CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG - CÔNG NGHỆ GIA CÔNG BIẾN DẠNG VÀ TẠO HÌNH pot

DWE
Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: Tel.: +84. (04). 8692204
CƠ KHÍ ĐẠI CƢƠNG
Next >>End Show << Contents >>
CHƢƠNG V
CÔNG NGHỆ GIA CÔNG BIẾN
DẠNG VÀ TẠO HÌNH
DWE
Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: Tel.: +84. (04). 8692204
5.1. THỰC CHẤT, ĐẶC ĐIỂM, PHÂN LOẠI
5.1.1. Thực chất
 GCKL bằng áp lực là làm biến dạng KL ở thể rắn nhờ KL có tính dẻo. Sau
khi gia công ta thu đƣợc SP có hình dạng và k/t yêu cầu.
DWE
Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: Tel.: +84. (04). 8692204
Khung xe ô tô
DWE
Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: Tel.: +84. (04). 8692204
5.1.2. Đặc điểm
 Làm bd KL ở thể rắn  Độ mịn chặt của KL  và cơ tính .
 Có thể khử đƣợc các khuyết tật của đúc nhƣ rỗ khí, rỗ co.
 Có thể biến tổ chức hạt thành tổ chức thớ, có thể tạo nên các thớ uốn, xoắn
khác nhau  Cơ tính .
 Độ chính xác cao hơn đúc: Một số SP ko cần qua GC cơ khí.
VD: Dập bình xăng xe máy  Đƣa vào sử dụng ngay.
 Xô lệch mạng tinh thể  bm KL biến cứng  Độ cứng và độ bền .
 Dễ cơ khí hóa và tự động hóa.

Nhược điểm: Trang bị máy móc, thiết bị đắt tiền.
DWE
Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: Tel.: +84. (04). 8692204

DWE
Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: Tel.: +84. (04). 8692204
Xô lệch mạng tinh thể
DWE
Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: Tel.: +84. (04). 8692204
5.1.3. Phân loại
Người ta phân làm 2 loại:
 Nhóm 1: Thường đặt trong các XN luyện kim: Cán, kéo sợi, ép.
 Nhóm 2: Trong các nhà máy CK: Rèn tự do, dập thể tích, dập tấm.
DWE
Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: Tel.: +84. (04). 8692204
5.2. Khái niệm về sự biến dạng của KL và HK
 Khi tác dụng ngoại lực vào KL thì KL bị biến dạng.
 Bd của KL bao gồm: bd đàn hồi, bd dẻo và bd phá hủy.
5.2.1. Biến dạng đàn hồi
 Khi td lực, KL bị bd. Khi bỏ lực, KL
trở lại trạng thái ban đầu.  Bd đàn hồi
là bd mà bd tỉ lệ thuận với lực.
Đoạn OA: Bd đàn hồi; Đoạn AC: Bd
dẻo; Đoạn CD: Bd phá hủy.
P P
F
L
L
P
O
A
B
C D
Hình 5.1. Biểu đồ Hooke

 Nguyên nhân của bd đàn hồi: Do
lực td tương hỗ của các ng/tử.
 Khi ta kéo  Các ng/tử xuất hiện
lực hút đưa nó về trạng thái ban đầu.
DWE
Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: Tel.: +84. (04). 8692204
5.2.2. Biến dạng dẻo
 Là bd khi td lực thì KL bị bd. Khi bỏ lực còn tồn tại một đoạn bd dư.
 Bd dẻo gồm: Bd của đơn tinh và bd của đa tinh.
5.2.2.1. Biến dạng của đơn tinh
 Đơn tinh là hạt KL có mạng tinh thể đồng nhất.
 Bd của đơn tinh xảy ra dưới 2 hình thức:
1) Sự trượt: Khi td lực vào KL  Bên trong các phần tử KL
chịu 2 loại ƯS:
 ƯS pháp tuyến:
P
F


ƯS này chỉ gây nên bd đàn hồi hoặc phá hủy.
 ƯS tiếp tuyến : Làm cho các tinh thể KL trượt lên nhau.
Trượt là QT dưới td của ƯS tiếp, các lớp KL có hiện tượng trượt lên nhau theo
các mặt gọi là mặt trượt.




Hình 5.2.
P
P



Sau khi bd
Trước khi bd
Mặt trượt
Hình 5.3.
Sự trượt
DWE
Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: Tel.: +84. (04). 8692204
 Đặc điểm của hiện tượng trượt:
 Hiện tượng trượt chỉ xảy ra khi ƯS tiếp
[]
th


Giá trị tới hạn này phụ thuộc vào vật liệu, t
o
, tốc độ bd,
 Sự trượt này chỉ xảy ra ở mặt nào có nhiều ng/tử nhất và
theo những hướng có nhiều ngtử nhất.
 Khi trượt các ng/tử di động 1 số nguyên lần.
 Sự trượt xảy ra từ từ, lần lượt từ mạng này qua mạng khác.
2) Song tinh
Dưới tác dụng của ƯS tiếp trong tinh thể có những bộ phận của mạng tinh thể vừa
trượt vừa xoay tương đối với 1 mặt gọi là mặt song tinh.
Trước khi bd
Sau khi bd
Trong đó các mặt tinh thể  mặt song tinh xảy ra sự trượt tương đối với mặt
song tinh. Những mặt thẳng góc với mặt song tinh thì quay quanh trục tương đối
so với mặt song tinh.

Hình 5.5.
Sự song tinh
Hình 5.4.
DWE
Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: Tel.: +84. (04). 8692204
 Đặc điểm của hiện tượng song tinh:
 Song tinh chỉ xảy ra khi ƯS tiếp  vượt qua trị số tới hạn.
 Xảy ra do lực td đột ngột (va đập) tại nơi có ƯS tập trung.
 Biến dạng dư của song tinh nhỏ.
5.2.2.2. Biến dạng của đa tinh
 Đa tinh gồm nhiều đơn tinh.
 Biến dạng của đa tinh gồm:
 Biến dạng trong nội bộ đơn tinh:
Trượt
Song tinh
 Trượt và quay giữa các hạt: Thường xảy ra ở t
o
cao vì khi đó vùng
tinh giới chảy ra.
 Biến dạng do các lý do khác:  Sự vỡ nát của hạt.
 Bd do những nguyên nhân lý hóa khác (đặt nó trong từ trường nó
cũng bd, dao động nhiệt, …).
 Trong GCAL ta cần bd dẻo: Nhanh chóng vượt qua miền bd đàn hồi để
sang miền bd dẻo.
5.2.3. Biến dạng phá hủy
 Khi lực td vượt quá gh cho phép lúc đó lực ko tăng nữa nhưng bd vẫn
tăng  Bd phá hủy.
DWE
Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: Tel.: +84. (04). 8692204
5.3. A’/hƣởng của GCAL đến tổ chức và t/c KL

5.3.1. Gia công nóng và gia công nguội
1) Gia công nóng
Là GC ở t
o
lớn hơn t
o
kết tinh lại ( 0,4 t
o
chảy; thép là 727
o
C).
 Đặc điểm:  Tính dẻo cao, KL dễ bị bd, dễ tạo được các tổ chức thớ,
ko tốn lực và công bd.
 Tuy nhiên độ c/x và độ bóng ko cao, KL dễ bị oxi hóa và mất than
(thoát các bon).
 GC nóng thường dùng khi GC thô.
2) Gia công nguội: Là GC ở t
o
thấp hơn t
o
kết tinh lại.
 Đặc điểm: KL có tính dẻo thấp, khó bd, tốn lực và tốn công bd, KL dễ
bị biến cứng (mạng tinh thể vỡ nát ra). Nhưng độ c/x, độ nhám và chất
lượng bm cao.
 Dùng để GC tinh.
5.3.2. A’/hƣởng của GCAL đến tổ chức và cơ tính
 GCAL a’h’ lớn đến tổ chức và cơ tính của KL.
 GCAL làm cho độ mịn chặt KL . Biến tổ chức hạt thành tổ chức thớ. Có
khả năng tạo các thớ uốn, xoắn  Làm cho cơ tính tăng.
DWE

Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: Tel.: +84. (04). 8692204
Gia công nóng chi tiết dạng vòng xuyến
Xƣởng cán thép
DWE
Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: Tel.: +84. (04). 8692204
 Chú ý: Vận dụng tính năng của tổ chức thớ, khi thiết kế c/tiết phải để lực
kéo  thớ, lực cắt thẳng góc với thớ. Tránh cắt đứt thớ khi GC.
a) Cắt gọt b) Vuốt phần thân b) Chồn
Hình 5.6. Các phương pháp chế tạo bu lông
 VD: Chế tạo bu lông chịu lực dùng các phương pháp:
a) Cắt gọt  Thớ bị cắt ngang. Làm việc chịu ƯS dọc thớ  Bị đứt.
b) Rèn bằng cách vuốt phần thân  Các thớ (ở phần mũ bu lông) có xu
hướng vuông góc với ƯS tiếp  Khi xiết bu lông chịu lực tốt.
c) Chồn một đầu  Thớ ở phần mũ tốt nhất  Chịu lực tốt nhất.
DWE
Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: Tel.: +84. (04). 8692204
Tạo thớ
DWE
Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: Tel.: +84. (04). 8692204
5.3.3. A’/hƣởng của GCAL đến lý hóa tính
1) Lý tính: GCAL làm thay đổi sự phân bố từ trường trong KL  Giảm tính
dẫn điện (tăng điện trở),  tính dẫn nhiệt,  tính dẫn từ.
2) Hóa tính: GCAL làm  hoạt tính hóa học của các ng/tử  KL dễ bị
ăn mòn. Vì sau khi GCAL mạng tinh giới bị vỡ   hoạt tính (làm cho
các chất khác dễ len lỏi vào mạng)
DWE
Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: Tel.: +84. (04). 8692204
5.4. Nung nóng KL khi GCAL
1) Mục đích: Nhờ dao động nhiệt làm suy yếu các lực liên kết  Trở lực ,
tính dẻo .

2) Chế độ nung
a) Nhiệt độ nung thép:  T
o
bắt đầu gia công = T
o
chảy – 150
o
C
 T
o
kết thúc GC:  Thép C < 0,8%: T
o
nung = T
o
A3
+ (2040)
o
C
 Thép C > 0,8%: T
o
nung = T
o
A1
+ (4050)
o
C
b) Thời gian nung:
t = k D D

D - Đường kính hoặc k/t của phôi [m];

 - Hệ số xếp phôi;
k - Hệ số vật liệu;
2) Lò nung
Buồng đốt
Buồng nung
Vật nung
Gạch chịu lửa
Hình 5.7.
a) Lò phản xạ: Đốt = nhiên liệu rắn, lỏng, khí.
Gồm 2 buồng: Buồng đốt + Buồng nung.
Đ
2
: t
o
nung đều và KL ít bị cháy. Khống chế t
o
nung khó.
b) Lò điện: Dùng điện trở. Chỉ dùng trong điều chỉnh t
o
c/x.
DWE
Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: Tel.: +84. (04). 8692204
5.5. Cán, kéo sợi, ép
5.5.1. Cán
5.5.1.1. Thực chất, đặc điểm
 Cán là QT cho phôi KL đi qua khe hở giữa 2 trục cán quay ngược
chiều nhau.
 Nhờ ma sát giữa trục cán và phôi mà KL được bd liên tục. KQ làm
chiều cao , chiều dài và chiều rộng .
 Để đánh giá mức độ cán ng/ta dùng các chỉ tiêu k/thuật sau:

 Hệ số bd:
0
1
H
h


H
0
- Chiều cao trước khi cán;
h
1
- Chiều cao sau khi cán.
Hay:
1
0
l
L


L
0
- Chiều dài trước khi cán;
l
1
- Chiều dài sau khi cán.
Thường:  = 1,1  1,3
 Lượng ép: h = H0 – h1 = D (1-cos )
D - Đường kính trục;  - Góc ăn.
DWE

Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: Tel.: +84. (04). 8692204
Cán
DWE
Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: Tel.: +84. (04). 8692204
 Điều kiện để cán được: tg  > tg 
tg  = f (f - Hệ số ma sát giữa trục cán và phôi)
 Đặc điểm: Cán có thể tiến hành ở trạng thái nóng và trạng thái nguội.
 Cán nóng: Mang đặc điểm của gia công nóng: KL dễ bd, đỡ tốn lực,
độ c/x, độ bóng thấp  Để gia công thô.
 Cán nguội: KL khó bd, tốn lực nhưng độ c/x, độ bóng và chất lượng
b/m cao  Để gia công tinh.
5.5.1.2. Sản phẩm cán
a) Thép tấm:
 Tấm mỏng (uốn thành cuộn hoặc để ở dạng dải): Dưới 4 mm.
 Tấm dày: Chiều dày trên 4 mm.
b) Thép thanh: Tiết diện tròn, vuông, chữ nhật, bán nguyệt, lục lăng; kích
thước đủ loại.
c) Thép hình:  , T, U, L,
Hàn
 Thép hình chu kỳ:
d) Thép ống:
 Ống có hàn: Uốn, lốc thành ống sau đó hàn.
Hàn
10  6000 (Téc chở xăng dầu  6000)
 Ống không hàn: Ống nước, ống thép chịu áp lực
DWE
Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: Tel.: +84. (04). 8692204
Hình 5.8. Sản phẩm cán hình:
a) Tròn; 2) Vuông; 3) Chữ nhật; 4) Góc; 5)
Chữ T; 6) Chữ H; 7) Chữ U; 8) Ray; 9)

Chữ Z.
Hình 5.9. Các kiểu máy cán ống:
a) Trục dạng trống; b) Trục dạng nấm; c)
Trục dạng đĩa.
DWE
Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: Tel.: +84. (04). 8692204
Các dạng cán
DWE
Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: Tel.: +84. (04). 8692204
DWE
Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: Tel.: +84. (04). 8692204
Các dạng cán
DWE
Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: Tel.: +84. (04). 8692204
Các dạng cán
Cán chi tiết vòng tròn
Cơ cấu cán nhiều trục dẫn động