Tiểu Luận Bài Vật Liệu Kỹ Thuật Về Mũi Khoan.pdf

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA CƠ KHÍ TIỂU LUẬN MÔN HỌC VẬT LIỆU KỸ THUẬT TÊN SẢN PHẨM: MŨI KHOAN THÉP DỤNG CỤ GVHD: Th.S LÊ VĂN BÌNH SVTH: PHẠM HẢI HỌC MSSV:51130648 Lớp: 51CKCD Nha Trang,ngày 24 tháng 12 năm 2010 MỤC LỤC Lời nói đầu Trang I.Tên sản phẩm 1.Mô tả: Trang 2.Khả thích nghi.khả thay Trang 3.Ký hiệu vật liệu Trang II.Cấu trúc tổ chức thép dụng cụ 1.Tổng quan số loại dụng cụ cắt T rang 2.Thép dụng cụ: Trang III.Cấu tạo mũi khoan Trang 13 IV.Các phương pháp tạo sản phẩm Trang 15 V.Hóa bền nhiệt luyện 1.Khái quát chung nhiệt luyện Trang 20 2.Các phương pháp nhiệt luyện đơn giản Trang 22 3.Hóa nhiệt luyện Trang 27 VI.Các phương pháp kiểm tra đánh giá sản phẩm Trang 34 VII.Chống ăn mòn bảo vệ vật liệu, bảo vệ sản phẩm Trang 35 VIII Giải rát thải Trang 36 IX.Đề xuất Trang 37 LỜI NÓI ĐẦU: Cuộc sống quanh ta tồn điều thú vị,có việc tưởng chừng phức tạp lại đơn giản, cịn có việc tưởng đơn giản lại phức tạp.lúc nhỏ bạn hay đố vật dụng mà thấy sống ngày,và tơi ln thắc mắc “vì nhũng vật dụng làm từ tre lại nhanh bị hư,còn nhũng dụng cụ làm sắt,thép lại lâu hư” điều làm tơi đưa hàng loạt câu hỏi sao??? tự giải đáp được.Dần dần lớn lên hiểu phần thắc mắc kia,rồi đến bước vào cánh cửa giảng đường,được nghiên cứu rỏ vật liệu thông qua môn học VẬT LIỆU KĨ THUẬT với dẩn dắt thầy giáo giúp tơi hiểu rõ hơn,và tự trả lời câu hỏi mà từ trước chưa trả lời Môn vật liệu kỷ thuật môn thiết thực,thông qua môn học,mỗi bạn sinh viên sẻ trang bị cho kiến vật liệu kiến thức xử lý nhiệt chúng.Giúp sinh viên hiểu rỏ vật liệu khác dụa mối quan hệ cấu trúc lý tính,thực hành thí nghiệm để xác định tính vật liệu lựa chọn vật liệu phù hợp đáp ứng nhu cầu sử dụng Trong chương trình mơn học,chương thép chương hay nhất, Và biết,thép ngày sử dụng phổ biến,từ vật dụng đơn giảng đến nhũng vật dụng phức tạp,tùy theo yêu cầu sử dụng mà lựa chọn vật liệu cho phù hợp Qua trình tìm hiểu với cho phép thầy sau sẻ giới thiệu dụng cụ chế tạo từ dụng cụ,và đươc dùng phổ biến đới sống từ việc tạo bàn,cái ghế đến việc sử dụng cơng trình lớn.sản phẩm mà tơi muốn giói thiệu mũi khoan, I:Tên Sản phẩm : Mũi khoan 1.1.Mô tả: dụng cụ sử dụng phổ biến đời sống nay.Từ nhũng việc nhỏ tạo bàn ghế…đến cơng trình lớn,từ vật liệu mềm…đến vật liệu cứng.Và mũi khoan chế tạo từ nhiều vật liệu khác phổ biến thép dụng cụ Tùy theo mục đích sử dụng khác mà mũi khoan sẻ có hình dạng,kích thước khác Mũi khoan dụng cụ dùng chủ yếu để gia công lỗ vật liệu đặc với hai chuyển động: -Chuyển động quay mũi khoan chi tiết gia công -Chuyển động dọc theo trục dao Hình minh họa chi tiết: Mũi khoan 1.2.Khả thích nghi,khả thay Đặc điểm cấu tạo: Mũi khoan đa dạng.tùy theo nhu cầu sử dụng mà người ta lựa chọn kiểu dáng,kích thước vật liệu khác Ngồi thép thép gió chế tạo mũi khoan từ thép hợp kim,thép chế tạo nhiều vật liệu khác 1.3.ký hiệu vật liệu tạo nên sản phẩm: Dưới số tiêu chuẩn nước thép Tiêu chuẩn Việt Nam : 1,thép cacbon: Dùng tập hợp chữ số để ký hiệu -Chữ CDđúng đầu mác thép thép dụng cụ cacbon(C:cacbo.D:dụng cụ) -Nhóm số sau chử lượng cacbon trung bình thép theo phần vạn -Nếu có chử A đứng cuối thép chất lượng cao Ví dụ: CD70-thép có lượng cacbon 0,7% CD80-có lượng cacbon 0,8% CD120A-có lượng cacbon1,2% thép chất lượng cao 2,Thép hợp kim: Dung tập hợp chử số để kí hiệu: -số mác thép lượng cacbon trung bình thép theo phần vạn,nếu sấp xỉ 1% khơng ký hiệu -Số sau chử lượng cacbon trung bình thép theo %,nếu lượng hợp kim xấp xỉ 1% khơng ký hiệu -Chử kí hiệu hóa học nguyên tố hợp kim Tiêu chuẩn kỹ thuật thép dung cụ hợp kim sử dụng TCVN1823-76 Tiêu chuẩn NGA: 1,thép cacbon: Dùng tập hợp chử số để ký hiệu -Chữ Y đầu mác thép cacbon -Số đứng sau lượng cacbon trung bình theo phần nghìn -Chử A cuối mác thép chất lượng cao Ví dụ: : Y7 - cọ 0,70%C Y10 - coï 1,00%C Y13 - coï 1,30%C Y13A -coï 1,30%C thép chất lượng cao 2,Thép hợp kim: Dung tập hợp chử số -số mác thép lượng cacbon trung bình thép theo phần nghìn,nếu sấp xỉ 1% khơng ký hiệu -Chử tên nguyên tố hợp kim viết tắt bắng tiếng Nga -Số sau teen nguyên tố thành phần theo %.nếu sấp xỉ 1% khơng ghi Tiêu chuẩn MỸ: Thép dụng cụ mỹ trước đay dung hệ thống ký hiệu AISI, sau khơng cịn hiệu lực nữa.Do nêu mọt số loại thường gặp để ta nhận biết -Thép gió có mác sau:M8, M15, M35, M45, T3, T7, T9 -Thép làm khn đập nóng:H15, H16, H20, H41, H43 - Thép làm khuôn đập nguội:D1, D6,A5 - Thép làm dụng cụ va đập:S3,S4 -Thép dụng cụ có cơng dụng riêng:L1, L3, L4, L5, L7, F1, F2, F3 Thép bon thấp làm khuôn ép nhựa:P2, P3, P4, P5, P6, P20, P21 Tiêu chuẩn NHẬT: 1,Thép bon: Sử dụng tiêu chuẩn JJS G4401-83 có mác thép sau: SK1, SK2, SK3, SK4, SK5, SK6, SK7.Muốn biết cụ thể thành phần,tính chất ,thành phần phải tra bảng 2,Thép hợp kim: Sử dụng tiêu chuẩn JJS G4403-83, cũn khơng có quy luật chung , Ví dụ: -Thép làm dao cắt: SKS11, SKS2, SKS21, SKS5, SKS51, SKS7, SKS8., -thép làm dụng cụ va đập: SKS4, SKS41, SKS43, SKS44 -Thép làm khuôn biến dạng nguội: : SKS3, SKS31, SKS93, SKS94, SKS95, SKDL, SKD1, SKD12 -Thép làm khn biến dạng nóng: SKD4, SKD5, SKD6, SKD61, SKD62, SKD7, SKD8 Thép làm khuôn ép,đúc áp lực:SKT3,SKT4 Tiêu chuẩn ĐỨC: 1,Thép bon: Các mác thép dụng cụ Đức chử C số lượng bon trung bình theo phàn vạn kết thúc W VÍ DỤ: C70W1 - coï 0,70%C C80W1 - coï 0,80%C C125W - coï 1,25%C C135W - coï 1,35%C 2,Thép hợp kim: Các mác thép gí Đức ký hiệu bắt đầu chử S(HS) Và nhóm số cách gạch ngang lượng trung binhb nguyên tooshowpj kim tính % theo quy luật: số W,tiếp theo Mo, V cuối Co.ếu ba nhóm số khơng chưa Co Ví dụ: -S12-1-4-5 hay (HS 12-1-4-5) - coï 12%W, 1%Mo, 4%V, 5%Co -S 3-3-2 hay (HS 3-3-2) - coï 3%W, 3%Mo, 2%V IICấu trúc, tổ chức thép dụng cụ: II.1 Tổng quan số vật liệu dụng cụ cắt 1.1Đặc tính chung vật liệu dụng cụ Đặc tính phần dụng cụ cắt có ảnh hưởng lớn đến suất gia công chất lượng bề mặt chi tiết Khả giữ tính cắt dụng cụ góp phần định suất gia cơng dụng cụ Dụng cụ làm việc điều kiện cắt khó khăn áp lực, nhiệt độ cao, dụng cụ cắt bị mài mòn rung động trình cắt Trong q trình gia cơng, phần cắt dụng cụ trực tiếp làm nhiệm vụ cắt để tạo phoi Để nâng cao suất cắt, nâng cao chất lượng bề mặt gia công, phần cắt dụng cụ khơng phải có hình dáng hình học hợp lý mà phải chế tạo từ loại vật liệu thích hợp Vì vật liệu dụng cụ cắt cần thiết phải đảm bảo yêu cầu sau 1.2 Tính cắt Trong q trình cắt, phần lưỡi cắt mặt trước mặt sau dụng cụ cắt thường xuất ứng suất tiếp xúc lớn, khoảng 4000 5000 N/mm2, đồng thời áp lực riêng lớn gấp 100 200 lần so với áp lực cho phép chi tiết máy Nhiệt độ tập trung vùng cắt lên tới 600 900oC Trong điều kiện vậy, việc cắt thực có hiệu dụng cụ cắt có khả giữ tính cắt khoảng thời gian dài Điều địi hỏi vật liệu dụng cụ cắt cần phải có đầy đủ tính chất lý cần thiết độ cứng, độ bền nhiệt, độ chịu mòn, độ bền học, độ dẫn nhiệt Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật - Độ cứng: Độ cứng tiêu quan trọng vật liệu dụng cụ cắt Muốn cắt được, vật liệu phần cắt dụng cụ cắt thường phải có độ cứng lớn vật liệu gia công khoảng HRC25 Độ cứng phần cắt dụng cụ cắt thường đạt khoảng HRC60 65 Nâng cao độ cứng phần cắt dụng cụ cắt cho phép tăng khả chịu mòn tăng tốc độ cắt Trong trình cắt, cần quan tâm nhiều đến độ cứng nhiệt lưỡi cắt tức độ cứng xét trạng thái lưỡi cắt bị nung nóng Vì ảnh hưởng trực tiếp tới khả cắt dao - Độ bền học: Trong trình cắt, dụng cụ cắt thường chịu lực xung lực lớn Mặt khác, dụng cụ cắt chịu rung động hệ thống máy - dao - đồ gá - chi tiết không đủ độ cứng vững dao làm việc điều kiện tải trọng động lớn thay đổi liên tục cuả lực cắt Do dẫn đến tình trạng lưỡi cắt dễ bị phá hỏng sớm mẻ, vỡ, tróc, mịn, Vì để nâng cao tính cắt tuổi bền dao, vật liệu dụng cụ cắt cần phải có độ bền học cao Việc nâng cao độ bền học vật liệu dụng cụ cắt, hợp kim cứng vật liệu sứ hướng lĩnh vực thiết kế chế tạo dụng cụ cắt - Độ bền nhiệt: Độ bền nhiệt khả giữ độ cứng cao tính cắt khác nhiệt độ cao khoảng thời gian dài Độ bền nhiệt đặc trưng nhiệt độ giới hạn mà nung liên tục vật liệu dụng cụ cắt khoảng thời gian định (khoảng giờ) đến nhiệt độ độ cứng khơng giảm q mức qui định (khoảng HRC60) Độ bền nhiệt tính quan trọng vật liệu dụng cụ cắt Nó định việc trì khả cắt dao điều kiện nhiệt độ áp lực lớn vùng cắt.Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật Độ bền nhiệt phụ thuộc chủ yếu vào hàm lượng nguyên tố hợp kim vomfram, crôm, vanađi, môlipđen, côban Trong Vonfram thành phần hợp kim làm cho thép có độ bền nhiệt Độ bền nhiệt nâng cao tăng hàm lượng vanađi độ bền nhiệt thép gió P18 600oC nâng cao hàm lượng vanađi đến 5% vonfram đến 10%, độ bền nhiệt tăng đến 630oC Nguyên tố côban cũngảnh hưởng lớn đến độ bền nhiệt Khi thép gió có 18% vonfram 10% cơban độ bền nhiệt lên tới 650oC.Ngoài ra, chế độ nhiệt luyện ảnh hưởng nhiều đến độ bền nhiệt vật liệu dụng cụ cắt - Độ dẫn nhiệt: Độ dẫn nhiệt vật liệu dụng cụ cắt cao nhiệt lượng truyền khỏi lưỡi cắt nhanh Do giảm tập trung nhiệt độ vùng cắt, tăng độ bền mòn cho dụng cụ cắt Mặt khác, cho phép nâng cao tốc độ cắt Chính kim cương có độ dẫn nhiệt lớn hẳn so với loại vật liệu dụng cụ cắt khác nên cho phép dao kim cương cắt với tốc độ cao - Tính chịu mịn: Độ bền mịn vật liệu dụng cụ cắt đặc trưng khả giữ vững hình dáng thơng số hình học phần cắt q trình gia cơng Trong q trình cắt, mặt trước dụng cụ tiếp xúc với phoi, mặt sau tiếp xúc với mặt gia công chi tiết với tốc độ trượt lớn, nên vật liệu dụng cụ phải có tính chịu mòn cao Phần cắt dụng cụ, đủ sức bền học, dạng hỏng chủ yếu dụng cụ bị mài mòn Thực tế rõ độ cứng cao tính chịu mịn vật liệu cao Tính chịu mịn vật liệu tỷ lệ thuận với độ cứng Một nguyên nhân chủ yếu gây mịn dao tượng dính chảy vật liệu làm dao Tính chảy dính vật liệu làm dao đặc trưng nhiệt độ chảy dính hai vật liệu tiếp xúc với nhau… Vật liệu làm dao tốt loại vật liệu có nhiệt độ chảy dính cao Qua nghiên cứu thực nghiệm, nhiệt độ chảy dính loại kỹ thuật hợp kim cứng có cacbit vonfram ( WC), cacbit titan (TiC) với thép (10000C ) cao hợp kim coban với thép (6750C) 1.3 Tính cơng nghệ Dụng cụ cắt thường có hình dáng hình học phức tạp, địi hỏi yêu cầu kỹ thuật cao độ xác hình dáng kích thước, độ nhẵn bề mặt Vì vậy, vật liệu dụng cụ cắt cần phải có tính cơng nghệ tốt Tính cơng nghệ tốt khả vật liệu cho phép gia công hợp lý, dễ dàng phương pháp gia công khác hàn, gia công áp lực, cắt, nhiệt luyện, hóa nhiệt Tính cơng nghệ vật liệu phụ thuộc vào nhiều yếu tố thành phần hóa học, cấu trúc tế vi, kích thước hạt, độ cứng, độ bền học, độ dẫn nhiệt 1.4 Tính kinh tế Khi chọn vật liệu dụng cụ cắt, ngồi việc ý đến tính cắt, tính cơng nghệ, cần phải ý đến giá thành chúng Vật liệu dụng cụ cắt thường đắt tiền Chi phí vật liệu thường chiếm tỷ lệ cao giá thành chế tạo dụng cụ cắt Do cần phải chọn vật liệu dụng cụ cắt phù hợp với yêu cầu kỹ thuật dao, chitiết gia cơng, nhằm giảm chi phí chế tạo dao cho đơn vị chi tiết gia công II.2.Thép dụng cụ Thép dụng cụ là loại thép dùng chế tạo loại dụng cụ cắt gọt, dụng cụ biến dạng dụng cụ đo Tính chất dụng cụ tác động lực vào phôi nên thép dụng cụ có yêu cầu có độ cứng cao, tính chống mài mịn cao Độ cứng cao phải đảm bảo cao hẳn độ cứng của phôi Tuỳ loại phơi, sản phẩm mà có u cầu khác độ cứng tối thiểu Tính chống mài mịn cao để đảm bảo dụng cụ làm việc lâu dài, gia công khối lượng công việc lớn mà không bị hư hỏng, làm mất cấp xác Độ dai va đập là yếu tố quan tâm thứ yếu: Nhằm đảm bảo cho dụng cụ tránh bị gãy vỡ làm việc Tính chịu nhiệt: Do dụng cụ làm việc với ma sát lớn, sinh nhiều nhiệt q trình làm việc 2.1Cơng dụng Thép dụng cụ thường dùng chế tạo loại dụng cụ sau: Dụng cụ cắt: loại dao cho máy tiện, máy phay, máy bào, tuốt Dụng cụ biến dạng với đặc trưng tạo hình: trục cán, khn dập, khn ép chảy Dụng cụ đo: loại thước cặp, pan me, dưỡng đo kiểm Ứng dụng khác: 2.2Thành phần hoá học Cacbon: Hàm lượng cacbon định đến độ cứng tính chống mài mịn nên hàm lượng cacbon thường cao Tùy thuộc vào loại dụng cụ mà khoảng sau: Các dụng cụ cần yêu cầu cao độ cứng độ chống mài mòn dao cắt, dụng cụ biến dạng nguội, dụng cụ cắt gọt hàm lượng cacbon khơng thấp 0,7-1,0%; nói chung vào khoảng 1,0% đến 1.3% lớn độ bền bắt dầu giảm Đối với dụng cụ gia công phôi mềm trạng thái nóng, hàm lượng cacbon thấp (khoảng 0,3-0,5% so với loại trên) Hợp kim: Hợp kim thép dụng cụ thường đưa vào ít, hợp kim chủ yếu để tăng tính thấm tơi, tính chống ram do làm tăng tính cứng nóng (như W, Mo) 2.3Phân loại thép dụng cụ Thép dụng cụ thường phân loại thành loại thép sau: Thép làm dụng cụ cắt Thép làm dao suất thấp Thép làm dao suất cao: thép gió Thép làm dụng cụ biến dạng Thép làm dụng cụ biến dạng nguội Thép làm khuôn nhỏ, trung bình (theo đặc tính, phân loại khác nhau) Thép làm khn lớn có tính chống mài mịn cao Thép làm khuôn chịu tải trọng va đập Thép làm dụng cụ biến dạng nóng Thép làm khn rèn Thép làm khuôn ép chảy Thép làm dụng cụ đo Thép làm dụng cụ đo cấp xác cao Thép làm dụng cụ đu cấp xác thấp 10