View
222
Download
3
Category
Preview:
Citation preview
Chương 2. Chất lượng bề mặt gia công
I. Khái niệm
• Để đánh giá chất lượng chế tạo chi tiết máy,
người ta dùng 4 yếu tố cơ bản:
− Độ chính xác về kích thước các bề mặt
− Độ chính xác về hình dạng các bề mặt
− Độ chính xác vị trí tương quan giữa các bề
mặt
− Chất lượng bề mặt.
TS. Trương Đức Phức
Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN
I. Khái niệm
• Chất lượng bề mặt g/c được đánh giá bằng 2
yếu tố đặc trưng:
− Tính chất cơ lý của lớp kim loại bề mặt (mức
độ biến cứng, chiều sâu biến cứng và ứng
suất dư)
− Độ nhám bề mặt
TS. Trương Đức Phức
Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN
II. Các dạng bề mặt gia công
1 - Độ sóng và độ nhám
2 - Độ sóng và nhám vừa phải
3 - Bề mặt phẳng, độ nhám cao
4 - Bề mặt phẳng và độ nhám thấp
TS. Trương Đức Phức
Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN
Tính chất hình học của bề mặt gia công được đánh giá bằng
độ nhám bề mặt và độ sóng bề mặt.
Trong quá trình cắt, lưỡi cắt của dụng cụ cắt sẽ trượt trên bề
mặt phôi để hớt đi 1 lượng phoi, sự tiếp xúc ma sát sẽ tạo ra
những vết xước cực nhỏ trên bề mặt gia công, tức bề mặt gia
công sẽ có độ nhám.
III. Độ nhám dọc và độ nhám ngang
a) Độ nhám dọc: trùng với phương tốc độ cắt
b) Độ nhám ngang: vuông góc với phương tốc độ cắt
TS. Trương Đức Phức
Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN
Độ nhám dọc xuất hiện khi có lực cắt biến đổi gây ra rung
động. Ngoài ra, độ nhám dọc còn xuất hiện do hiện tượng
lẹo dao.
Hiện tượng lẹo dao
TS. Trương Đức Phức
Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN
Hiện tượng lẹo dao là hiện tượng một
phần nhỏ vật liệu trong quá trình biến dạng
dẻo bị nóng chảy cục bộ dưới áp suất và
nhiệt độ lớn thoát khỏi phôi, do truyền nhiệt
ra các thành phần xung quanh nên nhiệt
độ giảm đột ngột khiến cho vật liệu bị đông
cứng, tự tôi cứng bám chặt vào mặt trước
của dao ( phần sát cạnh lưỡi cắt ), nó tạo
nên ở đó một mảng hay lớp bảo vệ có tác
dụng như một cái nêm làm thay đổi các
thông số của dao, điều này làm giảm độ
sắc của lưỡi cắt dẫn đến làm giảm độ nhẵn
bề mặt gia công hoặc dẫn đến mất khả
năng cắt gọt của dụng cụ và làm hỏng lưỡi
cắt.
(Lẹo dao)
(Phoi)
(Phôi)
IV. Các yếu tố ảnh hưởng CL bề mặt
• Tính chất của vật liệu gia công
• PP gia công (tiện, bào, phay, mài…)
• Chế độ cắt (S,V,t)
• Độ cứng vững của hệ thống công nghệ
• Thông số hình học của dao
• Dung dịch trơn nguội
TS. Trương Đức Phức
Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN
V. Độ nhám bề mặt (1)
• Độ nhám bề mặt (độ nhấp nhô tế vi) là tập hợp tất cả
những bề lồi, lõm với bước cực nhỏ
• Để đánh giá độ nhám ta vẽ đường trung bình. Đường
trung bình được vẽ sao cho tổng diện tích (phần gạch
đứng) từ hai phía bằng nhau
• Chiều dài chuẩn l là chiều dài dùng để đánh giá các
thông số của độ nhám
• Ra – sai lệch bình phương trung bình cộng của các
giá trị chiều cao h tính từ đường trung bình trong
phạm vi chiều dài chuẩn l
TS. Trương Đức Phức
Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN
V. Độ nhám bề mặt (3)
TS. Trương Đức Phức
Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN
V. Độ nhám bề mặt (2)
• Ra được xác định:
l- chiều dài chuẩn, h- tung độ profin đo được từ đường trung bình, n là số tung độ của profin được đo
• Rz là chiều cao nhấp nhô, bằng giá trị trung bình giữa năm đỉnh cao nhất và năm đỉnh thấp nhất) đo trong chiều dài chuẩn l được xác định theo công thức:
Rz = [(H1+H3+H5+H7+H9) - (H2+H4+H6+H8+H10)]/5
n
l i
1a
0
h1
R hdll n
TS. Trương Đức Phức
Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN
V. Độ nhám bề mặt (2)
• Sm- bước nhấp nhô theo đường trung bình (giá trị trung bình cộng của các bước nhấp nhô)
• Sm = (Smi)/n
n là bước nhấp nhô theo đường trung bình trong phạm vi chiều dài chuẩn l
• S – bước nhấp nhô theo đỉnh (giá trị trung bình cộng của các bước nhấp nhô theo đỉnh) trong phạm vi chiều dài chuẩn l
• Sm = (Si)/n
n là bước nhấp nhô theo đỉnh trong phạm vi chiều dài chuẩn l
TS. Trương Đức Phức
Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN
VI. Đường cong của phần vật liệu
TS. Trương Đức Phức
Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN
Chiều dài của phần vật liệu ở vị trí nào đó là tổng chiều
dài của phần kim loại đi qua các điểm của độ nhám
Đường cong a cho phép xép định giá trị của phần vật liệu
ở các độ cao khác nhau của profin bề mặt. Đường cong
a của phần vật liệu đặc trưng cho khả năng chịu tải của
bề mặt.
Mức độ điền đầy kim loại càng cao thì tính chống mòn
càng cao và độ kín khít bề mặt lắp ghép càng cao.
VII. Cấp độ nhám (1)
• Tiêu chuẩn nhà nước qui định: độ nhám chia
ra 14 cấp. Cấp 1 có độ nhám cao nhất, cấp 14
có độ nhám thấp nhất (Ra = 0,01um, Rz =
0,05 um)
• Trị số Ra được cho khi yêu cầu độ nhám bề
mặt từ cấp 6 đến cấp 12 (Ra = 2,5 ~ 0,04 um)
• Trị số RZ được ghi trên bản vẽ nếu yêu cầu độ
nhám trong phạm vi từ cấp 1 đến cấp 5 hoặc
cấp 13 và 14 (RZ = 0,08~0,05 m)
TS. Trương Đức Phức
Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN
VII.Cấp độ nhám (2)
TS. Trương Đức Phức
Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN
VIII. Ả/hưởng của đ/nhám đến TCSD của c/tiết
• Độ nhám có ảnh hưởng đến:
1. Độ mòn U của chi tiết
2. Quá trình ăn mòn hóa học trên bề mặt
TS. Trương Đức Phức
Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN
1. Ả/hưởng của Ra đến đ/mòn U của chi tiết (1)
Ma sát và mòn của chi tiết máy
phụ thuộc và chiều cao và hình
dáng của độ nhám bề mặt và
phương của vết g/c
Các điểm 01 và 02 ứng với độ
mòn ban đầu nhỏ nhất của các
bề mặt tiếp xúc
Ta thấy: trong điều kiện làm việc
nặng đường cong 2 dịch chuyển
về phía trên và bên phải ứng với
độ nhám tối ưu (02) có giá trị lớn
hơn.
Đường cong 1: điều kiện làm
việc nhẹ
TS. Trương Đức Phức
Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN
U
1. Ả/hưởng của Ra đến đ/mòn U của chi tiết (2)
• Độ mòn ban đầu có thể san phẳng 70% chiều
cao độ nhám
• Độ nhám được chọn trên cơ sở dung sai δ:
Khi đường kính lắp ghép >50mm:
RZ = (0,1~0,15) δ
Khi đường kính lắp ghép trong khoảng 18~50mm:
RZ = (0,15~0,2) δ
Khi đường kính lắp ghép <18mm:
RZ = (0,2~0,25) δ
Độ nhám tăng ảnh hưởng đến độ bền của mối lắp
chặt.
TS. Trương Đức Phức
Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN
2. Quá trình ăn mòn hóa học trên b/mặt
• Tăng độ nhẵn bề mặt sẽ nâng cao độ bền mỏi của chi
tiết.
• Độ nhám ảnh hưởng lớn đến tính chống ăn mòn hóa
học của bề mặt chi tiết
• Các chỗ lõm chứa các tạp chất như axit, muối…Các
tạp chất ăn mòn bề mặt theo sườn dốc của nhấp nhô
và tạo thành nhấp nhô mới. Như vậy, bề mặt có độ
nhám càng cao thì quá trình ăn mòn càng nhanh
TS. Trương Đức Phức
Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN
X. Ả/hưởng của biến cứng đến TCSD
• Bề mặt biến cứng tăng độ bền mỏi của chi tiết
lên khoảng 20%, tăng độ chống mòn lên 2~3
lần (hạn chế khả năng gây ra các vết nứt phá
hỏng chi tiết)
• Bề mặt quá cứng làm giảm độ bền mỏi của
chi tiết
TS. Trương Đức Phức
Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN
XI. Ả/hưởng của ứng suất dư đến TCSD
• Ứng suất dư nén trên bề mặt tăng độ bền mỏi
của chi tiết, còn ứng suất kéo giảm độ bền
mỏi của chi tiết
• Ví dụ: bề mặt chi tiết thép có ứng suất dư nén
tăng độ bền mỏi lên 50% và có ứng suất dư
kéo sẽ giảm độ bền mỏi 30%
TS. Trương Đức Phức
Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Viện Cơ khí – BKHN
Recommended