ĐÁP ÁN- CÔNG NGHỆ KIM LOẠI

Do bề mặt hai chi tiết tiếp xúc với nhau có nhấp nhô tế vi nên ở giai đoạn đầu hai bề mặt này chỉ tiếp xúc với nhau trên một số đỉnh nhấp nhô cao, diện tích tiếp xúc chỉ bằng một phần di

Trang 1

ĐÁP ÁN- CễNG NGHỆ KIM LOẠI

ĐỀ SỐ 01

Cõu 1 Ảnh hưởng của chất lượng bề mặt đến khả năng làm việc của chi tiết mỏy:

a ảnh hởng tới tính chống mòn.

* ảnh hởng của độ nhám bề mặt.

Do bề mặt hai chi tiết tiếp xúc với nhau có nhấp nhô tế vi nên ở giai đoạn

đầu hai bề mặt này chỉ tiếp xúc với nhau trên một số đỉnh nhấp nhô cao, diện tích tiếp xúc chỉ bằng một phần diện tích tính toán và tại đó có áp suất rất

lớn, thờng vợt quá giới hạn chảy, có khi vợt cả giới hạn bền của vật liệu, làm

cho các điểm tiếp xúc bị nén đàn hồi và biến dạng dẻo các nhấp nhô, đó là biến dạng tiếp xúc Biến dạng tiếp xúc đợc xác định theo công thức kinh nghiệm sau :

Trong đó :

C, x hệ số và số mũ phụ thuộc vào điều kiện thực nghiệm.–

p - áp suất tại chổ tiếp xúc.

Các chỗ lõm do nhấp nhô tế vi tạo ra là nơi chứa các chất ăn mòn Nh vậy chiều cao nhấp nhô càng thấp thi càng bị ăn mòn

* ảnh hởng của lớp biến cứng bề mặt.

Cấu trúc kim loại có hạt cứng (peclit) và hạt mềm (ferrit) Hạt mềm biến dạng dẻo nhiều hơn =>khả năng biến cứng cao hơn =>mức năng lợng nâng cao không đều =>thế năng điện tích của các hạt thay đổi khác nhau =>ferrit trở thàh anốt (+) peclit trở thành catốt (-)

* ảnh hởng của ứng suất d :

ứng suất d hầu nh không ảnh hởng đến tính ăn mòn

b ảnh hởng đến độ bền mỏi của chi tiết máy

* Ảnh hưởng của độ nhám bề mặt:

Độ nhám bề mặt có ảnh hởng đến độ bền mỏi của chi tiết máy, nhất là khi

nó chịu tải trọng chu kỳ có đổi dấu, vi ở đáy các nhấp nhô có ứng suất tập trung lớn, có khi vợt quá giới hạn mỏi của vật liệu

Với thép 45: RZ = 75 àm thi σ -1 = 195 MN/m2 (195 N/mm2).

RZ = 2 àm thi σ -1 = 282 MN/m2 (282 N/mm2).

* Ảnh hưởng của lớp biến cứng bề mặt:

Bề mặt bị biến cứng có thể tăng độ bền mỏi khoảng 20% Chiều sâu và mức

độ biến cứng của lớp bề mặt đều có ảnh hởng đến độ bền mỏi của chi tiết máy, vi nó hạn chế khả năng gây ra các vết nứt tế vi làm phá hỏng chi tiết, nhất là khi bề mặt chi tiết có ứng suất d nén

* Ảnh hưởng của ứng suất dư:

ứng suất d nén trên lớp bề mặt có tác dụng làm tăng độ bền mỏi của chi tiết, còn ứng suất d kéo thi ngợc lại

σ -1b = σ -1a - α σ d

Với: σ -1a – giới hạn mỏi khi không có ứng suất d bề mặt; σ -1b – giới hạn mỏi khi có ứng suất d bề mặt; σ d – ứng suất d bề mặt lớn nhất; α – hệ

số phụ thuộc vật liệu

∆ = C.px ( àm)

Trang 2

c ảnh hởng đến tính ăn mòn hoá học của lớp bề mặt chi tiết

* ảnh hởng của độ nhám bề mặt.

Các chỗ lõm do nhấp nhô tế vi tạo ra là nơi chứa các chất ăn mòn Nh vậy chiều cao nhấp nhô càng thấp thi càng bị ăn mòn

* ảnh hởng của lớp biến cứng bề mặt.

Cấu trúc kim loại có hạt cứng (peclit) và hạt mềm (ferrit) Hạt mềm biến dạng dẻo nhiều hơn =>khả năng biến cứng cao hơn =>mức năng lợng nâng cao không đều => thế năng điện tích của các hạt thay đổi khác nhau =>ferrit trở thàh anốt (+) peclit trở thành catốt (-)

* ảnh hởng của ứng suất d :

ứng suất d hầu nh không ảnh hởng đến tính ăn mòn

d ảnh hởng đến độ chính xác các mối lắp ghép.

Nhận xét :

- Độ chính xác mối ghép phụ thuộc chất lợng bề mặt lắp ghép

- Độ bền mối ghép (độ ổn định của chế độ lắp: chặt, lỏng, trung gian) giưa các chi tiết tuỳ thuộc độ nhám bề mặt lắp ghép

Câu2 Định nghĩa và phân loại chuẩn Ví dụ minh họa

1 Định nghĩa.

Chuẩn là tập hợp của nhưng bề mặt, đờng hoặc điểm của một chi tiết mà

căn cứ vào đó ngời ta xác định vị trí của các bề mặt, đờng hoặc điểm khác của bản thân chi tiết đó hoặc chi tiết khác.

2 Phân loại chuẩn.

a Chuẩn

thiết kế.

Chuẩn thiết

kế là chuẩn

đợc dùng trong quá trinh thiết kế

Chuẩn thiết kế có thể là chuẩn thực

hoặc chuẩn ảo

b Chuẩn công nghệ.

- Chuẩn gia công: Chuẩn gia công

dùng để xác định vị trí của nhưng bề

mặt, đờng hoặc điểm của chi tiết

trong quá trinh gia công cơ

Trang 3

Chuẩn gia công bao giờ cũng là chuẩn thực, và đợc chia thành :

+ Chuẩn thô: là nhưng bề mặt

dùng làm chuẩn cha đợc gia

công.

+ Chuẩn tinh: là nhưng bề mặt

dùng làm chuẩn đã đợc gia

công

* Nếu còn dùng chuẩn này vào

việc lắp ráp thi gọi là chuẩn

tinh chính

* Nếu không dùng chuẩn này

vào việc lắp ráp thi gọi là

chuẩn tinh phụ.

Chuẩn lắp ráp: Là chuẩn để

xác định vị trí tơng quan của

các chi tiết khác nhau của

một bộ phận máy trong quá

trinh lắp ráp

Chuẩn lắp ráp có thể trùng

hoặc không trùng với mặt tỳ

lắp ráp

- Chuẩn kiểm tra (còn gọi là

chuẩn đo lờng): Là chuẩn

mà căn cứ vào đó để tiến

hành đo hay kiểm tra kích

thớc về vị trí giưa các yếu tố

hinh học của chi tiết máy

Trong thực tế thi có khi chuẩn thiết kế, chuẩn gia công, chuẩn lắp ráp và chuẩn kiểm tra trùng nhau hoặc khác nhau

Câu 3 Quá trinh gá đặt chi tiết gia công

1 Khái niệm về quá trinh gá đặt

Chi tiết trớc khi gia công phải đợc gá đặt lên máy hay đồ gá Gá đặt chi tiết bao gồm hai quá trinh :

a) Quá trinh định vị: là sự xác định vị trí tơng đối chính xác của chi tiết so với dụng cụ cắt truớc khi gia công

b) Quá trinh kẹp chặt: là quá trinh cố định vị trí của chi tiết sau khi đã

định vị để chống lại ngoại lực trong quá trinh gia công chi tiết làm cho chi tiết không rời khỏi vị trí đã đợc định vị trớc đó

Chú ý: Trong gá đặt, quá trinh định vị

bao giờ cũng đợc thực hiện trớc quá

trinh kẹp chặt Không bao giờ hai quá

trinh xẩy ra đồng thời hoặc ngợc lại.

Gá đặt hợp lý hay không là một trong

nhưng vấn đề cơ bản của việc thiết kế

qui trinh công nghệ Vi khi đã không

chế đợc các nguyên nhân gây ra sai số

khác thi độ chính xác gia công lại chủ

yếu do quá trinh gá đặt quyết định

Trang 4

Chọn phơng án gá đặt hợp lý sẽ nâng cao độ chính xác gia công, giảm thời gian phụ, đảm bảo độ cứng vưng, cải thiện chế độ cắt để giảm thời gian gia công cơ bản.

2 Các phơng pháp gá đặt chi tiết khi gia công

a Phơng pháp rà gá

Sử dụng phơng pháp này là ngời công nhân dùng các thiết bị nh bàn rà, mũi

rà, đồng hồ đo… để xác định vị trí của chi tiết so với máy hoặc dụng cụ

Có thể rà trên máy hoặc rà bằng cách vạch dấu

Rà gá thờng sử dụng cho sản xuất nhỏ

- Đặc điểm của phơng pháp:

b Phơng pháp tự động đạt kích thớc

Dụng cụ cắt có vị trí tơng quan cố định so với vật gia công nhờ các cơ cấu

định vị của đồ gá Khi gia công máy và dao đợc

điều chỉnh trớc

- Đặc điểm của phơng pháp:

1.4.3 Nguyên tắc 6 điểm khi định vị chi tiết.

Một vật rắn tuyệt đối trong không gian Đề-các

có 6 bậc tự do (3 chuyển động tịnh tiến theo X, Y,

Z và 3 chuyển động quay quanh trục X, Y và Z

Trong công nghệ chế tạo máy, để hạn chế 6 bậc

tự do của hinh hộp ngời ta làm nh sau :

Mặt phẳng đáy không chế 3 bậc tự do, trong đó:

- Điểm 1 khống chế bậc tự do tịnh tiến theo

ph-ơng oz

- Điểm 2 khống chế bậc tự do quay quanh trục oy

- Điểm 3 khống chế bậc tự do quay quanh trục ox

Mặt bên khi áp vào mặt YOZ sẽ khống chế 2 bậc tự do:

- Điểm 4 khống chế bậc tự do tịnh tiến theo phơng ox

- Điểm 5 khống chế bậc tự do quay quanh trục oz

Mặt sau khi tiếp xúc với mặt XOZ khống chế 1 bậc tự do:

- Điểm 6 khống chế bậc tự do tịnh tiến theo phơng oy

Lu ý: - Bất kỳ mặt phẳng nào cũng có thể hạn chế 3 bậc tự do Nhng khi một

mặt đã hạn chế 3 bậc thi mặt thứ hai chỉ hạn chế 2 bậc.

- Trong quá trinh gia công không phải lúc nào cũng yêu cầu định vị đủ 6 bậc tự do mà tuỳ theo yêu cầu gia công, số bậc tự do đợc hạn chế là từ 1 đến 6

Một số ví dụ

- Khi mặt định vị là các lỗ tâm thi đồ định vị sẽ là các mũi tâm

+ Mũi tâm cố định hạn chế 3 bậc tự do

+ Mũi tâm di động hạn chế 2 bậc tự do

+ Hai mũi tâm (một cố định và một di động) khống chế 5 bậc tự do

Trang 5

Đề số 02

Câu 1 Các nguyên nhân sinh ra sai số gia công.

1 Do biến dạng đàn hồi của hệ thống công nghệ.

Khi cắt: Do hệ thống không đủ cứng vưng nên lực cắt gây ra biến dạng:

+ Biến dạng đàn

+ Biến dạng tiếp xúc (biến dạng dẻo)

Biến dạng gây ra sai số kích thuớc, sai số hinh dạng của bề mặt gia công Biến dạng của hệ thống công nghệ có bản chất phức tạp =>phải khảo sát qua thực nghiệm

a) ảnh hởng của độ cứng vưng hệ thống công nghệ.

- Sai số gây ra do biến dạng của chi tiết gia công: Thực tế thi chi tiết gia

công không phải là vật rắn tuyệt đối, nên theo lý thuyến biến dạng vật rắn, ngời ta tính toán đợc rằng, với chi tiết gá trên hai đầu mũi tâm thi độ võng xuất hiện tại điểm gia công

- Sai số do biến dạng của dao cắt và ụ gá dao:

Dao và ụ gá dao không cứng vưng nên khi cắt sẽ bị biến dạng, làm bán kính chi tiết tăng lên một lợng: khi chế độ cắt không đổi => chỉ gây sai số

không đổi của kích thớc đờng kính =>có thể khử bằng cách cắt thử.

Nh vậy, sai số gia công một phần là do hệ thống công nghệ kém cứng vưng

=>phải tim cách để nâng cao độ cứng vưng cho hệ thống công nghệ Sai số phụ thuộc lực cắt, khi lực cắt là không đổi thi sai số sẽ là không đổi (đối với một loạt chi tiết) Nhng trong thực tế do sự biến đổi của các yếu tố công

nghệ nên lực cắt luôn thay đổi nên sai số gia công thay đổi.

b) ảnh huởng do dao cùn

Dao cùn làm cho kích thuớc ban đầu của dao thay đổi và tăng lực cắt một luợng tỷ lệ với diện tích mòn

c) ảnh huởng do sai số của phôi

Do sai số hinh dạng hinh học của phôi =>thay đổi chiều sâu cắt

Độ cứng vưng của hệ thống công nghệ có ảnh huởng nhiều đến độ chính xác gia công

Trang 6

Để giảm sai số gia công phải nâng cao độ cứng vưng, có một số phuơng pháp nâng cao độ cứng vưng hệ thống công nghệ sau :

+ Sử dụng các kết cấu hợp lý

+ Giảm bớt các khâu trong hệ thống công nghệ.

+ Nâng cao chất lợng chế tạo các chi tiết nhất là chất lợng bề mặt của các mặt tiếp xúc, nhằm nâng cao độ cứng vưng tiếp xúc.

+ Có chế độ sử dụng thiết bị hợp lý.

+ Định kỳ kiểm tra độ cứng vưng của các bộ phận trong hệ thống công nghệ.

+ Không dùng dao quá mòn vi khi đó sẽ làm tăng lực cắt.

2 ảnh huởng của độ chính xác của máy, dao, đồ gá và tinh trạng mòn của chúng đến độ chính xác gia công.

a) Sai số của máy công cụ.

Máy đợc chế tạo không chính xác =>Gây ra sai số gia công

Trong quá trinh làm việc máy bị mòn=>Gây ra sai số gia công

b) Sai số của đồ gá.

Đồ gá có tác dụng đảm bảo đúng vị trí tuơng đối của dao so với phôi =>sai

số chế tạo, lắp ráp và mòn của đồ gá sẽ sinh ra sai số gia công

c) Sai số của dụng cụ cắt.

Sai số chế tạo dụng cụ, sai số gá đặt dụng cụ lên máy, mòn của dụng cụ trong quá trinh gia công đều gây ra sai số gia công

Để khắc phục sai số hinh học của máy, dao, đồ gá có thể dùng các biện pháp sau :

- Sửa chưa định kỳ, thêm các cơ cấu hiệu chỉnh

- Giảm sai số gá đặt chi tiết, đồ gá, giảm sai số gá đặt Nâng cao độ chính xác chế tạo đồ gá

- Nâng cao độ chính xác chế tạo dụng cụ Chọn vật liệu làm dao tốt, nhiệt luyện và mài dao tốt để tăng tuổi thọ của dao

- Chọn chế độ cắt hợp lý để đảm bảo năng suất mà dao ít mòn

3 ảnh huởng do biến dạng nhiệt của hệ thống công nghệ đến độ chính xác gia công.

Các thành phần của hệ thống công nghệ khi làm việc sẽ bị nóng lên và giản

nở gây ra sai số gia công

a Sai số do biến dạng vi nhiệt của máy.

Trong quá trinh làm việc máy sẽ bị nóng lên, các bộ phận khác nhau của máy có thể có nhệt độ chênh lệch nhau đến 50 0C =>biến dạng không đều

=>không chính xác

Một số biện pháp để giảm biến dạng nhiệt của máy :

- Kết cấu máy phải đảm bảo điều kiện toả nhiệt

- Các bộ phận nh động cơ, cơ cấu thuỷ lực phải bố trí sao cho trong quá trinh làm việc chúng phải đuợc nóng đều.

- Các chi tiết máy khi thiết kế phải có tiết diện đủ lớn để dễ toả nhiệt, có độ bóng bề mặt hợp lý để giảm ma sát.

- Các máy chính xác không đuợc để ánh nắng rọi vào Trớc khi máy làm việc phải chạy không để cân bằng nhiệt.

b Sai số do biến dạng nhiệt của dụng cụ cắt

Trang 7

Tại vùng cắt, phần lớn công cắt đợc chuyển thành nhiệt Nhiệt cắt sẽ truyền vào phoi, dao, chi tiết Nhiệt truyền vào dao sẽ làm cho dao vơn ra phía trớc sinh ra sai số do biến dạng nhiệt của dụng cụ cắt

c, Sai số do biến dạng nhiệt của chi tiết gia công.

Khi gia công nhiệt truyền vào chi tiết làm nó biến dạng -> sai số gia công

- Nếu chi tiết đợc nung nóng đều => Gây ra sai số kích thuớc

- Nếu chi tiết đợc nung nóng không đều => Gây ra cả sai số hinh dáng lẫn kích thuớc

Một số biện pháp khắc phục biến dạng nhiệt của chi tiết:

- Tới dung dịch trơn nguội vào vùng gia công

- Khi yêu cầu độ chính xác cao phải dùng chế độ cắt thích hợp.

- Cho máy chạy không tải một lúc truớc khi cắt để cho nhiệt độ các khâu trong máy tăng lên đến mức cân bằng nhiệt với môi trờng xung quanh

d Sai số do rung động phát sinh trong quá trinh cắt.

Rung động là do hệ thống công nghệ kém cứng vưng Rung động gồm có:

rung động cing bức và rung động tự phát (tự rung).

Nguyên nhân gây ra rung động cuing bức:

- Các chi tiết quay nhanh trong hệ thống công nghệ không cân bằng

- Có sai số của các chi tiết truyền động trong máy

- Luợng du gia công không đều, bề mặt gia công không liên tục

- Các mặt tiếp xúc có khe hở

- Rung động của máy xung quanh

Để giảm rung động cuing bức có các biện pháp:

- Nâng cao độ cứng vưng của hệ thống công nghệ

- Giảm lực kích thích từ bên ngoài

- Các chi tiết truyền động cần có độ chính xác cao

- Các chi tiết quay tròn phải đợc cân bằng

- Cố gắng tránh cắt không liên tục

- Khi cắt chi tiết yêu cầu độ chính xác cao cần phải có cơ cấu giảm rung

Rung động tự phát (tự rung):

Nguyên nhân: Là do bản thân quá trinh cắt gây ra, xuất hiện khi cắt Trong quá trinh cắt, do lực cắt thay đổi nên gây ra rung động.

Để giảm rung động tự phát, có thể sử dụng các biện pháp sau:

- Tránh hớt lớp phoi quá rộng và quá mỏng

- Chọn chế độ cắt hợp lý sao cho không tồn tại lẹo dao

- Thay đổi hinh dáng hinh học của dao để giảm lực cắt theo phuơng có rung động

- Dùng dung dịch trơn lạnh để giảm bớt mòn dao

- Nâng cao độ cứng vưng của hệ thống công nghệ

- Sử dụng các cơ cấu giảm rung nhằm tiêu hao năng luợng tạo rung trong quá trinh cắt

Trang 8

Câu 2

Trình bày các thành phần của quy trình công nghệ? Lấy ví dụ minh họa?

a Nguyên công: Là một phần của quá trinh công nghệ đợc hoàn thành liên

tục tại một chổ làm việc do một hay một nhóm công nhân thực hiện

Ví dụ khi tiện các bề mặt A, B của trục nh trong hinh vẽ:

- Nếu tiện mặt A xong, quay lại tiện mặt B

luôn<1 nguyên công>

- Nếu tiện mặt A xong cho cả loạt rồi trở

đầu tiện mặt B<2 nguyên công>

Nguyên công là đơn vị cơ bản của quá trinh

công nghệ đợc dùng để hạch toán và tổ chức

sản xuất Việc phân chia nó chỉ là tơng đối, tuỳ thuộc vào điều kiện cụ thể

nhng nó có ý nghĩa kinh tế, kỹ thuật Một quy trinh công nghệ có thể gồm nhiều nguyên công

b.Gá (gá đặt): Là một phần của nguyên công đợc hoàn thành trong một lần

gá đặt chi tiết gia công Một nguyên công có thể gồm một hay nhiều lần gá

c Vị trí: Là một phần của nguyên công đợc xác định bởi vị trí của chi tiết so

với máy hoặc dao Nh vậy một lần gá có thể có một hoặc nhiều vị trí

d.Bớc: Là một phần của nguyên công tiến hành gia công một hoặc một tập

hợp bề mặt bằng một hay một bộ dao với một chế độ cắt không đổi trong

suốt thời gian gia công đó

e Đờng chuyển dao: Là một phần của bớc để hớt (cắt) đi một lớp vật liệu có

cùng chế độ cắt và bằng cùng một dao cắt.

f Động tác: Là một hành động của công nhân để điều khiển máy gia công

hoặc lắp ráp Động tác tuy đơn giản nhung là yếu tố rất quan trọng trong việc thực hiện Tự động hoá quá trinh sản xuất

Câu 3 Đúc ly tâm là gì? Vẽ và trình bày các phơng pháp đúc ly tâm?

* Đúc ly tâm là rót kim loại lỏng vào khuôn quay, nhờ lực ly tâm mà kim loại lỏng đợc phân bố đều theo bề mặt bên trong của khuôn hoặc

điền đầy lòng khuôn tạo thành vật đúc

Lực ly tâm tác dụng vào kim loại lỏng P=mrω 2

Trang 9

m: khối lợng riêng của kim loại

r : bán kính quay

ω: vận tốc quay

* Đúc ly tâm đứng

- Đúc ly tâm đứng là đúc ly tâm mà khuôn quay theo trục thẳng đứng,

bề mặt tự do của kim loại lỏng là một parabonloit, mỗi phần tử kim loại lỏng chịu tác dụng của 2 lực; lực ly tâm P và trọng lực Q

- Sơ đồ nguyên lý:

- Phạm vi ứng dụng: Vật đúc tròn xoay và một số vật định hình khác

có kích thớc ngắn

*Đúc ly tâm ngang

- Đúc ly tâm ngang là đúc ly tâm mà khuôn quay theo trục nằm ngang

- Sơ đồ nguyên lý: Để kim loại rải đều theo chiều dài của khuôn, ngời

ta dùng một máng rót, khi rót kim loại vào khuôn máng rót di chuyển dọc theo trục quay của khuôn

- Phạm vi ứng dụng: Vật đúc dài có chiều dày không đổi, do có máng rót nên không đúc đợc vật đúc có đờng kính nhỏ

ĐỀ 03 Cõu 1( câu 1 đề 01)

Câu 2 ( Câu 3 đề 01)

Câu 3 Tình bày các phơng pháp gia công có phôi

Đề 04

Sơ đồ nguyên lý đúc ngang

1: Kim loại lỏng 2: Hệ thống rót 3: Khuôn đúc

Trang 10

Câu 1 ( Câu 2 đề 02) Trỡnh bày cỏc thành phần của quy trỡnh cụng nghệ? Lấy vớ dụ minh họa?

a Nguyên công: Là một phần của quá trinh công nghệ đợc hoàn thành liên

tục tại một chổ làm việc do một hay một nhóm công nhân thực hiện

Ví dụ khi tiện các bề mặt A, B của trục như trong hinh vẽ:

- Nếu tiện mặt A xong, quay lại tiện

mặt B luôn< 1 nguyên công>

- Nếu tiện mặt A xong cho cả loạt rồi

trở đầu tiện mặt B <2 nguyên công>

Nguyên công là đơn vị cơ bản của quá

trinh công nghệ đợc dùng để hạch

toán và tổ chức sản xuất Việc phân

chia nó chỉ là tơng đối, tuỳ thuộc vào điều kiện cụ thể nhng nó có ý nghĩa

kinh tế, kỹ thuật Một quy trinh công nghệ có thể gồm nhiều nguyên công.