MÔN HỌC VẬT LIỆU VÀ CÔNG NGHỆ KIM LOẠI - PHẦN II. CÔNG NGHỆ GIA CÔNG KIM LOẠI

Chia sẻ: Nguyễn Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:17

Thêm vào BST

Báo xấu

370
lượt xem 95
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích: - Hiểu được khái niệm cơ bản về gia công áp lực trong kỹ thuật chế tạo phôi - Phân biệt được các dạng cơ bản của gia công bằng áp lực như : cán, kéo, ép, rèn và dập. -Nêu cao ý thức cận thận và sáng tạo trong học tập 2. Nội dung chính: Trình bày về khái niệm cơ bản về gia công bằng áp lực và các dạng nguyên công cơ bản của chế tạo phôi bằng gia công áp lực. 3. Các hình thức học tập: - Hoùc lyự thuyeỏt treõn...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: MÔN HỌC VẬT LIỆU VÀ CÔNG NGHỆ KIM LOẠI - PHẦN II. CÔNG NGHỆ GIA CÔNG KIM LOẠI

- Phương pháp đánh giá: Kiểm tra tư cách - Cõu hỏi ụn tập: 1.Phân biệt phương pháp ủ thép và thường hóa thép? 2. Mục đích của phương pháp tôi thép và ram thép ? 3. Nêu mục đích của công nghệ thấm cácbon, thấm nitơ ? 6. Tài liệu tham khảo : - Giáo trình Vật liệu và Công nghệ cơ khí -PGS.TSHoàng Tùng- NXB Giáo Dục - V ật liệu học - Lê Công Dưỡng - NXB Khoa học- Kỹ thuật - Công nghệ kim loại - Trần Hữu Tường, Đinh Công Mễ, ...- N XB Đại học và Trung học chuyên nghiệp - Kim loại học và nhiệt luyện - Nghiêm Hùng - NXB Đại học và Trung học chuyên nghiệp PHẦN II. CÔNG NGHỆ GIA CÔNG KIM LOẠI CHƯƠNG 7: GIA CÔNG BẰNG ÁP LỰC 1. Mục đích: - Hiểu được khái niệm cơ bản về gia công áp lực trong kỹ thuật chế tạo phôi - Phân biệt được các dạng cơ bản của gia công bằng áp lực như : cán, kéo, ép, rèn và dập. -Nêu cao ý thức cận thận và sáng tạo trong học tập 2. Nội dung chính: Trình bày về khái niệm cơ bản về gia công bằng áp lực và các dạng nguyên công cơ bản của chế tạo phôi bằng gia công áp lực. 3. Các hình thức học tập: - Hoùc lyự thuyeỏt treõn lớp 4. N ội dung chi tiết : 1.Khái niệm chung về gia công bằng áp lực Gia công kim loại bằng áp lực là phương pháp gia công dựa vào khả năng biến dạng dẻo của kim loại, dùng ngoại lực của thiết bị làm cho kim loại biến dạng theo hình dạng, kích thước yêu cầu, kim loại vẫn giữ được tính nguyên vẹn không bị phá huỷ. G ia công áp lực là phương pháp gia công không phoi, có thể dùng cho tất cả các kim loại có tính dẻo, ít hao tốn kim loại, cho năng suất cao. Sau khi kim loại 32
gia công áp lực , cơ tính của kim loại được cảI thiện rõ rệt, vì vậy các chi tiết quan trọng thường được chế tạo từ kim loại đẫ qua gia công áp lực. 2 Các dạng cơ bản của gia công bằng áp lực : - Cán kim lo ại: Là cho phôi đi giữa những trục quay theo những hướng khác nhau làm cho phôi bị biến dạng dẻo. Kết quả là chiều d ày của phôi bị giảm, chiều d ài tăng lên rất nhiều, hình dạng mặt cắt của phôi cũng thay đổi. - Kéo kim lo ại : Là sự kéo dàI phôI qua lỗ khuôn có mặt cắt nhỏ hơn mặt cắt của phôi, kéo d ưới tác dụng của lực kéo, sản phẩm có hình dáng và kích thước nhỏ hơn tiết diện của phôi. Keó có đặc điểm là bề mặt sản phẩm có độ nhẵn bóng, độ chính xác cao, dùng để chế tạo các sợi, thỏi hoặc ống có chiều dàI không hạn chế. - Ép kim loại: Là quá trình ép kim loại trong khuôn kín qua lỗ khuôn ép để nhận được hình dáng và kích thước chi tiết cần chế tạo. - Rèn tự do: Là phương pháp làm biến dạng kim loại dưới tác dụng lực đập của búa hoặc lực ép của máy. - D ập thể tích: Là phương pháp rèn mà kim loại biến dạng trong lòng khuôn có hình dáng và kích thước nhất định trong khuôn. - Dập tấm: Là phương pháp chế tạo chi tiết từ phôi liệu ở dạng tấm. Sự biến dạng của kim loại tấm trong khuôn dập có hình dáng kích thước xác định. 5. Đánh giá : - Phương pháp đánh giá: Kiểm tra tư cách - Cõu hỏi ụn tập: 1. Bản chất, đặc điểm và phương pháp gia công áp lực ? 2. Bản chất của công nghệ cán, kéo, rèn, d ập và công dụng của chúng ? 6. Tài liệu tham khảo : - Giáo trình Vật liệu và Công nghệ cơ khí -PGS.TSHoàng Tùng- NXB Giáo Dục - V ật liệu học - Lê Công Dưỡng - NXB Khoa học- Kỹ thuật - Công nghệ kim loại - Trần Hữu Tường, Đinh Công Mễ, ...- N XB Đại học và Trung học chuyên nghiệp - Kim loại học và nhiệt luyện - Nghiêm Hùng - NXB Đại học và Trung học chuyên nghiệp 33
CHƯƠNG 8 : HÀN KIM LOẠI 1. Mục đích: - Biết được khái niệm, đặc điểm và cách phân loại hàn kim lo ại - Nắm vững các phương pháp hàn hồ quang tay, hàn hồ quang tự động, hàn tiếp xúc, hàn khí và cách cắt bằng ngọn lửa khí. - Rèn luyện tính chăm chỉ và sáng tạo. 2. Nội dung chính: Trình bày về khái niệm cơ bản về hàn kim loại, cũng như đặc điểm và b ản chất của các loại hàn: hàn hồ quang tay, hàn hồ quang tự động, hàn tiếp xúc, hàn khí và cách cắt bằng ngọn lửa khí. 3. Các hình thức học tập: - Hoùc lyự thuyeỏt treõn lớp 4. N ội dung chi tiết : BÀI 1:KHÁI NIỆM CHUNG VỀ HÀN 1. Khái niệm: Hàn là phương pháp ghép nối các phần tử kim loại thành một khối thống nhất không thể tháo rời được (nếu không phá huỷ chúng) bằng cách nung nóng chỗ nối đến nhiệt độ chảy (hàn nung chảy) hoặc đến trạng thái dẻo rồi dùng lực ép chúng lại với nhau (hàn áp lực). 2. Đ ặc điểm 34
- Có thể chế tạo được những liên kết phức tạp từ những chi tiết đơn giản - Có thể nối được những kim loại có tính chất khác nhau. Ví dụ: hàn kim loại đen với kim loại màu, hàn các vật liệu chất dẻo - Tiết kiệm được kim loại (so với tán, ghép bulông tiết kiệm 1025% khối lượng kim loại, so với đúc tiết kiệm 50%) - Giảm thời gian chế tạo - Độ bền, độ kín mối hàn cao - Năng suất cao N hược - Dễ có khuyết tật (cong vênh, nứt, rỗ khí...) - Cơ tính của mối hàn và vùng ảnh hưởng nhiệt xung quanh mối hàn kém hơn so với các vùng khác. - Khả năng chịu tải, đặc biệt là tải trọng động của mối hàn kém. 3. Phân loại các phương pháp hàn * Căn cứ vào trạng thái kim loại mối hàn khi tiến hành nung nóng: chia thành 2 nhóm - Hàn nóng chảy: là chỗ hàn được nung nóng đến trạng thái chảy. Ví dụ: hàn hồ quang điện, hàn khí.... - Hàn áp lực: là chỗ hàn được nung nóng đến trạng thái dẻo rồi dùng lực ép để hình thành mối nối.Ví dụ: Hàn tiếp xúc, hàn rèn. * Căn cứ vào d ạng năng lượng cung cấp cho quá trình hàn ta có các dạng sau: - Hàn điện: Là phương pháp sử dụng điện năng biến thành nhiệt cung cấp cho quá trình nung nóng.Ví dụ: hàn hồ quang, hàn tiếp xúc... - Hàn hoá học: là phương pháp sử dụng hoá năng (các phản ứng hoá học) biến thành nhiệt cung cấp cho quá trình hàn.Ví dụ: hàn khí, hàn nhiệt nhôm. - Hàn cơ học: là sử dụng cơ năng biến thành nhiệt để làm d ẻo chỗ hàn. Ví dụ: Hàn ma sát, hàn nguội, hàn nổ. Ngoài ra còn có m ột số dạng hàn đ ặc biệt như hàn điện xi, hàn bằng tia lửa điện, hàn siêu âm, hàn cảm ứng, hàn Laze.... BÀI 2: HÀN HỒ QUANG TAY 1. Khái niệm H àn điện hồ quang là sử d ụng năng lượng nhiệt do hồ quang cháy giữa các điện cực để làm nóng chảy chỗ hàn. 35
H ồ quang là hiện tượng phóng điện trong môi trường khí đã bị ion hoá giữa hai điện cực. Hồ quang tạo ra nguồn nhiệt lớn (đạt 60000 C) và ánh sáng với các tia hồng ngoại, tử ngoại có hại đến sinh lý con người (mắt, da.....) H àn điện hồ quang là dùng nhiệt lượng đó để nung cho vật hàn nóng chảy 2.Các phương pháp hàn điện hồ quang tay: có 2 phương pháp - H àn bằng điện cực không chảy : điện cực thường dùng là điện cực than graphít, Vonfram, hàn được tiến hành bằng dòng điện 1 chiều. - Hàn bằng điện cực chảy. 3. Nguồn điện hàn điện hồ quang Hàn điện hồ quang có thể dùng nguồn xoay chiều hoặc 1 chiều - N guồn xoay chiều: thiết bị rẻ, nhỏ, nhẹ, cơ động hơn, vận hành đơn giản hơn, hiệu suất cao, tiêu hao điện năng ít hơn. Song có nhược điểm là hồ quang cháy không ổn định và chất lượng mối hàn kém. - Nguồn một chiều: cho mối hàn có chất lượng cao hơn song thiết bị phức tạp, giá thành cao. Chỉ dùng khi hàn mối hàn quan trọng. - Nguồn điện hàn phải thoả mãn yêu cầu sau: + Đ iện thế không phải U0 phải đủ lớn để gây hồ quang những không gây nguy hiểm khi sử dụng V ới dòng xoay chiều : U0 = 55 80V V ới dòng 1 chiều: U0 = 30 55V V ới giá trị trên, khi có tải (khi hồ quang cháy) điện thế hạ xuống tương ứng 2040V với dòng xoay chiều và 1525V với dòng 1 chiều. + Quan hệ U, I phải là hàm số nghịch. Khi I tăng thì U giảm và khi đoản mạch thì Tmax trong giới hạn cho phép, không gây cháy máy. + Cường độ dòng ngắn mạch phải nhỏ nhằm nâng cao tuổi thọ của máy In/m = (1,31,4) Ih. Trong đóc : Ih là cường độ dòng điện hàn + Điện thế nguồn hàn phải thay đổi nhanh phù hợp với sự thay đổi điện trở hồ quang nhằm ổn định sự cháy của hồ quang + Cường độ dòng đ iện hàn có thể thay đổi vô cấp hoặc phân cấp để phù hợp với yêu cầu hàn các chi tiết có chiều dày tuỳ ý và các kim loại khác nhau. + Nguồn xoay chiều U và I phải lệch pha nhau để tránh cả hai giá trị bằng không trong cùng 1 thời điểm để ổn định hồ quang. + Thiết bị bảo đảm gọn nhẹ, cấu tạo đ ơn giản, dễ sử dụng, giá thành rẻ. 4. Điện cực hàn: Chia làm 2 loại 36
- Điện cực không chảy: gồm điện cực than, điện cực graphít khi hàn với dòng điện 1 chiều và điện cực vonfram khi hàn với 1 dòng chiều hay xoay chiều trong môi trường khí bảo vệ argon. - Đ iện cực nóng chảy (que hàn): tuỳ theo công dụng và thành phần hoá học của kim loại được hàn mà dùng loại que hàn tương ứng như: que hàn thép, gang, đồng, nhômv.v.... Que hàn được chia ra 2 loại: que hàn không thuốc (que hàn trần) và que hàn có thuốc bọc + Lớp thuốc bọc mỏng: có tác dụng làm tăng tính ổn định của hồ quang. Thành phần thuốc bọc thường có đá vôi, Fenfat, bột tan (chiếm 8085% khối lượng) và thuỷ tinh lỏng (1520% khối lượng). Lớp thuốc bọc loại này thường dùng hàn các kết cấu không quan trọng vì mối hàn bằng que hàn này có cơ tính kém. + Lớp thuốc bọc loại d ày (dn 1,55 dq): có tính ổn định hồ quang vào tạo xung quanh hồ quang một lớp khí và xi bảo vệ kim loại khỏi bị tác dụng của oxy và nitơ của môi trường. Thành phần của lớp bọc này gồm các chất ion hoá(phấn), chất tạo xỉ (cao lanh), chất tạo khí (tinh bột), chất khử oxy (nhôm, feromangan....) các chất hợp kim và chất dính kết. 5. Máy hàn điện hồ quang : Gồm 2 loại - Máy hàn điện 1 chiều: là loại máy phát điện 1 chiều nhưng có b ộ phận ngăn ngừa cường độ ngắn mạch quá lớn - Máy hàn điện xoay chiều : là máy biến áp giảm điện áp của lưới điện (110V, 220V, 380V) xuống 6075V và một bộ tự cảm để điều chỉnh cường độ dòng điện hàn 6. Công nghệ hàn điện hồ quang tay Muốn có mối hàn tốt cần phải chọn đúng chế độ hàn : đường kính điện cực ( que hàn ), dòng điện hàn, năng suất hàn. a.Chuẩn bị mối hàn: gồm - Làm sạch mối hàn và tuỳ thuộc vào độ dày của vật hàn để vát mép. +Các loại mối hàn và cách vát mép được thể hiện trên hình 9.3. + Theo vị trí mối hàn trong không gian ( hình 9.2 ) gồm: Hàn sấp, hàn đ ứng, hàn trần. 0 Xét trong mặt phẳng ngang các mối hàn phân bố từ 0 - 60 gọi là vị trí hàn sấp, 37
0 0 từ 60-120 gọi là vị trí hàn đ ứng và ngang, từ 120 -180 gọi là vị trí hàn trần (ngửa). - Bước cuối cùng của công tác chuẩn bị là kê, gá đảm bảo kích thước tránh cong, vênh, lệch tâm. b. Chế độ hàn hồ quang tay: Gồm xác định một số thông số quan trọng như: - Đường kính que hàn: phụ tuộc vào chiều dày vật hàn (S) S dq   1(mm) 2 Hàn giáp mối: . Trong đó: S – chiều dày vật hàn( mm ). K dq   2(mm) 2 Hàn góc hay chữ T: . Trong đó: K- cạnh mối hàn góc hay chữ T. - Cường độ hàn: phụ thuộc vào đường kính que hàn, kim loại vật hàn và vị trí mối hàn trong không gian. Có thể xác định theo công thức thực nghiệm Ih = (20+6d q )d q (A) . Trong đó: d q - đường kính que hàn (mm) Khi vật hàn có chiều dày S < 1,5d q , phải giảm cường độ khoảng 1015% so với giá trị tính toán trên. Khi S > 3d q p hải tăng khoảng 1015%. Mối hàn đứng giảm 1015%, hàn trần giảm 15 20% Cũng có thể chọn Ih theo bảng nhà sản xuất in trên bao gói c.Tiến hành hàn : Khi hàn người thợ gây tia hồ quang bằng cách cho đầu điện cực chạm vào vật hàn rồi nhấc ra ngay, tia hồ quang đ ược tạo thành cùng với khoảng hở, tiếp đó giữ cho chiều dài hồ quang không đổi và kim lo ại sẽ dần dần lấp đầy mối hàn. Khi vật hàn dày dưới 6mm thì chỉ hàn một lớp, nếu kim loại dày trên 6mm thì phải hàn nhiều lớp chồng lên nhau. Chiều d ài mối hàn ngắn ( l1000mm ), nên dùng phương pháp hàn phân đoạn, tức là chia chiều d ài mối hàn thành từng đoạn ngắn ( 150 - 250mm ) đ ể hàn nhằm tránh ứng suất tập trung do đó giảm được biến dạng sau khi hàn. Trong quá trình hàn, que hàn thường có 3 chuyển động: Chuyển động theo hướng trục que hàn, chuyển động dọc theo mối hàn và chuyển động ngang giữa 2 mép hàn 38
+ Chuyển động theo hướng trục que hàn: Nhằm giữ khoảng cách giữa que hàn và bề mặt vật hàn không đổi để duy trì hồ quang cháy ổn định + Chuyển động dọc theo mối hàn để hàn hết chiều dài mối hàn. Chuyển động này có ảnh hưởng lớn đến chất lượng mối hàn, vì nếu tốc độ chuyển động lớn quá mép hàn có thể chưa kịp chảy, dễ gây hiện tượng hàn không ngấu. Ngược lại, nếu nhỏ quá lượng kim loại chảy quá nhiều, làm giảm năng suất hàn, lãng phí kim loại, ảnh hưởng đến hình dạng, kích thước của mối hàn. + Chuyển động dao động ngang: để đảm bảm chiều rộng của mối hàn . Phối hợp các chuyển động trên ta có các kiểu chuyển động cơ b ản của que hàn Kiểu hàn1, 2, 3: dùng phổ biến nhất, kiểu 4 dùng khi cần nung nóng nhiều phần giữa mối hàn, kiểu 5 và 6 dùng khi cần nung nóng nhiều phần mép hàn. BÀI 4: HÀN KHÍ 1. Khái niệm: Hàn khí là sử dụng nhiệt lượng sinh ra từ các phản ứng toả nhiệt của các khí cháy trong oxy để làm nóng chảy chỗ hàn. 2. Các loại khí dùng trong hàn khí K hí dùng trong hàn khí có 2 loại: khí oxy và các loại khí cháy - Khí oxy: dùng để duy trì cho sự cháy. Được chứa trong bình thép 40 lít, P = 150 at - Các loại khí cháy như axêtylen (C2H2), hydrô (H2), khí than đá, hơi của xăng và benzen..... Trong thực tế chủ yếu dùng axêtylen vì khi cháy khí này toả nhiệt lượng có ích cao nhất (11470 cal/m3). Khí axêtylen nhẹ hơn oxy và hydrô, bốc cháy ở nhiệt độ 4200C và dễ nổ khi áp suất P > 1,75at hoặc tiếp xúc lâu với đồng và bạc. Khi nồng độ axêtylen trong không khí từ 2,8 65% có thể gây nổ. Để tránh hiện tượng nổ, thùng chứa đất đèn phải hết sức kín, nên để ở nơi thoáng gió, khô ráo kê cao trên mặt dất, nhất thiết không được đặt ở nơi ẩm ướt và kín gió vì khí axêtylen C2H2 được tạo thành bằng cách cho đất đèn (cácbuacanxi CaC2) tác d ụng với nước theo phản ứng sau: CaC2 + 2H20  C2H2 + ca(OH)2 + Q 3.Công nghệ hàn khí 39
Chất lượng của mối hàn khí phụ thuộc vào cách chọn công suất của mỏ hàn, chất lượng que hàn, cách điều chỉnh ngọn lửa hàn, cách chọn phương pháp hàn và độ nghiêng của mỏ hàn. a.Điều chỉnh ngọn lửa hàn Cấu tạo ngọn lửa hàn gồm ba vùng riêng biệt. Kích thước, hình d ạng, màu sắc mỗi vùng phụ thuộc vào tỉ lệ thể tích giữa oxy và axêtylen (hình 9.5) H ệ số  = thể tích O2/ thể tích C2H2 - Nếu  = 1,1 1,3 ta thu được ngọn lửa bình thường (H ình 9.5a), nhân ngọn lửa (vùng 1) màu sáng trắng có nhiệt độ bằng 10000C. Vùng hoàn nguyên (2) có màu sáng xanh, có nhiệt độ cao nhất (32000C) dùng đ ể hàn rất tốt, nên gọi là vùng công tác. Vùng cháy hoàn toàn có màu nâu sẫm (3), nhiệt độ vùng này thấp do mất mát một phần vào việc bốc hơi nước. V ùng này không dùng để hàn. Ngọn lửa này dùng nhiều để hàn các loại thép - N ếu  > 1,3 thì ta nhận được ngọn lửa oxy hoá (thừa oxy H ình 9.5b), có nhiệt độ cao hơn so với ngọn lửa b ình thường nhưng không để hàn thép vì mối hàn dòn và dễ bị rỗ khí N gọn lủa này chủ yếu dùng để hàn đồng thau, nung nóng và cắt hớt bề mặt kim lo ại - N ếu  < 1,1 ta thu được ngọn lửa các bon hoá (thừa cácbon Hình 9.5c) có nhiệt độ thấp hơn ngọn lửa bình thường, ít dùng để hàn thép, chủ yếu dùng để hàn gang, hàn đắp thép cao tốc, hàn HK cứng. b.Phương pháp hàn khí Theo chiều dịch chuyển của mỏ hàn ta có hàn phải và hàn trái ( Hình 9.6 ). - Hàn trái: Mỏ hàn dịch chuyển từ phải sang trái ( que hàn đi trước, mỏ hàn đi sau ). - Hàn phải: Mỏ hàn dịch chuyển từ trái sang phải (mỏ hàn đi trước, que hàn đi sau ). Trong sản xuất, hàn phải dùng để hàn tấm dày hơn, vật liệu khó nóng chảy hơn. Ngược lại hàn trái dùng để hàn tấm mỏng hơn(
d.Chế độ hàn khí Các thông số cơ b ản của chế độ hàn khí là: Tốc độ hàn, góc nghiêng của mỏ hàn, công suất ngọn lửa và đường kính que hàn. - Góc nghiêng của mỏ hàn so với bề mặt chi tiết hàn phụ thuộc chủ yếu vào chiều dày của kim loại. Chiều dày kim loại càng tăng thì đòi hỏi độ tập trung nhiệt càng lớn, do đó đòi hỏi góc nghiêng càng lớn. - Công suất ngọn lửa hàn (A) : Đó là lượng tiêu hao khí ôxy hoặc khí cháy trong một đơn vị thời gian A = k.S ( lít/ giờ ). Trong đó : S - Chiều dày vật hàn (mm ). K - H ệ số phụ thuộc vào khả năng dẫn nhiệt của kim loại và phương pháp hàn. Ví d ụ : Thép k = 100 -120; Đồng k = 150 - 200; Nhôm k = 120 - 150. - Đường kính que hàn ( d ): là vật liệu bổ sung kim loại cho mối hàn. Thông thường vật liệu que hàn giống với vật liệu hàn. Được chọn theo công thức thực nghiệm sau Khi hàn phải : d = S/2 (mm) ; Khi hàn trái : d = S/2 + 1 (mm) 5. Đánh giá : - Phương pháp đánh giá: Kiểm tra tư cách - Cõu hỏi ụn tập: 1. Định nghĩa hàn kim loại. Nêu đặc điểm và phân loại hàn theo bản chất của nó ? 2. phân loại hàn hồ quang tay và hàn hồ quang tự động ? 3, Bản chất hàn điện tiếp xúc, đặc điểm và các phương pháp hàn điện tiếp xúc ? 4. Các loại ngọn lửa hàn khí và công dung của chúng ? 6. Tài liệu tham khảo : - Giáo trình Vật liệu và Công nghệ cơ khí -PGS.TSHoàng Tùng- NXB Giáo Dục - V ật liệu học - Lê Công Dưỡng - NXB Khoa học- Kỹ thuật - Công nghệ kim loại - Trần Hữu Tường, Đinh Công Mễ, ...- N XB Đại học và Trung học chuyên nghiệp - Kim loại học và nhiệt luyện - Nghiêm Hùng - NXB Đại học và Trung học chuyên nghiệp 41
CHƯƠNG 9. GIA CÔNG KIM LOẠI BẰNG CẮT GỌT 1. Mục tiêu: - Biết được khái niệm chung về các thông số cơ bản của chế độ cắt gọt và cách phân loại máy cắt kim loại - N ắm vững và phân biệt được các loại máy cắt kim loại như : máy tiện, máy khoan, máy phay, máy mài trong quá trình làm việc. - Rèn luyện tính sáng tạo trong học tập 2. Nội dung chính: Trình bày về khái niệm cơ b ản về thép cácbon, ảnh hưởng của các nguyên tố đến tính chất và tổ chức của thép, các phân loại thép. 3. Các hình thức học tập: - Hoùc lyự thuyeỏt treõn lớp 4. N ội dung chi tiết : BÀI 1: NHỮNG KHÁI NIỆM CHUNG 1. Các thông số cơ bản của chế độ cắt gọt a. Tốc độ cắt (V) : Là đoạn đường đi được trong một đơn vị thời gian của một điểm trên bề mặt gia công, ho ặc một điểm trên lưỡi dụng cụ cắt. - Đối với máy có phôi hoặc dụng cụ cắt quay tròn (như Tiện, khoan) 42
.D.n V = 1.000 ; (m/ph). Trong đó: D - đường kính của phôi (mm) n - số vòng quay của phôi hoặc dụng cụ cắt trong 1phút. - Đối với máy có phôi hoặc dụng cụ cắt chuyển động thẳng (Bào) L V = 1000.t ; (m/ph) . Trong đó: L - chiều dài hành trình (mm) t - thời gian của 1 hành trình ( phút) b .Tiến độ (S): Là khoảng di động của dụng cụ cắt theo chiều dọc khi phôi quay 1 vòng c. Chiều sâu cắt (t) : Là khoảng cách giữa mặt cần gia công và mặt đã gia công sau một lần dụg cụ cắt chạy qua. - Khi tiện ngo ài : Chiều sâu cắt đo theo đường vuông góc với trục phôi và tính theo công thức : Dd t = 2 ; (mm). Trong đó: D - đường kính mặt cần gia công (mm) d - đ ường kính mặt đã gia công (mm) - Khi khoan : Chiều sâu cắt bằng nửa đường kính mũi khoan D t = 2 ; (mm) d.Diện tích lớp cắt (f) : Là tích số giữa tiến độ (S) và chiều sâu cắt (t), hoặc là tích số giữa chiều dày cắt (a) và chiều rộng cắt (b). t = S.t = a.b e.Thời gian để gia công một chi tiết trên máy (Tc) Tc = Tm + Tp + Tpv + Tn , ( phút) . Trong đó: - Thời gian máy (Tm) : Là thời gian trực tiếp dùng để cắt gọt kim loại - Thời gian phụ (Tp) : Là thời gian để bảo đảm hoàn thành nhiệm vụ công nghệ cơ bản như thời gian đặt, kẹp và tháo chi tiết, thời gian điều khiển các cơ cấu của máy, thời gian di chuyển dụng cụ và thời gian đo chi tiết. - Thời gian phục vụ chỗ làm việc (Tpv) : Là thời gian mà người thợ dùng để chăm sóc chỗ làm việc ( máy, dụng cụ, đồ gá) trong một ca. - Thời gian nghỉ ngơi (Tn) : Gồm thời gian hạn định bởi các điều kiện làm việc của máy và của sản xuất. 2.Phân loại máy cắt kim loại a.Theo công dụng của máy : Có các loại máy tiện, máy phay, máy b ào, máy 43
khoan, máy mài... b .Theo mức độ vạn năng : - Máy vạn năng : Có thể làm được các công việc khác nhau của các chi tiết máy. - Máy chuyên môn hoá : Dùng để gia công một loại chi tiết hoặc một vài loại chi tiết có kích thước nhất định. c.Theo mức độ chính xác của máy: Bình thường, cao cấp. Ngo ài ra còn có máy bán tự động, tự động... BÀI 2. GIA CÔNG TIỆN 1. Khái niệm: G ia công tiện có chuyển động chính là chuyển động quay tròn của chi tiết, chuyển động chạy dao là chuyển động thẳng (dọc trục hoặc hướng kính) của dao. Chi tiết cần gia công được kẹp trong mâm cặp hoặc giữa các mũi tâm và có chuyển động quay, dụng cụ cắt được kẹp trong bàn dao và có chuyển động thẳng. 2. Máy tiện a.Các bộ phận chính của máy tiện - Thân máy: Là chi tiết cơ bản của máy để lắp trên nó những bộ phận khác : ụ trước, ụ sau, xe dao... - Ụ trước (ụ trục chính) : Cố định trên thân máy dùng để truyền động chi tiết và kẹp chặt chi tiết. - Hộp chạy dao : Nằm dưới ụ trước, dùng để thay đổi tốc độ chạy dao. - Xe dao: Dùng đ ể biến chuyển động quay tròn của trục trơn hay trục vít thành chuyển động tịnh tiến của bàn dao. - Bàn dao: Dùng để truyền chuyển động chạy dao dọc, ngang, nghiêng so với trục chính của máy. - Ụ sau: Dùng để đỡ chi tiết gia công b. Các lo ại máy tiện và ký hiệu - Máy tiện gồm nhiều kiểu như sau: Máy tiện vạn năng, máy tiện tự động và bán tự động, máy tiện chuyên môn hoá và chuyên dùng, máy tiện đứng, máy tiện 44
cụt, máy tiện ren vít, máy tiện rơvonve... - Ký hiệu: Theo TCVN máy tiện được ký hiệu bằng chữ T và các chữ số kèm theo chỉ công dụng và mức độ vạn năng Ví dụ: Máy T616  T : là máy tiện; 6 : là máy tiện vạn năng; 16 : là chiều cao từ tâm trục chính đến bàn máy là 160 mm. 3. Dao tiện Dao tiện gồm 2 phần: Đầu dao và thân dao * Phần thân dao: Dùng để gá lắp lên bàn dao của máy hay trục gá. Thân dao thường có tiết diện ngang hình chữ nhật hoặc hình vuông và đ ược làm bằng thép cácbon kết cấu 45. * Phần đầu dao: Là phần trực tiếp làm nhiệm vụ cắt gọt. Được làm bằng các loại thép dụng cụ, hợp kim cứng và được hàn với thân dao. Tuỳ theo yêu cầu cắt gọt có thể thẳng, cong và được gắn thêm mảnh hợp kim cứng. Đầu dao được tạo nên bởi các mặt và các lưỡi sau: - Mặt trước (1): là mặt theo đó phoi thoát ra trong quá trình cắt gọt nên còn gọi là mặt thoát phoi - Mặt sau chính (2): Là mặt dao đối diện với mặt đang gia công của chi tiết. - Mặt sau phụ (3): là mặt dao đối diện với mặt đ ã gia công của chi tiết. - Lưỡi cắt chính (4): Là giao tuyến của mặt trước và m ặt sau chính, nó làm nhiệm vụ cắt trong quá trình gia công. - Lưỡi cắt phụ (5): là giao tuyến của mặt trước và mặt sau phụ, nó chỉ tham gia cắt một phần nhỏ trong quá trình cắt. - Mũi dao (a): là giao điểm của lưỡi cắt chính và lưỡi cắt phụ. Mũi dao có thể nhọn hoặc có bán kính chuyển tiếp R = 0,10,2 mm. Đa số dao chỉ có một lưỡi cắt chính và một lưỡi cắt phụ. Nhưng dao tiện rãnh, dao tiện đứt có hai lưỡi cắt phụ, dao tiện ren có hai lưỡi cắt chính. Để đảm bảo năng suất cắt, chất lượng bề mặt cắt cũng như tuổi thọ của dao, mỗi điểm trên lưỡi cắt phải tạo nên các góc cắt, đó là các góc sau: - Góc trước chính () : Là góc hình thành trên lưỡi cắt chính. Góc  có thể dương, âm hay bằng 0 góc này ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình cắt gọt và độ bền của dao. Góc càng lớn thì dao càng sắc, công tiêu hao ít nhưng dao sẽ yếu. Mài tạo góc  phụ thuộc và vật liệu gia công, thường chọn  = 10 300 - Góc sau chính () : còn gọi là góc ma sát, góc này ảnh hưởng trực tiếp đến sự ma sát giữa mặt sau chính và mặt đang gia công. Góc  càng lớn thì ma sát càng 45
ít và lực cắt càng nhỏ, độ bóng gia công càng tăng, thường  = 3150 - Góc sắc  biểu thị độ sắc, độ bền của điểm cắt trên lưỡi dao và có quan hệ (tức là hình chiếu trên mặt đáy của dao) có các góc: - Góc nghiêng chính  : Góc này ảnh hưởng trực tiếp đến chiều dày và chiều rộng của lớp phoi cắt, do vậy ảnh hưởng đến lực cắt, thường  = 30 700 - Góc nghiêng phụ  ': Góc này ảnh hưởng đến ma sát giữa dao và m ặt đã gia công, Ảnh hưởng đến độ bóng bề mặt đã gia công, thường ' = 10150 - Góc mũi dao  : góc này ảnh hưởng dến độ bền và sự truyền nhiệt của dao khi cắt, các góc của dao bị thay đổi do dao bị m òn và phải mài lại góc độ hoặc thay đổi dao mới. Sau một quá trình gia công, các góc của dao bị thay đổi do dao bị mòn và phải mài lại góc độ hoặc đổi dao mới. * V ật liệu làm đầu dao: - Yêu cầu: + Phải có độ cứng lớn hơn vật liệu gia công + Chịu được va đập do áp lực của phoi + Giữ được độ cứng ban đầu ở nhiệt độ cao + Ít bị m ài mòn, có cơ tính cao - Vật liệu làm đầu dao thường dùng: + Thép cácbon dụng cụ: CD70, CD80...CD130 + Thép HK dụng cụ: có các nguyên tố HK như Cr, W, Si, Mn + HK cứng + Vật liệu gốm: Thành phần chủ yếu là Al203, rẻ tiền, chịu được nhiệt độ cao, dùng làm dao gia công tinh, cắt tốc độ cao. 4 . Các công việc tiến hành trên máy tiện Tiện mặt ngoài (a.1), tiện vát mép (a.2), tiện mặt đầu (a.3), tiện lỗ (a.4), tiện đứt (b), tiện ren (c), gia công các mặt định hình (e), tiện răng... BÀI 3: GIA CÔNG KHOAN 1. Khái niệm: K hoan, doa là phương pháp gia công lỗ hình trụ bằng các dụng cụ cắt như mũi khoan, mũi khoét, mũi doa, tarô. K hoan chỉ tạo ra lỗ thô với độ chính xác thấp, độ bóng thấp (cấp 2-3). Vì vậy, 46
sau khi khoan để tăng độ chính xác của lỗ gia công, người ta tiến hành gia công bán tinh (khoét) và gia công tinh (doa). Sau khi doa độ chính xác đạt cấp 1- 2 và độ bóng có thể đạt cấp 7 - 8 2. Máy khoan, doa - Có chuyển động chính là chuyển động quay tròn của trục chính máy (tức là chuyển động quay tròn của dao khoan) chuyển động chạy dao là chuyển động tịnh tiến của dao. Trước khi khoan, lỗ định khoan phải đ ược lấy dấu trước và đưa đến vị trí dao khoan. - Máy khoan theo TCVN được ký hiệu bằng chữ K và số kèm theo Ví dụ : K135  K : là máy khoan; 1là nhóm máy khoan đứng;35 là đường kính lỗ lớn nhất có thể khoan được trên máy khoan này là 35 mm. - Có nhiều loại máy khoan: + Máy khoan bàn : là loại máy nhỏ, đơn giản, thường đặt trên bàn nguội và chỉ khoan được đ ường kính lỗ lớn nhất là 10 mm. + Máy khoan đứng : Dùng để gia công lỗ có đường kính  50 mm của các chi tiết không lớn lắm. + Máy khoan cần : Để gia công lỗ có đường kính lớn của các chi tiết lớn không thể dịch chuyển thuận lợi được. + Máy khoan nhiều trục: Có nhiều trục để khoan nhiều lỗ đồng thời. Ngoài ra còn có máy khoan lỗ sâu, máy khoan lỗ tâm. 3. D ụng cụ cắt chủ yếu trên máy khoan, doa a.Mũi khoan: Dùng đ ể khoan các lỗ chưa có sẵn. Theo công dụng có các loại mũi khoan khác nhau như : mũi khoan tâm dùng để gia công lỗ tâm trên mặt đầu các trục, mũi khoan sâu để khoan các lỗ dài (như lỗ nòng súng)… mũi khoan ruột gà là loại thường dùng hơn cả. Cấu tạo mũi khoan ruột gà: Gồm các phần - Phần cắt: Gồm 2 lưỡi cắt (5) và (6) lưỡi cắt ngang (7) và hai mặt sau (8) - Phần định hướng: có 2 rãnh xo ắn (1) và (2) để thoát phoi khi khoan lỗ và có 2 mặt định hướng (3) và(4) để giảm ma sát, giảm nhiệt và định hướng mũi khoan trong lỗ. - Phần cổ dao: Để ghi đường kính mũi khoan. Vật liệu làm mũi - Chuôi hình trụ dùng cho mũi khoan lỗ nhỏ (< 10mm) chuôi côn dùng cho mũi khoan đường kính lớn. 47
b.Mũi khoét: Dùng để mở rộng lỗ đã có sẵn các bộ phận của mũi khoét giống mũi khoan, chỉ khác là số lưỡi cắt nhiều hơn 3-4 lưỡi, vì vậy khi gia công lỗ khoét đạt độ chính xác cấp 3-4, độ bóng Rz40 - Rz20. c.Mũi doa: Dùng để gia công chính xác lỗ. Mũi doa thường có từ 6 -12 lưỡi cắt. Rãnh thoát phoi có thể thẳng hoặc xoắn. Khi gia công xong, lỗ doa đạt độ chính xác cao (cấp 1-2), độ bóng cao (cấp 7-8). d.Dao đ ể cắt ren: Gồm Tarô và bàn ren - Tarô: để cắt ren trong các lỗ có sẵn - Bàn ren: dùng để cắt ren ngoài. 4. Các công việc thực hiện trong máy khoan - Gia công lỗ chưa có sẵn bằng mũi khoan - Mở rộng lỗ đã có sẵn bằng mũi khoét - Gia công chính xác lỗ bằng mũi doa - Gia công ren trong lỗ bằng dao tarô, gia công ren ngoài trên mặt trụ bằng bàn ren 5. Đánh giá : - Phương pháp đánh giá: Kiểm tra tư cách - Cõu hỏi ụn tập: 1.Cấu tạo của dao tiện và tác dụng của các góc dao ? 2. Nêu các loại dao bào và công dụng của chúng ? 3. D ụng cụ cắt chủ yếu trên máy khoan, doa ? 6. Tài liệu tham khảo : - Giáo trình Vật liệu và Công nghệ cơ khí -PGS.TSHoàng Tùng- NXB Giáo Dục - V ật liệu học - Lê Công Dưỡng - NXB Khoa học- Kỹ thuật - Công nghệ kim loại - Trần Hữu Tường, Đinh Công Mễ, ...- N XB Đại học và Trung học chuyên nghiệp - Kim loại học và nhiệt luyện - Nghiêm Hùng - NXB Đại học và Trung học chuyên nghiệp 48