Chất lượng bề mặt chi tiết máy

CHƯƠNG CHẤT LƯỢNG BỀ MẶT CHI TIẾT MÁY 03/08/20 Chất lượng sản phẩm tiêu quan trọng phải đặc biệt quan tâm chuẩn bị công nghệ chế tạo sản phẩm Đối với chi tiết máy chất lượng chế tạo chúng đánh giá thông số sau đây: Độ xác kích thước bề mặt Độ xác hình dạng bề mặt Độ xác vị trí tương quan bề mặt Chất lượng bề mặt 03/08/20 §4.1 Yếu tố đặc trưng chất lượng bề mặt Hình dáng, lớp bề mặt (độ sóng, độ nhám ) Trạng thái tính chất lý lớp bề mặt (độ cứng, chiều sâu biến cứng, ứng suất dư ) Phản ứng lớp bề mặt mơi trường làm việc (tính chống mịn, khả chống xâm thực hóa học, độ bền ) 03/08/20 4.1.1 Tính chất hình học bề mặt gia cơng Độ nhấp nhô tế vi bề mặt (độ nhám) biểu thị hai tiêu Ra Rz; quan sát phạm vi nhỏ khoảng 1mm2 Độ sóng bề mặt chu kỳ khơng phẳng bề mặt chi tiết máy, quan sát phạm vi nhỏ (từ đến 100 mm) 03/08/20 Tổng quan độ nhám độ sóng Hình 4.1 Tổng quan độ nhám độ sóng bề mặt chi tiết máy 03/08/20 4.1.2 Tính chất lý lớp bề mặt chi tiết gia cơng Tính chất lý bề mặt chi tiết máy biểu thị độ cứng bề mặt, biến đổi cấu trúc mạng tinh thể lớp bề mặt, độ lớn dấu ứng suất lớp bề mặt, chiều sâu lớp biến cứng bề mặt … Mức độ biến cứng chiều sâu lớp biến cứng bề mặt phụ thuộc vào tác dụng lực cắt, mức độ biến dạng dẻo kim loại ảnh hưởng nhiệt vùng cắt 03/08/20 Khi gia công, lớp bề mặt chi tiết có ứng suất dư Nguyên nhân chủ yếu gây ứng suất dư lớp bề mặt chi tiết máy sau gia công: Khi cắt kim loại, biến dạng dẻo bề mặt làm chắc, thể tích riêng tăng Lớp bề mặt ngồi có khuynh hướng bành trướng thể tích, có liên hệ với lớp bên nên lớp sinh ứng suất dư nén cịn lớp lại có ứng suất dư kéo 03/08/20 Khi gia công, nhiệt cắt nung nóng bề mặt ngồi làm mơđun đàn hồi bị giảm đến tối thiểu Sau lại bị nguội nhanh co lại Nhưng có liên hệ vơí lớp bên lớp ngồi sinh ứng dư kéo bên sinh ứng suất dư nén 03/08/20 §4.2 Ảnh hưởng chất lượng bề mặt tới khả làm việc chi tiết máy Ảnh hưởng độ nhấp nhô bề mặt Ảnh hưởng độ biến cứng Ảnh hưởng ứng suất dư 03/08/20 4.2.1 Ảnh hưởng độ nhấp nhô bề mặt a) Đối với tính chống mịn Chiều cao hình dáng khơng phẳng bề mặt với chiều vết gia công ảnh hưởng đến ma sát mài mòn Khi hai bề mặt chuyển động tương xảy trượt dẻo đỉnh nhấp nhơ dẫn đến tượng mịn nhanh chóng ban đầu, khe hở lắp tăng lên 03/08/20 4.3.2 Ảnh hưởng đến biến cứng bề mặt Khi thay đổi chế độ cắt làm tăng lực cắt mức độ biến dạng dẻo mức độ biến cứng bề mặt tăng kéo dài tác dụng lực cắt bề mặt kim loại làm tăng chiều sâu lớp biến cứng bề mặt Góc trước γ tăng từ âm sang dương mức độ chiều sâu biến cứng giảm Vận tốc cắt tăng làm giảm thời gian tác động lực gây biến dạng kim loại, làm giảm chiều sâu biến cứng mức độ biến cứng bề mặt 03/08/20 Qua thực nghiệm ta có kết luận:  Khi V < 20m/ph chiều sâu lớp biến cứng TC tăng theo giá trị vận tốc cắt  Khi V > 20m/ph chiều sâu lớp biến cứng lại giảm  Chiều sâu lớp biến cứng tăng theo giá trị giảm dần lựơng tiến dao  Dụng cụ cắt bị mòn làm biến cứng tăng 03/08/20 Ảnh hưởng S r độ biến cứng bề mặt chi tiết máy HV (N/mm2)     560 S=0,12 mm/vg 480 S=0,25 mm/vg 400 S=0,5 mm/vg S=0,76 mm/vg 320 240 160 10 03/08/20 50 100 150 200 r (μm) 250 Ảnh hưởng góc trước γ tới lớp biến cứng bề mặt HV (N/mm) TC (μm) 800 700 600 500 400 300 200 150 100 50 200 100 -60o 03/08/20 -45o -30o -15o 0o 15o 30o γo 4.3.3 Ảnh hưởng đến ứng suất dư bề mặt Khi cắt trình hình thành ứng suất dư lớp bề mặt định biến dạng đàn hồi, biến dạng dẻo, biến đổi nhiệt chuyển pha kim loại Quá trình phức tạp  Các phần khác bề mặt gia cơng thường có ứng suất khác trị số dấu, nên ảnh hưởng chế độ cắt, thơng số hình học dụng cụ cắt, dung dịch trơn nguội v.v ứng suất dư khác 03/08/20 §4.4 Các phương pháp nâng cao chất lượng bề mặt gia công chi tiết máy Phương pháp đạt độ bóng bề mặt Xuất phát từ nguyên nhân ảnh hưởng nói ta chọn chế độ cắt gọt phương pháp gia cơng hợp lý để đảm bảo độ nhẵn bóng bề mặt theo yêu cầu 03/08/20 Các phương pháp tạo lớp cứng nguội bề mặt Phun bi :Bi phun lên bề mặt gia công với tốc độ lớn nhỏ nén lăn ép lăn bi Gõ đập Nong 03/08/20 Phun bi 03/08/20 Cho bi vào ổ (1), bi cấu nâng lên ổ chứa (3), trình bi rơi vãi rơi vào ổ (2) Nếu mở khóa (4), bi rơi ống thẳng đứng xuống roto (5) quay nhanh (2000  3500vg/ph) nhờ động (7) Khi quay roto làm văng bi vào bề mặt gia công (6) Để quay chi tiết gia công thực tiến dao phải có đồ giá riêng Bi phun lại rơi xuống ổ chứa (1) lúc đầu 03/08/20 lăn ép lăn bi 03/08/20 Nhờ lực li tâm làm văng viên bi thép đường kính  12mm Bi dịch chuyển tự lỗ đầu lăn quay với tốc độ 20  40m/s, ép lên bề mặt gia cơng làm nhẵn bóng biến cứng bề mặt Có thể dùng phương pháp để gia công lần cuối loại chi tiết trục khuỷu, xylanh, xécmăng, vịng ổ bi Có thể gia cơng mặt ngồi, mặt mặt phẳng 03/08/20 Gõ đập 03/08/20 Bản chất phương pháp dùng đồ gá đặc biệt (kiểu khí, ép điện) để thao tác chày đập lên bề gia công Nhờ xung lực chày đập để làm bề mặt Có thể dùng gia cơng góc lượn cổ trục khuỷu (hình 4.13), bánh v.v 03/08/20 Nong Vùng biến dạng dẻo 03/08/20 Thường để gia công lỗ thơng, dùng dụng cụ đường kính lớn lỗ kéo qua lỗ (có thể làm máy chuốt) hình 4.25a dùng bi để ấn lót qua lỗ máy ép Phương pháp gia công lỗ ngắn Khi chày nong (hoặc bi) qua lỗ bề mặt biến dạng dẻo lớn làm nhẵn bóng bề mặt nâng cao tính chất lý độ xác Phương pháp dùng để gia cơng lỗ bạc Độ xác đạt cấp độ nhẵn bóng bề mặt đạt 9  11 03/08/20 ... độ sóng bề mặt chi tiết máy 03/08/20 4.1.2 Tính chất lý lớp bề mặt chi tiết gia cơng Tính chất lý bề mặt chi tiết máy biểu thị độ cứng bề mặt, biến đổi cấu trúc mạng tinh thể lớp bề mặt, độ... mặt Độ xác hình dạng bề mặt Độ xác vị trí tương quan bề mặt ? ?Chất lượng bề mặt 03/08/20 §4.1 Yếu tố đặc trưng chất lượng bề mặt Hình dáng, lớp bề mặt (độ sóng, độ nhám ) Trạng thái tính chất. .. bền mỏi chi tiết máy Nếu chi tiết máy làm việc lâu nhiệt độ cao ảnh hưởng ứng suất dư lớp bề mặt tới độ bền mỏi vật liệu giảm 03/08/20 §4.3 Ảnh hưởng yếu tố cơng nghệ đến chất lượng bề mặt chi