Đang tải... (xem toàn văn)
Microsoft Word CONG NGHE CHE TAO MAY 1 TRƯỜNG CAO KINH TẾ KỸ THUẬT VINATEX TP HCM GIÁO TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY (Lưu hành nội bộ) Thành Phố Hồ Chí Minh – 2017 2 CHƯƠNG 1 CHẤT LƯỢNG BỀ MẶT GIA CÔNG.
TRƯỜNG CAO KINH TẾ - KỸ THUẬT VINATEX TP.HCM GIÁO TRÌNH CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY (Lưu hành nội bộ) Thành Phố Hồ Chí Minh – 2017 CHƯƠNG 1: CHẤT LƯỢNG BỀ MẶT GIA CÔNG CƠ Bài 1: KHÁI NIỆM VÀ CÁC YẾU TỐ ĐẶC TRƯNG CỦA CHẤT LƯỢNG BỀ MẶT Chất lượng bề mặt chi tiết máy tập hợp nhiều tính chất hình học lý bao gồm độ nhấp nhô bề mặt (độ nhám độ bong),trạng thái lý bề mặt,cấu trúc kim loại ứng suất lớp bề mặt I TÍNH CHẤT HÌNH HỌC CỦA BỀ MẶT GIA CƠNG Độ thấp nhô tế vi Độ nhấp nhô tế vi bề mặt gia công đo chiều cao nhấp nhơ (RZ ) sai lệch prơphin trung bình cộng (Ra ) bề mặt * Chiều cao nhấp nhơ RZ trị số trung bình khoảng cách từ đỉnh cao đến đáy thấp nhấp nhô bề mặt tố vi phạm vi chiều dài chuẩn l có trị số: RZ = (h1 h3 h5 h7 h9 ) ( h2 h4 h6 h8 h10 ) Sai lệch prơphin trung bình cộng (Ra) trị số trung bình khoảng cách từ đỉnh đường nhấp nhô tế vi đến đường trung bình n n i 1 _ Tính gần : Ra l x 0 _ Tính gần : Ra /yi/ /yl/dxi Vậy độ nhấp nhô tế vi( độ nhám độ nhám bề mặt ) sở để đánh độ nhám bề mặt phạm vi chiều dài chuẩn Độ sóng: Độ sóng bề mặt chu kỳ không phẳng bề mặt chi tiết máy quan sát phạm vi lớn độ nhám bề mặt (từ đến 10mm) ( hình 2) - độ nhám bề mặt ứng với tỉ lệ: 1/h= 50 độ sóng bề mặt ứng với tỉ lệ L/H= 50 1000 (hình 2) tổng quát độ nhám độ sóng bề mặt chi tiết máy h: chiều cao nhấp nhô tế vi l : khoản cách điểm nhấp nhô tế vi H : chiều cao sóng L : khoản cách đỉnh sóng II TÍNH CHẤT CƠ LÝ LỚP BỀ MẶT GIA CƠNG CƠ: Hiện tượng biến cứng lớp bề mặt: Do tác dụng lực cắt nên kim loại bị biến dạng vùng trước vùng sau lưới cắt, hạt tinh thể kim loại xuất ứng xuất Nên giới hạn bền, độ cứng, độ dòn, lớp bề mặt nâng cao, kết lớp bề mặt bị cứng ngụi, lại có độ cứng tế vi cao Vậy mức độ biến cứng lớp bề mặt phụ thuôc vào tỉ lệ tác động yếu tố lực cắt nhiệt sinh vùng cắt 2.Ứng suất lớp bề mặt : Khi gia cơng lớp bề mặt chi tiết có ứng suất dư, trị số, dấu chiều sâu phân bố ứng suất dư lớp bề mặt phụ thuộc vào điều kiện gia công cụ thể Nhưng nguyên nhân chủ yếu gây biến suất dư, lớp bề mặt chi tiết máy - Khi cắt trường lực suất gây biến dạng dẻo không đều,khi trường lực biến dạng dẻo gây ứng suất dư bề măt - Biến dạng dẻo sinh cắt làm chắt lớp vật liệu bề mặt, tăng thể tích lớp ngồi nên gây ứng suất dư nén Để cân lớp kim loại bên phải sinh ứng suất dư kéo - Sau cắt lớp vật liệu bề mặt vùng cắt bị nguội nhanh,co lại, sinh ứng suất dư kéo, để cân bên phải sinh ứng suất dư nén Bài 2: ẢNH HƯỞNG CỦA CHẤT LƯỢNG BỀ MẶT ĐẾN TÍNH CHẤT SỬ DỤNG CỦA CHI TIẾT MÁY I ẢNH HƯỞNG ĐẾN TÍNH CHỐNG MỊN Ảnh hưởng nhấp nhơ tế vi chiều cao vết gia công Chiều cao hình dạng nhấp nhơ tế vi bề mặt với chiều vết gia cơng có ảnh hưởng đến ma sát mài mòn chi tiết máy chia làm giai đoạn: Giai đoạn 1: ứng với thời gian chạy rà hay gọi độ mịn ban đầu giai đoạn hình dạnh nhấp nhô chiều vết gia công thay đổi Giai đoạn 2: sau giai đoạn chạy rà trình mài mịn trở nên bình thường chậm hay cịn gọi giai đoạn mịn bình thường Giai đoạn 3: giai đoạn mịn kịch liệt, bề mặt tiếp xúc bị tróc ra, cấu trúc bề mặt chi tiết bị phá hỏng Như trình mài mịn cặp chi tiết máy, xét tồn sở ma sát bề mặt tiếp xúc thường qua giai đoạn: mịn ban đầu, mịn bình thường mịn kịch liệt( hình 3) Vậy khâu chế tạo chi tiết máy giảm tăng chiều cao nhấp nhô tế vi đến trị số tối ưu, ứng với điều kiện làm việc chi tiết đạt lượng mịn ban đầu nhất, qua kéo dài tuổi thọ chi tiết Ảnh hưởng lớp biến cứng bề mặt: Lớp biến cứng bề mặt chi tiết máy có tác dụng nâng cao tính chống mịn, làm hạn chế tác động tương hổ phần tử tác động tương hổ học bề mặt tiếp xúc, nghĩa hạn chế khuyếch tán oxi không vào bề mặt chi tiết máy để tạo thành ơxít kim loại có tác dụng chống ăn mịn kim loại Hiện tượng biến cịn có hạn chế q trình biến dạng dẻo tồn phần chi tiết máy, qua hạn chế tượng chảy tượng mài mòn kim loại Ảnh hưởng ứng suất dư bề mặt: Ứng suất dư lớp bề mặt chi tiết máy nói chung khơng có ảnh hưởng đáng kể đến tính chống mịn,khi chi tiết làm việc điều kiện ma sát bình thường,cịn ứng suất dư bên trong, xét toàn tiết diện chi tiết máy, ảnh hưởng đến tính chất cường độ mịn chi tiết II ẢNH HƯỞNG ĐẾN ĐỘ BỀN CỦA CHI TIẾT MÁY Ảnh hưởng độ nhám bề mặt: Độ nhám bề mặt ảnh đến độ bền mỏi chi tiết máy, chi tiết máy chịu tải trọng chu kỳ có đổi dấu, đáy nhấp nhơ tế vi có ứng suất tập trung với trị số lớn, có vượt giới hạn mỏi vật Ứng suất tập trung gây vết nứt tế vi đáy nhấp nhơ, nguồn gốc phá hỏng chi tiết 2.ảnh hưởng độ nhám bề mặt: Bề mặt biến cứng làm tăng độ bền mỏi khoảng 20% Chiều sâu mức độ biến cứng lớp bề mắt có ảnh hưởng đến độ bền mỏi chi tiết máy Cụ thể hạn chế khả gây vết nứt tế vi làm phá hỏng chi tiết , bề mặt chi tiết có ứng suất dư nén 3.ảnh hưởng ứng suất dư lớp bề mặt: ứng suất dư nén lớp bề mặt có tác dụng nâng cao độ bền mỏi,các ứng suất dư kéo dài lại hạ thấp độ bền mỏi chi tiết máy III ẢNH HƯỞNG TỚI TÍNH CHỐNG ĂN MỊN HÓA HỌC CỦA LỚP BỀ MẶT CHI TIẾT Ảnh hưởng độ nhấp nhô tế vi bề mặt Các chỗ lõm bề mặt độ nhấp nhô tế vi tạo nơi chứa tạp chất axít, muối tạp chất có tác dụng ăn mịn hóa học kim loại Như bề mặt chi tiết máy nhám tì bị ăn mịn hóa học, bán kính đáy nhấp nhơ lớn khả chống ăn mịn hoa hụt lớp bề mặt cao Ảnh hưởng lớp biến cứng bề mặt Kết biến dạng dẻo tạo nên không đồng tế vi kim loại nhiều tinh thể, sinh nhiều phần tử ăn mòn, mặt phẳng trượt,gây tượng hấp thụ mạnh tăng cường q trình ăn mịn khuếch tán lớp bề mặt Bề mặt chi tiết máy qua trình gia công bị biến cứng, độ nhám bè mặt bị thay đổi,làm cho tính chống ăn mịn hóa học kim loại bị thay đổi IV ẢNH HƯỞNG ĐẾN ĐỘ CHÍNH XÁC CỦA CÁC MỐI LẮP GHÉP Độ xác mối lắp ghép tronh kết cấu khí phụ thuộc chất lượng bề mặt lắp ghép Tóm lại, chất lượng bề mặt chi tiết máy có ảnh hưởng nhiều đến khả làm viêc mối lắp ghép chi tiết máy kết cấu khí Bài 3: CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐÉN CHẤT LƯỢNG BỀ MẶT CHI TIẾT MÁY I CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN ĐỘ NHÁM BỀ MẶT 1.Các yếu tố ảnh hưởng mang tính chất hình học dung cụ cắt chế độ cắt: Ảnh hưởng hình dáng hình học dung cụ cắt chế độ cắt đến nhấp nhô bề mặt chi tiết (hình 5) Qua thực nghiệm phương pháp tiện người ta xác định mối quan hệ thông số: chiều cao nhấp nhô tế vi RZ, lượng tiễn dao S, bán kính mũi dao r, chiều dày phơi nhỏ hmin(hình 5) Tùy theo giá trị thực tế lượng chạy dao mà ta xác định mối quan hệ RZ với s, t, r hmin sau: S2 hmin r.hmin RZ 8.r 1 s2 Trường hợp bán kính mũi dao r - Khi S > 0.15 mm / vịng thì: - S < 0,1mm/vịng gia tri chieu cao nhấp nhơ tế vi - Khi bán kính mui dao r =0 : tg tg1 RZ S tg tg1 chiều dày phôi phụ thuôc vào bán kính dao Các yếu tố ảnh hưởng phụ thuộc biến dạng dẻo lớp bề mặt - Tốc độ cắt v yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt chi tiết máy - Lượng tiến dao S ngồi ảnh hưởng mang tính chất hình học nêu trên, cịn có ảnh hưởng lớn đến mức độ biến dạng dẻo biến dạng dàn hồi bề mặt gia công Như để đảm bảo đạt độ nhẵn bóng bề mặt cao suấ cắt cao nên chon giá trị lượng tiến dao S khoảng từ 0.05 đến 0.12mm/vòng thép cacbon thường Loại vật liệu gia cơng có ảnh hưởng đến độ nhấp nhô tế vi chủ yếu độ biến dạng dẻo Vật lệu dẻo dai có độ nhám bề mặt lớn vật liệu cứng giòn Ảnh hưởng rung động hệ thống công nghệ đến chất lượng bề mặt gia công Q trình rung động hệ thống cơng nghệ tạo chuyển động tương đối có chu kỳ dụng cụ cắt chi tiết gia công Làm thay đổi điều kiện ma sát gây nên độ song độ nhấy nhô tế vi bề mặt gia công sai lệch phận máy làm cho chuyển động máy không ổn định dẫn đến sai số gia công II CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN ĐỘ BIẾN CỨNG BỀ MẶT Khi thay đổi chế độ cắt cách tăng lực cắt mức độ biến cứng bề mặt tăng Nếu kéo dài lực cắt bề mặt kim loại làm tăng chiều sâu lớp biến cứng bề mặt Ngồi cịn có góc trước y vận tốc v, nhiệt cắt T ảnh hưởng đáng kể đến độ biến cứng bề mặt Nếu góc trước y tăng từ giá trị âm đến giá trị dương chiều sâu lớp biến cứng bề mặt giảm Vận tốc cắt tăng làm giảm thời gian tác động lực gây tác động biến dạng kim loại làm giảm chiều sâu lớp biến cứng bề mặt mức độ biến cứng bề mặt Khi tăng lượng tiến giao S có lúc làm tăng có lúc lại giảm mức độ chiều sâu biến cứng bề mặt yếu tố định lực cắt III.CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN ỨNG SUẤT DƯ BỀ MẶT Nói chung chế độ cắt,hình dáng hình học dụng cụ cắt dung dịch trơn nguội yếu tố ảnh hưởng nhiều đến hình thành ứng suất duwtreen lớp bề mặt gia công chi tiết máy Dựa vào kết thu thu trình nghiên cứu có nhận định sơ sau: Tăng vận tốc căt (v) tăng lượng tiến dao (S) tăng giảm ứng suất bề mặt gia công chi tiết máy Lượng tiến dao (S) làm tăng chiều sâu ứng suất dư Góc trước giảm đến trị số am lớn(