Đồ án nhông sau và nhíp oto

Đồ án cugn cấp kiến thức về cấu tạo chi tiết,môi trường làm việc từ đó suy ra yêu cầu cơ tính. thiết kế quy trình sản xuất và quy trình nhiệt luyện cho chi tiết nhông sau và nhíp oto. Với sản lượng được cho trước đề xuất quy trình sao cho phù hợp và năng suất cáo

I Đ u đ thi t k ầ ề ế ế

Thi t k phân xế ế ưởng nhi t luy n nhíp ô tô và nhông xe máy.ệ ệ

II.Các s li u ban đ u ố ệ ầ

1 Nhíp ô tô : S n lả ượng : 200 t n/năm.ấ

2 Nhông sau xe máy: S n lả ượng: 50 t n/năm.ấ

III N i dung trình bày và tính toán ộ

 Xác đ nh các thông s công ngh c b n, s lị ố ệ ơ ả ố ượng thi t b c n thi t choế ị ầ ế

xưởng nhi t luy n, ệ ệ

 Tính toán các thông s công ngh , l p quy trình công ngh nhi t luy n.ố ệ ậ ệ ệ ệ

 Ti n hành tính toán và l a ch n thi t b công ngh ( lò nung, b làmế ự ọ ế ị ệ ểngu i, ) , thi t b ph , ộ ế ị ụ

 Tính toán giá thành nhiên li u và hi u qu kinh t c a xệ ệ ả ế ủ ưởng

C B n vẽ thi t k ( chung cho c nhóm): ả ế ế ả

 B trí thi t b trên m t b ng c a xố ế ị ặ ằ ủ ưởng : b n vẽ kh A0.ả ổ

 M t c t ngang nhà xặ ắ ưởng ( n u m t c t đi qua thi t b , ch c n vẽ kháiế ặ ắ ế ị ỉ ầquát c u t o c a thi t b ): B n vẽ kh A0 ho c A1.ấ ạ ủ ế ị ả ổ ặ

 Trang b công ngh : gá l p, thi t b v n chuy n , ị ệ ắ ế ị ậ ể

 S đ b tr đi n nơ ồ ố ị ệ ước : B n vẽ kh A0 ho c A1.ả ổ ặ

D Yêu c u v an toàn lao đ ng ầ ề ộ

Thông qua B môn Cán b hộ ộ ướng d n thi t kẫ ế ế

Ngày tháng năm 2019 ( H tên , ch ký)ọ ữ

L I NÓI Đ U Ờ Ầ

Hiện nay khoa học kỹ thuật phát triển rất nhanh, theo thời đại mang lại nhưng lợi ích cho con người về vật chất và tinh thần Xã hội đang hướng tới mục tiêu “ Công nghiệphóa hiện đại hóa đất nước” nhằm phục vụ cho nền công nghiệp hiện nay, ngành cơ khichế tạo máy đóng vai trò quan trong trong việc sản xuất ra các thiết bị, công cụ cho các ngành kinh tế quốc dân Để phục vujcho nền kinh tế phát triển hiện nay chúng ta cần đẩy mạnh đội ngũ cán bộ có trình độ chuyên môn cao trong tất cả các lĩnh vực công nghiệp, đồng thời đáp ứng được những kỹ thuật tiên tiến công nghệ tự động trong sản xuất cơ khí và cần đến các vật liệu có tính đa dạng với chất lượng ngày càngcao

Nhiệt luyện là công nghệ làm thay đổi tính chất của vật liệu bằng cách thay đổi cấu trúc của vật liệu Đặc biệt trong cơ khí chế tạo máy, nhiệt luyện đóng vai trò quan trọng vì không những nó tạo cho chi tiết sau khi gia công có nhưng tính chất cần thiết như độ cứng, độ bền, độ dẻo, khả năng chống ăn mòn…mà còn làm tăng tính công nghệ của vật liệu Do đó cơ thể nói, nhiệt luyện là một trong những yếu tố quan trọng quyết định đến chất lượng sản phẩm cơ khí.Hiện nay nhà nước có chủ trương nội địa hóa các thiết bị sản xuất máy móc trong công nghiệp, các chi tiết đều đòi hỏi yêu cầu

về cơ tính và chết lượng Để nâng cao chất lượng cho các chi tiết này thì nhiệt luyện làmột quá trình không thể thiếu trong quy trình sản xuất

Nhiệt luyện quyết định đến tuổi thọ của sản phẩm Thông qua nhiệt luyện các chi tiết

sẽ có tuổi thọ làm việc cao hơn, tiết kiệm cho nền kinh tế sản xuất.Vị trí của nhiệt luyện trong dây truyền sản xuất cơ khí là rất quan trọng, nó có thể là 1 nguyên công sơ

bố cho 1 nguyên công nào đó, cũng cs thể là nguyên công cuối cùng trong dây chuyểnsản xuất cơ khí để nâng cao chất lượng sản phẩm Không những có ý nghĩa kinh tế rất lớn mà nó còn là thước đo để đánh giá trình độ phát triển khoa học kỹ thuật của 1 quốc gia Nhưng muốn nhiệt luyện tốt các chi tiết để từ đó nâng cao chất lượng và hạ

giá thành sản phẩm thì công việc thiết kế xưởng nhiệt luyện phù hợp với quy trình nhiệt luyện cho các chi tiết đóng vai trò rất quan trọng.

Tính toán đồ án môn học là một nội dung không thể thiếu trong quá trình đào tạo kỹ

sư nhằm cung cấp kiến thức cơ bản cũng như kiến thức chuyên ngành giúp mỗi sinh viên co thêm gần với thực tế sản xuất, là cơ sở để sinh viên hoàn thiện thêm kiến thức

đã được học

Đồ án môn học “ Đồ án thiết kế xưởng nhiệt luyện” vơi mục đích lập quy trình nhiệtluyện và lựa chọn thiết bị , nội dung tính toán bao gồm: Phân tích điều kiện làm việc của các chi tiết, tổng quan về vật liệu đã chọn, cơ sở lý thuyết về quy trình nhiệt luyện,tính toán lựa chon thiết bị Đây là nhưng nội dung tính toán và lựa chọn để lập những quy trình cụ thể cho các chi tiết Các quy trình nhiệt luyện nhằm tạo cho chi tiết có đủ các chỉ tiêt về độ bền, độ cứng cũng như các chỉ tiêu về độ dẻo dai, tính chống mài mòn chi tiết làm việc tốt trong các điều kiện cụ thể, trong khi lựa chọn vật liệu không lãng phí

Để giải quyết được các vấn đề trên, người thiết kế phải vận dụng kiến thức tổng hợp các môn học như: tính toán kỹ thuật nhiệt luyện, thiết bị và thiết kế xưởng nhiệt luyện,tra cứu sổ tay nhiệt luyện và các tài luyện chuyên ngành khác

Dướ ự ưới s h ng d n t n tình c a cô giáo , cùng v i s c g ng c a b n thân,ẫ ậ ủ ớ ự ố ắ ủ ảchúng em đã hoàn thành đ án thi t k xồ ế ế ưởng nhi t luy n M c dù v y, do ki nệ ệ ặ ậ ế

th c c a chúng em còn h n ch nên đ án thi t k này m i ch đáp ng đứ ủ ạ ế ồ ế ế ớ ỉ ứ ượccác n i dung c b n đ t ra và không th tránh kh i sai sót Vì v y, chúng em r tộ ơ ả ặ ể ỏ ậ ấmong nh n đậ ược nh ng ý ki n nh n xét, đóng góp c a các th y, cô giáo và cácữ ế ậ ủ ầ

b n đ b n thi t k đạ ể ả ế ế ược hoàn thi n h n.ệ ơ

Đ ng th i, chúng em xin chân thành c m n cô Nguy n Th Vân Thanh đã dànhồ ờ ả ơ ễ ịnhi u th i gian hề ờ ướng d n, gi ng gi i giúp chúng em hi u kỹ h n nhi u ki nẫ ả ả ể ơ ề ế

th c chuyên nghành Chúng em cũng xin chân thành c m n các th y, cô giáoứ ả ơ ầtrong b môn và các b n cùng l p đã trao đ i, góp ý trong quá trình thi t k ộ ạ ớ ổ ế ế

Hà N i , ngày10 tháng 6 năm 2019ộ

Sinh viên

Lê Văn Quân Nguy n Văn Tuy nễ ế

B Nhông sau xe máy

I.1 Đi u ki n làm vi c và yêu c u c tính………12ề ệ ệ ầ ơ

I.2 L a ch n v t li u……… 13ự ọ ậ ệ

I.3 Mác thép thay thế

Ch ươ ng II Quy trình công ngh ệ

A.Nhíp ô tô

II.1 Quy trình ch t o………14ế ạ

II.2 Nhi t luy n……….16ệ ệ

B Nhông sau xe máy

II.1 Quy trình ch t o………19ế ạ

II.2 Nhi t luy n……… 20ệ ệ

Ch ươ ng III Tính toán thông s nhi t luy n ố ệ ệ

A Nhíp ô tô

III.1 Tính toán nhi t đ và th i gian nung khi tôiệ ộ ờ

1 Kích thướ ủc c a nhíp ô tô……….21

2 L a ch n s b thi t b nhi t luy n……….22ự ọ ơ ộ ế ị ệ ệ

3 Tính toán th i gian nung khi tôiờ

4 Tính toán th i gian làm ngu iờ ộ

III.2 Tính toán nhi t đ và th i gian nung khi ramệ ộ ờ

1 L a ch n s b thi t b nhi t luy nự ọ ơ ộ ế ị ệ ệ

2 Tính toán th i gian nung khi ramờ

B Nhông xe máy

Ch ươ ng IV Tính toán l a ch n thi t b ự ọ ế ị

IV.1 Tính toán l a ch n thi t b công nghự ọ ế ị ệ

Ch ươ ng V Thi t k m t b ng nhà x ế ế ặ ằ ưở ng

V.1 Nh ng yêu c u chungữ ầ

V.2 Thi t k m t b ng nhà xế ế ặ ằ ưởng

Ch ươ ng VI An toàn lao đ ng ộ

VI.1 An toàn lao đ ng chungộ

VI.2 Các bi n pháp an toàn lao đ ngệ ộ

VI.3 Các bi n pháp phòng ch ng tai n nệ ố ạ

Ch ươ ng VII Tính toán chi phí s n xu t ả ấ

Tài li u tham kh oệ ả

Nhíp gi m xóc g m m t hay nhi u lá thép đàn h i đã qua nhi t luy n, cácả ồ ộ ề ồ ệ ệ

lá x p ch ng lên nhau theo các th t t ng n đ n dài nh t T p lá nhíp nàyế ồ ứ ự ừ ắ ế ấ ậ

được ghép v i nhau b ng m t bulông ho c tán đinh gi a và đ gi cho các láớ ằ ộ ặ ở ữ ể ữkhông b xô l ch, chúng đị ệ ược k p gi m t s v trí Lá nhíp dài nh t đẹ ữ ở ộ ố ị ấ ược g iọ

là nhíp chính và được u n hai đ u đ t o thành tai nhíp Các tai này đố ở ầ ể ạ ược dùng

đ liên k t v i khung xe ho c k t c u khác M t s nhíp gi m xóc còn có đ u láể ế ớ ặ ế ấ ộ ố ả ầnhíp th hai u n quanh tai c a lá nhíp chính đ tăng c ng Lá nhíp này đứ ố ủ ể ứ ược g iọ

là nhíp b c Phía trọ ước c a nhíp đủ ược g n v i móc treo c đ nh trên khung xe,ắ ớ ố ịphía sau c a nhíp đủ ược g n v i khung xe b ng thanh móc liên k t gi a tai nhípắ ớ ằ ế ữ

và khung xe M t s gi m xóc cóộ ố ả đ m làm b ng nh a, cao su… gi a các lá nhíp,ệ ằ ự ữ

có vai trò ngăn cách đ gi m n và ma sát khi nhíp chuy n đ ng dể ả ồ ể ộ ưới tác d ngụ

c a t i tr ng.ủ ả ọ

Khi nhíp b u n đ võng làm cho các lá nhíp c vào nhau và ma sát xu tị ố ộ ọ ấ

hi n gi a các lá nhíp sẽ nhanh chóng làm t t dao đ ng c a nhíp Ma sát này đệ ữ ắ ộ ủ ược

g i là ma sát gi a các nhíp.Tuy nhiên ma sát này cũng làm gi m đ ch y êm c aọ ữ ả ộ ạ ủ

xe, vì nó làm cho nhíp gi m tính ch u u n Khi nhíp n y lên đ võng gi cho các láả ị ố ẩ ộ ữnhíp khít v i nhau, ngăn không cho đ t ,cát….l t vào gi a các lá nhíp và gây màiớ ấ ọ ữmòn

Hình 1.1 B n vẽ kỹ thu t c a nhíp ô tôả ậ ủ

Toàn b t i tr ng ph n trên c a xe độ ả ọ ầ ủ ược đ t lên khung nh các nhíp, nhípặ ờ

ch u t i tr ng tĩnh nh ng không cho phép bi n d ng d o đ ng th i nhíp cũngị ả ọ ư ế ạ ẻ ồ ờlàm vi c trong đi u ki n ch u ng su t nén và kéo thay đ i theo chu kì Vì v y đệ ề ệ ị ứ ấ ổ ậ ểđáp ng các đi u ki n làm vi c trên, các thép dùng đ ch t o nhíp ph i đ tứ ề ệ ệ ể ế ạ ả ạ

được các yêu c u sau:ầ

 Gi i h n đàn h i cao.ớ ạ ồ

 Đ c ng khá cao kho ng 35-45HRC.ộ ứ ả

 Gi i h n m i cao đ thích ng v i đi u ki n làm vi c có t i tr ng thay đ iớ ạ ỏ ể ứ ớ ề ệ ệ ả ọ ổtheo chu kì Đ d o, đ dai th p đ không x y ra bi n d ng d trong quáộ ẻ ộ ấ ể ả ế ạ ưtrình làm vi c nh ng không quá th p đ không b phá h y giòn.ệ ư ấ ể ị ủ

I.2.L a ch n v t li u ự ọ ậ ệ

Lượng cacbon thích h p đ đ m b o các yêu c u c tính trên là trongợ ể ả ả ầ ơ ở

gi i h n 0,50-0,70% song t t nh t là 0,55-0,65%, khi lớ ạ ố ấ ượng nguyên t h p kimố ợtăng lên thì thành ph n cacbon có th gi m đi đôi chút.ầ ể ả

Các nhóm thép đàn h i thồ ường đượ ử ục s d ng đ ch t o các chi ti t nhíp,ể ế ạ ế

lò xo và các chi ti t đàn h i khác là:ế ồ

 Thép thường và thép mangan: Thép thường có tính đàn h i t t là lo iồ ố ạthép cacbon v i các mác nh C65, C70 và ngay c CD80, CD100 Thép v iớ ư ả ớkho ng 1% Mn v i mác 65Mn cũng đả ớ ượ ử ục s d ng r ng rãi, tuy nhiên gi iộ ớ

h n đàn h i th p (<800MPa) và đ th m tôi th p, ch tôi th u v i đạ ồ ấ ộ ấ ấ ỉ ấ ớ ườngkính 15 mm

 Thép silic và các thép h p kim khác: Đây là nhóm thép có gi i h n đàn h iợ ớ ạ ồcao thường đượ ử ục s d ng v i các m c đích quan tr ng h n Trong đó mácớ ụ ọ ơ60Si2 thường được dùng ph bi n h n do có gi i h n đàn h i cao h nổ ế ơ ớ ạ ồ ơ(≥1000MPa) và có đ th m tôi cao h n.Đ nâng cao đ th m tôi, ngộ ấ ơ ể ộ ấ ười ta

thường h p kim hóa các nguyên t Cr, Mn ,… nh các mác thép 50CrMn,ợ ố ư60Si2CrVA, 60Si2Ni2A Hai mác 60Si2CrVA và 60Si2Ni2A có tính th m tôiấcao, gi i h n đàn h i cao (≥1500MPa) nên đớ ạ ồ ược dung làm nhíp, lò xo ch uị

t i tr ng n ng.ả ọ ặ

D a vào đi u ki n làm vi c c a nhíp ô tô ch u t i tr ng v a và l n đ ng th iự ề ệ ệ ủ ị ả ọ ừ ớ ồ ờđáp ng các yêu c u c tính cho thép làm nhíp thì mác phù h p làứ ầ ơ ợ60Si2.Thành ph n hóa h c:ầ ọ

Nguyên tố C Si Mn Cr Nguyên tố

khácHàm

lượng

(%)

0,57-0,65 1,5-2,0 0,6-0,9 ≤ 0,3 Còn l iạ

Lí do: Mác thép 60Si2 có gi i h n đàn h i ≥1000 MPa , vì v y đ m b oớ ạ ồ ậ ả ả

đi u ki n làm vi c c a nhíp ô tô M t khác , gía thành tề ệ ệ ủ ặ ương đ i r , ph bi nố ẻ ổ ếtrên th trị ường Đ th m tôi t t h n ( tôi th u v i ti t di n 20-30 mm) do cóộ ấ ố ơ ấ ớ ế ệcác nguyên t h p kim nh Si, Cr, Mn, có tác d ng tăng đ th m tôi và đố ợ ư ụ ộ ấ ộ

b n Tuy nhiên do có Silic nên khi nung nóng thép d b thoát cacbon nên c nề ễ ị ầnung nóng trong môi trường có khí b o v ả ệ

 Vai trò c a các nguyên t trong mác thép 60Si2:ủ ố

 Cacbon là nguyên t có nh hố ả ưởng l n đ n c tính c a v t li u vì v yớ ế ơ ủ ậ ệ ậ

mu n dùng thép vào vi c gì đi u c n xem xét trố ệ ề ầ ước tiên là hàm lượngcacbon sau đó m i t i các nguyên t h p kim.Thông thớ ớ ố ợ ường, khi hàm

lượng cacbon càng cao thép càng c ng , càng kém d o dai và càngứ ẻ

giòn.Hàm lượng cacbon trong mác thép 60Si2 là kho ng 0,6% có tác d ngả ụ

tăng đ b n và đ c ng, đ m b o chi ti t không b bi n d ng d o.ộ ề ộ ứ ả ả ế ị ế ạ ẻ

 Silic , Mn có vai trò tăng gi i h n đàn h i và đ c ng Hai nguyên t Mn, Siớ ạ ồ ộ ứ ố

làm tăng r t m nh đ c ng (đ b n) tuy nhiên khi thép ch a 2%Si ho cấ ạ ộ ứ ộ ề ứ ặ

3,5% Mn làm thép có đ dai r t th p d n đ n giòn và không s d ngộ ấ ấ ẫ ế ử ụ

được

 Cr có tác d ng tăng b n (do gây xô l ch m ng tinh th ) và tăng đ ụ ề ệ ạ ể ộ

th m tôi (h s th m tôi khi thép đấ ệ ố ấ ược h p kim hóa Crom là 3,2).ợ

 Quy trình nhi t luy n cũng nh thép 60Si2 g m có tôi + ram trung bình.ệ ệ ư ồ

 Mác thép này cũng ph bi n trên th trổ ế ị ường và không quá đ t ắ

B NHÔNG XE MÁY

I.1.Đi u ki n làm vi c-yêu c u c tính ề ệ ệ ầ ơ

Nhông được sử dụng rất rộng rãi trong xe máy và các cơ chế khác để truyềnlực quay của động cơ ,truyền chuyển động từ bánh trước qua bánh sau Chúng đượcsản xuất với các kích thước khác nhau , số răng và được làm bằng các vật liệu đadạng khác nhau Nhông được chia ra thành các loại dựa theo cấu trúc như sau :

1 Điều kiện làm việc :

 Nhông thường làm việc trong môi trường chịu va đập do khi xíchchuyển động tác dụng lên nhông 1 lực thay đổi (tải trọng động ) với tốc

độ lớn , đột ngột khi xe gặp chướng ngại vật , bị xóc hay phanh đột ngột

 Chịu mài mòn khi bôi trơn không tốt và môi trường có nhiều bụi

2 Yêu cầu cơ tính :

 Giới hạn chảy cao để chi tiết trong quá trình làm việc không bị biếndạng

 Độ cứng lớp bề mặt cao trên 50 HRC, chống mài mòn giữa nhông và xích khi chuyển động

Hình 1.2 Bản vẽ kỹ thuật xủa nhông xe máy

khác

I.3 Mác thép thay th ế

Khi cần lựa chọn vật liệu thay thế cho mác thép C45 ( TCVN ) vẫn đáp ứng

được điều kiện làm việc và yêu cầu cơ tính đặt ra có thể dùng mác thép tương

đương với mác C45 (TCVN ) theo tiêu chuẩn các nước trên thế giới

Tiêu Chuẩn Mác thép %C %Mn %Si max %P max %S max Nguyên

tố khác

Các mác thép có thành phần hóa học tương đương nên cùng 1 chế độ nhiệt luyện với

mác C45 và tổ chức nhận được giống với mác cũ , thỏa mãn yêu cầu cơ tính đặt ra

T phôi thép ban đ u, phôi đừ ầ ược nung nóng và được cán thành nh ngữ

thanh thép có kích thước theo yêu c u ầ

 Ủ hoàn toàn

Sau đó, các thanh thép được ti n hành hoàn toàn m c đích làm gi m đế ủ ụ ả ộ

c ng, tăng đ d o đ d gia công c t g t sau này.ứ ộ ẻ ể ễ ắ ọ

 Gia công c khíơ

Ti p theo các thanh thép đế ược c t theo đúng chi u dài c a t ng lá nhípắ ề ủ ừ

theo b n vẽ kỹ thu t.Trong quá trình gia công lá nhíp, đ u các lá nhíp đả ậ ầ ược nung

nóng và cán côn nh m gi m ma sát gi a các lá nhíp khi l p ráp thành b đ ngằ ả ữ ắ ộ ồ

th i gi m kh i lờ ả ố ượng b nhíp Các lá nhíp chính độ ược nung nóng hai đ u và u nầ ố

cong t o tai nhíp theo yêu c u kỹ thu t đ l p b c và ch t nhíp trên giá nhíp ạ ầ ậ ể ắ ạ ố ở

khung xe Sau đó, các lá nhíp được đ t d p l tâm đ ghép các lá nhíp l i v iộ ậ ỗ ở ể ạ ớ

Sau đó các lá nhíp được đ a qua dây chuy n nhi t luy n , các lá nhíp đư ề ệ ệ ượcnung đ n nhi t đ tôi là 870°C trong lò có khí b o v đ tránh thoát cacbonế ệ ộ ở ả ệ ểlàm gi m ch t lả ấ ượng b m t c a nhíp Quá trình tôi các lá nhíp thề ặ ủ ường đi kèm

v i quá trình u n cong chúng t i hình d ng và kích thớ ố ớ ạ ước xác đ nh Sau khi đ tị ạnhi t đ tôi, các lá nhíp đệ ộ ược ghép vào gá đ nh hình r i nhúng vào b d u đ tị ồ ể ầ ể ổ

ch c nh n đứ ậ ược là Mactenxit Sau đó lá nhíp đượ ấc l y ra kh i khuôn ép còn gáỏ

ép l i nâng lên kh i m t d u đ ti p t c tôi các lá nhíp khác.ạ ỏ ặ ầ ể ế ụ

Sau khi tôi , các lá nhíp được đem đi ram (có th trong các gá đ nh hình để ị ể

gi cho nhíp không b bi n d ng trong quá trình ram nh đó không c n đ nữ ị ế ạ ờ ầ ếnguyên công s a ch a trử ữ ước khi l p ráp các lá nhíp l i v i nhau) Sau ram, ki mắ ạ ớ ểtra đ c ng đ xem t ch c sau khi nhi t luy n có đ t yêu c u không Đ c ngộ ứ ể ổ ứ ệ ệ ạ ầ ộ ứkhông được cao quá ho c th p quá N u không đ t ph i ti n hành ram l i.ặ ấ ế ạ ả ế ạ

 X lý b m tử ề ặ

Sau quá trình nhi t luy n t t c các lá nhíp đệ ệ ấ ả ược phun bi lên b m t nhề ặ ờ

đó có th nâng cao r t m nh gi i h n m i Do các viên bi va đ p trên b m t láể ấ ạ ớ ạ ỏ ậ ề ặnhíp t o ng su t nén d cao vì v y có tác d ng tăng tu i th cho nhíp M tạ ứ ấ ư ậ ụ ổ ọ ặkhác lá nhíp cũng được làm s ch do đó tăng kh năng bám dính và tăng đ b nạ ả ộ ềcho l p s n.ớ ơ

K t thúc quá trình gia công , các lá nhíp đế ược nhúng trong b s n có b tể ơ ộ

Zn có kh năng ch ng mài mòn, gi m ma sát , gi m đ n gi a các lá nhíp trongả ố ả ả ộ ồ ữquá trình b nhíp làm vi c khi xe ho t đ ng trên độ ệ ạ ộ ường

 L p rápắ

Ti p theo các lá nhíp sẽ đế ược chuy n qua công đo n l p ráp và hoànể ạ ắthi n T i công đo n này các lá nhíp đệ ạ ạ ược ráp thành b và tr i qua quá trìnhộ ả

ki m tra đ cong và đ bi n d ng b ng thi t b th t i Trể ộ ộ ế ạ ằ ế ị ử ả ước khi k t thúc,cácế

b nhíp độ ược chuy n qua công đo n s n hoàn thi n nh m t o ra l p ph tăngể ạ ơ ệ ằ ạ ớ ủ

kh năng ch ng oxi hóa đ ng th i tăng tính th m mỹ c a s n ph m.ả ố ồ ờ ẩ ủ ả ẩ

II.2 Nhi t luy n ệ ệ

đ nh, gi nhi t m t th i gian c n thi t r i làm ngu i đ ch m đ nh n đị ữ ệ ộ ờ ầ ế ồ ộ ủ ậ ể ậ ượ ổc t

ch c n đ nh g n v i tr ng thái cân b ng v i đ c ng th p nh t và đ d o cao.ứ ổ ị ầ ớ ạ ằ ớ ộ ứ ấ ấ ộ ẻ

hoàn toàn là ph ng pháp có chuy n bi n pha đ c áp d ng cho thép

trước cùng tích v i lớ ượng cacbon trong kho ng 0,3-0,65% v i đ c đi m nungả ớ ặ ểnóng thép t i tr ng thái hoàn toàn là Austenit, nhi t đ cao h n Ac3 kho ngớ ạ ở ệ ộ ơ ả(20-30°C)

T( ) = Ac3 + (20-30°C) =773 +(20-30°C)=790 - 810°Củ

M c đích c a hoàn toàn là làm nh h t, gi m đ c ng và tăng đ d o đụ ủ ủ ỏ ạ ả ộ ứ ộ ẻ ể

đ m b o gia công c t g t.Khi nung nóng đ hoàn toàn ta đả ả ắ ọ ể ủ ược Austenit đ ngồ

nh t nên khi làm ngu i sẽ phân hóa ra t ch c ferit+ peclit trong đó peclit ấ ộ ổ ứ ở

d ng t m.ạ ấ

T(°C)

790-810°C

hoàn toànỦ

t (h)

Do sau khi cán nóng nhi t đ cao,h t Austenit sẽ phát tri n nhanh h nở ệ ộ ạ ể ơ nên t ch c nh n đổ ứ ậ ược thô,to h n Sau khi cán,t ch c và c tính thay đ i phơ ổ ứ ơ ổ ụ thu c vào m c đ bi n d ng, nhi t đ k t thúc bi n d ng và t c đ làm ngu i.ộ ứ ộ ế ạ ệ ộ ế ế ạ ố ộ ộ

Vì v y đ đ m b o t ch c đ ng nh t và c tính đ m b o cho quá trình gia côngậ ể ả ả ổ ứ ồ ấ ơ ả ả sau này, thép được nhi t luy n s b là hoàn toàn.ệ ệ ơ ộ ủ

2.Nhi t luy n k t thúcệ ệ ế

Thép 60Si2 là thép trước cùng tích nên nhi t đ tôi ph i l y cao h n Ac3ệ ộ ả ấ ơ t c là nung nóng t i tr ng thái hoàn toàn là Austenit Cách tôi nh v y đứ ớ ạ ư ậ ược g iọ là tôi hoàn toàn

T° tôi = Ac3 +(30-50°C) +(10-20°C) ( do thép 60Si2 là thép h p kim th p) ợ ấ Cách tính: D a vào gi n đ pha Fe-C đ xác đ nh ự ả ồ ể ị Ac3 911 3 0.6 911 727 0.8 Ac    Ac3=773 °C T(°C) T(°C) 850- 870°C Tôi

( d uầ ) 350-450°C Ram t (h) 911 °C

Ac3

0,8 0,6

727°C

V y nhi t đ tôi ( tính theo lý thuy t ) là :ậ ệ ộ ế

T= 773+ (30-50°C)+(10-20°C)=820-840°C

Tra theo s tay nhi t luy n nhi t đ tôi thép 60Si2 là 850-870°C.ổ ệ ệ ệ ộ

T ch c sau tôi là : Mactenxit+ Austenit d ổ ứ ư

 Lí do ch n nhi t đ tôiọ ệ ộ

T ch c ban đ u c a thép 60Si2 là ferit+ peclit Khi tôi hoàn toàn, t t cổ ứ ầ ủ ấ ảferit hòa tan h t vào Austenit do v y sau khi tôi thép có t ch c là Mactenxit,ế ậ ổ ứkhông có ferit d nên đ c ng đ t đư ộ ứ ạ ược giá tr cao nh t(do ferit là pha m m vìị ấ ề

v y nó sẽ làm gi m đ c ng ngoài ra còn gây đi m m m gây nh hậ ả ộ ứ ể ề ả ưởng đ n đế ộ

m n, phân tán).ị

So v i thép sau tôi, đ c ng gi m đi rõ r t song v n còn tớ ộ ứ ả ệ ẫ ương đ i kháốcao V i thép có hàm lớ ượng cacbon 0,55-0,65% thì đ c ng còn kho ng 40-45ộ ứ ảHRC Sau khi ram trung bình , thép m t hoàn toàn ng su t bên trong , gi i h nấ ứ ấ ớ ạđàn h i đ t giá tr cao nh t.ồ ạ ị ấ

B NHÔNG XE MÁY

II.1 Quy trình ch t o ế ạ

Tôi b m tề ặTôi + ram cao

D p nóngậPhôi thép

Từ phôi thép hình trụ sau đó đem dập nóng tạo chi tiết hình trụ có cùng chiều dày với

chi tiết cần chế tạo sau dập đem đi tôi + ram cao tạo cơ tính dẻo dai cho lõi rồi tôi bề

mặt + ram thấp tăng độ cứng và khả năng chống mài mòn cho lớp bề mặt

II.2 Nhi t luy n ệ ệ

(911-727) + (30 50)� o C = 840o C

Lí do : Do khi tôi không hoàn toàn tổ chức nhận được ngoài mactenxit vẫn còn ferit ,

đó là pha mềm ngoài việc làm thấp độ cứng của thép , nó còn gây ra điểm mềm ảnh

hưởng xấu đến độ bền cũng như tính chống mài mòn Khi tôi hoàn toàn trên nhiệt độ

Ki m tra ch t ể ấ

lượng và đóng gói

Gia công CNC Ram thấp

T (°C)

950°C

840 °C

550°CTôi

150°C

Tôi b ề

m tặRam cao

Ram th pấ

t(h)

 Tra theo sổ tay nhiệt luyện , nhiệt độ ram là T ram = 550o C

Chọn nhiệt độ ram cao để tổ chức sau ram đạt được là xoocbit ram có cơ tính tổng hợp tốt nhất , độ bền giảm đi không đáng kể song giới hạn chảy và độ dai

 Đặc điểm : mật độ dòng điện xoay chiều phân bố không đều trên toàn

bộ tiết diện , chủ yếu tập trung ở trên bề mặt với chiều sâu  tỷ lệ nghịch với tần số f của dòng điện theo công thức :

 - độ từ thẩm (gaus/ osctet )

 Chọn tần số và thiết bị :

 Do chi tiết nhỏ , tôi mỏng (1� 2 mm ) nên chọn f cao ( 66000 �

250000 Hz ) , công suất W cao ( 50 � 100 kW )

 Phương pháp tôi : do bề mặt chi tiết nhỏ nên nung nóng rồi làm nguội toàn bộ chi tiết

 Tổ chức của thép sau tôi cảm ứng :

 Nung cảm ứng với tốc độ rất nhanh trong vùng chuyển biến pha (

c c

A �A ) , nhiệt độ chuyển biến pha nâng cao lên , do vậy nhiệt độ

tôi phải lấy cao hơn so với tôi thể tích thông thường là 100 200� o C

Độ quá nhiệt cao nên tốc độ chuyển biến pha khi nung rất nhanh ,thời gian chuyển biến ngắn , hạt austenite sinh ra rất nhỏ mịn nên khitôi được kim mactenxit rất nhỏ

 Để vừa đảm bảo hạt nhỏ khi tôi cảm ứng vừa đảm bảo giới hạn chảy

và độ dai cao của lõi , trước đó thép phải được nhiệt luyện tôi và ram

cao thành xoocbit ram Tổ chức thép nhận được sau cùng làmactenxit hình kim nhỏ mịn ở bề mặt và lõi là xoocbit ram

 Ram sau tôi tần số có thể thực hiện ở nhiệt độ T thấp hơn và thời gian ngắn hơn khi tôi và ram bình thường

Do nhíp ô tô có kích thước và s lố ượng khá l n nên không phù h p v iớ ợ ớkhông gian c a các lò thông thủ ường nh lò bu ng, lò gi ng… M t khác, khi tháoư ồ ế ặ

d ho c x p nhíp vào trong lò cũng t n nhi u th i gian h n và nh hỡ ặ ế ố ề ờ ơ ả ưởng đ nếnhi t đ cu i cùng c a nhíp trệ ộ ố ủ ước khi được tôi trong d u vì v y mà nh hầ ậ ả ưởng

đ n c tính c a thép Lò liên t c hay là lò băng t i có th kh c ph c đế ơ ủ ụ ả ể ắ ụ ược nhược

đi m này vì v y nó thể ậ ường đượ ử ục s d ng đ nhi t luy n nhíp ô tô và có tính cể ệ ệ ơkhí hóa cao

Các đ c tính kỹ thu t c a lò băng t i ch y đi n ( tham kh o Tài li u [4])ặ ậ ủ ả ạ ệ ả ệ

K-60Kích thước ngoài mm

có kích thướ ươc t ng t v i lá nhíp chính, toàn b qúa trình tôi sẽ đự ớ ộ ược ti n hànhếliên t c cho đ n khi h t các lá nhíp.ụ ế ế

 Cách s p x p các lá nhíp trên băng t i.ắ ế ả

Do chi u r ng c a bu ng lò là 1200 mm nên có th x p nhíp theo chi uề ộ ủ ồ ể ế ề

r ng c a lò (do chi u dài c a nhíp là 1120 mm) Chi u r ng c a nhíp là 40 mmộ ủ ề ủ ề ộ ủnên trên m t mét chi u dài lò có th x p độ ề ể ế ược 16 lá nhíp và các lá nhíp được

x p cách nhau 20 mm Chi u dài c a bu ng lò là 4800 mm vì v y ch có th x pế ề ủ ồ ậ ỉ ể ế

đượ ốc t i đa 77 lá nhíp chính trên chi u dài c a lò Chúng ta sẽ g p các lá nhíp cóề ủ ộkích thước ng n h n thành 1 lá nhíp dài có kích thắ ơ ước g n tầ ương đương v i láớnhíp chính có chi u dài là 1120mm.ề

3.Tính toán th i gian nung khi tôiờ

Vùng I : Công su t Nh1= 30 KW, chi u dài là 1600 mm.ấ ề

Vùng II : Công su t Nh2= 18 KW, chi u dài là 1600 mm.ấ ề

Vùng III: Công su t Nh3= 12 KW, chi u dài là 1600 mm.ấ ề

Nhi t dung riêng trung bình Ctb trong kho ng nhi t đ 100 - 900° C cho mácệ ả ệ ộthép có hàm lượng cacbon là 0,61% là :

1 năm ngh 60 ngày => s ngày làm vi c là 305 ngày.ỉ ố ệ

S b nhíp nhi t luy n trong 1 năm là 200 t n/ 14,42 kg = 13870 b nhípố ộ ệ ệ ấ ộ

V y s b nhíp nhi t luy n trong 1 ngày là 13870 /305= 45 b / 1 ngày.ậ ố ộ ệ ệ ộ

S nhíp c n nhi t luy n là 45.10= 450 (nhíp)ố ầ ệ ệ

Kh i lố ượng nhíp trên m t mét chi u dài là:ộ ề

mi=16.2,27=36,32 (kg/m)

V n t c băng t i là :ậ ố ả

v = trong đó: Li là chi u dài vùng tính toánề

ti là th i gian nung chi ti t trong vùng tính toánờ ế

Năng su t lò là : P= ấ 2 2 

Nh

c t c t d =

330.10 3600551.(870 20) = 231 (kg/h) Trong đó : t2c là nhi t đ đ u ra c a chi ti t (°C)ệ ộ ầ ủ ế

t2d là nhi t đ đ u vào c a chi ti t (°C)ệ ộ ầ ủ ế

c là nhi t dung riêng (J/kg.đ )ệ ộ

H s s p x p : kx = 2,2 ( Tài li u [3] )ệ ố ắ ế ệ

Th i gian nung trong lò là = 15.2,2.3 = 99 ( phút)ờ

Khi tôi , th i gian gi nhi t tgn = 5 - 15 (phút)ờ ữ ệ

Ch n tgn = 10 phút ( ch gi nhi t cho vùng III sau khi lò đ t nhi t đ là 870 °C)ọ ỉ ữ ệ ạ ệ ộ ( Tài li u [3] ) ệ

Th i gian gi nhi t ch tính cho vùng III vì v y t ng th i gian nung c a toàn bờ ữ ệ ỉ ậ ổ ờ ủ ộlò:

t= 99+10 = 109 (phút)

V y v n t c băng t i c a lò là : ậ ậ ố ả ủ

L v t



=

4,800

109 =0,044(m/ph)= 2,64 ( m/h)Xác đ nh nhi t đ nung c a chi ti t trong vùng lò đang xét :ị ệ ộ ủ ế

i ci i i

Trong đó: Mi là kh i lố ượng m x p trong vùng tính toán, kgẻ ế

mi là kh i lố ượng x p trên 1 m chi u dài lò, kg/mế ề

t2ci là nhi t đ đ u ra c a chi ti t (°C)ệ ộ ầ ủ ế

t2đi là nhi t đ đ u vào c a chi ti t (°C)ệ ộ ầ ủ ế

c là nhi t dung riêng (J/kg.K)ệ

kx là h s s p x pệ ố ắ ế

Li là chi u dài vùng tính toánề

ti là th i gian nung chi ti t trong vùng tính toánờ ế

Chi u dài ph n gi nhi t chi m là : Lgn = 10/60 2,64= 0,44( m ).ề ầ ữ ệ ế

V y chi u dài lò th c t là L' = 4,800 + 0,44 = 5,24 ( m) ậ ề ự ế

Nhi t đ b m t chi ti t cu i vùng I là:ệ ộ ề ặ ế ố

tc1= 20 +

315.10 33.3600551.36,32.1,6.2, 2.60 = 442 (°C) Nhi t đ b m t chi ti t cu i vùng II là :ệ ộ ề ặ ế ố

tc2= 442 +

39.10 33.3600551.36,32.1,6.2, 2.60= 695 (°C) Nhi t đ b m t chi ti t cu i vùng III là:ệ ộ ề ặ ế ố

tc3= 695 +

36.10 33.3600551.36,32.1,6.2, 2.60= 870 (°C)

Nhi t đ lò theo t ng vùng tính theo công th c sau: ệ ộ ừ ứ

qđ là h s đ đen quy đ i c a chi ti t và b m t tɛ ệ ố ộ ổ ủ ế ề ặ ường lò

Fi là di n tích b m t chi ti t h p th nhi t ệ ề ặ ế ấ ụ ệ

Do di n tích b m t trong bu ng lò l n h n r t nhi u so v i di n tích b m tệ ề ặ ồ ớ ơ ấ ề ớ ệ ề ặnung nh n b c x nhi t nên có th coi đ đen quy đ i b ng v i đ đen c a chiậ ứ ạ ệ ể ộ ổ ằ ớ ộ ủ

ti t qđ= 2=0,9, tế ɛ ɛ ương đương v i thép b oxi hóa m nh nhi t đ 50-500°Cớ ị ạ ở ệ ộ( Thi t b nhi t luy n ) ế ị ệ ệ

4.Tính toán th i gian làm ngu iờ ộ

Các lá nhíp sau khi được nung nóng đ n nhi t đ yêu c u , sau khi ra kh iế ệ ộ ầ ỏ

lò chúng được u n cong trố ước khi tôi trong d u Qúa trình này di n ra trong m tầ ễ ộkho ng th i gian nh t đ nh đ đ m b o cho t ch c c a thép là hoàn toànả ờ ấ ị ể ả ả ổ ứ ủAustenit , n u kho ng th i gian khi nhíp t băng t i ra đ n khu v c u n cong vàế ả ờ ừ ả ế ự ốtôi d u quá dài sẽ gây nh hầ ả ưởng đ n tính ch t c a thép sau này Vì v y c nế ấ ủ ậ ầ

và t 300°C đ n 80°C và sau đó tính t ng c a giai đo n.ừ ế ổ ủ ạ

T c đ ngu i trong kho ng nhi t đ t 870°C đ n 400°C là v= 125 (°C/s)ố ộ ộ ả ệ ộ ừ ế

Trong đó :  t là hi u s gi a các giá tr nhi t đ ban đ u và cu i c a chi ti t ệ ố ữ ị ệ ộ ầ ố ủ ế

sau th i gian làm ngu i ờ ộ ng

III.2.Tính toán nhi t đ và th i gian nung khi ram ệ ộ ờ

1.L a ch n s b thi t b nhi t luy nự ọ ơ ộ ế ị ệ ệ

Đ c tính kĩ thu t c a lò ram băng t i ch y đi n ( Tài li u [4] )ặ ậ ủ ả ạ ệ ệ

Các thông số Ki u lò ramể

K40Kích thước ngoài mm

2 Tính toán th i gian nung khi ramờ

Các lá nhíp đã được u n cong trố ước khi tôi trong d u vì v y kích thầ ậ ướ ủc c a lá nhíp sẽ có s thay đ i, tuy nhiên s chênh l ch không đáng k so v i chi u dài ự ổ ự ệ ể ớ ềban đ u Do đó cách s p x p chi ti t trong lò và các thông s c b n khác nh ầ ắ ế ế ố ơ ả ư

mi, kx không thay đ iổ

Trong đó : t2c là nhi t đ đ u ra c a chi ti t (°C)ệ ộ ầ ủ ế

t2d là nhi t đ đ u vào c a chi ti t (°C)ệ ộ ầ ủ ế

c là nhi t dung riêng (J/kg.K)ệ

H s s p x p kx= 2,2 ệ ố ắ ế

Th i gian nung m i vùng là : t =11,35.2,2 = 25 ( phút)ờ ỗ

Th i gian nung trong lò là = 25.3 = 75 ( phút)ờ

Khi ram , th i gian gi nhi t tgn =15 (phút)ờ ữ ệ

( ch gi nhi t cho vùng III sau khi lò đ t nhi t đ là 450 °C)ỉ ữ ệ ạ ệ ộ

Th i gian gi nhi t ch tính cho vùng III vì v y t ng th i gian nung c a toàn bờ ữ ệ ỉ ậ ổ ờ ủ ộlò:

t= 75+15 = 90 (phút)

V y v n t c băng t i c a lò là : ậ ậ ố ả ủ

L v t



=

4,750

90 =0,0527 (m/ph) = 3,17 ( m/h)Chi u dài ph n gi nhi t chi m là : Lgn = 15/60 3,17= 0,793( m ).ề ầ ữ ệ ế

Trong đó: Mi là kh i lố ượng m x p trong vùng tính toán, kgẻ ế

mi là kh i lố ượng x p trên 1 m chi u dài lò, kg/mế ề

t2ci là nhi t đ đ u ra c a chi ti t (°C)ệ ộ ầ ủ ế

t2đi là nhi t đ đ u vào c a chi ti t (°C)ệ ộ ầ ủ ế

c là nhi t dung riêng (J/kg.K)ệ

kx là h s s p x pệ ố ắ ế

Li là chi u dài vùng tính toánề

ti là th i gian nung chi ti t trong vùng tính toánờ ế

Nhi t đ b m t chi ti t cu i vùng I là:ệ ộ ề ặ ế ố

tc1= 20 +

310.10 25.3600551.36,32.1,583.2, 2.60= 235 (°C) Nhi t đ b m t chi ti t cu i vùng II là :ệ ộ ề ặ ế ố

tc2= 235 +

36.10 25.3600551.36,32.1,583.2, 2.60= 364 (°C) Nhi t đ b m t chi ti t cu i vùng III là:ệ ộ ề ặ ế ố

tc3= 364 +

34.10 25.3600551.36,32.1,583.2, 2.60= 450 (°C)

Nhi t đ lò theo t ng vùng tính theo công th c sau: ệ ộ ừ ứ

Trong đó: T1,T2 là nhi t đ c a lò và chi ti t t ng vùng.ệ ộ ủ ế ừ

qđ là h s đ đen quy đ i c a chi ti t và b m t tɛ ệ ố ộ ổ ủ ế ề ặ ường lò

Do di n tích b m t trong bu ng lò l n h n r t nhi u so v i di n tích b m tệ ề ặ ồ ớ ơ ấ ề ớ ệ ề ặnung nh n b c x nhi t nên có th coi đ đen quy đ i b ng v i đ đen c a chiậ ứ ạ ệ ể ộ ổ ằ ớ ộ ủ

ti t qđ= 2=0,9, tế ɛ ɛ ương đương v i thép b oxi hóa m nh nhi t đ 50-500°Cớ ị ạ ở ệ ộ( Thi t b nhi t luy n ) ế ị ệ ệ

Fi là di n tích b m t chi ti t h p th nhi t Fi= 0,105.16.1,583= 2,659 ()ệ ề ặ ế ấ ụ ệ

QUY TRÌNH CÔNG NGH NHI T LUY N NHÍP Ô TÔ Ệ Ệ Ệ

Đ c đi m kỹ thu t ặ ể ậ Mác thép Đ c ng ộ ứ

Thành ph n hóa h c ầ ọ

C Si Mn Cr Nguyên t khác ố 0,57-0,65 1,5-2,0 0,6-0,8 ≤ 0,3 -

TT Công đo n ạ Thi t b ế ị S l ố ượ ng chi

ti t ế

Nhi t đ ệ ộ (°C)

Th i gian ,gi ờ ờ

Môi tr ườ ng ngu i ộ Ghi chúNun

450°C 860°C

t(h) T(°C)

Đường kính không gian làm vi cệ 600 mm

Chi u cao không gian làm vi cề ệ 900 mm

Chi tiết dạng đĩa có chiều dày 7,2 mm , đường kính đáy là 166,7 mm làm từ thép C45 , được nung 2 phía Nhiệt độ lò 850o C

tb

T  Cta được  = 111 W / m K2

Tra bảng hệ số dẫn nhiệt và nhiệt dung riêng c của vật nung trong dải nhiệt độ 25 – 840 o C là c = 550 J/kg.K và = 41,7 W/mK