I. Công nghệ chế tạo phôi bằng phương pháp đúc
1. Bản chất
- Nấu chảy kim loại rót vào khuôn, kim loại lỏng kết tinh
- Khi nguội → sản phẩm có hình dạng kích thước của lòng khuôn đúc.
2. Ưu nhược điểm của công nghệ chế tạo phôi bằng phương pháp đúc
a, Ưu điểm
- Đúc được tất cả các kim loại và hợp kim khác nhau.
- Đúc được các vật có khối lượng rất nhỏ và rất lớn. Có thể đúc các vật có khối lượng từ vài gam tới vài trăm tấn.
- Tạo ra các vật có hình dạng, kết cấu bên trong và bên ngoài phức tạp.
- Nhiều phương pháp đúc hiện đại có độ chính xác và năng suất rất cao.
b, Nhược điểm
- Tạo ra các khuyết tật như rỗ khí, rỗ xỉ, không điền đầy lòng khuôn, vật đúc bị nứt…
3. Công nghệ chế tạo phôi bằng phương pháp đúc trong khuôn cát
* Quá trình đúc tuân theo các bước:
Bước 1- Chuẩn bị mẫu và vật liệu làm khuôn.
- Mẫu : làm bằng gỗ hoặc nhôm
- Vật liệu làm khuôn : Cát [70-80%],Chất dính kết [10-20%],nước
Bước 2- Tiến hành làm khuôn.
Bước 3- Chuẩn bị vật liệu nấu.
Bước 4- Nấu chảy và rót kim loại lỏng vào khuôn.
* Vật đúc sử dụng ngay được gọi là chi tiết đúc .
* Vật đúc phải qua gia công cắt gọt gọi là phôi đúc .
4. Mô phỏng quá trình đúc gang trong khuôn cát
II. Công nghệ chế tạo phôi bằng phương pháp gia công áp lực
1, Bản chất
- Dùng ngoại lực thông qua các dụng cụ, thiết bị [búa tay, búa máy] làm cho kim loại biến dạng dẻo nhằm tạo ra vật thể có hình dạng, kích thước theo yêu cầu.
- Đặc diểm của phương pháp gia công áp lực là thành phần và khối lượng vật liệu không đổi.
- Một số dụng cụ sử dụng khi rèn:
a. Rèn tự do
- Ngoại lực: dùng lực búa tay, búa máy.
- Trạng thái kim loại: nóng dẻo.
- Kết quả: làm biến dạng kim loại theo hình dạng, kích thước theo yêu cầu.
b. Dập thể tích
- Khuôn dập thể tích: bằng thép, lòng khuôn có hình dạng, kích thước giống chi tiết.
- Ngoại lực: dùng lực búa máy, máy ép.
- Trạng thái kim loại: dẻo.
- Kết quả: làm biến dạng kim loại theo hình dạng, kích thước theo yêu cầu.
2, Ưu, nhược điểm
a, Ưu điểm
- Có cơ tính cao.
- Dập thể tích dễ cơ khí hoá và tự động hoá.
- Tạo được phôi có độ chính xác cao về hình dạng và kích thước.
- Tiết kiện được kim loại và giảm chi phí cho gia công cắt gọt.
b, Nhược điểm
- Không chế tạo được các sản phẩm có hình dạng, kích thước phức tạp, kích thước lớn.
- Không chế tạo được các sản phẩm có tính dẻo kém.
- Rèn tự do có độ chính xác kém, năng xuất thấp , điều kiện làm việc nặng nhọc
III. Công nghệ chế tạo phôi bằng phương pháp gia công hàn
1, Bản chất
- Nối được các chi tiết lại với nhau.
- Bản chất: nung chảy kim loại chỗ mối hàn.
- Kết quả: kim loại kết tinh, nguội tạo thành mối hàn.
2, Ưu, nhược điểm
a, Ưu điểm
- Nối được các kim loại có tính chất khác nhau.
- Tạo được các chi tiết có hình dạng, kết cấu phức tạp.
- Có độ bền cao, kín.
b, Nhược điểm
- Chi tiết dễ bị cong, vênh.
3, Một số phương pháp hàn thông dụng
a, Hàn hồ quang tay
- Bản chất: dùng nhiệt của ngọn lửa hồ quang làm nóng chảy kim loại chỗ mối hàn và que hèn → tạo thành mối hàn.
- Dụng cụ, vật liệu: kim hàn, que hàn, vật hàn…
- Ứng dụng: dùng trong ngành cơ khí, chế tạo máy, chế tạo ô tô, xây dựng…
b, Hàn hơi
- Bản chất: dùng nhiệt phản ứng cháy của khí Axêtilen [C2H2] với Oxi [O2] làm nómg chẩy kim loại chỗ mối hàn và que hàn ⇒ tạo thành mối hàn.
- Dụng cụ, vật liệu: mỏ hàn, que hàn, vật hàn, ống dãn khí Axêtilen [C2H2] với Oxi [O2]…
- Ứng dụng: Hàn các chi tiết có bề dày mỏng, nho. → Dùng trong ngành cơ khí, chế tạo máy, chế tạo ô tô, xây dựng…
4, Mô phỏng quá trình gia công áp lực
Tổng kết
Như tên tiêu đề của bài Công nghệ chế tạo phôi , sau khi học xong bài này các em cần nắm vững các nội dung trọng tâm sau:
- Biết được bản chất của công nghệ chế tạo phôi bằng phương pháp đúc.
- Biết được bản chất của công nghệ chế tạo phôi bằng phương pháp gia công áp lực.
I. Nguyên lý cắt và dao cắt
1, Bản chất của gia công kim loại bằng cắt gọt
- Lấy đi một phần kim loại của phôi dưới dạng phoi nhờ các dụng cụ cắt [dao cắt, máy cắt…] để tạo ra chi tiết có hình dạng, kích thước theo yêu cầu.
- Kết luận
+ Phương pháp gia công kim loại bằng cắt gọt là phương pháp gia công phổ biến trong ngành chế tạo cơ khí.
+ Phương pháp này tạo ra các chi tiết có độ chính xác và độ bóng bề mặt cao.
2, Nguyên lý cắt
- Phôi: Là vật liệu ban đầu dùng trong gia công
+ Ví dụ: Các phôi đúc, phôi rèn, phôi dập….
- Phoi: Là vật liệu dư thừa trong quá trình gia công
+ Ví dụ : Phoi bào khi bào gỗ, mùn cưa khi cưa, mạt thép khi mài và dũa thép, …
a, Quá trình hình thành phoi
- Giả sử phôi cố định, dao chuyển động tịnh tiến.
- Dưới tác dụng của lực, dao tiến vào phôi làm cho lớp kim loại phía trước dịch chuyển theo các mặt trượt tạo thành phoi
- Các loại phoi:
+ Phoi vụn: Gia công vật liệu giòn như gang
+ Phoi xếp: gia công vật liệu dẻo như thép cácbon
+ Phoi dây: gia công vật liệu dẻo như đồng, nhôm
b, Chuyển động cắt
- Để dao cắt được kim loại giữa dao và phôi phải có sự chuyển động tương đối với nhau.
+ Ví dụ khi tiện: Phôi quay tròn tạo ra chuyển động cắt, còn dao chuyển động tịnh tiến
+ Ví dụ khi khoan: Phôi cố định, còn mũi khoan vừa chuyển động tịnh tiến vừa chuyển động quay
3, Dao cắt
a, Các mặt của dao
- Mặt trước là mặt tiếp xúc với phoi.
- Mặt sau là mặt đối diện với bề mặt đang gia công của phôi.
- Lưỡi cắt là giao tuyến giữa mặt trước và mặt sau của giao tiện.
- Mặt đáy là mặt phẳng tì của dao trên đài gá dao.
b, Góc của dao
- Góc trước γ là góc tạo bởi mặt trước với mặt phẳng song song với mặt đáy của dao. Góc γ càng lớn thì phôi thoát càng dễ.
- Góc sau α là góc tạo bởi mặt sau với tiếp tuyến của phôi đi qua mũi dao với mặt đáy của dao. Góc α càng lớn thì ma sát giữa phôi với mặt sau của dao càng nhỏ.
- Góc sác β là góc tạo bởi mặt sau với mặt trước của dao. Góc β càng nhỏ thì dao càng sắc nhưng dao yếu và chóng mòn.
4, Vật liệu làm dao
a, Thân dao
- Làm bằng thép 45.
- Hình trụ chữ nhật hoặc vuông.
b, Bộ phận cắt
- Điều kiện làm việc: chịu ma sát mài mòn, nhiệt độ cao, áp lực lớn.
- Vật liệu: Thép gió, thép hợp kim
- Chú ý: Vật liệu chế tạo bộ phận cắt phải có độ cứng cứng hơn độ cứng của phôi
II. Gia công trên máy tiện
1, Máy tiện
- Tiện là phương pháp gia công: phôi quay tròn và dụng cụ cắt chuyển động tịnh tiến để tạo hình chi tiết.
- Máy tiện hoạt đông được là nhờ có động cơ diện 3 pha hoặc 1 pha nối với trục chính của máy tiện qua hệ thống puli đai truyền và bộ phận diều chỉnh tốc độ, chế độ làm việc của máy tiện
- Máy tiện gồm có các bộ phận chính sau.
1- Ụ trước và hộp trục chính
2- Mâm cặp, kẹp chặt phôi khi tiện
3- Đài gá dao, lắp dao và điều chỉnh dao khi tiện.
4- Bàn dao dọc trên, tịnh tiến dao dọc trục chính khi tiện.
5- Ụ động, lắp mũi khoan hoặc cùng với mâm cặp cố định phôi khi tiện.
6- Bàn dao ngang, tịnh tiến dao theo chiều ngang.
7- Bàn xe dao, kết hợp tạo ra chuyển động tịnh tiến dao ngang của bàn dao ngang và chuyển động tịnh tiến dao dọc của bàn dao dọc, khi tiện mặt côn.
8- Thân máy, để gá lắp các bộ phận trên và gá lắp động cơ điện.
9- Hộp bước tiến dao, để gá lắp các công tắc điều khiển, hộp tốc độ, bộ phận điều chỉnh các chế độ làm việc của máy tiện.
2, Các chuyển động khi tiện
a, Chuyển động cắt
Phôi quay tròn tạo ra chuyển động cắt Vc [m/phút].
b, Chuyển động tịnh tiến
- Chuyển động tịnh tiến dao ngang Sng : được tiến hành nhờ bàn dao 6 khi cần cắt đứt phôi hoặc gia công mặt đầu.
- Chuyển động tịnh tiến dao dọc Sd : được thực hiện nhờ bàn dao dọc trên 4 hoặc bàn xe dao 7 để gia công theo chiều dài chi tiết.
- Chuyển động tiến dao phối hợp Schéo : Sự kết hợp đông thời hai chuyển động tiến dao dọc và tiến dao ngang tao ra chuyển động tiến dao chéo để gia công các mặt côn hoặc các mặt đã định hình.
Schéo = Sng + Sd
3, Tìm hiểu khả năng gia công của máy tiện
* Tiện được
- Các mặt tròn xoay bên ngoài và bên trong
- Các mặt đầu , mặt côn ngoài và côn trong , các mặt tròn xoay định hình
- Các loại ren ngoài và ren trong
- Các vật liệu kim loại và phi kim loại
* Độ chính xác của gia công tiện phụ thuộc:
- Độ chính xác của máy tiện.
- Độ cứng vững của hệ thống công nghệ.
- Dụng cụ cắt.
- Trình độ tay nghề của công nhân.
4, Mô phỏng chuyển động cắt trong công nghệ cắt gọt kim loại
Tổng kết
Sau khi học xong bài này các em cần nắm vững các nội dung trọng tâm sau:
- Biết bản chất và đặc điểm của gia công kim loại bằng cắt gọt.
- Biết được nguyên lí cắt.
- Biết được các chuyển động tịnh tiến, chuyển động quay khi tiện.