Giáo trình kỹ thuật cơ khí hoàng minh công

ĐẠI HỌC BÁCH Κ Η .Α ĐÀ NẮNG
ThS. H O À N G M IN H c O n G

BlABTRlNH
^ T H Ư Ậ T
C Ơ K H Í
4
،NG

...И

NHÀ XUẤT BẢN XÂY DỰNG


ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG
ThS. HOÀNG MINH CÔNG

GIÁO TRÌNH

KỸ THUẬT cơ KHÍ
TRƯỬH6BAI HỌCNHÂĨÍÍANG

THƯ V í íỉĩ
M / |g S 2 > i ‫؛‬

NHÀ XUẤT BẢN XÂY DỰNG
HÀ NÒI -2 0 1 0


LỜI NÓI ĐẦU

Sàn xual cơ khi ‫ ﺓ ﺍ‬ngành chu yẻu san xual vti cung ccip máy mốc ih ic t b ị cho
nhtóu ngbnh sủn xuat khủc١ dhng một vai trò tjuan trọng tro ng việc đỏi mới
thiêt bị và cOng nghệ sàn xuủt cUa nhièu nghnh. Theo nghĩa rộng, sàn xuủt cơ
kh ‫ ﺍ‬Ici cjuà tr'inh xuyên suốt tỉt' san xuảt vột hệu - tcto phOí - gta cỏng cơ kh ‫ ﺍ‬hohn thiện vCi nâng cao chat luợng sànphâm... nhfing kien thUc về sùn xuất cơ
kht là hẻt si'i٠c củn thlèt đôi vờt chn bộ nhlèu chuyCn ngbnh kỹ thuột vù đuợc câu
trú c nhu một môn học chinh trong chuơng trinh đCto tc.to cho các ngUnh thuộc
iTnh VI.I'C cơ khl nhu: chẻ tcu) inhy, dộng lụ'c١ đủc nhiệt luvện ١ luyện cán thẻp ١
cong nghệ VỈI mCiy clệt١... dồng thbl du'ợc glCing dctv cho sinh v‫؛‬ên nhiều ngdnh
thuộc Knh VI.I.C khủc nhu: xủy dụ٠ng ١ đlện ١ diện tu, cOng nghệ thOng tin, nống
luợng, hoá ١ kinh tế công nghiệp,... Trong nhiều nam ejua, tUy theo yêu cảu và
thờ i luợ ng đổl VỜI tUng ngdnh. cCtc nộl dung cơ bdn cùa món học K ỹ thuột Cơ
k h l duợc truyền td l tờ l nguờl học thOng cjua nhiều mòn học khủc nhau nhu;
cộng nghệ klm lo ạ l ١ công nghệ tạo phOl, kỹ thuột cơ khl, cơ khl dại cuơng ١ cOng
nghệ klm lo ạ i va thiết b ị nhiệt,...
Đẻ dủp ủ٠ng nhu cầu tai liệu h(.)c tộp cho sinh vlCn củc truờ ng ky thuộl, glủo
trin h K y thuột cơ kh l duợc biên socin gồm củc nộl tlung chinh:
Chuơng 1: N h ٢rng khai niệm chung:
ChiLong 2: Vộl liệu dhng trong san xuat cơ kill:
Chuomg ỉ : Tíio phOl bangphuorngphtip đUc:

Chuong 4: Tạo phOl bàngphu'ọ't١gphap gia cỏng áp lire;
C huong 5; Tạo phOl bangplim rngphủp him va cồt:

Chương 6٠- Gia cong cai gụi.
VỜI nhUng nộl dung trên, glàơ trinh cUng la tai liệu tham khủo bỏ Ich cho
nhiều cán bộ ky thuột Idm việc trong củc lin h virc ΙΙέη quan đến sủn xudt cơ khl.
Trong quà trinh biên soan mặc dit da hết sUc cố gảng ٠ chảc chàn giá o trinh
ndy cOn cỏ nhiều khiếm khuyết. Rủt mong vd trân trpng sự dOng gỏp ỷ kiến cUa
cdc dồng nghiệp vd các bqn quan tủm dè nhũng lùn tủl brln sau glUo trin h duợc
hodn thiện hơn. Cóc y kiến đỏng gOp xln gUl về BỌ mòn Cóng nghệ klm lo ạ l ١

Khoa Cơ khl, Truờng Đ a l học Bách khoa Đà Nằng.

Tác g ‫؛‬ả


Chưong 1

CÁC KHÁI NIỆM Cơ BẢN
Sản xuất cơ khi !à ngành chti yếu chế tạo và cung cấp máy móc, thiêt bỊ cho nhiêu
nghnh công nghiệp khác. Cùng với sự phát Itiẻn nhanh chóng cUa khoa học và cOng
nghệ, dặc biệt là trong lĩnh vục tin học, diện, diện tủ’, cQng nhu' sản xuất vật liệu, ngành
sdn xuất co khi ds có nhữ’ng btiOc tiến nhảy vọt góp phần năng cao hiệu quả sản xuất
trong nhicu lĩnh vực khác nhau. Trong sán xuất, kỹ thuật co khi dă và dang dOng một
vai tiO qttan trọng trong nhiều quá trinh sản xuất, do vậy trang bỊ những kiến thUc co
bán về sàn xuất co khi là một nội dung quan ti-ọng trong chirong tiình dào tạo kỹ su các
chuyên ngành kỹ thuật.

1.1. MỘT SO ĨH U Ậ T NGỬTHƯỜNG ĐÙNG
a) Ch‫ ؛‬tíết máy: là don vl nhO nhất và hoàn chitih về mặt kỹ thuật của máy nhu bánh
răng, trục, bi ... và khi tháo máy không thế tách rời nhO hon.

b) Bộ phận máy: là một phần của máy, bao gồm hai hay nhiều chi tiết máy duợc
liCn kết V'ới nhati theo nhũug nguyên ly !náy nhất dinh (liên kết dộng hay liên kết cố
dinh) nhtr liộp lốc độ, mayo xe đạp ...

c) Co' cấu máy: là n٦ột phần cUa máy hoặc bộ ptiận mảy có nliiện vụ nhất định trong
‫ا‬náy. ٧٠' dụ: dĩa, xích, llp ctia xe dạp tạo thdnli co cấu truyèn dộng xích trong xe dạp.
d) Phối: còn gọi là bdn thành phấm là danh tír kỹ thuật duợc quv uOc để chl vật
phẩm duợc tạo ra từ một qud trìnlt sản xLiất này chuyên sang một quá trinh sản xuất
khdc. V í dụ: sản phẩm đúc có thế 11، chi tiết dUc (nếu dem dùng ngay) có thể là phôi đúc

nếu nó cần gia công thêm (cắt gọt, nhiệt luyộn, rèn dập...) iruOc khi dUng. Các phân
xuOng chế tạo pliôi là dUc, rèn, dập, hàn, gò, cắt kim loại...
e) Sản phẩm: là một danh từ quy irdc dé chi một vật phẩm du'ợc tạo ra ở giai đoạn
cuối cUng cUa một quá trinh sản xuất, tại một co sỏ' sản xuất. Sản phấm có thê là máy
móc hoàn chinh liay một bộ phận, cqm máy, chi tiết, máy... dùng dế lắp ráp liay thay thế.
١.2. QUÁ TRÌNH SẢN XUÁT ѴЛ QUẢ TRÍNH CÔNG NGHỆ

1.2.1. Quá trinh sản xuất
Dê lạo ra một sản phẩm nói chung và sản phấm co khi nói riêng, thuOng phải qua hai
qudtrinh:
- Qud tilnh tliiết kế;
- Qud trinh sản xuất.

5


Quá trinh tlìiết ké: đó là ٩٧۵ trình khơi thảo١tínli toán, thiết kế ra một dạng stin phấm
thể hiện trên bản vẽ kỹ thuật kèm ttieo thuyél minh tinh to۵ì , c۵c tài liệu hướng dẫn kỹ
thuật... Bản thiết kế 1‫ ة‬òơ sở dể thực liiện

٩u۵ trinh

sản xuất, 1‫ ة‬cơ sở pháp ly dể kiếm

tra, do lường, thực hiện c۵c hợp dồng...
Quá trinh sán xitãl: là ٩u۵ trinh con người t۵c dộng vào tài nguyên thiên nhiên đê
biến nó thành sản phấm phục vụ cho 1‫ س‬ích của con người.
Trong môn học cơ khi đại cương chủ yếu nghiên cứu quá trinh sản xuất.
Theo nghĩa rộng, quá trinh sán xuất cơ khi bao gom nhiều giai đoạn, di từ khâu khai
thác quặng; luyện kim; chế tạo phôi; gia công cắt gọt; gia công nhiệt, hóa; sơn phủ bề

mặt; lắp ráp... dể tạo ra một sản phẩm phục vụ x3 hội. Sơ dồ tống quát quá tiình sản
xuất cơ khi dược thể hiện trên sơ dồ hlnh 1.1.

Hình 1.1. Sơ đó quá trinh sàn xuất cơ khi


Từ sa đô có thê nhận thấy, quá trinh sản xuất bao gồm nhièu gia‫ ؛‬đoạn, mỗi giai đoạn
tương ứng ٧ớ‫ ؛‬một công đoạn, một f‫ر‬h‫ئ‬n xương hay một bộ phận sản xuất... làm những
nhiệm vụ chuyên môn khác nhau và tiến hành theo một quy trinh công nghệ nhất định.

Công đoạn sán xuat vật liệu: đẻ sản xuất một sản phấm cơ khi thường dùng nhiều
loại vật liệu khác nhau (vật hệu kim loại, vật l‫؛‬ệu phi kim), trong dó vật liệu kim loại
chiêm một tl trọng lớn. Đôi VỚI vật liệu kim loại chri yêu sử dụng quy tiình luyện kim
(hoa luyện hoặc thuý luyện) dế sản xuất. ٧ ‫ ؛‬dụ dể sán xuất gang, sử dụng quặng sắt,
than cốc, chất trợ dung dưa vào 10 cao luyện thành gang thOi dúc hoặc gang luyện thép.
Gang thOi dUc dược nấu lại trong các 10 đúc thành gang dUc. Gang luyện thép (dạng thOi
hoặc lOng) dược chuyền sang lò luyện thép dể luyện thành thép làm phôi cán hoặc dúc
chi tiết...
Đối với các vật l‫؛‬ệu phi kim (như cao su, gỗ...) thường qua chế bíến, xử lý dể nhận
dược vật liệu phù hợp hoặc bằng các quy trinh gia công đặc biệt dể nhận dược các vật
liệu mới (nhựa, polime,...)

Công đoạn tạo phôi: dê tiết kiệm vật liệu và chi phi gia công, khi chế tạo một chi tiết
người ta thường tiến hành qua công đoạn tạo phôi. Phôi có thế chế tạo theo quy trinh tạo
phôi bằng phương pháp dúc, bằng gia công áp lực (GCAL) hoặc bằng hàn và cắt.

Công đoạn gia công cat gọt: phôi dUc, pliOi G CAL hoặc phôi hàn thirCmg có độ chinh
xác, độ nhằn bề mặt thấp, do dó sau khi tạo phôi thường qua công đoạn gia công cắt gọt
dế nâng cao độ chinh xác và độ nhẵn bề mặt. Tuỳ thuộc vật liệu chế tạo, hỉnh dáng, kích
thước và yêu cầu kỹ thuật cùa chi tiết, người ta cỏ thể tiến hành gia công bằng các phương

pháp khảc nhau, phổ biến là các phương pliáp: tiện, phay, bào, khoan, mài ....

Công đoạn xử /‫ ارز‬beta vệ: sau khi gia công cắt gọt, nhỉèu chi tiết dược dưa di xử lý
nhiệt (nhiệt luyện), xử ly nhiệt t١oá (ho;'i nhiệt luyện) đế cải thiện cơ ly tinh vật liệu
nhăm nâng cao tinh năng sử dụng va tuô١ thọ, một sô chi tiet phải qua công đoạn xử ly
bè mặt như sơn, mạ, phU bảo vệ để chổng ăn mòn.
Sau khi gia công ta nhận dược các chi tiết máy, dế tạo thành một cỗ máy hoặc kết
cấu hoàn chinh phái tiến hành công đoạn lắp ráp. Trong công đoạn này, các chi tiết máy
dược lắp ghép, liên kết với nhau theo những nguyên lắc nhất định tùy thuộc chức năng
làm việc cUa chUng.
Trong phạm vi một nhà máy cơ khi, quá trinh sản xuất dược h‫؛‬ểu theo nghĩa hẹp la
quá trinh bao gồm các hoạ,t động cri ícli dể biến nguyên liệu và bán thành phẩm thành
sán phẩm cơ khi của nhà máy. Trong dó các công đoạn chinh là: chế tạo phôi; gia công
căt gọt; gia công nhiệt, hóa, sơn phu bề mặt; lắp ráp... dể tạo ra một sản phẩm.

1.2.2. Quá trinh công nghệ
a) Khái niệm
Như cliUng ta thấy ở trên, quá trinh sản xuất cơ khi bao gồm nhiều giai đoạn, mỗi
siai doan tương ứng với một cô!ig đoạn sản xuất dược thực hiện tại một phân xưởng hay

7


một bộ phận sản xuất thto một công nghệ nhất dỊnh. Bởi vậy, đế tÔĨhức và qưản ‫ا‬ý sản
xuất có hiệu quả, ngưửi ta chia quá ttình sản xu‫؛‬١t thanh các tliUnh phần theo dặc trtmg
công nghệ gọi là quả tiình công nghệ.
Quá trình công nghệ là một phần của quá tiình sàn xuất trực tiếp làm thay dổi trạng
thái và tinh chất của dối tuợng sản xuất theo một thtr tự cliặt chẽ, bằng một công nghệ
nhất dinh. Thay dổi trạng thái \-'à tinh chất bao hàm: tliay dổi hình dáng, kícli thtrOc, tinh
chất ly hóa cUa vật liệu, vị tri ttrong quan giữa các phần ctia chi tiết.

٧ ‫ ؛‬dụ:

quá trinh gia

công cắt gọt là quá tiình hớt bO một phần kim loại khOi phôi dể thay dổi kích thtrOc hĩnh
dạng cUa nó; quá trinh công nghệ nhiệt luyện là quá trinh làm thay dôi tinh chât vật ly
và hóa học của vật liệu chi tiết nhu' độ cUng, độ bền, khả năng chống mài mòn, ...
Khi xây dựng một quá trinh công nghệ người ta thường ghi thành văn kiện công nghệ
và các văn kiện công nghệ dó dược gọi là quy trinli công nghệ.
b) Các thành phần của quá trinh công nghệ
- Nụiyên Công', là một phần của quá trinh công nghệ do một hoặc một nhOm công
nhân thụ'c hiện liên tục tại một chỗ làm việc để gia công một chi tiết (hay một nhOm chi
tiết cùng gia công một lần). Khi thay dổi một trong cdc điêu kiện: tinh làm việc liên tục,
hoặc chỗ làm việc thi ta đă chuyến sang một nguyên công khác.
V í dụ; gia công tiục bậc trên hình 1.2. Nếu ta
gia công một dầu rồi trở dầu dể gia công ngay
dầu kia thì vẫn thuộc một nguyên công. Nhưng

B

nếu gia công một đầu cho cả loạt xong rồi gia
công dầu còn lại cũng clio cá loạt dó thl bao gồm

c

Iiình 1.2. Tiện triíc bậc

hai nguyên cOng.
- Bước". là một phần của nguyên công dể l٢ực liếp làm thay dổi trạng thái hình dáng

kỹ thuật cUit sản phẩm bằng một hay một tập hcrir dụng cụ với chế độ làm việc cUa máy
không dổi. Khi thay dổi đụn‫ ؟‬cụ, thay dổi bề mặt, thay đổi chế độ gia công... ta da
chuyển sang một bước mới.
V í dụ: gia công chi tiết trên hính 1.2, gia công ba đoạn A, B và c la ba bước khác nhau.
٠ Động tác', la một hành động của công nhhn đế thực hiện nhiệm vụ cUa bước hoặc
nguyên công.

1.3. CÁC DẠNG SẢN XUẨT
Dạng sản xuất la CO sO dể xác định quy mô sản xuất, biện pháp công nghệ và hìnli
thtrc tổ chức sản xuất dể chế tạo ra sản phẩm dạt các chỉ tiêu về kinh tế kỹ thuật. Các
yếu tố dặc tnmg cUa dạng sản xuất là:
t Sản lượng;
+ Tinh ổn định của sản phẩm;


+ Tính lặp lại của quá trình sản xuất;
+ Mức độ chuyên môn hóa trong sán xuất,
Tùy theo sản lượng hàng năm và mức ctộ ốn định của sản phâm mà người ta chia ra
ba dạng sán xuất sau:
+ San xuất đơn chiếc;
+ San xuất hàng loạt;
+ San xuất hàng khối.

1.3.1. Sản xuất đoTi chiếc
Là dạng sản xuất mà sản phẩm được sản xuất ra với số lượng ít (từ một đến vài chục
sán phâm); ít lặp lại hoặc lặp lại không theo một quy luật nào. Chúng loại mặt hàng rất
da dạng, số lượng mồi loại rất ít vì thế thường chì sử dụn‫؛‬ĩ các trang thiết bị, dụng cụ
công nghệ vạn năng. Đây là dạng sán xuất thường dùng trong sửa chữa, thay thế...

1.3.2. Sản xuất hàng loạt

Là dạng sản xuất mà sản phẩm được sản xuất tương đối nhiều (vài trăm đến hàng
nghìn), sản phẩm được chế tạo theo từng loạt, theo chu kỳ xác định. Tuỳ thuộc sản
lượng và mức độ ốn định của sản phâm, người ta còn chia ra dạng sản xuất loạt nhỏ,
loạt vừa và loạt lớn. Trong sản xuất hàng loạt, các thiết bị, dụng cụ sử dụng là các loại
chuyên môn hoá có thê có cả loại vạn năng hẹp.

1.3.3. Sản xuất hàng khối
Là dạng sản xuất trong đó sản lượng ràt lớn; sản phấm ôn định; sản phấm được sản
xuất licn tục trong một thời gian dài. Trong sản xuất hàng khối, trình độ chuyên môn
hóa sán xuất cao; trang thiết bị, dụng cụ công nghệ thường là loại chuyên dùng; máy
móc, thiết bị thường được bố trí theo thư tự nguyên cỏng của quá trình công nghệ. Dạng
san xLiât này cho phép cơ khí hoá và tự dộng hoá quá trình sản xuất đem lại hiệu quả
kinh tế, kỳ thuật cao.

1.4. CHÁT LƯỢNG BÈ MẶT CHI TIÉT MÁY
Chất lượng sản phấm là một chỉ tiêu quan trọng trong sán xuất. Chất lưọmg sản phẩm
cơ khí bao gôm chất lượng chế tạo các chi tiết máy và chất lượng lắp ráp chúng thành
sản phâm. Đối với chi tiêt máy thì chất lượng chế tạo chúng được đánh giá bằng các
thông sô cơ bản sau đây;
- Độ chính xác về kích thước của các bề mặt;
- Độ chính xác về hình dạng của các bề mặt;
- Độ chính xác về vị trí tương quan giữa các bề mặt;
- Chất lượng bề .mặt.
Trong phần này chủ yếu tìm hiêu về chất lượng bề mặt.


1.4.1. Tính chất hình học của bề mặt gia còng
a) Độ nhấp nhô tế vỉ (độ nhám hề mặt)
Bề mặt chi tiết sau
khi

gia

công

không

bàng phẳng một cách lý

Rm:.

tưởng như trên bản vẽ
mà có những nhấp nhô
cực nhỏ gọi là nhấp nhô
tế vi (hình 1.3).
Độ nhấp nhô tế vi
(hay là độ nhám bề

Hình 1.3. Độ nhám bề mặt chi tiết

mặt), được đánh giá qua chiều cao nhấp nhô (Rz) và sai lệch prôfin trung bình cộng (Ra)
của bề mặt.

Chiều cao nhấp nhô (R-J: là trị số trung bình của 5 khoảng cách từ 5 đỉnh cao nhất
đến 5 đáy thấp nhất của nhấp nhô bề mặt tế vi trong phạm vi chiều dài chuẩn /.

(I h| I + 1h3 1+ 1h5 1+ 1h^ I + 1hg I) - (I h21 + 1h4 1+ 1hg I + 1hg 1+ 1h |٥ I)
٤

5

Sai lệch prôýĩn trung bình .số học (Ra): là trị số trung bình của các khoảng cách từ các
điếm trên đường nhấp nhô tế vi đến đường trung bình ox (đường chia prôíin thành hai
phần có diện tích phần lồi bằng diện tích phần lõm) trong phạm vi chiều dài chuẩn /.
Tính gần đúng: R،، = - ( ly , I + |y 2 |+ |y 3 | + ··· + |yn|) = “ Z "= ily i|
n
n
Tính chính xác; R..

،٤

hÌ

|y dx

Ị Jx=() l ٠'

Độ nhám bề mặt là cơ sở để đánh giá độ nhẵn của bề mặt chi tiết. TC V N 2511- 78
cũng như ISO quy định 14 cấp độ nhẵn ứng với độ nhẵn tăng dần: 1, 2, 3,... 14.

Bảng 1.1. Trị số độ nhám theo cấp độ nhẵn bề mặt (TCVN 2511 - 78)
cấp độ

Trị số nhám (pm)

nhẵn

Ra

Rz

Chiều dài
chuẩn / (mm)

ì

2

3

4

1

-

320V 160

8

2

160 -‫؛‬- 80

8

3

٠

80 t 40

8

4

-

40 3-20

2,5

5

٠

20 3-10

2,5

10

PhiroTìg pháp
gia công

ứng dụng

5

6

Tiện thô, cưa.
dũa, khoan ...

Các bề mặt không tiếp xúc.
bề mặt không quan trọng: giá
đờ, chân máy١...

Tiện tinh, dua
tinh, phay...

Be mặt tiếp xúc tĩnh, động.
trục vít, bánh răng, ...


3

2

6

2,5-fl,25

٠

2,5

7

l,25-r0,63

.

0,8

8

0,63-‫؛‬-0,32

-

0,8

9

0,32-f0,16

-

0,8

10

(),164-0,08

-

0,25

11

0,084-0,04

-

0.25

12

0,044-0,02

٠

0,25

13

-

0,14-0,05

0,08

14

-

0,054-0,025

0,08

6

5

4

ỉ

Doa, mài, đánh Bề mật tiếp xúc động: mặt
răng, mật pittông, xi lanh.
bóng, ...
chốt,...
Bề mật mút. van, bi, con lăn,
Mài tinh
mòng, nghiền. dụng cụ đo, căn mẫu, ...
rà, gia công
đặc biệt, ...
Bề mặt làm việc chi tiết chính
xác, dụng cụ đo.

Trên bản vẽ kỳ thuật, yêu cầu về độ nhám
bề mặt được ghi theo giá trị của Ra hoặc Rz
(tính bằng |j.m) kèm theo ký hiệu ١/ .
Từ cấp 1

a)

5 hoặc cấp 13 - 1 4 -‫ ؛‬ghi theo trị

Hình 1.4. Ký hiệu độ nhan
a) Ký hiệu theo /?٥; b) Ký hiệu theo /?‫·؛‬

số R^.
Từ cấp 6 - 1 2 -‫ ؛‬ghi theo trị số Rab) Độ sóng
Độ sóng bề mặt là độ không phang của bề
mặt gia công xét trên một chiều dài khảo sát

Hình 1.5. Độ sóng bề mặt

tưong đối lớn.

1.4.2. Tính chất CO' lý của bề mặt gia công
Tính chất cơ lý của lóp bề mặt chi tiết được biểu thị bởi sự thay đổi cấu trúc tế vi lóp,
độ cứng bề mặt, trị số và dấu của ứng suất dư trong lóp bề mặt. Tính chất cơ lý của lóp
bề mặt ảnh hưởng lớn đến tuổi thọ của chi tiết máy.
a) Cấu trúc tế vi và hiện tượng biển cúng
Khảo sát sự biến đổi cấu trúc tế vi và tính chất cơ lý của lớp bề mặt chi tiết sau khi
gia công cắt gọt, có thể phân thành các lóp sau (hỉnh r.6):

Lớp khí hấp phụ (ly. dày khoáng 2 ^ 3 A٥ ( lA " = 10'*cm), hình thành rất nhanh do
tiếp xúc với không khí và mất đi khi bị nung nóng;

Lớp bị oxỵ hoá (2): có chiều dày khoảng 40

80 A٥. cấu trúc kim loại ở lớp này bị

phá huỷ, độ cứng tăng cao;

Lớp hiến cứng (3): có chiều dày khoảng 50.000Ả., là lóp kim loại chịu sự biến dạng

déo và bị biến cứng. Do sự biến cúng khi biến dạng, độ cứng của lóp này khá cao và
giảm dần theo chiều sâu của lớp. Mặt khác, một số tính chất cơ lý khác cũng thay đổi,
11


như giới hạn'bền tăng lên, độ dẻo giảm... Mức độ biến cứng và chiều sâu lớp biến cứng
phụ thuộc vào tác dụng của lực cắt, mức độ biến dạng của kim loại và ảnh hường nhiệt
trong vùng cắt. Lực cẳt tăng, kéo theo mức độ biến dạng cùa kim loại tâng thì mức độ
biến cứng và chiều sâu lớp biến cứng tăng, ngược lại nhiệt sinh ra trong vùng cắt làm
giảm mức độ biến cứng và chiều sâu lớp biến cứng.
1) Lớp khí hấp phụ
2) Lóp bị oxy hoá
3) Lớp biến cứng
4) Kim loại cơ bàn
h - Chiều sâu kim loại
HB - Độ cứng
Hình 1.6. Cấu trúc và tính chất cơ lý lớp bê mặt
b) ửng suất dư trong lớp bề mặt
Trong lớp bề mặt chi tiết sau khi gia công thường tồn tại ứng suất dư. Trị số, dấu và
chiều sâu phân bố của ứng suất dư phụ thuộc vào điều kiện gia công. Nguyên nhân gây
ra ứng suất dư trong lóp bề mặt có thể là:
+ Do sự phân bố không đều của lực cẳt trong các lóp kim loại, dẫn đến mức độ biến
dạng khác nhau làm phát sinh ứng suất dư;
+ Do sự nung nóng và làm nguội không đều giữa các lóp kim loại trong vùng cắt,
dẫn đến giãn nở và co khác nhau làm phát sinh ứng suất dư;
+ Do sự chuyển biến pha làm tăng giảm thể tích cục bộ làm phát sinh ứng suất dư.

1.4.3.

Ảnh hưởng của chất lượng bề mặt tói khả năng làm việc của chi tiết

Chất lượng bề mặt của chi tiết ảnh hường nhiều đến khả năng làm việc của chi tiết.
Sau đây là một số ảnh hưởng chính đển khả năng làm việc của chi tiết.
a)

Ảnh hưởng đến khả năng chổng mòn

Anh hưởìĩg của độ nhám■, chiều
cao và hình dạng nhấp nhô tế vi
trên bề mặt ảnh hưởng lớn đến ma
sát và mài mòn chi tiết. Chiều cao
nhấp nhô càng lớn (độ nhám cao)
thì tính chống mài mòn càng thấp
và tuổi thọ của cặp chi tiết càng
ngắn. Hình 1.7 biểu thị độ mòn
của ba cặp chi tiết (a, b và c) cóđộ
nhám tăng dần. Từ hình vẽ có thể
12


nhộn thây thời 2 ‫؛‬an mòn han đâu của cặp c nho hơn cac chp khác (tc < tb < ta), tuôl thọ
CLia căp c cững ngắn hơn các cặp khhc (1 ‫ا‬. < ٦'b < Ta).

/iìilì Ìnroìig cùa lớp bien

Cl i ng :

!ớp biến cứng bề mặt cb tilc tlpng tăng tinh chông mòn

cua chi tiẻt.

b) AnVi iiuotig dến độ bề.i

١11ỎÌ

сйи clti, t)ết

Độ bèn mỏi cUa chi t‫؛‬ết tăng dáng kê khi giảm độ nhám cíia bề mặt. V í dụ: khi t‫؛‬ện
chi tiet bằng thép C45, nếu g‫؛‬ảm chiều cao nhấp nhô R/ tír 75pm xuống còn 2pm thì có
thế Idng giới hạn mỏi khoảng - 0 ‫ ؟‬%. Lớp b‫؛‬ến cứng cdng có tác dụng tăng độ bền mỏi
c ‫ا‬،a ch‫ ؛‬tiết. ú ’ng suất dtr bề mặt có tíic dụng nâng cao độ bền mOl nếu !à ứng suất dư
nén, !àm giảm độ bền mỏ‫ ؛‬nếu !à ứng suất dư kéo.
c) Anh hưởng đến tinh chong ăn mòn hoá học của lóp hề mặt
Tinh chống ăn mòn hoá học cUa bề mặt ch‫ ؛‬t‫؛‬ết tăng khi g‫؛‬ảm độ nhám bề mặt và
m(i'c độ b‫؛‬ến ctmg bề mặt.
d) Ảnh hưỏng đến độ chinh xác và độ bền của các mối lắp ghép
Đ ộ chinh xác và độ bền ctia các mố‫! ؛‬ắp ghép giảm khi tăng độ nhám của các bề mặt
!ắp ghép. V í dụ với mối lắp ghép lOng, sau giai đoạn mòn ban dầu chiều cao nhấp nhô tế
vi có thế giảm di 65 75 ‫ب‬%, làm khe hơ mối ghép tăng lên và độ chinh xác lắp ghép
giám ddng kế nếu chiều cao nhấp nhô tế vi ban dầu lớn. Dồi với các mối ghép có độ dôi,
độ bền ctia mối ghép giảm dáng kế khi tăng chiều cao nhấp nhô tế vi.
Tó,m lại, chất lượng bề mặt ảnh hưởng nhiều dến kha năng làm việc của chi tiết, do
đố an h hương lớn dến tuOi thọ cUa clii tiết khi sử dụng. Để nẫng cao chất lượng của máy
n١óc thiết bị, cần chọn phtrcmg pháp gia cftng sao cho vừa dam bảo dược chất lượng bề
mặt y êu cầu vừa dảm bảo giá thành chế lạo hợp lý.

1.5. Đ ộ CHÍNH ХЛС GIA c ONG
1.5.1. Kháỉ n‫؛‬ệm về độ chinh xác gia công
D'ộ chinh xác gia công của chi tiết máy la mức độ giống nliau về lilnh học (kích
thước, Itlnh dạng hlnh học, vl tri tương quan giữa các bề mặt) và tinh chất cơ lý lớp bể
mặt c ùa chi tiết máy dược gia công so vt'٢i chi tiết máy ly tưởng trên bản vẽ thiết kế.

1.5.2. Độ chinh xác về kích thuOc
D'ộ chinh xác về kích thước dược đánh giá bằng sai số giữa kích thước thật và kích
tliước ly tưCmg cần có trên bản vẽ thiết kế (còn gọi la kích thước dítnh nghĩa). Trong
tliực 'tế không thể gia công dạt một kích thước chinh xác tuyệt dối mà có độ sai lệch
nhất đỊnh, phụ thuộc độ chinh xác cUa máy sia công, độ chinh xác của dụng cụ do, trinh
độ tay nghề công nhân... Do vậy, khi thiết kế người ta quy định một giới hạn kícti thước
cho phdp mà khi kích thtrớc chi tiết nằm trong giới hạn này thi vẫn dảm bảo dược tinh
năng làm việc cần thiết và yêu cầu về lắp ghép.
13


a) Dung sai kích thước
Là hiệu đại số giữa kích thước giới hạn lớn nhất và kích thước giới hạn nhở nhất của
kích thước cần gia Cống.
Đối với lỗ:

Ô = D ....-D,„;.,
inin hay IT = ES + EI
max

Đối với trục

ỗ = dmax

hay IT = es 4- ei

d mm

H'،

tE S

‫؛‬٠١

ÍF J

٦

cO ^٠

■
X
ĩý

1

‫ ؛‬es

- T^
K
nj
٦3

J
'Ẽ

c
'Ẽ
.a

٥

۵

Đ ư ờ n g tâ m k íc h thước

٠٠

Đ ư ờ n g tâm k íc h thước

a)

b)

Hình 1.8. Sơ đồ biêu diên kích thước và dung sai

a) Đối với ỉẫ; b) Đối với trục
trong đó:
ỗ (hay IT ) - dung sai kích thước;
Dmax١dmax - .‫ ؛‬ích thước giới hạn lón nhất;
Dmin> dmin - kích thước giới hạn nhỏ nhất;
ES = Drnax - D ١ es = d|١iax - d - sai lệch trên;
EI = D - Dmin, ei = d - dmin - sai lệch dưới;
D, d - kích thước danh nghĩa.
Các chữ cái in hoa dùng cho lỗ, các chừ cái thường dùng cho trục.
T rị số dung sai kích thước được chọn phụ thuộc vào kích thước danh nghĩa và cấp
chính xác (bảng 1.2).

Bảng 1.2. Trị số dung sai kích thước (IT■ |j,ni)

١\ ١D(d)١ mm
c ấ p \،
chính xác

<3

5
6
7
8
9
10
11
12

4
6
10
14
25
40
60
100

14

>3

>6

> 10

> 18

>30

>50

>80

> 120

>180

6

10

18

30

50

80

120

180

250

6
8
12
18
30
48
75
120

8
9
15
22
36
58
90
150

8
11
18
27
43
70
110
180

9

13
21
33
52
84
130
210

11
16
25
39
62
100
160
250

13
19
30
46
74
120
190
300

15
22
35
54

87
140
220
350

18
25
40
63
100
160
250
400

20
29
46
72
115
185
290
460


I'CVN cung nhir tieu chuan ISO quy dinh 19 cap chinh xac theo do chinh xac giam
dan: 01,0, 1,2...... 17, trong do:
- Cap 01 ^ cap 1: cac cap sieu chinh xac:
- Cap 1

cap 5: cac cap chinh xac cao, cho cac chi tiet chinh xac, diing cu do;

- Cap 6 ^ cap 11: cac cap chinh xac tlurdng, ap dung cho cac moi lap ghep;
- Cap 12 ^ cap 18: cac cap chinh xac thap, dung cho cac kich thuoc tir do.
b) Mien dung sai
Mien dung sai xac dinh boi tri so cua dung sai va sai lech co ban. Trong do, sai lech
CO ban la sai lech Iren hoac sai lech duoi gan voi duong khong (irng voi kich thuoc
danh nghTa). Ticn hinli 1.9 bieu dien mien dung sai cua he true va he 16.
L6 la ten goi duoc dung dc ky hicu cac be mat try trong cua cac chi tiet. Theo ISO va
TC VN mien dung sai cua 16 duoc ky hieu bang mot chu in hoa A, B, C..., Z a ١ Z b ١ Z c
(ky hieu sai lech co ban) va mot s6 (ky hieu cap chinh xac), trong do 16 co ban c6 sai
lech CO ban H voi El = 0 (D ٢nin= ٥ ), cap chinh xac .1‫ ؟‬co cac sai lech d6i xung
(|ES|٥ |Elj).
Ob

5
‫؛‬3

٠o

Mien duns sai true

iZ١

.ef f .'s g ‫؛‬١
cd

t ij u J

----------- i
^ k m n p"r ٢

١
.

V

١،- x ٠٠٢

^

Z

Zb

/.■

J
is

Mien dung sai lo

CDOp

-------٤- ill. r

K M N p r‫( ؛‬٠

GH I
J

lW ¥ i' ra ti ٧ ■٧ ■١‫ ؛‬٠Y z Z,١

Js

H'lnlt 1.9. Vi tri cac mien dung sai cua he True vd he L6

15


Trục là tên gọi được dùng dê ký hiệu các bề mặt trụ ngoài của chi tiết. M iền dung
sai cúa trục được ký hiệu bàng chù' thường a, b, c...١ z٥, Zh١ Z،.; trong đó trạc co bản có
cấp chính xác h với ei =

0

( d | „ ax =

١( ٥

cấp chính xác

js

có các sai lệch đối xứng

(|es| = |ei|).
Trên bản vẽ thiết kế ghi kích thước danh nghĩa và miền dung sai, ví dụ 20H7,
(ị)40g6,... còn trên bản vẽ chế tạo ghi kích thước danhnghĩa và trị số sai lệch tưcmg ứng
٣0,009
-(r025

(tra bảng), ví dụ 20"^٥'٥“ ', (ị)40

1.5.3. Độ chính xác về hình dạng hình học, vị trí tương quan
Độ chính xác về hình dạng xác định mức độ phù hợp về hình dạng hình học c ủa chi
tiết thực so với chi tiết lý tưởng trên bản vỗ thiết kế. V í dụ: đối với chi tiết hình trụ thì
độ chính xác hình dạng hình học được đánh giá qua sai số hình dạng hình học của nó là
độ ô van, độ côn; đối với bề mặt phẳng là sai số về độ phẳng...
Độ chính xác về vị trí tuơng quan giữa hai bề mặt xác định mức độ phù họp về vị trí
tương quan giữa bề mặt này so với bề mặt khác (dùng làm bề mặt chuấn). V í dụ: độ
không song song, độ không vuông góc giữa hai mặt phẳng; độ không đồng tâm của hai
mặt trụ,...

٥
c) Không phăng
h) Côn

a) Ô van

e) Không vuông ẹóc

Hình LK l Một số dạng sai sổ hình học
Bàng 1.3 và 1.4 giới thiệu các dạng sai số hình dạng hình học, sai sổ vị trí tương
quan và ký hiệu quy ước trên bản vẽ.
16


۶

‫م‬

Bang 1.3. Sai sô hính dang hính học
TT
1

Ten goi

K ý h iệ u

‫م‬

٩

Bảríg 1.4. Sai sô vị ٤٢‫ ؛‬tuoìig dôi các bê mặt
K ý h iê u

Tên gọi

'I'T

D u n g sai d p th a n g

‫ﺇ‬

D u n g sai đ ộ s o n g s o n g

‫ﺗ ﻢ‬

2

D u n g sa l d p ph،٩ ng

2

D u n g sal d p v u ô n g g ó c

1

3

D u n g sa l d ộ ti'0 n

3

D u n g sai đ ộ đ ô n g tâ m

©

4

D u n g sai đ ộ đ ố i x ứ n g

5

D u n g sai đ ộ g ia o n h a u

X

6

D u n g sai đ ộ đ à o m ặ t đ ầ u

/

7

D u n g sai đ ộ đ ả o hưÓTíg k ín h v à đ ộ

4

D u n g sal d p tru

5

L J

o
xp

D u n g sal p rO fin
‫ﺍﺅﻵ ﻝ‬

cat dpc

-

đảo m ặ t m ú t to à n p h ầ n

0

٢ © ‫ ي‬0 ‫ل‬0 2 ٦

.

‫؛‬

‫ﺛﻢ‬

‫ر‬

A 0,05

١‫ﺍ‬

١٠

١
‫ﺭ‬

Hlnh 1. 11. V( dụ ccidi gìù sai sỏ vị írí tiroìig (Ịuan tren bàn \5‫ﺡ‬

1.6. lẤ P G H É P
Lap ghép là một khâu quan trọng trong sản .١uất cơ khi, không những ảnh hường dến
chất lưt.mg và tuOi thọ ciia măy móc, thiết bị niíí cồn ảnh hưởng dến giá thành chế tạo.
l)ưới dày nghiên cứu một số khăi niệm cơ bàn liên quan đcn lắp ghép.

Hệ thống láp ghép
Trong lắp ghCp người ta phân biệt hai hệ tliống lắp ghép:
- Hệ thống lỗ;
- Hệ thống trục.

'

a) lỉệtìiống lỗ
Hệ thống lỗ là hệ thống lắp ghép lấy lỗ làm chuấn va chọn trục dể thay dổi kích
thước khi tạo các kiCu lắp khác nhau; miền dung sai ký hiệu bằng chữ in hoa; tạị miền
dung

Síii

lỗ co bản H có ES > 0, còn EI = 0. Hệ thống lỗ thường dược sứ dụng nhiều hon

tiệ thống trục.

‫ زه‬lỉệ

thống trục

Hệ thống trục là hệ thống lắp ghép lấy t!٦ic làm chuẩn, ta chọn lỗ dể thay dổi kích
thước khi tạo các klếu lắp khác nhau; miền dung sai ký-.hiệu.hằng-ơhữ thưOng; miền
dung sai trục co bản h có es = 0, còn ei <

0.

‫آ إ‬1
‫ﻷ؛‬1‫'ذ‬1'‫ ةإ‬ĐẠI HCC NhAlhANG Ị

٦ ‫إ‬í T
H

H ir V ấ M

. ì ĩ é

17


1.6.2. Phu’OTig pháp lắp ghép
a) Lắp lỏng
Lắp long là phương pháp lắp ghép mà kích thước trục luôn luôn nhở hơn kích thước
của lỗ, giữa hai chi tiết lắp ghép có độ hở, chúng có thể chuyển động tương đc)i với
nhau, dùng trong các mối lắp ghép có truyền chuyển động quay hay trượt, ở dạng lăp
ghép này, theo TC VN lỗ có miền dung sai A, B, ...G, H hoặc các trục có miền dung sai
a, b, ...g, h.
b) Lắp chặt
Lắp chặt là phương pháp lắp ghép mà kích thước trục luôn luôn lớn hơn kích thước
lồ. Khi lắp ghép giữa hai chi tiết có độ dôi nên cần có lực ép hoặc gia công nhiệt cho lỗ
(hoặc trục), thường dùng cho các mối lắp ghép có truyền lực. ở dạng lắp ghép này„ theo
TCVN lỗ có miền dung sai p, R ,..., Zc hoặc trục có miền dung sai p, r,...١Z c c) Lắp trung gian
Lắp trung gian là loại lắp ghép mà tuỳ theo
kích thước của lồ và kích thước trục mối lắp có
the có độ hở hoặc độ dôi rất nhỏ, khi lắp có thể

(ị)25

H7
e8

ép nhẹ đế có mối lắp. ớ dạng lắp ghép này, theo
TCVN lồ có miền dung sai Js, K, M, N hoặc các
trục có miền dung sai js, k, m, n.

Hình 1.12 trình bày cách ghi ký hiệu lắp trên

Hình 1.12. Sơ đồ và cách ghi ký hiệu
lắp ghép trên bàn vẽ thiết kế

bản vẽ thiết kế.

1.7. PHƯOTSỈG PHÁP ĐO VÀ DỤNG cụ ĐO
1.7.1. Phưong pháp đo
Tuỳ thuộc nguyên lý làm việc của dụng cụ đo, cách xác định giá trị đo, ta cố các
phương pháp đo sau:
a) Đo trực tiếp
Đo trực liếp là phương pháp đo mà giá trị của đại lượng đo được xác định trực tiếp
theo chỉ số trên dụng cụ đo (đo tiạrc tiếp tuyệt đối) hoặc theo độ sai lệch so với vật mẫu
(đo trực tiếp so sánh).
b) Đo gián tiếp
Dùng đế xác định kích thước gián tiếp qua các kết quả đo các đại lưọng có liên quan
đến đại lượng đo.
c) Đo phân tích (tùng phần)
Dùng xác định các thông số của chi tiết một cách riêng biệt, không phụ thuộc vào nh.au.

18


1.7.2. Dụng cụ đo
DLing cụ đo có nhiều !oại, tuỳ theo dại lurgn‫ ؟‬do và độ chinh xác yêu cầu người tu
chọn dựng cụ do phù hợp.
Cdc loại dụng cụ do thường gặp là các loạ‫؛‬i thước: thước thẳng, thước cuộn, thước
dây, th‫ ا‬rớc lá, thước cặp, thước do góc, сотри, panme, đồng hO so, calíp, căn mẫu...
Các loại thiết bị do tiên tiến thường dune như: dầu do khi nén, dầu do bằng siêu âm

hoặc laze, thiêt bỊ quang học, thiết bị do bang đ:iện hoặc diện tử ...
- Thư('ĩc lá; có vạch chia dến 0,5 hoặc Imm có độ chinh xác thấp, sai số khoảng
±0,5mm.
- ThưOc cặp: là dụng cụ do vạn năng đế do các kích thước có giới hạn và ngắn như
chiều dài, chiều sâu, khoảng cách, dường kinh lỗ ... với độ chinh xác khoảng ± (0,02 ‫ب‬
0,05)mm.
- Panme: thường dUng dế do dường kinh ngoài, lỗ, rãnh... với độ chinh xác cao, có
thể dạt ±(0,005 0,01 ‫) ب‬mm. Panme chi do dược kích thước có giới hạn nhất định.

٧ ‫ ؛‬dụ

panme ghi 0 25 ‫ ؛‬chỉ do dược kích thước < 25nim.
- Calíp - căn mẫu; là loại dụng cụ kiêm tra dùng trong sản xuất hàng loạt, hàng khối
dể kiểm tra kích thước giới hạn các sản phẩm d.ạt yêu cầu hay không.
- Dồng hồ so: có độ chinh xác dến ± 0,0Imm, dUng kiếm tra sai số do so với kích
tliước chuẩn bàng bàn rà, bàn gá chuấn nên có thể kiểm tra dược nhiều dạng bề mặt.
DUng đồng hồ so có thể xác định dược độ khdng song song, độ không vuông góc, độ
dồng tâm, độ tròn, độ phắng, độ thẳng, độ dảo...
- Dưỡng: chi dUng kiểm tra một kích thước hoặc hlnh dáng.

19


ChưoTíg 2

VẶT LIỆU DÙNG TRONG SẢN XUẤT c o KHÍ

2.1. PHÂN P O Ạ I V Ậ T LIỆ U
Vật liệu dùng trong sán xuất cơ khí rất đa dạng về chủng loại, mỗi loại vật liệu có
những tính chất riêng và phạm vi sử dụng nhất định. Nắm vững tính chất vật liệu cũng

như phạm vi sừ dụng, trên cơ sở đó chọn vật liệu chế tạo phù họp với điều kiện làm việc
của chi tiết máy không những đảm bảo được chất lượng máy móc, thiết bị mà còn tiết
kiệm được vật liệu và hạ giá thành sản phấm. Trong chương này giới thiệu những loại vật
liệu thường dùng trong sản xuất cơ khí mà chủ yếu là kim loại và họp kim của chúng.
Vật liệu nói chung và vật liệu dùng trong sản xuất cơ khí được chia thành hai nhóm
chính là kim loại và phi kim. Mỗi nhóm lại được chia thành nhiều phân nhóm và các
loại. Sơ đồ phân loại chung trình bày trên hình 2.1.

Hình 2.1. Sơ đỏ phân loại vật liệu
Vật liệu kim loại là tên gọi chung cho kim loại và các họp kim mà thành phần cơ bản
là nguyên tố kim loại. Vật liệu kim loại được chia thành hai phân nhóm: kim loại đen và
kim loại màu. Kim loại đen là kim loại và hợp kim mà thành phần cơ bản là sắt, kim
loại màu là kim loại và hợp kim mà thành phần cơ bản là các kim loại không phải là sắt.

20


Kim loại den dược chiíi ra: gang và thép. Hiện níiy sans ν‫؛‬ι ihCp vẫn dược coi la vật
liệu chri yếu ctia nsdnh co khi vì cơ tinh caơ và gid tliành sản xưấl thấp. Kim loại màu
du'(.rc chia ra: kim loại màu thông dụng (đồng, nliOm, thiếc, chi, kdm... và hợp kim của
chúng) và kim loại màu t!uý hiếm (platin, vàng, bạc...). Kim loại màu và các hợp kim
cua chúng tuy có nhiêu tinh chất tôt nhu linh dẻo cao, tinh dẫn điện, tinh dẫn nhiệt tốt,
tinh cliỊu mài mòn cao, tinh chống ăn ιηύη tốt... nhung do gid thành sản xuất cao nên
thulrng hạn chế sù' dụng. Tiong sản xuất cơ khi, các kim loại màu thông dụng duợc
dUng khi chi tiết cliế tạo dOi hỏi nhû'ns tinh chất lý liOa dặc biệt hoặc dòi hOi ti bền (ti lệ
siCra độ bền và khối luợng) cao. Căc kim loại màu quý hiếm hầu nliu rất ít sử dụng
tiong chế tạo mdy.
Vật liệu phi kini là vật liệu ma thanh phần cơ bán la các nguyên tố phi kim. ChUng có
thê la vật liệu thiên nhiên (gỗ, da...) hoặc
s(!'...). Vật liệu phi kim, dặc biệt

la vật

liệu nhan tạo (cao su, chất dẻo, gốm

la chất dẻo ngày càng đuợc dUng nhiều tl'ong sản xuất

cơ khi vl uu điềm nhẹ, chống ăn mòn tốt, tinh mỹ thuật công nghiệp cao.
Ngoài ra, theo thành phần hóa học, tổ chUc tế vi, công dụng... các nhóm vật liệu lại
du'ợc chia thành nhiều loại khác nhau. CtiUng ta sẽ khảo sát các loại cụ thể khi di vào
nghiên cr'i'u các nhóm vật liệu.

2.2. ΤΪΝΗ CHẤT CHCNG CỦA VẬT L i f e
Tinh chất vật liệu la cơ sờ dể lụ'a chọn vật liệu khi thiết kế cũng ntiu xác định phuơng
phap gia công khi sản xuất. Chọn vật liệu chế tạo hợp lý vUa dảm bảo duợc yêu cầu làm
việc cUa chi tiết vù'a giảm duợc chi phi vật liệu. Tinh chất clia vật liệu duợc phân làm
bốn nhOm sau:
-C ơ tinh;
- Lý tinh;
- Hỏa linh;
- Tinh công nghệ.
2 .2 .1 .C ơ tín h
Cơ tinh la nhũ٠ng tinh chất dặc tiamg cho khả năng chiu tdc dộng cơ học (tải trọng,
ma sát mài mòn...) cUa vật liệu. Chúng đuợc đánh giá qua các cl١ỉ tiêu sau dây:
a) Độ bển
Là khả năng của vật liệu chịu tác dụng của ngoại Iqc mà không bị phá huỷ, duợc
đánh giá qua giới hạn bền kéo (ơk), giới tiạn bền uốn (σ٧), giới hạn bền nén (.n ). Độ
bền duợc xác định bằng mẫu thU tiêu chuẩn, sơ dồ do trinh bày trên hlnh 2.2.
Công thUc xác định giá trị độ bền:
21

Độ bền kéo:

^

[ N/mm ‫ ؛‬l

F
M)
M

Độ bền uốn:

٠“

Độ bền nén;

[N/mm-]

w

[N/mm^]

F
M)

trong đó;
Pk١Pn١p٧ - ،ực kéo, krc nén và lực uốn lớn nhất mà mẫu không bị phá hủy;
Fq - tiết diện ngang mẫu thử, F() =

;

,
.
١
^
p/
Mu - mô men uôn lớn nhât mà mâu không bị phá hủy, M ٧ = —‫؛؛‬- ;

w

,
'
'
~
- mô men chông uôn của tiêt diện ngang mâu thừ,

hình tròn) hoặc

w=

bh^

w=

Ttd^
32

(tiêt diện ngang

là

(tiết diện ngang là hình chữ nhật).

Ị

/

Pu

/
١

١«J

٠٠-٠‫؛‬

Ị
m m m

ịh
(l)

٠

r"

b)

b

c)

Hình 2.2. Sơ đồ đo độ bền
a ) Độ hển kéo : b ) Độ bển uốn; c ) Độ bển nén
b) Độ cứtig
Là khả năng chống biến dạng cục bộ của vật liệu khi chịu tác dụng của ngoại
lực thông qua một vật cứng (mũi đâm). T ùy thuộc phương pháp đo, người ta chia
ra các loại:
+ Độ cứng Brinen;
+ Độ cứng Rôcoen;
+ Độ cứng Vicke.

Độ cứng Brinen: sử dụng tải trọng tiêu chuẩn p (đối vófi thép và gang p = 30D^) để
ấn viên bi bằng thép đã nhiệt luyện (đường kính D = 10; 5 hoặc 0,25 mm) lên bề mặt vật
liệu cần thử (hình 2.3a).
22


Hình 2.3, Sơ đó do độ củiv^
a) Brinen; b) Rôcoen: c) Vicke
Độ cứri2 Brinen được tính theo công thức;
hb

4

[kG/mm٦]

F

trong đó:
p - lực tác dụng, (kG);
F - diện tích mặt chỏm cầu của vết lõm, (mm^);
Độ cứng Brinen dùng đo vật liệu có độ cứn. thấp (< 450 HB).

Độ cứng Rôcoen: (hình 2.3b) đuợc xác định bằne cách dùng tải trọng p ấn viên bi
băng thép đã nhiệt luyện, có đường kính D = 1,587 mm tức là 1/16” (thang B) hoặc mũi
hỉnh côn bằng kim cưong có góc ờ đỉnh 120. (thang

c

hoặc A ) lên bề mặt vật liệu thử.

Khi thử, trị số độ cứng được hiển thị trực tiép bàng kim trèn đồng hồ đo. Độ cứng
Rôcoen thang B ký hiệu HRB được dùng để đo vật liệu ít cứng; HRC và HRA (khi
dùng mũi côn kim cương) được dùng đế đo vật liẹu có độ cứng cao (> 4500 N/mm‫) ؛‬.

Bảng 2.1. Chọn thang đo độ cửng Brinen - Rôcoen
Độ cứng
Brinen HB

Thang đo
Rôcoen màu)

60 - 230
230 700
>700

B (đỏ)

c (đen)
A(đen)

Mũi
đâm
Bi thép
Kim cương
Kim cương

Tẩi trọrỉg
chính p íN)

Ky hiệu dộ
cứng Rôcoen

Giới hạn cho phép
thang đo Rôcoen

1000
1500
600

HRB
HRC
HRA

25 - 100
20 - 67
>70

Độ cứng Vicke: dùng mũi đâm hình chóp có góc vát ờ đỉnh a = 136°, chế tạo bằng
kim cương (hình 2.3c), dùng đo độ cứng trong phạm vi nhỏ. Giá trị độ cứng Vicke (HV)
xác định theo công thức sau:
HV = 1,8544
d^
trong đó:
p - tải trọng tiêu chuẩn, (kG);
D - đường chéo của vết lõm, (mm).
23


‫‪0‬ﺝ‪ (1‬ﺃ‪1‬ﺃﺍﺃ ‪0١1‬‬
‫ﺀ'‪ 0‬ى ة ‪ ١‬ﺀ‪٠‬ﻻ ! ‪ 1‬ﻻ ‪ 0‬ة ﻻ ﻻأاﺀ ‪ dụng‬ﺀ دا ﻻا ح ﺀ ؛ ‪ ٧ k h‬ﺟﺎ‪ 1 1‬ﻻ ‪ ٧‬ﻻﻧﺎ ﺀ ‪ ٧‬ن ‪ 0‬ح ‪ 0‬آ‪ ٧‬ج ‪ 0‬و ل ‪ ٦‬ﻟﺦ؛ة ‪ khả năng‬ﻧﺪل‬
‫‪ 1‬أ؛ ل ﻻ ﻻل ة ﻻ ‪ 9‬ىا ﻻ ه ؛ ة ‪ tính theo phần trăm‬ؤ!‬

‫ﻭﺍ‬

‫ﻻ‪ (% ) 1‬ج ا ‪ 0‬ل ‪٦0‬ل ‪ ٠‬ا ا ا د ل ﻻﻵل ‪ 0‬ة ﻻﻻ ‪ á ٩‬؛ ‪dánh g‬‬

‫‪:‬ﻻﻻل ﻻﻻة ‪ 1‬ة ل ﻻ ‪ chie‬د‪ khi kéo ٧‬ﻟﻼﺣﻼ ﻻق!‬
‫)‪.100 (%‬‬

‫ﻢ‬
‫‪,‬ﻟ‬

‫د د ة‬
‫‪,‬ﻟﻢ‬

‫‪ ).‬ﻵ ﻻ ﻻ ( ‪ khi kéo ,‬ﻻﻻ‪ 8‬ة‪ ٧‬ﺀق'اا‪ ٢‬أ ﻻ ‪ mẫ‬ا د ل ‪ 0‬ل ‪١ -‬ﻟﻢ ‪0,‬ﻟﻢ ‪ 0 :‬ل §ﻻ‪"0‬ﻷ‬
‫‪ .‬ذﻻ‪ gược 1‬ﻻ ة ‪ ٧‬ﻫ ﺨ ﻞ ‪ g‬ﻻ ة ‪ c‬ا ة‪ 1‬ﻻق‪ g 1‬ﻻ ة ‪ c‬ج ‪ 0‬ﺀ ﻻؤذا أﻻ ‪٧‬‬

‫< ‪) 0 6‬ﻝ‬
‫)‪ (ak‬؟ﺅﺝ ‪va 1‬ﻻ‪1‬‬
‫‪} phá‬ة ‪ không‬ة ‪ ập m‬ل ﻻ ‪ g ٧‬ﻻ ‪ trọ‬ﻧﺪل ﻻا ة ﺀ ﻻؤذا ا ؤ ‪ ٧‬ﻻﻻﺀ ‪ g‬ﻻ‪ ă‬ﻻ ‪ khả‬ة‪ đập 1‬ﻻ ‪ ٧‬اﻻل ‪0 6‬‬
‫أ ﻏﺎأ د ‪ ٧‬ﻻ ‪ m ẫ‬ة ‪ ٧‬ة ‪ k h l p h‬ﻻ‪ ٢‬ة ﻻ ا‪ 1 5‬ﺀ ا ة أ ﻻﻻﺀ ‪ g‬ﻻ ‪ ô‬ﺀ ‪ giữa 50‬؛‪ g 1‬ﻵ‪ bằ‬د ؛ ة ‪ đánh‬ﺀ‪ ượ‬ل ‪ ۶١‬ﻻ ة‬
‫; ﻻةأ ﻻ ‪ m ẫ‬ﻻ ؤا ل‬

‫‪ 2),‬ﻻﻻﻻ‪/‬ل(‬

‫‪٨‬‬
‫‪0‬‬

‫= ‪،‬اﻷ‬
‫ل‪trong :0‬‬

‫ل( اﻻ(;‪ y mẫ‬ة‪ m g‬ة‪ đập l‬ﻻ ‪ khi ٧‬ﻻ‪ ٢‬ة ﻻا‪ 5‬ة ﻻ ‪ 6‬ﺀ ‪٨ -‬‬

‫? ‪ -‬اﻻ‪1‬ﻻ( ‪,‬ﻻﻻ ^ ﻻؤﻧﻞ اﻻﻻ ةﺀ'ا‪ 1‬ﻻؤﻧﻞ‪.(2‬‬
‫ة ﺀ ﻻؤال اﻻﻻ ﻵﺀ ﻫ ﺔأ ﻻ& ‪ №. м ẫ‬ﻻؤا‪ 1‬ﻟ ﺆ‪ ٧‬ﻻﻻﺀ اﻻﻻﻻﺀ ﻻ ‪ ٧‬اﻻل ؤل ﻻل ﻻل ‪ 50‬ا ؤدة ا‪ 1‬ﻻ ﻗ ﺄ ‪ 2.4‬ة ﻻ‬
‫أ ةا ﻻ ﻻج‪ πâng 1‬ﺀﻻﻻل )‪ lrọng (1‬ا د‪, 1‬ﻻل ؛ ‪ . Kh‬ﺀ‪ tam gia‬ﻻؤال ‪ 1‬ﻻﻻ ‪ khía‬ﻻ ‪ ٧‬ﻵﺀ ﻻ‪ giữ1‬ة ﻻ'ﻟﺔﺀ ‪ ١‬ﺀؤة ﻻ‬
‫اﻻ‪٢‬‬

‫ة ‪ 6 ٧‬ﻻا ل ﺀﻻﻻﻻ ﻻﻻﺀ ‪ 0‬ل‬

‫ة‪) g‬ﻻﻻاﻻ ﻻة‪ống đập 2) ٧‬ﻻ‪x‬‬
‫‪ m gãy‬ة‪), l‬ﻻﻻﻻا ة )‪ g3‬ﻻج‪1٢‬‬
‫‪ một‬ﻻج‪ 1‬ة ﻻ‪ 3‬ﻻ ﻵل ﻻﻻ‪, 5‬ﻻﻻ‪ ٦‬ﻻ‬
‫ﻻة ‪ ٧‬ﻻ ﻻ ه ‪ nh.‬ا ل أﻻةال ﻻﻻﺀ ﻻل‬
‫ة ‪ ٧‬ﺀ ﻵ ﻻآ‪ 1‬ﻻﻻﺀ ﻻل ة ﺀ‪ 6‬ا ةاﻟ ﺠ ﺔ ﺀ‬
‫ا‪ 1‬ﻻا ل ﺀ‪ xá‬ﻻﻻل ﻻ ‪ ٧‬؛‪٧ kh‬ﻻ‪5‬‬

‫د ‪ 6‬ﻻ ؛ ‪ kh‬ﻻ‪ ٢‬ة ﻻا‪ ông 5‬ﺀ ﺀﻻﻻل‬
‫‪7‬ا«(‪6‬ﺀ ‪Hinh 2.4. Sa do thitd6 dai va‬‬
‫‪/?،7,’ 3) 0 (1111011‬؛ «‪ trong ; 2) 4/0‬ﻟﻤﺰ‪ 7’،‬اﻟﻢ‬

‫‪hủy mẫu.‬‬
‫ﺍ ‪0‬ﺍﺍﺍ ‪1‬ﻷﺍ„ ﺟﺎ‪0‬ﺍﺍﺀ‬

‫ة‪ ٧‬ﺀ ‪ xú‬ﻻة؛أ ‪ ứng‬ﺀ ‪ bề mặt‬اﻵ ‪ ٧‬ﺀؤ‪ m ٧1‬ة ‪ l‬؛‪ kh‬ﺀ ﻻة ﻻﺀ ال‪ 5‬ا‪ 0‬؛ة ‪ m‬ﻻ‪ 5‬اﻻ‪ hống 1‬ﺀ ‪ khả năng‬د ا‬
‫؛ة ‪ m‬إ ة ﻻﻻ؛‪ 1‬اﻻ ‪ lượng ٧‬ا ﻻ ة ‪á‬؛ ‪ g‬ة‪ 0‬ة ل ﺀﻻﻻل ‪ 01011‬؛د ‪ hổng m‬ﺀ ةال'ا ‪. 7‬ﻻﻻا‪11‬ﻻ ‪ mặt ٧‬ﺀ ة ﻻج‪ ٢‬ا‬
‫‪ 1.‬د‪ khảo 5‬ة ﺀ‪0 11‬ﻻ؛ل إ ‪ ٧‬ااﻻل ‪ một‬اﻵ‪ ứng ٧‬ة ‪ 0‬؛ل ‪ 1‬ﻻةال ‪ gian‬ا ﻵ ةا ‪ ảng‬ﻻ ‪mòn trong một kh‬‬

‫‪24‬‬


2.2.2. I.ý tinh
Lý tinh ‫ ا‬à những linh chất của vật !iệu thế h،‫ ؛‬n qua các hiộn tượng vật lý khi thành
٢h‫؛‬in hoả học cUa kini loại dó không bị thay dỏi. Nó dược đặc trưng bởi: khôi lượng
I'!êng, nh!ệl độ nóng chày, tinh dẫn nở, tinh dẫìiì nhiệt, tínlì dẫn điện và từ tinh...

2.2.3. Hóa tinh
Hoá tinh là nhUng tinh chất dặc trưng cho khả năng chống lại sự phá hủy bề mặt dưới
tảc dộng hóa học cda môi trrrCmg tiếp xúc bac) quanh nhrr: tinh chỊu ăn mòn, tinh chiu
nhiệt, tínli chỊu axit.
a) Tinh chiu ăn mòn: là độ bền của vật liệu đối với sự ăn mòn của môi trường
không khi ở nliiệt độ thrrờng.
b) Tinh chiu nhiệt: là độ bền của vật liệu dối VỚI sự ăn mòn của môi trường không
khi ờ nhidt độ cao.
c) Tinh chiu axít: là độ bền cUa vật liệu dối với sự ăn mòn cUa môi trường axít.

2.2.4. Tinh công nghệ

Tinh công nghệ là khả năng gia công vật liệu bằng các phương pháp công nghệ.
Chúng dược dặc trưng bởi các dặc tinh sau:
a) Tinh đúc
Là khả năng tạo hlnh bàng phương pháp dkic của vật liệu, xác định bởi độ chảy
lohng, độ co, tinh hoà tan khi và tinh thiên tích.
Độ chdy loãng la khà năng điền dầv khuOn và in hlnh rõ nét lOng khuôn khi dúc, độ
chdy loãng cdng cao thi khả năng điền dầy khuôn va in lilnh lòng khuôn càng tốt.
Độ co là mdrc độ co giảm thể tích khi vật liệu đdng dặc v'à nguội. Co ngót là nguyên
nhdn gây ra các loại rô co và ứng suât trong sản J)hâm dUc. ỉ )ộ cơ càng lớn, tinh dUc của
vật liệu càng thấp.
'1'ính hòa tan khi là khả năng hòa tan khi cUa vật liệu khi t‫؛‬ếp xúc với môi trường
trong quá trinh nấu luyện và rót khuôn. Ktií hòa tan làm giảm chất lượng vật liệu và gây
ra rỗ khi irong sản phấm dUc. Tinh hòa tan khi càng cao thỉ tinh đúc càng thấp.
Tinh thiên tích là tinh không dồng dều về thành phần hóa học giữa các vUng hoặc các
phần cda cUng một vật phẩm dUc. Tinh thiên tích càng cao thi tinh dúc càng thấp.
b) 1'ínìi rèn
Là khd năng tạo hình bằng biến dạng dẻo của vật liệu nhờ tác dụng của ngoại lực.
Tinh rèn dược xác dinh bOi độ dẻo cUa vật liệu, vật liệu càng dẻo (độ dãn dài tương dối
càng lớn) thi tinh rèn càng cao.
c) TỈÍIỈĨ hàn
Là khả năng tạo mối liên kết giữa hai phần hoặc hai chi tiết bằng các phương pháp hàn.
25


d>TínVicắtgọt
Là khả năng g‫؛‬a công vật !iệu bằng các phương pháp cắt gọt (khả năng hớt khỏi bề
mặt vật liệu một lớp kim loại).

2.3. t h E p
Thép là hợp kim của sắt với cacbon, trong dó hàm lưcmg cacbon không vượt quả

2 , 7 ‫إ‬%. Ngoài sắt và cacbon, trong thép thường chứa một số tạp chất như: silic, mangan,
phOtpho, lưu huỳnh, trong dó silic và mangan là tạp chất có lợi, còn phOtpho và lưu
huỳnh la tạp chất có hại.

2.3.1. Phân loạỉ
a) Dựa vào thành phan hóa học
-Thép cacbon;
-Thép hợp kim.
b) Dựa vào công dụng
- Thép thông dụng (thép chất lượng thường);
- Thép kết cấu;
- Thép dụng cụ;
- Thép có công dụng dặc biệt.

2.3.2. Thép cacbon
Thép cacbon là hợp kim của Fe và

c với

hàm lượng cacbon nhỏ hơn 2,14%. Ngoàí ra

trong thép cacbon còn chứa một lượng tạp chất như Sỉ, Mn,
những tạp chất có lợl còn

s và p thi

s, p ... Trong dó Si,

M n là

có hại vl gây nên dòn nOng và dòn nguội (cần hạn

chế < 0,03%).
Cacbon là nguyên tố ảnh hưởng lớn dến tinh chất cUa thép, cUng với sự tăng hàm
lưẹmg

c,

độ cứng và độ bền của thép tăng lên còn độ dẻo và độ dai lại giảm xuống.

c trong thép người ta chia ra:
- Thép cacbon thấp: c < 0,25%.
- Thép cacbon trung binh: c = 0 ,2 50 ,5 % .
- Thép cacbon cao: c > 0,50%.

Theo hàm lượng

Thép cacbon có cơ tinh tổng hợp không cao, chỉ dUng trong xây dựng, chế tạo các
chi tiết chịu tải trọng nhỏ và vừa trong díều kiện áp suất và nhiệt độ thấp.
a) Thép cacbon chất lượng thường '(thép Cttcbon thông dụng)
Loại này cơ tinh không cao, chỉ dUng dể chế tạo các chi tiết máy, các kết cấu chịu tảỉ
trọng nhỏ, dược dUng nhiều trong ngành xây dựng, giao thông. Nhóm thép thông dụng
này hiện chiếm tớl 80% khối lượng thép dUng trong thtrc tế, thường dược cung cấp ở
dạng qua cán nOng (tẩm, thanh, dây, ống, thép hình; chữ u , I, thép g ó c ,...).
26