•Độ cứng:–Cao hơn vật liệu gia công•Thông thường từ 62 65HRC•Thép không gỉ, chịu nóng… độ cứng > 65HRC•Độ bền cơ học:–Trong quá trình cắt thường chịu những lực và những sung lực rất lớn.Mặt khác dụng cụ cắt còn chịu rung động do hệ thống công nghệ do đó dẫn tới tình trạng lưỡi cắt sẽ bị phá hỏng nhanh do bị mẻ,vỡ,tróc...Vì vậy để nâng cao tính năng cắt và nâng cao tuổi bền của dao,vật liệu làm dụng cụ cắt cần phải có độ bền cơ học cao.•Độ chịu nhiệt:–Giữ được độ cứng cao và các tính chất ở nhiệt độ cao–Tính dẫn điện càng cao càng tốt
Trang 11/ Trình bày yêu cầu của vật liệu làm dụng cụ cắt.
* Yêu cầu của vật liệu làm dao
• Độ cứng:
– Cao hơn vật liệu gia công
• Thông thường từ 62 - 65HRC
Thép không gỉ, chịu nóng… độ cứng > 65HRC
• Độ bền cơ học:
– Trong quá trình cắt thường chịu những lực và những sung lực rất lớn.Mặt khác dụng cụ cắt
còn chịu rung động do hệ thống công nghệ do đó dẫn tới tình trạng lưỡi cắt sẽ bị phá hỏng nhanh do bị mẻ,vỡ,tróc Vì vậy để nâng cao tính năng cắt và nâng cao tuổi bền của dao,vật liệu làm dụng cụ cắt cần phải có độ bền cơ học cao
• Độ chịu nhiệt:
– Giữ được độ cứng cao và các tính chất ở nhiệt độ cao
– Tính dẫn điện càng cao càng tốt
• Độ chịu mài mòn:
– Chịu ma sát lớn
– Hiện tượng chảy dính
• Tính công nghệ:
– Dễ rèn, dập, dễ cắt gọt…
– Thuận tiện cho công việc chế tạo, phục hồi tình năng
• Tính kinh tế:
– Giá cả phù hợp
– Chủng loại đa dạng
2/ Trình bày các nguyên tắc chọn chuẩn trong gia công.
Nguyên tắc chọn chuẩn
- Nguyên tắc chọn chuẩn thô:
• Nếu chi tiết có một bề mặt không gia công thì nên chọn bề mặt đó làm chuẩn thô,
• Nếu có nhiều bề mặt không gia công thì nên chọn bề mặt không gia công nào có yêu cầu độ chính xác
về vị trí tương quan cao nhất làm chuẩn thô
• Nếu tất cả bề mặt đều phải gia công thì nên chọn bề mặt nào có lượng dư nhỏ, đồng đều làm chuẩn thô
Trang 2• Chọn mặt tương đối bằng phẳng, không có ba via, hơi, đậu rót, đậu ngót làm chuẩn thô
• Chuẩn thô chỉ nên sử dụng một lần
- Nguyên tắc chọn chuẩn tinh :
•Nên chọn chuẩn tinh là chuẩn tinh chính
•Nên chọn chuẩn gia công ( chuẩn định vị ) trùng với gốc kích thước ( chuẩn đo lường )
•Chọn chuẩn sao cho khi gia công chi tiết không bị biến dạng do lực cắt, lực kẹp Mặt phẳng làm chuẩn phải có diện tích đủ lớn để định vị
•Chọn chuẩn sao cho kết cấu đồ gá đơn giản
•Nên chọn chuẩn thống nhất
3/ Trình bày các phương pháp gá đặt chi tiết trong gia công.
- Phương pháp gá đặt chi tiết khi gia công.
+ Phương pháp gá đặt bằng cách rà gá
Sử dụng mũi dò, đồng hồ kết hợp với quan sát bằng mắt, có hai phương pháp, rà gá theo vạch dấu và rà trực tiếp trên máy
Ưu điểm:
-Có thể lọai trừ được lượng mòn của dụng cụ, Phân phối lượng dư đồng đều cho từng chi tiết
Nhược điểm:
-Tốn nhiều thời gian
-Năng suất và độ chính xác sẽ phụ thuộc vào tay nghề người thợ rà
+ Phương pháp gá đặt tự động đạt kích thước
Việc xác định vị trí của chi tiết trong hệ thống công nghệ nhờ vào các cơ cấu định vị của đồ gá
Ưu điểm
- Có khả năng cơ khí hóa, tự động hóa
- Chất lượng ổn định, năng suất cao
Nhược điểm
- Không tận dụng được các phôi có lượng dư nhỏ không đồng đều
-Cần lưu ý lượng mòn của dao và tuổi bền dao trong quá trình cắt nhằm điều chỉnh kịp thời
4/ Trình bày các yếu tố cấu thành lượng dư gia trung gian.
*Các yếu tố cấu thành lượng dư trung gian
Trang 3Lượng dư trung gian của nguyên công đang thực hiện bao gồm:
- Chiều cao nhấp nhô bề mặt của nguyên công (bước) sát trước để lại RZi-1
- Lớp bề mặt hư hỏng do nguyên công (bước) sát trước để lại Ti-1 (sinh ra do mất cácbon, do ăn mòn,
do bị biến cứng quá mức, bị nứt v.v )
- Những sai lệch không gian của bề mặt gia công do nguyên công (bước) sát trước để lại (độ không song song, độ không đồng tâm v.v ); những sai lệch không gian của bề mặt gia công so với bề mặt chuẩn i-1
- Sai số gá đặt do nguyên công (bước) đang thực hiện gây nên i
- Nhấp nhô bề mặt Rz
Tùy thuộc vào loại phôi hoặc phương pháp gia công mà độ nhấp nhô bề mặt có giá trị khác nhau
- Hư hỏng bề mặt: T
Tùy thuộc vào phương pháp chế tạo phôi, vật liệu làm phôi hoặc phương pháp gia công mà lớp hư hỏng
bề mặt có giá trị khác nhau
- Sai lệch không gian ρ
Tùy theo loại phôi, phương pháp gia công cụ thể mà có cách tính khác nhau
Khi xác định sai lệch không gian, ta cần lưu ý rằng đối với các nguyên công (bước) tiếp theo giá trị sẽ giảm dần theo công thức sau:
sai lệch không gian khi khoan được xác định theo công thức sau:
Trong đó:
ΔLT - Độ lệch tâm đơn vị khi khoan
l - Chiều sâu của lỗ khoan.
C0 - Độ lệch tâm ban đầu của lỗ khoan
- Sai số gá đặt
Tùy từng phương pháp gia công, biện pháp gá đặt cụ thể mà sai số gá đặt có trị số khác nhau
Sai số gá đặt được tính bằng công thức:
5/ Trình bày trình tự các bước tính sai số chuẩn.
Trình tự để tính sai số chuẩn cho kích thước gia công như sau:
•Vẽ sơ đồ gá đặt khi gia công
•Xác định rõ chuẩn định vị, chuẩn điều chỉnh, gốc kích thước
ρi= Ki⋅ ρi−1 ρ= √ ( ΔLT⋅ l )2+ C02
εgd= √ εdg2 + ε2kc+ εc2
Trang 4S
8 2
min min2
2
1 2
rh h
r S
•Vẽ chuỗi kích thước công nghệ trên sơ đồ gá đặt, kích thước trong chuỗi này có gốc và có hướng
•Viết chuỗi kích thước công nghệ
•Tìm các lượng biến động của khâu x1 và khâu x2
•Sai số chuẩn của kích thước gia công chính là tổng các lượng biến động ∆x1 và ∆x2
6/ Phân tích các yếu tố mang tính chất hình học ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt gia công.
- Khi S>0,15 mm/vòng thì : Rz=
- Khi S<0,1 mm/vòng thì : Rz=
- Khi S quá nhỏ (< 0,03 mm/vg) thì trị số của Rz lại tăng, tức là khi gia công tinh với S quá nhỏ sẽ không có ý nghĩa đối với việc cải thiện chất lượng bề mặt chi tiết vì xẩy ra hiện tượng trượt mà không tạo thành phoi
• Chiều sâu cắt t cũng có ảnh hưởng tương tự như lượng chạy dao đối với chiều cao nhấp nhô tế vi,
nếu bỏ qua độ đảo của trục chính máy
• Các thông số hình học của lưỡi cắt, đặc biệt là góc trước g và độ mòn có ảnh hưởng đến Rz Khi
góc g tăng thì Rz giảm, độ mòn dụng cụ tăng thì Rz tăng
7/ Phân tích ảnh hưởng của phương pháp đo và dụng cụ đo ảnh hướng đến độ chính xác gia công.
Trong quá trình chế tạo, việc kiểm tra, đo lường cũng gây ra sai số và ảnh hưởng đến độ chính xác gia công Những sai số do đo lường bao gồm:
- Sai số do dụng cụ đo: tuy là dụng cụ để đánh giá độ chính xác gia công nhưng bản thân nó khi chế tạo, lắp ráp cũng bị sai số
- Sai số do phương pháp đo như chọn chuẩn , cách đọc, lực đo không đều
- Sai số do độ mòn của dụng cụ sau một thời gian sử dụng,
- Để giảm bớt ảnh hưởng của đo lường đến độ chính xác gia công, khi đo lường phải chọn dụng cụ
đo và phương pháp đo phù hợp với độ chính xác theo yêu cầu
=====================================================================
8/ Phân tích ảnh hưởng của lớp biến cứng bề mặt đến khả năng làm việc của chi tiết máy
*Ảnh hưởng của lớp biến cứng bề mặt đến khả năng làm việc của chi tiết máy:
- Ảnh hưởng đến tính chống mài mòn
Lớp biến cứng bề mặt của chi tiết máy có tác dụng nâng cao tính chống mòn
Trang 5Biến cứng bề mặt làm hạn chế tác động tương hỗ giữa các phần tử và tác động tương hỗ cơ học ở bề mặt tiếp xúc nghĩa là hạn chế sự khuếch tán oxy trong không khí vào bề mặt chi tiết máy, ngăn không để tạo thành các oxít kim loại
- Ảnh hưởng đến khả năng chống mài mòn.
Lớp biến cứng càng lớn, chiều sâu lớp biến cứng càng sâu, khả năng chống mài mòn càng tốt
- Ảnh hưởng đến độ bền mỏi
Bề mặt biến cứng có thể làm tăng độ nền mỏi của chi tiết máy
Chiều sâu và mức độ biến cứng của lớp bề mặt đều ảnh hưởng đến độ bền mỏi của chi tiết máy; cụ thể
là 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 dư nén
- Ảnh hưởng đến khả năng chống ăn mòn.
- Biến dạng dẻo và biến cứng lớp bề mặt có mức độ khác nhau tuỳ theo thành phần kim loại khác nhau
- Hạt ferit biến dạng nhiều hơn hạt peclít Điều này làm cho năng lượng thay đổi không đều và thế năng điện tích thay đổi khác nhau Các hạt ferit biến cứng nhiều hơn sẽ trở thành các anốt, các hạt peclít biến cứng ít hơn sẽ trở thành các catốt
- Cũng do các nguyên nhân đó mạng lưới nguyên tử bị lệch với mức độ khác nhau, kết quả biến dạng dẻo tạo nên sự không đồng nhất tế vi của kim loại đa tinh thể, sinh ra nhiều phần tử ăn mòn, nhất là ở mặt phẳng trượt, làm tăng quá trình ăn mòn và khuếch tán ở lớp bề mặt
9/ Phân tích ảnh hưởng của độ nhám bề mặt đến khả năng làm việc của chi tiết máy.
- Ảnh hưởng đến tính chống mài mòn
Khi hai chi tiết có nhấp nhô tế vi (nhám) tiếp xúc nhau, thì trong giai đoạn đầu của quá trình làm việc, hai bề mặt này chỉ tiếp xúc nhau ở một số đỉnh nhấp nhô
Khi hai bề mặt chuyển động tương đối với nhau xảy ra hiện tượng trượt dẻo ở các đỉnh nhấp nhô; các đỉnh nhấp nhô bị mòn nhanh, khe hở lắp ghép tăng Đó là hiện tượng mài mòn ban đầu
Sau giai đoạn này diện tích tiếp xúc thực tăng lên và áp lực tiếp xúc giảm đi Lúc này quá trình mài mòn xảy
ra bình thường và chậm Cuối cùng là giai đoạn mòn kịch liệt, khi đó bề mặt tiếp xúc bị tróc ra (nghĩa là bề mặt chi tiết bị phá huỷ)
Quá trình mài mòn của một cặp chi tiết ma sát với nhau thường qua 3 giai đoạn :
• Giai đoạn 1 : giai đoạn mài mòn ban đầu
• Giai đoạn 2 : giai đoạn mài mòn bình thường
Giai đoạn 3 : giai đoạn mài mòn phá huỷ
Chiều cao nhấp nhô càng lớn, lượng mòn ban đầu càng lớn, quá trình mòn càng nhanh
- Ảnh hưởng đến độ bền mỏi
Độ nhám bề mặt có ảnh hưởng đến độ bền mỏi của chi tiết máy, nhất là khi chi tiết máy chịu tải trọng chu kỳ có đổi dấu, vì ở đáy các nhấp nhô tế vi có ứng suất tập trung với trị số lớn, có khi trị số này vượt quá giới hạn mỏi của vật liệu
Ứng suất tập trung này sẽ gây ra các vết nứt tế vi ở đáy các nhấp nhô, đó là nguồn gốc gây phá hỏng chi tiết máy
- Ảnh hưởng đến khả năng chống ăn mòn.
Các chỗ lõm bề mặt do độ nhấp nhô tế vi tạo ra là nơi chứa các tạp chất như axít, muối, v.v các tạp chất này có tác dụng ăn mòn hoá học đối với kim loại
Quá trình ăn mòn hoá học ở lớp bề mặt xảy ra dọc theo sườn dốc của các nhấp nhô tế vi, theo chiều từ đỉnh xuống đáy các nhấp nhô, làm cho các nhấp nhô cũ bị mất đi và các nhấp nhô mới hình thành
Trang 60 0
V (m /ph )
Như vậy bề mặt chi tiết máy càng ít nhám thì sẽ càng ít bị ăm mòn hoá học, bán kính đáy càng lớn thì khả năng chống ăn mòn hoá học của lớp bề mặt càng cao
- Ảnh hưởng đến độ chính xác lắp ghép.
Độ chính xác của mối lắp phụ thuộc vào đặc tính của mối lắp, mà đặc tính của mối lắp phụ thuộc rất nhiều vào độ nhẵn bóng các bề mặt lắp ghép với nhau
10/ Phân tích ảnh hưởng của các yếu tố mang tính chất biến dạng đến độ nhám bề mặt -Ảnh hưởng của vận tốc cắt đến độ nhám bề mặt: Tốc độ cắt có ảnh hưởng rất lớn đến độ
nhám bề mặt
Khi cắt thép cacbon ở tốc độ cắt thấp, nhiệt cắt không cao, phoi kim loại tách dễ, biến dạng của lớp kim loại không nhiều, vì vậy độ nhám bề mặt thấp Khi tăng tốc độ đến khoảng 15- 20 m/phút thì nhiệt cắt vàlực cắt đều tăng, gây ra biến dạng dẻo mạnh, ở mặt trước và mặt sau của dao kim loại bị chảy dẻo Khi lớp kim loại
bị nén chặt ở mặt trước dao và nhiệt độ cao làm tăng hệ số ma sát ở vùng cắt sẽ hình thành lẹo dao Đó là một ít kim loại bị chảy và bám vào mặt trước và một phần sau của dao Lẹo dao làm tăng độ nhám bề mặt gia công Nếu tiếp tục tăng tốc độ cắt, lẹo dao bị nung nóng nhanh hơn, vùng kim loại biến dạng bị phá huỷ, lực dính của lẹo dao không thắng nổi lực ma sát của dòng phoi và lẹo dao bị cuốn đi Biến mất ứng với tốc
độ cắt trong khoảng 30¸60m/phút Với tốc độ cắt lớn hơn 60 m/phút thì lẹo dao không hình thành được, nên
độ nhám bề mặt gia công giảm (độ nhẵn bóng bề mặt tăng )
Khi gia công kim loại giòn (gang) các mảnh kim loại bị trượt và vỡ ra không theo thứ tự do đó làm tăng độ nhấp nhô (độ nhám )bề mặt Tăng tốc độ cắt sẽ giảm được hiện tương vỡ vụn của kim loại và như vậy làm giảm độ nhấp nhô bề mặt
Ảnh hưởng của lượng chạy dao đến độ nhám bề mặt:
Lượng chạy dao S ngoài ảnh hưởng mang tính chất hình học như đã nói ở trên, còn có ảnh hưởng lớn đến mức độ biến dạng dẻo và biến dạng đàn hồi ở bề mặt gia công, làm cho độ nhám thay đổi Hình 2.9 là đồ thị quan hệ giữa lượng chạy dao S và chiều cao nhấp nhô tế vi (độ nhám bề mặt) R khi gia công thép
cacbon
Khi gia công với lượng chạy dao S = 0,02 ÷ 0,15 mm/vòng thì bề mặt gia công có độ nhấp nhô tế vi giảm Nếu gia công với S < 0,02 mm/vòng thì độ nhấp nhô tế vi sẽ tăng lên (độ nhẵn bóng giảm xuống) vì ảnh hưởng của biến dạng dẻo lớn hơn ảnh hưởng của các yếu tố hình học Nếu lượng chạy dao S > 0,15
Trang 7mm/vòng thì biến dạng đàn hồi sẽ ảnh hưởng đến sự hình thành các nhấp nhô tế vi, kết hợp với ảnh hưởng của các yếu tố hình học, làm cho độ nhám bề mặt tăng lên (đoạn BC trên hình 2.9)
Như vậy, để đảm bảo độ nhẵn bóng bề mặt và năng suất gia công nên chọn giá trị lượng chạy dao S trong khoảng từ 0,05 đến 0,12 mm/vòng đối với thép cacbon
- Chiều sâu cắt t ảnh hưởng không lớn đến độ nhẵn bóng bề mặt nên có thể bỏ qua.
Nhưng nếu t quá bé ứng với giá trị t = 0,020,03 mm thì xảy ra hiện tượng trượt dao trên bề mặt gia công và cắt không liên tục làm tăng độ nhám bề mặt
- Dao bị mòn cũng ảnh hưởng đáng kể đến độ nhám bề mặt.
- Dung dịch trơn nguội cũng ảnh hưởng đáng kể đến độ nhám bề mặt.
z (m)
0 2
0 5
s (m m/v )