Bài giảng "Công nghệ chế tạo máy: Chương 7 - Chọn phôi và phương pháp gia công chuẩn bị phôi" được biên soạn với các nội dung chính sau: Cơ sở kinh tế, kỹ thuật chọn phôi; Chọn vật liệu, phương pháp chế tạo phôi; Gia công chuẩn bị phôi;... Mời các bạn cùng tham khảo bài giảng!
AMBIENT/
Chủ đề:
Nội dung Text: Bài giảng Công nghệ chế tạo máy: Chương 7 - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
- Chương 7: Chọn phôi và PP gia
công chuẩn bị phôi
Công nghệ chế tạo máy - TS. Nguyễn Ngọc Kiên 189
- 7.1 Cơ sở kinh tế, kỹ thuật chọn phôi
⮚Chi phí phôi chiếm 20-50% gía thành sản phẩm
⮚Đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm
⮚Đảm bảo chi phí phôi nhỏ nhất góp phần giảm chi
sản xuất
Công nghệ chế tạo máy - TS. Nguyễn Ngọc Kiên 190
- 7.2 Chọn vật liệu, phương pháp chế tạo phôi
⮚Quan tâm cơ tính vật liệu, kích thước hình dáng,
kết cấu của chi tiết
⮚Phải chọn phôi hợp lý không quá lớn thì hoặc quá
nhỏ, đảm bảo hệ số sử dụng vật liệu là lớn nhất
Công nghệ chế tạo máy - TS. Nguyễn Ngọc Kiên 191
- ⮚Chi tiết chịu tải phức tạp kéo, nén, uốn, xoắn đồng
thời cần chọn phôi đã qua gia công áp lực.
⮚Chi tiết trục có tiết diện ngang ít thay đổi nên chọn
phôi thép cán.
⮚Chi tiết yêu cầu chịu tải trọng không phức tạp nên
chọn phôi chế tạo bằng phương pháp đúc.
⮚Sản xuất đơn chiếc nên chọn phương pháp tạo phôi
đơn giản như rèn tự do hay đúc trong khuôn cát để
giảm chi phí.
Công nghệ chế tạo máy - TS. Nguyễn Ngọc Kiên 192
- ⮚Sản xuất hàng loạt nên chọn các phương pháp tạo
phôi chính xác như dập thể tích hay đúc trong
khuôn kim loại, khuôn mẫu chảy
Công nghệ chế tạo máy - TS. Nguyễn Ngọc Kiên 193
- 7.2 Vật liệu phôi
7.2.1 Vật liệu kim loại
a1, Thép: có nhiều loại nhưng trong ngành CTM
thường sử dụng:
▪ Thép cacbon:
• Nấu luyện đơn giản giá thành thấp.
• Cơ tính đảm bảo cho hầu hết các chi tiết máy yêu
cầu. Sau khi nhiệt luyện đạt độ cứng tương đương
thép hợp kim có cùng hàm lượng cácbon
• Tính công nghệ tôt: đúc, hàn, cắt gọt, gia công áp lực
Công nghệ chế tạo máy - TS. Nguyễn Ngọc Kiên 194
- • Nhược điểm so với thép hợp kim:
▪ Độ bền, độ giai va đập, độ dẻo thấp
▪ Độ thấm tôi thấp
▪ Làm việc ở nhiệt độ cao (trên 300 độ C) thì độ
bền, độ cứng giảm mạnh
▪ Khả năng chống mài mòn thấp do tồn tại ít hợp
kim cacbit
▪ Khả năng chống ăn mòn trong điều kiện không
khí thấp vì tạo oxit
Thép cacbon sử dụng rộng dãi chế tạo chi tiết có
yêu cầu cơ tính không cao.
Công nghệ chế tạo máy - TS. Nguyễn Ngọc Kiên 195
- Theo công dụng chia ra:
• Thép cacbon thông dụng (thép chất lượng thường): CT31,
CT33, CT34, …CT61 (thép cacbon có σb=610N/mm2 ) thép
này có cơ tính không cao chỉ dùng chế tạo các chi tiết làm
việc chịu tải nhỏ
• Thép cacbon kết cấu là nhóm thép có chất lượng tốt hàm
lượng S và P thấp (S
- Thép cacbon dụng cụ sau nhiệt luyện có độ cứng cao
nhưng khả năng chịu nhiệt thấp nên dùng làm dụng cụ
cắt tốc độ thấp: đục, dũa, taro…
▪ Thép hợp kim: là thép cacbon có chứa các thành phần
hợp kim Mn, Si, Ni, Cr, Ti, Mo, W..và tạp chất thấp. Có
nhiều ưu điểm:
• Trạng thái chưa nhiệt luyện cơ tính giống thép cacbon.
Sau nhiệt luyện thì độ bền cao nhưng độ dẻo, dai giảm
• Giữ được độ cứng lên đến 800 độ C. chống được oxy hóa
ở 800-1000độ C do đó tăng khả năng chống mài mòn và
ăn mòn
Công nghệ chế tạo máy - TS. Nguyễn Ngọc Kiên 197
- • Tính công nghệ kém: khó đúc, khó hàn, khó cắt gọt
Thường dùng chế tạo các chi tiết chịu tải lớn yêu cầu chống
mài mòn cao: bánh răng, trục…
▪ Thép hợp kim kết cấu chứa 0,1-0,85%C, hàm lượng hợp kim
thấp: 15Cr, 20Cr…dùng chế tạo các chi tiết có yêu cầu độ
bền, đô dai va đập, độ cứng bề mặt cao. vì cacbon ít nên
thường thấm cacbon.
▪ Thép hợp kim dụng cụ có cacbon 0,7-1% sau nhiệt luyện đạt
60-62HRC dùng chế tạo khuôn đột, dập: 90CrSi,
100CrWMn…
▪ Thép hợp kim đặc biệt là thép chứa các nguyên tố hợp kim
phù hợp để cho thép có tính chất đặc biệt
Công nghệ chế tạo máy - TS. Nguyễn Ngọc Kiên 198
- • Thép ổ lăn OL4805-OL90 (OL100Cr2 (1%C+2%Cr)…
dùng để chế tạo ổ lăn, trục cán, taro, vòi phun bộ đôi
bơm cao áp…
• Thép không gỉ là họ thép hợp kim có Cr>12%. Không
bị gỉ và tính chống ăn mòn rất tốt
• Thép hợp kim chịu nhiệt là thép có chứa Cr, Mo, W,
Ni, V, Si. Thép có độ bền hóa học ở nhiệt độ cao, giữ
được độ bền cơ học ở nhiệt cao
Công nghệ chế tạo máy - TS. Nguyễn Ngọc Kiên 199
- a2. Gang: hợp chất của Fe với cacbon với hàm lượng cao
với một số nguyên tố, P, S, Si, Mn
• Gang trắng: khi làm nguội nhanh gang lỏng được gang
trắng. Ngoài ra có thêm Cr, Mo, Ni làm tăng tính chịu
nhiệt, mài mòn, va đập. Các bon tồn tại dạng Fe3C do đó
gang cứng 450-650HB. Tính đúc kém, khó gia công. Dùng
để chế tạo gang dẻo hay các chi tiết có yêu cầu tính chống
mài mòn: bi nghiền, trục cán…
• Gang xám: các bon tồn tại dưới dạng grafit tấm, 2,8-3,6%
C; 1,2-2,8%Si và Mn, P, S được ký hiệu: GX15-32;
GX21-40; GX24-44; GX 28-48 (độ bền kéo 24kg/cm2 và
độ bền nén 48kg/cm2)
Công nghệ chế tạo máy - TS. Nguyễn Ngọc Kiên 200
- • Gang xám biến trắng: khi làm nguội nhanh lớp bề mặt
vật đúc gang xám (khuôn kim loại). Bề mặt là gang trắng
bên trong lõi là gang xám. Dùng chế tạo các chi tiết chịu
tải lớn, chịu mài mòn lớn: trục cán, bánh xe tàu hỏa, chi
tiết cam…
• Gang cầu: khi biến tính gang xám bằng Mg, Ce và các
nguyên tố đất hiếm để tạo grafit ở dạng cầu sau đó biến
tính lần 2 với FeSi, CaSi để chống biến trắng. GC40-10
(gang cầu có độ bền kéo> 400Kg/mm2 và độ dẻo >10%).
Cơ tính kém thép nhưng tính đúc tốt, gia công dễ, rẻ
thường dùng trục khuỷu, cam, bánh răng truyền lực..
Công nghệ chế tạo máy - TS. Nguyễn Ngọc Kiên 201
- • Gang giun: từ gang xám lỏng sau biến tính lần 1 và lần 2 nhận
được loại trung gian mà grafit ở dạng giun (trung gian giữa
tấm và cầu). Thường dùng thay thế cho gang cầu chế tạo chi
tiết chịu va đập, chịu nhiệt, mài mòn: nắp, block xilanh động
cơ diezen, secmang guốc phanh tàu hỏa, khuôn đúc thép..
• Gang dẻo: ủ gang trắng ở 760-1069độ C từ 60-120h grafit
trong gang chuyển thành dạng cụm và thành gang dẻo. Gang
dẻo có cơ tính đặc biệt là rất dẻo: GZ35-10 (độ bền
kéo>350kg/mm2, độ dẻo>10%). Dùng chế tạo các chi tiết có
khôi lượng nhỏ, thành mỏng, chịu va đập dùng trong công chế
tạo máy kéo, ô tô, máy nông nghiệp, máy dệt.
Công nghệ chế tạo máy - TS. Nguyễn Ngọc Kiên 202
- a3. Kim loại màu và hợp kim màu
⮚Đồng và hợp kim đồng: chủ yếu dùng ở dạng hợp kim
đồng vì đồng nguyên chất cơ tính kém.
• La tông (đồng thau): hợp kim của đồng với Zn: bắt đầu
ký hiệu bằng L: LCuZn40Pb2 (40%Zn+2%Pb+58%Cu)
• Brông: hợp kim đồng với Sn, Zn, Al, Pb…brong thiếc
(Sn
- ⮚Nhôm và hợp kim nhôm: Al nguyên chất (độ bền
60N/mm2, HB=25) nên chủ yếu dùng ở dạng hợp kim
vì nhẹ, bền, cứng, chống mài mòn, chịu nhiệt. Thường
dùng chế tạo piston, tay biên, vỏ hộp số xe máy
▪ Hợp kim nhôm biến dạng: chế tạo các chi tiết bằng PP
gia công áp lực nóng hay nguội:
• Al-Mn: gia công biến dạng dùng làm các khung cửa
• Al-Mg: sử dụng trong công nghiệp ô tô, dệt, xây dựng
• Al-Cu, Al-Cu-Mg (đuara): chế tạo máy bay, ô tô, turbin
• Al-Mg-Si: chế tạo các chi tiết làm việc nhiệt độ
- • Hợp kim nhôm đúc: có tính đúc tốt nhưng tính dẻo thấp
(ký hiệu chữ đúc là Đ): AlSi12Cu2Mg1Mn0,6Ni1Đ
(12%Si, 2%Cu, 1%Mg, 0,6%Mn, 1%Ni) chế tạo các chi
tiết chịu nhiệt 250-350 độ C
b, Vật liệu phi kim
b1, Vật liệu Polyme
⮚Phân loại:
• Polyme thiên nhiên: cao su, xenlulo…
• Polyme tổng hợp: PVC, PE…
• Polyme nhiệt dẻo: có khả năng chuyển từ rắn sang dẻo
• Polyme nhiệt rắn: không thể chảy dẻo sau khi rắn lần đầu
Công nghệ chế tạo máy - TS. Nguyễn Ngọc Kiên 205
- ⮚Công nghệ gia công vật liệu polyme:
• Đúc phun: dùng chủ yếu. Gia nhiệt tới trạng thái dẻo hay
lỏng rồi phun vào khuôn
• Đúc ép: ít dùng thường gia công polyme nhiệt cứng
• Ngoài ra dùng các loại phôi trụ, tấm…
⮚ứng dụng: được sử dụng rộng dãi trong sản xuất. Thay
thế cho các chi tiết kim loại
b2, Vật liệu Composit
⮚Đặc điểm: hệ gồm nhiều pha (tối thiểu 2 pha) phân cách
nhau bằng ranh giới pha: pha nền và pha cốt
Công nghệ chế tạo máy - TS. Nguyễn Ngọc Kiên 206
- ⮚Phân loại: composit cốt nền, cốt sợi, tấm, lớp, tổ ong...
⮚Tính chất, ứng dụng:
• Liên kết các phần tử cốt thành khối vật liệu thống nhất
• Bảo vệ cốt tránh các tác động cơ học, hóa học, môi
trường
• Vật liệu composit nền polyme cốt sợi thủy tinh có độ bền
cao, chống ăn mòn môi trường nước bẩn, axit dùng chế
tạo các ống dẫn nước thải nhà máy hóa chất, bọc thiết bị
chứa dung dịch tẩy sợi…
Công nghệ chế tạo máy - TS. Nguyễn Ngọc Kiên 207
- • Vật liệu composit nền polyme cốt SiO2 và sỏi có độ
bền nén cao, hệ số giãn nở thấp, bền trong không
khí, nước bẩn. Sử dụng chế tạo thân máy CNC, thân
đồ gá, bàn máy, vỏ máy bơm…
• Vật liệu composit polyme cốt Al dạng hạt cầu thêm
sợi cacbon có độ bền ngang thép nhưng rất nhẹ. Chế
tạo cánh tay robot.
• Vật liệu composit hạt thô nền kim loại thực chất là
hợp kim cứng (WC, TiC, TaC). Dùng làm dụng cụ
cắt
Công nghệ chế tạo máy - TS. Nguyễn Ngọc Kiên 208
Thêm vào BST
Báo xấu
Download
Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
