bài giảng cơ sở công nghệ chế tạo máy chương 4 chất lượng bề mặt chi tiết máy

23/11/201023/11/2010 CHƯƠNG 4CHƯƠNG 4 CHẤT LƯỢNG BỀ MẶT CHI CHẤT LƯỢNG BỀ MẶT CHI TIẾT MÁYTIẾT MÁY 23/11/201023/11/2010 Chất lượng sản phẩm là chỉ tiêu quan trọng phải đặc biệt quan tâm khi chuẩn bị công nghệ chế tạo sản phẩm Đối với chi tiết máy thì chất lượng chế tạo chúng được đánh giá bằng các thông số cơ bản sau đây: Độ chính xác về kích thước của các bề mặt. Độ chính xác về hình dạng của các bề mặt. Độ chính xác về vị trí tương quan giữa các bề mặt. Chất lượng bề mặt. 23/11/201023/11/2010 §4.1 Yếu tố đặc trưng của chất lượng bề mặt Hình dáng, lớp bề mặt (độ sóng, độ nhám ) Trạng thái và tính chất cơ lý của lớp bề mặt (độ cứng, chiều sâu biến cứng, ứng suất dư ) Phản ứng của lớp bề mặt đối với môi trường làm việc (tính chống mòn, khả năng chống xâm thực hóa học, độ bền ) 23/11/201023/11/2010 4.1.1 Tính chất hình học của bề mặt gia công Độ nhấp nhô tế vi bề mặt (độ nhám) được biểu thị bằng một trong hai chỉ tiêu R a và R z ; được quan sát trong phạm vi rất nhỏ khoảng 1mm 2 Độ sóng của bề mặt là chu kỳ không phẳng của bề mặt chi tiết máy, được quan sát trong phạm vi nhỏ (từ 1 đến 100 mm). 23/11/201023/11/2010 Hình 4.1 Tổng quan về độ nhám và độ sóng bề mặt chi tiết máy Tổng quan về độ nhám và độ sóng 23/11/201023/11/2010 4.1.2 Tính chất cơ lý của lớp bề mặt chi tiết gia công Tính chất cơ lý của bề mặt chi tiết máy được biểu thị bằng độ cứng bề mặt, sự biến đổi về cấu trúc mạng tinh thể lớp bề mặt, độ lớn và dấu của ứng suất trong lớp bề mặt, chiều sâu lớp biến cứng bề mặt … Mức độ biến cứng và chiều sâu lớp biến cứng bề mặt phụ thuộc vào tác dụng của lực cắt, mức độ biến dạng dẻo của kim loại và ảnh hưởng nhiệt trong vùng cắt 23/11/201023/11/2010 Khi gia công, trong lớp bề mặt chi tiết có ứng suất dư Nguyên nhân chủ yếu gây ra ứng suất dư trong lớp bề mặt chi tiết máy sau khi gia công: Khi cắt kim loại, do biến dạng dẻo cho nên bề mặt ngoài được làm chắc, thể tích riêng tăng. Lớp bề mặt ngoài có khuynh hướng bành trướng thể tích, nhưng vì có liên hệ với lớp bên trong nên ở lớp ngoài sinh ra ứng suất dư nén còn lớp trong lại có ứng suất dư kéo 23/11/201023/11/2010 Khi gia công, nhiệt cắt nung nóng bề mặt ngoài làm môđun đàn hồi của nó bị giảm đến tối thiểu. Sau đó lại bị nguội nhanh cho nên nó co lại. Nhưng vì có liên hệ vơí lớp bên trong cho nên ở lớp ngoài sinh ra ứng dư kéo còn bên trong sinh ra ứng suất dư nén. 23/11/201023/11/2010 §4.2 Ảnh hưởng của chất lượng bề mặt tới khả năng làm việc của chi tiết máy Ảnh hưởng của độ nhấp nhô bề mặt Ảnh hưởng của độ biến cứng Ảnh hưởng của ứng suất dư 23/11/201023/11/2010 4.2.1 Ảnh hưởng của độ nhấp nhô bề mặt a) Đối với tính chống mòn Chiều cao và hình dáng không bằng phẳng của bề mặt cùng với chiều của vết gia công ảnh hưởng đến ma sát và mài mòn Khi hai bề mặt chuyển động tương đối với nhau xảy ra trượt dẻo ở các đỉnh nhấp nhô dẫn đến hiện tượng mòn nhanh chóng ban đầu, khe hở lắp tăng lên [...]... lớp bề mặt có tác dụng nâng cao độ bền mỏi, còn ứng suất dư kéo lại hạ thấp độ bền mỏi của chi tiết máy Nếu chi tiết máy làm việc lâu ở nhiệt độ cao thì ảnh hưởng của ứng suất dư lớp bề mặt tới độ bền mỏi của vật liệu sẽ giảm 23/11/2010 4. 3 Ảnh hưởng của các yếu tố công nghệ đến chất lượng bề mặt chi tiết máy Ảnh hưởng đến nhấp nhô bề mặt Ảnh hưởng đến biến cứng bề mặt Ảnh hưởng đến ứng suất dư bề. .. tăng độ bền mỏi từ 15% -20% Chi u sâu và mức độ biến cứng của lớp bề mặt đều có ảnh hưởng đến độ bền mỏi của chi tiết máy, vì nó làm cho các vết nứt tế vi phá hoại chi tiết rất khó sinh ra, nhất là khi bề mặt chi tiết có ứng suất dư nén Tuy vậy biến cứng lại có hại khi chi tiết làm việc lâu ở nhiệt độ cao, vì nó thúc đẩy mạnh quá trình khuếch tán trong lớp bề mặt làm giảm độ bền mỏi của chi tiết máy. .. suất dư lớp bề mặt sinh ra trong quá trình gia công không có ảnh hưởng gì đến tính chống ăn mòn của chi tiết về sau này trong các điều kiện ma sát bình thường (trượt trong chế độ mòn ôxy hóa) Đó là nói đến ứng suất dư lớp bề mặt còn ứng suất bên trong (toàn tiết diện) của chi tiết có thể ảnh hưởng đến tính chất và cường độ mòn của chi tiết máy 23/11/2010 b) Đối với độ bền mỏi của chi tiết máy Ứng suất... mòn Kim loại lớp bề mặt bị biến cứng thường nâng cao tính chống mòn vì nó làm giảm tác động tương hổ giữa các phân tử và tác dụng tương hổ cơ học ở chỗ tiếp xúc Hiện tượng biến cứng bề mặt chi tiết máy còn hạn chế quá trình biến dạng dẻo toàn phần của chi tiết máy, qua đó hạn chế hiện tượng chảy và hiện tượng mài mòn của kim loại 23/11/2010 b) Đối với độ bền mỏi của chi tiết máy Bề mặt bị biến cứng... b) Đối với độ bền mỏi của chi tiết Độ nhẵn bóng bề mặt ảnh hưởng lớn đến độ bền mỏi của chi tiết nhất là chi tiết chịu tải trọng chu kỳ đổi dấu, vì ở các đáy nhấp nhô có ứng suất tập trung với trị số rất lớn có khi vượt qúa giới hạn mỏi của vật liệu Lúc đó dễ tạo thành các vết nứt là nguồn gốc phá hoại chi tiết 23/11/2010 c) Đối với tính chống ăn mòn của lớp bề mặt Các chỗ lõm bề mặt là nơi chứa... học của lớp bề mặt chi tiết máy Biến dạng dẻo và biến cứng lớp bề mặt có mức độ khác nhau tùy theo thành phần kim loại khác nhau Quá trình gia công cơ xảy ra biến cứng bề mặt và thay đổi độ nhẵn bóng bề mặt làm thay đổi tính chống ăn mòn hóa học của kim loại Tốc độ ăn mòn thép trong dung dịch axít sunfuaric loãng sau khi tiện có thể nhanh gấp 12,5 lần so với sau khi đánh bóng 23/11/2010 4. 2.3 Ảnh hưởng... loại, làm tăng độ bóng của bề mặt 23/11/2010  Bước tiến S ngoài ảnh hưởng mang tính chất hình học còn có ảnh hưởng lớn đến độ biến dạng dẻo và đàn hồi ở bề mặt gia công  Chi u sâu cắt t ảnh hưởng không lớn đến độ bóng bề mặt nhưng nếu t giảm từ 0,02÷0,03 thì lưỡi dao có thể bị trượt trên mặt gia công Vì vậy không chọn t quá bé  Vật liệu gia công ảnh hưởng đến độ bóng bề mặt chủ yếu là do biến dạng... ma sát do đó gây nên độ sóng và các nhấp nhô trên bề mặt 23/11/2010 4. 3.2 Ảnh hưởng đến biến cứng bề mặt Khi thay đổi chế độ cắt làm tăng lực cắt và mức độ biến dạng dẻo thì mức độ biến cứng bề mặt tăng nếu kéo dài tác dụng của lực cắt trên bề mặt kim loại sẽ làm tăng chi u sâu lớp biến cứng bề mặt Góc trước γ tăng từ âm sang dương thì mức độ và chi u sâu biến cứng giảm Vận tốc cắt tăng làm giảm... học trên bề mặt chi tiết 23/11/2010 d) Đối với độ chính xác và các mối lắp ghép • Độ chính xác của các mối lắp quyết định bởi • khe hở (hoặc độ dôi) lắp, mà khe hở lại quyết định phần lớn bởi độ nhẵn bóng các bề mặt lắp ghép với nhau Thực nghiệm cho thấy độ bền của mối lắp ghép có quan hệ trực tiếp với độ bóng bề mặt lắp ghép Tăng chi u cao nhấp nhô thì độ bền mối lắp ghép giảm 23/11/2010 4. 2.2 Ảnh... độ bóng 23/11/2010 Ảnh hưởng của lượng chạy dao đến chi u cao RZ RZ (µm) C B A 0 23/11/2010 0,02 0,15 S (mm) c) Nguyên nhân gây rung động của hệ thống công nghệ  Độ cứng vững của hệ thống công nghệ không tốt dẫn đến sự phát sinh rung động khi cắt, làm giảm chất lượng bề mặt  Quá trình rung động nên tạo chuyển động tương đối có chu kì giữa dụng cụ cắt và vật liệu gia công làm thay đổi điều kiện ma sát . 23/11/201023/11/2010 CHƯƠNG 4CHƯƠNG 4 CHẤT LƯỢNG BỀ MẶT CHI CHẤT LƯỢNG BỀ MẶT CHI TIẾT MÁYTIẾT MÁY 23/11/201023/11/2010 Chất lượng sản phẩm là chỉ tiêu quan trọng phải đặc biệt quan tâm khi chuẩn bị công nghệ. sóng 23/11/201023/11/2010 4. 1.2 Tính chất cơ lý của lớp bề mặt chi tiết gia công Tính chất cơ lý của bề mặt chi tiết máy được biểu thị bằng độ cứng bề mặt, sự biến đổi về cấu trúc mạng tinh thể lớp bề mặt, độ. dạng của các bề mặt. Độ chính xác về vị trí tương quan giữa các bề mặt. Chất lượng bề mặt. 23/11/201023/11/2010 4. 1 Yếu tố đặc trưng của chất lượng bề mặt Hình dáng, lớp bề mặt (độ sóng,