Chươ ng trình đi ề u hành b ộ l ư u gi ữ ch ươ ng trình sẽ đi ề u khi ể n b ộ l ư u gi ữ các ch ươ ng trình con & nộ i dung các ch ươ ng trình gia công. Chươ ng trình n ộ i suy đả m nhi ệ m n ộ i suy các s ố li ệ u v ề quĩ đ ạ o gia công Bộ đi ề u khi ể n thích nghi trong hệ đi ề u khi ể n CNC là b ộ đi ề u khi ể n ch ươ ng trình l ư u giữ đ ượ c n ố i v ớ i máy tính 2/ Đặ c đi ể m c ủ a trung tâm gia công - Các chi tiế t lăng tr ụ có th ể gia công trong m ộ t l ầ n gá đ ặ t theo 4, 5 phía nh ờ 4 ho ặ c 5 trụ c to ạ đ ộ đ ượ c đi ề u khi ể n theo ph ươ ng pháp NC - Tấ t c ả các ph ươ ng pháp gia công đ ề u có th ể đ ượ c ti ế n hành: phay, khoan, doa, khoét lỗắ , c t ren & các biên d ạứạốộụ ng ph c t p. T c đ c tr c chính, t ỷốế s ti n dao đ ượề c đi u khiể n theo ph ươ ng pháp s ố - Dụụượọ ng c d c ch n theo ch ươ ng trình & đ ư a vào v ị trí ho ạộố t đ ng. S dao v ềặ m t lý thuyế t là không gi ớ i h ạ n (60-120dao) - Thiế t b ị gá & tháo chi ti ế t t ự đ ộ ng rút ng ắ n th ờ i gian gá đ ặ t b ằ ng cách tháo chi ti ế t gia công trong khi chi tiế t khác v ẫ n đang đ ượ c gia công III/ So sánh máy công cụ (MCC) th ườ ng & MCC đi ề u khi ể n s ố (CNC) 1/ Cấ u trúc - Các chuyể n đ ộ ng t ạ o hình trên MCC th ườ ng & MCC CNC c ơ b ả n là gi ố ng nhau - Khác nhau: + Các dịểủ ch chuy n c a máy CNC đ ượị c xác đ nh trong m ộệạộ t h to đ có liên quan ch ặ t chẽ t ố t nh ấ t v ớ i máy & các tr ụ c c ủ a máy + Máy tính điềểọạộủ u khi n m i ho t đ ng c a máy (đi ềố u ph i các chuy ểộạ n đ ng t o hình thay thế cho các xích đ ộ ng c ứ ng) + Mỗộậ i b ph n có h ệố th ng đo & ph ảồ n h i các tr ạ ng thái v ềệềể h đi u khi n 2/ Chứ c năng 82
- Chứ c năng nh ậ p d ữ li ệ u + MCC thườ ng: công nghệ c ủ a chi ti ế t gia công ghi trên b ả n v ẽ công ngh ệ , gá phôi & dụụắ ng c c t cũng nh ưềỉịươ đi u ch nh v trí t ng quan gi ữ a dao & phôi đ ượườậ c ng i v n hành máy đọ c & ghi nh ớ + MCC NC: Chươ ng trình NC mang thông tin v ề hình h ọ c & công ngh ệ c ủ a chi ti ế t gia công đượ c nh ậ p vào b ộ đi ề u khi ể n thông qua b ả ng gi ấ y đ ụ c l ỗ + MCC CNC: Chươ ng trình CNC đ ượ c nh ậ p vào b ộ đi ề u khi ể n b ằ ng bàn phím, b ả ng điề u khi ể n c ủ a máy, đĩa m ề m, ổ USB l ư u trong b ộ nh ớ , trong đĩa c ứ ng hay thông qua các công giao tiế p d ữ li ệ u - Chứ c năng đi ề u khi ể n + MCC thườ ng: Ngườ i v ậ n hành máy cài đ ặ t các tham s ố công ngh ệ (n, s, t) ti ế n hành gia công bằ ng đi ề u khi ể n các tay quay & tay g ạ t + MCC NC: Bộ đi ề u khi ể n NC x ử lý thông tin v ề đ ườ ng d ị ch chuy ể n & ch ứ c năng máy trong chươ ng trình NC, phát tín hi ệềểế u đi u khi n đ n các c ơấấ c u ch p hành t ươứ ng ng nhằ m hình thành chi ti ế t gia công + MCC CNC: Máy tính & phầ n m ề m tích h ợ p làm nhi ệ m v ụ đi ề u khi ể n k ế t h ợ p s ử dụộớưữữệ ng b nh l u tr d li u máy, chu trình gia công đ ặệếợớầề c bi t k t h p v i ph n m m phân tích lỗ i nh ằ m t ố i ư u hoá quá trình đi ề u khi ể n - Chứ c năng ki ể m tra + MCC thườ ng: Đo, kiể m tra chi ti ế t trong quá trình gia công b ằ ng tay. N ế u c ầ n thi ế t thì phả i l ặ p l ạ i quá trình gia công + MCC NC: Trong quá trình gia công có sự ph ả n h ồ i th ườ ng xuyên c ủ a h ệ th ố ng đó v ề bộ đi ề u khi ể n nh ằ m đ ạ t đ ượ c các kích th ướ c gia công đã l ậ p trình NC + MCC CNC: / Trong quá trình gia công liên tụ c có ph ả n h ồ i c ủ a các c ả m bi ế n & c ủ a h ệ th ố ng đo, nhằạ m đ t kích th ướủ c c a chi ti ế t gia công v ớộ i đ chính xác cao & ch ấượềặố t l ng b m t t t nhấ t / Có kế t h ợ p phân tích bù mòn dao trong quá trình gia công cũng nh ư k ế t h ợ p các d ữ liệ u / Có thểửậườ x lý h u tr ng khi th ửệốư nghi m & t i u hoá các ch ươ ng trình m ớ i 83
IV/ Hệ th ố ng gia công linh ho ạ t FMS (Flexible Manufacturing System) 1/ Máy công cụ : là các máy NC, CNC Trung t©m gia c«ng M¸y tiÖn CNC (MC) 2/ Các thiế t b ị v ậ n chuy ể n & tháo l ắ p chi ti ế t: Băng tả i, Rôbôt, xe rùa 3/ Đồ gá - Các đồ gá t ựộ đ ng. L ựẹượạ c k p đ c t o ra b ở i thu ỷự l c hay khí nén - Hoạộ t đ ng c ủồ a đ gá đ ượề c đi u khi ểởệố n b i h th ng c ủ a FMS 4/ Dụ ng c ụ c ắ t: Dụ ng c ụ c ắ t chuyên dùng do các hãng ch ế t ạ o hay đ ượ c mài l ạ i đúng yêu cầ u k ỹ thu ậ t 5/ Thiế t b ị đi ề u khi ể n Gồ m: - Máy tính - Các hệ PLC 84