Các phương pháp chế tạo phôi

thÐp Trong thùc tÕ s¶n xuÊt, nÊu ch¶y thÐp ®óc lµ mét qu¸ tr×nh luyÖn kim theo yªu cÇu cña kim lo¹i vËt ®óc. Cã thÕ thùc hiÖn nÊu ch¶y thÐp trong lß chuyÓn, lß b»ng, lß hå quang. - Lß chuyÓn (cßn gäi lµ lß quay hay lß thÐp thæi nh­ lß Besme Thomat) : nguyªn liÖu lµ gang láng (lß cao hay lß ®øng) ®­a vµo lß råi thæi «xy vµo ®Ó ®èt ch¸y cacbon vµ khö t¹p chÊt. ë nhiÖt ®é thÊp (1300oC), cacbon bÞ ®èt ch¸y lµ chñ yÕu. NhiÖt l­îng sinh ra trong lß chñ yÕu do nhiÖt ®é n­íc gang láng vµ c¸c ph¶n øng ch¸y. Thêi gian nÊu luyÖn ng¾n, n¨ng suÊt cao, nh­ng khã ®iÒu chØnh thµnh phÇn nªn chÊt l­îng thÐp kh«ng cao. - Lß ®iÖn hå quang. N¨ng l­îng do hå quang sinh ra gi÷a c¸c ®iÖn cùc. §©y lµ lo¹i lß cã chÊt l­îng cao v× cho nhiÖt ®é cao, æn ®Þnh, dÔ ®iÒu chØnh thµnh phÇn ... 1.2.5. §óc hîp kim mµu a. §óc hîp kim nh«m Hîp kim nh«m cã tÝnh ®óc tèt. HÖ hîp kim nh«m ®óc gåm Al- Si (gäi lµ silumin, cã tÝnh ®óc tèt nhÊt) . Hîp kim Al- Cu, Al- Mg. . . ®óc d­íi ¸p lùc lµ tèt nhÊt. Hîp kim nh«m cã nhiÖt ®é ch¶y thÊp nh­ng dÔ bÞ «xy hãa (t¹o «xyt nh«m) cã ®é bÒn rÊt kÐm, ®é co lín, dÔ nøt nãng. . . Cã thÓ dïng khu«n c¸t, khu«n kim lo¹i víi hÖ thèng rãt hîp lý (ªm, liªn tôc nh­ rãt xi ph«ng, ®Ëu ngãt lín, tho¸t khÝ tèt) ®Ó ®óc. Hîp kim nh«m ®­îc nÊu ch¶y trong lß ®iÖn trë víi c«ng suÊt kh«ng lín l¾m v× nhiÖt ®é nÊu ch¶y thÊp. b. §óc hîp kim ®ång §ång ®á (Cu) - ®ång nguyªn chÊt cã nhiÖt ®é nãng ch¶y kho¶ng 1083oC, tÝnh ®óc kÐm v× co nhiÒu, dÔ thiªn tÝch, dÔ hßa tan khÝ t¹o cho chi tiÕt ®óc rç khÝ, rç xØ, dÔ nøt. Trong c«ng nghiÖp th­êng dïng hîp kim ®ång thanh, ®ång thau. TÝnh ®óc cña hîp kim ®ång phô thuéc vµo thµnh phÇn cña hîp kim vµ kho¶ng nhiÖt ®é kÕt tinh. §ång thanh thiÕc vµ ®ång thanh kh«ng thiÕc nh­ ®ång thanh nh«m, ®ång thanh ch×, ®ång thanh silic. . . cã tÝnh ®óc tháa m·n nªn cã thÓ dïng ®Ó ®óc c¸c s¶n phÈm sö dông trong c¸c ngµnh c«ng nghiÖp. §ång thau lµ hîp kim cña ®ång vµ kÏm, còng lµ hîp kim cã tÝnh ®óc ®¹t yªu cÇu cao nh­ tÝnh ch¶y lo·ng tèt, Ýt bÞ oxy hãa, Ýt hßa tan khÝ. §ång thau dïng ®Ó ®óc c¸c chi tiÕt chÞu lùc. Khu«n ®óc hîp kim th­êng lµ khu«n c¸t, khu«n sÐt, khu«n kim lo¹i víi yªu cÇu tho¸t khÝ tèt. NÕu lµ khu«n c¸t nªn chän hçn hîp lµm khu«n mÞn. HÖ thèng rãt cÇn bè trÝ hîp lý ®Ó rãt ªm, liªn tôc (vÝ dô rãt xi ph«ng) . §Ëu ngãt ph¶i ®ñ lín ®Ó bï ngãt khi ®«ng ®Æc. Hîp kim ®ång ®­îc nÊu ch¶y trong lß nåi graphit, lß ®iÖn, lß c¶m øng. 1.3.§óc ®Æc biÖt §óc trong khu«n c¸t cã mét sè nh­îc ®iÓm kh«ng tháa m·n ®­îc nhu cÇu vÒ sè l­îng vµ chÊt l­îng ®ßi hái ngµy cµng t¨ng. ViÖc xuÊt hiÖn mét lo¹t c¸c d¹ng ®óc míi - gäi lµ ®óc ®Æc biÖt - ®· ®¸p øng phÇn lín c¸c ®ßi hái ®ã. Nh÷ng d¹ng ®óc ®Æc biÖt sau ®©y ®ang phæ biÕn trong s¶n xuÊt hiÖn nay. 1.3.1. §óc trong khu«n kim lo¹i Thùc chÊt cña ®óc trong khu«n kim lo¹i lµ ®iÒn ®Çy kim lo¹i láng vµo khu«n chÕ t¹o b»ng kim lo¹i. Khu«n kim lo¹i cã cÊu t¹o vÒ c¬ b¶n còng nh­ khu«n c¸t nh­ng do khu«n kim lo¹i cã tÝnh chÊt c¬ lý kh¸c vËt liÖu khu«n c¸t nªn nã cã nh÷ng ®Æc ®iÓm riªng. - Tèc ®é kÕt tinh cña hîp kim ®óc lín nhê kh¶ n¨ng trao ®æi nhiÖt cña hîp kim láng víi thµnh khu«n cao. Do ®ã c¬ tÝnh cña vËt ®óc b¶o ®¶m tèt. - §é bãng bÒ mÆt ®é chÝnh x¸c cña lßng khu«n cao nªn t¹o ra chÊt l­îng vËt ®óc tèt. - Tuæi bÒn cña khu«n kim lo¹i cao. - Do tiÕt kiÖm thêi gian lµm khu«n nªn n©ng cao n¨ng suÊt, gi¶m gi¸ thµnh s¶n phÈm. §óc trong khu«n kim lo¹i cã mét vµi nh­îc ®iÓm: - Khu«n kim lo¹i kh«ng ®óc ®­îc c¸c vËt ®óc qu¸ phøc t¹p, thµnh máng vµ khèi l­îng lín. Khu«n kim lo¹i kh«ng cã tÝnh lón vµ kh«ng cã kh¶ n¨ng tho¸t khÝ. §iÒu nµy sÏ g©y khã kh¨n cho c«ng nghÖ ®óc. - Gi¸ thµnh chÕ t¹o khu«n cao. Ph­¬ng ph¸p nµy chØ dïng thÝch hîp trong d¹ng s¶n xuÊt hµng lo¹t víi vËt ®óc ®¬n gi¶n, nhá hoÆc trung b×nh. . 1.3.2. §óc ¸p lùc Khi hîp kim láng ®­îc ®iÒn ®Çy vµo lßng khu«n d­íi mét ¸p lùc nhÊt ®Þnh th× gäi lµ ®óc ¸p lùc. Tïy theo yªu cÇu, ¸p lùc cã thÓ nhá b»ng c¸ch hót ch©n kh«ng lßng khu«n gäi lµ ®óc ¸p lùc thÊp hoÆc ¸p lùc lín, gäi lµ ®óc ¸p lùc cao. ¸p lùc t¸c dông khi ®iÒn ®Çy vµ gi÷ cho c¶ qu¸ tr×nh kÕt tinh. §óc ¸p lùc cã ®Æc ®iÓm sau: - §óc ®­îc vËt ®óc phøc t¹p, thµnh máng (l- 5mm) ®óc ®­îc c¸c lo¹i lç cã kÝch th­íc nhá. - §é bãng vµ ®é chÝnh x¸c cao. - C¬ tÝnh vËt ®óc cao nhê mËt ®é vËt ®óc lín. - N¨ng suÊt cao nhê ®iÒn ®Çy nhanh vµ kh¶ n¨ng c¬ khÝ hãa thuËn lîi. H×nh 4.11 §óc ¸p lùc Nh­ng ®óc ¸p lùc còng cßn h¹n chÕ: - Kh«ng dïng ®­îc thao c¸t v× dßng ch¶y cã ¸p lùc. Do ®ã h×nh d¹ng lç hoÆc mÆt trong ph¶i ®¬n gi¶n . - Khu«n chãng bÞ mµi mßn do dßng ch¶y ¸p lùc cña hîp kim ë nhiÖt ®é cao. Trªn h×nh 4.11 giíi thiÖu s¬ ®å nguyªn lÝ m¸y ®óc ¸p lùc kiÓu pit t«ng cã buång Ðp nguéi. Hîp kim láng ®· ®Þnh l­îng cho vµo buång Ðp T. Khi pitt«ng Ðp Pl thùc hiÖn hµnh tr×nh Ðp, hîp kim láng Ðp lªn pitt«ng P2 ®i xuèng. Cöa D sÏ dÉn hîp kim láng qua r·nh dÉn vµo lßng khu«n. Khu«n ®óc gåm hai phÇn tÜnh vµ ®éng cã c¬ cÊu ®ãng më. VËt ®óc sau khi ®«ng ®Æc ®­îc lÊy ra theo phÇn ®éng cña khu«n. Lóc nµy pitt«ng P2 thùc hiÖn sù dÞch chuyÓn ng­îc ®Ó ®Èy phÇn hîp kim thõa lªn khái miÖng xi lanh chuÈn bÞ cho hµnh tr×nh Ðp tiÕp tôc. 1.3.3. §óc ly t©m Thùc chÊt cña ®óc ly t©m lµ ®iÒn ®Çy hîp kim láng vµo khu«n quay. Nhê lùc ly t©m sinh ra khi quay sÏ lµm hîp kim láng ph©n bè lªn thµnh khu«n vµ ®«ng ®Æc t¹i ®ã. D¹ng ®óc ®Æc biÖt trong khu«n quay cã ®Æc ®iÓm: H×nh 4.12 §óc ly t©m - Tæ chøc kim lo¹i mÞn chÆt, kh«ng tån t¹i c¸c khuyÕt tËt rç khÝ, rç co ngãt. - T¹o ra vËt ®óc cã lç rçng mµ kh«ng cÇn thao. - Kh«ng dïng hÖ thèng rãt phøc t¹p nªn Ýt hao phÝ kim lo¹i. - T¹o ra ®­îc vËt ®óc gåm mét vµi líp kim lo¹i riªng biÖt trong cïng mét vËt ®óc. Nh­îc ®iÓm cña ®óc ly t©m ®¸ng l­u ý lµ thiªn tÝch vïng theo tiÕt diÖn ngang vËt ®óc do mçi phÇn tö cã khèi l­îng kh¸c nhau chÞu lùc ly t©m kh¸c nhau. Ngoµi ra khi ®óc èng, ®­êng kÝnh lç kÐm chØnh x¸c vµ cã chÊt l­îng bÒ mÆt xÊu. 1.3.4. §óc theo khu«n mÉu ch¶y (mÉu tù nhiªn) §©y lµ mét d¹ng ®óc ®Æc biÖt trong khu«n mét lÇn. Thùc chÊt cña ®óc theo khu«n mÉu ch¶y t­¬ng tù víi ®óc trong khu«n c¸t. H×nh 4.13 §óc khu«n mÉu ch¶y Nh­ng cÇn ph©n biÖt hai ®iÓm sau ®©y. + Lßng khu«n ®­îc t¹o ra nhê mÉu lµ vËt liÖu dÔ ch¶y. Do ®ã viÖc lÊy mÉu ra khái lßng khu«n thùc hiÖn b¨ng c¸ch nung ch¶y mÉu råi rãt ra theo hÖ thèng rãt. + VËt liÖu chÕ t¹o khu«n b»ng chÊt liÖu ®Æc biÖt nªn chØ cÇn ®é dµy nhá (6-8 mm) nh­ng l¹i rÊt bÒn, th«ng khÝ tèt, chÞu nhiÖt tèt. Nh÷ng ®Æc ®iÓm cña ®óc theo khu«n mÉu ch¶y lµ: VËt ®óc cã ®é chÝnh x¸c cao nhê lßng khu«n kh«ng ph¶i l¾p r¸p theo mÆt ph©n khu«n, kh«ng cÇn chÕ t¹o thao riªng. - §é nh½n bÒ mÆt b¶o ®¶m do bÒ mÆt lßng khu«n nh½n, kh«ng ch¸y khu«n. - VËt liÖu vËt ®óc cã thÓ lµ khã nãng ch¶y, nhiÖt ®é rãt cao. Quy tr×nh chÕ t¹o mét vËt ®óc gåm nhiÒu c«ng ®o¹n nªn n¨ng suÊt kh«ng cao. Do vËy ng­êi ta th­êng ph¶i c¬ khÝ hãa hoÆc tù ®éng hãa qu¸ tr×nh s¶n xuÊt. §óc theo khu«n mÉu ch¶y chØ dïng thÝch hîp ®Ó chÕ t¹o c¸c vËt ®óc víi kim lo¹i quý, cÇn tiÕt kiÖm; nh÷ng chi tiÕt ®ßi hái chÝnh x¸c cao v.v. . . MÉu dÔ ch¶y th­êng lµ s¸p ong, paraphin. VËt liÖu bät xèp lµm mÉu sau khi lµm khu«n c¸t, khu«n ®­îc sÊy vµ mÉu sÏ tù ch¸y hÕt (gäi lµ tù thiªu). H×nh 4.14 §óc liªn tôc 1.3.5. §óc liªn tôc §óc liªn tôc lµ mét qu¸ tr×nh rãt liªn tôc hîp kim láng vµo mét khu«n kim lo¹i cã hÖ thèng lµm nguéi tuÇn hoµn vµ lÊy vËt ®óc ra liªn tôc. Khi ng¾t qu·ng qu¸ tr×nh rãt vµ lÊy vËt ®óc ë mét thêi ®iÓm nµo ®ã tïy theo ®é dµi vËt ®óc ng­êi ta gäi lµ ®óc b¸n liªn tôc. Trong s¶n xuÊt, ®óc b¸n liªn tôc lµ d¹ng phæ biÕn ®Ó chÕ t¹o c¸c s¶n phÈm d¹ng thanh hoÆc èng cã tiÕt diÖn kh«ng ®æi. 1.4. KiÓm tra vµ söa ch÷a khuyÕt tËt vËt ®óc 1.4.1. KiÓm tra c¸c khuyÕt tËt vËt ®óc NhiÖm vô chÝnh cña kiÓm tra kü thuËt lµ ph©n tÝch khuyÕt tËt cña s¶n phÈm, x¸c ®Þnh d¹ng khuyÕt tËt vµ t×m biÖn ph¸p ®Ó lo¹i trõ chóng. C¸c d¹ng khuyÕt tËt chñ yÕu cña vËt ®óc lµ: cong vªnh, rç khÝ, rç c¸t, rç co, rç xØ, nøt nãng vµ nøt nguéi thiÕu hôt, lÖch, bavia, sai cì h¹t, thiªn tÝch… Ph­¬ng ph¸p kiÓm tra cã thÓ thùc hiÖn b»ng hai c¸ch: - KiÓm tra c¸c khuyÕt tËt bªn ngoµi vËt ®óc (thiÕu hôt, lÖch, ch¸y c¸t. . .) b»ng m¾t th­êng. - KiÓm tra c¸c khuyÕt tËt bªn trong (rç khÝ, .rç xØ . . .) b»ng c¸c thiÕt bÞ kiÓm tra nh­ m¸y kiÓm tra b»ng tia X, tia Y, b»ng siªu ©m. 1.4.2. Söa ch÷a khuyÕt tËt vËt ®óc KhuyÕt tËt cña vËt ®óc cã nhiÒu, nh­ng tïy theo tÝnh chÊt ®Æc ®iÓm cña chi tiÕt ®óc mµ ta ®¸nh gi¸ vµ t×m biÖn ph¸p söa ch÷a. Tïy theo tÝnh chÊt khuyÕt tËt, kÝch th­íc vµ h×nh d¹ng cña vËt ®óc ng­êi ta tiÕn hµnh söa ch÷a b»ng nh÷ng ph­¬ng ph¸p sau. Nh÷ng chç rç trªn phÇn kh«ng quan träng th× tr¸t b»ng s¬n bakªlit, b»ng nhùa matit. - Xèp trong chi tiÕt lµm viÖc d­íi ¸p lùc thñy lùc khuyÕt tËt kh«ng lín th× söa ch÷a b»ng c¸ch nhóng chi tiÕt vµo dung dÞch am«nclorua (NH4Cl) . - Rãt kim lo¹i láng vµo chç thiÕu hôt cña vËt ®óc. Söa ch÷a b»ng hµn h¬i vµ hµn ®iÖn. Gia c«ng kim lo¹i b»ng ¸p lùc 2.1. Kh¸i niÖm chung Gia c«ng kim lo¹i b»ng ¸p lùc lµ dùa vµo tÝnh dÎo cña kim lo¹i, dïng ngo¹i lùc cña thiÕt bÞ lµm cho kim lo¹i biÕn d¹ng theo h×nh d¹ng yªu cÇu. Kim lo¹i vÉn gi÷ ®­îc tÝnh nguyªn vÑn kh«ng bÞ ph¸ hñy. Gia c«ng kim lo¹i bµng ¸p lùc lµ ph­¬ng ph¸p gia c«ng kh«ng phoi, Ýt hao tèn kim lo¹i, cã n¨ng suÊt cao. Sau khi gia c«ng ¸p lùc chÊt l­îng kim lo¹i ®­îc c¶i thiÖn nªn nh÷ng chi tiÕt kim lo¹i quan träng th­êng ®­îc chÕ t¹o tõ kim lo¹i ®· qua gia c«ng ¸p lùc. Nh÷ng d¹ng c¬ b¶n cña gia c«ng kim lo¹i b»ng ¸p lùc lµ c¸n, kÐo sîi, Ðp, rÌn (tù do, khu«n) vµ dËp. 2.2. C¸n C¸n lµ cho ph«i ®i qua gi÷a hai trôc quay ng­îc chiÒu nhau, lµm cho ph«i bÞ biÕn d¹ng dÎo, kÕt qu¶ lµ chiÒu dµy cña ph«i bÞ gi¶m, chiÒu dµi t¨ng lªn rÊt nhiÒu. H×nh d¹ng, mÆt c¾t cña ph«i còng thay ®æi, vÝ dô, mÆt c¾t vu«ng cña ph«i cã thÓ trë thµnh trßn, ch÷ nhËt v.v.. DiÖn tÝch mÆt c¾t ngang cña ph«i sau khi c¸n lu«n lu«n nhá ®i (h×nh 4.15a) . Trªn 60% ph«i ®Ó rÌn vµ dËp ®Òu do c¸n cung cÊp. H×nh 4.15 S¶n phÈm c¸n h×nh a b 2.2.1. Ph©n lo¹i s¶n phÈm c¸n S¶n phÈm s¶n xuÊt b»ng ph­¬ng ph¸p c¸n ®­îc dïng trong mäi ngµnh c«ng nghiÖp (c¬ khÝ, x©y dùng, giao th«ng vËn t¶i v.v..). Tïy theo h×nh d¸ng, s¶n phÈm c¸n cã thÓ chia thµnh bèn nhãm chñ yÕu: h×nh, tÊm, èng vµ ®Æc biÖt. a.S¶n phÇm c¸n h×nh (h×nh 4.15b) ®­îc chia thµnh hai nhãm: - Nhãm th«ng dông cã pr«fin ®¬n gi¶n (trßn, vu«ng, ch÷ nhËt, s¸u c¹nh, sîi, gãc, ch÷ U, ch÷ T v.v. . .). - Nhãm ®Æc biÖt cã pr«fin phøc t¹p, dïng cho nh÷ng môc ®Ých nhÊt ®Þnh (®­êng ray, c¸c pr«fin ®Æc biÖt dïng trong «t«, m¸y kÐo, trong ngµnh x©y dùng v.v. . .) . b. S¶n phÇm c¸n tÊm ®­îc chia thµnh hai nhãm theo chiÒu dµy: - TÊm dµy cã chiÒu dµy trªn 4 mm - TÊm máng chiÒu chiÒu dµy d­íi 4 mm . c. S¶n ph¶m c¸n èng chia thµnh lo¹i kh«ng cã mèi hµn vµ lo¹i cã mèi hµn. Tû träng cña èng trong s¶n l­îng chung cña ngµnh c¸n ngµy cµng t¨ng. H×nh 4.16 C¸c kiÓu m¸y c¸n «ng èng kh«ng cã mèi hµn ®­îc c¸n trªn c¸c m¸y cã trôc c¸n d¹ng trèng, d¹ng nÊm vµ d¹ng ®Üa (h×nh 4.16) . Ph«i ®Ó c¸n èng lµ c¸c thái h×nh trô hay h×nh nhiÒu c¹nh cã ®­êng kÝnh tõ 250 ®Õn 600 mm, nÆng tõ 0,6 ®Õn 3 tÊn . §Çu tiªn nh÷ng ph«i ®ã ®­îc c¸n thµnh c¸c èng rçng, sau ®ã chóng ®­îc dµn thµnh c¸c èng hoµn chØnh víi kÝch th­íc nhÊt ®Þnh. M¸y c¸n ®ét èng cã hai trôc c¸n ®Æt chÕch nhau mét gãc vµ quay cïng chiÒu . Khi c¸n, ë vïng trung t©m cña ph«i xuÊt hiÖn øng suÊt kÐo g©y nøt nÎ vµ t¹o thµnh nh÷ng lç nhá. §Ó dÔ t¹o lç, ng­êi ta ®Æt mét trôc ®ét cã ®­êng kÝnh t­¬ng øng víi ®­êng kÝnh lç nhËn ®­îc trong èng, trôc nµy n»m trªn ®­êng ®i cña ph«i . B»ng c¸ch nh­ vËy ta thu ®­îc nh÷ng èng cã bÒ mÆt b»ng ph¼ng. C«ng viÖc c¸n ®Ó t¹o cho èng cã ®­îc h×nh d¹ng vµ kÝch th­íc nhÊt ®Þnh ®­îc tiÕp tôc thùc hiÖn trªn c¸c m¸y ®Æc biÖt kh¸c. èng hµn ®­îc chÕ t¹o tõ nh÷ng b¨ng réng vµ máng. Qu¸ tr×nh hµn èng gåm hai nguyªn c«ng lµ cuén èng vµ hµn èng. èng cã thÓ ®­îc hµn bµng c¸c ph­¬ng ph¸p kh¸c nhau: hµn Ðp, hµn h¬i, hµn ®iÖn vµ hµn cao tÇn . HiÖn nay ng­êi ta hay dïng c¸c èng hµn cã mèi hµn xo¾n èc. Lo¹i èng hµn nµy cã ®é bÒn vµ ®é cøng v÷ng cao h¬n lo¹i èng hµn cã mèi hµn theo ®­êng th¼ng, ngoµi ra chóng cßn cã thÓ chÕ t¹o ®­îc tõ nh÷ng b¨ng hÑp mµ vÉn ®¶m b¶o ®­îc ®­êng kÝnh lín . d. S¶n phÇm c¸n ®Æc biÖt gåm cã c¸c lo¹i b¸nh xe, b¸nh r¨ng, bi, vËt c¸n cã pr«fin chu kú, vËt c¸n cã pr«fin uèn v.v. . 2.3. KÐo H×nh 4.17 S¬ ®å kÐo kim lo¹i KÐo sîi lµ sù kÐo dµi ph«i qua lç khu«n kÐo d­íi t¸c dông cña lùc kÐo, s¶n phÈm cã h×nh d¸ng vµ kÝch th­íc nhá h¬n tiÕt diÖn ph«i. KÐo sîi cã ®Æc ®iÓm lµ bÒ mÆt s¶n phÈm nh½n bãng, ®é chÝnh x¸c cao, dïng ®Ó chÕ t¹o c¸c sîi, thái hoÆc èng chiÒu dµi kh«ng h¹n chÕ. Sau khi kÐo, diÖn tÝch cña tiÕt diÖn vËt liÖu gia c«ng bÞ gi¶m cßn chiÒu dµi th× t¨ng lªn. B»ng ph­¬ng ph¸p kÐo, ng­êi ta cã thÓ lµm cho c¸c d©y, èng vµ c¸c thanh ®Þnh h×nh cã ®­êng kÝnh rÊt nhá (f = 0,065 mm). C¸c kim lo¹i mµu, hîp kim, thÐp cacbon, thÐp hîp kim ®Òu cã thÓ kÐo ®­îc b»ng ph­¬ng ph¸p nguéi. 2.4. Ðp H×nh 4.17 S¬ ®å Ðp kim lo¹i H×nh 4.18 Pr«fin c¸c s¶n phÈm Ðp Ðp lµ mét qu¸ tr×nh gia c«ng kim lo¹i b»ng ¸p lùc, trong ®ã ph«i kim lo¹i nãng ®­îc Ðp qua lç khu«n ®Ó cã ®­¬c h×nh d¹ng vµ kÝch th­íc yªu cÇu cÇn thiÕt. ­u ®iÓm cña ph­¬ng ph¸p nµy lµ cã kh¶ n¨ng t¹o thµnh nh÷ng s¶n phÈm cã ®é chÝnh x¸c cao vµ n¨ng suÊt cao. Ðp th­êng ®­îc dïng ®Ó gia c«ng c¸c kim lo¹i mµu vµ hîp kim mµu, ®«i khi nã còng dïng ®Ó gia c«ng thÐp vµ c¸c hîp kim kim lo¹i kh¸c. Ph«i ®Ó Ðp lµ vËt ®óc hay vËt c¸n . B»ng ph­¬ng ph¸p Ðp ng­êi ta cã thÓ nhËn ®­îc nh÷ng s¶n phÈm víi pr«fin kh¸c nhau, trong ®ã cã nh÷ng thanh ®­êng kÝnh tõ 5 tíi 200mm, èng cã ®­êng kÝnh trong tíi 800 mm vµ chiÒu dµy thµnh èng tõ l,5 ®Õn 8 mm. Cã hai ph­¬ng ph¸p Ðp lµ Ðp thuËn vµ Ðp nghÞch. H×nh 4.19 C¸c ph­¬ng ph¸p Ðp a b Khi Ðp b»ng ph­¬ng ph¸p thuËn, ph«i (l) ®­îc nung nãng tíi nhiÖt ®é cÇn thiÕt vµ ®­îc ®Æt vµo xi lanh (2) (h×nh 4.19a) . Khu«n (4) cã lç Ðp ®­îc kÑp trong èng kÑp khu«n (3) . PhÝa ®Çu xi lanh (2) cã chµy Ðp (5) víi ®Çu chµy (6) cã thÓ di chuyÓn ®­îc ë bªn trong xilanh (2). Khi m¸y Ðp lµm viÖc, pitt«ng truyÒn ¸p lùc cho chµy Ðp (5) vµ qua ®Çu chµy (6) truyÒn tíi ph«i (l) lµm cho kim lo¹i bÞ biÕn d¹ng dÎo vµ tho¸t ra khái lç khu«n (4) . Khi Ðp b»ng ph­¬ng ph¸p nghÞch (h×nh 4.19b) th× chµy (4) rçng gi÷a vµ ®Çu chµy lµ khu«n Ðp (4) g¾n vµo. Khi chµy Ðp vµo ph«i (l), kim lo¹i biÕn d¹ng sÏ tho¸t qua lç khu«n (4) ®i vÒ phÝa ng­îc víi phÝa chuyÓn ®éng cña chµy. Ph­¬ng ph¸p nµy cã ­u ®iÓm lµ gi¶m l­îng hao phÝ kim lo¹i xuèng tíi 5 - 6% so víi khèi l­îng cña ph«i (ë ph­¬ng ph¸p thuËn lµ 18 - 20%) vµ gi¶m lùc Ðp xuèng 25 - 30% . Tuy nhiªn nã kh«ng ®­îc ¸p dông réng r·i v× cÊu tróc phøc t¹p. 2.5. RÌn tù do RÌn tù do lµ ph­¬ng ph¸p biÕn d¹ng kim lo¹i d­íi t¸c dông lùc ®Ëp cña bóa hoÆc lùc Ðp cña m¸y Ðp. Néi dung cña nã lµ nung nãng ph«i tíi nhiÖt ®é trªn 900oC ®Ó cho kim lo¹i chuyÓn sang tr¹ng th¸i dÎo råi ®Æt lªn ®e vµ dïng bóa ®Ëp ®Ó cã ®­îc h×nh d¸ng cÇn thiÕt cña s¶n phÈm . Qu¸ tr×nh biÕn d¹ng tù do cña kim lo¹i kh«ng bÞ h¹n chÕ trong khu«n khæ nhÊt ®Þnh. H×nh 4.20 RÌn tù do VËt liÖu ®Ó rÌn tù do lµ c¸c thái kim lo¹i ®óc vµ c¸c ph«i c¸n C¸c nguyªn c«ng trong rÌn tù do: - Chån lµ mét nguyªn c«ng rÌn lµm cho tiÕt diÖn cña ph«i lín lªn do chiÒu cao cña nã gi¶m xuèng (h×nh 4.20a). - Vuèt lµ mét nguyªn c«ng rÌn ®Ó kÐo dµi ph«i do viÖc lµm cho diÖn tÝch mÆt c¾t ngang cña nã nhá xuèng. Nh÷ng kiÓu vuèt kh¸c nhau lµ: + D¸t ph¼ng (dµn ph¼ng) lµ ®Ëp dÑp ph«i b»ng mét dông cô d¸t ph¼ng lµm cho chiÒu réng cña ph«i lín lªn vµ chiÒu cao gi¶m xuèng (h×nh 4.20b). + D¸t réng cã cèt lµ nguyªn c«ng dïng trôc g¸ ®Ó gi¶m chiÒu dµy vµ t¨ng ®­êng kÝnh cña ph«i rçng h×nh èng, h×nh ®ai. + Vuèt cã cèt lµ nguyªn c«ng lµm t¨ng chiÒu dµi cña ph«i rçng, lµm gi¶m ®­êng kÝnh ngoµi vµ chiÒu dµy cña ph«i. - §ét lµ mét nguyªn c«ng rÌn lµm cho ph«i cã lç hoÆc cã chç lâm s©u xuèng. Dông cô ®Ó t¹o lç gäi lµ mòi ®ét (h×nh 4.20 c). - ChÆt lµ mét nguyªn c«ng rÌn dïng ®Ó c¾t ph«i liÖu thµnh tõng phÇn. Cã thÓ tiÕn hµnh ë tr¹ng th¸i nguéi hoÆc tr¹ng th¸i nãng (h×nh 4.20 d). - Uèn lµ mét nguyªn c«ng rÌn ë tr¹ng th¸i nguéi hay nãng ®Ó uèn thµnh h×nh muèn cã. - Xo¾n lµ mét nguyªn c«ng rÌn mµ mét ®Çu cña ph«i sÏ xo¾n theo mét gãc cho tr­íc quanh trôc so víi ®Çu kia. Xo¾n sÏ cho ta nh÷ng ph«i rÌn h×nh thï ®Æc biÖt (trôc khuûu, lß xo . . .). - Hµn rÌn lµ mét nguyªn c«ng rÌn ®Ó nèi c¸c phÇn hay ®Çu mèi cña ph«i rÌn. VËt rÌn ®­îc nung nãng tr¾ng (1200 - 1300oC ) ë trong lß rÌn, sau lÊy ra ®Æt trªn ®e dïng bóa ®Ëp. Hµn chØ tèt ®èi víi thÐp cã thµnh phÇn cacbon d­íi 0,3% . H×nh 4.21 DËp thÓ tÝch 2.6. DËp thÓ tÝch DËp thÓ tÝch (rÌn khu«n) lµ ph­¬ng ph¸p rÌn mµ kim lo¹i biÕn d¹ng trong lßng khu«n cã h×nh d¸ng vµ kÝch th­íc nhÊt ®Þnh. DËp thÓ tÝch (cßn gäi lµ rÌn khu«n) lµ ph­¬ng ph¸p gia c«ng ¸p lùc trong ®ã kim lo¹i ®­îc biÕn d¹ng h¹n chÕ trong lßng khu«n kÝn d­íi t¸c dông cña lùc dËp. KÕt cÊu chung cña khu«n dËp ®­îc tr×nh bµy trªn h×nh 4.21. Trong khi dËp nöa khu«n trªn (l) vµ nöa khu«n d­íi (2) ®­îc b¾t chÆt víi ®e trªn vµ ®e d­íi cña thiÕt bÞ . PhÇn kim lo¹i thõa ch¶y vµo r·nh (3) t¹o thµnh bavia cña vËt rÌn, So víi rÌn tù do rÌn khu«n cã ®Æc ®iÓm : - §é chÝnh x¸c vµ chÊt l­îng vËt rÌn cao. - Cã kh¶ n¨ng chÕ t¹o ®­îc nh÷ng chi tiÕt phøc t¹p. - N¨ng suÊt cao. - DÔ c¬ khÝ hãa vµ tù ®éng hãa. Nh­ng gi¸ thµnh chÕ t¹o khu«n cao, khu«n chãng mßn, v× vËy ph­¬ng ph¸p rÌn khu«n chØ thÝch hîp víi s¶n xuÊt hµng lo¹t vµ hµng khèi. H×nh 4.22 C¸c lo¹i lßng khu«n C¨n cø vµo lßng khu«n mµ ng­êi ta ph©n ra c¸c ph­¬ng ph¸p rÌn khu«n kh¸c nhau. Lßng khu«n hë lµ lßng khu«n mµ trong qu¸ tr×nh gia c«ng cã mét phÇn kim lo¹i ®­îc biÕn d¹ng tù do (h×nh 4.22a) . Lßng khu«n kÝn lµ lßng khu«n kh«ng cho bavia trªn s¶n phÈm (h×nh 4.22b) . §èi víi vËt rÌn ®¬n gi¶n hoÆc kh«ng yªu cÇu chÝnh x¸c ta dïng khu«n hë. Víi nh÷ng chi tiÕt phøc t¹p, ®ßi hái chÝnh x¸c ng­êi ta th­êng dïng khu«n kh«ng cã bavia. Khi dïng lßng khu«n kh«ng cã bavia ®ßi hái ph¶i tÝnh to¸n chÝnh x¸c ph«i ban ®Çu . 2.7. DËp tÊm. DËp tÊm lµ ph­¬ng ph¸p chÕ t¹o chi tiÕt tõ ph«i liÖu ë d¹ng tÊm. Sù biÕn d¹ng cña kim lo¹i trong khu«n dËp cã h×nh d¸ng kÝch th­íc x¸c ®Þnh. H×nh 4.23 C¸c ph­¬ng ph¸p c¾t ph«i DËp tÊm lµ mét trong nh÷ng ph­¬ng ph¸p tiªn tiÕn cña gia c«ng ¸p lùc ®Ó chÕ t¹o s¶n phÈm tõ vËt liÖu tÊm, thÐp b¶n hoÆc d¶i cuén. DËp tÊm cã thÓ tiÕn hµnh ë tr¹ng th¸i nãng hoÆc nguéi, song chñ yÕu gia c«ng ë tr¹ng th¸i nguéi v× vËy cßn gäi lµ "dËp nguéi". C¸c nguyªn c«ng cña dËp tÊm: - C¾t ph«i lµ nguyªn c«ng chia ph«i thµnh nhiÒu phÇn b»ng nhau theo nh÷ng ®­êng c¾t hë hoÆc kÝn. C¾t cã thÓ ®­îc tiÕn hµnh trªn m¸y c¾t cã l­ìi c¾t song song, nghiªng hay l­ìi c¾t ®Üa. §Ó c¾t nh÷ng ®­êng khÐp kÝn ta dïng dËp c¾t vµ ®ét lç. VÒ b¶n H×nh 4.24 C¸c ph­¬ng ph¸p t¹o h×nh chÊt nguyªn c«ng dËp c¾t vµ ®ét lç hoµn toµn gièng nhau chØ kh¸c nhau vÒ c«ng dông. VÝ dô, trªn h×nh (4.23d), khi ta dËp c¾t ph«i cã ®­êng kÝnh D, ta ®­îc s¶n phÈm 10, phÇn cßn l¹i 9 lµ phÕ liÖu. Ng­îc l¹i khi ®ét lç th× 9 l¹i lµ s¶n phÈm cßn 10 l¹i trë thµnh phÕ liÖu. Khi c¾t ph«i cÇn bè trÝ hîp lý ®Ó hÖ sè sö dông vËt liÖu cao nhÊt. - T¹o h×nh Tõ nh÷ng ph«i ®· ®­îc t¹o ra ë nguyªn c«ng tr­íc ta tiÕn hµnh chÕ t¹o c¸c chi tiÕt. Tïy theo yªu cÇu cô thÓ mµ ta cã c¸c ph­¬ng ph¸p t¹o h×nh kh¸c nhau. Trªn h×nh 4.24 giíi thiÖu mét sè ph­¬ng ph¸p t¹o h×nh. Tû lÖ c¸c chi tiÕt ®Ëp tÊm trong mét sè ngµnh: m¸y ®iÖn 60 - 70%; « t« m¸y kÐo 60 - 95%; ®å dïng d©n dông 95 - 98%. DËp tÊm cã mét sè ®Æc ®iÓm: §é chÝnh x¸c vµ chÊt l­îng s¶n phÈm cao: dËp tÊm cho ta kh¶ n¨ng l¾p lÉn cao, ®é bÒn, ®é bãng cña s¶n phÈm cao. Kh¶ n¨ng c¬ khÝ hãa vµ tù ®éng hãa cao, n¨ng suÊt cao. 2.8. Gia c«ng ¸p lùc nãng vµ nguéi 2.8.1. Gia c«ng nguéi lµ gia c«ng kim lo¹i ë nhiÖt ®é d­íi nhiÖt ®é kÕt tinh l¹i (Toktl > 0,4Toch ®èi víi kim lo¹i nguyªn chÊt) .Sau khi gia c«ng xong kim lo¹i bÞ biÕn cøng. MÆt kh¸c sau khi gia c«ng nguéi, kim lo¹i sÏ gi¶m ®é dÎo, ®é bÒn vµ ®é cøng t¨ng lªn. 2.8.2. Gia c«ng nãng lµ gia c«ng kim lo¹i ë nhiÖt ®é trªn nhiÖt ®é kÕt tinh l¹i cña nã. Qu¸ tr×nh gia c«ng cã hiÖn t­îng biÕn cøng, nh­ng v× ë nhiÖt ®é trªn nhiÖt ®é kÕt tinh l¹i nªn hiÖn t­îng biÕn cøng ®­îc khö ngay do ®ã tÝnh dÎo l¹i trë l¹i, viÖc gia c«ng tiÕp tôc kh«ng ph¶i ngõng l¹i ®Ó ñ (ñ ®Ó lµm mÊt biÕn cøng khi gia c«ng nguéi). Gia c«ng kim lo¹i b»ng ¸p lùc lµm biÕn d¹ng vµ thay ®æi tæ chøc ban ®Çu cña ph«i, tinh thÓ kÐo dµi vµ ®Þnh h­íng. KÕt qu¶ ®ã sÏ t¹o ra tå chøc sîi hoÆc tÊm, nªn chÊt l­îng c¬ häc cña vËt ®­îc ®Æc tr­ng bëi ph­¬ng h­íng sîi (thí). Tæ chøc thí trong kü thuËt cã mét c«ng dông quan träng. §Ó hiÓu râ h¬n nh÷ng yªu cÇu nªu trªn, chóng ta xem xÐt vÝ dô sau. H×nh 4.25 C¸c ph­¬ng ph¸p chÕ t¹o bul«ng a b c ë phÇn ®Çu cña bul«ng nÕu dïng ph­¬ng ph¸p c¾t gät (h×nh 4.25a) tõ thÐp c¸n th× thí kim lo¹i bÞ c¾t ngang, khi lµm viÖc bul«ng chÞu øng suÊt tiÕp däc thí v× thÕ dÔ lµm cho mò bul«ng bÞ ®øt. NÕu dïng ph­¬ng ph¸p rÌn b»ng c¸ch vuèt phÇn th©n (h×nh 4.25b) th× c¸c thí (ë phÇn mò bul«ng) cã xu h­íng vu«ng gãc víi øng suÊt tiÕp khi siÕt bul«ng v× thÕ bul«ng chÞu lùc tèt. NÕu dïng ph­¬ng ph¸p chån mét ®Çu (h×nh 4.25c) tõ thÐp c¸n cã ®­êng kÝnh b»ng ®­êng kÝnh th©n bul«ng th× sù t¹o nªn thí cña bul«ng ë phÇn mò tèt nhÊt vµ chÞu lùc còng tèt nhÊt. 2.9. Nung nãng kim lo¹i Nung nãng nh»m n©ng cao tinh dÎo cña kim lo¹i, gi¶m kh¶ n¨ng chèng biÕn d¹ng t¹o ®iÒu kiÖn cho qu¸ tr×nh gia c«ng ¸p lùc ®­îc dÔ dµng nh»m n©ng cao chÊt l­îng vµ gi¶m gi¸ thµnh s¶n phÈm. Trong khi nung th­êng x¶y ra c¸c hiÔn t­îng sau: a. Qu¸ nhiÖt lµ hiÖn t­îng x¶y ra khi nung qu¸ nhiÖt ®é cho phÐp dÉn ®Õn tå chøc h¹t to lµm gi¶m tÝnh dÎo vµ gl¶m ®é bÒn cña kim lo¹i, nÕu tiÕp tôc gia c«ng ¸p lùc, kim lo¹i sÏ bÞ nøt. Kh¾c phôc hiÖn t­îng nµy ®­îc b»ng c¸ch ®em ñ. b. Ch¸y. Khi nung kim lo¹i trªn nhiÖt ®é qu¸ nhiÖt, phÇn tinh giíi h¹t bi «xy hãa m¨nh liÖt lµm mÊt tÝnh liªn tôc cña kim lo¹i dÉn ®Õn ph¸ háng ®é dÎo, ®é bÒn cña nã. Khi kim lo¹i ®· bÞ ch¸y th× kh«ng thÓ' kh¾c phôc ®­îc mµ chØ cã thÓ ®­a vµo lß nÊu l¹i. c. «xy hãa. Trong qu¸ tr×nh nung bÒ mÆt kim lo¹i tiÕp xóc víi kh«ng khÝ nªn bÞ «xy hãa t¹o nªn líp vÈy «xyt kim lo¹i lµm hao tæn vËt liÖu, g©y khã kh¨n cho qu¸ tr×nh gia c«ng, gi¶m chÊt l­îng s¶n phÈm vµ chãng mßn thiÕt bÞ. §Ó kh¾c phôc hiÖn t­îng nµy ng­êi ta cÇn x¸c ®Þnh nhiÖt ®é vµ tèc ®é nung thÝch hîp cho tõng kim lo¹i. Tèt nhÊt nung trong m«i tr­êng khÝ b¶o vÖ. d) Tho¸t cacbon lµ hiÖn t­îng lµm gi¶m hµm l­îng cacbon ë líp bÒ mÆt kim lo¹i dÉn ®Õn gi¶m ®é bÒn cña nã. Kh¾c phôc hiÖn t­îng nµy ng­êi ta tiÕn hµnh thÊm than. e) Nøt. VÕt nøt bªn ngoµi hoÆc bªn trong vËt rÌn xuÊt hiÖn chñ yÕu do nhiÖt ®é vµ tèc ®é nung kh«ng hîp lý t¹o nªn øng suÊt nhiÖt trong vËt nung v­ît qu¸ ®é bÒn cña nã. §èi víi thÐp nøt th­êng x¶y ra khi nhiÖt ®é nung d­íi 800oC, v× ë nhiÖt ®é nµy thÐp cã tÝnh dÎo thÊp, do ®ã ta cÇn h¹n chÕ tèc ®é nung ë nhiÖt ®é nµy. Mçi lo¹i kim lo¹i, hîp kim cã kho¶ng nhiÖt ®é nung riªng, ë nhiÖt ®é ®ã kim lo¹i cã ®é dÎo cao, trë lùc chèng biÕn d¹ng nhá nhÊt, gia c«ng ¸p lùc thuËn lîi nhÊt. VÝ dô, giíi h¹n trªn cña nhiÖt ®é ®èt nãng ®èi víi hîp kim ®ång lµ 750 - 850oC vµ giíi h¹n d­íi lµ 600 - 700oC, ®èi víi hîp kim nh«m th× giíi h¹n trªn lµ 400 - 500oC vµ giíi h¹n d­íi lµ 350 - 400oC, cßn ®èi víi thÐp cacbon cã l­îng cacbon d­íi 0,3% th× giíi h¹n trªn lµ l150 – 1250oC vµ giíi h¹n d­íi lµ 800 - 850oC. Ch­¬ng 5 Gia c«ng c¾t gät kim lo¹i 1. Kh¸i niÖm c¬ b¶n vÒ qu¸ tr×nh c¾t gät Gia c«ng kim loai b»ng c¾t gät lµ mét qu¸ tr×nh c«ng nghÖ rÊt quan träng trong ngµnh c¬ khÝ. Nã ®­îc thùc hiÖn b»ng ph­¬ng ph¸p c¾t mét líp kim lo¹i (phoi) khái ph«i liÖu ®Ó cã ®­îc vËt phÈm víi h×nh d¹ng vµ kÝch th­íc cÇn thiÕt. Qu¸ tr×nh gia c«ng b»ng c¾t gät ®­îc tiÕn hµnh trªn c¸c m¸y c«ng cô víi c¸c dông cô c¾t gät. Tû träng gia c«ng b»ng c¾t gät kim lo¹i ë c¸c xÝ nghiÖp c¬ khÝ chiÕm tíi 60% tæng sè c¸c hao phÝ ®Ó s¶n xuÊt ra m¸y mãc. Trong c¸c nhµ m¸y c¬ khÝ, ph©n x­ëng gia c«ng c¬ th­êng lµ ph©n x­ëng lín cã nhiÒu m¸y c«ng cô. Trong c¸c thiÕt bÞ cña ngµnh c¬ khÝ, m¸y c«ng cô chiÕm mét sè l­îng rÊt lín vµ gi÷ mét vÞ trÝ v« cïng quan träng. M¸y c¾t kim lo¹i (m¸y c«ng cô) lµ thiÕt bÞ bao gåm c¸c chuyÓn ®éng theo nh÷ng nguyªn lý phï hîp víi qu¸ tr×nh c¾t. C¸c dông cô c¾t g¸ kÑp trªn m¸y sÏ ho¹t ®éng theo c¸c nguyªn lý ®ã. 1.1. Nh÷ng kh¸i niÖm c¬ b¶n vÒ qu¸ tr×nh c¾t gät kim lo¹i. Trong qu¸ tr×nh gia c«ng c¬ khÝ ph«i vµ dông cô c¾t di chuyÓn t­¬ng ®èi víi nhau nhê nh÷ng c¬ cÊu cña m¸y c«ng cô . Nh÷ng chuyÓn ®éng lµm viÖc cña m¸y c«ng cô chia ra chuyÓn ®éng c¬ b¶n vµ chuyÓn ®éng phô. ChuyÒn ®éng c¬ b¶n lµ chuyÓn ®éng sinh ra viÖc c¾t gät. ChuyÓn ®éng c¬ b¶n cã thÓ chia ra chuyÓn ®éng chÝnh cã tèc ®é lín h¬n tÊt c¶ c¸c chuyÓn ®éng kh¸c vµ chuyÓn ®éng b­íc tiÕn (chuyÓn ®éng ch¹y dao) cã tèc ®é nhá h¬n chuyÓn ®éng chÝnh. ViÖc c¾t phoi, tøc lµ c«ng t¸c c¾t gät chØ thùc hiÖn d­íi sù phèi hîp cña hai chuyÓn ®éng nµy. Nh÷ng ph­¬ng ph¸p gia c«ng kim lo¹i b»ng c¾t gät th­êng dïng nhÊt lµ tiÖn, khoan, phay, bµo, mµi. H×nh 5.1 C¸c ph­¬ng ph¸p c¾t gät kim lo¹i Khi tiÖn (h×nh5.1a) th× ph«i cã chuyÓn ®éng chÝnh V lµ chuyÓn ®éng quay trßn, cßn dông cô c¾t (dao tiÖn) th× cã chuyÓn ®éng ch¹y dao gäi lµ b­íc tiÕn S (chuyÓn ®éng th¼ng däc trôc ph«i). C«ng viÖc tiÖn ®­îc tiÕn hµnh trªn c¸c lo¹i m¸y tiÖn. Khi phay (h×nh5.1e) th× ng­îc l¹i, dông cô c¾t (dao phay) sÏ thùc hiÖn chuyÓn ®éng chÝnh V (chuyÓn ®éng quay trßn), cßn ph«i th× thùc hiÖn chuyÓn ®éng víi b­íc tiÕn S (chuyÓn ®éng th¼ng). C«ng viÖc phay ®­îc tiÕn hµnh trªn c¸c lo¹i m¸y phay. Khi khoan (h×nh5.1d) th«ng th­êng th× dông cô c¾t (mòi khoan) võa cã c¶ chuyÓn ®éng chÝnh V (chuyÓn ®éng quay trßn) võa cã c¶ chuyÓn ®éng ch¹y dao víi b­íc tiÕn S (chuyÓn ®éng th¼ng). C«ng viÖc khoan ®­îc tiÕn hµnh trªn c¸c lo¹i m¸y khoan. Khi bµo (h×nh5.1b,c) trªn m¸y bµo ngang th× dông cô c¾t (dao bµo) cã chuyÓn ®éng chÝnh V (chuyÓn ®éng th¼ng, tíi, lui), cßn ph«i cã chuyÓn ®éng ch¹y víi b­íc tiÕn S (chuyÓn ®éng th¼ng). Khi bµo trªn m¸y bµo gi­êng, ph«i sÏ cã chuyÓn ®éng chÝnh v (chuyÓn ®éng th¼ng tíi-lui), cßn dông cô c¾t (dao bµo) th× cã chuyÓn ®éng ch¹y dao víi b­íc tiÕn S (chuyÓn ®éng th¼ng). Khi mµi (h×nh5.1g) trßn ngoµi, dông cô c¾t (®¸ mµi) cã chuyÓn ®éng chÝnh V quay trßn, cßn ph«i th× chuyÓn ®éng ch¹y víi b­íc tiÕn S (quay trßn vµ chuyÓn ®éng däc). Khi mµi ph¼ng, dông cô c¾t (®¸ mµi) cã chuyÓn ®éng chÝnh V quay trßn, vµ chuyÓn ®éng b­íc tiÕn ngang, cßn ph«i th× cã chuyÓn ®éng b­íc tiÕn däc. Trong tÊt c¶ mäi tr­êng hîp gia c«ng b»ng c¾t gät nªu trªn, tèc ®é cña chuyÓn ®éng chÝnh V nhanh gÊp béi so víi tèc ®é cña chuyÓn ®éng víi b­íc tiÕn S . 2. C¸c ph­¬ng ph¸p c¾t gät vµ m¸y c«ng cô c¬ b¶n 2.1. M¸y tiÖn 2.1.1. CÊu tróc vµ ph©n lo¹i Gia c«ng trªn m¸y tiÖn cã kh¶ n¨ng ®¹t ®é chÝnh x¸c rÊt cao vµ ®é nh½n trung b×nh. M¸y tiÖn ®­îc ph©n lo¹i c¨n cø theo c¸c yÕu tè sau : C¨n cø vµo khèi l­îng cña m¸y: - Lo¹i nhÑ < 500 kg. - Lo¹i trung < 4000 kg. - Lo¹i nÆng < 50 tÊn. - Lo¹i siªu nÆng <400 tÊn. C¨n cø vµo c«ng dông cña m¸y: - M¸y tiÖn ren vÝt v¹n n¨ng dïng gia c«ng c¸c lo¹i ren vµ c¸c c«ng viÖc cña m¸y tiÖn. - M¸y tiÖn nhiÒu dao (m¸y tiÖn Revone): cã nhiÒu l­ìi dao cïng c¾t mét lóc trong cïng mét thêi gian. - M¸y tiÖn tù ®éng vµ b¸n tù ®éng lµ lo¹i mµ c¸c thao t¸c vµ nguyªn c«ng ®­îc thùc hiÖn tù ®éng hoµn toµn hay mét phÇn . - M¸y tiÖn chuyªn dïng chØ ®Ó gia c«ng mét sè bÒ mÆt nhÊt ®Þnh, lo¹i h×nh h¹n chÕ. - M¸y tiÖn ®øng hay m¸y tiÖn côt cã m©m cÆp lín quay n»m ngang hay th¼ng ®øng ®Ó gia c«ng c¸c chi tiÕt cã ®­êng kÝnh lín ®Õn 18-20m . H×nh 5.2 M¸y tiÖn ren vÝt v¹n n¨ng. M¸y tiÖn ren vÝt v¹n n¨ng cã c¸c phÇn c¬ b¶n sau : ô tr­íc (l) lµ mét hép kÝn cã chøa bé phËn quan träng lµ trôc chÝnh vµ hép tèc ®é. PhÝa d­íi hép trôc chÝnh lµ hép xe dao (b­íc tiÕn) (3) vµ hép ®éng c¬ (9). ô sau 4 lµ bé phËn ®éng, nghÜa lµ nã cã thÓ di chuyÓn trªn b¨ng m¸y ra xa hay vµo gÇn m©m cÆp. Trôc t©m cña ô sau vµ trôc t©m cña trôc chÝnh n»m trªn mét ®­êng th¼ng song song víi b¨ng m¸y. Hép bµn xe dao (5) lµ bé phËn dÞch chuyÓn ®­îc theo h­íng däc hoÆc ngang ®Ó t¹o ra l­îng ch¹y dao (b­íc tiÕn) S . PhÝa trªn bµn xe dao cã bé g¸ kÑp dao (7) . Th©n m¸y (6) lµ mét bé phËn ®Ó g¸ ®Æt tÊt c¶ c¸c bé phËn trªn. Trong ®ã cßn chøa thªm c¸c bé phËn lµm nguéi, th¾p s¸ng, chøa phoi vµ c¸c b¶ng hay c¬ cÊu ®iÒu khiÓn . §Ó gia c«ng ®­îc thuËn tiÖn, trªn m¸y tiÖn th­êng kÌm theo c¸c phô tïng. M©m cÆp lµ bé phËn ®Ó kÑp chÆt vµ tù ®Þnh vÞ ph«i khi gia c«ng. M©m cÆp cã sè vßng quay cïng víi trôc chÝnh. Cã nhiÒu lo¹i m©m cÆp nh­ng cã hai lo¹i th­êng dïng, ®ã lµ: H×nh 5.3 M©m cÆp M©m cÆp ba chÊu tù ®Þnh t©m (h×nh 5.3a). Khi dïng cê lª quay ë vÝt quay l, ba chÊu 2 cïng dÞch chuyÓn vµo t©m mét l­îng b»ng nhau. Lo¹i nµy dïng ®Ó cÆp c¸c chi tiÕt trßn xoay . M©m cÆp bèn chÊu ®éc lËp (h×nh 5.3b). Mçi chÊu cã mét vÝt ®iÒu chØnh riªng. Dïng ®Ó cÆp c¸c ph«i kh«ng trßn xoay hoÆc ®Ó gia c«ng bÒ mÆt lÖch t©m. + Mòi t©m dïng ®Ó ®ì t©m c¸c ph«i tiÖn (h×nh 5.4). H×nh 5.4 Mòi t©m a) lo¹i t©m quay. b) lo¹i cã khoÐt lâm. c) lo¹i cã h×nh cÇu Gi¸ ®ì (h×nh 5.5) hay cßn gäi lµ luynet dïng ®Ó t¨ng ®é cøng v÷ng cña ph«i gia c«ng. Dïng gi¸ ®ì cã kh¶ n¨ng h¹n chÕ sai sè h×nh d¹ng do lùc c¾t cña dao g©y nªn. H×nh 5.5 C¸c lo¹i gi¸ ®ì a) lo¹i cè ®Þnh. b) lo¹i di ®éng 2.1.2. C¸c ph­¬ng ph¸p gia c«ng trªn m¸y tiÖn M¸y tiÖn lµ lo¹i cã sè l­îng lín trong nhµ m¸y c¬ khÝ (40 -50%), bëi v× m¸y tiÖn cã thÓ gia c«ng ®­îc nhiÒu d¹ng bÒ mÆt: - MÆt trßn xoay ngoµi vµ trong (lç). - C¸c mÆt trô, c«n hay ®Þnh h×nh. - C¸c lo¹i ren (tam gi¸c, thang, vu«ng. . . ). - MÆt ph¼ng ë mÆt ®Çu hoÆc c¾t ®øt. Ngoµi ra trªn m¸y tiÖn cã thÓ dïng ®Ó khoan lç, doa lç, thËm chÝ gia c«ng c¸c bÒ mÆt kh«ng trßn xoay nhê c¬ cÊu ®Æc biÖt hoÆc ®å g¸ Nãi chung, c¸c ph­¬ng ph¸p gia c«ng c¸c d¹ng bÒ mÆt h×nh trô hay mÆt ®Çu, lç trªn m¸y tiÖn kh¸ ®¬n gi¶n. Tuy nhiªn, mét sè d¹ng bÒ mÆt nh­ lÖch t©m, c«n trong vµ ngoµi, c¸c mÆt ren ®ßi hái ph¶i cã kü thuËt riªng. H×nh 5.6 C¸c ph­¬ng ph¸p gia c«ng trªn m¸y tiÖn Chó ý: c¸c lo¹i ren vu«ng hay h×nh thang, giai ®o¹n ®Çu còng th­êng c¾t tam gi¸c, sau ®ã dïng dao ®Þnh h×nh ®Ó söa ®óng. 2.2. M¸y khoan - doa 2.2.1. C«ng dông vµ ph©n lo¹i M¸y khoan-doa dïng ®Ó gia c«ng lç h×nh trô b»ng c¸c dông cô c¾t nh­: mòi khoan, mòi khoÐt vµ dao doa. M¸y khoan lµ lo¹i m¸y t¹o ra lç th«, khi khoan chØ ®¹t ®é chÝnh x¸c thÊp, ®é bãng nhá. §Ó n©ng cao ®é chÝnh x¸c vµ ®é bãng bÒ mÆt lç ph¶i dïng khoÐt hay doa trªn m¸y doa. Sau khi doa, ®é chÝnh x¸c ®¹t cÊp l hoÆc 2 vµ ®é bãng cã thÓ ®¹t (Ñ7 - Ñ8) . M¸y khoan, doa cã chuyÓn ®éng chÝnh lµ chuyÓn ®éng quay trßn cña trôc mang dao . ChuyÓn ®éng ch¹y dao lµ chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn cña dao. Riªng trªn m¸y khoan cã thÓ dïng dông cô tar«, bµn ren ®Ó gia c«ng ren. M¸y khoan cã c¸c lo¹i sau: - M¸y khoan bµn lµ lo¹i m¸y ®¬n gi¶n, nhá, ®Æt trªn bµn nguéi (h×nh 5.7a). Lç khoan lín nhÊt d < 13 mm . M¸y th­êng cã ba cÊp vßng quay víi sè vßng quay lín. H×nh 5.7 M¸y khoan a b c M¸y khoan ®øng lµ lo¹i dïng gia c«ng c¸c lo¹i lç ®¬n cã ®­êng kÝnh trung b×nh < 50 mm. M¸y cã trôc chÝnh mang mòi khoan cè ®Þnh. Ph«i ph¶i dÞch chuyÓn sao cho trïng t©m mòi khoan (h×nh 5.7b) . M¸y khoan cÇn ®Ó gia c«ng ®­êng kÝnh lç lín trªn c¸c ph«i cã khèi l­îng lín kh«ng dÞch chuyÓn thuËn lîi ®­îc (h×nh 5.7c). Do ®ã, täa ®é cña mòi khoan cã thÓ dÞch chuyÓn quay hay h­íng kÝnh ®Ó khoan Khi khoan c¸c lç cã ®­êng kÝnh lín, ph¶i khoan nhiÒu lÇn. LÇn thø nhÊt chØ khoan lç víi ®­êng kÝnh 15 mm . Sau ®ã khoan réng dÇn víi chiÒu s©u c¾t hîp lý. C¸c lç ph©n bè trªn mét täa ®é nhÊt ®Þnh, nªn dïng g¸ khoan cã täa ®é t­¬ng øng nh»m b¶o ®¶m ®é chÝnh x¸c gi÷a c¸c lç víi nhau H×nh 5.8 Mòi khoan H×nh 5.9 Mòi khoÐt vµ doa Mòi khoÐt vµ doa : dïng ®Ó më réng lç khoan, t¨ng ®é chÝnh x¸c vµ ®é bãng bÒ mÆt lç trßn xoay. Kh¸c víi mòi khoan vµ doa cã sè l­ìi c¾t nhiÒu h¬n Tar« lµ dông cô ®Ó gia c«ng ren trong, cã thÓ l¾p trªn trôc khoan hoÆc thao t¸c b»ng tay. Bµn ren dïng ®Ó gia c«ng ren ngoµi víi kÝch th­íc kh«ng qu¸ lín. H×nh 5.10 a Mòi tar« H×nh 5.10 b Bµn ren H×nh 5.1 M¸y tiÖn ren vÝt v¹n n¨ng. 2.3. M¸y bµo - xäc M¸y bµo-xäc lµ nhãm m¸y cã chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn khø håi . M¸y bµo-xäc dïng ®Ó gia c«ng c¸c mÆt ph¼ng ngang, ®øng hay n»m nghiªng; gia c«ng thuËn tiÖn c¸c lo¹i r·nh th¼ng víi tiÕt diÖn kh¸c nhau : mang c¸, ch÷ "T", d¹ng r·nh th©n khai . . . ). M¸y còng cã kh¶ n¨ng gia c«ng chÐp h×nh ®Ó t¹o ra c¸c mÆt cong mét chiÒu. H×nh 5.11 So ®å c¾t a)S¬ ®å bµo, b) S¬ ®å xäc Tïy theo nh÷ng ®Æc tr­ng vÒ c«ng nghÖ, m¸y bµo ®­îc chia thµnh m¸y bµo ngang, mµy bµo gi­êng, m¸y xäc (bµo ®øng) vµ c¸c m¸y chuyªn m«n hãa . Hµnh tr×nh thuËn cña dao (bµn H×nh 5.12 M¸y bµo ngang m¸y) khi bµo lµ hµnh tr×nh c«ng t¸c, hµnh tr×nh nghÞch lµ hµnh tr×nh ch¹y kh«ng. KhuyÕt ®iÓm chÝnh cña m¸y bµo lµ hµnh tr×nh c«ng t¸c cã tèc ®é c¾t kh«ng cao v× nÕu n©ng cao th× bÞ h¹n chÕ bëi lùc gia tèc vµ lùc qu¸n tÝnh khi thay ®æi chiÒu chuyÓn ®éng. M¸y bµo ®­îc dïng trong s¶n xuÊt ®¬n chiÕc vµ hµng lo¹t nhá v× nã v¹n n¨ng, kÕt cÊu ®¬n gi¶n, dao dïng rÎ tiÒn. N¨ng suÊt cña m¸y bµo cã thÓ n©ng cao nÕu dïng c¸ch gia c«ng nhiÒu dao. §èi víi tr­êng hîp s¶n xuÊt hµng khèi vµ hµng lo¹t lín, m¸y bµo th­êng ®­îc thay thÕ b»ng m¸y phay, m¸y chuèt vµ m¸y mµi. M¸y bµo ngang (h×nh 5.12) dïng ®Ó gia c«ng nh÷ng ph«i kh«ng lín (th­êng nhá h¬n 600 mm) . Bµn m¸y cïng víi ph«i di chuyÓn theo chiÒu ngang trªn mÆt b¨ng cña th©n m¸y (chuyÓn ®éng tiÕn), cßn ®Çu tr­ît cña m¸y th× cïng víi bµn dao vµ dao bµo chuyÓn ®éng tíi lui trªn mÆt b¨ng cã d¹ng ®u«i Ðn (chuyÓn ®éng chÝnh) . Hép tèc ®é vµ c¬ cÊu culit dïng ®Ó di chuyÓn bµn tr­ît. C¬ cÊu culit cho phÐp biÕn ®èi chuyÓn ®éng quay thµnh chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn, nhê ®ã mµ cã thÓ thay ®èi chiÒu dµi vµ tèc ®é cña hµnh tr×nh c«ng t¸c cña ®Çu tr­ît (dao bµo) vµ lµm cho bµn tr­ît lïi nhanh vÒ phÝa sau trong hµnh tr×nh ch¹y kh«ng. C¬ cÊu tiÕn cña bµn dao nèi liÒn víi hép tèc ®é. B­íc tiÕn ®­îc tiÕn hµnh trong khi ®Çu tr­ît thùc hiÖn hµnh tr×nh ch¹y kh«ng. M¸y bµo gi­êng dïng ®Ó gia c«ng c¸c ph«i lín nh­ th©n m¸y. Bµn m¸y cïng víi ph«i di chuyÓn theo chiÒu däc (chuyÓn ®éng chÝnh) cßn dao bµo kÑp trªn gi¸ dao th× di chuyÓn theo chiÒu ngang (chuyÓn ®éng tiÕn). Trªn m¸y bµo gi­êng cã thÓ gia c«ng nh÷ng ph«i dµi tíi 12 m trªn ba mÆt cïng mét lóc ( mÆt trªn vµ hai mÆt bªn). H×nh 5.13 M¸y xäc M¸y xäc (h×nh 5.13 ) lµ mét lo¹i m¸y bµo ®øng cã ®Çu m¸y chuyÓn ®éng theo chiÒu th¼ng ®øng. M¸y xäc ®­îc dïng ®Ó gia c«ng trong lç, r·nh, mÆt ph»ng vµ mÆt ®Þnh h×nh cña ph«i cã chiÒu cao kh«ng lín vµ chiÒu ngang lín. ChuyÓn ®éng chÝnh cña m¸y bµo, xäc lµ chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn khø håi: gåm mét hµnh tr×nh cã t¶i vµ mét hµnh tr×nh ch¹y kh«ng. ChuyÓn ®éng ch¹y dao th­êng lµ chuyÓn ®éng gi¸n ®o¹n. Do chuyÓn ®éng th¼ng cã qu¸n tÝnh lín vµ h÷u h¹n nªn tèc ®é kh«ng cao, n¨ng suÊt thÊp. Gia c«ng trªn m¸y bµo, xäc chØ ®¹t ®é chÝnh x¸c thÊp vµ ®é nh½n kÐm. M¸y bµo thuËn lîi khi gia c«ng c¸c bÒ mÆt dµi vµ hÑp phÝa ngoµi. Cßn m¸y xäc chØ dïng h¹n chÕ trong gia c«ng r·nh trong (r·nh then, b¸nh r¨ng trong. . .) H×nh 5.14 S¬ ®å gia c«ng r·nh trªn m¸y bµo a, b, c: Gia c«ng r·nh mang c¸; d: Gia c«ng r·nh ch÷ “T” . 2.4. M¸y phay M¸y phay cã tû lÖ t­¬ng ®èi lín trong c¸c nhµ m¸y c¬ khÝ vµ còng lµ lo¹i m¸y cã nhiÒu chñng lo¹i. Phay trªn m¸y phay lµ ph­¬ng ph¸p kh«ng chØ ®¹t n¨ng suÊt cao mµ cßn ®¹t ®­îc ®é nh½n bãng, ®é chÝnh x¸c xÊp xØ víi khi gia c«ng tiÖn. H×nh 5.15 M¸y phay M¸y phay dïng phå biÕn ®Ó gia c«ng mÆt ph¼ng, c¸c lo¹i r·nh cong vµ ph¼ng, c¸c d¹ng bÒ mÆt ®Þnh h×nh. Mét sè m¸y phay chuyªn ®Ó gia c«ng b¸nh r¨ng... Ng­êi ta chia m¸y phay ra nhiÒu lo¹i. - M¸y phay v¹n n¨ng lµ lo¹i cã trôc th¼ng ®øng hoÆc n»m ngang cã thÓ gia c«ng ®­îc nhiÒu d¹ng bÒ mÆt kh¸c nhau. - M¸y phay chuyªn dông chØ ®Ó gia c«ng mét sè lo¹i bÒ mÆt nhÊt ®Þnh. Lo¹i nµy gåm: + M¸y phay b¸nh r¨ng, m¸y phay ren... + M¸y phay gi­êng gia c«ng nh÷ng chi tiÕt lín. 2.4.2. Dao phay Trong m¸y phay, chuyÓn ®éng chÝnh lµ chuyÓn ®éng quay trßn cña dao phay nªn cÊu t¹o cña dao th­êng phï hîp víi sù quay trßn cña trôc dao n»m ngang hay th¼ng ®øng. Tïy theo d¹ng bÒ mÆt gia c«ng cã c¸c lo¹i dao sau ®©y: H×nh 5.16 C¸c lo¹i dao phay vµ s¬ ®å c¾t - Lo¹i dao gia c«ng mÆt ph¼ng gåm dao phay trô, dao phay mÆt - Lo¹i dao gia c«ng r·nh gåm dao ®Üa, dao phay ba mÆt c¾t, dao phay ngãn. . . - Lo¹i dao gia c«ng b¸nh r¨ng nh­ dao phay m«®uyn, dao phay l¨n r¨ng hoÆc xäc r¨ng. . . 2.4.3. C¸c ph­¬ng ph¸p gia c«ng phay Theo chiÒu quay cña dao vµ h­íng tÞnh tiÕn cña ph«i ta chia ra hai ph­¬ng ph¸p phay (h×nh 5.17). H×nh 5.17 Ph­¬ng ph¸p phay a) Phay thuËn; b) Phay nghÞch Phay thuËn (h×nh5.17a) lµ ph­¬ng ph¸p mµ chiÒu quay cña dao trïng víi h­íng tÞnh tiÕn cña ph«i t¹i ®iÓm tiÕp xóc M. Khi phay thuËn, chiÒu dµy tiÕt diÖn c¾t thay ®æi tõ amax ®Õn amin (= 0), L­ìi dao kh«ng bÞ tr­ît vµ g©y lùc Ðp, Ðp chÆt ph«i lªn bµn m¸y. Nh­ng sù va ®Ëp cña ph«i vµ l­ìi dao lín dÔ g©y g·y r¨ng dao. V× vËy phay thuËn chØ ®Ó gia c«ng tinh (gi¸ trÞ amax nhá), Ýt rung ®éng nªn ®é nh½n cao. - Phay nghÞch. T¹i M vect¬ vËn tèc vµ h­íng ch¹y dao ng­îc nhau . Nh­ vËy tiÕt diÖn c¾t tõ gi¸ trÞ amin ®Õn amax. Do l­ìi dao cã xu h­íng n©ng ph«i nªn g©y ra rung ®éng, dao th­êng bi tr­ît khi dao cïn, nh­ng l¹i tr¸nh ®­îc biÕn cøng mÆt ngoµi. - ChiÒu s©u phay t (mm) lµ chiÒu s©u líp kim lo¹i c¾t ®i trong mét hµnh tr×nh phay (kho¶ng c¸ch gi÷a bÒ mÆt ®· gia c«ng vµ bÒ mÆt ch­a gia c«ng) . - ChiÒu réng phay B (mm) lµ chiÒu réng ®· gia c«ng sau mét hµnh tr×nh phay ®o theo ph­¬ng song song víi trôc dao. - ChiÒu dµy c¾t a (mm) . ChiÒu dµy c¾t a thay ®æi tõ amin ®Õn amax ®ã lµ kho¶ng c¸ch gi÷a hai vÞ trÝ kÕ tiÕp nhau cña quÜ ®¹o chuyÓn ®éng cña mét ®iÓm trªn l­ìi c¾t ®o theo ph­¬ng vu«ng gãc víi l­ìi c¾t chÝnh . §Çu ph©n ®é trªn m¸y phay H×nh 5.18 §Çu ph©n ®é §Çu ph©n ®é lµ mét lo¹i ®å g¸ dïng trªn m¸y phay. NhiÖm vô cña nã lµ chia ®Òu hay kh«ng ®Òu c¸c vÕt gia c«ng trªn ph«i. §Çu ph©n ®é ®Æt trªn bµn m¸y phay n»m ngang (hoÆc ®øng) dïng khi cÇn phay c¸c lo¹i r·nh th¼ng, xo¾n trªn ph«i b»ng dao phay m«®un, dao phay ngãn. . . Cã hai c¸ch ph©n ®é : ph©n ®é gi¸n ®o¹n vµ ph©n ®é liªn tôc . Khi chia ®Òu, ng­êi ta dïng ph©n ®é gi¸n ®o¹n ®¬n gi¶n (chia ch½n) hoÆc ph©n ®é vi sai (chia kh«ng ch½n). 2.5. M¸y mµi Mµi lµ ph­¬ng ph¸p gia c«ng dïng dông cô c¾t lµ ®¸ mµi. Mµi cã thÓ gia c«ng th« ®Ó c¾t bá líp th« cøng mÆt ngoµi c¸c lo¹i ph«i, nh­ng ®a sè tr­êng hîp lµ gia c«ng tinh. ChuyÓn ®éng chÝnh khi mµi lµ chuyÓn ®éng quay trßn cña ®¸: Kh¸c víi c¸c d¹ng c¾t gät ®· xÐt trªn, ®¸ mµi cã cÊu t¹o ®Æc biÖt vµ khi c¾t b»ng mµi cã ®Æc tr­ng riªng sau ®©y: l. §¸ mµi, trªn bÒ mÆt cña nã cã nhiÒu l­ìi c¾t víi h×nh d¹ng kh¸c nhau, gãc ®é kh¸c nhau, lùc h­íng kÝnh lín. 2.V× c¾t tinh, chiÒu s©u c¾t t rÊt nhá nªn khi c¾t dÔ bÞ tr­ît lµm ¶nh h­ëng ®Õn líp bÒ mÆt gia c«ng. 3. Tèc ®é c¾t cña ®¸ mµi cã thÓ thùc hiÖn víi gi¸ trÞ rÊt lín (30 - 50 m/s). 4. H¹t mµi cã kh¶ n¨ng tù bong ®Ó t¹o ra líp míi s¾c h¬n ®Ó c¾t tèt h¬n. 5.Do c­êng ®é tr­ît lín x¶y ra khi c¾t nªn sinh ra nhiÖt lín (®Õn 1500oC). Mµi lµ ph­¬ng ph¸p gia c«ng lµm n©ng cao ®é chÝnh x¸c vµ ®é bãng (chÝnh x¸c cÊp 2 vµ ®é bãng cÊp Ñ8-Ñ10). MÆt kh¸c mµi cã thÓ c¾t ®­îc c¸c bÒ mÆt ®· t«i cøng, c¸c lo¹i thÐp dông cô. . . Do dïng mµi ®Ó gia c«ng tinh nªn m¸y mµi ®­îc thiÕt kÕ ®Ó cã thÓ mµi ®­îc mäi bÒ mÆt mµ c¸c ph­¬ng ph¸p gia c«ng ®· xÐt kh«ng t¹o ra ®­îc . VÝ dô, mµi trßn ngoµi, mµi trßn trong, mµi ph¼ng, mµi ren, mµi c«n. . . 2.5.2. §¸ mµi §¸ mµi lµ lo¹i dông cô c¾t ®Æc biÖt . - VËt liÖu h¹t mµi lµ thµnh phÇn chñ yÕu cña ®¸. C¸c h¹t mµi lÇn l­ît ®Òu tham gia c¾t nªn nã ph¶i cã yªu cÇu nh­ vËt liÖu lµm dông cô c¾t kh¸c. H¹t mµi dïng lµm ®¸ gåm cã c¸c lo¹i kim c­¬ng, c¸c «xyt. Kim c­¬ng nh©n t¹o dïng lµm ®¸ mµi ®Æc biÖt hoÆc dïng söa ®¸ mµi. H×nh 5.19 C¸c d¹ng d¸ mµi C¸c «xyt nh­ «xyt nh«m th­êng, «xyt nh«m tr¾ng, cacbit silic, cacbit boric... H¹t mµi ®­îc chÕ t¹o víi kÝch th­íc h¹t kh¸c nhau ®Ó chÕ t¹o c¸c lo¹i ®¸ kh¸c nhau. - ChÊt kÕt dÝnh ®Ó liªn kÕt c¸c vËt liÖu h¹t mµi. Nã sÏ quyÕt ®Þnh ®é bÒn cña ®¸, ®é cøng hay mÒm cña ®¸. ChÊt kÕt dÝnh v« c¬ nh­ keramit, h÷u c¬ nh­ bakªlit hoÆc cao su. §é cøng cña ®¸ mµi lµ kh¶ n¨ng dÔ t¸ch hay khã t¸ch c¸c h¹t mµi ®· mßn ra khái ®¸ ®Ó t¹o líp h¹t míi d­íi t¸c dông cña lùc c¾t. + §¸ mÒm lµ ®¸ dÔ t¸ch, t¹o ra líp míi s¾c h¬n dïng ®Ó mµi vËt liÖu cøng. + §¸ cøng lµ ®¸ khã t¸ch h¹t. Nã dïng mµi vËt liÖu mÒm. C¸c chuyÓn ®éng c¬ b¶n cña m¸y mµi. TÊt c¶ c¸c lo¹i m¸y mµi ®Òu cã chuyÓn ®éng chÝnh lµ chuyÓn ®éng quay trßn cña ®¸ v® (m/s) (h×nh 5.20), cßn chuyÓn ®éng ch¹y dao cã thÓ cã hai, ba lo¹i kh¸c nhau nh­: chuyÓn ®éng ch¹y dao vßng - lµ chuyÓn ®éng quay trßn cña chi tiÕt vc (m/ph). ChuyÓn ®éng ch¹y dao däc lµ chuyÓn ®éng th¼ng khø håi cña bµn m¸y mang chi tiÕt S (m/ph) ChuyÓn ®éng ch¹y dao ngang hay ch¹y dao h­íng kÝnh theo chu kú cña bµn m¸y Sn (mm/hµnh tr×nh kÐp). Trªn h×nh 5.20, lµ tr­êng hîp m¸y mµi trßn cã chuyÓn ®éng chÝnh v® - lµ chuyÓn ®éng quay trßn cña ®¸. ChuyÓn ®éng ch¹y dao däc vc tr­êng hîp chi tiÕt lín kh«ng quay ®­îc (h×nh 5.20d) th× chuyÓn ®éng ch¹y dao vßng lµ chuyÓn ®éng quay hµnh tinh cña ®¸. H×nh 5.19 C¸c ph­¬ng ph¸p mµi ChuyÓn ®éng ch¹y dao däc S ®Ó mµi hÕt chiÒu dµi chi tiÕt. NÕu chi tiÕt ng¾n, ®¸ dµi (h×nh 5.20b) th× S cÇn mét l­îng nhá. ChuyÓn ®éng ch¹y dao ngang Sn hoÆc ch¹y dao h­íng kÝnh Sk thùc hiÖn sau mét hµnh tr×nh kÐp cña bµn m¸y. Ch­¬ng 6 Xö lý vµ b¶o vÖ bÒ mÆt kim lo¹i 1. Kh¸i niÖm vµ ph©n lo¹i sù ph¸ huû kim lo¹i Sù ph¸ hñy kim lo¹i, c¸c m¸y mãc thiÕt bÞ b»ng kim lo¹i cã thÓ do nhiÒu nguyªn nh©n kh¸c nhau, nh÷ng nguyªn nh©n chñ yÕu lµ: - T¸c dông hãa häc. - T¸c dông ®iÖn hãa häc. - T¸c dông c¬ häc. Sù ph¸ hñy kim lo¹i do t¸c dông hãa häc hay ®iÖn hãa häc ng­êi ta gäi lµ sù ¨n mßn kim lo¹i hay lµ sù gØ. Sù ph¸ hñy kim lo¹i do t¸c dông c¬ häc ng­êi ta gäi lµ sù mµi mßn kim lo¹i. 1.1. Kh¸i niÖm vµ ph©n lo¹i gØ GØ lµ mét hiÖn t­îng ph¸ hñy cã h¹i vµ kh«ng mong muèn ®èi víi c¸c vËt thÓ r¾n (nh­ kim lo¹i) b»ng sù t¸c dông cña hãa häc, ®iÖn hãa häc cña m«i tr­êng xung quanh. GØ cña kim lo¹i cã nhiÒu d¹ng kh¸c nhau vµ cã thÓ chia chóng theo c¸c quan ®iÓm kh¸c nhau. - Theo c¬ cÊu bªn trong cã thÓ chia thµnh hai lo¹i: gØ hãa häc vµ gØ ®iÖn hãa. - Theo d¹ng bªn ngoµi cã: gØ hoµn toµn bÒ mÆt, gØ bé phËn, gØ ®iÓm. - Theo m«i tr­êng g©y gØ gåm: gØ trong m«i tr­êng khÝ quyÓn, gØ trong dung dÞch, gØ trong kh«ng khÝ, gØ trong ®Êt v.v... 1.2. Kh¸i niÖm vµ ph©n lo¹i sù mµi mßn Sù mµi mßn cña kim lo¹i hoÆc c¸c chi tiÕt m¸y, nÕu hiÓu víi ý nghÜa cña nã lµ sù thay ®æi kh«ng mong muèn vÒ h×nh d¸ng, kÝch th­íc cña bÒ mÆt chi tiÕt v× mét l­îng kim lo¹i bÞ mÊt ®i lµ do t¸c dông c¬ häc cña c¸c phÇn tõ r¾n tõ bÒ mÆt chi tiÕt hoÆc tõ m«i tr­êng ngoµi. Sù mµi mßn c¬ häc cã thÓ xuÊt hØÖn ë hai d¹ng c¬ së sau: - Khi cã chuyÓn ®éng t­¬ng ®èi cña kim lo¹i trªn kim lo¹i. - Khi cã chuyÓn ®éng cña m«i tr­êng phi kim trªn bÒ mÆt kim lo¹i. Nghiªn cøu c¸c hiÖn t­îng mµi mßn, ng­êi ta thÊy cã nhiÒu lo¹i mßn, chóng cã nh÷ng ®Æc ®iÓm kh¸c nhau . Cã thÓ ph©n ra c¸c lo¹i mßn nh­ sau: - Sù mßn «xyt hãa. - Sù mßn do nhiÖt. - Sù mßn do mµi. - Sù mßn cÊu tróc (pitting) . 2. Kh¸i niÖm vµ c¸c ph­¬ng ph¸p xö lý, b¶o vÖ bÒ mÆt kim lo¹i. Kh¸i niÖm Thùc chÊt cña xö lý bÒ mÆt kim lo¹i lµ t¹o cho s¶n phÈm (c¸c chi tiÕt m¸y) nh÷ng tÝnh chÊt cã gi¸ trÞ kinh tÕ míi nh­: tÝnh chèng gØ, kh¶ n¨ng chèng mµi mßn, tÝnh chÞu nhiÖt, kh¶ n¨ng dÉn ®iÖn, dÉn nhiÖt, kh¶ n¶ng c¶n trë c¸c tia s¸ng v.v. . . b»ng mét ph­¬ng ph¸p c«ng nghÖ xö lý thÝch hîp. Nãi c¸ch kh¸c, xö lý bÒ mÆt kim lo¹i th«ng th­êng lµ b¶o vÖ c¸c s¶n phÈm, chi tiÕt m¸y khái sù ph¸ háng v× gØ, v× mßn hoÆc t¨ng kh¶ n¨ng lµm viÖc, tuæi thä cña chi tiÕt. HiÖn nay xö lý b¶o vÖ bÒ mÆt kim lo¹i ®­îc sö dông réng r·i trªn nhiÒu lÜnh vùc. ë ®©y cã thÓ ph©n lo¹i xö lý bÒ mÆt kim lo¹i theo môc ®Ých sö dông nh­ sau : a. Xö lý bÒ mÆt víi môc ®Ých ®¹t ®­îc vÒ thÈm mü tøc lµ vÎ ®Ñp cña chi tiÕt. Xö lý nµy chñ yÕu dïng ®Ó trang trÝ cho c¸c s¶n phÈm tiªu dïng, trang søc v.v. . . b. Xö lý bÒ mÆt víi môc ®Ých n©ng cao kh¶ n¨ng chèng mßn, tøc lµ víi môc ®Ých n©ng cao tuæi thä cña chi tiÕt: - N©ng cao kh¶ n¨ng chèng mßn do c¬ häc. - N©ng cao kh¶ n¨ng chèng gØ trong c¸c m«i tr­êng kh¸c nhau nh­ hãa häc, axit trong ®iÒu kiÖn nhiÖt ®é kh¸c nhau v.v. . . c. Xö lý bÒ mÆt víi môc ®Ých thay thÕ kim lo¹i mµu, thÐp, hîp kim vµ c¸c vËt liÖu hiÕm kh¸c. ë ®©y vËt liÖu nÒn cña chi tiÕt ®­îc chän tõ c¸c lo¹i thÐp chÊt l­îng th­êng, chØ cÇn bÒ mÆt phñ mét líp kim lo¹i quÝ. d. Xö lý bÒ mÆt víi môc ®Ých t¹o ra mét sè tÝnh chÊt vËt lý. VÝ dô: tÝnh dÉn ®iÖn, tÝnh c¸ch ®iÖn v.v . . . 2.2. C¸c ph­¬ng ph¸p xø lý C¸c ph­¬ng ph¸p xö lý bÒ mÆt hiÖn nay cã rÊt nhiÒu, nh­ng ®Ó chän ph­¬ng ph¸p xö lý bÒ mÆt thÝch øng ph¶i xuÊt ph¸t tõ môc ®Ých vµ yªu cÇu lµm viÖc cña c¸c chi tiÕt. 2.2.1. C¸c yªu cÇu - Yªu cÇu ®¹t ®­îc h×nh d¸ng tÕ vi cña bÒ mÆt . Ng­êi ta th­êng dïng c¸c ph­¬ng ph¸p gia c«ng nh­ mµi, ®¸nh bãng. - Yªu cÇu ®¹t vÒ tÝnh chÊt c¬ häc cña líp bÒ mÆt . ë ®©y th­êng dïng c¸c ph­¬ng ph¸p nh­ l¨n Ðp, phun bi, nhiÖt luyÖn bÒ mÆt (t«i bÒ mÆt) v.v. . . - Yªu cÇu ®¹t ®­îc vÒ thµnh phÇn hãa häc, cÊu tróc líp bÒ mÆt, ng­êi ta dïng c¸c ph­¬ng ph¸p xö lý nh­ xementit hãa, nit¬ hãa, khuÕch t¸n cr«m, nh«m v.v. . . - Yªu cÇu ®¹t ®­îc líp phñ bÒ mÆt cã c¸c tÝnh chÊt vËt lý kh¸c mµ thµnh phÇn hãa häc gièng hoÆc kh¸c víi vËt liÖu nÒn. Th­êng dïng c¸c ph­¬ng ph¸p nh­ m¹, phun kim lo¹i . . . 2.2.2. C¸c biÖn ph¸p b¶o vÖ chèng gØ a. Chän vËt liÖu Kim lo¹i vµ hîp kim nÕu cµng Ýt t¹p chÊt, néi øng suÊt Ýt (®¨ qua ñ), bÒ mÆt cµng nh½n th× kh¶ n¨ng chèng gØ cµng tèt. Tr¸nh dïng c¸c liªn kÕt tõ c¸c vËt liÖu kim lo¹i cã ®iÖn thÕ chuÈn qu¸ kh¸c nhau v× nh­ vËy chóng sÏ t¹o ra vi pin gØ. b. Xö lý theo kÕt cÊu ë nh÷ng kÕt cÊu lµm viÖc cã ¶nh h­ëng cña khÝ quyÓn yªu cÇu vÒ kÕt cÊu ph¶i ®¬n gi¶n, bÒ mÆt nh½n, ph¼ng. Tr¸nh c¸c chuyÓn tiÕp nhän . C¸c bÒ mÆt ph¶i thuËn tiÖn cho c«ng viÖc xö lý bÒ mÆt khi cÇn thiÕt. N¬i chuyÓn tiÕp cña c¸c thµnh ph¶i cã gãc l­în ®Ó líp b¶o vÖ cã chiÒu dÇy ®ång ®Òu. Kh«ng cho phÐp nh÷ng vÞ trÝ t¹o ®iÒu kiÖn tËp trung ng­ng tô n­íc. c. Xö lý m«i tr­êng gØ ViÖc b¶o vÖ chèng gØ phô thuéc vµo sù thay ®æi m«i tr­êng gØ, sù thay ®èi kh¶ n¨ng x©m thùc cña chóng. Trong thùc tÕ cã thÓ thùc hiÖn b»ng nhiÒu c¸ch kh¸c nhau. VÝ dô: b»ng c¸ch khö thµnh phÇn x©m thùc nhÊt ®Þnh cña m«i tr­êng (c¸c yÕu tè kÝch thÝch cña sù gØ) hoÆc khö c¸c s¶n phÈm gØ, khö n­íc trong c¸c nåi h¬i (tøc lµ khö c¸c «xy hßa tan v× c¸c «xy nµy kÝch thÝch sù gØ cña s¾t) . Gi¶m sù gØ trong khÝ quyÓn b»ng c¸ch gi¶m ®é Èm t­¬ng ®èi cña khÝ quyÓn ®Õn gi¸ trÞ thÊp h¬n so víi ®é Èm t­¬ng ®èi cña sù gØ xÈy ra. §ã lµ nh÷ng c¬ së cña ph­¬ng ph¸p xö lý ®Ó b¶o vÖ. MÆt kh¸c mét trong c¸c ph­¬ng ph¸p th«ng dông lµ t¹o ra kho¶ng kh«ng gian bÞ khÐp kÝn (nh­ bao gãi, dïng tñ ®ùng . . .) ®Ó b¶o vÖ chèng gØ. d. B¶o vÖ b»ng líp phñ b¶o vÖ Ph­¬ng ph¸p b¶o vÖ th«ng dông ®Ó b¶o vÖ thÐp cacbon vµ c¸c kim lo¹i mÇu khái gØ lµ dïng líp phñ b¶o vÖ b»ng kim lo¹i hoÆc phi kim, líp «xyt hay c¸c líp phô kh¸c thùc hiÖn b»ng con ®­êng hãa häc hoÆc ®iÖn hãa häc. T¸c dông b¶o vÖ cña líp phñ nµy ®­îc t¹o nªn dùa trªn c¸c nguyªn t¾c sau: + Líp c¸ch ly hoµn toµn vËt liÖu nÒn khái m«i tr­êng gØ. Líp nµy hoµn toµn kh«ng cã bät khÝ vµ c¸c khuyÕt tËt kh¸c lµm gi¶m kh¶ n¨ng b¶o vÖ. Líp b¶o vÖ tèt lµ líp men th¹ch anh hoÆc líp m¹ cr«m trªn thÐp. + Líp phñ cã thÓ kh«ng nhÊt thiÕt ph¶i t¸ch kim lo¹i nÒn khái m«i tr­êng gØ, nh­ng l¹i cã tÝnh chÊt b¶o vÖ ®­îc mÆc dï cã nh÷ng lç rç, lç khÝ trong líp phñ, nh­ng tÝnh chÊt b¶o vÖ vÉn b¶o ®¶m. VÝ dô nh­ líp phñ nh«m trªn thÐp. + Nh÷ng líp phñ kh«ng hoµn toµn ng¨n c¶n m«i tr­êng gØ (nh­ líp s¬n) nh­ng cã kh¶ n¨ng gi÷ l¹i c¸c yÕu tè cña m«i tr­êng gØ mµ c¸c yÕu tè nµy rÊt nhanh chãng g©y ra gØ. e. B¶o vÖ trong m«i truêng nhiÖt ®íi Sù t¸c dông cña c¸c nh©n tè gØ (®é Èm, nhiÖt ®é, sù cã mÆt cña c¸c chÊt bÈn trong khÝ quyÓn v .v. . .) ë vïng nhiÖt ®íi, còng t­¬ng tù nh­ ë vïng hµn ®íi. Xö lý bÒ mÆt cã t¸c dông chèng gØ tèt ë c¸c ®iÒu kiÖn Èm, th× chóng còng thÝch hîp cho ®iÒu kiÖn nhiÖt ®íi (nhÊt lµ ®iÒu kiÖn nhiÖt ®íi víi ®é Èm nh­ cña n­íc ta) . VÝ dô: ®èi víi thÐp nÕu ë vïng nhiÖt ®íi th× m¹ niken rÊt thÝch hîp khi dïng líp m¹ nµy dµy tõ 30 - 45 mm cho mäi m«i tr­êng khÝ quyÓn x©m thùc. §Æc biÖt ®èi víi líp m¹ cr«m th× l¹i cµng tèt vµ thÝch hîp h¬n . Nh­ng líp phñ kÏm hoÆc cadimi trªn thÐp ë m«i tr­êng nhiÖt ®íi kh«ng cã kh¶ n¨ng b¶o vÖ. Líp b¶o vÖ b»ng s¬n ë vïng nhiÖt ®íi cã gi¸ trÞ kÐm h¬n v× nh÷ng nh©n tè ¶nh h­ëng kh¸c cña khÝ quyÓn nhiÖt ®íi . VÝ dô nh­ vÊn ®Ò mèc th­êng xÈy ra ë thêi kú Èm nãng vµ nh÷ng n¬i tèi, Èm. MÆt kh¸c ë nh÷ng n¬i nhiÖt ®é cao h¬n ( 140oC ) vµ cã nhiÒu tia s¸ng hoÆc ®iÒu kiÖn kh«, nãng l¹i cã thÓ dÉn ®Õn lµm gi¶m tuæi thä cña líp s¬n nªn ph¶i dïng líp s¬n thÝch øng víi c¸c ¶nh h­ëng trªn . §èi víi vïng nhiÖt ®íi th­êng dïng lo¹i s¬n tæng hîp (s¬n tæng hîp lµ lo¹i s¬n mµ c¬ së chñ yÕu cña nã lµ c¸c lo¹i nhùa mang tÝnh kiÒm) . g. B¶o vÖ gØ t¹m thêi B¶o vÖ chèng gØ t¹m thêi lµ mét biÖn ph¸p tæng hîp, biÖn ph¸p nµy kÐo dµi suèt qu¸ tr×nh s¶n xuÊt, trong kho vµ c¶ trong qu¸ tr×nh vËn chuyÓn . B¶o vÖ t¹m thêi chèng gl lµ ®Ó c¸c s¶n phÈm khi ®Õn tay ng­êi tiªu dïng cßn trong tr¹ng th¸i hoµn chØnh vµ cã h×nh d¸ng hoµn toµn míi. C¸c bÒ mÆt thÐp hoÆc kim lo¹i sau khi gia c«ng hoÆc phun bi råi, nÕu ch­a ®­îc b¶o vÖ t¹m thêi th× chØ cÇn sau 2 – 3 giê sÏ b¾t ®Çu bÞ gØ ngay. Trong thêi tiÕt l¹nh, khi vËn chuyÓn c¸c chi tiÕt trong nhµ m¸y víi kh«ng gian kh«ng ®­îc ®èt nãng c¸c bÒ mÆt cña chi tiÕt kim lo¹i, nÕu kh«ng ®­îc b¶o vÖ t¹m thêi d­íi t¸c dông thay ®èi cña nhiÖt ®é, sÏ bÞ gØ v× h¬i Èm vµ sù gØ tiÕn hµnh rÊt sím vµ ph¸t triÓn nhanh. Ph­¬ng ph¸p sö dông cho b¶o vÖ chèng gØ gi÷a c¸c nguyªn c«ng gåm cã:®ãng hép, dïng biÖn ph¸p thô ®éng, b«i dÇu mì. B¶o vÖ chèng gØ t¹m thêi trong qu¸ tr×nh vËn chuyÓn còng rÊt quan träng. GØ nguy hiÓm nhÊt vµ lín nhÊt lµ khi di chuyÓn trªn ®­êng biÓn, sù chuyÓn kho gi÷a c¸c c¶ng v.v. . NghÜa lµ s¶n phÈm bÞ gi÷ ë trong m«i tr­êng biÓn . Trong tr­êng hîp nµy, ng­êi ta th­êng t¹o sù b¶o vÖ t¹m thêi cho c¸c s¶n phÈm. Th­êng dïng c¸c vá bäc b»ng c¸c hép gç cøng cã d¸n thªm giÊy chèng thÊm n­íc. Nh÷ng vËt kh«ng ®Ó tù do trong thïng th× b¶n th©n nã còng ®­îc b¶o vÖ b»ng c¸c líp bäc nh­ c¸c lo¹i giÊy dÇu hoÆc giÊy cã líp parafin chèng thÊm n­íc hoÆc cã thÓ dïng lo¹i giÊy thÊm n­íc (nh­ c¸c lo¹i hép d¸n nh­ng cã líp phñ parafin) .