zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Cơ khí - Chế tạo máy

Tài liệu học tập môn Các quá trình gia công – Dùng cho Hệ Cao đẳng Tín chỉ tại Trường CĐCN Việt Đức

Chia sẻ: Nguyen Van Thanh | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:65

Báo xấu

211
lượt xem 40
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nắm được các Khái niệm sản phẩm, chi tiết máy, bộ phận máy, cơ cấu máy, phôi. - Nắm được Khái niệm về quá trình thiết kế, quá trình sản xuất, quy trình công nghệ. - Nắm được Các dạng sản xuất. - Chất lượng bề mặt sản phẩm được đánh giá theo các tiêu chí nào. - Khái niệm về độ chính xác gia công cơ khí. - Tiêu chuẩn hoá trong cơ khí và tại sao phải tiêu chuẩn hoá.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Tài liệu học tập môn Các quá trình gia công – Dùng cho Hệ Cao đẳng Tín chỉ tại Trường CĐCN Việt Đức

Tài liệu học tập môn Các quá trình gia công – Dùng cho Hệ Cao đẳng Tín chỉ tại Trường CĐCN Việt Đức CHƯƠNG I: NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ SẢN XUẤT CƠ KHÍ Mục tiêu học tập của chương 1: - Nắm được các Khái niệm sản phẩm, chi tiết máy, bộ phận máy, cơ cấu máy, phôi. - Nắm được Khái niệm về quá trình thiết kế, quá trình sản xuất, quy trình công nghệ. - Nắm được Các dạng sản xuất. - Chất lượng bề mặt sản phẩm được đánh giá theo các tiêu chí nào. - Khái niệm về độ chính xác gia công cơ khí. - Tiêu chuẩn hoá trong cơ khí và tại sao phải tiêu chuẩn hoá. 1.1 Khái niệm sản phẩm, chi tiết máy, bộ phận máy, cơ cấu máy, phôi: 1.1.1 Sản phẩm: Là một danh từ quy ước để chỉ một vật phẩm được tạo ra ở giai đoạn cuối cùng của một quá trình sản xuất tại một cơ sở sản xuất. Sản phẩm có thể là máy móc hoàn chỉnh hay bộ phận, cụm máy, chi tiết…dùng để lắp ráp hay thay thế. 1.1.2 Chi tiết máy: Là đơn vị nhỏ nhất và hoàn chỉnh về mặt kỹ thuật của máy như bánh răng, trục cơ, bi… 1.1.3 Phôi: Còn gọi là bán thành phẩm, là danh từ kỹ thuật được quy ước để chỉ vật phẩm đ ược tạo ra từ một quá trình sản xuất này chuyển sang một quá trình sản xuất khác.Ví dụ: S ản phẩm đúc Có thể là một chi tiết đúc (nếu đem dùng ngay) song nó có thể là một phôi đúc nếu nó cần gia công thêm(Cắt gọt, nhiệt luyện, rèn, dập…) trước khi dùng. Các phân xưởng chế tạo phôi là Đúc, rèn, dập, gò, hàn, cắt kim loại… 1.1.4 Bộ phận máy: Đây là một phần của máy, bao gồm hai hoặc nhiều chi tiết máy đ ược liên kết v ới nhau theo những nguyên lý máy nhất định(Liên kết động hay liên kết cố định) như hộp tốc đ ộ, Moay ơ xe đạp… 1.1.5 Cơ cấu máy: Đây là một phần của máy hoặc bộ phận máy có nhiệm vụ nhất định trong máy Ví dụ: Đĩa + Xích + Líp của xe đạp tạo thành cơ cấu chuyển động xích trong xe đạp. 1.2 Khái niệm về quá trình thiết kế, quá trình sản xuất, quy trình công nghệ: 1.2.1 Quá trình thiết kế: Là quá trình khởi thảo, tính toán, thiết kế ra một dạng sản phẩm thể hiện trên bản vẽ kĩ thuật, thuyết minh, tính toán, công trình…Đó là quá trình tích luỹ kinh nghiệm, sử dụng những thành tựu khoa học kĩ thuật để sáng tạo ra những sản phẩm mới ngày càng hoàn thiện. Bản thiết kế là cơ sở pháp lý để kiểm tra, đo lường, thực hiện các hợp đồng… 1.2.2 Quá trình sản xuất: Là quá trình trực tiếp tác động của con người thông qua công cụ sản xuất nhằm biến đổi tài nguyên thiên nhiên hoặc bán thành phẩm thành sản phẩm cụ thể đáp ứng yêu cầu c ủa xã hội. Biên soạn: Nguyễn Duy Trường - Khoa CK CTM Trường CĐCN Việt Đức 1
Tài liệu học tập môn Các quá trình gia công – Dùng cho Hệ Cao đẳng Tín chỉ tại Trường CĐCN Việt Đức Quá trình sản xuất thường bao gồm nhiều giai đoạn, mỗi giai đoạn tương ứng với một công đoạn, một phân xưởng hay một bộ phận…làm những nhiệm vụ chuyên môn khác nhau. Quá trình sản xuất được chia ra các công đoạn nhỏ theo một quá trình công nghệ. 1.2.3 Quy trình công nghệ: Là một phần của quá trình sản xuất nhằm trực tiếp làm thay đổi trạng thái của đối tượng sản xuất theo một thứ tự chặt chẽ, bằng một công nghệ nhất định. Ví dụ QTCN nhiệt luyện nhằm làm thay đổi tính chất vật lý của vật liệu chi tiết như độ cứng, độ bền… Các thành phần của QTCN bao gồm: a/ Nguyên công: Là một phần của quy trình công nghệ do một hoặc một nhóm công nhân thực hiện liên tục tại một chỗ làm việc để gia công chi tíết(hay một nhóm chi tiết cùng gia công một lần). b/ Bước: Là một phần của nguyên công để trực tiếp làm thay đổi trạng thái, hình dáng kỹ thuật của sản phẩm bằng một hay một tập hợp dụng cụ với chế đ ộ làm việc không đ ổi. Khi thay đổi dụng cụ, thay đổi bề mặt, thay đổi chế độ… Ta đã chuyển sang một bước mới. c/ Động tác: Là tập hợp các hoạt động, thao tác của công nhân để thực hiện nhiệm vụ của bước hoặc nguyên công. 1.3 Các dạng sản xuất: Tuỳ theo quy mô sản xuất, đặc trưng về tổ chức, trang bị kỹ thuật và quy trình công nghệ mà có các dạng sản xuất khác nhau: 1.3.1 Sản xuất đơn chiếc: Là dạng sản xuất mà sản phẩm được sản xuất ra với số lượng ít và thường ít lặp lại và không theo một quy luật nào cả. Chủng loại mặt hàng rất đa dạng, số lượng mỗi loại rất ít vì thế, phân xưởng, nhà máythường sử dụng các dụng cụ, thiết bị vạn năng. Dây là dạng sản xuất dùng trong sửa chữa, thay thế. 1.3.2 Sản xuất hàng loạt: Là dạng sản xuất mà sản phẩm được chế tạo theo loạt, được lặp đi lặp lại thường xuyên sau một khoảng thời gian nhất định với số lượng trong loạt tương đối nhiều(Vài trăm đến hàng ngàn) như sản phẩm của máy bơm, động cơ điện… Tuỳ theo khối lượng, kích thước, mức độ phức tạp và số lượng mà phân ra dạng sản xuất loạt nhỏ, vừa và lớn. trong sản xuất hàng loạt các dụng cụ , thiết bị sử dụng là các loại chuyên môn hoá có kèm cả loại máy vạn năng hẹp. 1.3.3 Sản xuất hàng khối: Là dạng sản xuất mà trong đó sản phẩm được sản xuất liên tục trong thời gian dài với số lượng rất lớn. Dạng SX này rất dễ cơ khí hoá, tự động hoá như các xí nghiệp SX đồng hồ, xe máy, ôtô, xe đạp… 1.4 Khái niệm chất lượng bề mặt sản phẩm: Chất lượng bề mặt của chi tiết máy đóng một vai trò rất quan trọng cho các máy móc thiết bị có khả năng làm việc chính xác để chịu tải trọng, tốc độ cao, áp lực lớn, nhiệt độ…Nó được đánh giá bởi độ nhẵn bề mặt gia công(Bề mặt sản phẩm). Độ nhám(nhẵn) bề mặt: Bề mặt chi tiết sau khi gia công không bằng phẳng một cách lý tưởng như trên bản vẽ mà có độ nhấp nhô. Những nhấp nhô này là do vết dao để lại, của rung động trong quá trình cắt… Biên soạn: Nguyễn Duy Trường - Khoa CK CTM Trường CĐCN Việt Đức 2
Tài liệu học tập môn Các quá trình gia công – Dùng cho Hệ Cao đẳng Tín chỉ tại Trường CĐCN Việt Đức Độ bóng bề mặt là độ nhấp nhô tế vi của lớp bề mặt(Hình vẽ) gồm độ lồi lõm độ sóng, độ bóng(nhám). Để đánh giá độ nhấp nhô bề mặt sau khi gia công người ta dùng hai chỉ tiêu đó là Ra và Rz(µm). TCVN 2511-95 quy định có 14 cấp độ nhám được kí hiệu √ kèm theo các trị số. Ra là sai lệch trung bình số học các khoảng cách từ những điểm của Profin đo được đến đường trung bình OX đo theo đường vuông góc với đường trung bình của độ nhấp nhô tế vi trên chiều dài chuẩn L 1.5 Độ chính xác gia công cơ khí: 1.5.1 Khái niệm độ chính xác gia công: Độ chính xác gia công của chi tiết máy là đặc tính quan trọng của ngành cơ khí nhằm đáp ứng yêu cầu của máy móc thiết bị cần có khả năng làm việc chính xác để chịu tải trọng, tốc độ cao, áp lực lớn… Độ chính xác gia công là mức độ chính xác đạt được khi gia công so với yêu cầu thiết kế. Trong thực tế, độ chính xác gia công được biểu thị bằng các sai số về kích thước, sai lệch về hình dáng hình học, sai lệch về vị trí tương đối giữa các yếu tố hình học của chi tiết được biểu thị bằng dung sai. Độ chính xác gia công còn phần nào được thể hiện bằng độ nhám bề mặt. 1.5.2 Khái niệm về dung sai: Khái niệm dung sai: Khi chế tạo một sản phẩm, không thể thực hiện kích thước, vị trí, hình dáng chính xác một cách tuyệt đối để có sản phẩm giống hệt như mong muốn và giống nhau hàng loạt, vì việc gia công phụ thuộc vào nhiều yếu tố khách quan như độ chính xác của dụng cụ, thiết bị gia công, dụng cụ đo, trình độ tay nghề của người thợ… Do đó mọi sản phẩm khi thiết kế cần tính đến một sai số cho phép sao cho đảm bảo tốt các yêu cầu kĩ thuật, chức năng làm việc và giá thành hợp lý. Dung sai đặc trưng cho độ chính xác yêu cầu của kích thước hay còn gọi là độ chính xác thiết kế và được ghi kèm với kích thước danh nghĩa trên bản vẽ kỹ thuật. Biên soạn: Nguyễn Duy Trường - Khoa CK CTM Trường CĐCN Việt Đức 3
Tài liệu học tập môn Các quá trình gia công – Dùng cho Hệ Cao đẳng Tín chỉ tại Trường CĐCN Việt Đức 1.5.3 Các phương pháp đo và dụng cụ đo: a/ Phương pháp đo: Tuỳ theo nguyên lý làm việc của dụng cụ đo, cách xác định giá trị đo mà ta có các phương pháp đo sau: - Đo trực tiếp: là phương pháp đo mà giá trị của đại lượng đo được xác định trực tiếp theo chỉ số hoặc số đo trên dụng cụ đo: Đo trực tiếp tuyệt đối dùng đo trực tiếp kích thước cần đo và giá trị đo được nhận trực tiếp trên vạch chỉ thị của dụng cụ. Đo trực tiếp so sánh dùng để xác định trị số sai lệch của kích thước so với mẫu chuẩn. Giá trị sai số được xác định bằng phép cộng đại số kích thước mẫu chuẩn với trị số sai lệch đó. - Đo gián tiếp: dùng để xác định kích thước gián tiếp qua các kết quả đo các đại lượng có liên quan đến đại lượng đo. - Đo phân tích (từng phần): dùng xác định các thông số của chi tiết một cách riêng biệt, không phụ thuộc vào nhau. b/ Dụng cụ đo: Các loại dụng cụ đo thường gặp là các loại thước: thước thẳng, thước cuộn, thước dây, thước lá, thước cặp, thước đo góc, compa, panme, đồng hồ so, calíp, căn mẫu...Các loại thiết bị đo tiên tiến thường dùng như: đầu đo khí nén, đầu đo bằng siêu âm hoặc laze, thiết bị quang học, thiết bị đo bằng điện hoặc điện tử v.v... - Thước lá: có vạch chia đến 0,5 hoặc 1mm có độ chính xác thấp khoảng ±0,5mm. - Thước cặp: là dụng cụ đo vạn năng để đo các kích thước có giới hạn và ngắn như chiều dài, chiều sâu, khoảng cách, đường kính lỗ v.v... với độ chính xác khoảng ± (0,02÷0,05)mm. - Panme: thường dùng để đo đường kính ngoài, lỗ, rãnh...với độ chính xác cao, có thể đạt ±(0,005÷0,01)mm. Panme chỉ đo được kích thước giới hạn. Ví dụ panme ghi 0 - 25 chỉ đo được kích thước ≤ 25mm. - Calíp - căn mẫu: là loại dụng cụ kiểm tra dùng trong sản xuất hàng loạt, hàng khối để kiểm tra kích thước giới hạn các sản phẩm đạt yêu cầu hay không. - Đồng hồ so: có độ chính xác đến ± 0,01mm, dùng kiểm tra sai số đo so với kích thước chuẩn bằng bàn rà, bàn gá chuẩn nên có thể kiểm tra được nhiều dạng bề mặt. Dùng đồng hồ so có thể xác định được độ không song song, độ không vuông góc, độ đồng tâm, độ tròn, độ phẳng, độ thẳng, độ đảo v.v... - Dưỡng: chỉ dùng kiểm tra một kích thước hoặc hình dáng. 1.5.4 Tiêu chuẩn hoá trong ngành cơ khí: Tiêu chuẩn là một tài liệu kỹ thuật do một cơ quan, tổ chức có thẩm quyền ban hành nhằm đưa ra những nguyên tắc và hướng dẫn mang tính tự nguyện áp dụng về những đặc tính của sản phẩm, quá trình hoặc phương pháp” - Ts Steven.R.Wilson. “Tiêu chuẩn” là những tài liệu về kỹ thuật và quản lý kinh tế, kỹ thuật và môi trường mang tính thoả thuận, được chấp nhận một cách tự nguyện trên quy mô quốc gia, khu vực và quốc t ế. “Tiêu chuẩn hoá” là tập hợp các hoạt động về nghiên cứu xây dựng tiêu chuẩn, phổ bi ến áp dụng tiêu chuẩn trong sản xuất và các tiêu chuẩn về kỹ thuật, môi trường và quản lý kinh tế, kỹ thuật. Nhiều tổ chức TCH quốc gia, các tổ chức tiêu chuẩn hoá quốc tế như ISO, IEC, ITU đã đưa vào tiêu chuẩn các thành tựu mới nhất về khoa học - công nghệ. Tiêu chuẩn sản phẩm với yêu cầu chất lượng cao đã thúc đẩy sự đổi mới công nghệ sản xuất. Bên cạnh đó là các tiêu chuẩn về quá trình hoặc quản lý (ví dụ: ISO 9000 về hệ thống đ ảm bảo chất lượng, ISO 14000 về hệ thống quản lý môi trường, GMP và HACCP về hệ thống đ ảm bảo chất lượng thực phẩm...) Tiêu chuẩn hoá là cơ sở để phát triển, mở rộng mạng lưới.Các hệ thống thông tin phải có khả năng mở rộng về dung lượng, năng lực cung cấp Biên soạn: Nguyễn Duy Trường - Khoa CK CTM Trường CĐCN Việt Đức 4
Tài liệu học tập môn Các quá trình gia công – Dùng cho Hệ Cao đẳng Tín chỉ tại Trường CĐCN Việt Đức dịch vụ, chất lượng dịch vụ và khả năng kết nối mạng.Trên cơ sở tiêu chuẩn để lựa chọn các hệ thống thông tin đường trục tốc độ cao làm tiền đề để xây dựng xa lộ thông tin đáp ứng cho việc mở rộng nhanh mạng lưới và đa dạng hoá các loại hình dịch vụ. Như vậy tiêu chuẩn không những làm thước đo chất lượng sản phẩm mà còn là yếu t ố thúc đẩy sự phát triển sản xuất, hiện đại hoá các ngành công nghiệp cơ khí, chế tạo thiết bị của Việt Nam. So với các ngành công nghiệp khác, vai trò của TCH đối với ngành cơ khí chế tạo máy đã thể hiện khác rõ nét hơn. Ví dụ: bulông, đai ốc có cùng kích thước lại không lắp lẫn được với nhau, xích xe đạp được chế tạo tại Trung Quốc hoặc Nhật Bản lại không lắp được với các xe đạp chế tạo tại Việt Nam hoặc đầu máy xe lửa chế tạo tại Ấn Độ lại không chạy được trên đường sắt của Trung Quốc hoặc bất kỳ quốc gia nào khác. TCH chỉ thực sự phát triển cùng với cuộc cách mạng cơ khí. Trong số 13000 tiêu chuẩn ISO đã có trên 4000 tiêu chuẩn về cơ khí hoặc liên quan đến cơ khí, chiếm khoảng 25%. Trong số khoảng 6000 TCVN được ban hành thì đã có khoảng 2000 tiêu chuẩn về c ơ khí, chiếm gần 1/3. Trên 500 tiêu chuẩn ngành và nhiều tiêu chuẩn cơ sở liên quan đ ến cơ khí.Tiêu chuẩn là thước đo chất lượng sản phẩm, là yếu tố thúc đ ẩy phát triển s ản xuất, hiện đại hoá ngành công nghiệp cơ khí - chế tạo thiết bị. Lợi ích của TCH đối với chế tạo các chi tiết máy và máy: Thống nhất hoá được nhiều chi tiết, bộ phận trong sản xuất các sản phẩm cơ khí; - Giảm được số lượng các kiểu loại; Nâng cao chất lượng sản phẩm; Nâng cao năng suất lao động; Đáp ứng tốt yêu cầu l ắp ráp, sửa chữa, thay thế phụ tùng trong ngành chế tạo máy. TCH là tiền đề không thể thiếu được cho sản xuất hàng loạt lớn nhằm tạo ra s ản phẩm có giá thành rẻ và có chất lượng cạnh tranh. Công nghiệp thế giới đã bước qua thời kỳ cơ khí hoá, tự động hoá trên nền tảng truyền dẫn cơ khí và đang ở giai đoạn phát triển cao của tự động hoá cơ - điện (mechatronics). Các máy móc, thiết bị hoặc dây chuyền thiết bị được cấu thành từ các môdun. Sự tương hợp giữa các hệ truyền động cơ khí - Thủy lực - Điện - Điện tử, giữa các môdun đòi hỏi phải có TCH, và sự hài hoà của các tiêu chuẩn quốc gia với các tiêu chuẩn quốc tế và khu vực sẽ đáp ứng rất tốt yêu c ầu trên . TCH trước đây chỉ áp dụng phần nhiều cho các chi tiết, cụm chi tiết nhỏ lẻ và một s ố thiết bị máy móc công nghiệp cơ khí truyền thống (VD: các máy gia công kim loại bằng cắt gọt, máy động lực, các phương tiện cơ giới giao thông đường bộ, các máy móc thiết bị điện...) Hiện nay, tác động của TCH trong ngành Cơ khí Chế tạo không còn bó hẹp như trên nữa, tác dụng và lợi ích của nó đã mang hiệu quả và ý nghĩa kinh tế không nh ỏ. Một ví dụ đơn giản tác dụng của tiêu chuẩn hoá trong khâu tư vấn, tính toán và thiết kế các hệ thống thiết bị cơ khí, có thể đơn giản và giảm bớt từ 10 đến 15% khối lượng công việc do sử dụng các chi tiết và cụm chi tiết được tiêu chuẩn, được thống nhất. Trong công nghiệp chế tạo cơ khí, quá trình lắp ráp và đặc biệt việc thay thế sửa chữa các phụ tùng cơ khí đòi hỏi sử dụng tiêu chuẩn, không thể thiếu tiêu chuẩn và thực hiện công tác tiêu chuẩn hoá khá cao, hiệu quả mang lại có ý nghĩa kinh tế tốt. Câu hỏi ôn tập chương 1: Biên soạn: Nguyễn Duy Trường - Khoa CK CTM Trường CĐCN Việt Đức 5
Tài liệu học tập môn Các quá trình gia công – Dùng cho Hệ Cao đẳng Tín chỉ tại Trường CĐCN Việt Đức Hãy trình bày về: 1- Khái niệm sản phẩm, chi tiết máy, bộ phận máy, cơ cấu máy, phôi. 2- Khái niệm về quá trình thiết kế, quá trình sản xuất, quy trình công nghệ. 3- Kể tên các dạng sản xuất? Ứng dụng của từng dạng sản xuất? CHƯƠNG II: VẬT LIỆU KĨ THUẬT Mục tiêu học tập của chương 2: - Hiểu về cơ tính, các yếu tố đặc trưng cho cơ tính - Nắm được khái niệm về thép Các bon, Phân loại thép. Hợp kim cứng và kí hiệu của hợp kim cứng - Nắm được khái niệm về hợp kim màu, phân loại hợp kim màu và các kí hiệu về hợp kim màu. - Nắm được bản chất của các vật liệu phi kim và các ứng dụng của chúng. 2.1 Tính chất chung của kim loại và hợp kim: 2.1.1 Cơ tính: Cơ tính là đặc trưng cơ học biểu thị khả năng của kim loại hay hợp kim khi chịu tác dụng của các tải trọng. Chúng đặc trưng bởi: a/ Độ bền: là khả năng của vật liệu chịu tác dụng của ngoại lực mà không bị phá huỷ. Độ bền được ký hiệu σ. Tuỳ theo các dạng khác nhau của ngoại lực ta có các loại độ bền: độ bền kéo (σk); độ bền uốn (σu); độ bền nén (σn). Giá trị độ bền kéo tính theo công thức : Tại thời điểm khi P đạt đến giá trị nào đó làm cho thanh kim loại có F0 bị đứt sẽ ứng với giới hạn bền kéo của vật liệu đó. Tương tự ta sẽ có giới hạn bền uốn và bền nén. b/ Độ cứng: là khả năng chống lún của vật liệu khi chịu tác dụng của ngoại lực. Nếu cùng một giá trị lực nén, lõm biến dạng trên mẫu đo càng lớn, càng sâu thì độ cứng của mẫu đo càng kém. Độ cứng được đo bằng cách dùng tải trọng ấn viên bi bằng thép cứng hoặc mủi côn kim cương hoặc mũi chóp kim cương lên bề mặt của vật liệu muốn thử, đồng thời xác định kích thước vết lõm in trên bề mặt vật liệu đo. Có các loại độ cứng Brinen; độ cứng Rôcoen; độ cứng Vicke. - Độ cứng Brinen: dùng tải trọng P (đối với thép và gang P = 30.D2) để ấn viên bi bằng thép đã nhiệt luyện, có đường kính D (D = 10; 5; 0,25 mm) lên bề mặt vật liệu muốn thử (H.vẽ). Độ cứng Brinen được tính theo công thức: P 2 2 HB = (kG/mm ). Ở đây, F chỉ diện tích mặt cầu của vết lõm (mm ) F Độ cứng Brinen dùng đo vật liệu có độ cừng thấp (< 4500 N/mm2) Biên soạn: Nguyễn Duy Trường - Khoa CK CTM Trường CĐCN Việt Đức 6
Tài liệu học tập môn Các quá trình gia công – Dùng cho Hệ Cao đẳng Tín chỉ tại Trường CĐCN Việt Đức - Độ cứng Rôcoen: (H.vẽ) được xác định bằng cách dùng tải trọng P ấn viên bi bằng thép đã nhiệt luyện, có đường kính D = 1,587 mm tức là 1/16” (thang B) hoặc mủi côn bằng kim cương có góc ở đỉnh 1200 (thang C hoặc A) lên bề mặt vật liệu thử. Trong khi thử, số độ cứng được chỉ trực tiếp ngay bằng kim đồng hồ. Độ cứng Rôcoen được ký hiệu HRB khi dùng bi thép để thử vật liệu ít cứng; HRC và HRA khi dùng mũi côn kim cương thử vật liệu có độ cứng cao (>4500 N/mm2). - Độ cứng Vicke (HV) dùng mũi đo 1 (hình chóp góc vát α = 1360) bằng kim cương (H.vẽ) dùng đo cho vật liệu mềm, vật liệu cứng và vật liệu có độ cứng nhờ lớp mỏng của bề mặt đã được thấm than, thấm nitơ.v.v... P . Trong đó: d là đường chéo của vết lõm(mm). HV= 1,8544. d2 P là tải trọng(kg) c/ Tính dẻo: là khả năng biến dạng vĩnh cửu của kim loại và hợp kim khi chịu tác dụng của ngoại lực. Khi thử mẫu nó được thể hiện qua độ dãn dài tương đối (δ%) là tỷ lệ tính theo phần trăm giữa lượng dãn dài sau khi kéo và chiều dài ban đầu: l1 − l 0 . 100% δ= l0 Trong đó: l1 và l2 là độ dài mẫu trước và sau khi kéo(mm) Vật liệu có (δ%) càng lớn thì càng dẻo và ngược lại. d/ Độ dai va chạm (ak): Có những chi tiết máy làm việc thường chịu các tải trọng tác dụng đột ngột (tải trọng va đập). Khả năng chịu đựng các tải trọng đó mà không bị phá huỷ của vật liệu gọi là độ dai va chạm. Biên soạn: Nguyễn Duy Trường - Khoa CK CTM Trường CĐCN Việt Đức 7
Tài liệu học tập môn Các quá trình gia công – Dùng cho Hệ Cao đẳng Tín chỉ tại Trường CĐCN Việt Đức A 2 (J/mm ). Trong đó A là công sinh ra khi va đập làm gãy mẫu(J); F là diện tích tiết ak = F 2 diện mẫu(mm ) 2.1.2 Lí tính: Lý tính là những tính chất của kim loại thể hiện qua các hiện tượng vật lý khi thành phần hoá học của kim loại đó không bị thay đổi. Nó được đặc trưng bởi: khối lượng riêng, nhiệt độ nóng chảy, tính dãn nở, tính dẫn nhiệt, tính dẫn điện và từ tính... 2.1.3 Hoá tính: Hoá tính là độ bền của kim loại đối với những tác dụng hoá học của các chất khác như ôxy, nước, axít v.v... mà không bị phá huỷ. a/ Tính chịu ăn mòn: là độ bền của kim loại đối với sự ăn mòn các môi trường xung quanh. b/ Tính chịu nhiệt: là độ bền của kim loại đối với sự ăn mòn của ôxy trong không khí ở nhiệt độ cao. c/ Tính chịu axít: là độ bền của kim loại đối với sự ăn mòn của axít. 2.1.4 Tính công nghệ: Tính công nghệ là khả năng của kim loại và hợp kim cho phép gia công theo phương pháp nào là hợp lý. Chúng được đặc trưng bởi: a/ Tính đúc: được đặc trưng bởi độ chảy loãng, độ co, độ hoà tan khí và tính thiên tích. Độ chảy loãng càng cao thì càng dể đúc; độ co, độ hoà tan khí và tính thiên tích càng lớn thì khó đúc. b/ Tính rèn: là khả năng biến dạng vĩnh cửu của kim loại khi chịu tác dụng của ngoại lực để tạo thành hình dạng của chi tiết mà không bị phá huỷ. Thép dễ rèn vì có tính dẻo cao, gang không rèn được vì dòn; đồng, chì rất dễ rèn. c/ Tính hàn: là khả năng tạo sự liên kết giữa các chi tiết hàn. Thép dễ hàn, gang, nhôm, đồng khó hàn. 2.2 Hệ hợp kim Sắt – Các bon: 2.2.1 Khái niệm về thép các bon: Thép các bon là hợp chất của Fe-C với hàm lượng cácbon nhỏ hơn 2,14%.Ngoài ra trong thép cácbon còn chứa một lượng tạp chất như Si, Mn, S, P ...Cùng với sự tăng hàm lượng các bon, độ cứng và độ bền tăng lên còn độ dẻo và độ dai lại giảm xuống. Si, Mn là những tạp chất có lợi còn S và P thì có hại vì gây nên dòn nóng và dòn nguội nên cần hạn chế < 0,03%.Thép cácbon có cơ tính tổng hợp không cao, chỉ dùng trong xây dựng, chế tạo các chi tiết chịu tải trọng nhỏ và vừa trong điều kiện áp suất và nhiệt độ thấp. 2.2.2 Phân loại: 2.2.2.1 Phân theo phương pháp luyện thép: - Thép Besme(Б): là thép luyện từ lò Besme có chất lượng thường - Thép Mactanh(M): là thép luyện từ lò Mactanh có chất lượng tốt hơn thép Besme - Thép lò điện: Là thép được luyện ra từ lò điện, có chất lượng rất cao. 2.2.2.2 Phân theo phương pháp khử Oxi: - Thép sôi: Không được khử oxi triệt để, chỉ khử bằng feromangan dùng sản xuất thép C thấp. Biên soạn: Nguyễn Duy Trường - Khoa CK CTM Trường CĐCN Việt Đức 8
Tài liệu học tập môn Các quá trình gia công – Dùng cho Hệ Cao đẳng Tín chỉ tại Trường CĐCN Việt Đức - Thép lặng: Được khử oxi triệt để dùng chất khử feromangan, Ferosilic và nhôm. chất lượng thép cao, dùng làm các chi tiết máy. - Thép nửa lặng Là thép có vị trí trung gian giữa thép sôi và thép lặng. 2.2.2.3 Phân theo thành phần C: - Thép C thấp: C (0.2 - 0.25)%: thép có độ dẻo cao, độ bền, cứng thấp. Thép C trung bình: C = (0.3 – 0.65)%: Thép có độ bền, cứng, dẻo khá cao là thép có cơ tính tổng hợp cao nhất. Thép C cao: C ≥ 0.65% Thép có độ dẻo thấp, độ cứng, bền cao. 2.2.2.4 Phân loại theo các thành phần nguyên tố hợp kim: - Thép HK thấp: Là thép có tổng hàm lượng các nguyên tố HK < (2.5 - 3)% - Thép HK trung bình: Là thép có tổng hàm lượng các nguyên tố HK = (3 - 10)% - Thép HK cao: Là thép có tổng hàm lượng các nguyên tố HK > 10% 2.2.2.5 Phân loại theo công dụng: - Thép kết cấu: dùng trong kết cấu xây dựng - Thép dụng cụ: dùng làm các dụng cụ cắt với vận tốc thấp, dụng cụ đo kiểm. - Thép có công dụng riêng: Là thép có tính chất đặc biệt dùng vào các công việc đặc biệt. 2.3 Hợp kim cứng: Bằng phương pháp đặc biệt: nén thành từng bánh hợp kim cứng dạng bột dưới áp suất hàng nghìn at rồi thiêu kết ở 15000C người ta tạo ra hợp kim cứng từ các cácbít (cacbit vonfram, cacbit titan, cacbit tantan) cùng với một lượng côban làm chất dính kết. Hợp kim cứng là một loại vật liệu điển hình với độ cứng nóng rất cao(800 ÷ 1000)0C. Vì vậy hợp kim này được dùng phổ biến làm các dụng cụ cắt gọt kim loại và phi kim loại có độ cứng cao. Đặc biệt là không cần nhiệt luyện vật liệu này vẫn đạt độ cứng (85÷ 92) HRC. Có các loại hợp kim cứng thường dùng: + Nhóm HK cứng 1 Cacbit: * Thành phần: WC + Co * Kí hiệu: BK - Thường dùng BK2; BK3; BK4; BK6; BK8. - Giải thích ký hiệu: Con số chỉ %Co, còn lại là WC. Ví dụ: BK6 là hợp kim cứng 1 Cacbit có 6% Co và 94%WC. * Công dụng: Dùng làm dụng cụ cắt để gia công các vật liệu có độ cứng thấp và dòn như các loại gang, hợp kim màu. + Nhóm HK cứng 2 Cacbit: * Thành phần: WC + TiC + Co * Kí hiệu: TK - Thường dùng: T30K4, T15K6, T14K8, T15K10. - Giải thích ký hiệu: Con số chỉ %Co,TiC, còn lại là WC. Ví dụ: T15K6 là hợp kim cứng 2 Cacbit có 6% Co, 15% TiC, 79%WC. * Công dụng: Dùng làm dụng cụ cắt để gia công các vật liệu có độ cứng cao và dẻo. + Nhóm HK cứng 3 Cacbit: * Thành phần: WC + TiC + TaC + Co * Kí hiệu: TTK Biên soạn: Nguyễn Duy Trường - Khoa CK CTM Trường CĐCN Việt Đức 9
Tài liệu học tập môn Các quá trình gia công – Dùng cho Hệ Cao đẳng Tín chỉ tại Trường CĐCN Việt Đức - Thường dùng: TT7K12, TT8K10. - Giải thích ký hiệu: Con số chỉ %Co, %(TiC+TaC), còn lại là WC. Ví dụ: TT7K12 là hợp kim cứng 3 Cacbit có 12% Co, 7% (TiC+TaC), 81%WC. * Công dụng: Làm dụng cụ cắt trong các trường hợp cắt gọt lớn và có va đập. 2.4 Kim loại màu và hợp kim của chúng: 2.4.1 Nhôm và hợp kim của nhôm: 2.4.1.1 Nhôm nguyên chất: * Kí hiệu hoá học: Al 3 * Khối lượng riêng: γ = 2.7g/cm 0 * Nhiệt độ nóng chảy: 660 c * Tính chất: Tính dẫn điện, dẫn nhiệt tốt; Có tính chống ăn mòn tốt trong môi trường khí và nước vì trên bề mặt có lớp Oxit nhôm bền vững, có tác dụng bảo vệ rất tốt. 2 độ bền σ = (80 ÷ 100) MN/m . Độ dẻo δ = 40%. Độ cứng khoảng (25 ÷ 30) HB * Ứng dụng: Dùng chế tạo dây tải điện đi xa. Trong chế tạo máy không dùng loại này. 2.4.1.2 Hợp kim nhôm: a/ Hợp kim nhôm biến dạng: * Gồm hai loại: HK nhôm biến dạng không hoá bền được bằng nhiệt luyện và HK nhôm biến dạng hoá bền được bằng nhiệt luyện(Đuya ra). + HK nhôm biến dạng không hoá bền được bằng nhiệt luyện chủ yếu là HK nhôm và Man gan(Amu) và HK nhôm và ma giê(AM). + HK nhôm biến dạng hoá bền được bằng nhiệt luyện(Đuya ra). * Thành phần chủ yếu là: Al + Cu + Mg(Cu ≤ 4%; Mg = 1%; ngoài ra còn một lượng nhỏ Mn, Fe, Si) 2 * Tính chất: Sau khi nhiệt luyện đạt giới hạn bền σ = 450 MN/m . Độ dẻo δ= 15%. Nhẹ. * Ứng dụng: Dùng trong công nghiệp chế tạo máy bay * Kí hiệu: Theo tiêu chuẩn Nga là chữ Д (đờ t)kèm theo số thứ tự. Ví dụ: Д 1; Д 6; Д 16; Д 18. b/ Hợp kim nhôm đúc(Silu min): * Thành phần: Al + Si (với lượng Si ≤ 13%;). Ngoài ra còn có một lượng nhỏ Cu; Mg. 2 * Tính chất: σ = (200÷ 400) MN/m . Tính dẻo thấp, tính đúc cao. * Phạm vi sử dụng: Đúc các chi tiết phức tạp như Piston và một số chi tiết của Ôtô, xe máy. * Kí hiệu: Al kèm theo số thứ tự. Ví dụ: Al11, Al17; Al26 Ví dụ: AlCu4Mg Là HK nhôm đúc chứa gần 4% Cu; 1%Mg 2.4.2 Đồng và hợp kim đồng: 2.4.2.1 Đồng nguyên chất * Kí hiệu hoá học: Cu 3 * Khối lượng riêng: γ = 8.9g/cm 0 * Nhiệt độ nóng chảy: 1083 c * Tính chất: Tính dẫn điện, dẫn nhiệt rất tốt; Có tính chống ăn mòn tốt và có cơ tính cao. Biên soạn: Nguyễn Duy Trường - Khoa CK CTM Trường CĐCN Việt Đức 10
Tài liệu học tập môn Các quá trình gia công – Dùng cho Hệ Cao đẳng Tín chỉ tại Trường CĐCN Việt Đức 2 * Độ bền σ = 200 MN/m . Độ dẻo δ= 50%. Độ cứng khoảng 40 HB * Ứng dụng: Dùng chế tạo dây điện từ, tiếp điểm, bộ tản nhiệt và sản xuất các hợp kim đồng. 2.4.2.2 Hợp kim đồng: a/ Đồng thau: Còn gọi: Latông (L) * Là hợp kim của đồng với kẽm * Tính chất: - Độ cứng, độ bền cao hơn đồng nguyên chất song độ dẻo dai gần bằng. - Dễ gia công cơ khí. - Rẻ hơn đồng nguyên chất. Ngoài ra, tính chất đồng thau còn phụ thuộc vào lượng kẽm và các nguyên tố hợp kim. Đồng thau có màu vàng, khi lượng kẽm tăng thì đồng thau càng vàng, tính dẻo càng giảm. * Phạm vi sử dụng: Được cán thành các tấm, ống, lá để đạp thành các chi tiết như các ống dẫn nhiệt, dẫn nước, lá đồng trong kỹ thuật điện. Đồng thau được chia làm hai loại: Đồng thau đơn giản và Đồng thau phức tạp - Đồng thau đơn giản(Latông đơn giản): Thành phần: Cu + Zn (Trong đó Zn ≤ 46%). * Kí hiệu: Đồng thau đơn giản kí hiệu bằng chữ Л tiếp theo là các chữ cái và các số chỉ % đồng và các nguyên tố hợp kim. Còn lại là kẽm. * Ví dụ: Л70 hoặc (LCuZn30): Đồng thau đơn giản, có 70% đồng còn lại 30% kẽm. Có độ dẻo cao độ bền tương đối cao, rẻ hơn đồng, dùng để thay thế đồng, cán ống, tấm… Л80 hoặc (LCuZn20): Đồng thau đơn giản, có 80% đồng còn lại 20% kẽm. Có màu vàng, dùng làm đồ trang sức, trang trí - Đồng thau phức tạp(đặc biệt) (Latông phức tạp): Ngoài Cu, Zn còn có thêm nguyên tố khác nhằm cải thiện một số tính chất của hợp kim. Theo tiêu chuẩn Nga, các nguyên tố HK trong HK mầu được kí hiệu như sau: Tên nguyên tố Kí hiệu Tên nguyên tố Kí hiệu Niken H Crôm Х Thiếc Nhôm A O Kẽm Sắt Ц ж Phốt pho Chì C Ф Silic K Magiê Mr Đồng Mangan Ms M Beri Б * Kí hiệu đồng thau phức tạp là Л *Ví dụ: Л AH59-3-2: là đồng thau phức tạp có 59% Cu; 3% Al, 2% Ni, còn lại 36% là Zn. * Tính chất: Đồng thau có tính chống ăn mòn cao trong không khí, trong nước máy. dễ bị ăn mòn trong không khí ẩm, môi trường Amôniac, tự nứt sau biến dạng nguội. b/ Đồng thanh: Brông Là hợp kim của đồng với các nguyên tố khác không phải là kẽm như Sn, Al, Be Để phân biệt đồng thanh là phân biệt chủ yếu các nguyên tố HK chủ yếu có trong đồng thanh. Biên soạn: Nguyễn Duy Trường - Khoa CK CTM Trường CĐCN Việt Đức 11
Tài liệu học tập môn Các quá trình gia công – Dùng cho Hệ Cao đẳng Tín chỉ tại Trường CĐCN Việt Đức * Thành phần: gồm có Cu và một số nguyên tố khác ngoài kẽm. * Tên gọi của đồng thanh là tên gọi chủ yếu các nguyên tố đưa vào(Đồng thanh thiếc, đồng thanh chì…) * Tính chất: Dễ đúc, dễ gia công cắt gọt, dễ biến dạng…Chịu nhiệt tốt, hệ số ma sát nhỏ. Ngoài ra, cơ tính của đồng thanh còn phụ thuộc vào từng loại nguyên tố HK chủ yếu đưa vào. * Kí hiệu: kí hiệu Nga bằng chữ: БP, tiếp theo là chữ và các số chỉ % các nguyên tố HK. Còn lại là đồng. + Đồng thanh thiếc: là hợp kim chủ yếu của đồng là thiếc *Ví dụ: БPO Ф10-1: Đồng thanh thiếc 10%Sn, 1%P, 89%Cu. Có hai loại đồng thanh: - Đồng thanh thiếc biến dạng: Thường dùng lượng thiếc nhỏ hơn 6%. Có các số hiệu sau: БPO Ц C 5-5-5 : dùng các loại khung, bệ trong khí quyển, chịu hơi nước và nước. БPO Ц H 5-2-5 : Dùng làm bánh răng (cho thêm Ni vào để dễ cắt gọt). - Đồng thanh thiếc đúc: Là đồng ở trạng thái đúc với lượng thiếc Sn>6% Dùng làm các ổ trượt, bạc… với các số hiệu là: БPO10; БPOФ10-1; БPOЦ10-2 + Đồng thanh nhôm (Brông nhôm: БPA… ): Là loại đồng thanh có độ bền cao, có tính chống mài mòn tốt, chịu ăn mòn tốt, có thể hoá bền bằng nhiệt luyện. Loại đồng thanh nhôm biến dạng như: БPЛ5; БPЛ7 có màu vàng dùng làm trang sức. Loại đồng thanh nhôm đúc như БPЛ0; Loại này có thể nhiệt luyện được. + Đồng thanh Benli: БPБ2(Có 2% Benli): Loại này có thể nhiệt luyện, hoá bền được có giới hạn đàn hồi cao. Làm lò xo cho các van an toàn, dụng cụ trong khai thác hầm mỏ vì khi va đập nó không phát ra tia lửa điện. + Đồng thanh chì:. БPC30 Dùng làm các loại lót trục, bạc * Ứng dụng chung cho đồng thanh: Thường dùng làm ổ trượt, đúc các chi tiết chịu mài mòn 2.4..3 Hợp kim làm ổ trượt: 2.4..3. 1 HK làm ổ trượt có nhiệt độ chảy thấp: Các HK ổ trục trên cơ sở những kim loại có nhiệt độ nóng chảy thấp như thiếc, kẽm, nhôm, chì. Đặc tính chung của Bacbit là mềm, ít làm mòn cổ trục thép, có hệ số ma sát bé, giữ được dầu tốt song không chịu được áp lực và nhiệt độ cao. + Bacbit thiếc: Có tính dẫn nhiệt tốt, dẻo và bền, chống ăn mòn tốt, dùng chế tạo các ổ trượt quan trọng như trong tuôcbin, trong các động cơ Diezen… Thường dùng loại: Б83: Có 83% thiếc + (10 ÷ 12)% ăng ti moan + một ít đồng. Nền mềm là dung dịch rắn α của thiếc hoà tan ăng ti moan. Hạt cứng là các hợp chất hoá học đa cạnh to màu sáng(SnSb) hoặc tua sao sáng(Cu3Sn) Б89 có 89% thiếc + 7.5% ăng ti moan: Nền mềm là dung dịch rắn α của thiếc hoà tan ăng ti moan có hạt cứng là tua sao sáng(Cu3Sn) Loại Bacbit thiếc này thường được tráng trên các vòng thép + Bácbit chì: là hợp kim trên cơ sở chì + (6 ÷ 16)% ăng ti moan Thường dùng: БC loại này có tới 16% Angtimoan + (1 ÷ 1.5)%đồng, còn lại là chì. Biên soạn: Nguyễn Duy Trường - Khoa CK CTM Trường CĐCN Việt Đức 12
Tài liệu học tập môn Các quá trình gia công – Dùng cho Hệ Cao đẳng Tín chỉ tại Trường CĐCN Việt Đức Nền mềm là cùng tinh chì + Angtimoan (Pb+Sb) hạt cứng là các tinh thể Angtimoan. Ngoài ra còn dùng:Б6Б16- cho thêm ít thiếc để tạo ra các hạt cứng SnSb, Cu3Sn + Bacbít nhôm: Thường dùng ACM; AH2.5 2.4..3. 2 HK làm ổ trượt có nhiệt độ chảy cao: Loại này chịu được nhiệt độ cao, tải lớn và áp lực cao. + Gang xám: Dùng gang xám với nền Peclit và gra phít tấm nhỏ mịn. graphít đóng vai trò hạt mềm, tạo ra rãnh chứa dầu bôi trơn. Thường dùng loại AчC1 và AчC2(hàm lượng C = (3 ÷ 3.5)%. Silic =(2 ÷ 3)%) + Đồng thanh thiếc: Thường dùng loại БP010 ; БP010-1. Dùng làm các ổ trượt quan trọng, chịu tải cao, tốc độ vòng quay cao, chịu áp lực lớn. + Đồng thanh chì: Thường dùng: БPC30: có 30% chì, nền dai là đồng,hạt mềm là chì. Có hệ số ma sát lớn, độ bền mỏi cao, dẫn nhiệt tốt. 2.5 Vật liệu phi kim loại: 2.5.1 Gỗ: Ngày nay, tuy công nghiệp vật liệu đã phát triển và đã sản xuất đ ược nhiều loại vật liệu nhưng gỗ vẫn còn là một loại vật liệu quan trọng trong công nghiệp. 3 Gỗ là một loại vật liệu nhẹ (khối lượng riêng nhỏ từ 0,35 – 0,75 g/cm ) độ dẫn nhiệt và dẫn điện nhỏ, có vẻ đẹp tự nhiên, chịu được tác dụng của một số môi tr ường khí, dễ gia công thành các sản phẩm và giá thành rẻ. So với kim loại và hợp kim thì gỗ có độ bền và độ cứng thấp. Giới hạn bền kéo 3 (dọc theo thớ) phụ thuộc vào từng loại gỗ và dao động trong khoảng 600 – 14000 Kg/cm . Gỗ càng thô, khả năng chịu lực càng lớn. Nhược điểm: độ bền không đồng đều (độ bền dọc thớ cao hơn độ bền ngang thớ) gỗ dễ hút ẩm, dễ bị mục, mối mọt và dễ cháy. Gỗ được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp với nhiều mục đích khác nhau. Trong nhành cơ khí, gôc được dùng làm mẫu đúc, làm thùng ô tô, thùng đựng phôi và chuyên chở sản phẩm. Trong ngành xây dựng gỗ được dùng làm nhà cửa. Trong sinh hoạt gỗ đ ược dùng rộng rãi để làm bàn ghế, gường tủ … Bột gỗ sau khi đã trộn với keo dính và ép dưới áp suất cao sẽ thành loại vật liệu tốt và rẻ, được sử dụng rộng rãi trong dân dung và công nghiệp. 2.5.2 Chất dẻo: 2.5.2.1 Khái niệm chung về chất dẻo a. Định nghĩa: Chất dẻo là vật liệu nhân tạo, được sản xuất ra từ các chất hữu cơ. Là vật liệu có khả năng bị biến dạng khi chịu tác dụng của nhiệt, áp suất và vẫn giữ được sự biến dạng Biên soạn: Nguyễn Duy Trường - Khoa CK CTM Trường CĐCN Việt Đức 13
Tài liệu học tập môn Các quá trình gia công – Dùng cho Hệ Cao đẳng Tín chỉ tại Trường CĐCN Việt Đức đó khi thôi không tác dụng. Là các vật liệu được dùng để sản xuất hàng loạt các sản phẩm có hình dáng, kích thước như nhau và do khuôn ép quy định. Chất dẻo được cấu tạo bởi hai thành phần cơ bản: Chất kết dính và chất độn , Chất kết dính thường là hợp chất hữu cơ( Nhiệt dẻo hoặc nhiệt cứng ), một số ít là chất vô cơ ( Thủy tinh, ximăng). Chất kết dính quyết định về cơ bản những đặc điểm về công nghệ chế tạo các sản phẩm bằng chất dẻo( Chủ yếu được ép nóng). b. Thành phần của chất dẻo: Chất dẻo là hỗn hợp của nhiều chất: 1. Polyme: là thành phần cơ bản nhất của chất dẻo. 2. Chất hoá dẻo: Được đưa thêm vào với lượng (10 - 20)% để tăng tính dẻo và cải thiện tính tạo hình. Thường là các Este hoặc Polyme có phần tử dễ uốn. 3. Chất độn: Được đưa vào với hàm lượng (40 – 70)%, thường là những chất vô cơ và hữu cơ dạng bột, dạng sơ, dạng tấm (bột gỗ, xơ bông, xơ vải, xơ amiăng, xơ thủy tinh) chúng làm giảm đáng kể giá thành của vật liệu, làm tăng cơ tính nhưng có nhược điểm là làm tăng độ hút ẩm, tính chất cách điện bị giảm, khi chất độn có dạng tấm ta có chất dẻo nhiều lớp. 4. Chất ổn định: là những chất hữu cơ khác nhau để duy trì cấu trúc phân tử và ổn định tính chất, làm cho tính chất lão hoá của chất dẻo bị chậm lại. 5. Các chất phụ gia đặc biệt: là vật liệu bôI trơn, tạo mầu, chất bảo vệ, chất giảm điện tích tĩnh và bắt cháy … 6. Chất đóng rắn: được đưa thêm vào chất dẻo nhiệt rắn dễ hoá cứng. c. Tính chất chung của chất dẻo: 3 - Nhẹ (khối lượng riêng γ = 0,9 – 2 g/cm ). - Cách điện, cách nhiệt, cách ẩm tốt. - Độ bền cơ học cao. - Bền vững về mặt hoá học, chịu được axit, bazơ. d. Công dụng: Chất dẻo được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp và đời sống. - Trong kĩ thuật điện chúng được dùng để làm cách điện, vật liệu kết cấu, nhiều loại có độ bền cơ học cao, cách điện tốt - Trong ngành chế tạo máy các chi tiết cần yêu cầu có độ bền vừa phải, nhẹ và không bị ăn mòn như: Bình chứa, các bộ phận của băng truyền, cánh bơm, bánh răng, bánhvít, ổ trượt ….Ngoài ra chất dẻo còn dùng để phủ lên kim loại nhằm chống ăn mòn kim loại. - Trong đời sống: Chế tạo đồ dùng sinh hoạt: dép, áo mưa, chậu, … 2.5.2.2 Phân loại chất dẻo: a. Chất dẻo mềm nhiệt (Polime chất dẻo) - Là chất dẻo có thể làm nóng chảy và tạo hình lại được, bao gồm: 1. Poly êtylen (PE): Được sản xuất ra từ khí Etylen, là loại chất dẻo không dẫn nhiệt và điện, không thấm nước. Được dùng để bao bọc dây điện, chai, lọ, màng bao gói, áo đi mưa … Biên soạn: Nguyễn Duy Trường - Khoa CK CTM Trường CĐCN Việt Đức 14
Tài liệu học tập môn Các quá trình gia công – Dùng cho Hệ Cao đẳng Tín chỉ tại Trường CĐCN Việt Đức 2. Pôly vinil clorua (PVC): được sản xuất ra từ Clorua vinil. Là chất dẻo bền với axits và kiềm. Thường dùng sản xuất vải giả da, dép nhựa, ống nhựa, hoa nhựa … 3. Poly prôpilen (PP) được sản xuất ra từ Pôlilen nhờ có chất xúc tác đặc biệt. Có tính chịu ăn mòn hóa học tương tự như Poly Êtylen nhưng độ bền cơ học và tính chịu nhiệt cao hơn. Dùng chế tạo các loại ống, cánh quạt bơm ly tâm, các dụng cụ y tế, điện tử, vô tuyến điện. b. Chất dẻo cứng nhiệt (Pôlyme nhiệt rắn) 1. Chất dẻo Fenol (Bakelit): Được sản xuất từ Fênol – Fomanđehit. Có độ bền cơ học khá cao, chịu nhiệt, chịu axit và kiềm tốt. Được dùng nhiều trong công nghiệp điện và điện tử. 2. Chất dẻo có thớ Téctolit và Hetinac: Được sản xuất bằng cách tẩm nhựa Fenol Fomanđehit và sợi bông hoặc sợi vải tổng hợp, dùng để tăng tính dẫn nhiệt và chống mòn có thể cho thêm chất độn Graphit và Tectôlit. Tectôlit được dùng để chế tạo bánh răng, bạc lót… Hêtinac được dùng trong sản xuất bằng cách tẩm nhựa Fenol Fomanđehit vào giấy. Hêtinac hơn hẳn Tectôlit ở chỗ có tính cách điện cao và chịu ẩm tốt. Được dùng làm vật liệu cách điện, kể cả với điện áp cao áp. 2.5.4 Vật liệu Composite Vật liệu Composite là vật liệu được chế tạo tổng hợp từ hai hay nhiều vật liệu khác nhau nhằm mục đích tạo ra một vật liệu mới có tính năng ưu việt hơn hẳn vật liệu ban đầu. Vật liệu Composite được cấu tạo từ các thành phần cốt nhằm đảm bảo cho Composite có được các đặc tính cơ học cần thiết và vật liệu nền đảm bảo cho các thành phần c ủa Composite liên kết, làm việc hài hoà với nhau. 1. Lịch sử hình thành và phát triển: Vật liệu Composite đã xuất hiện từ rất lâu trong cuộc sống, khoảng 5.000 năm trước Công nguyên người cổ đại đã biết vận dụng vật liệu composite vào cuộc sống (ví dụ: sử dụng bột đá trộn với đất sét để đảm bảo sự dãn nở trong quá trình nung đồ gốm). Người Ai Cập đã biết vận dụng vật liệu Composite từ khoảng 3.000 năm trước Công nguyên, sản Biên soạn: Nguyễn Duy Trường - Khoa CK CTM Trường CĐCN Việt Đức 15
Tài liệu học tập môn Các quá trình gia công – Dùng cho Hệ Cao đẳng Tín chỉ tại Trường CĐCN Việt Đức phẩm điển hình là vỏ thuyền làm bằng lau, sậy tẩm pitum về sau này các thuyền đan bằng tre chát mùn cưa và nhựa thông hay các vách tường đan tre chát bùn với rơm, rạ là những sản phẩm Composite được áp dụng rộng rãi trong đời sống xã hội. Sự phát triển của vật liệu composite đã được khẳng định và mang tính đột biến vào những năm 1930 khi mà stayer và Thomat đã nghiên cứu, ứng dụng thành công sợi thuỷ tinh; Fillis và Foster dùng gia cường cho Polyeste không no và giải pháp này đã được áp dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp chế tạo máy bay, tàu chiến phục vụ cho đại chiến thế giới lần thức hai. Năm 1950 bước đột phá quan trọng trong ngành vật liệu Composite đó là sự xuất hiện nhựa Epoxy và các sợi gia cường như Polyeste, Nylon,… Từ năm 1970 đến nay vật liệu composite nền chất dẻo đã được đưa vào sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp và dân dụng,y tế, thể thao, quân sự vv… 2. Ưu điểm: Tính ưu việt của vật liệu Composite là khả năng chế tạo từ vật liệu này thành các kết cấu sản phẩm theo những yêu cầu kỹ thuật khác nhau mà ta mong muốn, các thành phần cốt của Composite có độ cứng, độ bền cơ học cao, vật liệu nền luôn đảm bảo cho các thành phần liên kết hài hoà tạo nên các kết cấu có khả năng chịu nhiệt và chịu sự ăn mòn của vật liệu trong điều kiện khắc nghiệt của môi trường. Một trong các ứng dụng có hiệu quả nhất đó là Composite polyme, đây là vật liệu có nhiều tính ưu việt và có khả năng áp dụng rộng rãi, tính chất nổi bật là nhẹ, độ bền cao, chịu môi trường, rễ lắp đặt, có độ bền riêng và các đặc trưng đàn hồi cao, bền vững với môi trường ăn mòn hoá học, độ dẫn nhiệt, dẫn điện thấp. Khi chế tạo ở một nhiệt độ và áp suất nhất định dễ vận dụng các thủ pháp công nghệ, thuận lợi cho quá trình sản xuất. PHÂN LOẠI COMPOSITE: Vật liệu composite được phân loại theo hình dạng và theo bản chất của vật liệu thành phần. 1 - Phân loại theo hình dạng a. Vật liệu composite độn dạng sợi: Khi vật liệu tăng cường có dạng sợi, ta gọi đó là composite độn dạng sợi, chất độn dạng sợi gia cường tăng cơ lý tính cho polymer nền. b. Vật liệu composite độn dạng hạt : Khi vật liệu tăng cường có dạng hạt, các tiểu phân hạt độn phân tán vào polymer nền. Hạt khác sợi ở chỗ nó không có kích thước ưu tiên. 2 - Phân loại theo bản chất, thành phần Biên soạn: Nguyễn Duy Trường - Khoa CK CTM Trường CĐCN Việt Đức 16
Tài liệu học tập môn Các quá trình gia công – Dùng cho Hệ Cao đẳng Tín chỉ tại Trường CĐCN Việt Đức • Composite nền hữu cơ (nhựa, hạt) cùng với vật liệu cốt có dạng: sợi hữu cơ (polyamide, kevlar…), Sợi khoáng (thủy tinh, carbon…), sợi kim loại (Bo, nhôm…) • Composite nền kim loại: nền kim loại (hợp kim Titan, hợp kim Al,…) cùng với độn dạng hạt: sợi kim loại (Bo), sợi khoáng (Si, C)… • Composite nền khoáng (gốm) với vật liệu cốt dạng: sợi kim loại (Bo), hạt kim loại (chất gốm), hạt gốm (cacbua, Nitơ)… 2.5.5 Vật liệu gốm: 2.5.5.1.Khái niệm : là vật liệu vô cơ được chế tạo bằng cách dùng nguyên liệu ở dạng hạt (bột) ép thành hình và thiêu kết để tạo thành sản phẩm (luy ện kim bột). sau khi thiêu kết vật liệu céramic đã có ngay các cơ lý hóa tính cân thiết. 2.5.5.2.Đặc điểm: Trong vật liệu céramic bao giờ cng tồn tại ba pha : -Pha tinh thể (pha hạt) ở dạng hợp chất hóa học hay dung dịch rắn, là pha chủ yếu quyết định các tính chất của vật liệu. Pha tinh thể thường dùng là : ô xýt, nitrit, borit, các bit hay kim loại nguyên chất. -Pha thủy tinh (vô định hình) là chất liên kết các hạt lại với nhau, chiếm tỷ lệ từ 1÷40% thể tích. -Pha khí : do được chế tạo bằng luyện kim bột nên trong sản phẩm bao giờ cũng có lỗ xốp nhất định, trong đó chứa các khí và tạo thành pha khí. Pha này ảnh hưởng rất lớn đến một số tính chất của vật liệu. (độ bền kéo, uốn). Pha khí thường gặp là các lỗ xốp hở. Nếu là các lỗ xốp kín sẽ làm giảm mạnh độ bền. 2.5.5.3.Các loại vật liệu Ceramic A/ Ceramic xốp làm tấm lọc : Thông dụng nhất là loại céramic xốp với hạt hình cầu, có độ xốp 30-40% có khả năng lọc các tạp chất cỡ hạt đến 10μm. Nếu dùng loại hạt không phải hình cầu độ xốp đạt được 60÷70% lọc được tạp chất cỡ 1÷2 μm. Công dụng : -Các lọc trên cơ sở brông : lọc nhiên liệu lỏng, dầu, không khí, nước. -Các lọc bằng thép không rỉ : lọc khí lò cao, không khí, a xit, kiềm. -Các lọc bằng tantan : lọc a xit sunphuríc, nitrit, clohydrit. B/ Céramic xốp công dụng đặc biệt : Là Céramic trên cơ sở bột thép không rỉ Cr12Ni9 và các hợp kim trên cơ sở Ni, Co, W,Mo.. dùng để chống đóng băng trên đuôi và cánh của máy bay. Do vậy làm tăng thêm công suất động cơ từ 0,5÷1,5%. C/ Céramic xốp chống ma sát: Các ổ trượt chế tạo từ céramic xốp rẻ tiền hơn các loại babit. Đặc điểm của cé ramic xốp chống ma sát là do có các lỗ xốp (20÷35% thể tích) chứa dầu bôi trơn, ổn đ ịnh trong suốt quá trình làm việc. Với áp lực không lớn và tốc độ vòng nhỏ, dầu chứa trong các l ỗ xốp đủ đảm bảo cho máy làm việc lâu dài mà không cần cho thêm dầu mỡ. Công dụng: sử dụng chủ yếu trong công nghiệp dệt và thực phẩm. Gồm có các loại sau : a-Hợp kim trên cơ sở sắt (bạc sắt xốp) : chủ yếu dùng bột sắt, trộn thêm (0,3÷3)% graphit ngoài ra có thể cho thêm : bột can xi (2,5÷10%) hay l ưu huỳnh (0,8÷1%); 4%ZnS hay 3,5% CuS. Sau khi thiêu kết xong đem ngâm trong dầu nóng với thời gian từ 40÷90 giờ tùy theo yêu cầu độ ngấm dầu. b-Hợp kim trên cơ sở đồng (đồng dầu) : thường dùng hợp kim Cu-Sn, Cu-Sn-Pb- Zn. Phổ biến nhất là loại hợp kim Cu-Sn : dùng 90% bột đồng trộn với 10% bột thi ếc, cho thêm 1÷3% grafit để giảm ma sát. c- Vật liệu xốp kim loại – Chất dẻo: Biên soạn: Nguyễn Duy Trường - Khoa CK CTM Trường CĐCN Việt Đức 17
Tài liệu học tập môn Các quá trình gia công – Dùng cho Hệ Cao đẳng Tín chỉ tại Trường CĐCN Việt Đức Bằng cách tẩm các chất dẻo flo, teflon, fluoran lên bề mặt các ổ trượt bằng laton, thép không rỉ… Công dụng: Làm ổ trượt mà không cần bôi trơn trong môi trường không khí, nước, xăng dầu, một số loại a xít. d- Vật liệu céramic đặc : Loại vật liệu này có mật độ cao và độ bền cao gần xấp xỉ vật liệu rèn, đúc. Ưu điểm nổi bật của nó là có thể sản xuất hàng loạt các chi tiết phức tạp, có dung sai nhỏ và không cần gia công tiếp sau đó. 2.5.5.4. Ưu, nhược điểm: - Ưu điểm: là nhóm vật liệu có nhiều tính chất ưu việt như: độ cứng đặc biệt cao, chịu được nhiệt độ rất cao, chịu mài mòn, trơ về hóa học, cách điện và cách nhiệt tốt, đ ộ bền nén cao và tỷ trọng thấp. b. Công nghệ chế tạo gốm: - Khả năng phát triển nhanh chóng của vật liệu gốm kết cấu là kết quả của những tiến bộ công nghệ đạt được trong những năm gần đây. Trước hết, đó là phương pháp tạo bột mớ như: kỹ thuật bốc hơi, ký thuật lắng đọng từ dung dịch, nấu chảy và tinh luyện … bằng các công nghệ mới này người ta chế tạo các bột ôxit Al 2O3, MgO, SiO2, ZnO2… với 0 độ tinh khiết rất cao, chịu được nhiệt độ từ 2000 – 3000 C. - Công nghệ tạo hình hiện đại như ép đẳng tĩnh, ép thiêu kết, ép xung … sẽ đ ược sản phẩm sít chặt, chứa ít hoặc hầu như không chứa khuyết tật dưới dạng lỗ hổng, t ụ đám, tạp chất … - Để giảm tính dòn của gốm, ngoài biện pháp sử dụng các cỡ hạt siêu mịn, người ta còn đưa vào một số chất phụ gia thích hợp để tạo trạng thái tổ chức sao cho tự hạn chế khả năng phát triển vết nứt. Ví dụ: Để giảm tính dòn của gốm trắng chế tạo từ Al 2O3 siêu sạch, người ta còn cho thêm một lượng nhỏ Zirconia (ZrO2). 2.5.6 Thuỷ tinh: - Ngoài các lĩnh vực sử dụng truyền thống trong xây dựng và bao bì, thủy tinh đã trở thành loại vật liệu quan trọng trong nhiều ngành kỹ thuật hiện đ ại như thủy tinh quang học, các thủy tinh cảm quang, nhạy quang, thủy tinh laze … - Sợi quang dẫn là bước phát triển mới của vật liệu thủy tinh, là loại vật li ệu không thể thay thế để truyền tín hiệu trong ngành viễn thông cũng như các dụng c ụ soi tinh vi trng ngành y tế. Biên soạn: Nguyễn Duy Trường - Khoa CK CTM Trường CĐCN Việt Đức 18
Tài liệu học tập môn Các quá trình gia công – Dùng cho Hệ Cao đẳng Tín chỉ tại Trường CĐCN Việt Đức - Thủy tinh gốm (gọi là Sitall) là một hướng phát triển quan trọng khác của vật liệu thủy tinh. Bằng cách chọn thành phần thích hợp của thủy tinh (gồm SiO 2, Al2O3, MgO, CaO, LiO2 …) có thể tạo cho thủy tinh cấu trúc vi tinh thể nhỏ mịn, cùng với nó là các tính chất cơ lý hóa đặc biệt. Thủy tinh gốm vừa có đặc điểm của thủy tinh, vừa có đ ặc đi ểm của gốm. Người ta đã nghiên cứu và đưa vào sản xuất các thủy tinh gốm có đ ộ b ền c ơ học cao, một số loại có độ bền uốn ngang với thép, có khả năng gia công cắt gọt cao, các thủy tinh gốm với các tính năng đặc biệt như không giãn nở nhiệt, dẫn nhiệt hoặc thủy tinh gốm sinh học dùng làm vật liệu thay thế trong giải phẫu, chỉnh hình, răng hàm mặt … Câu hỏi ôn tập chương 2: 1- Trình bày khái niệm về cơ tính và các đặc trưng của cơ tính. 2- Thép là gì? Cách phân loại thép? 3- Thành phần của Hợp kim cứng, Kí hiệu và công dụng của từng loại hợp kim cứng? 4- Khái niệm về hợp kim màu? Các loại hợp kim màu và kí hiệu của chúng? 5- Khái niệm về vật liệu phi kim? Nêu các vật liệu phi kim đã học và ứng dụng của chúng trong chế tạo cơ khí. CHƯƠNG III: XỬ LÝ NHIỆT KIM LOẠI Mục tiêu học tập của chương 3: - Hiểu về nhiệt luyện kim loại,.làm được các bài tập về nhiệt luyện kim loại đơn giản. - Hiểu về hoá nhiệt luyện, các phương pháp hoá nhiệt luyện và tác dụng của chúng. 3.1 Nhiệt luyện thép: 3.1.1 Khái niệm về nhiệt luyện: Nhiệt luyện là công nghệ nung nóng kim loại, hợp kim đến nhiệt độ xác định, giữ nhiệt tại đó một thời gian thích hợp rồi làm nguội với tốc độ nhất định nhằm làm thay đổi tổ chức, do đó biến đổi cơ tính và các tính chất khác theo phương hướng đã chọn trước. 3.1.2 Các phương pháp nhiệt luyện kim loại: * Ủ: Bao gồm nung nóng rồi làm nguội chậm để đạt tổ chức cân bằng với độ cứng, độ bền thấp nhất, độ dẻo cao nhất. * Thường hoá: Bao gồm nung nóng đến tổ chức hoàn toàn Ô làm nguội bình thường trong không khí tĩnh để đạt tổ chức gần cân bằng. *Tôi: nung nóng làm xuất hiện Ô rồi làm nguội nhanh để đạt tổ chức không cân bằng với độ cứng cao nhất. * Ram: Là nguyên công bắt buộc sau khi tôi, nung nóng lại thép đã tôi để điều chỉnh độ cứng, độ bền theo yêu cầu cần đạt. 3.2 Hoá nhiệt luyện kim loại: 3.2.1 Khái niệm về hoá nhiệt luyện: Biên soạn: Nguyễn Duy Trường - Khoa CK CTM Trường CĐCN Việt Đức 19
Tài liệu học tập môn Các quá trình gia công – Dùng cho Hệ Cao đẳng Tín chỉ tại Trường CĐCN Việt Đức Dùng cách thay đổi nhiệt độ và biến đổi thành phần hoá học ở bề mặt làm vùng này có biến đổi tổ chức và cơ tính mạnh hơn. Thường tiến hành bằng thấm, khuếch tán một hay nhiều nguyên tố nhất định. 3.2.2 Các phương pháp hoá nhiệt luyện: - Thấm đơn nguyên tố có: Thấm Các bon, Nitơ. - Thấm đa nguyên tố có: Thấm Các bon - Nitơ; Các bon - Nitơ- Lưu huỳnh. - Cơ nhiệt luyện: Dùng cách thay đổi nhiệt độ và biến dạng dẻo để biến đổi tổ chức cơ tính trên toàn tiết diện mạnh hơn khi nhiệt luyện đơn thuần, thường tiến hành ở xưởng cán nóng thép(Các xí nghiệp luyện kim). Câu hỏi ôn tập chương 3: 1- Định nhĩa nhiệt luyện, Các phương pháp nhiệt luyện kim loại. 2- Hoá nhiệt luyện là gì, các phương pháp hoá nhiệt luyện. Tại sao người ta phải tiến hành hoá nhiệt luyện? CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT ĐÚC Mục tiêu học tập của chương 4: Học sinh phải hiểu được: - Thực chất, đặc điểm của phương pháp đúc kim loại - Các phương pháp đúc kim loại, thực chất, đặc điểm và phạm vi ứng dụng c ủa từng phương pháp 4.1 Giới thiệu chung về sản xuất đúc: 4.1.1 Thực chất của sản xuất đúc: a/ Thực chất: Đúc là phương pháp chế tạo chi tiết bằng cách nấu chảy và rót kim loại lỏng vào khuôn có hình dạng nhất định, sau khi kim loại hoá rắn trong khuôn ta thu được vật đúc có hình dáng giống như khuôn đúc. Nếu vật phẩm đúc đưa ra dùng ngay gọi là chi tiết đúc, còn nếu vật phẩm đúc phải qua gia công cắt gọt để nâng cao độ chính xác kích thước và độ bóng bề mặt gọi là phôi đúc. Đúc có những phương pháp sau: đúc trong khuôn cát, đúc trong khuôn kim loại, đúc dưới áp lực, đúc li tâm, đúc trong khuôn mẫu chảy, đúc trong khuôn vỏ mỏng, đúc liên tục v.v... nhưng phổ biến nhất là đúc trong khuôn cát. b/ Đặc điểm: - Đúc có thể gia công nhiều loại vật liệu khác nhau: Thép, gang, hợp kim màu v.v... có khối lượng từ một vài gam đến hàng trăm tấn. - Chế tạo được vật đúc có hình dạng, kết cấu phức tạp như thân máy công cụ, vỏ động cơ v.v...mà các phương pháp khác chế tạo khó khăn hoặc không chế tạo được. - Độ chính xác về hình dáng, kích thước và độ bóng không cao (có thể đạt cao nếu đúc đặc biệt như đúc áp lực). - Có thể đúc được nhiều lớp kim loại khác nhau trong một vật đúc. - Giá thành chế tạo vật đúc rẻ vì vốn đầu tư ít, tính chất sản xuất linh hoạt, năng suất tương đối cao. Có khả năng cơ khí hoá và tự động hoá. - Hao tốn kim loại cho hệ thống rót, đậu ngót, đậu hơi. Biên soạn: Nguyễn Duy Trường - Khoa CK CTM Trường CĐCN Việt Đức 20

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

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

65 tài liệu

2431 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.