CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ TÍNH GIA CÔNG CỦA VẬT LIỆU
2.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ TÍNH GIA CÔNG
2.4.2. Các biện pháp nâng cao tính gia công của vật liệu
a, Đối với dụng cụ cắt có lưỡi
Ta có sơ đồ sau:
Theo sơ đồ đi từ thép các bon dụng cụ tới dụng cụ phủ thì ta thấy : Tính năng cắt tăng.
Độ cứng tăng.
Độ bền cơ học giảm (σu giảm, σn tăng).
Việc sử dụng các loại vật liệu cắt mới có tính năng cắt cao là một giải pháp cải thiện rất tốt tính gia công của các loại vật liệu, đặc biệt khi cắt trên máy điều khiển số, dây truyền tự động vì nó đòi hỏi năng suất cao và tuổi bền của dụng cụ cắt.
Trong thời điểm hiện nay với dụng cụ cắt có lưỡi, người ta sử dụng các loại vật liệu phun phủ với lớp nền thường là thép gió hoặc HKC và vật liệu phủ nitrit, cácbit hoặc các loại vật liệu hỗn hợp có độ bền, độ cứng rất cao (oxit nhôm, lớp các bon dưới dạng tinh thể như kim cương). Ngoài ra các vật liệu phủ còn có tác dụng chống ăn mòn hoá học, tăng khả năng bền nhiệt cũng nhƣ giảm hệ số ma sát giữa phoi và phôi với dụng cụ cắt
HKC
HKC Gốm Gốm Dụng cụ phủ Dụng cụ phủ Thép các bon dụng cụ
Thép các bon dụng cụ Thép hợp kim dụng cụ Thép hợp kim dụng cụ Thép gió Thép gió
(thông thường lớp phủ có chiều dầy từ 1-4μm). Phủ là phương pháp tạo nên trên bề mặt chi tiết (còn gọi là vật liệu nền) một hoặc nhiều lớp chức năng có giá trị sử dụng cao nhằm:
Nâng cao khả năng chống ăn mòn hoá học.
Cải thiện tính chất ma sát, nâng cao khả năng chống mài mòn.
Trang trí với các tác dụng đặc biệt.
Điều chỉnh đƣợc các tính chất vật lý cũng nhƣ hoá học đặc biệt nhƣ nâng cao tính cách điện hoặc dẫn điện của chi tiết.
Vật liệu phủ có 2 nhóm là vật liệu lớp phủ mềm và vật liệu lớp phủ cứng. Chì ,bạc, vàng , crôm , niken, pôlime dùng làm vật liệu phủ mềm .
Lớp phủ mỏng có khả năng chống ăn mòn hoá học, có hệ số ma sát nhỏ, có khả năng tự bôi trơn. Do vậy có khả năng giảm mòn và tăng tuổi bền, song đối với dụng cụ cắt ít sử dụng vì độ cứng thấp.
Lớp phủ cứng có độ cứng tế vi lớn, có khả năng chống mài mòn tốt có độ kết dính với nền tốt, có hệ số ma sát nhỏ khi chuyển dịch trên nhiều loại vật liệu khác, có độ bền cao. Vật liệu phủ cứng thường sử dụng là: các nitơrit, các loại các bít các loại oxyt...
Ngoài phương pháp phun phủ ra ta còn có phương pháp xianua bề mặt. Phương pháp này làm tăng tuổi bền dụng cụ cắt 1,5 đến 2 lần.
Phương pháp mạ Crôm: Mạ crôm lớp bề mặt dụng cụ cắt làm tăng tuổi bền dụng cụ cắt lên 1,5 đến 2 lần (Chiều dầy lớp mạ nằm trong khoảng 2 -30 km).
Ngoài 3 phương pháp trên ta còn có phương pháp cường bền bằng hợp kim cứng nhờ tia lửa điện. Phương pháp này tạo được lớp bề mặt có cơ tính cao trên nền là thép hợp kim dụng cụ, hoặc thép gió ( có độ bền uốn và bền nén cao) nâng cao chất lương dụng cụ cắt về tuổi bền và khả năng chịu lực cắt lớn.
Một chỉ tiêu quan trọng để nâng cao tính gia công của vật liệu là việc lựa chọn thông số hình học của dụng cụ hợp lý nhƣ độ chính xác về góc độ của dao nhƣ: , , , , .
b, Cắt bằng đá mài
Khi gia công các loại vật liệu có độ bền và độ cứng cao, đặc biệt là vật liệu mới thì việc cắt bằng các hạt mài co run điện cho năng suất và chất lƣợng thấp, đá mòn nhanh. Tác dụng hoá học của hạt mài với vật gia công cũng nhƣ nhiệt độ ở vùng gia công khá cao, có ảnh hưởng không tốt đến chất lượng bề mặt gia công.
Khi chọn vật liệu hạt mài cũng phải xuất phát từ độ cứng, độ bền nhiệt, độ bền cơ học, độ dẫn nhiệt hệ số ma sát với vật liệu gia công. Vật liệu dùng để làm hạt mài thường có hai loại:
Vật liệu mài thiên nhiên, thường gặp là kim cương, oxit nhôm, cacborun, đá lửa, thạch anh.
Vật liệu mài nhân tạo, thường gặp là kim cương nhân tạo, oxit nhôm điện…
Vì vậy việc dùng các loại hạt mài mới như kim cương nhân tạo để gia công trong trường hợp này đã mang lại hiệu quả kinh tế cao hơn nhiều so với các loại hạt mài thông thường, nó cho phép cải thiện tính gia công rất tốt, vì đã loại trừ được ảnh hưởng của nhiệt và lực cắt đến sai số gia công (sai số hình dạng của chi tiết có thể giảm tới vài lần).
2.4.2.2. Lựa chọn các thông số hình học dụng cụ hợp lí
Đây là một chỉ tiêu đánh giá chất lƣợng dụng cụ cắt, khi đã lựa chọn đƣợc vật liệu phù hợp đảm bảo cho dụng cụ có tính cắt cao, cần chú ý đến độ chính xác hình học của dụng cụ cắt. Nó bao gồm những yếu tố sau:
Độ chính xác về góc độ của dao. Góc độ phần cắt ảnh hưởng trực tiếp đến độ bền cơ học của răng cắt dao cụ, và nó quyết định đến biến dạng vật liệu gia công, ma sát giữa dao và vật liệu chi tiết. Quá trình tối ƣu hoá thông số hình học phần cắt giúp để cắt với lực nhỏ, nhiệt độ nhỏ, tuổi bền dụng cụ cắt cao, nâng cao hiệu quả quá trình cắt nói chung.
Độ chính xác về biên dạng lƣỡi cắt. Biên dạng lƣỡi cắt quyết định đến biên dạng chi tiết (nhất là khi gia công định hình). Để có biên dạng lƣỡi cắt định hình chính xác phải bắt đầu từ khâu thiết kế và cuối cùng là khâu mài biên dạng sau nhiệt luyện.
Độ chính xác của các bề mặt định vị của dao cụ trên máy.
Sự lựa chọn hợp lý các thông số hình học của dụng cụ cắt sẽ mang lại hiệu quả to lớn đó là năng suất và chất lƣợng gia công, ví dụ nhƣ khi gia công bằng dao tiện:
Vật liệu dẻo: > o Định hình: =o
Vật liệu cứng, bền : <o 2.4.2.3. Lựa chọn các thông số
Sự lựa chọn các thông số của đá hợp lý nhằm làm tăng tính năng cắt của đá khi gia công các vật liệu, mỗi một loại vật liệu sẽ có một bộ thông số của đá phù hợp. Các thông số cơ bản gồm:
Chọn chất dính kết: đến nay thường dùng các loại chất dính kết sau: Gốm, bakelit, vunganit và chất dính kết kim loại. Việc sử dụng chất dính kết phù hợp phải xuất phát từ: khả năng giữ hạt, độ bền cơ học…
Chọn độ hạt: gia công thô chọn độ hạt lớn, gia công tinh dùng độ hạt nhỏ. Độ hạt là một trong các yếu tố ảnh hưởng nhiều đến chất lượng bề mặt và năng suất của quá trình mài.
Chọn độ cứng của đá: độ cứng quyết định khả năng tự mài sắc của đá mài. Chọn độ cứng thích hợp cho năng suất cao và chất lƣợng gia công cao, tiêu hao đá nhỏ.
Chọn cấu trúc đá mài: cấu trúc đá mài quy định độ xốp của đá, nó ảnh hưởng đến không gian chứa phoi và hiệu quả làm lạnh bôi trơn.
2.4.2.4.
Các phương pháp gia công không truyền thống có nhiều ưu điểm như gia công được các loại vật liệu có độ cứng và độ bền cao, các bề mặt khó gia công, bề mặt định hình....
Tuy nhiên trang thiết bị thì đắt tiền, tổn hao năng lƣợng...
Có thể phân chia các phương pháp gia công mới thành một số nhóm chủ yếu sau:
Gia công bằng ăn mòn hoá học (CM).
Gia công bằng ăn mòn điện hoá (ECM).
Gia công bằng ăn mòn điện (EDM) : xung điên, cắt băng dây.
Gia công băng siêu âm (USM).
Gia công băng chùm tia lade (LBM), điên tử (EBM).
Gia công băng tia nước (WJM), nước và hạt mài (AWIM). hạt mài (AJM)...
3. KẾT LUẬN
Đã nghiên cứu về tính gia công vật liệu: quan điểm đánh giá, các nhân tố ảnh hưởng đến tính gia công vật liệu. Đã nghiên cứu về các phương pháp đánh giá tính gia công. Từ đó, nghiên cứu đƣợc biện pháp nâng cao tính gia công của vật liệu