2.5.4. .1 Chốt định vị
3.1.1.2 sóng bề mặt
Độ sóng bề mặt là chu kỳ khơng bằng phang của bề mặt chi tiết máy được quan sát trong phạm vi lớn hon độ nhám bề mặt ( Hình 3-2)
Hình 3-2: Độ nhám và độ sóng bề mặt
Tiêu chuẩn phân biệt độ nhám là tỷ số Ậ < 50, độ sóng ị- = 500 +1000
h H
3.1.1.3 Tỉnh chất cơ lỷ của bề mặt gia cơng:
Tính cơ lý của lóp bề mặt được biểu thị bằng độ cứng tế vi về giá trị ứng suất dư trong lóp bề mặt.
Độ cứng tế vi được phát sinh trong q trình gia cơng dưới tác dụng của lực cắt. Mức độ về chiều sâu của lóp bị biến cứng phụ thuộc vào tác dụng của lực cắt.
ứng suất dư được sinh ra do các nguyên nhân: lực cắt gây nên biến dạng dẻo không đều ở từng khu vực , do nhiệt ở vùng cắt.
Trị số, dấu và chiều sâu ứng suất trong lóp bề mặt phụ thuộc vào các điều kiện gia công cụ thể .
3.1.2 Ảnh hưởng của chất lượng bề mặt đến khả năng làm việc của chi tiết máy.3.1.2.1 Ảnh hưởng của độ nhám bề mặt: 3.1.2.1 Ảnh hưởng của độ nhám bề mặt:
Do bề mặt chi tiết có độ nhám, nên khi hai chi tiết lắp ghép giữa hai bề mặt lắp ghép, chi tiết tiếp xúc nhau ở các đỉnh nhấp nhơ. Tại các đỉnh nhấp nhơ có áp lực lớn, do diện tích tiếp xúc nhỏ làm cho các điểm tiếp xúc bị đàn hồi và biến dạng dẻo. Khi hai bề mặt chuyển động tương đối với nhau sẽ xảy ra hiện tượng trượt dẻo ở các đỉnh nhấp nhơ. Các đỉnh nhấp nhơ bị mịn nhanh làm khe hở lắp ghép tăng được gọi là hiện tượng trượt dẻo ở các đỉnh nhấp nhơ. Đó là hiện tượng mịn ban đầu.
Q trình mịn của cặp chi tiết tiếp xúc được thể hiện ở hình 3-3, trong điều kiện làm việc nhẹ và vừa, mòn ban đầu (khu vực I) có thể làm cho chiều cao nhấp nhơ giảm 65-?75%, diện tích tiếp xúc tăng lên, áp lực giảm xuống. Mòn ban đầu ứng với thời gian chạy rà kết cấu cơ khí. Sau giai đoạn mịn chạy rà, q trình mịn trở nên bình thường và chậm, giai đoạn này gọi là mòn làm việc (khu vực II), sau mịn làm việc bề mặt làm việc bị tróc ra, kết cấu bề mặt bị phá hủy , phá hỏng, giai đoạn nay gọi là mòn phá hủy (khu vực III). Đối với chi tiết máy trước khi bị mòn phá hủy xảy ra, bề mặt làm việc cịn có thể phục hồi, cịn sau khi bị mịn phá hủy xảy ra chi tiết không thể phục hồi khả năng làm việc.
Khoa cơ khỉ - Trường Cao Đăng Cồng nghệ Thủ Đức
Trong hình 3-3 biểu thị mối quan hệ giữa luợng mòn về thời gian sử dụng của ba cặp chi tiết có độ nhám khác nhau, các đuờng đặc trung a, b, c ứng với ba độ nhám ban đầu khác nhau của các bề mặt tiếp xúc. Đuờng đặc trung c, ứng với cặp chi tiết có độ nhẵn bóng bề mặt ban đầu kém nhất, nên giai đoạn mòn ban đầu xảy ra nhanh nhất, cuờng độ mòn lớn nhất và thời gian sử dụng ngắn nhất:
Hình 3-3: Q trình mài mịn của cặp chi tiết tiếp xúc
Nhu vậy giá trị độ nhám bề mặt ảnh huởng đến tuổi thọ của bề mặt chi tiết máy. Độ nhẵn bóng cao thì thời gian làm việc càng dài, tuy vậy tùy theo đđiều kiện làm việc cụ thể để chọn độ nhám bề mặt tối ưu.
Độ nhám bề mặt giảm sẽ làm tăng độ bền mỏi của chi tiết gia cơng, ví dụ : Be mặt làm việc thép được đánh bóng có độ bền mỏi cao hơn 40% so với bề mặt khơng được đánh bóng.
Độ nhám bề mặt cịn ảnh hưởng đến tính chống ăn mịn hóa học của lóp bề mặt (Hình 3-4) các chỗ lõm (đáy các nhấp nhô tế vi) là nơi chứa các tạp chất axit, muối, các tạp chất này có tác dụng ăn mịn hóa học đối với kim loại, q trình ăn mịn hóa học làm cho nhấp nhơ mới được hình thành, chiều sâu ăn mịn hình thành theo chiều mũi tên và hình thành lóp nhấp nhơ mới.
Như vậy bề mặt chi tiết có độ nhẵn bóng càng cao thì càng lâu bị ăn mịn hóa học, có thể chống ăn mịn hóa học bằng cách mạ crom, niken, hoặc tạo ra lóp cứng nguội bề mặt.
Độ chính xác của mối lắp phụ thuộc vào chất lượng các bề mặt lắp ghép. Độ bền các mối lắp, độ ổn định của chế độ phụ thuộc vào độ nhám bề mặt lắp ghép, giá trị họp lí của chiều cao nhấp nhô R- được xác định theo độ chính xác của mối lắp (dung sai ỗ)
- Khi đường kính lắp ghép >50 mm, thì Rz=( 0,1 4- 0,15) ỗ - Khi đường kính lắp ghép 18 4-50 mm, thì /?,= ( 0,15 -ỉ- 0,2) 5
Khoa cơ khỉ - Trường Cao Đăng Công nghệ Thủ Đức
Nhấp nhâ cũ Ntiếp nhữ mởi
Hình 3-4: Qúa trình ăn mịn hóa học trên bề mặt chi tiết
Độ chính xác của mối lắp phụ thuộc vào chất lượng các bề mặt lắp ghép. Độ bền các mối lắp, độ ổn định của chế độ phụ thuộc vào độ nhám bề mặt lắp ghép, giá trị họp lí của chiều cao nhấp nhơ R- được xác định theo độ chính xác của mối lắp (dung sai ổ)
- Khi đường kính lắp ghép >50 mm, thì Rz=( 0,1 4- 0,15) ỗ - Khi đường kính lắp ghép 18 4-50 mm, thì R-= ( 0,15 4- 0,2) ổ'
- Khi đường kính lắp ghép <18 mm, thì R-= (0,2 - 0,25) ỗ
3.1.2.2 Ảnh hưởng lớp biến cứng bề mặt:
Be mặt bị biến cứng có thể tăng tính chống mịn lên 2 4-3 lần, tăng độ bền mỏi của chi tiết lên đến 20%, chiều sâu và mức độ của biến cứng lóp bề mặt đều ảnh hưởng đến độ bền mỏi, hạn chế khả năng gây ra các vết nứt làm phá hỏng chi tiết. Tuy nhiên, bề mặt quá cứng cũng làm giảm độ bền mỏi.
3.1.2.3 Ảnh hưởng của ứng suất dư:
ứng suất dư nén trên lóp bề mặt có khả năng làm tăng độ bền mỏi, cịn ứng suất dư kéo trên bề mặt sẽ làm giảm độ bền mỏi của chi tiết. Ví dụ , đối với chi tiết từ vật liệu thấp, độ bền mỏi của nó có thể tăng lên 50% khi trên lóp bề mặt có ứng suất dư nén và độ mỏi giảm 30% khi trên lóp bề mặt có ứng suất dư kéo
3.1.3 Các yếu tổ ảnh hưởng tới chất lượng bề mặt:
3.1.3.1 Ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt:
Thơng sổ hình học của dụng cụ cắt và bước tiến dao
- Khảo sát sự hình thành độ nhấp nhơ bề mặt khi gia cơng tiện (Hình 3-5) ta nhận thấy: Sau một vòng quay của chi tiết, dao thực hiện một lượng ăn dao là s(mm).
- Khi dao chuyển từ vị trí 1 sang vị trí 2 có một phần kim loại khơng được hớt đi là tam giác abc và giá trị chiều cao nhấp nhô Rz phụ thuộc vào lượng chạy dao s và thông số hình học của dụng cụ như (p, (P1...
Khoa cơ khỉ - Trường Cao Đăng Cơng nghệ Thủ Đức
Hình 3-5: Sơ đồ tạo thành nhấp nhô bề mặt
- Trên hình 3-6 thể hiện sự ảnh hưởng của các thơng số hình học của dao tiện và bước tiến dao s đến độ nhám bề mặt.
- Khi giảm lượng chạy dao từ S1 đến gía trị s2 thì chiều cao nhấp nhơ giảm (Hình 3-6a,b). Khi tăng bán kính đỉnh dao từ ri dến r2 chiều cao nhấp nhô giảm
(Hình 3-6d,e). Khi tăng góc (p và Q1 thì chiều cao nhấp nhơ tăng (Hình 3-6c,f)
Khoa cơ khỉ - Trường Cao Đăng Cồng nghệ Thủ Đức
Vận toe cat:
- Vận tốc cắt có ảnh hưởng rất lớn đến độ nhám bề mặt.
- Ví dụ :(Hình 3-7)
+ Khi cắt thép cacbon ở vận tốc thấp, nhiệt cắt không cao, phoi kim loại tách dễ, biến dạng của lóp kim loại khơng nhiều, vì vậy độ nhám bề mặt thấp.
+ Khi tăng vận tốc lên khoảng 15^20 (m / phút) thì nhiệt cắt và lực cắt tăng gây ra biến dạng dẻo mạnh ở mặt trước và mặt sau của dao. Khi lóp kim loại bị nén chặt ở mặt trước và nhiệt độ cao làm hình thành lẹo dao. Lẹo dao có độ cứng cao và tham gia vào q trình cắt, làm thay đổi góc trước y , làm độ nhám bề mặt tăng lên.
Hình 3-7-Anh hưởng vận tốc cắt đến độ nhám bề mặt
+ Nhưng nếu tiếp tục tăng vận tốc cắt lên lớn hơn 60(m / phút), lẹo dao mất đi, độ nhám bề mặt giảm dần .
+ Khi gia công kim loại giòn (như gang) các mảnh kim loại bị trượt và vỡ ra không theo qui luật nhất định, do đó làm tăng độ nhấp nhơ bề mặt, nếu tăng vận tốc cắt sẽ làm giảm độ nhấp nhô.
Vật liệu gia công :
- Vật liệu gia công ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt, chủ yếu là do khả năng biến dạng dẻo. Vật liệu dẻo, dai bị biến dạng dẻo sẽ làm cho độ nhám bề mặt tăng hơn so với vật liệu cứng và giòn.
- Độ cứng của vật liệu gia cơng tăng thì độ nhám bề mặt giảm và hạn chế ảnh hưởng của vận tốc cắt tới độ nhám bề mặt.
- Ví dụ: Thường hóa thép cacbon ở nhiệt độ 850 4- 870 - c trước khi cắt gọt thì độ nhám bề mặt sau gia công giảm .
Rung động của hệ thong công nghệ:
- Neu tăng lực cắt bằng cách tăng chiều sâu cắt, vận tốc cắt... thì làm hệ thống công nghệ rung động tạo ra chuyển động tương đối có chu kỳ giữa dụng cụ cắt và chi tiết gia cơng gây nên độ sóng và độ nhấp nhơ tế vi trên bề mặt gia công sẽ tăng.
- Do vậy, muốn tăng độ nhẵn bóng bề mặt phải tăng cường độ cứng của hệ thống công nghệ.
Khoa cơ khỉ - Trường Cao Đăng Cồng nghệ Thủ Đức
3.1.3.2 Ảnh hưởng đến độ biến cứng bề mặt:
Khi tăng lực cắt đến mức độ biến dạng dẻo thì mức độ biến cứng của bề mặt tăng. Neu kéo dài thời gian tác dụng lực thì làm tăng chiều sâu lớp biến cứng. Ví dụ khi tiện, chiều sâu biến cứng tăng khi tăng luợng tiến dao s và bán kính dao r.
Thơng số hình học của dao cũng ảnh huởng đến mức độ biến cứng. Ví dụ khi tăng góc truớc Y của dao từ giá trị âm đến giá trị duơng thì mức độ và chiều sâu biến cứng giảm.
Vận tốc tăng làm giảm thời gian tác động của lục cắt và nhiệt cắt , do vậy làm giảm mức độ và chiều sâu lóp biến cứng .
3.1.3.3 Ảnh hưởng đến ứng suất dư:
Dựa vào kết quả thu đuợc trong quá trình nghiên cứu các yếu tố ảnh huởng đến ứng suất du lóp bề mặt, ta nhận thấy rằng nếu tăng vận tốc cắt hoặc tăng luợng tiến dao rất có thể làm tăng hoặc giảm ứng suất du (tùy theo điều kiện cụ thể ) nhung nếu tăng luợng tiến dao sẽ làm tăng chiều sâu ứng suất.
Khi gia cơng bằng dụng cụ có luỡi cắt vật liệu gia cơng giịn thuờng gây ứng suất nén, còn vật liệu dẻo gây ra ứng suất kéo. Gia công bằng đá mài thuờng gây ra ứng suất dẻo kéo. Mài bằng đá mài gây ra ứng suất du nén.
3.2 Độ CHÍNH XÁC GIA CƠNG
3.2.1 Khái niệm: Trên cơ sở những yêu cầu làm việc của thiết bị: Độ chính xác, độ ổn
định, độ bền và năng suất làm việc. Tùy theo mức độ phức tạp, sụ an toàn khi làm việc mà nguời thiết kế lập ra những yêu cầu kỹ thuật cần thiết cho từng chi tiết rồi ghi lên bản vẽ chế tạo. Nhung trong thục tế, chúng ta không thể chế tạo chi tiết có độ bóng chính xác tuyệt đối, bởi vì khi gia công sẽ xuất hiện sai số. Do vậy độ chính xác gia cơng chi tiết máy là mức độ giống nhau về hình học, về tính chất cơ lý bề mặt của chi tiết máy đuợc gia công so với chi tiết máy lý tuởng trên bản vẽ thiết kế. Mức độ giống nhau càng nhiều thì độ chính xác càng cao.
3.2.1.1 Độ chỉnh xác về kích thước:
Độ chính xác về kích thuớc bao gồm: Kích thuớc thẳng hoặc kích thuớc góc.
Độ chính xác về kích thuớc đuợc đánh giá bằng sai số giữa kích thuớc thục so với kích thuớc lý tuởng và đuợc thể hiện bằng dung sai kích thuớc đó.
3.2.1.2 Độ chỉnh xác về hĩnh dạng hĩnh học:
Độ chính xác về hình dạng hình học của chi tiết: Độ trịn, độ trụ, độ đa cạnh, độ thẳng, độ phang...
Độ chính xác về hình dạng hình học đuợc đánh giá sai lệch lớn nhất giữa hình dạng hình học thục so với hình dạng hình học lý tuởng của chi tiết và đuợc thể hiện bằng các ký hiệu trên bản vẽ chi tiết.
3.2.1.3 Độ chỉnh xác về vị trí tương quan:
Độ chính xác về vị trí tuơng quan của chi tiết: Độ khơng song song, độ khơng vng góc, độ khơng đồng tâm, độ không đối xứng...
Khoa cơ khỉ - Trường Cao Đăng Cồng nghệ Thủ Đức
Độ chính xác về vị trí tương quan của chi tiết thực chất là xoay đi một góc nào đó của vị trí đối tượng khảo sát (Các đường tâm, các bề mặt...) so với vị trí của đối tượng chuẩn (Các đường tâm, các bề mặt...) và được thể hiện bằng các ký hiệu trên bản vẽ chi tiết.
3.2.1.4 Tỉnh chất cơ lỷ của bề mặt:
Tính chất này là một trong những chỉ tiêu quan trọng của độ chính xác, nó có ảnh hưởng lớn đến chi tiết trong những điều kiện đặc biệt.
Ví dụ: Độ cứng bề mặt làm việc của sống trựơt máy công cụ không được thấp hơn 55HRC.
3.2.2 Các phương pháp đạt độ chỉnh xác gia công trên máy công cụ:
3.2.2.1 Phương pháp cat thử từng chi tiết riêng biệt:
Bản chất phương pháp này là sau khi gá phôi lên trên máy người công nhân đưa dao vào và cắt đi một lóp phoi trên phần ngắn của mặt gia cơng, sau đó dừng máy và kiểm tra kích thước. Neu chưa đạt kích thước thì điều chỉnh dao ăn sâu thêm rồi lại cắt thử và kiểm tra. Q trình đó được lặp lại cho đến khi đạt được kích thước mới gia cơng tồn bộ chiều dài L ( Hình 3-8)
Hình 3-8: Phương pháp căt thử tìmg chi tiết.
Trước khi cắt thử thường phải lấy dấu để người thợ không làm hỏng phôi khi cho dao ăn sâu hơn mức cho phép ngay từ lần cắt thử đầu tiên.
Phương pháp cắt thử có ưu điểm sau:
- Trên máy khơng chính xác vẫn có thể đạt độ chính xác gia cơng cao nhờ vào tay nghề cơng nhân.
- Loại trừ ảnh hưởng của dao mịn, do dao ln được điều chỉnh đúng kích thước.
- Có thể tận dụng được phơi khơng chính xác do có q trình rà hoặc vạch dấu. - Khơng cần có đồ gá phức tạp.
Tuy nhiên phương pháp này cịn nhiều nhược điểm :
- Độ chính xác gia cơng bị giới hạn bởi kích thước bề dày nhất của phoi. Đối với dao tiện họp kim cứng có mài bóng lưỡi cắt, kích thước bề dày phoi có thể cắt được 0,005mm, đối với dao tiện đã mịn kích thước bề dày phoi cắt được không nhỏ hơn 0,024-0,05mm. Người thợ không thể điều chỉnh dao để cắt đi một lóp kim loại có
Khoa cơ khỉ - Trường Cao Đăng Cơng nghệ Thủ Đức
kích thước bé hơn kích thước lớp phoi nói trên và do đó khơng đảm bảo được sai số bé hơn kích thước lóp phoi đó.
- Người thợ phải chú ý cao độ nên dễ mệt mỏi, do đó dễ sinh ra phế phẩm. - Năng suất thấp, tay nghề công nhân yêu cầu cao nên giá thành gia công cao. Phương pháp này chỉ dùng trong sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ. Ngoài ra trong nguyên công gia công tinh như mài vẫn dùng phương pháp cắt thử ngay trong sản xuất hàng loạt để loại trừ ảnh hưởng do mòn đá và đạt độ chính xác cao.
3.2.2.2 Phương pháp tự động đạt kích thước:
Trong sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối, để đạt kích thước gia cơng, chủ yếu là dùng phương pháp tự động đạt kích thước trên các máy công cụ điều chỉnh sẵn.