Bài giảng Công nghệ chế tạo máy: Chương 7 - TS. Nguyễn Văn Tình

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:55

Thêm vào BST

Báo xấu

11
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Công nghệ chế tạo máy: Chương 7 Chọn phôi và phương pháp gia công chuẩn bị phôi, cung cấp cho người học những kiến thức như cơ sở kinh tế, kỹ thuật chọn phôi; Chọn vật liệu, phương pháp chế tạo phôi; Gia công chuẩn bị phôi. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Công nghệ chế tạo máy: Chương 7 - TS. Nguyễn Văn Tình

Chương 7: Chọn phôi và PP gia công chuẩn bị phôi 208
7.1 Cơ sở kinh tế, kỹ thuật chọn phôi Chi phí phôi chiếm 20-50% giá thành sản phẩm Đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm Đảm bảo chi phí phôi nhỏ nhất góp phần giảm chi phí sản xuất 209
7.2 Chọn vật liệu, phương pháp chế tạo phôi Quan tâm cơ tính vật liệu, kích thước hình dáng, kết cấu của chi tiết. Phải chọn phôi hợp lý không quá lớn thì hoặc quá nhỏ, đảm bảo hệ số sử dụng vật liệu là lớn nhất 210
Chi tiết chịu tải phức tạp kéo, nén, uốn, xoắn đồng thời cần chọn phôi đã qua gia công áp lực. Chi tiết trục có tiết diện ngang ít thay đổi nên chọn phôi thép cán. Chi tiết yêu cầu chịu tải trọng không phức tạp nên chọn phôi chế tạo bằng phương pháp đúc. Sản xuất đơn chiếc nên chọn phương pháp tạo phôi đơn giản như rèn tự do hay đúc trong khuôn cát để giảm chi phí. 211
Sản xuất hàng loạt nên chọn các phương pháp tạo phôi chính xác như dập thể tích hay đúc trong khuôn kim loại, khuôn mẫu chảy 212
7.2 Vật liệu phôi 7.2.1 Vật liệu kim loại a1, Thép: có nhiều loại nhưng trong ngành CTM thường sử dụng:  Thép cacbon: • Nấu luyện đơn giản giá thành thấp. • Cơ tính đảm bảo cho hầu hết các chi tiết máy yêu cầu. Sau khi nhiệt luyện đạt độ cứng tương đương thép hợp kim có cùng hàm lượng cácbon • Tính công nghệ tôt: đúc, hàn, cắt gọt, gia công áp lực 213
• Nhược điểm so với thép hợp kim:  Độ bền, độ giai va đập, độ dẻo thấp  Độ thấm tôi thấp  Làm việc ở nhiệt độ cao (trên 300 độ C) thì độ bền, độ cứng giảm mạnh  Khả năng chống mài mòn thấp do tồn tại ít hợp kim cacbit  Khả năng chống ăn mòn trong điều kiện không khí thấp vì tạo oxit Thép cacbon sử dụng rộng dãi chế tạo chi tiết có yêu cầu cơ tính không cao. 214
Theo công dụng chia ra: Thép cacbon thông dụng (thép chất lượng thường): CT31, CT33, CT34, …CT61 (thép cacbon có b=610N/mm2 ) thép này có cơ tính không cao chỉ dùng chế tạo các chi tiết làm việc chịu tải nhỏ Thép cacbon kết cấu là nhóm thép có chất lượng tốt hàm lượng S và P thấp (S
Thép cacbon dụng cụ sau nhiệt luyện có độ cứng cao nhưng khả năng chịu nhiệt thấp nên dùng làm dụng cụ cắt tốc độ thấp: đục, dũa, taro…  Thép hợp kim: là thép cacbon có chứa các thành phần hợp kim Mn, Si, Ni, Cr, Ti, Mo, W..và tạp chất thấp. Có nhiều ưu điểm: • Trạng thái chưa nhiệt luyện cơ tính giống thép cacbon. Sau nhiệt luyện thì độ bền cao nhưng độ dẻo, dai giảm • Giữ được độ cứng lên đến 800 độ C. chống được oxy hóa ở 800-1000độ C do đó tăng khả năng chống mài mòn và ăn mòn 216
• Tính công nghệ kém: khó đúc, khó hàn, khó cắt gọt Thường dùng chế tạo các chi tiết chịu tải lớn yêu cầu chống mài mòn cao: bánh răng, trục…  Thép hợp kim kết cấu chứa 0,1-0,85%C, hàm lượng hợp kim thấp: 15Cr, 20Cr…dùng chế tạo các chi tiết có yêu cầu độ bền, đô dai va đập, độ cứng bề mặt cao. vì cacbon ít nên thường thấm cacbon.  Thép hợp kim dụng cụ có cacbon 0,7-1% sau nhiệt luyện đạt 60-62HRC dùng chế tạo khuôn đột, dập: 90CrSi, 100CrWMn…  Thép hợp kim đặc biệt là thép chứa các nguyên tố hợp kim phù hợp để cho thép có tính chất đặc biệt 217
Thép ổ lăn OL4805-OL90 (OL100Cr2 (1%C+2%Cr)… dùng để chế tạo ổ lăn, trục cán, taro, vòi phun bộ đôi bơm cao áp… Thép không gỉ là họ thép hợp kim có Cr>12%. Không bị gỉ và tính chống ăn mòn rất tốt Thép hợp kim chịu nhiệt là thép có chứa Cr, Mo, W, Ni, V, Si. Thép có độ bền hóa học ở nhiệt độ cao, giữ được độ bền cơ học ở nhiệt cao 218
a2. Gang: hợp chất của Fe với cacbon với hàm lượng cao với một số nguyên tố, P, S, Si, Mn Gang trắng: khi làm nguội nhanh gang lỏng được gang trắng. Ngoài ra có thêm Cr, Mo, Ni làm tăng tính chịu nhiệt, mài mòn, va đập. Các bon tồn tại dạng Fe3C do đó gang cứng 450-650HB. Tính đúc kém, khó gia công. Dùng để chế tạo gang dẻo hay các chi tiết có yêu cầu tính chống mài mòn: bi nghiền, trục cán… Gang xám: các bon tồn tại dưới dạng grafit tấm, 2,8-3,6% C; 1,2-2,8%Si và Mn, P, S được ký hiệu: GX15-32; GX21- 40; GX24-44; GX 28-48 (độ bền kéo 28kg/mm2 và độ bền uốn 48kg/mm2) 219
Gang xám biến trắng: khi làm nguội nhanh lớp bề mặt vật đúc gang xám (khuôn kim loại). Bề mặt là gang trắng bên trong lõi là gang xám. Dùng chế tạo các chi tiết chịu tải lớn, chịu mài mòn lớn: trục cán, bánh xe tàu hỏa, chi tiết cam… Gang cầu: khi biến tính gang xám bằng Mg, Ce và các nguyên tố đất hiếm để tạo grafit ở dạng cầu sau đó biến tính lần 2 với FeSi, CaSi để chống biến trắng. GC40-10 (gang cầu có độ bền kéo> 400Kg/mm2 và độ dãn dài tương đối 10%). Cơ tính kém thép nhưng tính đúc tốt, gia công dễ, rẻ thường dùng trục khuỷu, cam, bánh răng truyền lực.. 220
Gang giun: từ gang xám lỏng sau biến tính lần 1 và lần 2 nhận được loại trung gian mà grafit ở dạng giun (trung gian giữa tấm và cầu). Thường dùng thay thế cho gang cầu chế tạo chi tiết chịu va đập, chịu nhiệt, mài mòn: nắp, block xilanh động cơ diezen, secmang guốc phanh tàu hỏa, khuôn đúc thép.. Gang dẻo: ủ gang trắng ở 760-1069độ C từ 60-120h grafit trong gang chuyển thành dạng cụm và thành gang dẻo. Gang dẻo có cơ tính đặc biệt là rất dẻo: GZ35-10 (độ bền kéo>350kg/mm2, độ dãn dài tương đối 10%). Dùng chế tạo các chi tiết có khôi lượng nhỏ, thành mỏng, chịu va đập dùng trong lĩnh vực chế tạo máy kéo, ô tô, máy nông nghiệp, máy dệt. 221
a3. Kim loại màu và hợp kim màu Đồng và hợp kim đồng: chủ yếu dùng ở dạng hợp kim đồng vì đồng nguyên chất cơ tính kém. La tông (đồng thau): hợp kim của đồng với Zn: bắt đầu ký hiệu bằng L: LCuZn40Pb2 (40%Zn+2%Pb+58%Cu) Brông: hợp kim đồng với Sn, Zn, Al, Pb…brong thiếc (Sn
Nhôm và hợp kim nhôm: Al nguyên chất (độ bền 60N/mm2, HB=25) nên chủ yếu dùng ở dạng hợp kim vì nhẹ, bền, cứng, chống mài mòn, chịu nhiệt. Thường dùng chế tạo piston, tay biên, vỏ hộp số xe máy  Hợp kim nhôm biến dạng: chế tạo các chi tiết bằng PP gia công áp lực nóng hay nguội: • Al-Mn: gia công biến dạng dùng làm các khung cửa • Al-Mg: sử dụng trong công nghiệp ô tô, dệt, xây dựng • Al-Cu, Al-Cu-Mg (đuara): chế tạo máy bay, ô tô, turbin • Al-Mg-Si: chế tạo các chi tiết làm việc nhiệt độ
Hợp kim nhôm đúc: có tính đúc tốt nhưng tính dẻo thấp (ký hiệu chữ đúc là Đ): AlSi12Cu2Mg1Mn0,6Ni1Đ (12%Si, 2%Cu, 1%Mg, 0,6%Mn, 1%Ni) chế tạo các chi tiết chịu nhiệt 250-350 độ C b, Vật liệu phi kim b1, Vật liệu Polyme Phân loại: Polyme thiên nhiên: cao su, xenlulo… Polyme tổng hợp: PVC, PE… Polyme nhiệt dẻo: có khả năng chuyển từ rắn sang dẻo Polyme nhiệt rắn: không thể chảy dẻo sau khi rắn lần đầu 224
Công nghệ gia công vật liệu polyme: Đúc phun: dùng chủ yếu. Gia nhiệt tới trạng thái dẻo hay lỏng rồi phun vào khuôn Đúc ép: ít dùng thường gia công polyme nhiệt cứng Ngoài ra dùng các loại phôi trụ, tấm… ứng dụng: được sử dụng rộng dãi trong sản xuất. Thay thế cho các chi tiết kim loại b2, Vật liệu Composit Đặc điểm: hệ gồm nhiều pha (tối thiểu 2 pha) phân cách nhau bằng ranh giới pha: pha nền và pha cốt 225
Phân loại: composit cốt nền, cốt sợi, tấm, lớp, tổ ong... Tính chất, ứng dụng: Liên kết các phần tử cốt thành khối vật liệu thống nhất Bảo vệ cốt tránh các tác động cơ học, hóa học, môi trường Vật liệu composit nền polyme cốt sợi thủy tinh có độ bền cao, chống ăn mòn môi trường nước bẩn, axit dùng chế tạo các ống dẫn nước thải nhà máy hóa chất, bọc thiết bị chứa dung dịch tẩy sợi… 226
Vật liệu composit nền polyme cốt SiO2 và sỏi có độ bền nén cao, hệ số giãn nở thấp, bền trong không khí, nước bẩn. Sử dụng chế tạo thân máy CNC, thân đồ gá, bàn máy, vỏ máy bơm… Vật liệu composit polyme cốt Al dạng hạt cầu thêm sợi cacbon có độ bền ngang thép nhưng rất nhẹ. Chế tạo cánh tay robot. Vật liệu composit hạt thô nền kim loại thực chất là hợp kim cứng (WC, TiC, TaC). Dùng làm dụng cụ cắt 227