Bài giảng PPGCCK ( bài giảng môn phương pháp gia công cơ khí full)

giáo trình: khí đại cương BÀI MỞ ĐẦU đà nẵng - 2002 11 giáo trình: khí đại cương 22 CHƯƠNG I: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.1 Một sớ khái niệm bản sản x́t khí a/ Sản phẩm: danh từ quy ước để vật phẩm tạo giai đoạn cuối trình sản xuất, sở sản xuất Sản phẩm máy móc hồn chỉnh hay phận, cụm máy, chi tiết dùng để lắp ráp hay thay b/ Chi tiết máy: đơn vị nhỏ hoàn chỉnh mặt kỹ thuật máy bánh răng, trục cơ, bi v.v Chi tiết máy phân làm nhóm: - Chi tiết có cơng dụng dùng chung những chi tiết dùng nhiều máy khác Ví dụ: Bu lông, đai ốc, bánh … - Chi tiết máy dùng riêng những chi tiết máy có số máy định Ví dụ: trục khuỷu, cam, … c/ Bộ phận máy: phần máy, bao gồm hay nhiều chi tiết máy liên kết với theo nguyên lý máy định (liên kết động hay liên kết cố định) hộp tốc độ, mayơ xe đạp v.v d/ Cơ cấu máy: phần máy phận máy có nhiện vụ định máy Ví dụ: Đĩa, xích, líp xe đạp tạo thành cấu chuyển động xích xe đạp e/ Phơi: cịn gọi bán thành phẩm danh từ kỹ thuật quy ước để vật phẩm tạo từ trình sản xuất chuyển sang trình sản xuất khác Ví dụ: sản phẩm đúc chi tiết đúc (nếu đem dùng ngay) phơi đúc cần gia cơng thêm (cắt gọt, nhiệt luyện, rèn dập ) trước dùng Các phân xưởng chế tạo phơi đúc, rèn, dập, hàn, gị, cắt kim loại v.v 1.2 Các khái niệm quá trình sản xuất 1.2.1 Sơ đồ quá trình sản x́t khí Kỹ thuật khí môn học giới thiệu cách khái quát trình sản xuất khí phương pháp công nghệ gia công kim loại hợp kim để chế tạo chi tiết máy kết cấu máy đà nẵng - 2002 33 giáo trình: khí đại cương Q trình sản xuất chế tạo bao gồm nhiều giai đoạn khác tóm tắt sau: 1.2.2 Quá trình thiết kế Là trình khởi thảo, tính toán, thiết kế dạng sản phẩm thể vẽ kỹ thuật, thuyết minh, tính tốn, cơng trình v.v Đó q trình tích luỹ kinh nghiệm, sử dụng thành tựu khoa học kỹ thuật để sáng tạo sản phẩm ngày hoàn thiện Bản thiết kế sở để thực trình sản xuất, sở pháp lý để kiểm tra, đo lường, thực hợp đồng v.v 1.2.3 Quá Quá trình người trình sản xuất sản xuất trình tác động trực tiếp thông qua công cụ sản xuất nhằm biến đổi tài nguyên thiên nhiên bán thành phẩm thành sản phẩm cụ thể đáp ứng yêu cầu xã hội Quá trình sản xuất thường bao gồm nhiều giai đoạn Mỗi giai đoạn tương ứng với công đoạn, phân xưởng hay phận làm nhiệm vụ chun mơn khác Q trình sản xuất chia công đoạn nhỏ, theo q trình cơng nghệ 1.2.4 Qui trình cơng nghệ QTCN phần trình sản xuất nhằm trực tiếp làm thay đổi trạng thái đối tượng sản xuất theo thứ tự chặt chẽ, công nghệ định Ví đà nẵng - 2002 giáo trình: khí đại cương 44 dụ: QTCN nhiệt luyện nhằm làm thay đổi tính chất vật lý vật liệu chi tiết độ cứng, độ bền.v.v Các thành phần quy trình cơng nghệ bao gồm: a/ Ngun cơng: phần q trình cơng nghệ một nhóm cơng nhân thực liên tục chỗ làm việc để gia công chi tiết (hay nhóm chi tiết gia cơng lần) b/ Bước: phần nguyên công để trực tiếp làm thay đổi trạng thái hình dáng kỹ thuật sản phẩm hay tập hợp dụng cụ với chế độ làm việc không đổi Khi thay đổi dụng cụ, thay đổi bề mặt, thay đổi chế độ ta chuyển sang bước c/ Động tác: tập hợp hoạt động, thao tác công nhân để thực nhiệm vụ bước nguyên công 1.2.5 Dạng sản xuất Dạng sản xuất khái niệm đặc trưng có tính chất tổng hợp giúp cho việc xác định hợp lý đường lối, biện pháp công nghệ tổ chức sản xuất để chế tạo sản phẩm đạt tiêu kinh tế kỹ thuật Các yếu tố đặc trưng dạng sản xuất là: - Sản lượng - Tính ổn định sản phẩm - Tính lặp lại trình sản xuất Tuỳ theo quy mô sản xuất, đặc trưng tổ chức, trang bị kỹ thuật quy trình cơng nghệ mà có dạng sản xuất sau: a/ Sản xuất đơn chiếc: dạng sản xuất mà sản phẩm sản xuất với số lượng ít thường ít lặp lại không theo quy luật Chủng loại mặt hàng đa dạng, số lượng loại ít phân xưởng, nhà máy thường sử dụng dụng cụ, thiết bị vạn Đây dạng sản xuất thường dùng sửa chưa, thay b/ Sản xuất hàng loạt: dạng sản xuất mà sản phẩm chế tạo theo lô (loạt) lặp lặp lại thường xuyên sau khoảng thời gian định với số lượng loạt tương đối nhiều (vài trăm đến hàng nghìn) sản phẩm máy bơm, động điện.v.v Tuỳ theo khối lượng, kích thước, mức độ phức tạp số đà nẵng - 2002 giáo trình: khí đại cương 55 lượng mà phân dạng sản xuất hàng loạt nhỏ, vừa lớn Trong sản xuất hàng loạt dụng cụ, thiết bị sử dụng loại chun mơn hố có kèm loại vạn hẹp c/ Sản xuất hàng khối: hay sản xuất đồng loạt dạng sản xuất sản phẩm sản xuất liên tục thời gian dài với số lượng lớn Dạng sản xuất dễ khí hoá tự động hoá xí nghiệp sản xuất đồng hồ, xe máy, ô tô, xe đạp.v.v 1.3 Khái niệm đợ xác gia cơng khí 1.3.1 Khái niệm đợ xác gia cơng Độ chính xác gia công chi tiết máy đặc tính quan trọng ngành khí nhằm đáp ứng yều cầu máy móc thiết bị cần có khả làm việc chính xác để chịu tải trọng, tốc độ cao, áp lực lớn, nhiệt độ v.v Độ chính xác gia công mức độ chính xác đạt gia công so với yêu cầu thiết kế Trong thực tế độ chính xác gia công biểu thị sai số kích thước, sai lệch hình dáng hình học, sai lệch vị trí tương đối giưa yếu tố hình học chi tiết biểu thị dung sai Độ chính xác gia cơng cịn phần thể hình dáng hình học lớp tế vi bề mặt Đó độ bóng hay độ nhẵn bề mặt, cịn gọi độ nhám Đợ nhẵn bề mặt (nhám) đà nẵng - 2002 66 giáo trình: khí đại cương Bề mặt chi tiết sau gia công L h3 h1 h2 h4 không R max Đường đỉnh h5 h 10 h6 h9 x yn phẳng cách lý tưởng vẽ mà có độ nhấp nhơ Nhưng nhấp nhơ vết dao để lại, rung động q trình cắt.v.v Độ bóng bề mặt độ nhấp nhô tế vi lớp bề mặt (H.1.2) gồm độ lồi lõm, y1 độ sóng, độ bóng (nhám) Để đánh giá độ nhấp nhô bề mặt sau gia cơng người ta dùng hai tiêu Ra Rz Hình.1.2 Độ nhám bề mặt chi tiết Các giá trị thông số độ nhám bề mặt (TCVN 2511 - 78) Cấp độ nhá m - 320 - 160 160 - 80 80 - 40 Chiều dài chuẩn L(mm) 8 - 40 - 20 20 - 10 2,5 2,5 Tiện tinh, dũa tinh, phay 2,5-1,25 1,250,63 0,630,32 0,320,16 0,160,08 0,080,04 0,04- - 2,5 0,8 0,8 Doa, mài, đánh bóng v.v - 0,8 0,25 0,25 0,25 Mài tinh Bề mặt mút, van, bi, mỏng, nghiền, lăn, dụng cụ đo, rà, gia công mẫu v.v đặc biệt, ph pháp khác 10 11 12 Trị số nhám Ra Rz Phương pháp gia công Ứng dụng Tiện thô, cưa, dũa, khoan Các bề mặt không tiếp xúc, không quan trọng: giá đỡ, chân máy v.v Bề mặt tiếp xúc tĩnh, động, trục vít, b Bề mặt tiếp xúc động: mặt răng, mặt pittông, xi lanh, chốt v.v đà nẵng - 2002 77 giáo trình: khí đại cương 0,02 13 14 - 0,1 - 0,05 0,05 0,025 0,08 0,08 Bề mặt làm việc chi tiết chính xác, dụng cụ đo 1.3.2 Dung sai (Tìm hiểu kỹ mơn Dung sai đo lường Hình họa vẽ kỹ thuật) a/ Khái niệm Khi chế tạo sản phẩm, thực kích thước, hình dáng, vị trí chính xác cách tuyệt đối để có sản phẩm giống hệt mong muốn giống hàng loạt, việc gia cơng phụ thuộc vào nhiều yếu tố khách quan độ chính xác dụng cụ, thiết bị gia công, dụng cụ đo, trình độ tay nghề cơng nhân v.v Do sản phẩm thiết kế cần tính đến sai số cho phép cho đảm bảo tốt yêu cầu kỹ thuật, chức làm việc giá thành hợp lý Dung sai đặc trưng cho độ chính xác yêu cầu kích thước hay gọi độ chính xác thiết kế ghi kèm với kích thước danh nghĩa vẽ kỹ thuật Trị số dung sai kích thước D (d) Cấp CX ≤3 10 11 12 10 14 25 40 60 10 >3 >6 10 > 10 18 > 18 30 > 30 50 > 50 80 > 80 120 > 120 180 12 18 30 48 75 120 15 22 36 58 90 150 11 18 27 43 70 110 180 13 21 33 52 84 130 210 11 16 25 39 62 100 160 250 13 19 30 46 74 120 190 300 15 22 35 54 87 140 220 350 18 25 40 63 100 160 250 400 đà nẵng - 2002 >18 25 20 29 46 72 115 18 29 46 giáo trình: khí đại cương 88 b/ Dung sai kích thước Dung sai kích thước sai số cho phép giữa kích thước đạt sau gia công kích thước danh nghĩa Đó hiệu giưa kích thước giới hạn lớn nhỏ hiệu đại số giưa sai lệch sai lệch Trên H.1.3 biểu diễn dung sai kích thước lỗ trục: ớc trục b/ Dung sai kích th ớc lỗ Hình.1.3 Dung sai kích thước trục lỗ Theo TCVN 2244 - 99 ISO ký hiệu chư in hoa dùng cho lỗ, ký hiệu chư thường dùng cho trục Trong đó: D (d): Kích thước danh nghĩa, sử dụng theo kích thước dãy ưu tiên TCVN 192 -66 - Dmax, dmax: kích thước giới hạn lớn - Dmin, dmin: kích thước giới hạn nhỏ - ES = Dmax - D, es = dmax - d : sai lệch - EI = Dmin - D, ei = dmin - d: sai lệch - ITl = Dmax - Dmin = ∆D = ES - EI : khoảng dung sai lỗ - ITt = dmax - dmin = ∆d = es - ei : khoảng dung sai trục Dung sai lắp ghép tổng dung sai lỗ trục c/ Sai sớ hình dáng vị trí Sai số hình dáng hình học sai lệch hình dáng hình học sản phẩm thực so với hình dáng hình học thiết kế độ thẳng, độ phẳng, độ côn đà nẵng - 2002 giáo trình: khí đại cương Sai số hình dáng hình học 99 Sai số vị trí tương đối bề mặt Sai lệch vị trí tương đối sai lệch vị trí thực phần tử khảo sát so với vị trí danh nghĩa độ khơng song song, độ khơng vng góc, độ khơng đồng tâm, độ đảo v.v Các ký hiệu ví dụ cách ghi sai lệch bảng 1.3.3 Lắp ghép phương pháp lắp ghép a/ Hệ thớng lắp ghép • Hệ thống lỗ: hệ thống lắp ghép lấy lỗ làm chuẩn, ta chọn trục để có kiểu lắp khác nhau; miền dung sai ký hiệu chư in hoa; miền dung sai lỗ H có ES > 0, cịn EI = Hệ thống lỗ thường sử dụng nhiều hệ thống trục • Hệ thống trục: hệ thống lắp ghép lấy trục làm chuẩn, ta chọn lỗ để có kiểu lắp khác nhau; miền dung sai ký hiệu chư thường; miền dung sai trục h có es = 0, cịn ei < b/ Phương pháp lắp ghép Lắp lỏng: phương pháp lắp ghép mà kích thước trục luôn nhỏ kích thước lỗ, giưa chi tiết lắp ghép có độ hở, chúng chuyển động tương nên dùng mối lắp ghép có truyền chuyển động quay hay trượt Dạng lắp ghép này, theo TCVN lỗ có miền dung sai A, B, G, H trục có miền dung sai a, b, g, h Lắp chặt: phương pháp lắp ghép mà kích thước trục luôn lớn kích thước lỗ Khi lắp ghép giưa chi tiết có độ dơi nên cần có lực ép chặt gia cơng nhiệt cho lỗ (hoặc trục), thường dùng cho mối lắp ghép có truyền lực đà nẵng - 2002 giáo trình: khí đại cương 1010 Dạng lắp ghép này, theo TCVN lỗ có miền dung sai P, R, , Z C trục có miền dung sai p, r, , zc • Lắp trung gian: loại lắp ghép mà tuỳ theo kích thước lỗ kích thước trục mối lắp có độ hở độ dơi Giưa chi tiết lắp ghép có độ hở nhỏ độ dôi nhỏ Khi lắp ép nhẹ để có mối lắp Dạng lắp ghép này, theo TCVN lỗ có miền dung sai JS, K, M, N trục có miền dung sai js, k, m, n 1.3.4 Phương pháp đo dụng cụ đo a/ Phương pháp đo Tuỳ theo nguyên lý làm việc dụng cụ đo, cách xác định giá trị đo, ta có phương pháp đo sau: • Đo trực tiếp: phương pháp đo mà giá trị đại lượng đo xác định trực số số đo dụng cụ đo: • Đo trực tiếp tuyệt đối dùng đo trực tiếp kích thước cần đo giá trị đo nhận trực tiếp vạch thị dụng cụ • Đo trực tiếp so sánh dùng để xác định trị số sai lệch kích thước so với mẫu chuẩn Giá trị sai số xác định phép cộng đại số kích thước mẫu chuẩn với trị số sai lệch • Đo gián tiếp: dùng để xác định kích thước gián tiếp qua kết đo đại lượng có liên quan đến đại lượng đo • Đo phân tích (từng phần): dùng xác định thơng số chi tiết cách riêng biệt, không phụ thuộc vào b/ Dụng cụ đo Các loại dụng cụ đo thường gặp loại thước: thước thẳng, thước cuộn, thước dây, thước lá, thước cặp, thước đo góc, compa, panme, đồng hồ so, calíp, mẫu Các loại thiết bị đo tiên tiến thường dùng như: đầu đo khí nén, đầu đo siêu âm laze, thiết bị quang học, thiết bị đo điện điện tử v.v • Thước lá: có vạch chia đến 0,5 1mm có độ chính xác thấp khoảng ±0,5mm đà nẵng - 2002 giáo trình: khí đại cương 8181 áp lại gần nhau, bề mặt tiếp xúc có nhấp nhơ bề mặt tiếp xúc, vậy, cho dòng điện chạy qua, có mặt mật độ điện trở lớn mà diện tích tiếp xúc lại nhỏ nên chỗ hàn bị đốt nóng chảy Kim loại nóng chảy loang ra, tạo nên những điểm tiếp xúc nhỏ khác (do tác dụng lực ép đầu tác động) để dòng điện lại chạy qua, kim loại nóng chảy chảy tản xung quanh Cứ diện tích nóng chảy to dần thời gian ngắn khắp bề mặt tiếp xúc mối hàn có lớp kim loại lỏng mỏng bao phủ, sau dùng lực ép lớn ép lại Kim loại chảy, xỉ bẩn đẩy vật hàn gắn chặt lại (Hình 7.14 - a - B) Cường độ dòng điện dùng phương pháp hàn tương đối nhỏ nên giá thành rẻ so với hàn điện trở Quá trình hàn nhanh hàn điện trở không cần phải làm trước mặt hàn mà chất lượng mối hàn cao Ngồi phương pháp hàn cịn hàn những loại thép đặc biệt phương pháp hàn điện trở không thực Phương pháp hàn chảy liên tục dùng để hàn ray, ống mỏng, dụng cụ đồ dập thép để hàn loại vật liệu khác Ví dụ hàn thép với đồng…trong trường hợp công suất máy không đủ để hàn chảy liên tục dùng phương pháp hàn chảy gián đọan Phương pháp tiến hành cách đưa vật hàn tiếp xúc với nhau, sau tách chúng rời khỏang nhỏ lại áp lại gần làm vậy, hồ quang hình thành) Cứ độ vài lần đạt tới độ nóng chảy cần thiết ép nhanh chi tiết lại với nhau, phần kim loại chảy bị đẩy tạo ba via b Hàn điểm Hàn điểm dạng hàn phổ biến hàn điện tiếp xúc, chi tiết hàn ép chồng lên hàn toàn bề mặt tiếp xúc mà điểm riêng biệt (Hình 7.14 - b) Các chi tiết hàn ép lại với hai điện cực, nung nóng chỗ tiếp xúc chi tiết hàn đạt tới mức làm đà nẵng - 2002 giáo trình: khí đại cương 8282 chảy lớp mỏng bề mặt điểm tiếp xúc, cịn khu vực gần nằm trạng thái dẻo, sau ngắt điện ép hai điện lại, mối hàn hình thành Hàn điểm thực những máy hàn điểm chuyên dùng, chúng máy hàn điểm hay nhiều điểm, máy hàn cố định hay di động, có truyền dẫn tạo lực bàn đạp khí hóa, tự động hóa nửa tự động Máy hàn điểm đơn giản giới thiệu hình 7.15 Khi hàn công suất phụ thuộc vào chiều dày vật hàn kim loại hàn Muốn hàn cho tốt cần có lực ép thích đáng Lực ép phụ thuộc vào chiều dày vật hàn thành phần hóa học kim loại Vật liệu dùng làm điện cực phải có tính dẫn điện tính dẫn nhiệt cao, thường đồng điện phân cán nguội, đồng đen có pha coban catmi hợp kim có chất chủ yếu vonfram Hàn điểm sử dụng rộng rãi ngành chế tạo ôtô, máy bay, toa xe… chủ yếu cho loại vật liệu thép cacbon, thép hợp kim thấp, đà nẵng - 2002 giáo trình: khí đại cương 8383 thép khơng gỉ, thép hợp kim đồng nhôm c Hàn đường Hàn đường hay hàn lăn dùng để hàn loại vật liệu với chiều dày tổng cộng 4mm Phương pháp hàn khác với hàn điểm chỗ người ta thay điện cực điện cực lăn Khi lăn quay, vật hàn nằm giữa hai lăn, nhờ mối hàn đường kín không cho chất lỏng chất khí lọt qua (Hình 7.14c) Cơng suất hàn đường tùy thuộc vào kim loại, chiều dày tốc độ hàn Lực ép không cần vượt 3000 - 5000N lực ép lớn làm cho lăn nhanh mòn Vật liệu lăn hàn đường điện cực hàn điểm Hàn đường dùng để hàn điểm, ống, bình chứa chi tiết khác cần có mối ghép kín, làm thép hợp kim màu 7.4 Hàn, cắt kim loại khí 7.4.1 Cơng nghệ hàn khí a Khái niệm Hàn khí những phương pháp hàn hóa học dùng nhiệt lượng phản ứng cháy khí đốt oxy, để nung chảy sản phần kim loại hàn que hàn bổ sung để tạo thành mối hàn Phương pháp hàn khí dùng để hàn kim loại mỏng, kim loại hợp kim màu b Các loại khí dùng hàn khí Khí dùng hàn khí có hai loại: khí oxy dùng để trì cho cháy loại khí cháy acetylen (C2H2), hydro (H2), khí than đá, xăng benzen… thực tế khí đốt chủ yếu dùng để hàn acetylen khí cháy oxy tỏa nhiệt lượng có ít cao (11470 cal/m 3) đưa nhiệt độ lên mức cao (3150oC) Khí hydrô loại khí đốt không màu, không mùi Hydro điều chế đà nẵng - 2002 giáo trình: khí đại cương 8484 phương pháp điện phân những phương pháp khác Oxy hydro bán thị trường dạng bình chứa, thường có áp suất 150 at dung tích tiêu chuẩn 40L Phương pháp hàn khí hydro ứng dụng sớm nhiệt lượng tương đối ít nhiệt độ khơng cao nên dùng để hàn kim loại màu nhơm, chì hàn những thép mỏng để nung vật liệu cắt oxy Mặt khác nhiệt độ thấp nên hàn những thép dày phải kéo thời gian đốt nóng chảy làm cho nhiệt lượng tổn thất nhiều, giá thành cao Cũng nên khí actylen dùng nhiều kỹ thuật hàn khí, hàn hydro ít dùng Khí actylen (còn gọi đất đèn) loại khí nhẹ oxy hydro, không màu thoang thoảng mùi ete, bốc cháy nhiệt độ 420 o dễ nổ áp suất lớn 1,75 at tiếp xúc lâu với đồng bạc Hỗn hợp không khí với actylen nồng độ hỗn hợp nằm giới hạn từ 2,8 - 65% gây nổ c Cơng nghệ hàn khí Chất lượng mối hàn khí phụ thuộc vào cách chọn công suất mỏ hàn, chất lượng que hàn, cách điều chỉnh lửa hàn, cách chọn phương pháp hàn độ nghiêng mỏ hàn Các phương pháp hàn: Hàn khí gồm có hai phương pháp: hàn phải hàn trái Hàn phải: người thợ hàn bắt đầu hàn từ bên trái sang bên phải (tức mỏ hàn di chuyển trước, que hàn di chuyển sau) hình 7.16b Phương pháp có suất cao tiết kiệm khí actylen, đồng thời mối hàn sau hàn xong lửa đốt nóng thời gian nữa độ dẻo mối hàn tăng lên ít bị nứt Phương pháp phương pháp hàn chủ yếu công nghệ hàn khí đà nẵng - 2002 giáo trình: khí đại cương 8585 Hàn trái: Người thợ hàn bắt đầu hàn từ bên phải sang bên trái (que hàn di chuyển trước mỏ hàn) hình 7.16 - a tốc độ hàn theo phương pháp tương đối chậm (thường chậm hàn phải 20 - 30%) thường dùng hàn những vật mỏng (từ 3mm trở xuống), những kim loại màu nhôm, kẽm… Que hàn dùng để hàn thường có thành phần hóa học tương tự thành phần hóa học vật hàn (tức hàn kim loại que hàn dùng vật liệu đó) gần người ta cịn cho thêm vào que hàn chất crom, vanadi, niken, đồng… Ngọn lửa hàn khí: lửa cháy actylen oxy cho nhiệt độ cao với tỷ lệ tương ứng Sẽ cho những lửa với những đặc điểm công dụng khác (Hình 7.17) đà nẵng - 2002 giáo trình: khí đại cương 8686 Ngọn lửa = 1,0 - 1,2 gọi lửa trung hịa (Hình 7.18 - a) lửa dùng để hàn loại thép Ngọn lửa >1,2 gọi lửa thừa oxy hay cịn gọi lửa oxy hóa Ngọn lửa thích hợp dùng để hàn đồng hợp kim chúng (Hình 7.18 - b) Ngọn lửa < 1,0 gọi lửa thừa acetylen hay gọi lửa cacbon hóa Nó dùng để hàn gang (Hình 7.18 - c) Chế đợ hàn khí: hàn khí để hàn kim loại có số yếu tố cần thiết tính đà nẵng - 2002 giáo trình: khí đại cương 8787 tóan thích ứng sau: + Đường kính que hàn (d), tức vật liệu kim loại bổ sung cho mối hàn, thông thường vật liệu que hàn giống với vật liệu hàn * Dùng hàn phải chọn: d = S/2 (mm) (7.6) * Dùng hàn trái chọn: d = S/2 +1 (mm) (7.7) + Công suất lửa hàn: lượng tiêu hao khí oxy khí cháy đơn vị thời gian: A = k.S (lít/giờ) (7.8) Ở đây: S: chiều dày vật hàn (mm); k: hệ số phụ thuộc vào kim loại vật hàn phương pháp hàn Hàn thép k = 100 - 120; hàn đồng k = 150 - 200 Thiết bị dùng hàn khí Gồm những phận (Hình 7.19) Acetylen điều chế cách cho đất đèn (cacbua canxi) tác dụng với nước Đất đèn sản xuất cách nung chảy đá vôi với than gỗ lò điện Đất đèn giống đá có màu đen xám, cứng, khó tác dụng với axit, gặp nước khí ẩm không khí sinh khí acetylen 0,3% Để tránh đà nẵng - 2002 giáo trình: khí đại cương 8888 tượng nổ thùng chứa đất đèn, thùng phải kín, phải để nơi thống gió, khơ ráo, kê cao mặt đất, thiết không đặt nơi ẩm ướt kín gió Cần có buồng riêng biệt lập cho thùng chứa đất đèn Khí acetylen đến chỗ hàn từ bình chế khí acetylen những bình chứa khí acetylen dung dịch aceton áp suất 16 -22 at Loại khí acetylen chứa bình dùng thuận tiện, cần lắp thêm van giảm áp sử dụng được, sau dùng hết đưa bình xưởng nạp khí lại Khí oxy khí không màu, không mùi, khơng độc, khơng thể tự cháy, giúp cho cháy Oxy có khơng khí chừng 21% (tính theo thể tích), oxy dùng hàn oxy nguyên chất điều chế từ không khí cách: ép, làm lạnh, làm giãn nở khơng khí hóa thể lỏng, sau để bốc nhiệt độ -183oC thu oxy nguyên chất Khi oxy chứa bình thép (bình oxy) dung tích 40 lít với áp suất 150 at mang tới chỗ hàn Cắt kim loại nhiệt Cắt đứt kim loại đen, kim loại màu hợp kim hồ quang lửa khí những phương pháp dùng nhiệt đốt nóng để làm cho vật kim loại cần cắt đạt tới điểm nóng chảy, sau chảy bị thổi khỏi rãnh cắt để hình thành rãnh cắt Cắt đứt hồ quang điện: trình nung chảy cắt đứt kim loại nhiệt lượng hồ quang điện Điện cực hồ quang điện cực than điện cực kim loại Phương pháp cắt đứt hồ quang điện phương pháp khơng kinh tế, khó thực chiều dày cần cắt lớn thường cho đường cắt không đều, thường dùng để tháo rời cấu kim loại cũ cắt đứt hệ thống đậu ngót, hệ thống rót vật đúc Ưu điểm phương pháp cắt đứt hồ quang điện là: không dùng để cắt đứt thép mà cịn cắt đứt gang kim loại màu Cắt lửa khí khí oxy: q trình nung chảy cắt đứt kim loại đà nẵng - 2002 giáo trình: khí đại cương 8989 nhiệt lửa khí oxy Cắt đứt oxy dựa khả số kim loại, cháy khí oxy tỏa nhiệt lượng lớn làm chảy kim loại oxyt tạo thành Kim loại cắt đứt mỏ hàn (Hình 7.20), có cấu tạo khác với mỏ hàn Mỏ hàn cắt có hai phận: miệng cắt miệng đốt Miệng đốt (1) dùng để xì hỗn hợp cháy acetylen oxy tạo nên lửa (4) dùng để đốt nóng kim loại tới nhiệt độ cháy Miệng cắt (2) dùng để xì khí oxy (3) có áp suất cao, giúp cho trình cháy nhanh thổi hết oxyt kim loại Phương pháp cắt đứt khí oxy dùng để cắt những kim loại có nhiệt độ cháy thấp nhiệt độ nóng chảy nhiệt độ chảy oxit tạo thành phải thấp nhiệt độ nóng chảy thân kim loại Mặt khác tính dẫn nhiệt kim loại cắt phải thấp để tập trung nhiệt Do gang, nhôm, đồng hợp kim màu cắt khí ơxy Phương pháp dùng để cắt thép có lượng cacbon 0,3% thép kết cấu hợp kim thấp Đối với thép hợp kim cao trước cắt phải đốt nóng tới 650 - 700oC đà nẵng - 2002 giáo trình: khí đại cương 9090 Cắt kim loại khí ơxy có chất trơ: phương pháp dùng thêm chất trợ dung (thành phần bột sắt số ít chất phụ thêm) dẫn với luồng khí ôxy tới vùng cắt Kim loại cháy ôxy có chất trợ dung tỏa thêm nhiệt, làm cháy thêm ơxyt kim loại khó chảy đồng thời thổi chúng khỏi vùng cắt dễ dàng Phương pháp dùng để cắt đứt loại thép không gỉ, thép chịu nhiệt, gang số kim loại màu Chiều sâu cắt đứt lửa khí khí ơxy tới 1m nữa Khe cắt khơng rộng q tương đối phẳng Ngồi phương pháp cắt đứt lửa khí ôxy người ta dùng phương pháp phối hợp giữa hồ quang lửa khí với Nội dung phương pháp phối hợp là: vật cắt đốt nóng hồ quang điện, điện cực ống thép để dẫn khí ôxy dùng cho việc cắt kim loại Phương pháp cắt tiên tiến cắt plasma không khí nén với máy cắt A70; PS - 55; P100 (Nhật); PLG50 (Thụy điển); NERTAZIP215 (Pháp) 7.4.2 Công nghệ hàn vảy a Khái niệm Hàn vảy phương pháp nối chi tiết kim loại hợp kim trạng thái rắn nhờ kim loại trung gian gọi vảy hàn (kim loại có nhiệt độ nóng chảy thấp kim loại chi tiết hàn) Sự hình thành mối hàn chủ yếu dựa vào trình hòa tan khuếch tán vảy hàn (do vảy hàn chảy) vào kim loại vật hàn chỗ nối vảy hàn đông đặc Hàn vảy sử dụng rộng rãi ngành cơng nghiệp, chúng có những đặc điểm sau: - Có tính kinh tế cao - Do không gây thay đổi thành phần hóa học kim loại vật hàn, vùng ảnh hưởng nhiệt khơng có, vật hàn khơng bị biến dạng - Có thể hàn kết cấu phức tạp mà phương pháp hàn khác khó thực - Có khả hàn kim loại khác đà nẵng - 2002 9191 giáo trình: khí đại cương - Năng suất hàn cao khơng địi hỏi cơng nhân bậc cao b Vảy hàn thuốc hàn Vảy hàn thuốc hàn yếu tố quan trọng hàn vảy, vảy hàn thường những kim loại hợp kim có khả khuếch tán liên kết với kim loại khác Vảy hàn: Tùy thuộc vào hình dáng vật hàn, kim loại vật hàn mà có nhiều loại vảy hàn Nếu vào nhiệt độ nóng chảy vảy hàn chia làm hai nhóm sau: - Vảy hàn mềm: có nhiệt độ thấp 450 oC, có độ cứng nhỏ, tính chất học thấp Loại vảy hàn dùng để hàn chi tiết chịu lực nhỏ, làm việc điều kiện nhiệt độ thấp - Ví dụ, vảy hàn Sn-Pb (thiếc - chì) với 61%Sn 39%Pb; vảy hàn Sn - Zn (thiếc - kẽm) để hàn nhơm… - Vảy hàn cứng có nhiệt độ nóng chảy tương đối cao (>500 oC) thường từ 720 900oC Vảy hàn có độ cứng độ bền học tương đối cao Vảy hàn cứng dùng để hàn chi tiết chịu lực lớn Ví dụ chế tạo máy, dùng vảy hàn cứng để hàn mảnh hợp kim cứng lên thân dao thép kết cấu … Loại vảy hàn thường dùng đồng thau, bạc niken… Thuốc hàn Thuốc hàn vật liệu hàn cần thiết để làm mối hàn thúc đẩy q trình hịa tan khuếch tán vảy hàn vào kim loại Tùy thuộc loại vảy hàn mà sử dụng thuốc hàn khác Thuốc hàn gồm loại: - Các muối (clorua kẽm), axit phốt phoric…dùng cho vảy hàn mềm - Borat, clorua kẽm, muối kali dùng cho vảy hàn cứng Để giảm ứng suất nhiệt xuất miếng hợp kim cứng, hàn thường dùng miếng đệm thép ít cacbon hợp kim pecmalơi Việc sử dụng miếng đệm có tác dụng, hàn hợp kim cứng titan-vonfram vàtitantantan-vofram Vảy hàn Thành Nhiệt độ đà nẵng - 2002 Cơng dụng giáo trình: khí đại cương Đồng niken phần hóa nóng học chảy oC Cu - 68,7% Ni - 27,5% Al - 0,8% 1170 9292 Hàn mảng hợp kim cứng vào dụng cụ, hàn phải đốt nóng đến 900oC Loại chịu tải trọng lớn Đồng điện giải Cu - 99,9% Tạp chất 1083 Hàn mảng hợp kim cứng vào dụng cụ, hàn phải 0,1 đốt nóng đến 700oC Loại chịu tải trọng trung bình Đồng thau niken Đồng thau Л162 Cu - 68,0% Zn - 27,0 Ni - 5,0 1000 Cu - 62,0% Zn - 38 900 Như Hàn mảng hợp kim cứng vào dụng cụ, hàn phải đốt nóng đến 600oC Bảng 11.2 Các loại vảy hàn Thành phần chất trợ dung Công dụng Borat - 100 Chất trợ dung chính đà nẵng - 2002 giáo trình: khí đại cương Borat - 50 Axit boric - 50 9393 Dùng cho vảy hàn đồng thau Bảng 11.3 Các chất trợ dung hàn vảy đà nẵng - 2002 9494 giáo trình: khí đại cương CHƯƠNG VIII: GIA CƠNG CẮT GỌT KIM LOẠI 8.1 Định nghĩa: Thực chất phương pháp cắt gọt kim loại lấy bề mặt phôi lớp kim loại (gọi lượng dư gia cơng) để nhận chi tiết có hình dáng, kích thước, độ chính xác độ nhắn bóng bề mặt theo yêu cầu, thực máy cắt gọt kim loại như: máy tiện, máy phay, bào, khoan, doa, mài nhờ dụng cụ cắt (dao tiện, doa phay, bào, mũi khoan, mũi doa, đá mài ) 8.1.1 Đặc điểm: - Gia công cắt gọt kim loại phương pháp gia công lần cuối để tạo chi tiết máy đạt độ chính xác hình dáng kích thước - Khả chế tạo chi tiết máy máy cắt kim loại đạt độ chính xác cao hay thấp tùy thuộc vào trình độ kỹ thuật khả thiết bị gia công - Máy cắt kim loại (máy công cụ) tạo chuyển động theo những nguyên lý phù hợp với trình cắt, mà dụng cụ cắt gá máy hoạt động theo những nguyên lý Ngày nay, tỷ trọng gia cơng cắt gọt kim loại xí nghiệp khí chiếm đa số đóng vai trị vơ quan trọng, ngày hoàn thiện liên tục cải tiến, thay phương pháp gia công với công nghệ đại (sẽ học nghiên cứu cụ thể mô đun sau chương trình) 8.1.2 Khái niệm a Các chuyển đợng quá trình cắt gọt kim loại: Khi gia cơng khí, phôi dụng cụ cắt di chuyển tương nhờ những cấu máy công cụ Những chuyển động làm việc máy công cụ chia chuyển động chuyển động phụ b Chuyển động bản: Là chuyển động sinh lực cắt gọt Chuyển động chia ra: - Chuyển động chính: chuyển động có tốc độ lớn chuyển động khác - Chuyển động bước tiến: chuyển động chạy dao có tốc độ nhỏ chuyển động chính đà nẵng - 2002 giáo trình: khí đại cương 9595 Việc cắt gọt thực phối hợp chuyển động c Chuyển động phụ: Là chuyển động lùi dao, chuyển dao Chuyển động phụ không tham gia cắt gọt Những phương pháp gia công cắt gọt kim loại thường dùng gia công khí: Tiện, khoan, phay, bào, mài Phân tích chuyển động phương pháp gia công cắt gọt: 8.2 Gia công tiện kim loại đà nẵng - 2002 ... 9000C, phương pháp có cơng dụng phương pháp thấm cacbon - Thấm xianua nhiệt độ thấp 540 - 560 0C, phương pháp có cơng dụng phương pháp thấm nitơ 3.2.5 Thấm kim loại Thấm kim loại phương pháp hóa... nghệ bao gồm: a/ Nguyên công: phần q trình cơng nghệ một nhóm cơng nhân thực liên tục chỗ làm việc để gia cơng chi tiết (hay nhóm chi tiết gia công lần) b/ Bước: phần nguyên công để trực tiếp làm... giữ nguyên vẹn không bị phá hủy cấu trúc mạng Gia công kim loại áp lực phương pháp gia công không phoi, ít hao tốn kim loại, có suất cao Sau gia công áp lực, chất lượng kim loại cải thiện nên