bai giang CN CTM DH chuong 2 pps

Ch¬ng 2
Ch¬ng 2
ChÊt lîng bÒ mÆt chi tiÕt m¸y
ChÊt lîng bÒ mÆt chi tiÕt m¸y



Chơng 2:
Chơng 2:
Chất lợng bề mặt chi tiết máy
Chất lợng bề mặt chi tiết máy


1.
1.
các yếu tố đặc trng cho chất lợng
các yếu tố đặc trng cho chất lợng
bề mặt
bề mặt


2.
2.
ảnh hởng của chất lợng bề mặt tới
ảnh hởng của chất lợng bề mặt tới
khả năng làm việc của chi tiết máy
khả năng làm việc của chi tiết máy

3.
3.
các yếu tố ảnh hởng đến chất lợng
các yếu tố ảnh hởng đến chất lợng
bề mặt chi tiết
bề mặt chi tiết



c¸c yÕu tè ®Æc trng cho chÊt l
c¸c yÕu tè ®Æc trng cho chÊt l
îng bÒ mÆt
îng bÒ mÆt
-
- 
 !"!#$!%!&
'&(!%%&")
*+%!,-./)0
1! !.23+4!.
5'6!-7!8

Độ nhám bề mặt (hình học tế vi, độ bóng)
Độ nhám bề mặt (hình học tế vi, độ bóng)
l/h = 0
l/h = 0


- 50

- 50



chiều cao nhấp nhô Rz và sai lệch profin trung bình
chiều cao nhấp nhô Rz và sai lệch profin trung bình
cộng Ra
cộng Ra



Chiều cao nhấp nhô Rz : là trị số trung bình của tổng
Chiều cao nhấp nhô Rz : là trị số trung bình của tổng
các giá trị tuyệt đối của chiều cao 5 đỉnh cao nhất và
các giá trị tuyệt đối của chiều cao 5 đỉnh cao nhất và
chiều sâu 5 đáy thấp nhất của profin tính trong phạm vi
chiều sâu 5 đáy thấp nhất của profin tính trong phạm vi
chiều dài chuẩn đo l.
chiều dài chuẩn đo l.

§é nh¸m bÒ mÆt (h×nh häc tÕ vi, ®é bãng)
§é nh¸m bÒ mÆt (h×nh häc tÕ vi, ®é bãng)



Sai lÖch profin trung b×nh céng Ra
Sai lÖch profin trung b×nh céng Ra
9
9

Độ nhám bề mặt
Độ nhám bề mặt



độ nhẵn bề mặt chia làm 14 cấp ứng với giá
độ nhẵn bề mặt chia làm 14 cấp ứng với giá
trị của Ra, Rz (cấp 14 là cấp nhẵn nhất, cấp
trị của Ra, Rz (cấp 14 là cấp nhẵn nhất, cấp
1 là cấp nhám nhất).
1 là cấp nhám nhất).

Trong thực tế sản xuất:
Trong thực tế sản xuất:



thô (cấp 1 - 4)
thô (cấp 1 - 4)

bán tinh (cấp 5 - 7)
bán tinh (cấp 5 - 7)

tinh (cấp 8 - 11)
tinh (cấp 8 - 11)



siêu tinh (cấp 12 - 14).
siêu tinh (cấp 12 - 14).

§é sãng bÒ mÆt
§é sãng bÒ mÆt


L/H = 50 1000–
L/H = 50 1000–



TÝnh chÊt c¬ lý cña bÒ mÆt gia c«ng
TÝnh chÊt c¬ lý cña bÒ mÆt gia c«ng

biÕn cøng líp bÒ mÆt
biÕn cøng líp bÒ mÆt



øng suÊt d trong líp bÒ mÆt
øng suÊt d trong líp bÒ mÆt



Tính chất cơ lý của bề mặt gia công
Tính chất cơ lý của bề mặt gia công


Hiện tợng biến cứng
Hiện tợng biến cứng

Lực cắt (cờng độ, thời gian tác dụng) tăng
làm cho mức độ biến dạng dẻo của vật liệu
tăng tăng mức độ biến cứng và chiều sâu
lớp biến cứng bề mặt.

Nhiệt sinh ra ở vùng cắt (nhiệt độ, thời gian
tác dụng) sẽ hạn chế hiện tợng biến cứng
bề mặt



đánh giá độ biến cứng
đánh giá độ biến cứng
các yếu tố ảnh hởng
các yếu tố ảnh hởng


Chỉ tiêu đánh giá:
Chỉ tiêu đánh giá:
- Độ cứng tế vi.
- Độ cứng tế vi.
- Chiều sâu của lớp biến cứng
- Chiều sâu của lớp biến cứng
Các yếu tố ảnh hởng:
Các yếu tố ảnh hởng:
-Lực cắt (cờng độ, thời gian tác dụng) tăng
-Lực cắt (cờng độ, thời gian tác dụng) tăng

mức độ biến dạng dẻo tăng
mức độ biến dạng dẻo tăng


tăng mức độ biến
tăng mức độ biến
cứng và chiều sâu lớp biến cứng
cứng và chiều sâu lớp biến cứng
-Nhiệt sinh ra ở vùng cắt (nhiệt độ, thời gian tác
-Nhiệt sinh ra ở vùng cắt (nhiệt độ, thời gian tác
dụng)
dụng)


hạn chế biến cứng
hạn chế biến cứng



Tính chất cơ lý của bề mặt gia công
Tính chất cơ lý của bề mặt gia công


ứng suất d
ứng suất d

- xô lệch mạng tinh thể, giữa các hạt tinh thể kim loại xuất hiện ứng
suất.
-
Thể tích riêng của lớp kim loại mỏng ở ngoài cùng tăng, có xu h
ớng tăng thể tích, gây ra ứng suất d nén, lớp kim loại ở bên trong
do không bị biến dạng dẻo nên vẫn giữ thể tích riêng bình thờng,
sinh ra ứng suất d kéo để cân bằng.

Nhiệt cắt nung nóng cục bộ các lớp mỏng bề mặt làm giảm môđun
đàn hồi của vật liệu, lớp vật liệu bề mặt nguội nhanh co lại, sinh
ra ứng suất d kéo; để cân bằng thì lớp kim loại bên trong phải
sinh ra ứng suất d nén.

Sự chuyển pha và nhiệt sinh ra ở vùng cắt làm thay đổi cấu trúc
vật liệu thay đổi về thể tích kim loại. Lớp kim loại nào hình
thành cấu trúc có thể tích riêng lớn sẽ sinh ra ứng suất d nén; lớp
kim loại có cấu trúc với thể tích riêng bé phải sinh ra ứng suất d
kéo để cân bằng.



Xác định chất lợng bề mặt
Xác định chất lợng bề mặt
Đo độ nhám bề mặt
Đo độ nhám bề mặt



Dùng mũi dò: để đo các bề mặt có độ nhám lớn.
Dùng mũi dò: để đo các bề mặt có độ nhám lớn.

Dùng máy đo quang học: dùng khi độ nhám nhỏ.
Dùng máy đo quang học: dùng khi độ nhám nhỏ.

Dùng chất dẻo đắp lên chi tiết, đo độ nhám thông
Dùng chất dẻo đắp lên chi tiết, đo độ nhám thông
qua bề mặt chất dẻo đó: dùng khi đo độ nhám
qua bề mặt chất dẻo đó: dùng khi đo độ nhám
các bề mặt lỗ.
các bề mặt lỗ.

Xác định độ nhám bằng cách so sánh (bằng mắt)
Xác định độ nhám bằng cách so sánh (bằng mắt)
vật cần đo với mẫu có sẵn
vật cần đo với mẫu có sẵn

Xác định chất lợng bề mặt
Xác định chất lợng bề mặt
Đo biến cứng:
Đo biến cứng:


- Độ cứng: dùng máy đo độ cứng.
- Độ cứng: dùng máy đo độ cứng.

Chiều sâu biến cứng: cắt mẫu, đem mài
Chiều sâu biến cứng: cắt mẫu, đem mài
bóng rồi cho xâm thực hóa học để nghiên

bóng rồi cho xâm thực hóa học để nghiên
cứu cấu trúc lớp bề mặt
cứu cấu trúc lớp bề mặt

ảnh h ởng độ nhám bề mặt
ảnh h ởng độ nhám bề mặt


đến
đến


tính chống mòn
tính chống mòn
Mòn ban đầu:
Mòn ban đầu:

giai đoạn đầu, hai bề mặt chỉ tiếp xúc nhau ở một
giai đoạn đầu, hai bề mặt chỉ tiếp xúc nhau ở một
số đỉnh cao nhấp nhô; diện tích tiếp xúc thực
số đỉnh cao nhấp nhô; diện tích tiếp xúc thực
nhỏ.
nhỏ.

ảnh h ởng độ nhám bề mặt
ảnh h ởng độ nhám bề mặt


đến
đến

tính chống mòn
tính chống mòn

Tại các đỉnh tiếp xúc, áp
Tại các đỉnh tiếp xúc, áp
suất rất lớn vợt quá giới
suất rất lớn vợt quá giới
hạn chảy. Khi chuyển
hạn chảy. Khi chuyển
động tơng đối sẽ xảy ra
động tơng đối sẽ xảy ra
trợt dẻo ở các đỉnh nhấp
trợt dẻo ở các đỉnh nhấp
nhô; chúng bị mòn nhanh
nhô; chúng bị mòn nhanh
làm khe hở lắp ghép tăng
làm khe hở lắp ghép tăng
lên. Đó là hiện tợng mòn
lên. Đó là hiện tợng mòn
ban đầu
ban đầu




Chạy rà.
Chạy rà.

ảnh hởng độ nhám bề mặt
ảnh hởng độ nhám bề mặt


đến
đến


tính chống mòn
tính chống mòn
Mòn bình thờng
Mòn bình thờng

Sau mòn ban đầu, chiều cao nhấp nhô giảm
Sau mòn ban đầu, chiều cao nhấp nhô giảm


65 - 75%;
65 - 75%;
diện tích tiếp xúc thực tăng lên và
diện tích tiếp xúc thực tăng lên và
áp suất tiếp xúc giảm đi
áp suất tiếp xúc giảm đi


quá trình mài
quá trình mài
mòn trở nên bình thờng và chậm .
mòn trở nên bình thờng và chậm .

ảnh hởng độ nhám bề mặt
ảnh hởng độ nhám bề mặt


đến
đến


tính chống mòn
tính chống mòn
Mòn khốc liệt
Mòn khốc liệt

bề mặt tiếp xúc bị tróc ra, nghĩa là cấu trúc
bề mặt chi tiết máy bị phá hỏng .



Quan hệ giữa độ nhám bề mặt
Quan hệ giữa độ nhám bề mặt


đến
đến


mòn ban đầu
mòn ban đầu
- Nếu giảm hoặc tăng độ nhám tới
trị số tối u, ứng với điều kiện

làm việc của chi tiết máy thì sẽ
đạt đợc lợng mòn ban đầu ít
nhất, qua đó, kéo dài tuổi thọ của
chi tiết máy.
(Đờng 1 ứng với điều kiện làm
việc nhẹ. Đờng 2 ứng với điều
kiện làm việc nặng).
- Lợng mòn ban đầu ít nhất ứng
với Ra1, Ra2; đó là giá trị tối u
của Ra.

Độ nhám ảnh hởng đến độ bền mỏi
Độ nhám ảnh hởng đến độ bền mỏi
- chi tiết máy chịu tải trọng chu kỳ có đổi dấu,
tải trọng va đập, đáy các nhấp nhô tế vi có ứng
suất tập trung lớn, sẽ gây ra các vết nứt tế vi và
phát triển ở đáy các nhấp nhô, đó là nguồn gốc
phá hỏng chi tiết máy do mỏi.
- Nếu độ nhẵn cao thì độ bền, giới hạn mỏi của
vật liệu sẽ cao, và ngợc lại.



lớp biến cứng
lớp biến cứng


ảnh hởng đến
ảnh hởng đến
độ bền mỏi

độ bền mỏi

Bề mặt bị biến cứng có thể làm tăng độ bền mỏi
khoảng 20%.

Chiều sâu và mức độ biến cứng của lớp bề mặt
đều hạn chế khả năng gây ra các vết nứt tế vi
làm phá hỏng chi tiết