giáo trình công nghệ kim loại (mới)

Chơng Khái quát chung công nghệ chế tạo máy 1.1 Quá trình sản xuất, trinh công nghệ 1.1 1.Quá trinh sản xuất trinh công nghệ a.Quá trinh sản xuất Nói cách tổng quát trinh sản xuất trinh tác động ngời vào cải vật chất thiên nhiên để biến thành sản phẩm phục vụ cho lợi ích ngời Nói hẹp hơn, nhà máy khí, trinh sản xuất trinh tổng hợp hoạt động có ích để biến nguyên vật liệu bán thành phẩm thành sản phẩm nhà máy Nó gồm nhiều trinh trinh phụ Các trinh trinh nh: trinh tạo phôi (úc, Rèn, Dập ), trinh gia công khí (Tiện, Phay, Bào ), trinh nhiệt luyện, trinh lắp ráp, trinh kiểm tra trinh phụ nh: vận chuyển, sửa cha thiết bị, sơn lót, bao bi đóng gói b Quá trinh công nghệ Là phần trinh sản xuất trực tiếp làm thay đổi trạng thái, tính chất lý hoá vật liệu, vị trí tơng quan gia phận chi tiết - Quá trinh công nghệ gia công cơ: Là trinh làm thay đổi hinh dáng, kích thớc đối tợng sản xuất - Quá trinh nhiệt luyện: Là trinh làm thay đổi tính chất vật lý, học (độ cứng), hoá học (cấu trúc hạt kim loại) vật liệu - Quá trinh lắp ráp: Là trinh trinh tạo thành mối liên kết gia chi tiết thông qua mối lắp ghép gia chúng Xác định trinh công nghệ hợp lý ghi thành kiện công nghệ thi đợc gọi quy trinh công nghệ 1.1.2 Các thành phần trinh công nghệ a Nguyên công: Là phần trinh công nghệ đợc hoàn thành liên tục chổ làm việc hay nhóm công nhân thực Ví dụ tiện bề mặt A, B trục nh hinh vẽ: - Nếu tiện mặt A xong, quay lại tiện mặt B nguyên công - Nếu tiện mặt A xong cho loạt trở đầu tiện mặt B nguyên công Nguyên công đơn vị trinh công nghệ đợc dùng để hạch toán tổ chức sản xuất Việc phân chia tơng đối, tuỳ thuộc vào điều kiện cụ thể nhng có ý nghĩa kinh tế, kỹ thuật Một quy trinh công nghệ gồm nhiều nguyên công b.Gá (gá đặt): Là phần nguyên công đợc hoàn thành lần gá đặt chi tiết gia công Một nguyên công gồm hay nhiều lần gá c Vị trí: Là phần nguyên công đợc xác định vị trí chi tiết so với máy dao Nh lần gá có nhiều vị trí d.Bớc: Là phần nguyên công tiến hành gia công một tập hợp bề mặt hay dao với chế độ cắt không đổi suốt thời gian gia công e ờng chuyển dao: Là phần bớc để hớt (cắt) lớp vật liệu có chế độ cắt dao cắt f ộng tác: Là hành động công nhân để điều khiển máy gia công lắp ráp ộng tác đơn giản nhng yếu tố quan trọng việc thực Tự động hoá trinh sản xuất 2.chất lợng bề mặt chi tiết máy 1.2.1 Các yếu tố đặc trng chất lợng bề mặt Gồm: - Hinh dáng lớp bề mặt (độ sóng, độ nhám ) - Trạng thái tính chất lý lớp bề mặt (độ cứng, chiều sâu lớp biến cứng, ứng suất d ) - Phản ứng lớp bề mặt môi trờng làm việc (tính chống mòn, khả nng chống xâm thực hoá học, độ bền mỏi ) Chất lợng bề mặt chi tiết máy phụ thuộc vào phơng pháp điều kiện gia công cụ thể a Chất lợng hinh học bề mặt gia công Bề mặt sau gia công không phẳng cách lý tởng mà có nhng nhấp nhô Nhng nhấp nhô trinh biến dạng dẻo bề mặt chi tiết gia công cắt gọt, vết lỡi cắt để lại bề mặt gia công, ảnh hởng rung động cắt nhiều nguyên nhân khác Hinh dáng hinh học bề mặt CTM đợc đặc trng bởi: độ nhấp nhô tế vi (độ nhám) độ sóng - ộ nhấp nhô tế vi (độ nhám bề mặt) ợc xác định hai thông số sau: + Chiều cao nhấp nhô prôfin theo 10 điểm, RZ: Là trị số trung binh tổng giá trị tuyệt đối chiều cao đỉnh cao chiều sâu đáy thấp prôfin giới hạn chiều dài chuẩn Rz = H i =1 Max H i =1 + Sai lệch trung binh số học prôfin Ra: trị số trung binh khoảng cách từ đỉnh đờng nhấp nhô tế vi tới đờng trung binh OX Với: -l: Chiều dài chuẩn -hx: Chiều cao nhấp nhô tính từ đờng chuẩn -n: Số nhấp nhô đợc đo Theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) độ nhám đợc chia thành 14 cấp, thấp cấp cao cấp 14 Rz đợc dùng cho trờng hợp độ nhám từ cấp 1-5, cấp 13, 14 Còn từ cấp 6-12 thisử dụng Ra Ra(àm) Rz(àm) Chiều dài Cấp độ Không lớn chuẩn l nhám (mm) 84 320 40 150 20 80 10 2,5 40 5 20 10 2,5 6,3 0,8 1,25 3,2 0,63 1,6 0,32 10 0,8 0,25 0,16 11 0,4 0,08 12 0,2 0,04 13 0,02 0,08 0,1 14 0,01 0,05 Ghi chú: Ch in đậm màu đỏ ký hiệu độ nhám đợc sử dụng vẽ Ký hiệu độ nhám vẽ kỹ thuật: Trong thực tế sản xuất, ngời ta thờng hay sử dụng ký hiệu để độ bóng bề mặt Ký hiệu đợc sử dụng rộng rải vẽ nớc công nghiệp phát triển nh Nhật Bản, ức, Mỹ v.v Tuy nhiên, ghi độ bóng ngời ta thờng kèm thêm phơng pháp gia công Ví dụ: G có nghĩa bề mặt đạt độ bóng phơng pháp mài : Tơng đơng với Ra= 10-20àm : Tơng đơng với Ra= 2,5-5àm : Tơng đơng với Ra= 1,25-0,32àm : Tơng đơng với Ra= 0,16-0,01àm - ộ sóng ộ sóng tập hợp tất độ nhấp nhô đợc lặp lại theo chu kỳ bề mặt chi tiết ộ sóng đợc xác định chiều dài chuẩn lớn so với độ nhám bề mặt b Tính chất lý lớp bề mặt gia công Tính chất lý đợc biểu thị độ cứng bề mặt, biến đổi cấu trúc tinh thể lớp bề mặt, chiều sâu lớp biến cứng bề mặt *) Hiện tợng biến cứng lớp bề mặt Trong trinh gia công dới tức dụng lực cắt làm xô lệch mạng tinh thể kim loại lớp bề mặt, gây biến dạng dẻo vùng trớc sau lỡi cắt làm cho kim loại lớp bề mặt bị cứng nguội, lại có độ cứng tế vi cao *) ứng suất d lớp bề mặt Khi gia công lớp bề mặt chi tiết xuất ứng suất d Các nguyên nhân gây ứng suất d lớp bề mặt gia công : Khi cắt lớp mỏng vật liệu trờng lực gây biến dạng dẻo không Khi trờng lực mật biến dạng dẻo gây ứng suất d Biến dạng dẻo cắt làm lớp kim loại bề mặt Lớp kim loại bên không biến dạng dẻo nên binh thờng Lớp kim loại bên có xu hớng tng thể tích nhng không tng đợc nên gây ứng suất nén, để cân lớp bên gây ứng suất kéo Nhiệt sinh vùng cắt nung nóng cục bề mặt, làm giảm môđun đàn hồi vật liệu Sau cắt lớp bề mặt nguội nhanh, co lại gây ứng suất d kéo, để cân lớp gây ứng suất d nén Kim loại chuyển pha nhiệt cắt làm thay đổi cấu trúc lớp kim loại bề mặt gây ứng suất d nén có xu hớng tng thể tích - o độ nhám: Bằng dụng cụ quang học hay thiết bị đo tiếp xúc - o độ cứng tế vi: Dùng thiết bị đo độ cứng - o ứng suất d: Dùng phơng pháp chiếu tia Rơn-ghen 1.2.2 ảnh hởng chất lợng bề mặt tới khả nng làm việc chi tiết máy a ảnh hởng tới tính chống mòn * ảnh hởng độ nhám bề mặt Do bề mặt hai chi tiết tiếp xúc với có nhấp nhô tế vi nên giai đoạn đầu hai bề mặt tiếp xúc với số đỉnh nhấp nhô cao, diện tích tiếp xúc phần diện tích tính toán có áp suất lớn, thờng vợt giới hạn chảy, có vợt giới hạn bền vật liệu, làm cho điểm tiếp xúc bị nén đàn hồi biến dạng dẻo nhấp nhô, biến dạng tiếp xúc Biến dạng tiếp xúc đợc xác định theo công thức kinh nghiệm sau : = C.px ( àm) Trong : C, x hệ số số mũ phụ thuộc vào điều kiện thực nghiệm p - áp suất chổ tiếp xúc Các chỗ lõm nhấp nhô tế vi tạo nơi chứa chất n mòn Nh chiều cao nhấp nhô thấp thicàng bị n mòn * ảnh hởng lớp biến cứng bề mặt Cấu trúc kim loại có hạt cứng (peclit) hạt mềm (ferrit) Hạt mềm biến dạng dẻo nhiều =>khả nng biến cứng cao =>mức nng lợng nâng cao không =>thế nng điện tích hạt thay đổi khác =>ferrit trở thàh anốt (+) peclit trở thành catốt (-) * ảnh hởng ứng suất d : ứng suất d hầu nh không ảnh hởng đến tính n mòn b ảnh hởng đến độ bền mỏi chi tiết máy * nh hng ca nhám b mt: ộ nhám bề mặt có ảnh hởng đến độ bền mỏi chi tiết máy, chịu tải trọng chu kỳ có đổi dấu, viở đáy nhấp nhô có ứng suất tập trung lớn, có vợt giới hạn mỏi vật liệu Với thép 45: RZ = 75 àm thi -1 = 195 MN/m2 (195 N/mm2) RZ = àm thi -1 = 282 MN/m2 (282 N/mm2) * nh hng ca lp bin cng b mt: Bề mặt bị biến cứng tng độ bền mỏi khoảng 20% Chiều sâu mức độ biến cứng lớp bề mặt có ảnh hởng đến độ bền mỏi chi tiết máy, vinó hạn chế khả nng gây vết nứt tế vi làm phá hỏng chi tiết, bề mặt chi tiết có ứng suất d nén * nh hng ca ng sut d: ứng suất d nén lớp bề mặt có tác dụng làm tng độ bền mỏi chi tiết, ứng suất d kéo thingợc lại -1b = -1a - d Với: -1a giới hạn mỏi ứng suất d bề mặt; -1b giới hạn mỏi có ứng suất d bề mặt; d ứng suất d bề mặt lớn nhất; hệ số phụ thuộc vật liệu c ảnh hởng đến tính n mòn hoá học lớp bề mặt chi tiết * ảnh hởng độ nhám bề mặt Các chỗ lõm nhấp nhô tế vi tạo nơi chứa chất n mòn Nh chiều cao nhấp nhô thấp thicàng bị n mòn * ảnh hởng lớp biến cứng bề mặt Cấu trúc kim loại có hạt cứng (peclit) hạt mềm (ferrit) Hạt mềm biến dạng dẻo nhiều =>khả nng biến cứng cao =>mức nng lợng nâng cao không => nng điện tích hạt thay đổi khác =>ferrit trở thàh anốt (+) peclit trở thành catốt (-) * ảnh hởng ứng suất d : ứng suất d hầu nh không ảnh hởng đến tính n mòn d ảnh hởng đến độ xác mối lắp ghép Nhận xét : - ộ xác mối ghép phụ thuộc chất lợng bề mặt lắp ghép - ộ bền mối ghép (độ ổn định chế độ lắp: chặt, lỏng, trung gian) gia chi tiết tuỳ thuộc độ nhám bề mặt lắp ghép 1.2.3 Các yếu tố ảnh hởng đến chất lợng bề mặt chi tiết a nh hởng yếu tố hinh học dụng cụ cắt chế độ cắt in dập lên bề mặt gia công Chế độ cắt gia công phơng pháp cắt gọt (có phoi) gồm: Tốc độ cắt V (m/ph); Lợng tiến dao: S (mm/vg ; Chiều sâu cắt : t (mm) - ảnh hởng chiều sâu cắt t Chiều sâu cắt ảnh hởng không đến độ nhám bề mặt phơng diện hinh học nhng lại tác động thông qua lực cắt rung động b Các nguyên nhân phụ thuộc vào biến dạng dẻo Mức độ biến dạng dẻo lớp bề mặt phụ thuộc vào: vật liệu gia công, chế độ cắt, thông số hinh học dụng cụ cắt, dung dịch trơn lạnh - ảnh hởng vật liệu gia công: + Vật liệu dẻo dai (thép C) dễ bị biến dạng độ nhám tng biến dạng dẻo tng + ộ cứng vật liệu tng độ nhám giảm + Giảm tính dẻo vật liệu = biến cứng bề mặt làm giảm độ nhám - ảnh hởng vận tốc cắt V (m/ph): ảnh hởng tốc độ cắt tới chất lợng bề mặt thông qua tốc độ biến dạng, lực cắt nh nhiệt cắt sinh trinh gia công Nói chung, tốc độ cắt thông số quan trọng ảnh hởng tới chất lợng gia công chi tiết nói chung độ nhám bề mặt nói riêng + Khi V < 20m/ph, tốc độ biến dạng nhỏ,nhiệt cắt nhỏ nên chất lợng bề mặt tốt + Khi V =20 - 40m/ph, cắt vùng tốc độ chất lợng bề mặt không tốt xuất lẹo dao Lẹo dao làm cho thông số dao thay đổi + Khi V>40m/ph: Chất lợng bề mặt tốt lẹo dao bị nóng chảy bị phoi Nói chung gia công phải tránh vùng tốc độ cắt sinh lẹo dao c ảnh hởng rung động hệ thống công nghệ Nguyên nhân gây rung động lực cắt không Rung động tạo chuyển động tơng đối gia phôi dao độ nhám độ sóng bề mặt Rung động trinh gia công có hai loại: Rung động cỡng tự rung Gym rung cách: - Tng độ cứng vng cho hệ thống công nghệ - iều chỉnh máy tốt, nâng cao độ xác cấu truyền động - Thay đổi hinh dáng hinh học dao cho lực cắt giảm theo hớng có rung Nói tóm lại, ảnh hởng yếu tố đến độ bóng bề mặt CTM phần lớn mang tính ngẫu nhiên Các thí ngiệm cho thấy, chiều cao nhấp nhô Rz thay đổi tới 10 lần chế độ gia công Do ngời ta thờng dùng phơng pháp tính toán phân tích phức tạp để xác định xác hinh dáng hinh học tế vi bề mặt gia công có tính đến sai số hệ thống sai số ngẫu nhiên trinh cắt 1.3 ộ xác gia công ộ xác gia công yếu tố quan trọng gia công khí, phản ánh trinh độ gia công sản xuất khí ịnh nghĩa độ xác gia công: Là mức độ giống gia chi tiết lý tởng vẽ thiết kế chi tiết thực đợc gia công Thực tế, chế tạo đợc chi tiết máy hoàn toàn tuyệt đối xác, vi ngời ta dùng giá trị sai lệch để đánh giá độ xác gia công Các dạng sai số: - Sai số chi tiết - Sai số loạt sản phẩm 1.3.1 Các phơng pháp đạt độ xác gia công máy công cụ Phơng pháp cắt thử chi tiết riêng biệt Phôi đợc vạch dấu cắt đến đờng vạch dấu Cắt thử phần mặt gia công kiểm tra đạt kích thớc yêu cầu thicắt tiếp, không đạt thichỉnh máy dựa theo du xích máy Ưu điểm: - ạt độ xác kích thớc (virà theo phôi) mà không cần máy xác - Loại trừ ảnh hởng lợng mòn - Tận dụng đợc phôi xác - Không cần đồ gá phức tạp để xác định vị trí phôi máy Nhợc điểm: - Nng suất thấp - Bậc thợ cao viđộ xác gia công tuỳ thuộc vào bậc thợ - ộ xác phụ thuộc vào chiều sâu cắt nhỏ - Thợ phải làm việc cng thẳng nên dễ gây phế phẩm =>Phù hợp với sản xuất nhỏ Phơng pháp tự động đạt kích thớc máy điều chỉnh sẵn ặc điểm : Dao có vị trí tơng quan cố định so với phôi (cho loạt chi tiết) Trớc cắt loạt phôi phải điều chỉnh máy, dao Phôi có vị trí cố định máy đồ gá phôi VD: Khi phay mặt phẳng máy phay đứng: Ưu điểm: - ảm bảo độ xác cách chủ động đồng cho loạt chi tiết vikhông phụ thuộc thợ - Chỉ cắt lần đạt kích thớc yêu cầu - Nng suất cao Nhợc điểm: - Chi phí đồ gá phí tổn điều chỉnh máy/dao cao - Phôi phải xác =>chế tạo phôi phơng pháp tiên tiến: đúc khuôn kim loại, rèn khuôn, đúc áp lực =>Thích hợp với sản xuất hàng loạt lớn 1.3.2 Các nguyên nhân sinh sai số gia công Do biến dạng đàn hồi hệ thống công nghệ Khi cắt: Do hệ thống không đủ cứng vng nên lực cắt gây biến dạng: + Biến dạng đàn + Biến dạng tiếp xúc (biến dạng dẻo) Biến dạng gây sai số kích thớc, sai số hinh dạng bề mặt gia công Biến dạng hệ thống công nghệ có chất phức tạp =>phải khảo sát qua thực nghiệm VD: Khi tiện, lực cắt đợc phân thành thành phần : Px, Py, Pz Px: lực dọc trục phôi Py: lực vuông góc trục phôi =>gây biến dạng phôi nhiều Pz: lực tiếp tuyến ịnh nghĩa : ộ cứng vng hệ thống công nghệ khả nng chống lại biến dạng có ngoại lực tác dụng vào Lợng chuyển vị y dụng cụ cắt phôi tổng hợp chuyển vị phần tử hệ thống công nghệ ộ mềm dẻo hệ thống khả nng biến dạng đàn hồi dới tác dụng ngoại lực a) ảnh hởng độ cứng vng hệ thống công nghệ * Khảo sát tiện trục trơn, chi tiết đợc gá hai mũi tâm: Sai số chuyển vị hai mũi tâm gây Khi thay đổi vị trí dao dọc theo trục phôi thiquan hệ gia r1 x bậc hai - Sai số gây biến dạng chi tiết gia công: Thực tế thichi tiết gia công vật rắn tuyệt đối, nên theo lý thuyến biến dạng vật rắn, ngời ta tính toán đợc rằng, với chi tiết gá hai đầu mũi tâm thiđộ võng điểm gia công - Sai số biến dạng dao cắt ụ gá dao: Dao ụ gá dao không cứng vng nên cắt bị biến dạng, làm bán kính chi tiết tng lên lợng: chế độ cắt không đổi : Py = const =>r3 = const =>r3 gây sai số không đổi kích thớc đờng kính =>có thể khử cách cắt thử 10 - dn kim loi vo khuụn cũn cn phi cú h thng rút gm: phu rút, ng rút, rónh lc x,rónh dn - Sau sy khuụn v lừi khụ lp rỏp khuụn v lừi vo vi nhau.trong khuụn bao gi cng cú ng dn hi t lũng khuụn i ra( gi l u hi), ng thi l ng b xung kim loi lng cho vt ỳc ụng c (gi l u ngút).Vi nhng chi tit phc thit k ng dn kim loi lng v dn khớ thoỏt rt phc v ũi hi phi cú kinh nghim - Lp hai na khuụn vo v cht bng cht nh v Thng lm thờm cỏc l thoỏt khớ cho khun - Sau kim loi lng ụng c khuụn, d khuụn,phỏ lừi vt ỳc, p hoc phỏ u hi u ngút (nu cú) v cỏc b phn ca h thng rút.Lm sch, kim tra cht lng vt ỳc, nhit luyn nu cn thit.úng gúi xut xng c- Hn hp lm khuụn Vt liu lm khuụn gm cú : cỏt, t sột cht kt dớnh, ph gia - cỏt : Thnh phn ch yu l SiO v cht Phõn loi theo cỏt nỳi ,sụng, theo c ht Cỏt sụng cnh trũn tớnh lỳn tt bn kộm, cỏt nỳi ,sc cnh, bn cao, thụng khớ kộm - t sột cao lanh Al2O3 cú nhiu loi ph thuc vo cỏc thnh phn cht nh CaCO3, Fe2O3 Chia theo kt dớnh, chia theo bn nhit - Cht kt dớnh: tho yờu cu phõn b u hn hp , khụ nhanh, khụng sinh nhiu khớ, tng bn cho khuụn,v lừi,d phỏ khuụ, r tin Nh du lanh, du tru ng, nha thụng hc ớn, nc thu tinh - Cht ph:a vo khuụn cú mt s tớnh cht c bit.Cú cht cho vo hn hp nh bt than mựn ca v.v, v cht sn khuụn 32 tit kim, nhiu trng hp vt liu lm khuụn chia lm vt liu cho khuụn mt (phn tip xỳc vi kim loi lng) c lm vi cht lng cao hn, v phớa sau l khuụn vi vt liu kộm hn Nu sn xut hng lot dựng mt loi hn hp thng nht d- Sy v lp rỏp khuụn * Sy khuụn Sy kuụn v lừi l nguyờn cụng nhm nõng cao bn,tớnh thụng khớ v gim kh nng to khớ ca chỳng rút kim loi lng vo lũng khuụn Cú cỏch trao i nhit : tip xỳc, i lu, bc x tong ng vi ba phng phỏp sy - Sy b mt: dựng sy cỏc khuụn trung bỡnh, sy xong nờn lp rỏp v rút kim loi luụn vỡ lu hi m s khuyt tỏn t ngoi lm m b mt khuụn Chiu sõu sy ln nht 80mm Thng t ci, khớ ga, tia hng ngoi, lũ sy - Sy ton b : dựng lũ bung cú dõy chuyn di chuyn khuụn liờn tc cho khụ Nhit v thi gian sy: Nhit v thi gian sy quyt nh cht lng khuụn Tu theo kớch thc, hỡnh dỏng cu to khuụn, vt liu lm khuụn m chn nhit sy t 1754500C Thi gian sy ph thuc vo nhit sy Quỏ trỡnh sy chia lm giai on : Ban u nõng cao nhit sy t t chm v u, sau ú gi nhit sy n nh thi gian di, cui cựng l h nhit lm ngui khuụn t t trỏnh nt Thụng thng thi gian sy t 4-36 gi * Lp rỏp khuụn 33 Lp theo trỡnh t, sau kim tra li kớch thc ca lừi v mu Lp khuụn ũi hi cụng nhõn phi cú king nghim Sau lp khuụn v lừi phi kp cht khuụn bng nhng c cu kp chuyờn dựng *Rút kim loi lng rút kim loi lng cn chun b thựng rút (ch to cho hp vi lng kim loi cn rút vo khuụn rút liờn tc, sy thựng) Nhit rút tu thuc vo vt liu kim lụi núng chy * D khuụn Sau trút kim loi núng chy kim loi kt tinh v lm ngui n nhit d khuụn t 400- 6000C tu theo chiu dy ca vt ỳc Vt ỳc sau d khuụn, phỏ lừi ,ct u rút, c lm sch v kim tra cht lng, nhp kho 2.2 ỳc khuụn kim loi Khuụn ỳc c lm bng kim loi gi l ỳc khuụn kim loi Phng phỏp ny cú u sau: - Khuụn kim loi dựng c nhiu ln (hng trm n ln) - Vt ỳc cú chớnh xỏc v búng b mt cao, vỡ khuụn chớnh xỏc v cú búng cao - T chc kim loi nh mn tc lm ngui cao, c tớnh tt - Trỏnh c bi ụ nhim lm khuụn cỏt V nú cú nhc im sau : - Giỏ thnh sn xut khuụn cao nờn ch thớch hp cho sn xut hng lot - dn nhit cao nờn khú ỳc cỏc chi tit phc - Khuụn khụng cú tớnh lỳn nờn ngn cn s co ngút ca kim loi d gõy nt ỳc khuụn kim loa dựng ỳc ng dn khớ, piston, xi lanh thu lc,xộc mng v.v 34 Vt liu lm khuụn gang, thộp hp kim, ng Lừi bng kim loi hoc bng hn hp t xột ,cỏt nh khuụn cỏt Kt cu khuụn phự hp vi vt ỳc, thng t hai na ghộp li Nu vt ỳc phc khuụn c gộp t nhiu phn li Trỡnh t ỳc khuụn kim loi: - khuụn trc rút phi c lm sch v sy núng 150-350 0C tu theo vt liu khuụn - B mt khuụn sn lp sn cỏch in dy 2mm, - Sau sn ph sn ỏo bng du mazỳt hay du ho - Lp khuụn rút kim loi lng - Lm ngui d khuụn Nhit d khuụn tu thuc vo vt ỳc, vt liu ỳc Đúc ly tâm gì? Vẽ trình bày phơng pháp đúc ly tâm? * Đúc ly tâm rót kim loại lỏng vào khuôn quay, nhờ lực ly tâm mà kim loại lỏng đợc phân bố theo bề mặt bên khuôn điền đầy lòng khuôn tạo thành vật đúc Lực ly tâm tác dụng vào kim loại lỏng P = mr m: khối lợng riêng kim loại r : bán kính quay : vận tốc quay * Đúc ly tâm đứng - Đúc ly tâm đứng đúc ly tâm mà khuôn quay theo trục thẳng đứng, bề mặt tự kim loại lỏng parabonloit, phần tử kim loại lỏng chịu tác dụng lực; lực ly tâm P trọng lực Q - Sơ đồ nguyên lý: - Phạm vi ứng dụng: Vật đúc tròn xoay số vật định hình khác có kích thớc ngắn *Đúc ly tâm ngang - Đúc ly tâm ngang đúc ly tâm mà khuôn quay theo trục nằm ngang - Sơ đồ nguyên lý: Để kim loại rải theo chiều dài 35 khuôn, ngời ta dùng máng rót, rót kim loại vào khuôn máng rót di chuyển dọc theo trục quay khuôn Sơ đồ nguyên lý đúc ngang 1: Kim loại lỏng 2: Hệ thống rót 3: Khuôn đúc - Phạm vi ứng dụng: Vật đúc dài có chiều dày không đổi, có máng rót nên không đúc đợc vật đúc có đờng kính nhỏ 3.1.2 Phơng pháp hàn 1.1- Bn cht liờn kt mi hn Cú th coi hn l phng phỏp cụng ngh to mi liờn kt gia hai kim loi khong cỏch thụng s mng gia cỏc nguyờn t hay phõn t m khụng tỏch ri c cú c liờn kột khong cỏch thụng s mng ngi ta dựng ch yu hai phng phỏp hn ỏp lc v hn núng chy - Hn ỏp lc cú th hiu l di ỏp lc ln nhp nhụ trờn b mt vt liu b bin dng y lp ụxyt ngoi lm cỏc nguyờn t xớch li gn Khi khong cỏch l thụng s mng thỡ gia chỳng xut hin liờn kt v hai vt th gn li vi nhau.( Thc cht quỏ trỡnh xy rt phc tp, ngoi liờn kt gia cỏc nguyờn t ,phõn t cũn nhiu lc khỏc tham gia vo liờn kt õy mi xột thun tuý t gúc c hc cũn cỏc gúc lý hc, hoỏ hc phc hn hiu) Tuy nhiờn thc t di ỏp lc v nhit cỏc kim loi c hn vi - Hn núng chy c hiu l quanh vựng liờn kt b nung núng chy bng mt ngun nng lng no ú to nờn b hn cú kim loi núng chy tip xỳc vi kim loi thnh b to liờn kt kim loi Khi b ngun nhit, phn kim lụi thnh b s kt tinh u tiờn v dn kt tinh 36 phn kim loi lng nh vy gia kim loi rn vi kim loi lng kt tinh thnh cỏc tinh th chung hai phn kim loi c gn vi Cụng ngh hn hin c ỏp dng rt rng cụng nghip ch to mỏy ,úng tu, xõy dng Cụng ngh hn cú nhng u im sau: - Tit kiờm kim loi so vi tỏn cht (ri- vờ) - Gim gớa thnh v thi gian gia cụng Nng xut cao, d t ng hoỏ, c gii hoỏ - bn mi hn cao, kớn khớt m bo, cú th gn cỏc kim loi cú tớnh cht khỏc li vi - Thit b khụng phc tp, d ch to 1.2- Phõn loi cỏc phng phỏp hn Cỏc phng phỏp hn phõn loi theo nhiu tiờu chớ, cú th phõn theo ngun nng lng to mi hn nh hn h quang, hn khớ, hn laze, hn ỏp lc Hay phõn loi theo vt liu hn nh hn bng que hn, hn di lp thuc tr dung , hn mụi trng khớ bo v Theo cụng ngh cú hn tay, hn t ng, hn bỏn t ng, theo vt liu cú hn thộp, gang, nhụm, ng, hp kim v.v Trong khuụn kh ca chng trỡnh hc bi ging ch gii thiu ch yu hai phng phỏp hn h quang v khớ v mt s phng phỏp hn hay dựng cụng ngh ch to v sa cha ụ- tụ mỏy xõy dng 2- Hn h quang 2.1- Khỏi nim h quang in v t chc kim loi mi hn * Khỏi nim v h quang in Ngun nng lng hn h quang l h quang in to gia hai in cc m mt ú l vt hn Ph thuc vo vt liu, s lng in cc v phng phỏp ni vt hn vi in cc (que hn) vo mch in cú cỏc phng phỏp hn nh sau: 37 - Hn in cc khụng núng chy, cc õm l than hay volfram, hn núng chy ca vt hn hay hay kim loi ph khụng gn vi mch in - Hn vi in cc núng chy, que hn ( cc õm) to h quang vi vt hn ,núng chy v in y b kim loi hn - Hn h quang giỏn tip, h quang chỏy gia hai cc khụng núng chy l than hay volfram lm núng chy kim loi vt hn to nờn mi hn - Hn h quang ba pha, hai in cc v vt hn u vo mch dũng ba pha to h quang gia hai cc v cỏc cc vi vt hn H quang l s phõn cc in mnh mụi trng khớ ion Quỏ trỡnh to h quang hn gm ba giai on ; - Giai on on mch Khi chm que hn vi vt hn thi gian ngn lm núng cỏc cnh ca que hn v vt hn - Kộo que hn cú cnh núng vt hn 3-6mm, ú chớnh l cc katt, di tỏc dng ca in trng, in t bt b mt v chuyn ng nhanh n ant - in t lỳc chuyn ng ti ant va chm vi cỏc phõn t khớ v hi kim loi gõy nờn quỏ trỡnh ion hoỏ Do vy khong cỏch gia hai cc tr nờn dn in, v qua ú bt u quỏ trỡnh phúng in, bt u giai on phúng in n nh, cú h quang n nh H quang in l ngun nng lng trung vi nhit cao vựng h quang nhit lờn n 60000 C cũn nhit hai cc 2000-30000 C Nhit lng to khụng ch lm núng chy (catt) que hn 30% v (ant) vt hn 50% m cũn mt khong 20% t núng mụi trng xung quanh, Q = 0,24.k. I U Trong ú : U , I iờn th v dũng in h quang, k - h s th hin loi ngun bng nu l dũng mt chiu; 0,7-0,97 nu l dũng 38 xoay chiu.; - h s th hin quan h gia cụng xut thc t v cụng xut tng ca h quang, h s ny ph thuc vo phng phỏp hn v thnh phn vt liu hn Hn di lp thuc l 0,9 ; hn h quang tay l o,6, hn h quang mụi trng khớ l 0,6 Tớnh cht ca h quang th hin qua quan h dũng v in th h.3.1 3.1.3 Phơng pháp rèn, dập 3.1.3.1- Rốn kim loi a- Rốn t - Rốn t l phng phỏp gia cụng bng ỏp lc trng thỏi núng nh lc dp hay ộp ca u bỳa lm kim loi bin dngmt cỏch t theo cỏc hng m khụng b hn ch bi cỏc b mt dng c - cỏc i lng c trng gm cú t s rốn y = F /F1 v h s thay i tiột din U= F0 F1 /F1 - Cỏc nguyờn cụng c bn gm : chn lm tng tit din ngang; vut lm nh tit din; un- thay i theo mt gúc nht nh; t l; cht ; xon; hn rộn- ni hai on phụi vi khụng tỏch ri.Cũn mt s nguyờn cụng khỏc nh ộp vt,ct vai,;hiu chnh; nhit luyn - Dng c : e cú ba loi bỳa, kỡm kộp ; dung c kim tra - Cỏ bc cụng ngh: - Thnh lp bn v vt rốn - Tớnh toỏn trng lng kớch thc phụi - Chn cỏc nguyờn cụng rốn t cn thit, ch dn trỡnh t thc hin chỳng v cỏc dng c cn s dng - Xỏc nh ch nung ,phng phỏp lm ngui sau rốn - Chn thit b rốn - Xỏc nh s lng v trỡnh cụng nhõn 39 b- Rốn theo khuụn Rốn theo khuụn (hay cũn gi l dp núng) l mt nhng phng phỏp gia cụng kim loi bng ỏp lc m ú s chy t ca kim loib gii hn bi b mt ca lũng khuon rốn Lũng khuụn rốn l phn rng to nờn gia na khuụn m chng khớt cú hỡnh dng khụng gian ca vt rốn Rốn khuụn dựng rng rỏi ,cho ch to sn phm hng lot, cụng ngh cú nng xut cao -Phõn loi theo : - Kt cu khuụn cú rốn khuụn h, rốn khuụn kớn - Theo s lũng khuụn Cú rốn ilũng khuụn v rốn trng nhiu lũng khuụn - Theo thiột b s dng - Qui trỡnh cụng ngh cho rốn khuụn núi chung - Lp bn v vt rốn - Tớnh toỏn trng lng, kớch thc phụi - Nung phụi - Rốn khuụn,trong ú cú rốn s b, rốn thụ, rốn tinh, qua nhiu b khuụn - Ct ba via v lp mng ngn( lp cha thu) - Nn vt rốn - Lm sch tinh chnh, nhit luyn - Kim tra ,úng gúi Trong qui trỡnh cụng ngh trờn cú nhng khõu quan trng ú l : lp bn v vt rốn v thit k ch to khuụn rốn, lp qui trỡnh cụng ngh rốn Cỏc cụng on ny luụn bo m cho d thỏo vt rốn m bo m c hỡnh dng ,kớch thc - Thit b rốn gm cỏc loi bỳa mỏy v mỏy ộp dng thu lc, mỏy ộp dng trc vớt ,trỳc khuu, mỏy ộp thy lc 40 - c im bỳa mỏy yờu cu thõn mỏy phi vng chu c ti trng va p ln u trtmang na khuụnphi chuyn tnh tin theo dn hng bo m chớnh xỏc ca vt rốn; Trng lng ca bờn e ln hn trng lng ca b phn ri 20-30 ln,bo m hiu xut va p ln nht - Vi cỏc loi mỏy ộp tu tng loi vt rộn chn mỏy ộp cho thớch hp Nhng hin thụng dng l dựng mỏy ộp thu lc hay kt hp gia khớ v thu lc nõng tn xut ộp lờn 3.1.3.2- Dp kim loi v hp kim Dp l mt nhng phng phỏp cụng ngh ch to sn phm t phụi l tm kim loi Tu thuc vo chiu dy phụi tm chia dp tm dy >4mm v dp tm mng Vi cỏc tm cú chiu dy >15mm v cỏc loi thộp hp kim crụm, titan cú chiu dy >4mm thng dp núng, cũn li dp ngui Trong nguyờn cụng dp cú nhiu nguyờn cụng khỏc cn xem xột riờng bit nh: nguyờn cụng ct, nguyờn cụng to hỡnh, dp ghộp ni õy l phõn loi da theo ngoi lc v trng thỏi ng xut - bin dng ca phụi a- Cỏc nguyờn cụng ct - Ct bng mỏy:mc ớch ct t phụi thnh bng di cho cỏc nguyờn cụng sau S dng cỏc mỏy ct nh : - Mỏy ct li dao song song Ct tm rụng n 3000mm dy 60mm, vi yờu cu chiu di ng ct nh hn chiu di li dao ng ct p nhng lc ct ln - Mỏy ct dao a Li ct l hai a trũn quay ngc chiu Cú th cú nhiu cp a ct, cỏc trc a ct song song vi ng kớnh a ct ph thuc vo chiu dy ct chiu dy s < 3mm D= 60.s; s= 3-10 thỡ D= (40-50).s; s>10mm thỡ D= 30.s Mỏy ny dựng ct ng thng v 41 cong cú chiu di tu ý, nng xut cao nhng thng ct tm mng nh hn 2mm - Mỏy ct dao nghiờng Dao di nm ngang cũn dao trn nghiờn gúc 260 u im ct c tm dy > 60mm - Ct bng khuụn L phng phỏp dựng khuụn trờn cỏc mỏy ộp c khớ ct phn ny vi phn khỏc ca phụi theo ng ct Khỏc vi mỏy ct, li ct thay bng chy ct v ci ct ( khuụn ct) Ct bng khuụn dựng thc hin cỏc nguyờn cụng sau: ct ri, ct hỡnh, t l,ct trớch, ct chia,ct mộp, ct ụt vi cỏc vt liu phi kim loi Quỏ trỡnh ct l quỏ trỡnh bin dng ca vt liu phụi gia khe h cua chy v ci ct tin ti phỏ hu Do vy khe h gia chy v ci ct rt quan trng i vi mi loi vt liu, chiu dy phụi tr s khe h khỏc cú gii hn cho khe h zmin ,zmax nú cũn ph thuc vo tớnh cht cụng ngh ca mi nguyờn cụng, ch d lm vic ca thit b Vi mỏy ộp thụng dng (n< 140/phỳt) chiu dy s= 0,5- 10mm cú z = (410)%.s; zmax = (6-16)%.s Vi mỏy cú (n> 140/phỳt), dựng ct vt liu mng thỡ ly z tng lờn 1,5- 2ln giỏ tr nờu trờn ct cú hiu qu phi b trớ sp t hỡnh ct cho cú hiu qu nht b- Cỏc nguyờn cụng to hỡnh - Nguyờn cụng un dựng ch to chi tit cong Khi un mt gúc phia ngoi chu kộo, phia chu nộn, nhng lp trung ho thỡ chu lc gỡ Nu bỏn kớnh cong ca lp trung ho cng nh thỡ mc bin dng cng ln, lp trung ho chuyn dch vo phớa cung un dn n phn chu kộo chớờm ton b vựng un , nu tip tc un s dn n phỏ hu ng xut kộo vt quỏ 42 gii hn bn ca vt liu phụi.Nh vy cn hn ch bỏn kớnh cong r = (0,25-0.3) s v bỏn kớnh lp trung ho c tớnh nh sau: r>5 s thỡ = r+ s/2; r