THIẾT KẾ MÁY ĐỒ GÁ TÔI BĂNG MÁY
NỘI DUNG ĐỒ ÁN
THIẾT KẾ MÁY ĐỒ GÁ TÔI BĂNG MÁY, thuyết minh MÁY ĐỒ GÁ TÔI BĂNG MÁY, động học MÁY ĐỒ GÁ TÔI BĂNG MÁY, kết cấu MÁY ĐỒ GÁ TÔI BĂNG MÁY, nguyên lý MÁY ĐỒ GÁ TÔI BĂNG MÁY, cấu tạo MÁY ĐỒ GÁ TÔI BĂNG MÁY, quy trình sản xuất MÁY ĐỒ GÁ TÔI BĂNG MÁY
Máy công cụ là cơ sở để tăng năng suất, giảm nhẹ sức lao động của công nhân. Nhiệm vụ của người sử dụng máy phải phát huy năng lực của máy tới mức cao nhất, thực hiện trên máy những kỹ thuật gia công tiên tiến, mặt khác phải giữ máy tốt tránh hư hỏng và tìm mọi biện pháp để cho máy bền lâu
Trong quá trình công nghiệp hoá xã hội chủ nghĩa ở nước ta, các nhà máy, xí nghiệp được trang bị các máy công cụ với số lượng ngày càng tăng và chủng loại ngày càng phong phú. Trong đó máy tiện chiếm 60% tổng số máy cắt kim loại được dùng và có hệ số sử dụng cao
Bên cạnh công tác thiết kế, chế tạo, công tác sửa chữa phục hồi máy công cụ nói chung và máy tiện nói riêng đã và đang trở thành yêu cầu cấp bách ở tất cả các cơ sở sản xuất
Tuổi thọ máy công cụ nói chung và máy tiện nói riêng phụ thuộc vào trạng thái bề mặt sóng trượt. Sóng trượt là bề mặt làm việc quan trọng của thân máy - chi tiết quan trọng nhất của máy công cụ
Trong quá trình làm việc, sóng trượt bị mòn sẽ ảnh hưởng đến độ chính xác của máy. Độ chính xác và chất lượng bề mặt của chi tiết gia công trên máy phụ thuộc vào độ chính xác của máy. Do đó việc sửa chữa phục hồi sóng trượt thân máy là một việc có ý nghĩa rất quan trọng và cần thiết
Khi độ mòn của sóng trượt vượt quá giới hạn cho phép, phải tiến hành sửa chữa. Song, thực tế tại thành phố Hồ Chí Minh, công tác sửa chữa ở các nhà máy, xí nghiệp chưa triệt để, chưa bảo đảm được yêu cầu kỹ thuật về phương diện chất lượng bề mặt, do thiếu trang thiết bị hiện đại như lò tôi cao tần, máy mài chính xác, …
Trong đồ án này, chúng tôi sẽ trình bày phương pháp tôi bề mặt sóng trượt thân máy tiện bằng dòng điện tiếp xúc. Sau khi tôi bề mặt sóng trượt được kiểm tra độ cứng bằng phương pháp động phù hợp với chi tiết lớn và nặng
Mục Lục
Lời nói đầu
Mở đầu
Chương I. Giới thiệu tổng quát về công nghệ sửa chữa
I. Ý nghĩa, vị trí, tầm quan trọng
II. Tổng quát về công nghệ sửa chữa
III. Đặc điểm của công nghệ sửa chữa
IV. Kỹ thuật sửa chữa máy công cụ
V. Đặc điểm sửa chữa và phục hồi máy công cụ
VI. Vấn đề kiểm tra máy
Chương II. Phân tích chi tiết sửa chữa
I. Đặc điểm, công dụng và điều kiện làm việc của chi tiết sửa chữa
II. Phân tích vật liệu
III. Phân tích điều kiện kỹ thuật sửa chữa sóng trượt
IV. Kiểm tra độ mòn
a) Bản chất của hiện tượng mòn
b) Đặc điểm mòn của chi tiết máy
c) Dấu hiệu mòn
d) Độ mòn giới hạn
Chương III. Mục đích việc chế tạo đồ gá
Chương IV. Tôi bề mặt sóng trượt mát tiện HN bằng dòng điện tiếp xúc
I. Giới thiệu chung về nhiệt luyện gang
II. Đặc điểm nhiệt luyện gang
III. Mục đích của nhiệt luyện gang
IV. Cơ sở của quá trình nhiệt luyện gang
V. Các hình thức nhiệt luyện gang xám
VI. Nguyên lí chung của phương pháp tôi bề mặt
VII. Đặc điểm chung của phương pháp tôi bề mặt
VIII. Ưu nhược điểm của từng phương pháp
1) Tôi bề mặt trong dung dịch chất điện phân
2) Tôi bề mặt bằng ngọn lửa oxy – axetylen
3) Tôi bề mặt bằng dòng điện cảm ứng tần số cao
4) Tôi bề mặt bằng dòng điện tiếp xúc
Chương V. Tôi bề mặt bằng dòng điện tiếp xúc
I. Nguyên lí đốt nóng riêng phần bằng dòng điện tiếp xúc
II. Sơ đồ điện của thiết bị tôi bằng dòng điện tiếp xúc
III. Đặc điểm của phương pháp tôi bề mặt bằng dòng điện tiếp xúc
IV. Các thông số công nghệ chủ yếu của tôi bề mặt tiếp xúc
V. Những đặc điểm chủ yếu của chuyển biến pha khi nung nóng bằng dòng điện tiếp xúc
VI. Các chế độ tôi bề mặt
VII. Các thông số kỹ thuật của phương pháp tôi điện tiếp xúc
VIII. Các chế độ ram và cơ tính đạt được
IX. Thiết bị tôi tiếp xúc
X. Phạm vi sửa dụng phương pháp tôi bề mặt bằng dòng điện tiếp xúc
Chương VI. Thiết lập quy trình công nghệ gia công chế tạo đồ gá
Chương VII. Kiểm tra độ cứng
I. Chỉ tiêu kiểm tra sau khi nhiệt luyện
II. Đo độ cứng bằng phương pháp động
- Kết cấu dụng cụ thou độ cứng
- Kết luận
Chương VIII. Kết luận, kiến nghị qui trình chế tạo đồ gá tôi sóng trượt bằng dòng điện tiếp xúc
Tài liệu tham khảo
Chương I : GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT VỀ CÔNG NGHỆ SỬA CHỮA :
I. Vị trí, ý nghĩa, tầm quan trọng :
Sự phát triển nhanh chóng nền kinh tế quốc dân, đòi hỏi phải tận dụng các máy móc đang hoạt động. Điều đó có ý nghĩa là cần sử dụng đúng, thường xuyên, bảo đảm trạng thái làm việc và sửa chữa kịp thời các máy móc, cơ cấu và đồ gá
Yêu cầu này liên quan trước tiên đến tổ chức sửa chữa tại các cơ sở sản xuất. Đây là một đòi hỏi rất quan trọng. Ý nghĩa của nó càng lớn khi mức độ kỹ thuật của nhà máy được nâng cao không ngừng, khi sử dụng các chế độ công nghệ gia công tiên tiến và dụng cụ cắt có năng suất cao
Để thõa mãn hơn nữa các yêu cầu của công nghiệp, kết cấu của máy gia công kim loại phải được hoàn thiện hơn dẫn đến sự ra đời của các máy điều khiễn theo chương trình số, các máy có độ chính xác cao, điều khiển bằng các máy tính điện tử
Ngay cả khi trang bị của xí nghiệp là tốt nhất, nhiệm vụ chủ yếu của sửa chữa là giảm mòn. Nguyên nhân chính làm giảm năng suất và công suất máy
Dù máy được bảo dưỡng rất tốt nhưng nếu các chi tiết và các đơn vị lắp trong máy ngày càng mòn nhiều thì sẽ làm giảm dần độ chính xác làm việc và giảm chất lượng sản phẩm
Một nhiệm vụ chủ yếu của công việc sửa chữa là nâng cao chất lượng và giảm giá thành sửa chữa máy bằng cách sử dụng rộng rãi hơn các phương pháp công nghệ tiên tiến và phù hợp
Trong nhiều trường hợp các máy sau khi sửa chữa sẽ trở lại như máy mới. Sau đó, điều chủ yếu là bảo dưỡng chúng giữa các lần sửa chữa
Sửa chữa lớn theo kế hoạch được phân phối theo công tác hiện đại hóa máy. Mục đích của nó là hoàn thiện và thay đổi kết cấu để nâng mức độ kỹ thuật của các tổ hợp cũ tới mức hiện đại
Tuy nhiên việc xác định giới hạn hiệu quả kinh tế sửa chữa, trên cơ sở đó xác định thời hạn tốt nhất bằng cách tổ chức công tác sửa chữa hợp lí nhất, ngày càng có ý nghĩa lớn
Sửa chữa từng phần là một hiện tượng không tốt, làm giảm công suất của xí nghiệp, không sử dụng hết diện tích sản xuất và chi phí lớn, thiết bị và vật liệu đạt hiệu quả thấp
Công nhân nguội đóng vai trò quan trọng sửa chữa can được đào tạo với kỹ thuật cao. Công nhân nguội sửa chữa các máy công nghiệp cần biết công dụng điều chỉnh các đơn vị lắp biết dấu hiệu và các đặc điểm mòn của các chi tiết thuộc cơ cấu khác nhau và cần có phương pháp phục hồi các bộ phận máy bị mòn
Công nhân nguội sửa chữa phải sử dụng được các đồ gá, các cơ cấu vạn năng và chuyên dùng, cơ khí hóa các nguyên công làm bằng tay nặng nhọc và khó khăn. Tất nhiên họ cần hiểu rõ hệ thống sửa chữa dự phòng theo kế hoạch
Nhưng trong hoàn cảnh nước ta hiện nay, trình độ tổ chức và kỹ thuật về cơ khí còn non yếu, việc đào tạo và tổ chức cho công nhân cán bộ để có đủ trình độ điều khiển, sử dụng quản lí và sửa chữa máy chưa kịp thời. Việc sử dụng máy công cụ có nhiều hạn chế
Các thiết bị nói chung trong quá trình làm việc bị hao mòn dần độ chính xác cũng như hiệu suất của máy cũng theo đó mà giảm dần xuống
Để đảm bảo thiết bị luôn luôn tốt cần phải thực hiện trên máy các chế độ bảo dưỡng cần thiết và phải tiến hành thay thế hoặc sửa chữa các bộ phận máy đã bị hao mòn
Việc bảo dưỡng thiết bị là vấn đề mấu chốt để bảo đảm hình thành và hoàn thành vượt mức kế hoạch sản xuất của xí ngiệp và cũng là trách nhiệm của người công nhân cán bộ đối với việc bảo vệ tài sản chung của nhà nước
II. TỔNG QUÁT VỀ CÔNG NGHỆ SỬA CHỮA :
Công nghệ sửa chữa máy móc, thiết bị là một bộ phận không thể thiếu được trong nhà máy. Đã có nhiều nhà máy vì không chú ý đến công nghệ sửa chữa và chế độ bảo quản, sửa chữa máy và thiết bị lại hư hỏng, hao mòn dẫn đến mất mát năng lực làm việc, phải ngừng sản xuất, gây tổn thất lớn đến kế hoạch và thu hoạch của nhà nước
Thiết bị không được sửa chữa dự phòng mà chờ lúc quá hỏng (hoặc xảy ra sự cố ) mới sửa chữa vội vàng không được chuẩn bị chu đáo nên phá vỡ kế hoạch sản xuất, máy phải ngừng làm việc trong một thời gian dài ( có khi là vô hạn ) gây nên tổn thất lớn cho nhà máy. Về vấn đề này những người cán bộ trực tiếp sản xuất làm công tác ở các nhà máy thông cảm một cách sâu sắc những hiện tượng sản xuất mất can đối, không phát huy được hết khả năng của thiết bị, máy móc hư hỏng quá lớn, phí tổn sửa chữa quá nhiều, kế hoạch bị động. Nguyên nhân có hai mặt :
1. Thiếu công nghệ sửa chữa máy
2. Không có chế độ bảo quản và sửa chữa
Sửa chữa kịp thời và có công nghệ sửa chữa có thể nâng cao một cách hiệu quả tuổi thọ của máy móc, giảm giá thành sửa chữa, giảm sức lao động
III. ĐẶC ĐIỂM CỦA CÔNG NGHỆ SỬA CHỮA:
So với công nghệ chế tạo, công nghệ sửa chữa có những đặt điểm riêng biệt sau :
1. Làm từng chiếc đơn lẻ, thường không quá 1-10 chiếc cùng một lúc
2. Không toàn bộ thường chỉ tập trung vào một số chi tiết hay hỏng
3. Không phải chỉ là gia công cắt gọt kim loại mà phải làm cả nguội, hàn lắp ghép, điều chỉnh, cho dầu,...
4. Cấp bậc thợ bao giờ cũng cao
5. Phí tổn thường đắt hơn
6. Dung sai lắp ghép không cố định mà thay đổi theo thời gian
7. Hiện trường làm việc thu hẹp, vận chuyển không tự do
8. Có lúc đột xuất không khống chế trước được
9. Thiết bị, dụng cụ thường dùng là vạn năng
IV. KỸ THUẬT SỬA CHỮA MÁY CÔNG CỤ :
Hiện nay, thường có quan niệm cho rằng kỹ thuật sửa chữa là đơn giản, do đó hỏng đâu sửa đấy, nhiều khi máy dừng gần hai tháng mà không chữa xong
Trong khi đó, đại tu máy chỉ cần 7 ngày. Thực tế, kỹ thuật sửa chữa không khác gì lắm so với kỹ thuật chế tạo máy công cụ, nhưng có những khó khăn và điều kiện riêng
Khi chế tạo máy mới, chúng ta có tất cả các bản vẽ và điều kiện kỹ thuật của mọi chi tiết và bộ phận. Ngược lại, khi sửa chữa phần lớn các bản vẽ của máy, chi tiết cá biệt và sơ đồ truyền động đều thiếu. Điều này đặc biệt khó khăn đối với nước ta, vì ít công nhân có trình độ kỹ thuật cao, trong khi máy móc phức tạp quá nhiều
Người thợ sửa chữa cần phải phân biệt ba loại chi tiết : loại chi tiết không sửa chữa, loại chi tiết phải sửa chữa và có thể dùng tiếp tục, loại chi tiết bỏ đi và cần thay thế. Chất lượng công tác yêu cầu người thợ phải căn cứ vào kinh nghiệm và kiến thức của mình để có thể phán đoán được những chi tiết cũ không sửa chữa có thể ăn khớp với những chi tiết mới. Nếu không sẽ gây tác hại xấu cho máy. Ngược lại, quan điểm tiết kiệm đòi hỏi người thợ cũng phải cân nhắc, vận dụng những chi tiết còn có thể dùng được hay chỉ cần sửa chữa một ít, tiếp tục sử dụng những chi tiết có thể sử dụng được, tránh lãng phí cho nhà máy, xí nghiệp
Vấn đề chuẩn bị sửa chữa :
Muốn rút ngắn thời gian sửa chữa, hạ giá thành sửa chữa, bảo đảm chất lượng của máy được sửa chữa, chúng ta phải áp dụng những phương pháp sửa chữa tiên tiến và tiến hành cơ khí hóa công việc sửa chữa
Song muốn áp dụng được những phương pháp này cũng như trong chế tạo máy nói chung, công việc chuẩn bị tổ chức và chuẩn bị kỹ thuật rất quan trọng
Vấn đề chuẩn bị bao gồm những vấn đề sau đây :
1.Tìm hiểu kết cấu của máy
2.Kiểm tra máy, phát hiện những hư hỏng, những sai lệch
3.Chuẩn bị dụng cụ dùng trong sửa chữa
4.Chuẩn bị chi tiết thay thế
Muốn sửa chữa nhanh và tốt, công tác chuẩn bị phải làm chu đáo. Trước hết người thợ sửa chữa phải hiểu được kết cấu của máy cần sửa chữa và nắm được bản kê khai những hư hỏng của máy, do đó đảm bảo tháo lắp máy thuận lợi, đồng thời chuẩn bị sẵn những chi tiết, vật liệu cần thiết để thay thế
V. ĐẶC TÍNH SỬA CHỮA VÀ PHỤC HỒI CHI TIẾT MÁY CÔNG CU:
Mục đích chủ yếu của việc sửa chữa máy công cụ là làm sao phục hồi được hình dáng và kích thước của chi tiết, khiến cho nó bảo đảm được sự lắp ghép cần thiết của bộ phận ăn khớp
Kỹ thuật sửa chữa rất chú ý đến việc có thể phục hồi được hình dáng và kích thước của chi tiết một cách kinh tế nhất và chi tiết có thể dùng được lâu
Thực chất của vấn đề là làm sao lợi dụng được những chi tiết đã mòn của máy, vấn đề này ảnh hưởng trực tiếp đến việc tiết kiệm cho nhà máy, ảnh hưởng đến dự trù của nhà máy
Nhiều nhà máy khi thay chi tiết mòn bằng chi tiết mới, coi chi tiết mòn là hỏng, đôi khi mới dùng làm chi tiết khác có kích thước bé hơn. Kinh nghiệm của những nhà máy tiên tiến của các nước cho ta hay rằng phần lớn những chi tiết bị mòn có thể lợi dụng bằng cách phục hồi hay lợi dụng một bộ phận. Theo kinh nghiệm cho thấy rằng : như vậy có thể tiết kiệm tới 60-90% vật liệu dùng để chế tạo chi tiết thay thế
Trong thực tế sửa chữa trong các nhà máy hiện nay cho ta thấy phương pháp sửa chữa chi tiết có rất nhiều. Ta có thể thay đổi kích thước bề mặt bị mòn, phục hồi hình dáng của chi tiết
Hiện nay các nhà máy của chúng ta đều dùng rất phổ biến các phương pháp khác nhau để nâng cao độ chịu mòn của chi tiết. Những phương pháp đó là : Xementit, mạ crom, hàn hợp kim cứng nito và xyanua hóa, tôi bề mặt để nâng cao độ rắn bề mặt. Ngoài ra bảo đảm độ chính xác và chất lượng bề mặt cũng có tác dụng căn bản đến việc nâng cao tuổi thọ và tính chống mòn của chi tiết
Đối với những chi tiết máy, việc sửa chữa của ta chưa chú ý đúng mức, hoặc tuy có sửa chữa nhưng chưa đạt yêu cầu. Do đó ảnh hưởng đến chất lượng của máy sửa chữa. Cũng do sửa chữa không đúng kỹ thuật, có chi tiết đáng lẽ còn được sửa chữa nhiều lần thì nay sửa một lần là phải bỏ
Cụ thể đối với thân máy cần phải chú ý đến chất lượng của thân máy khi sửa chữa
Sở dĩ như vậy vì thân máy là chi tiết quan trọng nhất trong máy công cụ. Thân máy quyết định độ chính xác và chất lượng gia công của máy. Chỉ cần độ tinh xác bị mất một chút, độ chính xác của cả chi tiết máy liền bị mất hẳn đi. Cho nên khi sử dụng cần chú ý giữ gìn cẩn thận máy không để lại tổn thương say sát, khi sửa chữa cần phải phục hồi độ tinh xác của thân máy bị mất đi
VI.VẤN ĐỀ KIỂM TRA MÁY :
Tình trạng chung hiện nay là hỏng đâu sửa đấy và mục đích sửa chữa là làm sao máy chạy được không bị nóng, không kêu là tạm được. Công việc sửa chữa không đạt được mục đích là làm cho máy công cụ sau khi sửa chữa đạt đến độ tinh xác theo tiêu chuẩn do đó hạ thấp khả năng làm việc của máy.
Thậm chí do không có kiểm tra máy kỹ lưỡng, máy bị nóng, chạy kêu, nhưng cũng không tìm được nguyên nhân sửa chữa.
Tiêu chuẩn để đánh giá là năng suất, giá thành và độ tinh xác của máy. Nếu máy mất độ tinh xác cần thiết, ví dụ như năng suất cao, giá thành hạ, máy không còn giá trị nữa. Vấn đề có kiểm tra hay không là vấn đề có coi trọng chất lượng hay không. Tình trạng phổ biến hiện nay là sau khi sửa chữa xong chỉ cần kiểm tra qua loa, thậm chí như ở một vài nơi, sửa chữa máy xong chưa kịp kiểm tra đã trao cho công nhân dùng. Để đảm bảo độ chính xác này trước khi sửa chữa chúng ta cần kiểm tra độ chính xác của máy ( độ đảo của trục chính, độ không song song giữa sóng trượt và trục chính ....). Để có thể biết chổ nào mất độ tinh xác, để tiến hành sửa chữa sau này và sau khi lắp máy chúng ta cũng phải tiến hành kiểm tra xem có đạt độ tinh xác theo yêu cầu hay không. Nếu không, cần tiếp tục sửa chữa cho đạt yêu cầu. Chúng ta không thể quan niệm rằng công việc sửa chữa là sửa chữa những bộ phận riêng lẻ, độc lập với nhau, mà phải sửa chữa toàn bộ máy, do đó chất lượng sửa chữa không những do chất lượng của chi tiết sửa chữa quyết định, mà do chất lượng của cả máy được sửa chữa quyết định
Nói tóm lại, chúng ta sửa chữa để cho máy chạy tốt hơn, êm hơn, có độ tinh xác cao hơn, chứ không phải để cho máy chạy tồi hơn. Chỉ có bảo đảm tiến hành kiểm tra máy theo đúng tiêu chuẩn, mới có thể phát hiện được ở nơi nào hỏng, do đó sửa chữa mới đúng chổ, mới nhanh và chất lượng sửa chữa mới đảm bảo được
Thông thường chúng ta phải tiến hành những phần kiểm tra dưới đây :
1. Kiểm tra bên ngoài, kiểm tra chạy không với mục đích xem máy có lắp chính xác hay không, các cơ cấu có hoạt động bình thường hay không
2. Kiểm tra độ tinh xác hình học của máy
3. Kiểm tra độ tinh xác cắt gọt
4. Kiểm tra độ cứng vững của máy
Riêng về độ tinh xác hình học của máy sau khi sửa chữa đều theo tiêu chuẩn OCT về độ tinh xác máy mới mà nghiệm thu. Đó là quy định của tuyệt đại đa số các nhà máy chế tạo ở Liên Xô. Sự quy định như vậy là để thõa mãn yêu cầu nâng cao chất lượng gia công. Chúng ta thấy rằng quy định đó hoàn toàn hợp lí và đề nghị các nhà máy đều theo quy định này để nghiệm thu máy sửa chữa
KẾT LUẬN
Trong điều kiện hiện nay, vấn đề kỹ thuật và vấn đề tổ chức quan hệ chặt chẻ với nhau. Nếu chỉ đơn thuần nêu lên vấn đề kỹ thuật mà chưa nêu lên được những biện pháp cụ thể về tổ chức thì vấn đề kỹ thuật cũng không giải quyết được, trình độ kỹ thuật sửa chữa máy công cụ không thể nâng cao lên được. Cho nên cần phải đồng thời giải quyết vấn đề tổ chức và kỹ thuật mới có thể nay mạnh công tác sửa chữa
Để có thể làm được nhiệm vụ nặng nề này của ngành cơ khí chúng ta phải không những phải nổ lực đẩy mạnh phong trào cải tiến kỹ thuật, áp dụng kỹ thuật mới để tăng năng suất, chúng ta phải phấn đấu để giữ vững và nâng cao chất lượng cùng tuổi thọ của máy, để có thể phát huy được khả năng tiềm tàng to lớn của thiết bị bằng cách tiến hành sửa chữa máy được chu đáo và có hiệu quả
Trong tình trạng tổ chức sửa chữa nói chung ở các nhà máy chưa hoàn thành, chế độ kỹ thuật sửa chữa đang ở tình trạng thô sơ chưa bảo đảm chất lượng sửa chữa, thời gian sửa chữa và dừng máy còn quá dài, để có thể đáp ứng nhu cầu sửa chữa thiết bị này càng tăng, chúng ta phải có biện pháp tích cực để bồi dưỡng và bổ sung kịp thời, xây dựng một đội ngũ công nhân và cán bộ kỹ thuật sửa chữa lành nghề, nắm được kỹ thuật sửa chữa hiện đại. Chúng ta phải áp dụng những kỹ thuật tiên tiến trong sửa chữa của Liên Xô và các nước anh em khác để có thể tiết kiệm được nhân công, vật liệu, rút ngắn được thời gian dừng máy để sửa chữa, đảm bảo thời gian sử dụng lâu dài cho máy công cụ. Đặc biệt chúng ta phải phấn đấu nâng cao chất lượng sửa chữa, bảo đảm đạt yêu cầu chất lượng của máy mới bằng cách ngoài những biện pháp kỹ thuật còn phải có những biện pháp giáo dục về tư tưởng cho công nhân và cán bộ thấy rõ ý nghĩa quan trọng của vấn đề bảo quản và sửa chữa máy công cụ
Chương II: PHÂN TÍCH CHI TIẾT SỬA CHỮA :
I.Đặc điểm, công dụng, điều kiện làm việc của chi tiết sửa chữa:
Sóng trượt là bề mặt làm việc quan trọng nhất của các máy cắt kim loại có ảnh hưởng chủ yếu đến độ chính xác của chi tiết gia công. Sóng trượt lại là bề mặt làm việc của thân máy, chi tiết quan trọng nhất của máy cắt kim loại nên việc sửa chữa phải hết sức thận trọng và tỉ mỉ
Thân máy là phần chủ yếu của máy trên đó có lắp tất cả các cơ cấu và các đơn vị lắp. Vì vậy, rất nặng và rất cứng vững. Trong các máy cắt kim loại, thân máy chiếm từ 60-90% trọng lượng máy. Sóng trượt định hướng các cơ cấu chuyển động của máy và các chi tiết gia công trên máy
Do kết quả gia công, do bị mòn và biến dạng do lắp ráp và điều chỉnh không đúng làm xuất hiện các sai số về vị trí tương quan của các bề mặt sóng trượt dùng để xác định vị trí của các chi tiết lắp trên đó. Sai số này là nguyên nhân làm giảm năng suất và độ chính xác gia công của máy
Trong các máy hiện đại thường dùng các loại đường trượt sau : thẳng-profile chữ nhật, lăng trụ -profile tam giác, chữ V và đuôi én -profile hình thang. Các sóng trượt của máy công cụ thường có đường trượt lăng trụ phẳng hoặc chữ V. Bề mặt sóng trượt máy tiện HN có dạng đường trượt tổ hợp
Đường trượt tổ hợp bảo đảm độ dịch chuyển thẳng của bộ phận máy một cách tin cậy đặc biệt. Nó gồm có 3 bề mặt lăng trụ và một mặt phẳng. Ụ sau dịch chuyển theo 2 đường trượt trong của sóng trượt máy tiện, còn bàn dao dịch chuyển theo 2 đường trượt ngoài
Các bề mặt rất quan trọng và cũng mòn nhiều nhất của sóng trượt là các bề mặt trượt
Phải đảm bảo gia công chính xác đường trượt vì các công việc thực hiện trên máy phụ thuộc vào tình trạng của chúng. Các đường trượt chịu tải trọng lớn. Các cơ cấu khác nhau dịch chuyển với tốc độ cao dọc theo bề mặt trượt, vì vậy cần phải tránh phôi rơi vào và phải bôi trơn tốt. Các đường trượt phải rất thẳng và song song nhau, bảo đảm các điều kiện kỹ thuật về độ thẳng và không bị vênh
Sửa chữa đường trượt của sóng trượt bằng các phương pháp khác nhau tùy theo đặc điểm và lượng mòn của các bề mặt, tùy theo đồ gá và các thiết bị sửa chữa chuyên dùng có tại nhà máy, xí nghiệp
Xác định dạng sản xuất
Khối lượng chi tiết :250 kg
Số lượng chi tiết sửa chữa trong năm : < 5 chiếc
Þ Dạng sản xuất : đơn chiếc
II. Phân tích vật liệu :
Chi tiết sửa chữa sóng trượt máy tiện HN được chế tạo bằng vật liệu GX 21-40. Có ý nghĩa là vật liệu bằng gang xám có giới hạn bền khi kéo : 21 kg/mm2 ; khi uốn : 40 kg/mm2 ; khi nén : 75 kg/mm2 và có độ cứng :HB 170-200 kg/mm2;
Thành phần hóa học :
% C : 3,3 - 3,5
% Si : 1,4 -1,7
% Mn : 0,6 – 0,9
% P : 0,3
% S : 0,15
Tổ chức nền kim loại : peclit, graphit tấm trung bình. Trong điều kiện chi tiết quan trọng chịu tải cao ( ứng suất uốn tới 300 daN/cm2, bề mặt tiếp xúc chịu áp suất trên 0,5 MPa )
Trong ngành chế tạo máy công cụ, các phần kết cấu quan trọng đều đúc. Những yêu cầu ngày một cao về độ chính xác khi làm việc của máy cắt kim loại và các máy móc khác cùng với việc nâng cao nâng suất của chúng được thõa mãn do các vật đúc bằng hợp kim sắt -cacbon hiện nay đã đạt được chất lượng cao. Trong những trường hợp cá biệt, vật đúc bằng gang chiếm tới 85% tổng khối lượng của máy
Các chi tiết đúc bằng gang xám được dùng phổ biến vì gang xám rẻ, dễ đúc do chảy loãng tốt, ít co ngót, cơ tính khá, làm việc tốt trong điều kiện mài mòn, rung động, đúc các chi tiết có hình dạng tương đối phức tạp
Một trong những ưu điểm của gang là có khả năng giảm rung tốt. Nhờ vậy mà máy móc đạt được độ cứng vững cần thiết
Tính chất này đặc biệt cần đối với các chi tiết chính của máy công cụ : bệ máy, trụ máy, bàn máy, mâm cặp, xà ngang và bàn trượt. Do đặc điểm của các chi tiết máy công cụ là có các bề mặt trượt, sóng trượt cũng như các mặt phẳng ghép chặt lớn. Các sóng trượt máy công cụ có tính chống mài mòn cao, hệ số ma sát trượt bé và có độ bền chịu được tải trọng
Do đó : GX 21-40 rất thích hợp để làm vật liệu chế tạo sóng trượt máy tiện HN
III. Phân tích điều kiện kỹ thuật sửa chữa :
1.Sóng trượt phải thẳng và phẳng. Các bề mặt của sóng trượt phải song song với nhau. Sau khi sửa chữa lớn, các chỉ số về độ chính xác của sóng trượt phải được khôi phục như các số liệu ghi ở phiếu kiểm tra xuất xưởng name trong thuyết minh của máy
2.Sau khi gia công lần cuối của sóng trượt, số điểm sơn tiếp xúc khi kiểm tra bằng thước thẳng, mặt phẳng mẫu bằng hoặc lớn hơn các trị số được nêu trong bản sau và phải phân bố đều
Số điểm sơn ít nhất cần có của sóng trượt khi kiểm tra bằng thước thẳng hoặc mặt phẳng mẫu
|
Bề mặt |
Số điểm sơn tiếp xúc ít nhất trên một hình vuông 25 |
|
Sóng trượt máy cắt kim loại : |
|
|
-Đối với máy chính xác cao |
20 |
|
-Đối với máy chính xác thường |
16 |
|
-Mặt trượt xe dao |
10 |
|
-Mặt trượt thân máy |
10 |
3. Trên bề mặt của sóng trượt không được có vết xước, rỗ, lõm, vết gia công cơ ( trừ vân cạo )
4. Độ cứng vững phải đồng đều trên toàn bộ bề mặt
5. Sóng trượt dài đến 1,5m không được có quá 3 chổ hàn đắp. Sóng trượt dài trên 1,5m không được có quá 6 chổ hàn đắp
6. Chổ chuyển tiếp từ mặt không gia công đến mặt gia công hoặc giữa các mặt gia công với nhau phải vát lượn hoặc tròn
Các đường trượt dành cho ụ sau máy tiện mòn ít hơn nhiều so với các đường trượt của bàn dao. Các mặt lắp căn của bàn dao bị mòn ít hơn một chút. Các mặt dùng để định vị lắp thanh răng ăn khớp với bánh răng trong hợp xe dao thực tế không bị mòn. Các mặt trượt của đường trượt có lượng mòn khác nhau là do khi ụ sau và bàn dao chuyển động, tải trọng tác dụng lên các bề mặt này có vị trí khác nhau
Theo tiêu chuẩn Liên Xô ( OCT 18097-72 ) khi sửa chữa sóng trượt máy tiện phải bảo đảm các yêu cầu sau đây :
1.Đường trượt thân máy phải thẳng, độ lòi cho phép 0,02mm trên chiều dài 1000mm
2.Các mặt 2, 3, 4, 5, 6, 7 và 8 phải song song trong mặt phẳng nằm ngang, không bị cong vênh có thể nhìn thấy được, khi bị co kéo có hướng, như theo đường xoắn ốc, sai lệch cho phép 0,02mm trên chiều dài 1000mm
3.Mặt 2, 3, 7 và 8 phải song song với mặt 10 và 11 để lắp thanh răng, sai lệch cho phép 0,1mm trên cả chiều dài
4. Mặt 2, 3, 7 và 8 phải song song với mặt 4 và 5, sai lệch cho phép 0,03mm trên cả chiều dài
5.Mặt 1 và 9 phải song song với mặt 2, 3, 7 và 8, sai lệch cho phép 0,03mm trên cả chiều dài
Độ mòn trung bình của máy trong 1 năm khoảng 0,03-0,08mm, tùy theo chế độ làm việc của máy và chất lượng bảo quản kỹ thuật
III. KIỂM TRA ĐỘ MÒN
Trước khi sửa chữa sóng trượt phải kiểm tra sơ bộ độ chính xác theo tiêu chuẩn riêng rồi căn cứ vào mức độ mất chính xác và những vấn đề còn tồn tại khi làm việc để quyết định mức độ và nội dung sửa chữa. Chuẩn bị tất cả các dụng cụ, chi tiết thay thế và mẫu kiểm tra cần thiết khi sửa chữa. Yêu cầu nghiệm thu độ chính xác sau khi sửa chữa cần theo tiêu chuẩn đã quy định
Phần quan trọng nhất của thân máy là sóng trượt. Độ mòn của thân máy chủ yếu do độ mòn sóng trượt của bàn dao. Sóng trượt bằng gang của máy tiện có độ tinh xác bình thường nếu làm việc một ca, hàng năm mòn chừng 0,02 -0,03 mm. Nếu bảo quản máy không tốt hoặc tải trọng quá lớn, sóng trượt bị mòn rất nhanh, thành những rãnh sâu trên sóng trượt. Có thể dùng đồng hồ so và đế ụ sau để kiểm tra độ mòn
a) Bản chất của hiện tượng mòn :
Thời hạn phục vụ của máy công cụ được quyết định bởi độ mòn của chúng
Sự mài mòn là quá trình thay đổi từ từ kích thước chi tiết theo thời gian sử dụng máy. Thông thường nó làm cho hình dạng và trạng thái bề mặt làm việc của chi tiết thay đổi. Khi sự thay đổi này ở trị số xác định, chất lượng làm việc của các chi tiết, các cơ cấu và bộ phận máy xấu đi rất nhanh, dẫn đến phải sửa chữa
Độ mòn của chi tiết gồm có mòn bình thường và mòn phá hủy :
-Mòn bình thường :xuất hiện khi vận hành đúng, do máy làm việc lâu dài, chất lượng máy giảm xuống không rõ rệt
-Mòn phá hủy : là loại mòn rất nhanh trong thời gian ngắn đã tới các kích thước làm cho máy không thể tiếp tục làm việc được
Nguyên nhân mòn phá hủy có thể do bảo quản máy không tốt, ví dụ như không tuân theo chế độ bôi trơn, máy làm việc quá tải nhiều, sửa chữa không kịp thời hoặc chất lượng sửa chữa không tốt
Trong nhiều trường hợp mòn phá hủy làm hỏng máy trong một thời gian dài, cần phí tổn nhiều để phục hồi máy khi hư hỏng
Phụ thuộc vào điều kiện làm việc, các chi tiết máy mòn không đều: mòn số chi tiết mòn nhanh, một số khác mòn chậm khe hở của các mối ghép tăng lên khi các chi tiết bị mòn
Người ta quy định độ mòn cho phép của chi tiết, nghĩa là trị số mà khi mòn quá giới hạn đó thì chi tiết không được phép tiếp tục làm việc
Độ mòn giới hạn của chi tiết được xác định dựa vào các dấu hiệu sau :
-Độ bền và độ cứng vững của chi tiết bị giảm
-Đặc tính của mối ghép thay đổi
-Ảnh hưởng của chi tiết bị mòn đến khả năng làm việc của các chi tiết khác trong đơn vị lắp
Cường độ ( tốc độ ) mòn của chi tiết máy phụ thuộc nhiều vào điều kiện làm việc của chúng, vào vật liệu, đặc tính bôi trơn, áp suất và tốc độ trượt, nhiệt độ trong vùng tiếp xúc và điều kiện môi trường chung quanh ( độ bụi của không khí, độ ẩm.. .)
Hiện tượng mòn được chia thành 3 loại : mòn cơ học, mòn dính và ăn mòn
-Mòn cơ học : là kết quả tác dụng của lực ma sát khi trượt chi tiết theo một chi tiết khác. Ở dạng mòn này xảy ra sự cắt một lớp kim loại bề mặt của các chi tiết cùng làm việc. Vì vậy các thông số hình học của chi tiết bị thay đổi
Mòn cơ học xuất hiện giữa các chi tiết lắp ghép cộng với nhau như ổ trục, sóng trượt, sóng trượt – bàn máy, pittong- xylanh...Mòn cơ học xuất hiện cả khi ma sát lăn vì ma sát trượt luôn kèm theo ma sát lăn, nhưng độ mòn thường không lớn lắm
Trị số và đặc điểm mòn của chi tiết phụ thuộc vào tính chất cơ lí của lớp bề mặt chi tiết, vào điều kiện làm việc của các bề mặt lắp ghép, vào áp suất, tốc độ dịch chuyển tương đối, điều kiện bôi trơn và độ nhám các bề mặt lắp ghép...
Tác dụng phá hủy lớn nhất trên chi tiết là do độ mòn hạt mài. Loại mòn này có thể quan sát thấy trong những trường hợp bề mặt làm việc có bám các mãnh kim loại và hạt mài nhỏ. Thường các mãnh này rơi vào bề mặt làm việc khi gia công các phôi đúc trên máy hoặc các mãnh xuất hiện do sự mài mòn của chính các bề mặt hoặc do bụi rơi vào... Các hạt này giữ được tính chất cắt trong thời gian dài tạo ra các vết xước, vết sây sát. Trộn với bụi bẩn, các hạt này đóng vai trò boat mài nhão, gây ra mài nghiền mạnh và làm mòn nhanh các bề mặt lắp ghép
Độ mòn chi tiết còn phụ thuộc vào các nguyên nhân khác, trong đó có đặc tính tác dụng tương hổ của các bề mặt lắp ghép. Tác dụng tương hổ của các bề mặt chi tiết không có chuyển động tương đối gây ra sự nén kim loại như đặc trưng của mối ghép then, then hoa, ren và các mối ghép khác
Hiện tượng phá hủy vật liệu do tác dụng của tải trọng thay đổi gọi là hiện tượng mỏi của vật liệu, Nhưng vết nứt xuất hiện do bị mỏi rồi lớn dần và làm hỏng chi tiết. Mỏi cũng là một dạng mòn cơ học, thường thấy ở vòng tròn chia trên bề mặt làm việc của bánh răng. Mỏi cũng là một trong những nguyên nhân làm gãy trục, nứt thành xy lanh thủy lực, mẻ đầu búa, mẻ thanh truyền, đứt bulong của thanh truyền...
Độ mòn cơ học có thể do bảo dưỡng các chi tiết không tốt. Mòn càng nhanh khi thiếu dầu bôi trơn, sửa chữa không kịp thời trong sản xuất, chất lượng sửa chữa không tốt, máy làm việc quá tải
Vận hành đúng quy tắc, sửa chữa kịp thời có chất lượng tốt thường loại trừ khả năng gây sự cố, tạo khả năng kéo dài chu kì giữa hai lần sửa chữa máy tiện và máy công cụ nói chung
Để ngăn ngừa sự phá hủy do mỏi, điều kiện quan trọng là chọn đúng kích thước mặt cắt ngang của chi tiết cần gia công lại hay sửa chữa và cố gắng chế tạo sao cho chi tiết không có chổ chuyển tiếp lớn từ kích thước này sang kích thước kia. Cần nhớ rằng bề mặt gia công thô có các vạch, vết xước có thể trở thành nguyên nhân phát sinh các vết nứt mới
-Mòn dính : là sự dính của bề mặt này với bề mặt khác. Quan sát thấy hiện tượng này khi bôi trơn chưa đủ, áp suất lớn, khi hai bề mặt áp sát nhau đến nổi lực phân tử làm cho các bề mặt dính với nhau có lực ma sát
-Mòn do ăn mòn : thường xuất hiện ở các máy và bộ phận chịu tác dụng trực tiếp của nước, không khí các hóa chất, nhiệt độ. Nếu nhiệt độ không khí tại nơi sản xuất không ổn định thì mỗi lần nhiệt độ lên cao, hơi nước trong không khí tiếp xúc với chi tiết kim loại lạnh hơn ngưng động lại trên bề mặt kim loại
Nó gây ăn mòn kim loại, nghĩa là liên kết kim loại với oxy trong không khí. Do bị ăn mòn chi tiết hình thành những chổ mòn sâu, kim loại có bề mặt xốp, độ bền cơ học mất đi. Hiện tượng ăn mòn thường thấy ở máy ép thủy lực, búa hơi làm việc trong môi trường hơi và nước
Mòn do ăn mòn thường kèm theo mòn cơ học do lắp ghép chi tiết này với chi tiết khác. Trong trường hợp này dẫn đến ăn mòn – cơ học, nghĩa là mòn tổng hợp
b) Đặc điểm mòn của chi tiết máy :
Độ mòn cơ học của chi tiết có các mặt phẳng dẫn hướng thường không đồng đều theo chiều dài. Do mòn mà độ phẳng, độ thẳng, độ song song của các bộ phận dẫn hướng và trong một số trường hợp, cả độ vuông góc của nó so với bề mặt nào đó bị sai lệch
Độ mòn không đồng đều là kết quả tác dụng không đuề của tải trọng theo chiều dài của bề mặt dẫn hướng. Cụ thể đường trượt của thân máy công cụ dưới tác dụng của tải trọng cục bộ lớn, bị lõm ở phần giữa, còn mặt trượt ngắn của bàn lắp ghép với nó bị lồi
1 – Bàn máy
2 - Bề mặt sóng trượt
c) Dấu hiệu mòn :
Có thể căn cứ vào điều kiện làm việc của chi tiết máy để xác định độ mòn của chúng
Có thể xác định độ mòn của đơn vị lắp trong máy không chỉ theo tiếng gõ mà còn căn cứ vào hình dạng bề mặt chi tiết được gia công trên máy. Cụ thể : khi tiện nếu chi tiết xuất hiện những vòng lồi và lõm cách đều nhau, chứng tỏ các răng của thanh răng và bánh răng trong hộp xe dao của máy bị mòn, chuyển động của bàn dao bị gián đoạn. Khuyết tật này còn do mặt trượt của thân máy và mặt trượt bàn dao bị mòn, làm cho lổ lắp trục truyền trong hộp xe dao và hộp tiến dao không đồng tâm
Khi chi tiết tiện bị côn, chứng tỏ ổ trục chính ( chủ yếu là ổ trước ), đường trượt thân máy bị mòn, còn khi ovan –ngõng trục chính bị mòn thành hình ovan
Xác định độ mòn của chi tiết máy dựa vào các vết xước, các rãnh, vết lõm xuất hiện trên chi tiết và sự thay đổi hình dạng của chúng. Đối với các chi tiết máy làm việc với tải trọng lớn, đổi chiều thì dùng kính phóng đại ( kính lúp ) để kiểm tra xem có vết nứt nhỏ không, vì chúng có thể là nguyên nhân làm hư hỏng chi tiết. Trong một số trường hợp dùng búa để kiểm tra. Nếu gõ vào chi tiết mà có tiếng kêu rè thì chứng tỏ có vết nứt lớn
d) Độ mòn giới hạn :
Để nâng cao tuổi thọ của máy, điều quan trọng là phải quy định trị số độ mòn giới hạn của các chi tiết máy khác nhau. Xác định chính xác độ mòn khác nhau trong máy công cụ, trong các kiểu máy khác nhau xuất phát từ yêu cầu riêng của chúng là một việc rất khó khăn
Dưới đây là những ví dụ về độ mòn giới hạn của một số chi tiết máy lấy từ thực tế sửa chữa tại các nhà máy :
Độ mòn giới hạn của đường trượt :
-Đối với máy cắt đạt độ chính xác cao ( máy siêu chính xác ) là 0,02 mm trên chiều dài 1000mm
-Với máy có độ chính xác bình thường là 0,1 – 0,2 mm trên chiều dài 1000 mm
Chương IV: MỤC ĐÍCH VIỆC CHẾ TẠO ĐỒ GÁ :
Qua các phần phân tích trên, sóng trượt là một bộ phận quan trọng đảm bảo độ chính xác gia công chi tiết. Do sóng trượt làm việc liên tục và thường xuyên chịu tải trọng nên dẫn đến hư hỏng nhanh, đặc biệt là máy tiện Hà Nội có bề mặt sóng trượt làm việc trong thời gian ngắn,mau mòn, nhất là khu vực gần mâm cặp máy tiện ( mòn nhiều nhất ). Chính vì thế, bề mặt sóng trượt có độ cứng (độ bền) và khả năng chống mài mòn cao trong khi lõi vẫn có độ cứng thấp để đảm bảo tính dẻo dai tốt. Biện pháp có hiệu quả với năng suất cao để hóa bền bề mặt là tôi bề mặt, hiện được áp dụng phổ biến trong sản xuất cơ khí.
Vậy yêu cầu đặt ra là phải chế tạo ra một thiết bị tôi có hiệu quả và kinh tế nhất.Đồ án này sẽ trình bày quy trình chế tạo đồ gá tôi sóng trượt máy tiện đơn giản,thao tác dẽ dàng mà bất kì cơ sở sản xuất cơ khí nào cũng có thể làm được
Chương V. TÔI BỀ MẶT SÓNG TRƯỢT HN BẰNG DÒNG ĐIỆN TIẾP XÚC :
I. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHIỆT LUYỆN GANG :
So với thép gang rẻ, dễ chế tạo và có một số đặc tính khác. Do vậy trong thực tế gang được sử dụng rộng rãi, thậm chí có thể thay thế cho thép trong một số điều kiện cho phép
Đối với gang việc nhiệt luyện cũng có ý nghĩa quan trọng
Hiện nay nhiệt luyện gang được dùng rất rộng rãi. Một trong những điểm đặc biệt của nhiệt luyện gang ( khác với thép và hợp kim màu ) là cần phải tính tới tổ chức và cơ lý tính của vật liệu ở trạng thái ban đầu. Khi nhiệt luyện chi tiết gang cần phải nung nóng và làm nguội với tốc độ nào đó để khỏi gây nên vết nứt ( bên trong và bên ngoài ) và biến dạng. Đối với chi tiết có hình dáng lớn và phức tạp thì phải giảm tốc độ nung nóng và làm nguội. Điều nguy hiểm là tăng tốc độ nung nóng và làm nguội ở khoảng nhiệt độ gây giòn. Đối với gang khoảng này là từ nhiệt độ trong phòng tới 5000 c. Trong vùng nhiệt độ cao hơn, khi có biến dạng dẻo, tốc độ nung và làm nguội có thể tăng lên. Cần chú ý rằng tốc độ nung nhỏ thì tạo điều kiện cho Xementit phân hóa. Bởi vậy tốc độ nung và làm nguội cho phép phụ thuộc vào thành phần tổ chức gang, tiết diện và hình dáng chi tiết, khả năng của thiết bị nung và làm nguội chi tiết, thường dùng phương pháp thực nghiệm để xác định
Thời gian giữ nhiệt chi tiết gang cần được xác định theo sự tính toán quá trình khuyếch tán và chuyển biến tổ chức xảy ra trong gang ở khoảng nhiệt độ cao. Thời gian giữ nhiệt chi tiết gang sau khi đã đạt được nhiệt độ qui định cần ở mức tối thiểu để đạt được sự chuyển biến, thời gian giữ nhiệt dài dẫn tới sự phân hủy Xementit và giảm chất lượng gang
II. ĐẶC ĐIỂM NHIỆT LUYỆN GANG :
Nguyên lý cơ bản của nhiệt luyện gang giống như nhiệt luyện thép. Nhưng trong quá trình chuyển biến tổ chức của nó có những đặc điểm :
1. Hàm lượng silic trong gang cao hơn nhiều so với thép cacbon, do đó có những ảnh hưởng sau :
- Silic có tác dụng nâng cao nhiệt độ cùng tích ( 7230 c ) cho nên nhiệt độ Austenit hóa khi nhiệt luyện gang cao ( 7380 c )
- Silic có tác dụng thúc đẩy sự graphit hóa nhưng cũng cản trở mạnh mẽ sự hòa tan của cácbon trong Austenit. VÌ vậy muốn hòa tan một lượng cacbon cần thiết vào dung dịch rắn, thì thời gian giữ nhiệt ở nhiệt độ cao của gang phải lâu hơn thép
- Sự tồn tại của Graphit làm cho tính dẫn nhiệt của gang kém cho nên phải nung từ từ hoặc nung sơ bộ để nhiệt độ trên các phần của chi tiết được đồng đều
2. Khi nung gang đến nhiệt độ cao, một mặt graphit sẽ hòa tan trong Austenit, mặt khác cũng có thể sinh ra hiện tượng graphit hóa trong Xementit. Cho nên nhiệt độ nung cao hoặc thấp và tốc độ làm nguội nhanh hay chậm có ảnh hưởng rất lớn đến tổ chức gang. Làm nguội nhanh trong tổ chức sẽ được nhiều peclit, làm nguội chậm có thể làm cho nền peclit ban đầu có thể chuyển biến thành pherit
Đặc điểm chuyển biến tổ chức khi nhiệt luyện gang là sự chuyển biến của sự phân hủy Xêmentit. Khi nung tới nhiệt độ tới hạn, Xêmemtit tự do và Xêmentit trong trong peclit có thể cầu hóa và phân hủy thành graphit. Tốc độ nung càng chậm thì sự phân hủy này càng mạnh, Nâng cao nhiệt độ nung, khi ở nhiệt độ cao Xêmentit sẽ phân hủy thành dạng tấm. Như vậy sẽ làm giảm độ bền, độ dẻo, độ dai của gang
SỰ PHÂN HÓA CỦA XEMENTIT :
Ngoài sự tạo thành Graphit ở trạng thái lỏng và từ Austenit khi kết tinh, còn có sự tạo thành graphit từ Xementit ở trạng thái rắn
Như đã biết Xementit là pha không hoàn toàn ổn định, ở điều kiện nhiệt độ nhất định, nó sẽ bị phân hóa thành hỗn hợp Austenit + graphit hoặc ferit + graphit
Ở nhiệt độ cao hơn đường P’S’K’ pha ổn định là Austenit, lúc đó khi giữ nhiệt độ lâu Xementit sẽ phân hóa thành Austenit và graphit :
Ở nhiệt độ tháp hơn đường P’S’K’ pha ổn định là ferit, lúc đó khi giữ nhiệt độ lâu Xementit sẽ phân hóa thành ferit và graphit
Trong thực tế ở nhiệt độ thường quá trình này không xảy ra hoặc xảy ra với tốc độ vô cùng chậm, muốn xảy ra ở nhiệt độ đáng kể phải tiến hành ở nhiệt độ cao 700 – 8000 c
Quá trình phân hóa Xementit ở trạng thái rắn được sử dụng để nhiệt luyện gang đạt đến mức độ tạo thành lượng graphit mong muốn
III. MỤC ĐÍCH CỦA NHIỆT LUYỆN GANG :
1. Khử ứng suất bên trong tạo thành khi đúc
2. Làm tăng và thay đổi tổ chức nền kim loại và độ phân tán của nó trong gang ( nền kim loại của gang và nền kim loại của thép cơ bản giống nhau )
3. Hóa mềm gang và giảm độ cứng phần bị chai ( sự biến trắng )
4. Nâng cao cơ tính và khả năng chống mài mòn
IV. CƠ SỞ CỦA QUÁ TRÌNH NHIỆT LUYỆN GANG :
Cơ sở để nghiên cứu nhiệt luyện và tìm hiểu các tính chất của thép và gang là giản đồ trạng thái Fe – C. Thực ra là có 2 giản đồ trạng thái Fe – C tùy theo trạng thái tồn tại của cacbon trong hợp kim. Loại thứ nhất là giản đồ trạng thái Fe – C graphit là loại ổn định nhưng ít dùng bởi vì trong thực tế C graphit hầu như không có trong hợp kim Fe – C nguyên chất, nó chỉ được tạo thành trong những điều kiện thí nghiệm đặc biệt. Do đó loại giản đồ này mang nhiều tính chất lý thuyết, nó được sử dụng khảo sát gang xám. Loại thứ 2, là giản đồ trạng thái Fe – Fe3C chỉ là loại gần ổn định nhưng được dử dụng rộng rãi bởi vì trong thực tế ( dù làm nguội rất chậm ) cacbon trong hợp kim ở dạng Fe3C, chỉ trong điều kiện khá đặc biệt ( ví dụ : có thêm silic và nung nóng lâu ) Fe3C mới trở nên không ổn định và phân hóa thành Fe và cacbon graphit
Như đã biết tổ chức tế vi tong gang xám ( cầu, dẻo ) gồm hai phần : nền kim loại cơ bản giống tổ chức của thép và graphit. Graphit là pha rất ổn định, khi nung nóng hay làm nguội không thể chuyển sang pha khác, nó chỉ có một khả năng hòa tan vào Austenit tới giới hạn bảo hòa ( đường S’E’ ) khi nung nóng. Còn phần tổ chức giống thép khi nung nóng chuyển biến theo giản đồ Fe - Fe3C như đã biết. Do vậy khi xét chuyển biến khi nung nóng hay làm nguội gang ta quy về xét các thép tương đương : gang ferit, gang ferit – peclit : thép trước cùng tích, gang peclit : thép cùng tích, sau đó xét tới sự hòa tan của graphit vào Austenit
V. CÁC HÌNH NHIỆT LUYỆN GANG XÁM :
Đặc điểm của gang xám là mặt gãy có màu xám, lượng silic tương đối cao, trong đó phần lớn cacbon ở trạng thái tự do, tức là graphit
Khi nhiệt luyện gang xám chỉ làm biến đổi tổ chức của nền kim loại ( ví dụ : ferit thành peclit hay ngược lại ) hoặc biến đổi lớp vỏ biến trắng thành gang xám mà không làm biến đổi được dạng tấm của graphit cũng như kích thước của nó. Đối với gang xám thường áp dụng các dạng nhiệt luyện sau:
-Ủ để khử ứng suất bên trong
- Ủ để làm mất vỏ biến trắng
- Ủ để thay đổi nền kim loại :
- Ủ để giảm cacbon liên kết
- Ủ để tăng cacbon liên kết
Ủ ĐỂ TĂNG CACBON LIÊN KẾT :
Như đã biết, gang xám có nền kim loại peclit có cơ tính cao nhất, nhiều trường hợp vật đúc có tổ chức Ferit hoặc Ferit – Peclit có thể nhiệt luyện thành Peclit
Đặc điểm của ủ để tăng cacbon liên kết là phải nung gang quá nhiệt độ giới hạn A1
Khi nung nóng quá nhiệt độ A1 và A3 nền kim loại của gang với các tổ chức Ferit, Ferit – Peclit chuyển biến thành Austenit, còn graphit vẫn giữ nguyên, giữ nhiệt độ lâu, graphit hòa tan vào Austenit cho tới giới hạn bảo hòa ( đường S’E’ ) ở nhiệt độ đã cho. Nếu thời gian giữ nhiệt được tính toán thích hợp sao cho lượng cacbon trong Austenit tới giới hạn khoảng 0,6 – 0,8%, khi làm nguội với tốc độ vừa phải để hạn chế sự graphit hóa thì Austenit này chuyển thành Peclit và ta nhận được gang xám Peclit. Ví dụ : Muốn ủ gang xám Ferit thành gang xám Peclit phải nung nóng gang đến nhiệt độ để Ferit biến thành Austenit, theo giản đồ trạng thái Fe – C nhiệt độ này phải cao hơn điểm G( 9910 c ), giữ nhiệt độ lâu để graphit hòa tan vào Austenit làm tăng lượng cacbon từ 0,6 – 0,8%, tiếp theo làm nguội trong không khí
Các tính toán chi tiết được chính xác hóa bằng thực nghiệm
-TÔI VÀ RAM :
Mục đích của tôi và ram gang xám cũng là để tăng độ bền, độ cứng và tính chống mài mòn nhưng hiệu quả không lớn như với thép do không biến đổi được graphit
Giống như các chuyển biến khi nung nóng ở quá trình ủ để tăng lượng cacbon liên kết, khi nung nóng để tôi, nền kim loại của gang xám ( phần thép của tổ chức gang ) sẽ chuyển biến theo giản đồ Fe – C, còn Graphit không chuyển biến và nhiệt độ tôi tự chọn, tính toán theo tổ chức của nền kim loại, để nền kim loại chuyển biến thành Austenit. Ở nhiệt độ tôi gang có tổ chức Austenit + Graphit, giữ nhiệt độ trong thời gian thích hợp để graphit hòa tan vào Austenit để pha này đạt tới 0,6 – 0,8% C, rồi sau đó làm nguội nhanh - tôi để được Mactenxit có độ cứng cao + graphit tấm
Độ cứng của gang xám sau khi tôi luôn luôn thấp hơn thép cùng tích sau khi tôi 5 -10 HRC ( thép cùng tích sau khi tôi đạt 61 – 65 HRC ) mặc dù Mactenxit của chúng có độ cứng như nhau ( cùng chứa 0,6 – 0,8 % C ), bởi vì trong gang xám ngoài Mắctenxit ra còn có graphit. Để cho Mactenxit có độ cứng cao cần phải làm sao cho Austenit chứa 0,8% C. Như vậy chế độ nhiệt khi gia công gang giống hệt như khi ủ được gang Peclit, chỉ khác sau cùng ta phải làm nguội nhanh
Trong quá trình Ram, Mactenxit của gang xám chuyển biến cũng giống như ram Mactenxit của thép, còn graphit giữ nguyên không chuyển biến
Ram thấp ( 150 – 2000C) gang xám có tổ chức Mactenxit ram + graphit
Ram trung bình ( 300 – 4500C ) gang xám có tổ chức Troxit ram + graphit
Ram cao ( 500 – 6000C ) gang xám có tổ chức Xoocbit + graphit
- Hoá bề mặt :
Đối với gang xám thừong hoá bền bề mặt bằng cách tôi bề mặt và hoá nhiệt luyện, thừơng không áp dụng biện pháp hoá bền bề mặt bằng cơ khí ( phun bi, lăn ép, … )
Tổ chức tốt nhất của gang xám đem tôi bề mặt là nền kim loại Peclit nhỏ mịn và graphit phân tán. Các chi tiết gang xám tôi bề mặt là sơ mi, sóng trượt thân máy
Phần trên ta đã xét cách sửa chữa sóng trượt bị mòn bằng phương pháp gia công cơ. Đó là dạng hư hỏng vì biện pháp sửa chữa chủ yếu thường gặp nhất, ngoài rasóng trượt còn một số hư hỏng khác và có thêm những biện pháp sửa chữa khác nữa
1. Sóng trượt bị nứt
2. Sóng trượt bị nứt nẻ, vỡ
3. Sóng trượt bị xước, sây sát nặng
4. Tăng cường bề mặt sóng trượt : sửa chữa sóng trượt rất khó khăn, phức tạp và tốn nhiều công sức. Vì vậy mỗi lần sửa chữa sóng trượt cần kiểm tra độ cứng. Nếu lớp cứng bề mặt cũ đã mòn hết thì phải tăng cừong bền cho bề mặt sóng trượt
Ở đây ta không đề cập đến ba dạng hư hỏng trên mà chủ yếu chỉ đề cập đến dạng hư hỏng thứ tư -Dạng hư hỏng phổ biến nhất
Tăng cường bền cho bề mặt sóng trượt hay còn gọi là hoá bền bề mặt
Khi làm việc, nhiều chi tiết trong máy, thiết bị chịu tải trọng va đập hoặc làm việc trong điều kiện uốn và xoắn. Khác với ứng suất kéo và nén trạng thái ứng suất này có giá trị cực đại ở bề mặt chi tiết, đi về phía lõi ứng suất giảm dần, mặt khác nhiều chi tiết ngay ở trạng thái chưa nhiệt luyện cũng đã có độ bền đáp ứng yêu cầu sử dụng, vì thế chỉ cần tăng tính chống mòn và giới hạn về mỏi
Bề mặt sóng trượt máy tiện bằng gang xám là bộ phận có yêu cầu cao nhất vì là nơi làm việc chịu ứng suất tác dụng lớn nhất, chịu mài mòn khi ma sát với các chi tiết khác ( bàn dao, ụ sau ). Sóng trượt chỉ yêu cầu bề mặt có độ cứng ( độ bền ) và khả năng chống mài mòn cao trong khi lõi vẫn có độ cứng thấp để đảm bảo tính dẻo dai tốt
Đặc biệt đối với sóng trượt máy tiện bằng gang xám biện pháp có hiệu quả với năng suất cao để hoá bền bề mặt là tôi bề mặt, hiện được áp dụng phổ biến trong sản xuất cơ khí
VI. NGUYÊN LÍ CHUNG CỦA PHƯƠNG PHÁP TÔI BỀ MẶT :
Tôi bề mặt là một dạng của tôi bộ phận, là phương pháp tôi chiếm vị trí quan trọng trong nhiệt luyện. Có nhiều phương pháp tôi bề mặt song chúng đều dựa trên nguyên lí chung là nung nóng thật nhanh bề mặt với chiều sâu nhất định lên đến nhiệt độ tôi trong khi đó phần lớn chi tiết diện ( lõi ) không được nung nóng, khi làm nguội nhanh tiếp theo, chỉ có bề mặt được tôi cứng, còn lõi không được coi vẫn mềm. Như vậy sau khi tôi, bề mặt có tổ chức Mactenxit, còn những lõi bên trong có tổ chức Peclit, Xoocbit
Sự phân bố tổ chức trên có thể đạt được bằng 2 cách :
1, Trước khi tôi chi tiết được nung nóng toàn bộ hoặc một lớp khá sâu, nhưng chọn cách làm nguội sao cho chỉ có Austenit. Austenit ở những lớp bên trong do tốc độ làm nguội nhỏ, nên tạo thành tổ chức Peclit. Để thực hiện tôi không thấu vừa nêu trên, có thể chọn mác gang, môi trường làm nguội, kích thước hạt Austenit và những yếu tố khác quyết định chiều sâu lớp tôi
2. Chi tiết được nung nhanh để chỉ những lớp bề mặt đạt được nhiệt độ cao hơn nhiệt độ tới hạn ( Ac1 hoặc Ac3 ). Khi làm nguội nhanh chỉ những lớp này được tôi. Những lớp bên trong do chỉ nung đến nhiệt độ thấp hơn Ac1 hoặc hầu như không bị nung nóng, nên khi làm nguội lớp này không được tôi
Chiều sâu lớp tôi phụ thuộc vào sự phân bố nhiệt độ, chiều sâu này có thể điều chỉnh bằng cách thay đổi phương pháp nung nóng
Tôi bề mặt trong công nghiệp thuộc nhóm thứ hai, nghĩa là khi tôi chỉ có những lớp bề mặt được nung nóng tới nhiệt độ tôi và sau khi làm nguội nhanh nhận được tổ chức Mactenxit
Phụ thuộc vào nguồn tạo ra nhiệt độ để nung chi tiết, các phương pháp tôi bề mặt có thể chia thành 2 nhóm :
-Nung nóng bằng nguồn nhiệt ngoài
- Nung nóng bằng nhiệt tạo thành ngay trong bản thân kim loại
Nung nóng bằng nguồn nhiệt ngoài có thể thực hiện bằng những cách sau :
- Nung nóng trong lò chỉ quá nhiệt
- Nung nóng bằng ngọn lửa oxy – Axêtylen
- Nung nóng trong chất điện phân
Nung nóng bằng nguồn nhiệt trong trong có những cách sau :
- Nung nóng bằng phương pháp tiếp xúc
- Nung nóng bằng dòng điện tần số cao hoặc tần số công nghiệp
2. Nung nóng liên tục từng vùng của chi tiết dùng phương pháp này thì công suất của thiết bị tuy nhỏ nhưng có thể tôi được các ổ trục khuỷu, quả đấm của van phân phối hoặc những bánh răng có modul lớn
3. Nung nóng liên tục và liên tiếp, trong trường hợp này chi tiết quay với tốc độ xác định. Phương pháp này không đòi hỏi thiết bị có công suất lớn nhưng tác dụng của chi tiết phải cố định theo chiều dài trục ( các trục, các ống hình trụ, … )
Trong tất cả các phương pháp tôi bề mặt nêu trên có một đặc điểm chung là nhiệt độ ở bề mặt có giá trị cực đại, sau đó giảm dần về phía lõi
...................................................
VII. ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA CÁC PHƯƠNG PHÁP TÔI BỀ MẶT :
Tốc độ nung trong trường hợp này xác định theo công suất của thiết bị, khi ta tăng công suất của thiết bị thì có thể đạt được tốc độ rất lớn. Ví dụ khi nung nóng mẫu có d= 10 – 12 mm thì có thể đạt được tốc độ nung nóng 10000C/s. Thời gian nung nóng trong cácthiết bị tôi bề mặt đều tính bằng giây. So với các phương pháp nung nóng thường, tôi bề mặt có ưu điểm sau :
- Giữ được hạt Austenit nhờ khi nung nóng cần đến nhiệt độ cao hơn nên cơ lý tính cao
- Độ dai va chạm cao hơn khi nung nóng trong lò liên tục theo chu kỳ. Ví dụ : dùng dòng điện cao tần để nung nóng thép Cr – Ni thì độ dai va chạm tăng lên từ 1,5 – 2 lần
- Khi nung nóng chi tiết không bị oxy hoá và thoát cacbon
- Dùng phương pháp nung nóng mặt ngoài ta có thể thay thế một số số liệu thép hợp kim bằng thép cacbon
-Vị trí điểm tới hạn ít thay đổi so với giá trị cân bằng. Nhưng nếu tổ chức ban đầu thô thì quá trình tạo thành Austenit và hoà tan pha dư xảy ra ở nhiệt độ cao hơn các điểm khi cân bằng. Do đó chọn nhiệt độ nung nóng phải dựa vào tổ chức ban đầu của kim loại phụ thuộc vào cấu trúc của thiết bị, nung nóng mặt ngoài có 3 phương pháp cơ bản :
1. Nung nóng đồng thời làm nguội bề mặt chi tiết. Phương pháp này cho năng suất cao nhưng đòi hỏi công suất thiết bị lớn
Từ hình vẽ thấy rằng lớp a được nung đến nhiệt độ cao hơn Ac3 nên vùng này được tôi hoàn toàn. Lớp b được nung nóng đến nhiệt độ cao hơn Ac1, nhưng nhỏ hơn Ac3, nên tôi không hoàn toàn, lớp trong nữa chỉ nung nóng đến nhiệt độ thấp hơn Ac1, nên khi làm nguội không được tôi
Khi cắt nguồn nhiệt, nếu không làm nguội ngay sẽ có sự phân bố lại nhiệt độ do truyền nhiệt ( đường 2 ). Vì có sự truyền nhiệt vào trong nên chiều sâu lớp tôi cũng tăng lên. Do có sự mất nhiệt ra môi trường xung quanh nên nhiệt độ lớp bề mặt giảm đi chút ít nhưng vẫn cao hơn Ac3, vì thế coi như không ảnh hưởng đến tổ chức tạo thành
VIII. ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA TỪNG PHƯƠNG PHÁP :
1. Tôi bề mặt trong dung dịch chất điện phân :
Nhược điểm :
- Không khống chế được nhiệt độ lớp bề mặt, mà nhiệt độ thường lại rất cao nên hay xảy ra quá nhiệt
- Đối với những chi tiết lớn và hình dáng phức tạp không thể nung trong chất điện phân được vì mật độ dòng điện ở những cạnh sắc, những chổ nhô lên và gây chảy cục bộ
- Đến nay chưa nghiên cứu đầy đủ ảnh hưởng của điện áp, mật độ của dòng điện, nồng độ của dung dịch chất điện phân đến chất lượng sản phẩm, khi nhiệt luyện nên hạn chế việc áp dụng phương pháp này vào sản xuất
2. Tôi bề mặt bằng ngọn lửa oxy – Axêtylen :
Ưu điểm :
- Thiết bị đơn giản, hầu như xưởng cơ khí nào cũng có thể thực hiện được, để phát triển
- Tính cơ động cao ( để lắp đặt, di chuyển và có thể đặt ở ngay trong xưởng cơ khí )
- Có thể tôi những chi tiết lớn hoặc bé. Chi tiết tôi không bị hạn chế về kích thước, hơn nữa có thể tôi một phần nào đó của chi tiết mà không ảnh hưởng đến phần còn lại
Ít bị biến dạng, tôi xong bề mặt chi tiết hầu như không bị oxy hóa và thoát cacbon
- Nhờ sử dụng phương pháp tôi ngọn lửa mà tuổi thọ của sản phẩm tăng lên rõ rệt
Tuy nhiên tôi bằng ngọn lửa cũng có một số nhược điểm :
- Tôi bằng ngọn lửa thường dùng cho các chi tiết làm bằng thép cacbon, đối với gang và hợp kim màu ít dùng hơn. Khi tôi gang bằng ngọn lửa oxy Axetylen phải chú ý không để nhiệt độ tăng quá cao vì nhiệt độ tôi gần bằng nhiệt độ nóng chảy của gang đồng thời cả thép và gang dễ bị hóa nhiệt quá nhiệt lớp bề mặt nên tổ chức của lớp bề mặt nhận được sau khi tôi là hạt khá thô ( Mactenxit hình kim lớn và Austenit có lẫn một ít graphit ), có thể gây oxy hóa và không khéo thì bề mặt bị chảy. Nhược điểm này phần nào hạn chế được nếu chọn nhiệt độ tôi đúng nhưng không thể khắc phục hoàn toàn.
- Chất lượng khó bảo đảm tốt vì việc điều chỉnh chiều sâu lớp tôi cũng khó khăn và không chính xác như những phương pháp tôi bề mặt khác
- Do những đặc điểm trên, khi thao tác ở máy tôi bề mặt bằng ngọn lửa yêu cầu công nhân phải có kinh nghiệm, thợ lành nghề thao tác
- Năng suất thấp chỉ thích hợp với sản xuất đơn chiếc và hàng loạt nhỏ
- Hiện nay tôi bằng ngọn lửa oxy Axetylen chỉ được dùng để tôi các chi tiết lớn mà tôi cao tần gặp nhiều khó khăn, không áp dụng được
3. Tôi bề mặt bằng dòng điện cảm ứng tần số cao :
Nung nóng bề mặt bằng dòng điện cảm ứng tần số cao để tôi có nhiều ưu điểm so với cách nung nóng trong lò và các phương pháp hóa bền bề mặt khác
- Năng suất lao động cao do thời gian nung ngắn. Ở đây chỉ tiêu tốn một nhiệt lượng nhỏ để nung nóng lớp mỏng ở bề mặt ( Ví dụ : đối với trục khuỷu chỉ phải nung nóng bề mặt các cổ gồm khoảng 1 – 2% tổng thể tích của trục )
Nung nóng trong lò lâu và không kinh tế bằng vì phải tiêu tốn nhiều nhiệt để nung nóng lò, khí quyển lò, toàn bộ thể tích chi tiết và tổn hao do nhiệt truyền ra xung quanh
- Chất lượng tốt : do nhiệt được tạo thành chính trong lớp kim loại bề mặt và trong thời gian rất ngắn nên giảm rất nhiều. Những khuyết tật có thể xảy ra khi nung nóng như biến dạng, quá nung, hạt lớn, oxy hóa và thoát cacbon ở bề mặt. Hơn nữa có thể điều chỉnh được chính xác lượng nhiệt nung, quá trình để ổn định và tự động hóa, bảo đảm chất lượng đồng đều
Lớp tôi bề mặt không bị oxy hóa, không bị thoát cacbon, có tổ chức Mactenxit hình kim nhỏ mịn, làm nguội nhanh khi tôi bằng cách phun, tất cả những điều đó là nguyên nhân của độ cứng bề mặt khi tôi cao tần lớn hơn khi tôi thể tích khoảng 1 – 2 HRC
Do nguyên nhân này tính chống mài mòn tăng lên. Chi tiết sau khi tôi cao tần chịu xoắn và mỏi tốt hơn
- Giảm nhẹ điều kiện lao động của công nhân : do sạch, không có khí độc, dễ cơ khí hóa và tự động hóa
Do những ưu việt kể trên, tôi cao tần được áp dụng rộng rãi trong chế tạo cơ khí, đặc biệt là ở trong các dây chuyền sản xuất lớn cơ khí hóa - tự động hóa ở các nhà máy chế tạo ôtô, máy kéo, máy công cụ, ... Trong các nhà máy chế tạo ôtô tỷ lệ các chi tiết qua cao tần đến 30 – 50 % khối lượng chi tiết nhiệt luyện
Tuy nhiên không phải mọi chi tiết đều có thể hóa bền bề mặt bằng tôi cao tần
- Chi tiết có hình dạng phức tạp, không đều đặn, khó làm vòng cảm ứng thích hợp
- Thiết kế vòng cảm ứng cho từng dạng chi tiết, không nhiệt luyện được vào chi tiết lớn
- Điện năng tiêu hao lớn, chi phí khá cao
-Thiết bị đắc tiền, phức tạp, di chuyển thiết bị khó khăn
- Công suất thiết bị hiện có không lớn lắm
- Các chi tiết với số lượng ít ( đơn chiếc, loạt nhỏ ). Khi tôi cao tần không đạt được hiệu quả kinh tế cao, vì tốn kém do chế tạo vòng cảm ứng, xác định chế độ nung nóng và làm nguội
Thực tế sóng trượt bằng gang sau khi tôi cao tần bị biến dạng
4. Tôi bề mặt bằng dòng điện tiếp xúc :
Tôi bề mặt bằng dòng điện tiếp xúc là dùng điện cực có dòng điện thế thấp và cường độ cao cho tiếp xúc mạnh với chi tiết. Nhờ mật độ dòng điện ở bề mặt tiếp xúc giữa điện cực và chi tiết rất cao, nên bề mặt chi tiết bị đốt nóng ở nhiệt độ tôi lúc này đem làm nguội nhanh thì chi tiết được tôi cứng mặt ngoài
Nhược điểm chủ yếu của phương pháp này :
- Năng suất thấp, do tốc độ con lăn không quá 10 mm/s, chiều rộng bánh xe không quá mấy chục mm, do đó bề mặt đốt nóng trong một giây không nhiều lắm
- Do công suất của máy biến thế có giới hạn, con lăn bằng đồng không được rộng quá mà phải dùng con lăn hẹp để nung nóng liên tục, vòng đai đốt nóng trên mặt chi tiết có hình xoắn ốc ( khi chi tiết quay ), khó tránh trên bề mặt tôi có vòng đai ram. Vòng đai ram sinh ra là do đốt nóng vòng tiếp theo thì vòng trước của tôi cũng chịu ảnh hưởng bởi nhiệt
- Lớp tôi rất mỏng dễ bị mất khi mài và độ cứng không đồng đều trên toàn bộ bề mặt
- Hình dáng chi tiết bị hạn chế, không áp dụng cho các chi tiết phức tạp
Song tôi bề mặt dùng dòng điện tiếp xúc còn có những ưu điểm sau đây :
-Đơn giản, không đòi hỏi thiết bị đặc biệt và đắc tiền, thao tác dễ dàng
- Tôi bề mặt chi tiết có hình dạng đơn giản như trục, chốt hay trụ nhỏ, các trục chính
- Hầu như không bị oxy hóa và htoat1 cacbon vì thời gian nung nóng, lại không có thời gian giữ nhiệt
- Chỉ thích hợp cho dạng sản xuất đơn chiếc
- Giá thành nung nóng thấp
- Ưu điểm đặc biệt của phương pháp tôi bề mặt bằng dòng điện tiếp xúc là không làm biến dạng chi tiết muốn tôi
Thực tế đã áp dụng phương pháp này để tôi bề mặt sóng trượt bằng gang
Do các cơ sở không có điều kiện trang bị các thiết bị đắt tiền như lò tôi cao tần, máy mài chính xác...nên sau khi phục hồi sửa chữa sóng trượt máy tiện HN ta sẽ áp dụng phương pháp nung nóng bề mặt bằng dòng điện tiếp xúc để tôi bề mặt sóng trượt
Sau khi tôi, phải tiến hành ram như thường lệ, cũng có thể tôi và tự ram bằng cách tính toán thực nghiệm như thế nào để khi làm nguội nhiệt độ còn lại khoảng 300 – 4500 c. Số nhiệt lượng trên sẽ tự nung chi tiết sau khi tôi để tự ram
DD. TÔI BỀ MẶT BẰNG DÒNG ĐIỆN TIẾP XÚC :
I. NGUYÊN LÝ ĐỐT NÓNG RIÊNG PHẦN BẰNG DÒNG ĐIỆN TIẾP XÚC :
..............................
III. ĐẶC ĐIỂM CỦA PHƯƠNG PHÁP TÔI BỀ MẶT BẰNG DÒNG ĐIỆN TIẾP XÚC :
Dòng điện qua máy biến áp dẫn đến bề mặt chi tiết cần nung. Chổ nung nóng chi tiết nhờ dòng điện phát ra tại điểm giữa 2 điện cực có hình bánh xe. Đặc biệt khoảng cách tiếp xúc giữa điện cực và bề mặt chi tiết cần nung có mật độ dòng điện rất lớn có thể đến hàng trăm Ampe trên mm vuông, nhờ vậy mà bề mặt chi tiết nhanh chóng được nung đến nhiệt độ tôi. Lượng nhiệt do dòng điện chạy qua chi tiết tỏa ra có thể theo công suất sau :
điện trở tiếp xúc ( )
I : cường độ dòng điện ( A )
t : Thời gian nung ( ph )
Mật độ dòng điện càng vào sâu trong chi tiết càng giảm dần theo tỷ lệ với khoảng cách từ bề mặt đến tâm. Như vậy dưới điện cực chi tiết được nung nóng có nhiệt độ cao hơn điểm tới hạn và sau khi làm nguội thì ta được chiều sâu của lớp thấm tôi là 2- 5 mm
Sự phân bố nhiệt độ khi nung nóng bằng phương pháp tiếp xúc có dạng như hình vẽ dưới đây :
THIẾT KẾ MÁY ĐỒ GÁ TÔI BĂNG MÁY, thuyết minh MÁY ĐỒ GÁ TÔI BĂNG MÁY, động học MÁY ĐỒ GÁ TÔI BĂNG MÁY, kết cấu MÁY ĐỒ GÁ TÔI BĂNG MÁY, nguyên lý MÁY ĐỒ GÁ TÔI BĂNG MÁY, cấu tạo MÁY ĐỒ GÁ TÔI BĂNG MÁY, quy trình sản xuất MÁY ĐỒ GÁ TÔI BĂNG MÁY
