Bài giảng Cơ sở công nghệ chế tạo máy: Chương 4 - ThS. Phan Thanh Vũ

Chia sẻ: Huynh Thuc | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:47

Thêm vào BST

Báo xấu

196
lượt xem 48
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chương 4 "Chất lượng bề mặt chi tiết máy" thuộc bài giảng Cơ sở công nghệ chế tạo máy dưới đây để nắm bắt được những nội dung về yếu tố đặc trưng của chất lượng bề mặt, tính chất cơ lý của lớp bề mặt chi tiết gia công, ảnh hưởng của chất lượng bề mặt tới khả năng làm việc của chi tiết máy,...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Cơ sở công nghệ chế tạo máy: Chương 4 - ThS. Phan Thanh Vũ

CHƢƠNG 4 CHẤT LƢỢNG BỀ MẶT CHI TIẾT MÁY 12/07/2015 1
Chất lƣợng sản phẩm là chỉ tiêu quan trọng phải đặc biệt quan tâm khi chuẩn bị công nghệ chế tạo sản phẩm Đối với chi tiết máy thì chất lƣợng chế tạo chúng đƣợc đánh giá bằng các thông số cơ bản sau đây: Độ chính xác về kích thƣớc của các bề mặt. Độ chính xác về hình dạng của các bề mặt. Độ chính xác về vị trí tƣơng quan giữa các bề mặt. Chất lƣợng bề mặt. 12/07/2015 2
§4.1 Yếu tố đặc trƣng của chất lƣợng bề mặt Hình dáng lớp bề mặt (độ sóng, độ nhám...) Trạng thái và tính chất cơ lý của lớp bề mặt (độ cứng, chiều sâu biến cứng, ứng suất dƣ...) Phản ứng của lớp bề mặt đối với môi trƣờng làm việc (tính chống mòn, khả năng chống xâm thực hóa học, độ bền ...) 12/07/2015 3
4.1.1 Tính chất hình học của bề mặt gia công Độ nhấp nhô tế vi bề mặt (độ nhám) đƣợc biểu thị bằng một trong hai chỉ tiêu Ra và Rz; đƣợc quan sát trong phạm vi rất nhỏ. Độ sóng của bề mặt là chu kỳ không phẳng của bề mặt chi tiết máy, đƣợc quan sát trong phạm vi lớn hơn (từ 1 đến 10 mm). 12/07/2015 4
Tổng quan về độ nhám và độ sóng Hình 4.1 Tổng quan về độ nhám và độ sóng bề mặt chi tiết máy 12/07/2015 5
4.1.2 Tính chất cơ lý của lớp bề mặt chi tiết gia công Tính chất cơ lý của bề mặt chi tiết máy được biểu thị bằng độ cứng bề mặt, sự biến đổi về cấu trúc mạng tinh thể lớp bề mặt, độ lớn và dấu của ứng suất trong lớp bề mặt, chiều sâu lớp biến cứng bề mặt … Mức độ biến cứng và chiều sâu lớp biến cứng bề mặt phụ thuộc vào tác dụng của lực cắt, mức độ biến dạng dẻo của kim loại và ảnh hưởng nhiệt trong vùng cắt 12/07/2015 6
Khi gia công, trong lớp bề mặt chi tiết có ứng suất dư Nguyên nhân chủ yếu gây ra ứng suất dư trong lớp bề mặt chi tiết máy sau khi gia công: Khi cắt kim loại, do biến dạng dẻo cho nên bề mặt ngoài được làm chắc, thể tích riêng tăng. Lớp bề mặt ngoài có khuynh hướng bành trướng thể tích, nhưng vì có liên hệ với lớp bên trong nên ở lớp ngoài sinh ra ứng suất dư nén còn lớp trong lại có ứng suất dư kéo 12/07/2015 7
Khi gia công, nhiệt cắt nung nóng bề mặt ngoài làm môđun đàn hồi của nó bị giảm đến tối thiểu. Sau đó lại bị nguội nhanh cho nên nó co lại. Nhưng vì có liên hệ vơí lớp bên trong cho nên ở lớp ngoài sinh ra ứng dư kéo còn bên trong sinh ra ứng suất dư nén. 12/07/2015 8
§4.2 Ảnh hưởng của chất lượng bề mặt tới khả năng làm việc của chi tiết máy Ảnh hưởng của độ nhấp nhô bề mặt Ảnh hưởng của độ biến cứng Ảnh hưởng của ứng suất dư 12/07/2015 9
4.2.1 Ảnh hưởng của độ nhấp nhô bề mặt a) Đối với tính chống mòn Chiều cao và hình dáng không bằng phẳng của bề mặt cùng với chiều của vết gia công ảnh hưởng đến ma sát và mài mòn Khi hai bề mặt chuyển động tương đối với nhau xảy ra trượt dẻo ở các đỉnh nhấp nhô dẫn đến hiện tượng mòn nhanh chóng ban đầu, khe hở lắp tăng lên 12/07/2015 10
n K: hệ số tiếp xúc l i L: diện tích mặt tiếp xúc K i 1 Li: diện tích tiếp xúc thực L Chi tieát A l1 l2 l4 li l3 l5 Chi tieát B Hình 4.2 Sơ đồ tiếp xúc ban đầu của cặp chi tiết ma sát với nhau 12/07/2015 11
Trong điều kiện làm việc nhẹ và trung bình, mòn ban đầu có thể làm cho chiều cao nhấp nhô giảm 65-75%, lúc đó diện tích tiếp xúc thực tăng lên và áp suất giảm xuống Sau giai đoạn này mòn trở nên bình thường và chậm. 12/07/2015 12
Quá trình mài mòn của một cặp chi tiết ma sát với nhau Độ mòn μm a b c Độ mòn cho phép t1a t1b t1c t2a t2b t2c Thời gian aa ab a c 12/07/2015 13
Quá trình mài mòn của một cặp chi tiết ma sát với nhau thường qua 3 giai đoạn. Quy luật mòn như sau : Giai đọạn I là giai đoạn mòn ban đầu (mòn nhanh) Giai đọan II là giai đoạn mòn ổn định (mòn chậm) Giai đọan III là giai đọan mòn phá hủy, mòn rất nhanh dẫn đến sự phá hủy. 12/07/2015 14
b) Đối với độ bền mỏi của chi tiết Độ nhẵn bóng bề mặt ảnh hưởng lớn đến độ bền mỏi của chi tiết nhất là chi tiết chịu tải trọng chu kỳ đổi dấu, vì ở các đáy nhấp nhô có ứng suất tập trung với trị số rất lớn có khi vượt qúa giới hạn mỏi của vật liệu. Lúc đó dễ tạo thành các vết nứt là nguồn gốc phá hoại chi tiết. 12/07/2015 15
c) Đối với tính chống ăn mòn của lớp bề mặt Các chỗ lõm bề mặt là nơi chứa đựng các axít, muối và các tạp chất khác, chúng có tác dụng ăn mòn hoá học kim loại. Sau khi ăn mòn hết bề mặt lại tạo thành các nhấp nhô mới và cứ thế tiếp tục. Các chất ăn mòn đọng ở các chỗ lõm của vết nhấp nhô sẽ ăn mòn theo sườn dốc của các nhấp nhô đó theo chiều mũi tên dần dần làm mất các nhấp nhô cũ và hình thành các nhấp nhô mới và cứ thế tiếp tục 12/07/2015 16
Nhấp nhô cũ Nhấp nhô mới Hình 4.4 Quá trình ăn mòn hóa học trên bề mặt chi tiết 12/07/2015 17
d) Đối với độ chính xác và các mối lắp ghép . • Độ chính xác của các mối lắp quyết định bởi khe hở (hoặc độ dôi) lắp, mà khe hở lại quyết định phần lớn bởi độ nhẵn bóng các bề mặt lắp ghép với nhau. • Thực nghiệm cho thấy độ bền của mối lắp ghép có quan hệ trực tiếp với độ bóng bề mặt lắp ghép. Tăng chiều cao nhấp nhô thì độ bền mối lắp ghép giảm 12/07/2015 18
4.2.2 Ảnh hƣởng của lớp biến cứng a) Đối với tính chống mòn Kim loại lớp bề mặt bị biến cứng thường nâng cao tính chống mòn vì nó làm giảm tác động tương hổ giữa các phân tử và tác dụng tương hổ cơ học ở chỗ tiếp xúc Hiện tượng biến cứng bề mặt chi tiết máy còn hạn chế quá trình biến dạng dẻo toàn phần của chi tiết máy, qua đó hạn chế hiện tượng chảy và hiện tượng mài mòn của kim loại. 12/07/2015 19
b) Đối với độ bền mỏi của chi tiết máy Bề mặt bị biến cứng có thể làm tăng độ bền mỏi từ 15% -20% Chiều sâu và mức độ biến cứng của lớp bề mặt đều có ảnh hưởng đến độ bền mỏi của chi tiết máy, vì nó làm cho các vết nứt tế vi phá hoại chi tiết rất khó sinh ra, nhất là khi bề mặt chi tiết có ứng suất dư nén Tuy vậy biến cứng lại có hại khi chi tiết làm việc lâu ở nhiệt độ cao, vì nó thúc đẩy mạnh quá trình khuếch tán trong lớp bề mặt làm giảm độ bền mỏi của chi tiết máy 12/07/2015 20