Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ cắt khi tiện thép c45 và lớp hàn đắp trên máy tiện t616

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO
TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI










NGUYỄN THỊ THUÝ HẰNG



NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ðỘ CẮT
KHI TIỆN THÉP C45 VÀ LỚP HÀN ðẮP
TRÊN MÁY TIỆN T616

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT


Chuyên ngành : Kỹ thuật cơ khí
Mã số : 60 52 01. 03

Người hướng dẫn khoa học: TS. TỐNG NGỌC TUẤN


HÀ NỘI – 2012

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………

i

LỜI CAM ðOAN

Tôi xin cam ñoan rằng số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này
là trung thực và chưa hề ñược sử dụng ñể bảo vệ một học vị nào.
Tôi xin cam ñoan rằng mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện luận văn này
ñã ñược cám ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn này ñã ñược chỉ rõ
nguồn gốc.
Nếu sai tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm.
Hà nội, ngày…. tháng…. năm 2012


Nguyễn Thị Thuý Hằng

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………

ii

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin trân trọng cảm ơn Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội, xin
trân trọng cảm ơn Viện ñào tạo Sau ñại học, Khoa Cơ ñiện Trường ðại học
Nông nghiệp Hà Nội.
Tôi xin ñược tỏ lòng biết ơn sâu sắc ñến TS Tống Ngọc Tuấn, thầy là người
ñã trực tiếp hướng dẫn tận tình, chỉ bảo tôi hoàn thành bản luận văn này.
Tôi xin trân trọng cảm ơn các thầy giáo, cô giáo của Khoa Cơ ñiện
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội nơi tôi ñang công tác, ñã tạo mọi ñiều
kiện tốt nhất có thể ñể tôi hoàn thành khóa học này.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn ñến gia ñình tôi, người thân, bạn bè, ñồng
nghiệp…họ là nguồn ñộng lực và là nguồn ñộng viên giúp tôi hoàn thành
khóa học và luận văn này.
Trong quá trình thực hiện ñề tài chắc chắn không tránh khỏi những
thiếu sót, rất mong nhận ñược ý kiến ñóng góp của các thầy, cô giáo và các
bạn ñồng nghiệp.
Tôi xin trân trọng cảm ơn!
Tác giả


Nguyễn Thị Thuý Hằng



Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………

i

MỤC LỤC
Lời cam ñoan i
Lời cảm ơn ii
Mục lục iii
Danh mục bảng vi
Danh mục hình vii
MỞ ðẦU 83
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ VẤN ðỀ NGHIÊN CỨU 2
1.1. Tình hình phát triển cơ khí ở nước ta 2
1.2. Một số vấn ñề chung về phục hồi chi tiết máy 2
1.2.1. Vai trò, ý nghĩa của phục hồi chi tiết máy 2
1.2.2. Các phương pháp phục hồi chi tiết máy 3
1.2.3. ðặc ñiểm của việc ứng dụng công nghệ hàn trong hồi phục chi tiết máy 5
1.3. Tính chất lớp hàn ñắp và thép C45 7
1.3.1. Khái niệm về hàn ñắp kim loại 7
1.3.2. Hàn ñắp một số chi tiết ñiển hình 7
1.3.3. Cơ tính của lớp hàn ñắp 9
1.3.4. Thép C45 9
1.4. Tiện 9
1.4.1. ðặc ñiểm 9
1.4.2. Máy tiện T616 10
1.4.3. Cơ cấu ñộng học của máy 12
1.5. Cơ sở vật lý của quá trình cắt gọt 14
1.5.1. Biến dạng của kim loại 14
1.5.2. Quá trình tạo phoi 14
1.6. Lực cắt khi tiện 17
1.6.1. Cơ sở lý thuyết của lực cắt 17
1.6.2. Các yếu tố ảnh hưởng ñến lực cắt 19

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………

ii
1.7. Hiện tượng nhiệt trong quá trình cắt 20
1.7.1. Nhiệt cắt 20
1.7.2. Các yếu tố ảnh hưởng ñến nhiệt cắt 22
1.8. Rung ñộng trong quá trình cắt 23
1.8.1. Các dạng rung ñộng 23
1.8.2. Các yếu tố ảnh hưởng ñến rung ñộng 24
CHƯƠNG II ðỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 27
2.1. ðối tượng nghiên cứu 27
2.2. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết 27
2.3. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm 28
2 3.1. Chuẩn bị thí nghiệm 28
2.3.2. Phương pháp tiến hành thí nghiệm 28
2.3.3. Phương pháp xử lý số liệu 29
CHƯƠNG III CỞ SỞ LÝ THUYẾT 34
3.1. Chọn chế ñộ cắt khi tiện 34
3.1.1 Thông số cắt hợp lý 34
3.1.2. Xác ñịnh chế ñộ cắt. 34
3.2. ðộ chính xác gia công 37
3.2.1. Khái niệm ñộ chính xác gia công 37
3.2.2. Các phương pháp ñạt ñộ chính xác gia công trên máy 39
3.2.3 Các nguyên nhân gây ra sai số gia công 42
3.2.4 Các phương pháp xác ñịnh ñộ chính xác gia công 53
3.3. Kiểm tra trong phục hồi, chế tạo máy 54
Chương 4 NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 56
4.1. Chế tạo phôi và tiến hành thí nghiệm 56
4.1.1. Tạo phôi thí nghiệm 56
4.1.2. Phương pháp tiến hành thí nghiệm 56

4.2. Kết quả thí nghiệm gia công trục thép C45 57
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………

iii

4.2.1. Ảnh hưởng của lượng chạy dao S 57
4.2.2. Ảnh hưởng của chiều sâu cắt 68
4.3. Kết qủa thí nghiệm gia công lớp hàn 70
4.3.1. Mục ñích và phương pháp tiến hành thí nghiệm 70
4.3.2. Ảnh hưởng của lượng chạy dao 71
4.3.3. Ảnh hưởng của chiều sâu cắt 73
4.4. So sánh kết quả khi gia công phôi hàn và phôi thép C45 75
4.5. Tiến hành thí nghiệm ña yếu tố gia công lớp hàn 77
4.5.1 Mục ñích và phương pháp thí nghiệm 77
4.5.2. Tiến hành thí nghiệm 78
KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ 81

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………

iv
DANH MỤC BẢNG

Bảng 4.1. Chế ñộ thí nghiệm 57
Bảng 4.2 Chế ñộ thí nghiệm 68
Bảng 4.3 Chế ñộ thí nghiệm 71
Bảng 4.3 Chế ñộ thí nghiệm 74
Bảng 4.4. Bảng ma trận thí nghiệm 77
Bảng 4.5. Kết quả thí nghiệm ña yếu tố 78

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………

v

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.2. Cấu tạo chung của máy tiện ren vit vạn năng T616 10

Hình 1.3. Sơ ñồ ñộng máy tiện ren vít vạn năng T616 11

Hình 1.4. Giản ñồ nén kim loại 14

Hình 1.5. Sơ ñồ tạo phoi (theo TIME) 15

Hình 1.6. Các loại phoi tiện 15

Hình 1.7. Sơ ñồ co rút phoi 16

Hình 1.8. Sơ ñồ xác ñịnh hệ số co rút phoi 16

Hình 1.9. Sơ ñồ tác dụng của lực khi tiện 17

Hình 1.10. sơ ñồ lực cắt khi tiện 18

Hình 1.11. Sơ ñồ hình thành và lan toả nhiệt 19

Hình 1.12. Ảnh hưởng của V ñến cường ñộ rung ñộng 24

Hình 1.13. Ảnh hưởng của t,S ñến cường ñộ rung ñộng 24

Hình 3.1 Phương pháp tự ñộng ñạt kích thước trên máy phay 41

Hình 3.2. Ảnh hưởng của lượng chuyển vị ∆ ñến kích thước gia 42

Hình 3.3. Sơ ñồ xác ñịnh ñộ cứng vững hệ thông công nghệ 45

Hình 3.4. Ảnh hưởng sai số hình dạng của phôi ñến sai số hình dạng
của chi tiết khi
16

Hình 3.5. Ảnh hưởng của máy ñến sai số gia công 48

Hình 4.1. Hình vẽ mẫu trục thép C45 56

Hình 4.2. Sơ ñồ các vị trí ño 57

Hình 4. 3. Sau gia công 57

Hình 4.4. ðồ thị biểu diễn ảnh hưởng của lượng chạy dao S ñến kích
thước chi tiết
58

Hình 4.5. ðồ thị biểu diễn ảnh hưởng của lượng chạy dao S ñến sai số kích
thước
58

Hình.4.6. ðồ thị biểu diễn ảnh hưởng của lượng chạy dao S ñến kích
thước chi tiết
59

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………

vi
Hình 4.7. ðồ thị biểu diễn ảnh hưởng của lượng chạy dao S ñến sai số kích
thước
60

Hình 4.8. ðồ thị biểu diễn ảnh hưởng của lượng chạy dao S ñến kích
thước chi tiết
60

Hình 4.9. ðồ thi biểu diễn ảnh hưởng của lượng chạy dao S ñến sai số kích
thước
61

Hình 4.10. ðồ thi biểu diễn ảnh hưởng của lượng chạy dao S ñến kích
thước chi tiết
61

Hình 4.11. ðồ thi biểu diễn ảnh hưởng của lượng chạy dao S ñến sai số
kích thước
62

Hình 4.12. ðồ thị biểu diễn ảnh hưởng của lượng chạy dao S ñến kích
thước chi tiết ở 4 vị trí
62

Hình 4.13. ðồ thị biểu diễn ảnh hưởng của lượng chạy dao S ñến sai số
kích thước chi tiết ở 4 vị trí
63

Hình 4.14. ðồ thị biểu diễn ảnh hưởng của lượng chạy dao S ñộ ô van,
côn của chi tiết
63

Hình 4.15. ðồ thị biểu diễn ảnh hưởng của lượng chạy dao S ñến kích
thước chi tiết ở 4 vị trí
64

Hình 4.16. ðồ thị biểu diễn ảnh hưởng của lượng chạy dao S ñến sai
số kích thước chi tiết ở 4 vị trí
64

Hình 4.17. ðồ thị biểu diễn ảnh hưởng của lượng chạy dao S ñến ñộ ô
van, ñộ côn của chi tiết
65

Hình 4.18. ðồ thị biểu diễn ảnh hưởng của lượng chạy dao S ñến kích
thước chi tiết ở 4 vị trí
66

Hình 4.19. ðồ thị biểu diễn ảnh hưởng của lượng chạy dao S ñến sai số
kích thước tương ñối
66

Hình 4.20. ðồ thị biểu diễn ảnh hưởng của lượng chạy dao S ñến ñộ ô
van, ñộ côn của chi tiết
67

Hình 4.21 .ðồ thị biểu diễn ảnh hưởng của chiều sâu cắt ñến kích thước chi 68

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………

vii

tiết
Hình 4.22. ðồ thị biểu diễn ảnh hưởng của chiều sâu cắt t ñến sai số
kích thước tương ñối
69

Hình 4.23. ðồ thị biểu diễn ảnh hưởng của chiều sâu cắt t ñộ ô van, ñộ
côn của chi tiết
69

Hình4.24. ðồ thị biểu diễn ảnh hưởng của S ñến kích thước ñường kính chi
tiết
71

Hình4.25. ðồ thị biểu diễn ảnh hưởng của S ñến sai số kích thước
ñường kính chi tiết
71

Hình 4.26. ðồ thị biểu diễn ảnh hưởng của lượng chạy dao S ñến ñộ ô
van, ñộ côn của chi tiết
73

Hình4.27. ðồ thị biểu diễn ảnh hưởng của chiều sâu cắt t ñến sai số kích
thước ñường kính chi tiết
74

Hình4.28. ðồ thị ñộ côn, ô van 74

Hình 4.29. ðồ thi so sách sai số kích thước tương ñối của hai loại vật
liệu khi S thay ñổi
75

Hình 4.30. ðồ thị so sánh sai số kích thước tương ñối khi gia công phôi
hàn và phôi thép C45
76

Hình 4.31. ðồ thị ảnh hưởng của t và S ñến sai số kích thước ñường
kính tương ñối ở bốn vị trí ño
79

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………

1

MỞ ðẦU
Tính cấp thiết của ñề tài
Ở Việt Nam trong những năm gần ñây, việc sử dụng các thiết bị máy
móc vào sản xuất nông lâm nghiệp ngày càng phổ biến. Các máy móc thường
nhập khẩu có giá thành cao nhưng không hoàn toàn phù hợp với ñiều kiện
kinh tế, ñiều kiện tự nhiên ở Việt Nam. Làm việc một thời gian thường bị
hỏng hóc thay thế tốn kém, lên phải tính ñến phương án hồi phục.
Ngày nay các nhà khoa ñã nghiên cứu và ứng dụng rất nhiều các công
nghệ vào việc sửa chữa chi tiết máy (như hàn, mạ, phun, …) ñạt ñược nhiều
thành công. ðã phục hồi ñược nhiều chi tiết máy ñắt tiền. nhưng khi ứng dụng
các công nghệ ñó vào hồi phục chi tiết máy thường cho ra bề mặt chi tiết rất
khó gia công (như ñộ cứng cao, vật liệu ra phân bố không ñồng ñều, ứng suất
dư lớn lên chi tiết sau khi hồi phục thường bị biến dạng). Vậy ñể ñảm bảo về

ñộ chính xác về hình dáng kích thước ñúng yêu cầu kỹ thuật như chi tiết ban
ñầu là rất khó khăn, nhất là với ñiều kiện trang thiết bị là các máy vạn năng
như máy tiện, phay thông thường. Vì vậy ñược sự hướng dẫn của TS Tống
Ngọc Tuấn tôi thực hiện ñề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của chế ñộ cắt khi
tiện thép C45 và lớp hàn ñắp trên máy tiện T616”
Mục ñích của ñề tài
ðưa ra chế ñộ cắt hợp lý ñể tiện các chi tiết ñược phục hồi bằng
phương pháp hàn ñắp. Khuyến cáo cho nha sản xuất biết ñược với máy tiện
vạn năng thông thường ñạt ñộ chính xác gia công cấp mấy
ðể ñạt ñược mục ñích trên, nội dung của ñề tài gồm
Chương I: Tổng quan về vấn ñề nghiên cứu
Chương II: Phương pháp nghiên cứu
Chương III: Cơ sở lý thuyết
Chương IV: Kết quả nghiên cứu thực nghiệm
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………

2

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ VẤN ðỀ NGHIÊN CỨU

1.1. Tình hình phát triển cơ khí ở nước ta
Những năm ñầu của thế kỷ XXI, nhân loại ñược chứng kiến nhiều biến
ñổi sâu rộng lớn của thế giới, nhất là sự phát triển như vũ bão của cuộc cách
mạng công nghệ và khoa học hiện ñại, trong ñó có ngành cơ khí chế tạo.
Ngày nay nhiều nhà sản xuất có thể chế tạo ra ñược các chi tiết có ñộ chính
xác cao, gọn nhẹ, tiêu hao ít vật liệu, năng lượng thân thiện với môi trường.
Cơ khí là lĩnh vực quan trọng tạo nên sự phát triển ñó, là cầu nối giữa các nền
kinh tế và ñạt ñược nhiều thành tựu to lớn.
Hiện nay, phong trào ñưa máy móc cơ giới vào sản xuất nông nghiệp
ñang phát triển mạnh mẽ, việc chế tạo và sản xuất thành công một số bộ phận

hoặc nguyên chiếc các loại máy móc phục vụ sản xuất nông nghiệp có ý nghĩa
rất lớn trong cải thiện ñiều kiện làm việc của nông dân và giảm bớt kinh phí
ñầu tư mua sắm máy móc khi nền kinh tế ñang gặp khó khăn.
Ngoài ra, các dịch vụ sửa chữa bảo dưỡng máy nông nghiệp, phương
tiện cơ giới cũng phát triển mạnh mẽ, ñáp ứng cơ bản nhu cầu duy tu, sửa
chữa trên cả nước.
Ưu ñiểm của sửa chữa là giảm giá thành sản phẩm, giảm thời gian chết
của máy. Chính vì lý do này mà nhu cầu sửa chữa ngày càng tăng nhất là các chi
tiết ñắt tiền, khó có phụ tùng thay thê. mặt khác ngày nay nhiều công nghệ phục
hồi tiên tiến, vừa giảm giá thành, vừa có chi tiết ñảm bảo yêu cầu kỹ thuật
1.2. Một số vấn ñề chung về phục hồi chi tiết máy
1.2.1. Vai trò, ý nghĩa của phục hồi chi tiết máy
Khi không có chi tiết mới thay thế cho các chi tiết bị hỏng thì ñể bảo trì
ñược các thông số kinh tế - kỹ thuật của máy phải sử dụng các chi tiết phục
hồi. Các chi tiết mới, chi tiết phục hồi có thể ñược sản xuất trong nước hay
nhập ngoại.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………

3

Chi tiết phục hồi thường rẻ hơn rất nhiều so với chi tiết mới (chỉ chiếm
khoảng 35 ÷ 60% giá mua chi tiết mới). Các chi tiết càng phức tạp, càng ñắt
khi chế tạo mới và các chi tiết nhập ngoại thì nếu phục hồi ñược, hiệu quả
kinh tế càng cao.
Lý do chi tiết phục hồi rẻ hơn chi tiết mới gồm:
- Tiết kiệm ñược nguyên vật liệu vì lượng hao mòn của chi tiết thường
rất nhỏ so với khối lượng của nó;
- Không phải mất công tạo phôi;
- Chi phí gia công chi tiết giảm do không phải gia công tất cả các bề
mặt mà chỉ gia công những bề mặt có hư hỏng.

Tuy vậy ñể các chi tiết phục hồi ñược khách hàng chấp nhận, rõ ràng
chúng phải có chất lượng tốt.
1.2.2. Các phương pháp phục hồi chi tiết máy
Các hư hỏng của chi tiết máy có thể ñược chia thành ba nhóm: mòn; hư
hỏng cơ học và hư hỏng hoá nhiệt.
Mòn là dạng hư hỏng hay gặp nhất. Dựa vào mức ñộ mòn, mòn lại có
thể chia thành ba nhóm: mòn ñều; mòn không ñều sinh ra ôvan, côn (ñây là
loại thường gặp nhất ở các bề mặt làm việc và bề mặt chính của chi tiết); các
vết xước và sây sát nhỏ.
Hư hỏng cơ học (cơ khí) gồm: các vết nứt, thủng, gãy, vỡ, uốn, xoắn,
các vết xước và sây sát lớn.
Hư hỏng hoá - nhiệt gồm: gỉ, rỗ do bị ăn mòn (hoá học và ñiện hoá),
cháy, tạo cặn dầu, cặn nước, cong vênh (do giãn nở vì nhiệt).
Trên cơ sở phân loại hư hỏng như trên, các phương pháp phục hồi (loại
bỏ hư hỏng) ñược chia thành ba nhóm: loại bỏ mòn (hồi phục cặp lắp ghép);
loại bỏ hư hỏng hoá - nhiệt và loại bỏ hư hỏng cơ học (hình 2.1).
Từ hình thấy một hư hỏng có thể ñược loại bỏ bằng nhiều phương pháp
khác nhau. ðể hồi phục hoàn toàn một chi tiết (khi chi tiết có nhiều loại hư
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………

4

hỏng) thường phải sử dụng tổ hợp nhiều phương pháp phục hồi khác nhau.
Hiệu quả phục hồi chi tiết phụ thuộc ñáng kể vào phương pháp gia công
chúng và lựa chọn phương pháp hay tổ hợp phương pháp phục hồi hợp lý.
Việc chọn phương pháp phục hồi hợp lý trong một số trường hợp còn
làm tăng chất lượng (tuổi thọ) của chi tiết phục hồi so với chi tiết mới.
ðể xây dựng quy trình công nghệ phục hồi chi tiết máy cần qua tâm
ñến những số liệu ban ñầu sau:
- Bản vẽ của chi tiết mới với các chỉ dẫn về kích thước, yêu cầu cấp

chính xác gia công và ñộ nhám bề mặt; vị trí tương ñối giữa các trục và bề
mặt làm việc và các yêu cầu kỹ thuật khác;
- Vật liệu, ñộ cứng và dạng nhiệt luyện của chi tiết mới; - Bản vẽ của
chi tiết sửa chữa với các chỉ dẫn về phương pháp gia công bề mặt và các
phương pháp kiểm tra chuyên dùng (nếu chi tiết sửa chữa bằng phương pháp
kích thước sửa chữa hay ghép thêm chi tiết phụ thì trên bản vẽ cần chỉ dẫn các
thay ñổi tương ứng về kích thước và cầu trúc);
- ðiều kiện phủ các kim loại khác nhau, ñảm bảo chi tiết phục hồi có
các cơ - lý tính cần thiết;
- Bản vẽ cụm trong ñó có chi tiết sửa chữa;
- Biểu công nghệ của nhà máy chế tạo chi tiết mới;
- Các yêu cầu về thiết bị, catalog về dụng cụ cắt, ño, phụ trợ;
- ðịnh mức về thời gian cắt, thời gian phụ, thời gian chuẩn bị - kết thúc
và thời gian bổ sung.
- Dung sai lắp ghép và lượng dư gia công.
Trong trường hợp không có các số liệu, hồ sơ, thông qua hồ sơ của các
máy, chi tiết tương tự, máy, chi tiết mới, nghiên cứu quá trình làm việc của
máy, ño ñạc…ñể thiết lập hồ sơ. Thời gian thiết lập hồ sơ trong một số trường
hợp có thể khá dài do vừa cho máy làm việc vừa hoàn thiện.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………

5



1.2.3. ðặc ñiểm của việc ứng dụng công nghệ hàn trong hồi phục chi tiết máy
Công nghệ hàn trong phục hồi chi tiết (sửa chữa) máy có những chỗ
khác so với công nghệ hàn trong chế tạo cơ khí. ðối tượng chủ yếu của hàn
trong sửa chữa là các chi tiết hao mòn, hư hỏng ñã qua thời gian làm việc. Do
vậy trong hàn hồi phục cần quan tâm ñầy ñủ ñến các mặt sau ñể có biện pháp

phòng ngừa và khắc phục thích ñáng các khuyết tật gây ra sau này:
Trong các phương pháp phục hồi kể trên thì hồi phục bằng phương
pháp hàn ñược sử dụng rộng rãi nhất. Mục sau trình bày một số vấn ñề liên
quan ñến phương pháp phục hồi này.
Loại bỏ mòn
(hồi phục cặp lắp ghép)
Hình 4.1. Hình vẽ mẫu
trục thép C45
H
Ồ
I PH
Ụ
C CHI
TI
Ế
T

(loại bỏ hư hỏng)
Loại bỏ hư hỏng
cơ học (cơ khí)
Sử dụng vật
liệu của
chính chi
ti
ế
t


Ghép thêm
chi tiết phụ,

thay một
phần chi tiết
ðắp thêm
vật liệu lên
chi tiết
Sử dụng
mối liên kết
không tháo
ñư
ợ
c

Kích thước
sửa chữa
Sử dụng
mối liên kết
tháo ñược
Không khôi
phục kích
thước ban
ñ
ầ
u

Khôi phục
kích thước
ban ñầu
- Hàn ñắp kim loại;
- Phun kim loại;
- Mạ ñiện và mạ hoá;

- Sử dụng polime;
- ðúc kim loại lỏng
-
…

GC
C
Ơ
K
H
Í
GC
N
G
U
Ô
I

GC
N
H
I
Ê
T
Biến
dạng

dẻo
H
À

N
D
Á
N
ðinh
tán

ðiều chỉnh
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………

6

Biến dạng của chi tiết và làm tăng hao mòn của chi tiết do hàn gây ra
Khi hàn do chi tiết chịu nhiệt không ñều, tốc ñộ nung nóng và làm
nguội khác nhau, ñặc biệt ñối với các chi tiết lớn và cấu tạo phức tạp, hiện
tượng trên dễ làm biến dạng chi tiết sau khi hàn. Biến dạng và ứng suất trong
dễ làm chi tiết bị nứt, vỡ ñồng thời cũng làm tăng hao mòn trong thời gian
làm việc sau này. Ngoài ra biến dạng do hàn có thể làm thay ñổi các chuẩn
(gia công, gá, ño) hay vị trí tương ñối giữa các bề mặt làm việc dẫn ñến chi
tiết phải loại bỏ.
Vấn ñề ñảm bảo chất lượng chi tiết sau khi hồi phục bằng hàn
Chi tiết của các loại máy dùng trong nông nghiệp bao gồm rất nhiều
loại, yêu cầu và ñiều kiện làm việc của chúng lại khác nhau rất nhiều; dùng
công nghệ hàn ñể hồi phục cần thỏa mãn ñặc ñiểm ñó của các chi tiết. Do vậy,
trước khi muốn dùng hàn ñể hồi phục chi tiết nào, cần hiểu rõ yêu cầu làm
việc, tính chất kim loại cơ bản và các yêu cầu kỹ thuật khác của chi tiết cần
hồi phục. Các yêu cầu khi làm việc là chịu kéo, chịu nén; yêu cầu ñộ chống
mòn cao; yêu cầu ñảm bảo kín sít ñề ra những yêu cầu kỹ thuật khác nhau
trong công nghệ hàn.
ðể ñảm bảo chất lượng hàn tốt, cần:

Chuẩn bị, gồm việc chọn loại hàn và thiết bị; chuẩn bị mối hàn (như
việc xẻ rãnh, kích thước rãnh, hình thức tiếp xúc của hai phần chi tiết tại mỗi
nối); các biện pháp ñảm bảo cho chi tiết khỏi biến dạng khi hàn;
Chọn các số liệu, ñiều kiện kỹ thuật; chọn que hàn, thuốc hàn và các
chế ñộ (thông số công nghệ), ñiều kiện kỹ thuật khác;
Kỹ thuật hàn, cách bố trí mối hàn, phương pháp ñưa que hàn
Vấn ñề gia công cơ khí sau khi hàn
Một số chi tiết sau khi hồi phục bằng hàn cần tiến hành gia công cơ khí
ñể ñảm bảo kích thước, hình dáng và ñộ bóng cần thiết. Do vậy khi quyết
ñịnh hồi phục bằng phương pháp hàn và kỹ thuật tiến hành hàn cụ thể, cần
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………

7

quan tâm ñến ñiều này, sao cho sau khi hàn, việc gia công cơ khí ñược thuận
tiện. Trong thực tế nếu không ñược quan tâm ñầy ñủ có trường hợp sau khi
hàn, việc gia công sẽ không thực hiện ñược. Ví dụ ñối với các chi tiết bằng
gang, khi hàn nếu không chú ý ñến tốc ñộ làm nguội (cho nguội quá nhanh), ở
mối hàn kim loại có kết cấu gang trắng, ñộ cứng cao, không những chất lượng
hàn không ñảm bảo mà còn gây khó khăn cho gia công cơ khí, việc sử dụng
dụng thuốc hàn ñúng ñể lấy hết các oxit kim loại (ñặc biệt là oxit crôm) ra
khỏi mối hàn cũng có tác dụng làm dễ dàng cho việc gia công sau này. Ngoài
ra việc ñảm bảo lớp hàn có bề dày nhất ñịnh ñể ñủ lượng dự trữ cho lượng dư
gia công sau này cũng cần phải chú ý.
1.3. Tính chất lớp hàn ñắp và thép C45
1.3.1. Khái niệm về hàn ñắp kim loại
- Hàn ñắp là một quá trình ñem phủ lên bề mặt chi tiết một lớp kim loại
bằng các phương pháp hàn,
- Hàn ñắp có thể sử dụng ñể chế tạo chi tiết mới. Dùng hàn ñắp ñể tạo
nên một lớp bimetal với các tính chất ñặc biệt hoặc tạo ra một lớp kim loại có

những khả năng về chịu mài mòn, tăng ma sát, Hàn ñắp cũng có thể dùng ñể
phục hồi các chi tiết bị mài mòn do ñã quá thời gian làm việc như cổ trục
khuỷu, bánh xe lữa,… Sử dụng hàn ñắp ñể phục hồi các chi tiết máy là một
phương pháp rẻ tiền mà khả năng làm việc của chi tiết không thua kém chi
tiết mới là mấy.
- Vật liệu hàn ñắp có thể là thép các bon, thép chịu mài mòn, thép có tính
chất ñặc biệt như chịu nhiệt, ñộ cứng cao, bền nhiệt, chịu axit,
1.3.2. Hàn ñắp một số chi tiết ñiển hình
Hàn trục thép và trục ñúc từ thép C45, C50, C55 và một số thép hợp kim
như 50Cr2, 60CrMn, 50CrNi,… Thường hàn ñắp nhiều lần sau thời gian sử
dụng.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………

8

Hàn trục cán rỗng: thường sử dụng dây hàn bột, chiều sâu của mối hàn
khoảng 5 mm.
Hàn ñắp trục cán thép ñịnh hình với 2 mục ñích phục hồi kích thước và
tăng thời gian làm việc và khả năng chịu mài mòn. Nếu chỉ phục hồi kích
thước thì dùng vật liệu hàn thường, cùng loại vật liệu với trục; khi cần tăng ñộ
chịu mài mòn hoặc thời gian làm việc thì cần dùng dây hàn ñắp hợp kim dạng
Hn-30XCΓ A Chế ñộ hàn có thể chọn như sau: nung nóng 25-150
o
C ñể tránh
trục bị nứt có loại vật liệu cần nung nóng ñến 350-400
o
C. Sau khi hàn xong
thường phải tiến hành ram ở nhiệt ñộ 520-540
o
C và làm nguội cùng lò ñể khử

ứng suất.
Hàn ñắp cánh tuốc bin: do vật liệu cánh tuốc bin ñược chế tạo từ thép
hợp kim thấp nên có thể sử dụng dây hàn hay dãi vật liệu 1X18H9T
(1Cr18Ni9Ti) hàn dưới lớp thuốc dạng AH-26; ñể tránh bị nứt trong thuốc
hàn cho thêm 80-85% A1 + 15-20% Fe. (chiều rộng dãi kim loại ñắp B=70
mm, S= 0,6-0,8 mm, I = 700-750 A, U = 30-34 V, V
h
= 9,6 m/h)
Hàn ñắp trục tàu có ñường kính khoảng 200 mm thì cần nung ở nhiệt ñộ
200-300
0
C.
ðặc ñiểm chung
Thông thường hay dùng phương pháp hàn hồ quang ñiện ( xoay chiều, 1
chiều, chỉnh lưu ) hàn khí, hàn trong môi trường bảo vệ (dưới lớp thuốc hay
C0
2
, Ar, He …) Công nghệ ñơn giản, năng suất cao chất lượng ñảm bảo song
nhược ñiểm: dễ gây biến dạng nứt ( thô ñại và tế vi), ứng suất nhiệt và một số
khuyết tật khác …
ðối với chi tiết bằng thép: tính hàn tốt, thép hàm lượng cacbon và
nguyên tố hợp kim bổ sung, dây hàn, chuẩn mép hàn, kỹ thuật hàn, kiểm tra
chất lượng …
ðể năng suất và chất lượng cao dùng hàn tự ñộng hoặc bán tự ñộng dưới
lớp thuốc hay trong môi trường khí bảo vệ cho bảo vệ cho phép dùng dây hàn
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………

9

trần, tổn thất nhiệt và tổn thất vật liệu hàn ít, chất lượng mối hàn tốt … Hàn

trong môi trường khí bảo vệ, tác dụng trong môi trường chung quanh nhất là
N
2
, có thể hàn ở những vị trí khác nhau, dễ cơ khí hóa và tự ñộng hóa.
1.3.3. Cơ tính của lớp hàn ñắp
Khi hàn vật bị nung nóng cục bộ tao nên ứng suất dư lớn, tổ chức kim
loại vùng gần mối hàn bị thay ñổi theo chiều hướng xấu làm giảm khả năng
chịu tải trọng ñộng. Sau khi gia công cắt gọt và cùng với quá trình làm việc
trạng thái ứng suất dư các mối hàn bị thay ñổi dẫn ñến chi tiết dễ bị biến dạng
( trích trang 235 [4] )
ðộ cứng tăng dần từ vùng kim loại cơ bản – vùng biên giới – vùng mối
hàn. ðộ cứng mối hàn tăng lên so với ñộ cứng vật liệu cơ bản. ðộ cứng trung
bình của mối hàn khoảng 250HB
1.3.4. Thép C45
ðặc ñiểm và cơ tính của thép C45
Thép C45 là gồm thành phần chủ yếu là Fe và C, trong ñó nồng ñộ
cacbon khoảng 0,45%, C45 ñược xếp vào loại thép cacbon trung bình,
thường ñược dùng thiết kế trục, bánh răng ðộ cứng thép C45 có ñộ cứng
241HB và giới hạn bền σ
b
= 610N/mm
2
.
Vậy ñể gia công cắt gọt ta dùng ñến máy công cụ. Một trong những máy
công cụ phổ biến là máy tiện.
1.4. Tiện
1.4.1. ðặc ñiểm
Quá trình cắt khi tiện có ñặc ñiểm như: dao tiện là dao ñơn, có 1 răng cắt.
Chuyển ñộng tạo hình khi tiện bao gồm chuyển ñộng chính là chuyển ñộng
quay tròn của trục chính mang phôi; chuyển ñộng chạy là chuyển ñộng tịnh

tiến của dao song song, vuông góc hoặc tạo với ñường trục của máy (của trục
chính) một góc yêu cầu.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………

10
Quá trình thoát phoi là quá trình hở - răng dao cắt liên tục trong một lần
chạy dao
Khả năng công nghệ: có thể ñạt cấp chính xác kích thước và cấp ñộ
nhám bề mặt chi tiết như sau:Khi tiện thô ñạt cấp chính xác IT12 – IT13 và
cấp ñộ nhám: cấp 3 - cấp 4 (chiều cao nhấp nhô R
z
= 80 ÷40µm). Khi tiện bán
tinh ñạt cấp chính xác IT10 – IT11 và cấp ñộ nhám: cấp 4 - cấp 5 (chiều cao
nhấp nhô R
z
= 40 ÷20µm). Khi tiện tinh ñạt cấp chính xác IT7 – IT9 và cấp
ñộ nhám: cấp 6 - cấp 8 (chiều cao nhấp nhô R
a
= 2,5 ÷0,63µm). Khi tiện
mỏng ñạt cấp chính xác IT5 ÷IT6 và cấp ñộ nhám: cấp 7 - cấp 9 (chiều cao
nhấp nhô R
a
= 0,63 ÷0,32µm).
Một trong những loại máy tiện vạn năng mà các xưởng sản xuất sửa chữa
thường dùng là máy tiện T616.
1.4.2. Máy tiện T616
a) Cấu tạo chung

Hình 1.2. Cấu tạo chung của máy tiện ren vit vạn năng T616
1- Thân máy; 2- Hộp tốc ñộ; 3- Mâm cập; 4- Ụ ñộng; 5- Giá ñỡ; 6- Bàn dao; 7-

Hộp xe dao; 8- Bàn xe dao; 9- Trục vít me; 10- Trục trơn; 11- Trục ñiều khiển.
a, b, d, e- Các tay gạt ñể di ñộng các khối bánh răng bên trong hộp tốc ñộ.
c- Tay gạt dùng ñể ñóng mở ly hợp, trên cơ sở ñóng mở máy và ñảo chiều trục chính.

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………

11
Máy tiện ñược sử dụng là máy tiện T616 (máy tiện ren vít vạn năng -
một trong những sản phẩm ñầu tiên của Nhà máy sản xuất máy công cụ số I
Hà Nội) của Viện Phát triển công nghệ Cơ-ðiện, Trường ðại học Nông
nghiệp Hà Nội – hình 1.2 Máy này là máy ñã quá cũ (sản xuất năm 1961),
hơn nữa là máy dùng ñể cho sinh viên thực tập nên chất lượng máy kém.
Hình 1.2 là một số bộ phần chính còn hình 1.3 là sơ ñồ ñộng của máy
tiện ren vít vạn năng T616.
b) ðặc tính kĩ thuật
T616 là máy tiện hạng vừa, có ñộ chính xác cấp 2, công suất ñộng cơ
N=4,5 Kw và vận tốc cắt nhỏ.


ðường kính lớn nhất của phôi gia công ñược trên máy : Ф320mm.
Khoảng cách giữa 2 mũi tâm : 750mm
Số cấp vòng quay của trục chính : Z=12
Hình 1.3. Sơ ñồ ñộng máy tiện ren vít vạn năng T616
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………

12
Giới hạn cấp vòng quay trục chính : n= 44
÷
1980 v/ph
Lượng chạy dao:

Dọc : 0,06
÷
3,34mm/vòng
Ngang : 0,04
÷
2,47mm/vòng
Ren cắt ñược trên máy:
Quốc tế : 0,5
÷
9mm
Modul : 0,5
÷
9
π

Anh : 38
÷
2 vòng ren/1”
1.4.3. Cơ cấu ñộng học của máy
a) Truyền ñộng cắt: chuyển ñộng tạo ra tốc ñộ cắt là chuyển ñộng quay
của trục chính mang phôi, tốc ñộ quay của trục chính là n
tc


1000.
tc
v
n
d
π

= (1.1)
Trong ñó: v tốc ñộ cắt ( m/ph) chọn theo nguyên lí cắt
d ñường kính phôi gia công (mm)
ðể ñảm bảo máy gia công ñược với vật liệu dao, vật liệu chi tiết, ñường
kính gia công …. Khác nhau ta phải thiết kế trục chính có nhiều tốc ñộ
tương ứng ( min – max) ñáp ứng ñược yêu cầu này cần có hộp tốc ñộ kí hiệu
là Uv trên sơ ñồ
Nguồn truyền ñộng có tốc ñộ n
ñc
(v/ph)
ðường truyền tốc ñộ: ñi từ ñộng cơ qua hộp tốc ñộ ñến trục chính. Ta có
xích truyền ñộng

min max
?c
dc
.
tc tc
tc
n n
n Uv n Uv
n
÷
= → =
(1.2)
b) Chuyển ñộng chạy dao
Chuyển ñộng chạy dao là do bàn máy mang dao thực hiện ở ñây phải
thực hiện hai chuyển ñộng: chuyển ñộng chạy dao ngang và chuyển ñộng
chạy dao dọc
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………

13
- Chuyển ñộng chạy dao dọc ñể tiện ren. Yêu cầu khi cắt ren: trục chính
mang phôi quay vòng thì bàn máy mang dao chuyển ñộng một lượng bằng
bước ren cần cắt (mm). Thực hiện biến ñổi chuyển ñộng dùng vít me ñai ốc
có bước ren cần cắt tc (mm). Thực hiện biến ñổi chuyển ñộng dùng vít me
ñai ốc có bước tm1
Xích chuyển ñộng chạy dao (k í hiệu Us) ñi từ trục chính qua hộp chạy
dao ñến bàn máy.
Phương trình xích chạy dao (kí hiệu Us) ñi từ trục chính qua hộp chạy
dao ñến bàn máy
Phương trình xích chạy dao cắt ren
1 vòng tc . Us.t
m1
= t
c
→
min max
1
1.
c c
m
t t
Us
t
÷
=
(1.3)
- chuyển ñộng chạy dao tiện trơn: ñường truyền lấy từ trục chính (1 vòng
trục chính) qua hộp chạy dao không qua trục vít me mà qua bàn xe dao dọc

ñến cơ cấu bánh răng, thanh răng thực hiện chạy dao dọc (Sd, mm)
1 vòng tc . Us.t
m1
= t
c
→
min max
1.Us
d d
S S
Us
÷
=
(1.4.)
Trong ñó: m,Z mô ñun, số răng của bánh răng
- Chuyển ñộng chạy dao ngang (S): ñường truyền như chạy dao dọc
nhưng không qua bánh răng – thanh răng mà qua vít me ngang có bước t
m2
.
ðường này dùng chung cho khỏa mặt ñầu và cắt ren mặt ñầu:
1 vòng tc . Us.t
m2
= S
n
(1.5)
Cắt ren là xích tạo hình phức tạp nên chỉ ñược dùng một ñộng cơ
chính truyền chuyền chuyển ñộng cho trục chính và bàn dao. Với máy chỉ
tiện trơn cho phép dùng hai ñộng cơ riêng rẽ: một ñộng cơ chính và một
ñộng cơ chạy dao.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………

14
1.5. Cơ sở vật lý của quá trình cắt gọt
1.5.1. Biến dạng của kim loại
Biến dạng là quá trình thay ñổi hình dạng của lớp kim loại dưới tác
dụng của các hiện tượng vật lý từ bên ngoài.
a) Biến dạng ñàn hồi
Dưới tác dụng của tải trọng, một
vật sẽ bị biến dạng. Nếu dỡ bỏ tải trọng
mà hình dạng ban ñầu ñược phục hồi thì
biến dạng này gọi là biến dạng ñàn hồi.
Biến dạng ñàn hồi ứng với ñoạn OP
(Hình 1.4).
b)Biến dạng dẻo
Nếu dỡ bỏ tải trọng mà hình dạng
ban ñầu vẫn bị thay ñổi, biến dạng chỉ
ñược phục hồi một phần thì ta gọi biến
dạng này là biến dạng dẻo, tức là kim loại không trở về theo ñường biến dạng
ban ñầu OP mà theo ñường aa’ song song với OP. Kết quả mẫu bị kéo dài
thêm một ñoạn Oa’.
Sau khi vật bị biến dạng dẻo, cơ tính của kim loại thay ñổi. ðộ bền và ñộ
cứng tăng lên, còn ñộ dẻo và ñộ dai lại giảm ñi.
c) Biến dạng vĩnh cửu (biến dạng phá hủy)
Là quá trình làm ñứt liên kết giữa các liên kết trong mạng khiến cho các
phần kim loại bị rời nhau ra.
1.5.2. Quá trình tạo phoi
a) Quá trình cắt kim loại và việc tạo phoi
Thực chất quá trình cắt gọt kim loại là quá trình lấy ñi khỏi bề mặt chi
tiết gia công một lớp kim loại ñể tạo thành một chi tiết có hình dạng, kích
Hình 1.4. Giản ñồ nén kim loại

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………

15
thước và chất lượng bề mặt mong muốn. Lớp kim loại ñược lấy khỏi bề mặt
chi tiết gia công ñược gọi là phoi.
ðể có thể cắt ñược, lực tác dụng vào chi tiết cần phải ñủ lớn ñể tạo ra
trong lớp kim loại bị cắt một ứng suất lớn hơn sức bền của vật liệu gia công.
Khi cắt, dưới tác dụng
của lực P, phần vật liệu gia
công theo mặt trước bị nén lại.
Vật liệu phát sinh ra biến dạng
ñàn hồi, sau ñó dao tiếp tục ăn
sâu vào thì biến dạng ñàn hồi
nhanh chóng trở thành biến
dạng dẻo và tiếp tục hình thành
một lớp kim loại bị tách ra. Các phần tử này dịch chuyển lên trên mặt trước
của dao, bị mặt trước của dao chèn ép, ma sát do ñó tiếp tục bị biến dạng. Kết
quả của sự chèn ép này là các hạt kim loại ở vùng tiếp xúc bị ép dài ra khi tạo
thành phoi (Hình 1.5)
b) Các dạng phoi
Phoi là lớp kim loại bị biến dạng và tách ra khỏi chi tiết gia công.
Người ta phân biệt các dạng phoi như: phoi
xếp, phoi bậc, phoi xoắn, phoi dài, phoi vụn.
Tuy nhiên ñể ñơn giản hơn ta xét ba dạng
phoi cơ bản sau:
Phoi xếp Phoi thu ñược khi gia công
vật liệu dẻo (ñồng thau, thép…) ở tốc ñộ cắt
thấp, chiều dầy cắt lớn và góc cắt của dao có
giá trị tương ñối lớn. Phoi xếp chịu biến
dạng rất lớn do ñó vật liệu gia công bị mất

tính dẻo và hóa bền. Phoi xếp thu ñược khi
Hình 1.5. Sơ ñồ tạo phoi (theo TIME)
Hình 1.6. Các loại phoi tiện
a)Phoi xếp; b) phoi bậc;
c,d) phoi dây; e) phoi vụn