zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Cơ khí - Chế tạo máy

Bài giảng Nguyên lý gia công vật liệu - TS. Nguyễn Trọng Hải (Đại Học Bách Khoa Hà Nội)

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:116

Báo xấu

2
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Nguyên lý gia công vật liệu" của TS. Nguyễn Trọng Hải (Đại học Bách khoa Hà Nội) trình bày các nguyên lý cơ bản của quá trình gia công vật liệu, bao gồm vật liệu dụng cụ cắt, thông số hình học, động học và động lực học quá trình cắt. Bài giảng cũng đề cập đến hiện tượng nhiệt, mòn dụng cụ, tính toán thời gian gia công và kỹ thuật mài. Đây là tài liệu lý thuyết quan trọng cho sinh viên ngành Cơ khí. Mời các bạn cùng tham khảo để biết thêm nội dung chi tiết!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Nguyên lý gia công vật liệu - TS. Nguyễn Trọng Hải (Đại Học Bách Khoa Hà Nội)

Chương mở đầu: Giới thiệu chung Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội Viện Cơ Khí THÔNG TIN CHUNG (1/4) Bộ môn: Gia Công Vật Liệu & Dụng Cụ Công Nghiệp  Giảng viên: TS. Nguyễn Trọng Hải BÀI GIẢNG   Tốt nghiệp kỹ sư CNCTM tại ĐHBKHN, 2002. Công tác tại bộ môn GCVL&DCCN từ 2003.  Tốt nghiệp thạc sĩ cơ khí và tự động hóa tại Đại Học Dayeh, Đài Loan, 2006. Tốt nghiệp tiến sĩ cơ khí tại Đại Học Michigan, Hoa Kỳ, 2013. NGUYÊN LÝ GIA CÔNG VẬT LIỆU  (ME4212)  Hướng nghiên cứu  Gia công vật liệu (truyền thống và tiến tiến) (Phiên bản 04, 10/2015)  Phân tích kết cấu (FEM)  CAD/CAM/CAE Quản lý chất lượng (Lean-Six Sigma) CHƯƠNG MỞ ĐẦU  Cơ điện tử GIỚI THIỆU CHUNG  1 TS. Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội 2 Chương mở đầu: Giới thiệu chung Chương mở đầu: Giới thiệu chung THÔNG TIN CHUNG (2/4) THÔNG TIN CHUNG (3/4)  Tài Liệu: Sách + Slides  Email: hai.nguyentrong@hust.edu.vn  Sách: Nguyên Lý Gia Công Vật Liệu – Bành Tiến Long, Trần Thế Lục,  Bộ Môn Gia Công Vật Liệu & Dụng Cụ Công Nghiệp-Viện Cơ Khí Trần Sỹ Túy – NXB Khoa Học Kỹ Thuật, 2001  Điện thoại bộ môn: 04-38692007  Địa chỉ: Phòng 226, nhà C1/Phòng 202, nhà C8, Đại Học Bách Khoa Hà Nội  Điện thoại cá nhân: 0975401545 (chỉ liên hệ khi thật cần thiết, không gọi sau giờ làm việc và cuối tuần) TS. Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội 3 TS. Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội 4
Chương mở đầu: Giới thiệu chung Chương mở đầu: Giới thiệu chung THÔNG TIN CHUNG (4/4) LƯU Ý  Quy định lớp học  Mặc dù có sách và slide hỗ trợ, sinh viên sẽ thu được nhiều kiến thức  Sinh viên không nói chuyện riêng, làm việc riêng trong lớp. hơn nếu tham dự đầy đủ các buổi học. Có những kiến thức bổ sung  Sinh viên không sử dụng điện thoại trong lớp. do giảng viên trình bày sẽ không có trong sách hay slide.  Ra vào lớp không cần xin phép, chỉ cần giữ trật tự.  Khuyến khích sinh viên đi học đầy đủ nhưng không bắt buộc.  Nếu có việc riêng sinh viên có thể tự ý nghỉ, không cần xin phép.  Nếu sinh viên nào gây mất trật tự trong lớp mà bị giáo viên mời ra khỏi lớp sẽ bị cấm thi. TS. Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội 5 TS. Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội 6 Chương mở đầu: Giới thiệu chung Chương mở đầu: Giới thiệu chung Hình Thức Trao Đổi Thông Tin Nội Dung Môn Học  Sinh viên -> Giảng viên: group email  Chương mở đầu  Giảng viên -> Sinh viên: group email*, email  Chương 1 – Vật liệu phần cắt dụng cụ (nlgcvl20141b@googlegroups.com) (sinh viên nộp danh sách email  Chương 2 – Thông số hình học phần cắt dụng cụ cho giảng viên chậm nhất là buổi thứ 3, sau khi đã chốt danh sách  Chương 3 – Động học quá trình cắt lớp. Sinh viên nào không gửi email cho giáo viên sẽ phải tự copy bài  Chương 4 – Cơ sở vật lý quá trình cắt giảng từ các sinh viên khác)  Chương 5 – Động lực học quá trình cắt  Điện thoại (chỉ khi thật cần thiết)  Chương 6 – Hiện tượng nhiệt trong quá trình cắt  Chương 7 – Mòn và tuổi bền của dụng cụ cắt  Chương 8 – Tính toán thời gian gia công cơ bản *Khuyến khích sử dụng group email để mọi người cùng trao đổi, tránh trả lời nhiều lần  Chương 9 – Mài cùng một câu hỏi. 7 8 TS. Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội TS. Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Chương mở đầu: Giới thiệu chung Chương mở đầu: Giới thiệu chung SƠ QUA MỤC ĐÍCH MÔN HỌC Tài liệu tham khảo [1] Nguyên Lý Gia Công Vật Liệu – Bành Tiến Long, Trần Thế Lục, Trần Sỹ Túy  Sinh viên hiểu được vai trò và vị trí của công nghệ cắt gọt kim loại trong sản – NXB Khoa Học Kỹ Thuật, 2001 xuất cơ khí. [2] Thực hành cắt gọt kim loại trên máy tiện và máy phay – Nguyễn Chí Bảo, Nguyễn Hùng Cường, Lê Thế Hưng, Hoàng Vân Nam, Ngô Minh Nhật, Nguyễn  Biết được một số vật liệu cơ bản dùng để chế tạo dụng cụ cắt, ưu nhược Nhật Tân, Hoàng Xuân Thịnh – NXB Giáo Dục Việt Nam, 2009 điểm và phạm vi ứng dụng của từng loại. [3] Giáo trình nguyên lý cắt kim loại – Nguyễn Thị Niên – Đại Học Công Nghiệp Tp Hồ Chí Minh  Biết được cấu tạo của một số dụng cụ cắt phổ biến và một số thông số hình học quan trọng.  Nắm được các chuyển động trong một số nguyên công cắt gọt kim loại cơ bản.  Hiểu được vật lý quá trình cắt như mài mòn, nhiệt cắt, biến dạng kim loại, v.v.  Nắm được lực và rung động trong quá trình cắt.  Hiểu được sự mài mòn của dụng cụ cắt và cách tính tuổi thọ dụng cụ cắt. 11 12 TS. Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội TS. Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội Chương mở đầu: Giới thiệu chung Chương mở đầu: Giới thiệu chung CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG ? 13 TS. Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội TS. Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Chương mở đầu: Giới thiệu chung Chương mở đầu: Giới thiệu chung Khái niệm về quá trình cắt gọt kim loại Xem thử trong thực tế người ta làm gì How it’s made – High Precision Cutting Tools (dụng cụ cắt chính xác được chế tạo như thế nào) Form Tools on CNC lathe (dụng cụ cắt định hình trên máy tiện CNC) Turning with a form tool (tiện bằng dao định hình) Chi tiết gia công Phôi Lượng dư The biggest lathe in the world (máy tiện lớn nhất trên thế giới) Cutting a key way on a horizonal milling machine (cắt rãnh then trên máy phay nằm) “Quá trình cắt gọt kim loại là quá trình con người sử dụng các dạng năng lượng 5 axis high speed cutting (cắt cao tốc trên máy cnc 5 trục) và dụng cụ cắt để cắt bỏ lớp kim loại thừa ra khỏi chi tiết, nhằm đạt được High speed precision milling on 5 axis cnc (phay chính xác cao tốc những yêu cầu cho trước về hình dáng, kích thước, vị trí tương quan giữa các trên máy 5 trục) bề mặt và chất lượng bề mặt của chi tiết gia công” [2]. Nhận xét? 15 16 TS. Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội TS. Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội Chương mở đầu: Giới thiệu chung Chương mở đầu: Giới thiệu chung Những vấn đề trong thực tế NỘI DUNG CHƯƠNG MỞ ĐẦU  Kỹ sư chế tạo máy có thể gặp những tình huống gì liên  Vấn đề cắt gọt nói chung trong thực tế. quan đến lĩnh vực cắt gọt kim loại?  Những hiện tượng thường gặp trong cắt gọt.  Chọn nguyên công  Chọn dao  Vị trí của cắt gọt kim loại trong quá trình chế tạo các sản phẩm cơ khí.  Chọn vật liệu dao  Vai trò và vị trí của cắt gọt kim loại trong nền công nghiệp chế tạo.  Chọn máy  Sai số trong gia công cắt gọt kim loại  Tính toán năng suất gia công  … Môn học này sẽ giúp các kỹ sư kỹ thuật cơ khí chuẩn bị cho những tình huống này. 17 18 TS. Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội TS. Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Chương mở đầu: Giới thiệu chung Chương mở đầu: Giới thiệu chung Vấn đề cắt gọt nói chung trong thực tế Vấn đề cắt gọt nói chung trong thực tế Đẽo, đục, tiện, cưa gỗ! Liệt kê những quá trình cắt gọt bạn đã thấy trong thực tế. TS. Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội 19 TS. Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội 20 Chương mở đầu: Giới thiệu chung Chương mở đầu: Giới thiệu chung Vấn đề cắt gọt nói chung trong thực tế Vấn đề cắt gọt nói chung trong thực tế Cắt đậu phụ! Cắt gọt kim loại: tiện, phay, bào, v.v Chặt tre! Tiện trục Phay TS. Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội 21 TS. Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội 22
Chương mở đầu: Giới thiệu chung Chương mở đầu: Giới thiệu chung Những hiện tượng thường gặp trong cắt gọt Những hiện tượng thường gặp trong cắt gọt  Thế nào là dao tốt/không tốt?  Dao cùn quá?  Dao sắc quá?  Thế nào là dao sắc/cùn? Sự khác nhau về lưỡi cắt như thế nào?  Khó cắt? Đối tượng cắt dai, cứng?  Khi dao cùn thì mài lại dao như thế nào?  Vết cắt xấu, nham nhở?  Đau tay?  ? TS. Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội 23 TS. Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội 24 Chương mở đầu: Giới thiệu chung Chương mở đầu: Giới thiệu chung Những hiện tượng thường gặp trong cắt gọt Vị trí của cắt gọt kim loại trong quá trình chế tạo các sản phẩm cơ khí Để việc cắt gọt được dễ dàng, những vấn đề gì cần chú ý? Trình tự chế tạo sản phẩm cơ khí?  Dao tốt (độ cứng, đồ bền lưỡi cắt) Có thể Xử lý nhiệt,  Góc dao và vật liệu phôi phải phù hợp. Chế tạo Gia công thêm gia Thiết kế xử lý bề phôi kim loại? công tinh mặt, v.v.  Góc đặt dao phù hợp. (mài, v.v)  Tốc độ cắt hợp lý Gia công áp lực  ? Gia công cắt gọt Các phương pháp khác (cắt laser, cắt dây, cắt bằng tia nước, v.v) TS. Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội 25 TS. Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội 26
Chương mở đầu: Giới thiệu chung Chương mở đầu: Giới thiệu chung Độ chính xác gia công “Độ chính xác gia công của các chi tiết máy là mức độ giống nhau về mặt hình học, về tính chất cơ, lý lớp bề mặt của chi tiết được gia công so với chi tiết máy lý tưởng trên bản vẽ của người thiết kế” [2]. Độ chính xác gia công Độ chính xác của một chi tiết Độ chính xác của loạt chi tiết HẾT CHƯƠNG MỞ ĐẦU Sai lệch kích thước Sai lệch bề mặt chi tiết Sai số tổng cộng Sai số Sai số vị trí Sai số Độ Độ Tính chất Sai số Sai số kích tương quan hình dạng sóng nhám cơ lý lớp hệ ngẫu thước hình học bề mặt bề mặt thống nhiên Sai số hệ Sai số hệ thống cố thống định thay đổi 27 28 TS. Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội TS. Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt Viện Cơ Khí NỘI DUNG CHƯƠNG 1 Bộ môn: Gia Công Vật Liệu & Dụng Cụ Công Nghiệp BÀI GIẢNG  Yêu cầu của vật liệu phần cắt dụng cụ cắt (VLPCDCC) NGUYÊN LÝ GIA CÔNG VẬT LIỆU  Các loại VLPCDCC cơ bản (ME4212)  Biện pháp nâng cao khả năng cắt của VLPCDCC (Phiên bản 04, 01/2015) CHƯƠNG 1 VẬT LIỆU PHẦN CẮT DỤNG CỤ CẮT 1 2 TS. Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt Vật liệu phần cắt dụng cụ cắt/Vật liệu dụng cụ cắt Các yêu cầu của VLPCDC Từ kinh nghiệm thực tế cắt gọt vật liệu, theo bạn vật liệu của dụng cụ cắt nói chung (dao, kéo, v.v) cần có những đặc tính gì? 3 4 TS. Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội TS. Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt Các yêu cầu của VLPCDCC Các yêu cầu của vật liệu DCC Theo bạn có những điểm khác biệt nào giữa cắt gọt vật liệu thông Theo bạn khi cắt vật liệu kim loại, vật liệu dụng cụ cắt cần có những đặc thường (tre, gỗ, hoa quả, v.v) và cắt gọt vật liệu kim loại? tính gì? TS. Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội 5 TS. Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội 6 Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt Những đặc tính (cơ) cơ bản của vật liệu kim loại Các cơ tính kim loại  Độ bền (tĩnh)  Trong thực tế những kim loại nào có độ bền cao?  Nếu dùng cảm tính để đánh giá độ bền thì như thế nào?  Thông số kỹ thuật gì được dùng để đánh giá độ bền?  Độ dẻo  Kim loại như thế nào thì được gọi là dẻo?  Độ cứng  Kim loại như thế nào thì được gọi là cứng?  Thông số kỹ thuật nào được dùng để đánh giá độ cứng?  Độ dai va đập Trong qúa trình cắt gọt kim loại, các quá trình biết dạng của VLGC có tuân  Độ dai va đập là gì? theo biểu đồ này?  Thế nào là có độ dai va đập cao? 7 8 TS. Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội TS. Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt Các yêu cầu của VLPCDCC Các yêu cầu của VLPCDCC  Đặc tính VLPCDC ảnh hưởng đến những yếu tố nào?  Yêu cầu chính của vật liệu DCC  Năng suất gia công  Chất lượng bề mặt gia công 1. Độ cứng  Chi phí sản xuất 2. Độ bền cơ học  …  Độ bền  Độ dai va đập  Những yếu tố nào ảnh hưởng đến DCC?  Lực cắt 3. Tính chịu nhiệt  Nhiệt độ vùng cắt (700 – 800oC) 4. Tính chịu mài mòn  Sự mài mòn (do chà xát của phoi với mặt trước và bề mặt đã gia công với mặt sau) 5. Tính công nghệ  Rung động trong quá trình cắt  … Ngoài ra tính dẫn nhiệt cũng rất quan trọng TS. Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội 9 TS. Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội 10 Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt Các yêu cầu của VLPCDCC Các yêu cầu của VLPCDCC – Độ cứng Đặc tính vật liệu DCC và các yếu tố trong quá trình cắt Độ cứng của DCC nên như thế nào?  Để gia công được chi tiết thì dụng cụ phải có độ cứng cao hơn vật liệu gia Độ cứng, đồ bền Cơ tính vật liệu gia công công. Độ cứng dụng cụ được lựa chọn phụ thuộc vào độ cứng của vật liệu gia Độ dai va đập Tính liên tục trong quá trình cắt (phay), rung động máy, … công.  Ví dụ: vật liệu cắt cần có độ cứng khoảng 59 ÷ 61 HRC (tương đương 650 Tính chịu nóng Nhiệt độ vùng cắt HB) để cắt được các loại vật liệu thông thường (200 ÷ 220 HB). Khi gia công Tính dẫn nhiệt và Khả năng chống lại sự mỏi nhiệt và các loại thép cứng thì độ cứng dụng cụ phải lớn hơn 65 HRC. giãn nở nhiệt sốc nhiệt, … … TS. Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội 11 TS. Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội 12
Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt Các yêu cầu của VLPCDCC – Độ bền Các yêu cầu của VLPCDCC – Tính chịu nhiệt Do dụng cụ làm việc trong điều kiện rất khắc nghiệt: tải trọng lớn, xung Là khả năng giữ được đặc tính cắt (độ cứng, độ bền cơ học … ) ở nhiệt lực, ma sát lớn và nhiệt độ cao làm lưỡi cắt dễ bị gãy, mẻ. Do đó vật độ cao trong thời gian dài vì vật liệu càng bị nung nóng thì cơ tính (độ cứng) càng giảm. liệu làm DCC cần có độ bền cơ học cao (ứng suất kéo, nén, uốn, va Ở vùng cắt tiếp xúc giữa dụng cụ và chi tiết, do biến dạng của kim loại và đập…). ma sát tiếp xúc của dụng cụ - phoi, dụng cụ - chi tiết nên nhiệt cắt rất lớn khoảng 700 ÷ 8000C (10000C). Ở nhiệt độ này dụng cụ có thể bị mất cơ tính và thay đổi cấu trúc do chuyển biến pha. Do đó vật liệu cần có tính chịu nóng tốt. TS. Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội 13 TS. Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội 14 Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt Các yêu cầu của VLPCDCC – Tính chịu nhiệt Các yêu cầu của VLPCDCC – Tính chịu mài mòn Độ cứng của vật liệu DCC giảm khi nhiệt độ tăng Độ cứng càng cao thì tính chịu mài mòn càng tốt. Dụng cụ trong quá trình làm việc chịu nhiều ma sát lớn với phoi và chi tiết gia công và dưới tác dụng của nhiệt dễ gây ra các hiện tượng mòn (chảy dính, bám dính…) ảnh hưởng đến điều kiện làm việc bình thường của dụng cụ. Vật liệu dao càng tốt thì nhiệt độ chảy dính càng cao. Dựa trên biểu đồ này bạn có nhận xét gì? TS. Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội 15 TS. Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội 16
Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt Các yêu cầu của VLPCDCC – Tính công nghệ Các yêu cầu của VLPCDCC – Tính dẫn nhiệt  Tính công nghệ của vật liệu làm dao được đặc trưng bởi tính khó hay dễ  VLPCDCC có tính dẫn nhiệt tốt sẽ giúp giảm sự tập trung nhiệt tại trong quá trình gia công để tạo hình dụng cụ cắt. vùng cắt, giữ được cơ tính VLPCDCC tốt hơn.  Tính công nghệ được thể hiện nhiều mặt:  Tính dẫn nhiệt cao cũng giúp dụng cụ cắt tránh được sốc nhiệt và  Tính tôi được, độ thấm tôi cao tăng sức bền mỏi nhiệt.  Mức thoát Cacbon khi nhiệt luyện cao  Độ dẻo ở trạng thái nguội và nóng  Tính dễ gia công bằng cắt gọt TS. Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội 17 TS. Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội 18 Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt Các loại VLPCDCC cơ bản VLPCDCC – Lịch sử 1. Thép Cacbon dụng cụ (carbon steel) 2. Thép hợp kim dụng cụ - (low, medium alloy steel) 3. Thép gió (high speed steel (HSS)) 4. Hợp kim cứng (carbide) 5. Vật liệu sứ (ceramics) 6. Vật liệu tổng hợp 7. Vật liệu mài 8. Các vật liệu khác TS. Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội 19 TS. Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội 20
Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt VLPCDCC – Phần vật liệu cứng trong VLPCDCC VLPCDCC – Tính chất vật liệu (Hình 1.1) 100% 90% 80% Sức bền Độ 70% uốn cứng 60% % các vật liệu còn lại 50% Dao động % vật liệu cứng 40% % vật liệu cứng 30% 20% 10% 0% Thép dụng cụ Thép gió Hợp kim cứng Vật liệu sứ Thép dụng cụ Thép HK dụng cụ VL cắt siêu cứng HKC thông dụng Sứ Từ các giá trị độ cứng ở Bảng 1.1 và biểu đồ này, bạn có nhận xét gì? Thép gió Thép Stellite HKC đặc biệt 21 22 TS. Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội TS. Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt VLPCDCC – Thép cacbon dụng cụ (carbon steel) VLPCDCC – Thép cacbon dụng cụ (carbon steel)  Thành phần  Phạm vi ứng dụng  C 0,7 ÷ 1,3% ,  Dùng chế tạo dụng cụ chịu va đập (do có độ dẻo cao): đục, các dụng cụ  P < 0,03% nguội, dao, kéo, khuôn dập, …  S Dễ gia công cắt và gia công áp lực.  Độ bền nhiệt  Nhược điểm  200oC ÷ 300oC (thấp)  Độ bền nhiệt thấp  Tốc độ cắt  Tốc độ cắt thấp  4 ÷ 5 m/ph (thấp)  Do phải tôi trong nước nên dụng cụ cắt giòn, dễ vỡ.  Ký hiệu  Tính thấm tôi kém nên phần lõi dẻo.  CDxx (CD80, CD80A), trong đó C là Cacbon, D là dụng cụ (TCVN 1822:1993 - Thép cacbon dụng cụ)  Ưu điểm: Rẻ tiền, dễ mài sắc. TS. Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội 23 TS. Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội 24
Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt VLPCDCC – Thép hợp kim dụng cụ (HKDC) VLPCDCC – Thép hợp kim dụng cụ - Nhóm I  Thành phần Tính chất cơ bản giống thép Cacbon dụng cụ.  Hàm lượng C cao.  Thành phần  0,5 ÷ 3% thành phần hợp kim: Cr, Mn, Si, W, Co, V (tăng tính chịu nóng và  Thành phần HK ít hơn 1%, chủ yếu là Cr (0,1 ÷ 0,7%) tính thấm tôi).  Phạm vi ứng dụng  Vận tốc cắt  Thường dùng chủ yếu để chế tạo dụng cụ gia công gỗ.  Khoảng 8m/phút Thép HKDC được chia thành 4 nhóm: TS. Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội 25 TS. Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội 26 Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt VLPCDCC – Thép hợp kim dụng cụ - Nhóm II VLPCDCC – Thép hợp kim dụng cụ - Nhóm III  Thành phần  Thành phần  Cr (1 ÷ 1,5%), Si => làm tăng độ thấm tôi, cải thiện khả năng cắt  Ký hiệu  Có thêm lượng lớn Mn và W. Các thành phần Mn, Cr, W làm độ thấm tôi  X cao và được tôi trong dầu.  9XC  Phạm vi ứng dụng  Độ bền nhiệt  X: 220 oC  Dùng để chế tạo các dụng cụ có độ chính xác cao và hình dáng phức tạp  9XC: 300 oC (mũi doa, ta rô, dao chuốt, các loại dụng cụ đo)  Phạm vi ứng dụng  9XC dùng làm những dụng cụ có độ chính xác cao như mũi doa, tarô, dụng cụ đo, … TS. Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội 27 TS. Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội 28
Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt VLPCDCC – Thép hợp kim dụng cụ - Nhóm IV VLPCDCC - Thép gió  Thành phần  Thành phần  Có chứa lượng lớn Cac bít vonfram hạt mịn nên có độ cứng rất cao, nhưng  Hàm lượng Volfram rất cao (9 ÷ 18%) độ thấm tôi thấp.  Cr, Co, V nhằm cải thiện khả năng cắt gọt. (Cr làm tăng độ thấm tôi, V  Phạm vi ứng dụng tăng cứng và tính chịu mòn cao).  Dùng chế tạo những dụng cụ cần lưỡi cắt sắc, tuổi bền cao và gia công các  Độ bền nhiệt loại vật liệu cứng.  Chịu được nhiệt độ 350 ÷650 oC.  Tốc độ cắt  Tốc độ cắt bằng 2÷4 thép hợp kim dụng cụ, 8 ÷ 35 (>100) m/phút.  Ký hiệu  P..K.., trong đó P là làm lượng Volfram, K là hàm lượng Coban,  là hàm lượng V. TS. Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội 29 TS. Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội 30 Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt VLPCDCC - Thép gió VLPCDCC - Thép gió  Ưu điểm Các mác thép gió và thành phần hóa học  Tính chống mài mòn tốt so với thép cacbon dụng cụ và thép hợp kim dụng cụ  Độ dai cao (khả năng chông va đập cao) so với hợp kim cứng  Có thể chế tạo bằng rèn, đúc hoặc luyện kim bột.  Có thể phủ vật liệu khác, xử lý bề mặt để tăng khả năng cắt.  Nhược điểm  Tốc độ cắt còn hạn chế  Phạm vi ứng dụng  Độ dai va đập cao nên thép gió phù hợp để chế tạo DCC có góc trước lớn (dương).  Phù hợp với những nguyên công có lực cắt không liên tục (phay, tiện trục then hoa, …)  Phù hợp gia công trên máy công cụ có độ cứng vững thấp, có rung động mạnh.  Phù hợp làm vật liệu cho DCC thân liền (mũi khoan, khoét, dụng cụ cắt răng, …) TS. Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội 31 TS. Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội 32
Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt VLPCDCC - Thép gió VLPCDCC - Thép gió Vận tốc cắt của một số loại thép gió [3] Một số loại thép gió thường gặp theo ISO  HSS – thép gió thông thường: được sử dụng rộng rãi do độ cứng, độ bền cơ học, chịu nhiệt và mài mòn tốt (P9, P18)  HSSV – tăng thêm Vanadium để tăng độ cứng và khả năng chịu mài mòn  HSCo – tăng thêm Coban để tăng độ bền nóng, khả năng cắt gọt và mài mòn  HSS XS1 – luyện kim bột không Coban để tăng tuổi bền, mài mòn  HSCoXP – phương pháp thiêu kết bột Coban: siêu bền cơ học  CS – thép Cr (Chromium Steel) dùng làm dụng cụ gia công ren 33 34 TS. Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội TS. Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt VLPCDCC – Vấn đề cần giải quyết VLPCDCC - Các bít (Carbide)  Trong hóa học, các bít là hợp chất bao gồm các bon và một thành phần ít điện tích âm. Các loại các bít được phân loại dựa vào kiểu liên   Độ bền cao kết giữa các thành phần hóa học. Thép cacbon dụng cụ  Độ dai va đập tốt  Ví dụ: Các bít canxi, các bít silicon, các bít Volfram  Khả năng chống sốc nhiệt tốt Thép hợp kim dụng cụ Thép gió  Tính chịu nhiệt kém   Không gia công được ở tốc độ cao  Năng suất gia công thấp Sự liên kết trong các bít Volfram 37 38 TS. Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội TS. Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt VLPCDCC - Hợp kim cứng (HKC) VLPCDCC - Hợp kim cứng (HKC) Là loại vật liệu dụng cụ được chế tạo bằng phương pháp luyện kim bột (HK bột)  Ký hiệu  Nhóm 1: BK nghĩa là loại hợp kim không qua nấu chảy. HKC được chế tạo từ các loại cacbit  Carbide Volfram + Co (K) HK và bột HK.  Dùng để gia công gang và kim loại màu  Thành phần  Nhóm 2: T..K..  Chủ yếu là các loại bột mịn: cacbit vonfram (WC), cacbit titan (TiC), cacbit  Carbide Titan (T)+ Carbide Volfram + Co (K). Ví dụ T30K4 (30% TiC, tantan (TaC) và thành phần coban (Co) làm nhiệm vụ liên kết. 4% Co, 66% WC)  Độ cứng cao hơn BK, có tính chịu nóng cao, dùng gia công thép  Độ cứng  80  90 HRA  Nhóm 3: TT..K..  Carbide Titan + Carbide Tantan (TT) + Carbide Volfram + Co (K)  Độ bền nhiệt  Ví dụ: TT7K12 (7% TiC + TaC, 12% Co, 81% WC)  800  1000 oC  Độ bền cao, tính chống mòn cao, thường dùng gia công các vật liệu có  Tốc độ cắt độ cứng, độ bền cao.  >100 m/phút TS. Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội 39 TS. Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội 40 Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt VLPCDCC - Chế tạo HKC VLPCDCC - Chế tạo HKC (tiếp) Bước 1: Tạo bột W, Ti, Ta nguyên chất Bước 3: Trộn bột coban và cacbit theo thành phần tương ứng với các Bước 2: Tạo cacbit tương ứng từ các bột W, Ti, Ta nguyên chất loại hợp kim Carbide Wolfram TS. Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội 41 TS. Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội 42
Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt VLPCDCC - Chế tạo HKC (tiếp) VLPCDCC - Chế tạo HKC (tiếp) Bước 4: Ép hỗn hợp dưới áp suất lớn (100-140 MN/mm2), nung sơ bộ ở Bước 4: Thiêu kết lần cuối ở nhiệt độ cao 1400-1500oC trong 1 đến 3 giờ nhiệt độ 900oC trong khoảng 1 giờ. Tạo hình theo các dạng yêu cầu. tạo thành HKC TS. Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội 43 TS. Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội 44 Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt VLPCDCC - Hợp kim cứng/Thép gió/Thép cacbon dc VLPCDCC – HKC – Thành phần và đặc tính 45 46 TS. Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội TS. Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt VLPCDCC – HKC – Phạm vi ứng dụng VLPCDCC - Sứ Thành phần  “Đất sét kỹ thuật” hỗn hợp của oxide nhôm (Al2O3). Các mảnh lưỡi cắt làm bằng sứ 47 48 TS. Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội TS. Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt VLPCDCC - Sứ (tiếp) VLPCDCC - Sứ (tiếp) Quá trình chế tạo (tương tự HKC) Phân loại  Oxit nhôm thuần khiết  Al2O3  99% Đất sét kỹ thuật Nung nóng Nghiền nhỏ thành  Vật liệu sứ trộn (oxit nhôm Al2O3) (1400-1600oC) bột mịn (1 m)  Al2O3 + TiC + WC + TaC + TiN  Sức bền cao, gia công gang cứng, thép tôi Ép thành mảnh dao Thiêu kết  Vật liệu sứ không có oxit  Nitrit silic (Si3N4)  Sức bền uốn cao, gia công nhôm và HK nhôm 49 50 TS. Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội TS. Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt VLPCDCC - Sứ (tiếp) VLPCDCC - Sứ (tiếp) Đặc điểm Phạm vi ứng dụng  Độ cứng và tính giòn cao  chịu mòn cao  Tốc độ cắt lớn (> 100m/ph)  Chịu nhiệt cao 1000 – 1200 0C  dùng cắt được ở các  Gia công tinh, lượng chạy dao và chiều sâu cắt nhỏ tốc độ cắt lớn.  Không dùng dung dịch trơn nguội trừ (Si3N4)  Tính dẫn nhiệt kém  không dùng dung dịch trơ nguội  Dùng cho các nguyên công có độ chính xác, chất lượng (dễ gây ra nứt). bề mặt cao  Tính dẻo kém, sức bền uốn thấp  không chịu được rung động, va đập cũng như lực cắt lớn  Mài sắc khó (dùng đá mài kim cương) 51 52 TS. Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội TS. Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt Chương 1: Vật Liệu Phần Cắt Dụng Cụ Cắt VLPCDCC - Sứ (tiếp) VLPCDCC – Vật liệu tổng hợp (siêu cứng) Ưu điểm  Hai loại chính  Năng suất cao  Kim cương nhân tạo  Tuổi thọ dao lớn  Nitrit Bo  Sai lệch kích thước nhỏ  Độ cứng rất cao (Vicker > 50000 N/mm2)  Chất lượng bề mặt gia công tốt  Kim cương tự nhiên HVm  100 Gpa  Giá thành rẻ  Kim cương tổng hợp HVm  90  100 Gpa  Nitrit Bo HVm  50  90 Gpa 53 56 TS. Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội TS. Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2432 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.