LOI GIOI THIEU
Công Nghệ Kim Loại là học phần cơ sở bao gồm nhiều kiến thức chung về Cơ khí cho ngành Công nghệ kỹ thuật ôtô
Cuốn Giáo trình này được biên soạn gồm ba chương, mười sáu bài theo chương trình quy định
Chương I - ĐÚC KIM LOẠI
Chương II - GIA CÔNG KIM LOẠI BẰNG ÁP LỰC Chương II - HÀN KIM LOẠI
Chương IV GIA CONG CAT GOT KIM LOAI
Các bài biên soạn được tham khảo từ nhiều nguồn tài liệu khác nhau phù
hợp với thực tÊ và khả năng tiệp thu của sinh viên
Nội dung bài học tập trung chủ yếu trình bày các khái niệm, các nguyên lý cơ bản vê một sô công nghệ gia công cơ khí điển hình và các ứng dụng của từng hình thức gia công trong sản xuât hiện nay
Trên cơ sở cố gắng tiếp cận công nghệ mới, tác giả giới thiệu một số dụng
cụ, trang thiệt bị hiện đang được sử dụng trên thị trường Việt nam và thê giới Quá trình biên soạn chắc chắn không tránh khỏi thiếu sót, tác giả rất mong nhận được sự góp ý xây dựng của các quý thây, cô và sinh viên sử dụng giáo trỉnh
Biên soạn tháng 6 năm 2006
Trang 4MỤC LỤC Mục lục Bài mở đầu Chương I - ĐÚC KIM LOẠI Bài 1 Đúc gang
Bài 2 Các phương pháp đúc đặc biệt
Chương HÏ - GIÁ CÔNG KIM LOẠI BẰNG ÁP LỤC
Bài 3 Cán, kéo và ép kim loại
Bài 4 Rèn kim loại
_ Bài 5 Đập kim loại tẤm
Chương IH - HÀN KIM LOẠI Bài 6 Hàn điện hồ quang
Bài 7 Hàn điện trở
Bài 8 Hàn hơi
Bài 9 Các phương pháp hàn tiên tiến
Chương IV GIÁ CÔNG CẮT GOT KIM LOAI
Trang 5Bài mở đầu
1 Mục đích yêu cầu của học phần - Mục đích
+ Tổng hợp các khái niệm chính về các hình thức gia công cơ khí, nguyên lý hoạt động của các thiết bị gia công cơ khí thông dụng
+ Tìm hiệu ứng dụng của các hình thức gia công và các dạng các sản phâm của gia công cơ khí
- Yêu câu
+ Sinh viên trình bày được nguyên lý, đặc điểm và ứng dụng của các phương pháp gia công cơ khí thông dụng
+ Nhận diện được sản phẩm từ các phương pháp gia công cơ khí khác nhau
2 Phương pháp học học phần | |
- Sinh vién doc tài liệu trước khi lên lớp và tham khảo các tài liệu liệt kê ở
trang Tài liệu tham khảo
- Giảng viên sử dụng sơ đồ, tranh ảnh, phim cho bài giảng Liên hệ thực tế kết
Trang 6Chương ]
Trang 8Bai 1 DUC GANG
Yêu cầu - Trình bày được nguyên lý, đặc điểm của quá trình đúc gang
- Liệt kê được các thiết bị, dụng cụ trong công nghệ đúc gang bằng khn cát
Ì Khái niệm
1 Nguyên lý của quá trình đúc trong khuôn cát
- Đúc là phương pháp chế tạo sắn phẩm bằng cách nấu chảy kim loại và rót
kim loại vào khuôn có hình dạng và kích thước theo yêu cầu Có thể đúc trong
khuôn cát, khuôn kim loại hay bằng phương pháp đúc đặc biệt
- Quá trình đúc gang trong khuôn cát cũng dựa vào nguyên lý trên và được tiên hành theo các bước công nghệ sau:
+ Chế tạo mẫu, hòm khuôn, hộp lõi
+ Làm khuôn và lõi
+ Nấu chảy lượng gang cần đúc, rót gang lỏng vào khuôn đúc + Khi nguội, lấy vật đúc ra
+ Làm sạch vật đúc
+ Kiểm tra, nhiệt luyện hoặc gia công lại 2 Dac diém
- Có thể đúc được tất cả các vật liệu nấu chảy lỏng như gang, thép, kim loại,
hợp kim, phi kim loại
- Có thê đúc được các vật có khối lượng khác nhau từ vài gram cho đên vài trăm tân :
- Có thể đúc được các chỉ tiết có hình dáng phức tạp
- Thường thì đúc có độ bóng và độ chính xác không cao nhưng nếu áp dụng
các phương pháp đúc đặc biệt cho ra độ bóng và độ chính xác tương đôi cao
- Vốn đầu tư ít, năng suất cao - Nhược điểm + Lượng dư gia công cơ khí tương đối lớn + Các khuyết tật rỗ khí + Độ bóng và độ chính xác không cao + Không cơ khí hóa và tự động hóa 3 Pham vi tng dung
- Đúc là phương pháp công nghệ được sử dụng rộng rãi trong tất cả các ngành chê tạo nông nghiệp, máy công cụ, máy kéo -
Trang 9II Thiết bị dụng cụ đúc gang trong khuôn cú
1 Lò nẫu
- Để nấu chảy gang lỏng người ta thường dùng lò đứng
- Đặc điểm
+ Có cấu tạo đơn giản
+ Dễ thao tác dễ sửa chữa
+ Lượng nhiên liệu cần thiết tương đối ít, nhiệt độ gang lỏng có thế đạt
dén 1450°C
+ Nang suat cao
+ Có thể thay đổi thành phần hóa học của gang dễ dàng
Hình 1.1 Cấu tạo lò đứng
_1, Cột chống 2 Vỏ lò (thép 8-10mm) 3 Gạch chịu lửa 4 Cổ lò (gang) 5 Than
Trang 10
- Nguyên lý quá trình nấu chảy
Quá trình nấu chảy là quá trình Ôxy hóa nhiên liệu và tạp chất để phát nhiệt và quá trình trao đối nhiệt độ giữa khí nóng và vật liệu nóng
- Quá trình nấu gang
Chất củi vào lò để đốt ,cháy rồi cho tiếp vào lò một lớp than gọi là lớp than đáy có vị trí cao hơn mắt gió từ 400+1200 mm có tác dụng để đỡ vật liệu nấu chảy đặt phía trên nó Sau đó chất vật liệu vào lò theo trình tự như sau:
1 Củi cho ở lớp đáy 2 Than 3 Gang 4 Chất trợ dung 5 Khoảng 40+60 phút thổi gió vào 2 Mẫu
Để làm khuôn đúc, ta phải có mẫu hình dạng của mẫu giống như hình dạng ngoài của chỉ tiết cần chế tạo, bên trong phải làm lõi
Mẫu được làm liền hoặc làm rời thành hai nửa hay nhiều phần riêng biệt có
thể lắp ghép với nhau (càng ít mảnh riêng biệt cảng tốt), chế tạo theo bản vẽ đúc
(hình 1.2)
Để dễ dàng lấy mẫu ra khỏi khuôn đã đầm chặt cát, người ta tạo độ dốc khuôn trên các thành đứng của mẫu khoảng 3+5 độ
"Nếu vật đúc có gia cơ khí thì mẫu cần làm dôi ra phần lượng dư cho các mặt gia công
Mẫu phải có kích thước lớn hơn so với vật đúc vì khi kim loại nguội sẽ co ngót lại (khoảng 1° đối với gang xám)
Lượng kim loại cần thiết để rót khuôn: G=ŒxA
G: Trọng lượng gang cần thiết rót khuôn để chế tạo vật đúc A: Là hệ số phụ thuộc vào chế độ tạo mẫu
Trang 118 cản W. Di: LÊ ⁄⁄ D tr ' 4 _ Mj * oS SCS no Ps Ũ Ũ ey Dé tao hinh dang bén tron phải có hộp lõi OLB LONE OT NA Ẹ ———— — Y a 5 ms pases a4 6 2 9 vs 7 10 Hinh 1.2 Bản vẽ chỉ tiết và bản vẽ đúc
1 Chỉ tiết 2 Lượng dư gia công 3 Mặt phân khuôn 4 Độ dốc đúc 5 Bán kính góc lượn 6 Lõi 7 Gối lõi đưới 8 Gối lõi trên 9 Kh
lõi T Phần trên D Phần dưới 3 Lõi và bộp lõi
e hở gối lõi 10 Xương
g của vật đúc thì cần phải làm lõi Để chế tạo lõi thì Hộp lõi được làm bằng gỗ, đôi khi có thể làm bằng kim loại, có thể làm liền
hoặc là tạo thành hai mảnh ghép lại
Lõi phải có thêm gôi lõi đề khi đặt vào khuôn có thể nằm tại một vị trí nhất
định để không rơi hoặc tựa vào thành khuôn, x on G6i 16i trén Mẫu trên / : So oY Mẫu dưới Tai gôi mầu Ma) Uo onal Than lõi OX OX “ ` << ^ << ex] Xs KS
Gôi lõi dưới
Trang 124 Khuôn {3 16 \ w3 4+ 17 Hình 1.4 Các bộ phận cơ bản của khuôn đúc bằng cát
1 Khuôn trên 2 Khuôn dưới 3 Mặt phân khuôn 4 Hịm khn 5 Rãnh thốt khí 6 Chốt định vị 7 Tai hòm khuôn 8 Lòng khuôn 9 Lỡi 10 Gối lõi 11 Khe hở gối lõi 12 Phéu rót 13 Ống rót 14 Rãnh lọc xỉ 15 Rãnh dẫn 16 Đậu ngót 17 Xương khuôn, lõi
a Hom khuôn
Được làm bằng kim loại không đáy không lắp Hòm khuôn để giữ vững khuôn đúc khi chế tạo
b Hỗn hợp làm khuôn và lõi
Hỗn hợp làm khuôn và lõi là cát cộng đất sét và một lượng nước vừa đủ Đắt sét có tác dụng làm chất kết dính và cần có các yêu cầu sau:
Tính dẻo tốt để có thể biến dạng mà không phá hủy hình dáng của khuôn khi chịu lực Tính đẻo ph thuộc vào lượng nước chứa trong hỗn hợp (khoáng 3,5+5%)
Tinh thông hơi tốt để hơi và khí sinh ra trong quá trình đúc thoát được ra ngoài nhờ các lỗ xốp Tính thông hơi phụ thuộc vào kích thước hạt cát mức độ nén chặt, hạt cát
Tính bền để vận chuyển và chứa vật đúc mà không bị vỡ khuôn Điều này phụ thuộc vào số lượng và chất lượng của chất kết dính
Trang 13Tính bên lâu: đảm bảo cho hỗn hợp giữ được tinh chat ban dau sau khi đã dùng nhiều lần
Tính bền nhiệt để hỗn hợp không bị chảy khi tiếp xúc với kim loại lỏng Điều này phụ thuộc vào chất lượng của cát và đất sét c Các phương pháp làm khuôn H = 4 _ | hy it ụ i Wty
Hình 1.5 Làm khuôn cát bằng tay trong hai hòm khuôn, lõi ngang, mẫu rời
Có hai cách làm khuôn: Làm bằng tay và bằng máy - Làm khuôn bằng tay
+ Dùng trong sản xuất đơn chiếc và hàng loạt nhỏ
+ Độ chính xác không cao, năng suất thấp
+ Tay nghề công nhân cao, điều kiện làm việc nặng nhọc
Uuđiểm -
+ Có thể đúc được các chỉ tiết phức tạp
+ Đúc được các chỉ tiết có kích thước và khối lượng tùy ý
Trang 14
HT Qua irinh dic gang trong khuôn cái
1 Nếu gung
a Phôi liệu
Để nấu gang, ta phải cho các vật liệu vào lò gọi là phôi liệu, bao gồm: vật liệu, kim loại, chất trợ dung Chất trợ dung có tác dụng làm cho loãng và nổi lên trên thường là đá vôi với tỉ lệ 4+5%
b Nhiệt độ
Tùy vào trọng lượng của vật đúc mà nhiệt độ trong quá trình đúc có thể duy trì từ 1200+1400°C (xem giảng đồ trạng thái sắt - cacbon)
Ví dụ: để đúc gang với vật đúc lớn với nhiệt độ 1220+1260°C, gang ra lò phải có nhiệt độ cao hơn nhiệt độ rót khoảng 50°
2 Rot khuôn, dỡ khuôn và làm sạch a Rot khuén
- Cầu tao gang chảy lỏng từ lò nấu được đức vào những thùng rót có bề
dày từ ó-8mm, đáy dày từ 10-13mm, có lát một lớp gạch chịu lửa
- Nhiệt độ rót gang lỏng có ảnh hưởng lớn đến chất lượng vật đúc
b Dỡ khuôn
Sau khi rót gang lỏng, đề nguội một thời gian rồi tiến hành dỡ khuôn, không nên đỡ khuôn quá sớm vì làm cong vênh và nứt vật đúc
Ví dụ: nhiệt độ dỡ khuôn với vật đúc mỏng là 900°C, vật đúc trung bình là 500°C, vật đúc lớn là 600 700°C
c Làm sạch vật đúc
Vật đúc sau khi đỡ khỏi hòm khuôn bao giờ đậu rót, đậu ngới, đậu hơi v.v và mặt ngoài bị dính hỗn hợp làm khuôn, ta có thể đập gây các thành phần dư thừa còn hỗn hợp dính trên vật đúc có thể tiến hành làm sạch bằng những cách dùng chỗi thép để quét, làm sạch bằng tay, vật đúc nhỏ có thể cho vào thùng quay, vật đúc lớn làm sạch bằng phun cát
CÂU HỎI ÔN TẬP
Trang 15Bài 2 CÁC PHƯƠNG PHAP DUC DAC BIET
Yêu câu - Trình bày được nguyên lý, đặc điểm và ứng dụng của phương pháp đúc bằng khuôn kim loại, đúc l¡ tâm, đúc áp lực
Nhằm nâng cao năng suất và chất lượng vật đúc, để hạn chế những nhược điểm của phương pháp đúc trong khuôn cát người ta thường sử dụng các phương pháp đúc đặc biệt
Các phương pháp đúc đặc biệt thường dùng: - Đúc bằng khuôn kim loại - Đúc áp lực - Duc li tim I Duc bang khuôn kim loai I Nguyén ly Thực chất đúc trong khuôn kim loại là rót kim loại lỏng vào khuôn đúc băng kim loại ¡ + Ưu điểm - Khuôn kim loại có thể dùng nhiều lần ( vài trăm ngàn cho đến vài ngàn lần) - Vật đúc có cơ tính tôt - Vật đúc có độ chính xác và độ nhẫn cao
- Tuôi bên của khuôn cao
_ ~ Điều kiện lao động nhẹ nhàng, sạch sẽ, tiết kiệm được vật liệu làm
khuôn, giá thành sản phẩm hạ
+ Nhược điểm
- Do khuôn làm bằng kim loại nên vật đúc nguội nhanh, kim loại
lỏng khó điên đây khuôn vì thế khó đúc được các chỉ tiết phức tạp, có
thành mỏng, khôi lượng lớn
- Giá thành chế tạo khuôn kim loại đắt nên chỉ sử dụng trong sản
suât hàng loạt lớn
2 Ung dung
- Sử dụng trong sản xuất hàng loạt lớn
- Đê đúc các chỉ tiết có độ chính xác cao, cụ thê như: chê tạo các chi tiết máy
Trang 16II Đúc ly tâm
1 Nguyên lý
Đúc ly tâm là phương pháp sử dụng lực ly tâm để làm cho kim loại lỏng bị ép vào thành khuôn và đông đặc tại đó
Có hai phương pháp đúc ly tâm: đúc Ïy tâm có trục quay thắng đứng (hình 2.1a) ly tâm có trục quay năm ngang (hình 2.1b) b) Hình 2.1 Đúc ly tâm
Kim loại lỏng (1) được rót từ thùng rót (2) vào khuôn (3) (nằm ngang hoặc đứng) quay quanh trục (4) (nằm ngang hoặc thắng đứng) nhờ động cơ điện Dưới tác dụng của lực ly tâm, các hạt kim lọai lỏng tiếp xúc trực tiếp với khuôn rồi kết tinh và định hình Vật
đúc có đạng khối trụ tròn rỗng hoặc hình dạng khác nhau tùy theo hình dáng của khuôn - Đúc ly tâm nằm ngang: Sản phẩm có dạng ống (đường kính 7 5mm-3m, dài 10m), dùng làm các ống dẫn khí, dầu, nước, các ống đồng lớn đùng trong máy làm giấy v.v - Đúc ly tâm thẳng đứng: Sản phẩm có dạng hình vành khăn - Ưu điểm + Tổ chức kim lọai mịn, chặt, không tồn tại các khuyết tật như rỗ khí, rỗ co v.v + Chất lượng vật đúc tốt nhờ lực ly tâm
+ Không dùng hệ thống rót phức tạp nên ít hao phí kim loại, tạo ra vật đúc tròn lòng mà không cân lõi
+ Đúc được vật đúc có thành mỏng và hợp kim có tính chảy loãng - kém
+ Năng suất cao, giá thành hạ
- Nhược điểm
+ Giá thành đầu tư thiết bị cao
+ Khi đúc hợp kim thì sẽ làm mắt đi tính ưu việt củả hợp kim
Trang 17+ Khi đúc ống đường kính bên trong khó chính xác và bê mặt bên trong có độ nhẫn không cao 2 Ứng dụng - Dùng đúc các chỉ tiết có dạng ống tròn xoay IIT, Duc áp lực I Nguyên lý PB | HW oF F T | 2 Ary h ` a) LÌ C i J = b) ce) Đúc áp lực là phương pháp dùng ap lực ép kim loại lỏng điền đầy vào
khuôn, sau khi đông đặc ta thu được vật
đúc
Kim loại lỏng đã được định lượng rót vào buồng ép P; (hình 2.2a), khi
plston P¡ thực hiện hành trình ép, kim
loại lồng T ép piston P; đi xuống, cửa C-
sẽ dẫn kim loại lỏng qua rãnh dẫn vào
lòng khuôn (hình 2.2b) Khuôn đúc gồm hai phần tĩnh F¡ và động F; có cơ cấu đóng mở Vật đúc sau khi đông đặc được lấy ra theo phần khuôn động F¿
(hình 2.2)c Chu trình mới được tiếp tục
như trên
Phần kim loại thừa được lấy ra
khỏi buông ép như hình 2.2c
Trang 18
+ Vật đúc có nhiều rỗ khí, khó nhiệt luyện và hàn đắp nên ảnh hưởng tới tính năng sử dụng
2, Ung dung
Công nghệ đúc áp lực dùng trong sản xuất hàng loạt lớn
Các chỉ tiết đúc áp lực có mặt nhiều trong lĩnh vực chế tạo các chỉ tiết máy ngành ôtô, máy nông nghiệp, dụng cụ đo, thiết bị y tế và đồ dùng dân dụng (khung, vo may v.v )
CÂU HỎI ÔN TẬP |
¡ Trình bày nguyên lý, đặc điểm và ứng dụng của phương pháp đúc bằng kim loại
Trang 19Chương II
GIA CÔNG KIM LOẠI
Trang 20
Bài 3, CÁN, KÉO VÀ ÉP KIM LOẠI
Yêu cẩu: - Trình bày được đặc điểm của phương pháp cán, kéo, ép kim loại
- Nêu được nguyên lý, thiết bị của quá trình gia công cán, kéo, ép kim loại và xác định được các sản phẩm của cán, kéo, ép kim loại
I Can kim loai
1 Đặc điểm
Cán là phương pháp gia công bằng áp lực trong đó kim loại bị biến dạng qua khe hở giữa hai trục cán quay tròn quanh trục (hình 3 1)
Hình dạng kích thước, khe hở giữa hai trục cán quyết định hình dạng, kích thước, tiệt diện ngang của sản phâm sau khi cán
Quá trình chuyển động của kim loại qua khe hở giữa hai trục cán là nhờ lực
ma sát sinh ra giữa trục cán và kim loại gia công
32 1
Hinh 3.1 Cán kim loại
Trục trơn: Cho sản phẩm có dạng tắm mỏng
Trục cán có dạng định hình thì cán các vật cán có tiết diện khác nhau (tùy
thuộc vào rãnh định hình trên trục cán, hình 3.4)
Trang 21Các phương pháp cán chủ yếu là cán dọc, cán ngang và cán nghiêng chiều nhau Sau khi cán chiều dài và chiều rộng phôi tăng lên, chiều cao bị nén lại Phương pháp này dùng để cán tắm và cán hình (hinh 3 1)
+ Cán dọc: Phôi được kéo vào khe hở giữa hai trục cán quay ngược + Cán ngang: Hai trục cán quay cùng chiều làm phôi quay quanh trục của nó Đường kính phôi giảm, chiêu dài tăng lên Phương pháp này dùng để chê tạo các sản phẩm dạng tròn xoay (bánh răng, bỉ v.v hình 3.2a) + Cán nghiêng: chuyển động quay vừa tịnh tiến Phương pháp này sử dụng đề cán ông hoặc các sản phẩm rồng (hình 3.2b, c) 2 Sơ đồ thiết bị
Hình 3.3 Các bộ phận của may can hai truc
I Động cơ điện II Bộ phận truyền động III Giá cán
Nguyên lý hoạt động: Động cơ điện (1) hoạt động qua khớp nối (2) đến hộp giảm tốc (3) đê thay đôi tốc độ phù hợp, sau đó truyền chuyển động quay đền khớp nỗi (10) đến bộ bánh răng (4, 9) để điều khiển chiều quay của khớp nôi vạn năng 5 và khớp nội hoa mai § làm cho trục cán (6) quay Trục cán được lắp trên giá trục cán (7) Tât cả được đặt trên nền chung vững chắc
Trục cán luôn làm việc trong điều kiện có áp suất cao, ma sát lớn dẫn đến
nhiệt độ cao nên vật liệu để chế tạo trục cán thường là thép hợp kim
Tốc độ máy cán để cán thép tắm 7+15m/s, cán thép nhỏ 25+50m/s
Trang 22$ Các sản phẩm của cắn Hình 3.4 Các sản phẩm cắn Sản phẩm cán thường chia làm 4 nhóm: - Loại tắm: Tắm mỏng chiều dày từ 0,2+3,75 mm, tắm dày có chiều dày từ 4+60 mm (hình 3.1)
- Loại hình: loại hình có tiết điện đơn giản: vuông, tròn, chữ nhật, tam
giác, lục giác, bầu dục, bán nguyệt v.v Loại hình có tiết diện phức tạp như tiết điện chữ T, L, I, C, U v.v .(hình 3 4)
- Loại Ống: Ống có mối hàn (được cuộn lại và hàn từ tắm mỏng) và ống không có mỗi hàn (cán trực tiếp từ phôi đặc hình trụ) (hình 3.2)
- Loại đặc biệt: Có những tiết diện đặc biệt đụng trong một số ngành đặc biệt như ngành chế tạo ôtô, tàu thủy, máy bay v.v
TH Kéo kừn loại
1 Đặc điểm
Trang 23Hình dạng và kích thước tiết điện của sản phẩm phụ thuộc vào hình dạng kích thước của lô khuôn
Khi kéo tiết diện phôi giảm, chiều dài tăng lên
Quá trình kéo thường tiến hành ở trạng thái nguội nên bề mặt của vật sau khi kéo bị biên cứng, độ bên và độ cứng tăng nhưng độ dẻo bị giảm đi
Quá trình kéo cho phép độ chính xác cao về kích thước và hình dạng của sản phẩm Mặt khác độ bóng bề mặt của sản phẩm cũng cao hơn so với các phương pháp gia công áp lực khác Đường kính của dây kéo có thê rất nhỏ (dây thép có thể kéo nhỏ tới 0,65 mm) 2 Sơ đồ thiết bị Để kéo kim loại, người ta thường thực hiện trên máy kéo Trong đó khuôn kéo là một bộ phận quan trọng để định hình sản phẩm Khuôn kéo . Bệ khuôn ` (tse WW Hình 3.6 Khuôn kéo kim loại Khuôn kéo: Gồm 4 phần (hình 3.6) + Phần 1: phần dẫn phôi Có dạng hình côn
+ Phần 2: phần làm biến dạng phôi Có dạng hình côn
+ Phần 3: phần định hình sản phẩm: quyết định hình dạng, tiết điện, kích
thước của sản phẩm sau khi kéo Thường có dạng hình trụ + Phần 4: phần thốt khn Có dạng hình côn
Khuôn được chế tạo bằng hợp kim cứng (để kéo dây có đường kính lớn hơn hoặc băng 0,5 mm), bang kim cương dùng đề kéo dây đường kính rất nhỏ hoặc băng thép dụng cụ để kéo thanh hay ông có đường kính lớn
_ Để giảm bớt ma sát ở khuôn kéo, người ta thường dùng các chất bôi trơn nhự
dâu mỡ, bột xà phòng, bột đồng Sunfat v.v Máy kéo: có 2 loại
+ Máy kéo hình trống: Dùng để kéo dây hoặc các ống nhỏ mà vừa kéo
vừa cuộn lại được Đường kính của lõi cuộn từ 120-1000 mm Công suất của
máy kéo kiêu trông từ 15+20 KW, có loại công suất lớn đến 150 K.W
+ Máy kéo chuyên động thắng hay còn gọi là kiểu xích dùng để kéo thép thanh, thép ông Sản phẩm sau khi kéo không cuộn lại-được Lực kéo của máy
kéo xích có thể đạt với tốc độ từ 15+50 m/phút
Trang 243 Các sản phẩm của kéo Phương pháp kéo dùng để kéo dây có đường kính nhỏ, các loại Ống mỏng, một số loại thép hình và các chỉ tiết khác Phương pháp kéo còn được sử dụng để làm chính xác lại các vật sau khi đã cán nóng (thép ông, thép hình v.v ) © oO Hình 3.7 Một số sân phẩm của phương pháp kéo kim logi II Ép kim loại 1 Đặc điểm | |
Ép là phương pháp gia công áp lực trong đó kim loại được nung nóng và được ép qua lỗ khuôn có hình dạng, kích thước nhất định Kim loại sau khi ra khỏi lễ khuôn có tiết diện, kích thước và hình dạng giống như hình dạng của lỗ (hình 3.8)
Hình 3.8 Gia công ép kừm loại
1 Chày ép 2 Phôi 3 Khuôn 4 Bệ khuôn 5 Đệm
- Ép là phương pháp gia công áp lực cho độ chính xác của sản phẩm cao - Năng suất cao
- Ép được các sản phẩm có tiết điện phức tạp mà các phương pháp gia công áp lực khác không thể thực hiện được
- Thiết bị cần có độ cứng vững cao, lượng kim loại thừa không biến dạng trong khuôn còn dư nhiều
Trang 25-2, So dé thiết bị
_ Nguyén ly: Xi lanh may ép lam cho chay ép (5) di chuyén tinh tién trong
buông ép (6) thông qua bệ khuôn (2) va miêng đệm (3) ép thỏi kim loại (1) đã được
đặt sẵn qua lỗ khuôn (4) cho ra sản phẩm có hình đạng, kích thước, tiết điện như lỗ khuôn Có hai phương pháp ép: Ép thuận và 3 I 2 ép nghịch 4 N 5 ¬ N ⁄ - kp thuận: Hình 3.9a a) ex Là phương pháp ép mà (rong đó ` chày ép chuyển động cùng chiều với sản phẩm 6 2 _ ~ Ep nghich: Hinh 3.9b 3 Là phương pháp ép mà hướng b) SS ~ Ne
chuyên động của chày và sản phẩm 7 DRO See
ngược nhau UWS
Thông thường để ép vật rỗng thì 4
người ía áp dụng phương pháp nghịch Hình 3.9 Sơ đồ ép kim loại
Hình dạng, kích thước chày nong quyết ; định hình dạng, kích thước bên trong của sản phẩm 3 Cac sin phẩm của ép
Sản phẩm cö thê là thỏi đặc, các loại ông với nhiêu tiệt diện khác nhau Ree Hình 3.10 Một số sản phẩm ép
- CÂU HỎI ÔN TẬP
1.Trình bày đặc điểm của phương pháp cán, kéo, ép kim loại
2 Trình bày nguyên lý, mô tả sơ đồ thiết bị của quá trình gia công.cán, kéo, ép kim loại và xác định được các sản phẩm của cán, kéo, ép kim loại
>
Trang 26
Bai 4 REN KIM LOẠI
Yéucdu: - Trinh bày được đặc điểm, nguyên lý hoạt động của thiết bị rèn tự do và rèn khuôn
- Nhận dạng được các sản phẩm của rèn tự do và rèn khuôn I Rén tw do
1 Đặc điểm
Rèn tự do là phương pháp gia công bằng áp lực trong đó kim loại được nung nóng bị biên dạng do tác dụng của lực đập đầu búa
Rèn tự do có thể đùng búa tạ hoặc bằng máy
Rèn tự do bằng búa tạ ít sử dụng, chỉ sử dụng để rèn các vật nhỏ có trọng lượng nhỏ
Rèn tự do bằng máy thường được thực hiện trên máy búa rèn, máy búa
hơi, máy búa hơi nước v.v hoặc máy ép và để gia công vật có trọng lượng lớn, sô lượng nhiêu
Khi rèn tự do, việc tạo các rãnh hẹp hay các lỗ nhỏ rất khó nên thông thường
trên vật rèn sẽ để lại lượng dư kim loại để sau này gia công băng phương pháp cắt gọt Vì vậy không rèn được các hình dạng phức tạp
Các bề mặt có yêu cầu gia công chính xác thì cần phải để lại lượng dư để sau này gia công trên máy cắt gọt
a) b)
_ Hình 4.1 Sơ đồ phân bố thớ sợi trong trục khuỷu
3) Chế tạo bằng phương pháp tiện b) Chế tạo bằng phương pháp rèn
Sự phân bố thớ Sợi trong kim loại khi gia công bằng rèn hợp lý hơn khi gia
công băng tiện, nó tạo điêu kiện đề nâng cao độ bên của trục khuỷu
Trang 272 Sơ đồ thiết bị Hinh 4.2 Dụng cụ rèn tự do
- Đối với các vật rèn nhỏ thì có thể rèn trên máy búa hơi - Đôi với những vật rèn lớn thì dùng máy búa hơi nước
- Đối với vật rèn thật lớn thì dùng máy ép thủy lực
Hình 4.3 Sơ đồ nguyên [ý của máy búa hơi
Động cơ điện truyền chuyển động qua hệ thống biên - tay quay 14 lam cho piston 13 nén khi trong xylanh ép 9 ép không khí qua van phân phối 6, 7 làm piston
công tác 12 chuyển động đi xuống trong xylanh 8 tạo nên lực đập của đầu búa 5 gắn trên thân trượt 15 Bàn đạp 1 dùng để điều khiển van phân phối 6, 7 Phôi rèn được
đặt lên đe 4 lắp trên bệ đe 3 ,
+
Trang 28Hình 4.4 Máy búa hơi C41-150 hang Xuzhou L&B 3 Cúc sản phẩm của rèn tự do b hà —Š b2 xxx Hình 4.5 Các sân phẩm chủ yếu của rèn tự do - ` II Rèn khn ° 1 Đặc điểm _ "¬
Rèn khuôn hay còr gọi là dập khối hay dập thể tích [a phương pháp gia công áp lực trong đó kim loại bị biên dạng trong không gian hạn chế bởi lòng khuôn
Trang 29Ưu điểm
- SO Với rèn tự do thì rèn khuôn có: độ chính xác cao và chất lượng vật
ren cao
- Năng suất cao
- Khả năng cơ khí hóa và tự động hóa dế dàng - Có khả năng chế tạo được những chỉ tiết phức tạp
Nhược điểm
- Yêu cầu công suất của thiết bị phải lớn
- Giá thành chế tạo khuôn cao nên chỉ được áp dụng trong hàng loạt khối và lớn 2 So dé thiết bị BMT LES 14 ETRE
Hình 4.7 Sơ đồ nguyên {ý của máy ép ma sát kiểu truc vit va mdy ép truc vit kiéu JA 53-63 cia hang Xuzhou L&B
Những bộ phận quan trọng nhất của máy là ba bánh ma sát 2, 3,12 và bộ truyền
động trục vít đai ốc 10,11 Khi chuẩn bị làm việc ta đóng động cơ làm puli Ivà hai
bánh ma sát 2 và 3 quay theo chiều (n) Bánh ma sát 2 và 3 chưa tiếp xúc với bánh
ma sát 12 Khi muốn đầu ép 9 đi xuống, ta đẩy cần điều khiển 8, thông qua hệ thống đòn bẩy 4 làm bánh ma sát 2 tiếp xúc với bánh ma sát 12, trục vít 10 quay đưa đầu ép 9 đi xuống do đai Ốc J1 cố định Khi thôi tác động cần điều khiển 8, lò xo hồi vị đưa
cần 8 về vị trí trung gian ban đầu, hai bánh 2 và 12 tach ra, dau máy ép đứng yên ở vị
trí ép Muốn đầu ép 9 đi lên, ta kéo cần điều khiển 8 lên trển Nhờ hệ thống đòn bẩy
4, làm bánh ma sát 3 ép vào bánh 12, trục vít 10 quay theo chiều ngược lại đưa đầu
Trang 30ép đi lên Chốt 6 và hai cữ 5 và 7 dùng để khống chế hành trình của đầu 9, đảm bảo
cho hệ thông làm việc an toàn 3 Khuôn rèn P 4
- Khuôn rèn gồm hai nửa 7 i
khuôn ghép lại —— Poa
- Một nửa được bắt chặt trên CW Ñ 2
đe hay bàn máy `
_ — Một nửa còn lại lắp trên 727227 3
phần đi động (đầu búa) ff
- Một khuôn chi dé đập một |
loại sản phâm Trong lòng khuôn 5
có rãnh năm ngồi hình dạng sản ¬ 4
phâm đê chứa phân kim loại thừa Hinh 4.8 Xôi câu của khuôn rèn gọi là vành biên 1 Khuôn trên 2 Rãnh chứa vành biên 3
Khuôn dưới 4 Chuôi khuôn 5 Lòng khuôn 6 Vanh biên Salles Vậtrèn “a ⁄ trung, | gian b) Hình 4.9 Kết câu lòng khuôn 8) Lòng khuôn hở b) Lòng khuôn kín 4 Các sản phẩm của rèn khuôn
Công nghệ rèn khuôn dùng dé gia công các loại bánh răng, các loại tay vin va một sô chỉ tiệt hình dạng đặc biệt
CÂU HỎI ÔN TẬP
1 Trình bày đặc điểm, nguyên lý hoạt động của thiết bị, dụng cụ rèn tự do và rèn khuôn
2 Trình bày các phương pháp rèn tự do điển hình
do và rèn khuôn 3 Mô tả các sản phẩm của rèn tự do và rèn khuôn So sánh đặc điểm của sẩn phâm rèn tự
Trang 31Bais DAP KIM LOAI TAM
Yéucdu: - Trinh bày được đặc điểm và ứng dụng của dập kim loại tấm
- Mô tả được cấu tạo chính của khuôn, nguyên lý hoạt động của thiết bị dập tắm thông thường
k Đặc điễm
Dập tắm là một trong những phương pháp tiên tiến gia công bằng áp lực để chế tạo các sản phẩm hoặc chỉ tiết băng vật liệu tâm, thép bản hoặc thép dải cuộn v.v
Dập tắm thường tiến hành ở trạng thái nguội nên còn gọi là dập nguội Trừ trường hợp thép cacbon chiều dày lớn hơn 10 mm và một số thép hợp kim đặc biệt thường phải gia công ở trạng thái nóng
Dập tắm được dùng rộng rãi trong các ngành công nghiệp đặc biệt ngành chế tạo máy bay, máy nông nghiệp, ôtô, thiệt bị điện, đô dân dụng Ví dụ khôi lượng chỉ tiết dập tắm trong một sô ngành như: ngành máy điện 60+70%, điện thoại 75+80%, ôtô máy kéo 60+95%, dé dan dung 95+98%
Vật liệu dùng dập tắm rất rộng rãi như thép cacbon, thép hợp kim mềm, đồng và hợp kim đông, nhôm và hợp kim nhôm, niken và hợp kim niken, thiếc, chì v.v và một số vật liệu phi kim như: giây, cactông, êbônite, amiăng, da v.v
Dập tắm có một số đặc điểm:
Trang 33Các nguyên công dập tắm theo đặc điểm biến dạng được chia làm hai nhóm:
nhóm các nguyên công cắt ( hình 5.2) và nhóm các nguyên công tạo hình (hình 5.3) - Nguyên công cắt: gồm chày ¡ là dao cắt trên (chuyển động), cối 2 là dao cắt dưới (đứng yên)
+ Cắt rời (hình 5.2a), cắt hình (hình 5.2b), đột lỗ (hình 5.2e), cắt trích
(hình 5.2d), cắt chia (hình 5.2e), cắt mép (hình 5.2ø) ~ Nguyên công tạo hình
+ Uốn (hình 5.3a), dập vuốt lần đầu không ép biên (hình 5.3b), đập vuốt
có ép biên (hình 5.3c), đập vuốt ở các lần tiếp theo (hình 5.3đ), dập vuốt có biên mỏng thành (hình 5.3e), nong lỗ (hình 5.3g), tóp miệng (hình 5.3h), dãn rộng (hình 5.3k)
1I Thiết bị
Máy dùng trong dập tấm có thể phân ra một số loại như sau:
- Căn cứ vào nguyên lý truyền động chia ra máy ép trục khuỷu hình 5.4 (cơ học) và máy ép thủy lực
- Căn cứ theo trạng thái nhiệt của phôi gia công: máy dập tắm nóng, máy dập tâm nguội
- Căn cứ vào công việc chia ra: máy cắt đứt, máy đột cắt, máy dập hình - Căn cứ hình dạng bên ngoài: máy một trụ, máy hai trụ
Trang 34THỊ Khuôn dập
Tùy theo yêu cầu của sản phẩm, khuôn đập tắm có thể chia làm hai nhóm: khuôn dập tác dụng đơn và khuôn đập nhiều nguyên công
1 Khuôn dập tác dụng đơn: một hành trình của con trượt chỉ hồn thành một ngun cơng
2 Khuôn dập nhiều nguyên công: một hành trình của con trượt có thể đồng thời hoàn thành một sô nguyên công, loại này lại gồm khuôn dập liên hợp và khuôn dập tổ
hợp
- Khuôn liên hợp: một hành trình của con trượt thực hiện được hai nguyên công cắt phôi và đột lỗ, sử dụng hai chày (chế tạo vòng đệm)
- Khuôn tổ hợp: một hành trình của con trượt thực hiện được hai nguyên công cắt phôi và dập dãn, dùng một chày Tn AN C3 Z1 a GC) rt Bao €E Iịt =& Hình 5.5 Các sản phẩm dập tấm thông dụng IV Cac sén phim dap tam
Hién nay, dap tam được áp dụng nhiều để sản xuất dụng cụ gia đình, vỏ máy móc thiết bị, dụng cụ y tế, xây dựng v.v thay thế các chỉ tiết đúc, rèn, hàn Dập tắm dễ cơ khí hóa và tự động hóa, nâng cao năng suất lao động, tiết kiệm nguyên vật liệu và hạ giá thành sản phẩm
CÂU HỎI ÔN TẬP
1 Trình bày đặc điểm của dập tắm
2 Nêu các thiết bị dập tắm thông dụng, mô tả nguyên lý một thiết bị dập tắm đơn \ gián " (máy ép trục khuyu)
3 Trình bày các loại khuôn dập tắm và một số loại sản phẩm dập tắm thông thường - `
Trang 35CHUƠNG II
Trang 36Bài o HÀN ĐIỆN HỒ QUANG
Yêu cẩu: - Giải thích được hiện tượng hỗ quang
- Phân biệt được vị trí các mồi hàn trong không gian
- Phán loại được các dạng mép hàn và máy hàn điện thông thường
1 Khái quái 1 Nguyên lý
Hàn là quá trình nối hai đầu của một chỉ tiết hoặc nhiều chỉ tiết với nhau bằng cách aung nóng chúng đên trạng thái chảy hay dẻo Khi hàn ở trạng thái cháy thì ở chỗ — nội môi hàn của vật hàn chảy ra va sau khi đông
đặc ta nhận được môi hàn
Hàn điện hồ quang là cho que hàn tiếp xúc với vật hàn để sinh ra chập mạch Do điện trở tiếp xúc và dòng điện chập mạch sinh ra nhiệt độ cao, làm cho điểm tiếp xúc giữa hai cực Khu vực cực âm lên đến trạng thái nóng trắng, sau đó nhanh chóng nâng ngay que hàn lên cách vật hàn một Khe n ít, lúc này không khí giữa đầu que hàn và vật
TU KV hàn biến thành khí dẫn điện, sinh ra nhiệt độ cao
WY 22 đt) Mà nang mạnh, hiện tượng này được gọi là
Hình 6.1 Câu tạo của hồ quang †—— (~-) ie Cét hé quang je 2 Dac diém
a) So với tán bằng đinh, hàn tiết kiệm được 10+20% khối lượng kim loại do sử dụng mặt cắt làm việc của chỉ tiết hàn triệt để hơn, hình dáng chi tiết cân đối hơn, giảm được khối lượng kim loại như phải tán đỉnh, kim loại mắt mát do đột lỗ
b) So với đúc hàn tiếp kiệm được tới 50% vì không cần hệ thống rót Sử
dụng hàn trang xây dựng nhà cao cho phép giảm 15% trọng lượng sườn, kèo, đồng, thời việc chế và lắp ráp chúng cũng được giảm nhẹ, độ cứng vững của kết cấu lại tăng
c) Hàn có năng suất cao so với các phương pháp khác do giảm được số lượng nguyên công, giảm được cường độ lao động và tăng được độ bền chắc của kết cấu Giảm được thời gian và giá thành chế tạo kết cấu
đ) Hàn có thể nối được những kim loại có tính chất khác nhau
e) Thiết bị hàn tương đối đơn giản và dé ché tao Khi tán đỉnh ta phải dùng rất nhiều thiết bị như máy khoan, lò nung, máy đột v.v Khi hàn ta có thé chí: dùng máy hàn xoay chiêu gồm một máy giảm thế từ 200 vôn hay 230 vôn
xuông nhỏ hơn 80 vôn ` `
f) DO bền mối hàn cao, chắc và kín Do kim loại mối hàn tốt t hơn kim loại
vật hàn nên mối hàn chịu tải trọng tĩnh tốt Mối hàn chịu được á áp suất cao nên
Trang 37hàn là một phương pháp chủ yếu dùng chê tạo các bình chứa, nồi hơi, ông dẫn
v.v chịu áp lực cao
g) Giảm được tiêng ôn khi sản xuất v.v
Tuy nhiên hàn còn nhược điểm là sau khi hàn tồn tại ứng suât dư, tố chức kim
loại gần môi hàn không tốt, làm giảm khả năng chịu tải trọng động của môi hàn, vật hàn hay bị biên dạng cong, vênh
3 Ứng dung
A
Hàn ngày càng được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp hiện đại Về công dụng của hàn có thể chia làm hai nhóm: chế tạo và sửa chữa
- Về chế tạo: như nồi hơi, ống, bình chứa, sườn nhà, cầu, tàu thuyền, thân
máy bay, vỏ máy, tên lửa, toa xe, ôtô và tàu vũ trụ Nói chung, những bộ phận máy có hình dáng phức tạp phải chịu lực tương đối lớn, lại mỏng đều chế tạo
bằng phương pháp hàn, vì nếu đúc bang gang thì nặng, nếu rèn thì vừa tốn công
vừa chê tạo khó khăn, giá thành cao
- Về sửa chữa: những bộ phận hỏng như xi-lanh rạn, bánh răng bị nứt, mặt đường ray bị mòn, những vật đúc bị khuyết đều có thể dùng phương pháp hàn để sửa chữa, vừa nhanh, vừa rẻ Ngoài những chỗ chịu tác dụng của lực chấn độn g không nên hàn thì không có vị trí nào là không thể hàn được Công nghệ hàn đóng góp rất nhiều cho sự phát triển của công nghiệp hiện đại
4 Các loại môi hàn
a Theo vị trí môi hàn trong không gian
Trong một kêt câu hàn, tất cả các mối hàn phân bố theo các vị trí không gian khác nhau Có thể quy ước chia thành bến loại (hình 6.2):
1) Mỗi hàn bằng |
Cac mdi han bang (con gọi là hàn sắp, hàn phẳng) là những môi A A
hàn phân bô trên các mặt phẳng nằm trong góc từ 0°+60°
Các mỗi hàn băng dễ thực hiện và cho năng suất cao nhất Vì thế
khi hàn, nêu có thể xoay lật kết câu được, nên cố găng đưa mối hàn về vị
- trí hàn băng là tôt nhất 2) Moi han đứng
Các môi hàn đứng là những mối hàn phân bô trên các mặt phắng năm trong góc từ 60*+120” theo phương bắt kỳ, trừ phương song song với mặt phắng nắm ngang
Các môi hàn đứng, khi có hướng hàn đi lên gọi là hàn leo, hướng hàn đi xuông còn gọi là hàn tụt, điều kiện hình thành mối hàn và chất lượng của chúng cũng khác nhau
3) M6: han ngang -
Môi hàn ngang là những mối hàn phân bô trên các mặt phẳng nằm trong góc từ 60”+120° theo phương Song song với mặt phăng năm ngang
Trang 384) Mới hàn trần
Các mối hàn trần là những mối hàn phân bố trên các mặt phẳng nam trong goc tir 120°+180° Khi thực hiện người công nhân phải ngửa
mặt lên trên về phía hồ quang nên còn gọi là hàn ngửa 60° + 120° Hinh 6.2 Phân loại mỗi hàn theo vị trí trong không gian Trục hàn L Wc Điện cực = Mối hàn = Cea
a) Hàn sấp (1G) —_b) Han ngang (2G) ©) Hàn đứng (3G) d) Hàn ngửa (4G)
Trang 39b Theo kết cấu mối hàn
1) Mối hờn giáp mối Hình vẽ vát mép mối hàn Kích thước (mm) Kiểu mép mối hàn Gấp mép +See S=123 a=0+1 b=S§+2 R=S Khong vat mép S=3+8 a=l:+2 Vai mép nửa chữ V S=4+26 a=2+2 b=2+1 a = 50° + 5° Vat mép chit V S=4+ 26 a=2+2 b=2+1 a = 60° + 5° Vat mép chit U S = 20 + 60 a=2+2 b=2+1 R-oSil a= 10°+ 3° Vát mép nửa chữ U S = 20 +50 a=2+2 b=2+41 R=5t1 a= 10°+ 3° Vat mép chit K b LS S= 12 + 40 a=2+2 b=2+1 a = 50° + 5° Vat mép chit X S= 12 + 80 a=2+2 b=2+1 a= 60° + 5° Vat mép khi chiéu day khác nhau S,-S> 7mm L = 5(S, - S)
Hình 6,6 Các kiểu chuẩn bị mép hàn của mối hàn giáp mỗi ( Một số các chữ ký hiệu có thể thay đổi)
31s,
>