Nghiên cứu tính gia công của Vật liệu chế tạo máy và ứng dụng
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (175.11 KB, 26 trang )
Trờng ĐHBK Hà Nội
Tiểu luận môn:
vat lieu ung dụng
Khoa Cơ khí
Nghiên cứu tính gia công của
của vật liệu chế tạo
máy
Lời nói đầu
Hiện nay khi đất nớc ta đang trên thời kỳ phát triển,
sự nghiệp công nghiệp hóa , hiện đại hóa ngày càng
nhanh đòi hỏi mỗi ngành khoa học phải phát triển để
đáp ứng theo yêu cầu. Trong ngành cơ khí những năm
gần đây với sự phát triển đồng thời của công nghệ
thông tin thì ngành cơ khí đã và đang phát triển ở mức
cao phần nào đã nâng cao về chất l ợng, năng suất và hạ
giá thành sản phẩm.
Trong ngành chế tạo và sản xuất chi tiết máy cũng
vậy,
Nếu trong sản xuất chi tiết máy phục vụ cho sự
phát triển của nền công nghiệp hiện đại mà theo gô tich
truyền thống là cha đủ mà cũng phải cập nhật, áp dụng
những tri thức, kiến thức mới nhất của loài ng ời.
Để nâng cao tính cạnh tranh trong quá trình hội nhập
toàn cầu hoá, chúng ta cần phải phát triển theo h ớng hạ
thấp giá thành chi phí gia công trên cơ ở đảm bảo và
nâng cao chất lợng sản phẩm .Tối u hoá quá trình sản
xuất là một công cụ hữu hiệu để đạt đ ợc mục tiêu đó
(Trích lời nói đầu trong Tối u hoá quá trình cắt gọt
của PGS.TS.Nguyễn Trọng Bình).
Tuy nhiên để tốí u hoá đợc quá trình gia công thì
không thể không kể đến tầm quan trọng của việc xác
định tính gia công của vật liệuchế tạo máy. Có nh vậy ta
mới xác định đợc chế độ cắt hợp lý và kinh tế nhất.
Trờng ĐHBK Hà Nội
Tiểu luận môn:
vat lieu ung dụng
Khoa Cơ khí
Nghiên cứu tính gia công của
của vật liệu chế tạo
máy
Khi xác định chế độ cắt cho phôi liệu, ta chỉ việc nhân
chế độ cắt của vật liệu làm chuẩn trong nhóm với hệ số tính gia
công của vật liệu âý. Việc nghiên cứu tính gia công của vật liệu
là hết sức cần thiết với ngành chế tạo máy nói riêng và một quốc
gia vói chung. Với thành quả của chuyên đề nghiên cứu này sẽ
cung cấp những kiến thức để xây dựng đợc phơng pháp đánh
giá tính gia công của vật liệu bất kỳ của một quốc gia bất kỳ để
từ đó xác định đợc hệ số tính gia công. Với hệ số tính gia công
này làm cơ sở để xác định chế độ cắt khi gia công trên máy
truyền thống cũng nh khi gia công trên máy NC hay CNC hay
trung yâm gia công.
Là một giáo viên, đợc tham gia trong khoá học nâng
cao này, sau khi kết thúc môn học Nghiên cứu tính gia
công của vật liệu chế tạo máy và ứng dụng của nó
em đã đợc nhận thực hiện chuyên đề tiểu luận với chủ
đề:
I: Xây dựng phơng pháp luận xác định chế độ cắt cho
vật liệu đã biết của một nớc bất kỳ khi sử dụng hệ số tính gia
công k.
II: Xây dựng phơng pháp đánh giá tính gia công của vật
liệu khi cha biết mác hoặc vừa sản xuẩt. Bằng kiến thức về tính
gia công của vật liệu hãy thực hiện việc phân loại, xép nhóm vật
liệu theo tính gia công của chúng đối với phơng pháp tiện.
Cùng với kinh nghiệm của bản thân, thông qua kiến
thức môn học, Trong bài luận em có sử dụng tài liệu:
Trờng ĐHBK Hà Nội
Tiểu luận môn:
vat lieu ung dụng
Khoa Cơ khí
Nghiên cứu tính gia công của
của vật liệu chế tạo
máy
1, Nghiên cứu tính gia công của vật liệu chế tạo
máy và ứng dụng của nó
Phần trình bày dới đây của em đã nói lên phần nào
sự hiểu biết của mình sau khi sau khi đã đ ợc lĩnh hội
kiến thức mới của môn học.
Vì là học viên mới, tiếp cận với kiến thức ở tầm vĩ
mô, nhất là các kiến thức thuộc công nghệ cao nên không
thể tránh khỏi còn nhiều thiếu sót. Mong đ ợc sự đóng
góp ý kiến của Thầy giáo h ớng dẫn và các bạn đồng
nghiệp để đề tài đợc hoàn thiện hơn. Em xin chân
thành cảm ơn
Trờng ĐHBK Hà Nội
Tiểu luận môn:
vat lieu ung dụng
Khoa Cơ khí
Nghiên cứu tính gia công của
của vật liệu chế tạo
máy
Phần I:
Xây dựng phơng pháp luận xác định chế độ cắt cho
vật liệu đã biết của một nớc bất kỳ khi sử dụng hệ số
tính gia công k.
I.
khái niệm cơ bản về tính gia công của vật liệu:
1. Tính gia công của vật liệu:
Tính gia công của vật liệu là tổng hợp những tính chất của
vật liệu đợc gia công từ quan điểm sự thích hợp của nó đối với
gia công chi tiết bằng một phơng pháp cụ thể. Mức độ tính gia
công của vật liệu đã cho kết quả kinh tế và chất lợng của quá
trình gia công.
Một vật liệu nhất định này có tính gia công tốt hơn vật
liệu khác khi thời gian tiêu tốn cho cắt gọt nó càng ngắn, sự tiêu
tốn dụng cụ, năng lợng về thiết bị sản xuất càng nhỏ với việc cùng
đảm bảo yêu cầu kỹ thuật về độ chính xác kích thớc, hình dáng
của sản phẩm và độ nhám bề mặt.
Tính gia công của vật liệu không đánh giá đợc bằng số cụ
thể nh đồ bền, đồ cứng vật liệu. Trong điều kiện nào đó thì
cũng có thể đánh giá bằng một số cụ thể, nhng sang điều kiện
khác thì số đó lại khác. Cho nên ngời ta không cóêôs đo cụ thể
cho tính gia công, mà ngời ta chỉ dùng số đo cụ thể để so sánh
tính gia công của các vật liệu khác nhau mà thôi.
Tính gia công của vật liệu chịu tác động của một
loạtnhững nhân tố nh thành phần hoá học của vật liệu, phơng
pháp sản xuất, gia công nhiệt, cấu trúc tế vi, độ lớn của hạt và
mạng lới tinh thể. Cácd nhân tố kể trên, nhiều khi ảnh hởng một
cách tơng hỗ nhau đến tính gia công và không thể đánh giá
Trờng ĐHBK Hà Nội
Tiểu luận môn:
vat lieu ung dụng
Khoa Cơ khí
Nghiên cứu tính gia công của
của vật liệu chế tạo
máy
độc lập, riêng lẻ nhau. Tính gia công là một hàm số không chỉ
riêng của vật liệu gia công mà còn của phơng pháp gia công, loại
vật liệu làm dao... Tính gia công của vật liệu có thể đánh giá
theo chỉ tiêu nh hình dạng của phoi, độ ổn định của kích thớc
sau khi gia công, lực cắt, độ nhám bề mặt, độ mòn của dụng cụ
cắt....
Tuỳ các chỉ tiêu đánh giá mà ta có các khái niệm:
2. Tính gia công động học:
Là khái niệm về tính gia công của vật liệu mà sự đánh giá
nó dựa vào vận tốc cắt. Nghĩa là vật liệu nào chịu đợc tốc độ
cắt V càng cao thì tính gia công càng tốt.
3. Tính gia công động lực học:
Là khái niệm về tính gia công của vật liệu mà sự đánh giá
nó dựa trên chỉ tiêu lực cắt. Nghĩa là vật liệu nào cho lực cắt
càng nhỏ thì tính gia công càng tốt.
4. Tính gia công hình học tế vi:
Là khái niệm về tính gia công của vật liệu mà sự đánh giá
dựa trên chỉ tiêu hình học tế vi của lớp bề mặt (R a ,R z ). Nghĩa là
vật liệu nào cho độ nhám bề mặt sau khi cắt càng nhỏ thì có
tính gia công càng tốt.
5. Tính gia công tuyệt đối:
Là khái niệm về tính gia công của vật liệu mà sự đánh giá
chúng dựa trên một chỉ tiêu nào đó với cùng một điều kiện nh
nhau. Sau đó so sánh các vật liệu đó với nhau hoặc với vật liệu
làm chuẩn trên cơ sở giá trị chỉ tiêu đánh giá.
Trờng ĐHBK Hà Nội
Tiểu luận môn:
vat lieu ung dụng
Khoa Cơ khí
Nghiên cứu tính gia công của
của vật liệu chế tạo
máy
Căn cứ vào sự so sánh này ta xác định đợc hệ số tính gia
công và từ đó xem mức độ khó, dễ gia công của các vật liệu
khác nhau.
II. Những quan điểm đánh giá tính gia công của vật liệu:
Hiện nay có rất nhiều quan điểm đánh giá tính gia công
của vật liệu. Các quan điểm đó đa ra đều có lý, đều đúng.
Nhng hiện nay ngời ta vẫn không ngừng đa ra các quan điểm
khác để đánh giá tính gia công của vật liệu. Những quan điểm
đã có để đánh giá tính gia công nh sau:
1.Quan điểm đánh giá dựa trên độ lớn của tốc độ
cắt:
Theo quan điểm này thì ngời ta xem xét các vật liệu, nếu
vật liệu nào chịu đợc tốc độ cắt lớn thì sẽ có tính gia công tốt,
hệ số tìm đợc là:
Vt
K= V
t .e
Trong đó: - V t tốc độ cắt ứng với tuổi bền T của dao của vật
liệucần nghiên cứu.
- V t.e là tốc độ cắt ứng với tuổi bền T nào đó của vật liệu đợc
chọn làm chuẩn (e: etalon).
1.1. Dựa vào độ bền của vật liệu:
Để đánh giá tính gia công của vật liệu theo quan điểm này
thì ngời ta đo độ bền của vật liệu, sau đó đi xây dựng công
thức:
V45.1
= ( b.2 ) x
V 45.2
b .1
Trờng ĐHBK Hà Nội
Tiểu luận môn:
vat lieu ung dụng
Khoa Cơ khí
Nghiên cứu tính gia công của
của vật liệu chế tạo
máy
Trong đó: - V 45.1 là tốc độ cắt ứng với tuổi bền 45 phút của
vật liệu1.
- V 45.2 là tốc độ cắt ứng với tuổi bền 45 phút của
vật liệu2.
- x là số mũ.
Vật liệu nào có độ bền cao thì tính gia công càng kém.
1.2. Dựa vào độ cứng của vật liệu:
Để đánh giá tính gia công của vật liệu, ngời ta tiến hành
đo độ cứng của vật liệu và tốc độ cắt cung tuổi bền 45.1 với
độ cứng của vật liệu nh sau:
V45.1
HB
= ( 2 )y
V 45.2
HB1
- y là số mũ.
- HB là độ cứng của vật liệu.
Vật lệu nào càng cứng thì chịu đợc tốc độ cắt càng thấp,
nghĩa là tính gia công càng tồi.
1.3. Dựa trên độ dãn của vật liệu:
Để đánh giá tính gia công của vật liệu, ngời ta có thể đo
độ dãn dài của vật liệu dới tác dụng của lực. Nghiên cứu cho thấy
vật liệu nào càng giãn dài thì cho tính gia công càng tốt.
V = C. m
Trong đó: - C là hằng số
- m là số mũ.
- Độ dãn của vật liệu
1.4.Dựa trên độ dẫn nhiệt và độ bền:
Ngời ta thực hiện đo độ dẫn nhiệt của vật liệu và đo độ
bền của vật
Trờng ĐHBK Hà Nội
Tiểu luận môn:
vat lieu ung dụng
Khoa Cơ khí
Nghiên cứu tính gia công của
của vật liệu chế tạo
máy
liệu, đợc thể hiện bằng công thức:
0 , 5
V T = C. 1,8
b
Trong đó: - C : hằng số.
- : hệ số dẫn nhiệt riêng của vật liệu.
- b : Hệ số độ bền của vật liệu.
1.5. Dựa vào độ mòn và tuổi bền của dụng cụ cắt:
Ngời ta làm 3 thí nghiệm sau:
- Thí nghiệm với thời gian dài.
- Thí nghiệm với thời gian ngắn.
- Thí nghiệm bằng phơng pháp tiện mặt đầu
2. Quan điểm về lực cắt:
Theo quan điểm này ngời ta tiến hành đo lực cắt trên các
mẫu khác nhau, vật liệu nào cho lực cắt càng nhỏ thì cho tính
gia công càng lớn. Xác định đợc hệ số:
K=
Trong đó: -
Fz
Fz .e
F z là lực cắt theo phơng z của vật liệu gia
công.
- F z.e là lực cắt pháp tuyến theo phơng z của vật
liệu làm chuẩn.
3.Quan điểm về chất lợng bề mặt sau khi gia công:
Theo quan điểm này ngời ta tiến hành cắt vật liệu sau đó
đo dộ nhám bề mặt và vật liệu nào cho độ nhám bề mặt càng
nhỏ thì tính gia công của nó càng tốt.
4. Đánh giá tính gia công dựa trên đo độ phóng xạ:
Trờng ĐHBK Hà Nội
Tiểu luận môn:
vat lieu ung dụng
Khoa Cơ khí
Nghiên cứu tính gia công của
của vật liệu chế tạo
máy
Trong quá trình cắt lỡi cắt của dao sẽ bị phóng xạ do dòng
các hạt Nitơron và phần mòn của dao cũng bị phóng xạ. Ngời ta
đo độ phóng xạ của phoi cắt ra cùng một khối lợng phoi.
Ta có hệ số phóng xạ:
n
ne
K=
Trong đó:
- n: số xung khi đo phóng xạ của vật liệu nghiên cứu
bất kỳ.
- n e : số xung khi đo phóng xạ của vật liệu đợc chọn
làm chuẩn.
5. Dựa trên sự hình thành của phoi:
Với phơng pháp này ngời ta đem cắt vật liệu rồi sau đó đo độ
co rút phoi. Độ co rút phoi có hai hệ số:
+ Hệ số co rút phoi dọc:
l1
Kl = l
+ Hệ số co rút phoi ngang:
a
Ka = a 1
1
6. Phơng pháp đánh giá không trực tiếp:
Có 3 phơng pháp:
- Dùng búa thử.
- Dùng khoan.
- Phơng pháp không phá huỷ vật liệu.
7. Đánh giá tính gia công cho phơng pháp mài:
Đối với phơng pháp gia công này, tức là mài với hạt tự do (hạt
mài đợc gắn kết thành đá mài) ngời ta cũng dựa trên các chỉ
Trờng ĐHBK Hà Nội
Tiểu luận môn:
vat lieu ung dụng
Khoa Cơ khí
Nghiên cứu tính gia công của
của vật liệu chế tạo
máy
tiêu đánh giá về lực cắt, công xuất cắt, lợng ăn dần vật liệu khi
mài.
thông dụng nhất ngời ta thờng sử dụng chỉ tiêu đánh giá dựa trên
phơng pháp đờng cong phát tia lửa.
III. Xác định chế độ cắt cho một vật liệu bất kỳ:
1.Tiêu chuẩn hoá tính gia công của vật liệu:
Để dễ dàng chọn chế độ cắt ngời ta biến tiêu chuẩn hoá
đối với tính gia công của vật liệu. Theo các tiêu chuẩn này các vật
liệu đợc chia thành các nhóm cơ bản. Để xác định đợc chế độ
cắt ta phải tiến hành xác định bảng biểu theo các chỉ tiêu sau:
1.1. Phân chia vật liệu theo nhóm tính gia công:
Với kết quả nghiên cứu tính gia công, xác định chế độ cắt
khi gia công
thì ngời ta phải chia phải chia tất cả các vật liệu chi tiết máy ra
thành các họ vật liệu và sau đó trong mỗi họ vật liệu lại chia
thành các nhóm, nếu chúng có cùng hệ số tính gia công nh nhau.
Nh vậy khi xác định chế độ cắt, nếu vật liệu đợc sếp cùng
một nhóm thì sẽ dùng cùnh một chế độ cắt khi gia công cắt gọt,
mặc dù mác vật liệu có thể khác nhau. Đây là một ý tởng rất
quan trọng, vì nó đã giảm đợc một số lợng các bảng tra cũng nh
cách tính toán chế độ cắt cho các loại vật liệu chi tiết máy.
a.Chia vật liệu theo các họ:
Trong tất cả các loại vật liệu chi tiết máy ngời ta chia ra các họ
sau:
- Họ vật liệu gang: ký hiêu a
- Họ vật liệu gang xám và gang ủ: ký hiêu a
Trờng ĐHBK Hà Nội
Tiểu luận môn:
vat lieu ung dụng
Khoa Cơ khí
Nghiên cứu tính gia công của
của vật liệu chế tạo
máy
- Họ vật liệu thép và thép đúc: ký hiêu b
- Họ vật liệu đồng và hợp kim đồng: ký hiêu c
- Họ vật hợp kim nhẹ: ký hiêu d
Ngoài 4 loại cơ bản trên còn có:
- Chất dẻo: ký hiệu e
- Các chất khoáng tự nhiên: ký hiệu f
- Các chất tạo lớp: ký hiệu g
- Cao su: ký hiệu h
b. Chia các vật liệu trong mỗi họ thành các nhóm :
Trong mỗi loại vật liệu, ngời ta chia thành 20 nhóm (120)
và nhóm càng cao thì cao tính gia công càng tốt.
- Gang: 1a, 2a ,3a, 4a, 5a, 6a, 7a........20a
- Thép: 1b, 2b, 3b ,4b ,5b, 6b ,7b..........20b
- Đồng : 1c, 2c, 3c, 4c, 5c ,6c, 7c............20c
- Nhôm: 1d, 2d, 3d, 4d, 5d, 6d, 7d...........20d
Với cách phân nhóm này thì vật liệu nhóm 1 là khó gia công
nhất và ở nhóm thứ 20 là dễ gia công nhất. Trong nghành chế tạo
máy thì vật liệu thông dụng nhất thuộc nhóm 7 dến 18
Nguyên tắc đợc xếp vào cùng một nhõm tính gia công là
điều kiện gia công nh nhau, tuổi bền nh nhau và giá trị theo
chỉ tiêu đánh giá nào đó phải nằm trong một giới hạn nhất định.
Phải có cùng điều nh sau;
- Chiều sâu cắt và độ lớn chạy dao
- Hình học lỡi cắt của dao
- kích thớc và dạng dao
- Loại vật liệu dao
- Độ lớn mòn của lỡi cắt
- Kích thớc và hình dạng chi tiết
Trờng ĐHBK Hà Nội
Tiểu luận môn:
vat lieu ung dụng
Khoa Cơ khí
Nghiên cứu tính gia công của
của vật liệu chế tạo
máy
- Phơng pháp gá vật mẫu
- Độ cứng vững của hệ thống công nghệ
1.2. Phân chia theo phơng pháp gia công:
Để tiêu chuẩn hoá tính gia công trong chế độ cắt ngời ta
chia thành 4 nhóm cơ bản sau:
+ Tiện: gồm tất cả các phơng pháp về tiện, bào, xọc, bào răng,
cắt ren bằng dao định hình.
+ Khoan: bao gồm tất cả các phơng pháp khoan khoét, doa
+ Phay: gồm các phơng pháp phay đứng, phay ngang, phay ren,
phay lăn răng
+ Mài: gồm tất cả các phơng pháp về mài, mài hạt kết dính, mài
tự do, mài ghiền, mài khôn...
Trong phơng pháp mài có tài liệu lại đa ra sự phân thành
các nhóm gồm:
+ Nhóm I : Cho những vật liệu khó gia công nh thép nitrid, crom,
xementit, thép hợp kim và thép tôi.
+ Nhóm II : Cho thép tôi
+ Nhóm III: Cho thép tinh luyện
+ Nhóm IV: Gang, kim loại không chứa sắt và những hợp kim của
nó
1.3 Số hoá ký hiệu vật liệu:
Theo phơng pháp này thì tất cả các loại vật liệu đợpc ký hiệu
bằng một hệ thống số. Với hệ thống số đó thể hiện đợc mác vạt
liệu, cơ tính của vật liệu, chất lợng vật liệu, trạng thái của vật
liệu.
a. Vật liệu thép:
Trờng ĐHBK Hà Nội
Tiểu luận môn:
vat lieu ung dụng
Khoa Cơ khí
Nghiên cứu tính gia công của
của vật liệu chế tạo
máy
Với họ vật liệu thép lại đợc chia ra nhiều loại vật liệu khác nhau
nh thép chịu gia công áp lực, thép đúc, thép các bon, thép kết
cấu,thép dụng cụ, thép hợp kim....
* Thép gia công áp lực:
Đợc ký hiệu bằng hệ thống số: 1X. XXX. XX
- Hai số đầu : 1X thể hiện nhóm thép theo hệ thống số này có
các nhóm: 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 1 7, 18, 19.
Trong đó nhóm 11và12: là nhóm thép các bon chất lợng thờng.
Nhóm 12 là thép các bon kết cấu đợc tinh luyện bằng nguyên tố
các bon.
Nhóm 13, 14, 15, 16: thép kết cấu đợc tinh luyện bằng hợp kim
nhng với hàm lợng cao nh thép chịu nhiệt, thép chống gỉ...
Nhóm 18: thép hợp kim đợc thiêu kết bột (kim loại bột)
Nhóm 19: thép dụng cụ ( thép các bon dụng cụ, thép hợp kim
dụng cụ. thép gió)
+ Cặp số thứ 3 và thứ 4 ở nhóm thứ 10 12 chỉ độ bền kéo bé
nhất và trung bình
+ Số thứ 5 ở nhóm 10 12 thể hiện chất lợng của thép.
+ Hai số sau cùng số thứ nhất thể hiện trạng thái của vật liệu.
Thép đúc:
Đợc ký hiệu bằng hệ thống số: 422XXX. XX
- Hai số đầu tiên (42) là vật liệu bằng phơng pháp đúc
- Hai số tiếp theo (2X) thể hiện là nhóm thép
Nhóm 26: thép các bon đúc
Nhóm 17, 27, 29: thép hợp kim đúc
- Số thứ 5 cho biết ở nhóm 26 thể hiện chất lợng của thép, ở
nhóm 27, 28, 29 thể hiện tên thép hợp kim.
b. Vật liệu gang:
Trờng ĐHBK Hà Nội
Tiểu luận môn:
vat lieu ung dụng
Khoa Cơ khí
Nghiên cứu tính gia công của
của vật liệu chế tạo
máy
Đợc ký hiệu bằng hệ thống số: 42 24 XX. XX
Trong đó :42 là vật liệu đúc
24 là gang xám (25 là gang ủ, 26 là gang rèn)
Ví dụ: 42 24 15 trong đó:
42 là gang đúc
24 là gang xám
15 là độ bền kéo
1.4. Tính toán và xếp nhóm gia công:
Đối với một vật liệu mới đợc sản xuất hoặc mới nhập từ nớc
ngoài về cha biết mác, do cha xác định đợc chế độ cắt khi gia
công. Ta phải thực hiện đánh giá tính gia công của vật liệu mới
đó, theo một chỉ tiêu nào đó.
VD: Theo chỉ tiêu về tốc độ cắt
Theo chỉ tiêu về lực cắt
Theo chỉ tiêu về diện tích dới đờng cong phát tia lửa...
Ta sẽ có đợc một giá trị tuyệt đối nào đó. Và đem giá trị
chỉ tiêu đó so sánh với giá trị chỉ tiêu của vật liệu chọn làm
chuẩn trong họ vật liệu.
Ta đi xác định đợc hệ số tính gia công:
Giá trị chỉ tiêu của vật liệu nghiên cứu
K= ------------------------------------------------Giá trị chỉ tiêu của vật liệu chuẩn cùng họ
Ta đợc số nào đó.
Quãng cách trong các nhóm sẽ đợc định giá bởi công bội q
q= 10 10 =1.26
Và vật liệu chọn làm chuẩn sẽ có hệ số tính gia công K c =1.0
Vật liệu ở nhóm thấp hơn sẽ có hệ số tính gia công:
Trờng ĐHBK Hà Nội
Tiểu luận môn:
vat lieu ung dụng
Khoa Cơ khí
Nghiên cứu tính gia công của
của vật liệu chế tạo
máy
Kc
1
K thap = ------- = --------- = 0.79
q
1.26
Vật liệu ở nhóm cao hơn thì sẽ có K cao = K c .q = 1x1.26 = 1.26
Nhóm 1 .....
0,79
; 0,79; 1,0; 1,26; (1,26 x 1,26)........ 20
1,26
Qua đó ta thấy chế độ cắt của nhóm vật liệu chuẩn sẽ là
một giá trị nào đó mà chúng ta phải nghiên cứu. Và chế độ cắt
của vật liệu ở nhóm thấp kế bên vật liệu chuẩn sẽ bằng chế độ
cắt của vật liệu chuẩn chia cho 1.26 hay nhân với 0.79
Chế độ cắt của nhóm cao kế bên sẽ bằng chế độ cắt của
vật liệu chuẩn nhân với 1.26
Từ ý tởng này, đối với mỗi một họ vật liệu, ta chỉ nghiên cú
với một loại vật liệu chuẩn.
ở máy cắt kim loại, sự thay đổi tốc độ hay lợng chạy dao
thì phải có hộp tốc độ và hộp chạy dao. Và sự khác nhau về tốc
độ lợng chạy dao cũng đợc hơn kém nhau bởi cung bội q trong sơ
đồ lới vòng quay. (q=1.26)
Trong mỗi họ (a,b,c,d) ta chọn một vật liệu làm chuẩn.
Ta có - Bảng 4 -2: Bảng vật liệu đợc chọn làm chuẩn
Vật liệu chuẩn
Vật liệu
Loại
Nhóm
Loại
Nhóm
Hệ số
tính
gia
công
Gang
Gang ủ
Thép
a
1a20a
Gangxám
11a
1,0
14b
1,0
190HB(42241)
b
1b20b
Thép kết cấu thờng
Trờng ĐHBK Hà Nội
Tiểu luận môn:
vat lieu ung dụng
Khoa Cơ khí
Nghiên cứu tính gia công của
của vật liệu chế tạo
máy
Thép
hoá
đúc
=116001( b
60kg/mm2)
Kim loại
không
sắt
Kim loại
nhẹ
c
1c20c
Đồngthan90HB
12c
1,0
12d
1,0
(423223)
d
1d20d
Hợp kim nhôm 10HB
(424201)
Căn cứ vào lý luận trên ta thiết lập đợc giá trị hệ số tính gia
công và giới
hạn của
nó thể hiện ở bảng 4.3
Hệ số tính gia Nhóm tính gia công
công
Phạm vi
Trung
Gang
Thép
Gang ủ
Đồng
Nhôm
0.045-
bình
0.050
xám
-
1b
-
-
-
0.056
0.063
-
2b
-
-
-
0.057-
0.08
-
3b
-
1c
1d
0.071
0.1
1a
4b
-
2c
2d
0.072-
0.126
2a
5b
1a
3c
3d
0.089
0.16
3a
6b
2a
4c
4d
0.090-
0.20
4a
7b
3a
5c
5d
0.112
0.25
5a
8b
4a
6c
6d
0.113-
0.31
6a
9b
5a
7c
7d
0.14
0.40
7a
10b
6a
8c
8d
0.15-0.18
0.50
8a
11b
7a
9c
9d
0.19-0.22
0.63
9a
8a
10c
10d
12b
Trờng ĐHBK Hà Nội
Tiểu luận môn:
vat lieu ung dụng
Khoa Cơ khí
Nghiên cứu tính gia công của
của vật liệu chế tạo
máy
0.23-0.28
0.80
10a
13 b
9a
11c
11d
0.72-0.89
0.9-1.12
1.13-1.41
1.0
1.26
11a
12a
14b
15b
10a
11a
12c
13c
12d
13d
1.42-1.78
1.60
13a
16b
12a
14c
14d
1.79-2.24
2.0
14a
17b
13a
15c
15d
2.25-2.28
2.5
15a
18b
14a
16c
16d
2.83-3.55
3.15
16a
19b
15a
17c
17d
3.56-4.47
4.0
17a
20b
16a
18c
18d
4.48-5.62
5.0
18a
-
17a
19c
19d
5.63-7.08
6.3
19a
-
18a
20c
20d
7.09-8.92
7.9
20a
-
19a
-
-
0.29-0.35
0.36-0.4
0.45-0.56
0.57-0.71
Giá trị chỉ tiêu của vật liệu nghiên
cứu
Dựa trên chỉ tiêu K=
----------------------------------------------Giá trị chỉ tiêu của vật liệu chuẩn
Sau khi xác định đợc hệ số K, ta phải đối chiếu với bảng
4.3 thì ta sẽ xác định đợc vật liệu gia công ấy thuộc nhóm tính
gia công nào.
Bảng 4.3 để tìm ra vật liệu mới ra lò, mới sản xuất, cha biết
mác. Ta đi xác định chỉ tiêu gia công, đến hệ số gia công, đến
xác định thuộc nhóm tính gia công nào.
Riêng đối với phơng pháp mài, ngời ta chia ra làm 10 nhóm.
Vật liệu thép: (Từ 1b-10b)
Trờng ĐHBK Hà Nội
Tiểu luận môn:
vat lieu ung dụng
Khoa Cơ khí
Nghiên cứu tính gia công của
của vật liệu chế tạo
máy
Với vật liệu chuẩn 141094(nhóm 5b) thực hiện ở bảng 4.4
Hệ số
thời
gian
mài K
3b
Nhóm tóm gia công
4b
5b
6b
7b
1
2b
b
1.
1.55 1.34 1.16 1.0
8b
9b
10 b
0.87 0.75 0.65 0.56 0.49
8
Đối với vật liệu là gang xám
Vật liệu chuẩn 422420 (nhóm 8a), ta thực hiện ở bảng 4.5
Hệ
số
thời
gian
Nhóm tóm gia công
1a 2 a 3 a 4 a 5 a 6 a 7 a 8 a
2.1 1.95 1.75 1.56 1.4 1.25 1.12 1.0
9a
0.9
10 a
0.81
8
mài K
Đối với vật liệu đồng.
Với vật liệu chuẩn 243213 (nhóm 10c) ta thực hiện theo
bảng 4.6
Hệ
số
thời
gian
mài K
Nhóm tóm gia công
1c 2 c
3c
4c
5c 6c
7c
8c
2.3 2.12 1.93 1.76 1.6 1.46 1.33 1.2
9c
1.1
10 c
1.0
3
Độ chênh lệch giữa các nhóm cho bằng hệ số công bội q=
25
10 = 1.10
Trên cơ sở của các lý luận trên mà đã nghiên cứu chia tất cả
các vật liệu đã có theo 4 phơng pháp gia công cơ bản thành các
nhóm.
Thể hiện ở bảng 4.7
Ký hiệu Tính chất cơ học
Nhóm tính gia công
Trờng ĐHBK Hà Nội
Tiểu luận môn:
vat lieu ung dụng
Khoa Cơ khí
Nghiên cứu tính gia công của
của vật liệu chế tạo
máy
thép
b(kg/m
HB
Tiện
Phay
Khoan
Mài
10370
m2)
37-45
-
16b
13b
13b
10b
10451
45-55
-
15b
14b
14b
10b
10500
min50
-
15b
14b
14b
10b
10650
min 65
-
14b
13b
13b
10b
10800
min 80
-
12b
13b
13b
10b
11340
34-42
-
16b
13b
13b
10b
11370
37-45
-
16b
13b
13b
10b
11420
42-50
-
16b
13b
13b
10b
11500
50-60
-
15b
14b
14b
10b
11600
60-70
-
14b
14b
14b
8b
11700
70-85
-
12b
13b
13b
8b
11801
80-95
-
12b
12b
12b
9b
11901
95-130
-
11b
11b
11b
9b
12010
37-45
~110
1tb
15b
15b
9b
~
~
~
~
~
~
~
Để thực hiện xác định hệ số tính gia công của một vật liệu
bất kỳ của một nớc bất kỳ, cần có bảng cân ngang thể hiện vật
liệu của Tiệp Khắc tơng đơng với vật liệu nào đó của nớc nào
đó. Thể hiện ở bảng 4.8
Bảng 4.8: Ký hiệu vật liệu của các nớc
ST
T
1
2
3
4
5
Liên Xô Trung
CT0
CT5
60T
50T
40X
Quốc
A0
A5
60Mn
50Mn
40Cr
Triều Tiên
Tiệp
Ba Lan
Nhật
0
5
50Mn
50Mn
40Gr
Khắc
10001
11500
13170
13150
14140
STO
STS
50G
40H
5550
SGr4
Trờng ĐHBK Hà Nội
Tiểu luận môn:
vat lieu ung dụng
Khoa Cơ khí
Nghiên cứu tính gia công của
của vật liệu chế tạo
máy
6
38XC
7
35XM
37CrSi
35CrM0
-
14341
15131
35Hm
SCM2
Dựa vào bảng này chúng ta biết đợc vật liệu bất kỳ của một
nớc nào đó, tơng ứng với Tịêp Khắc.
Dựa vào bảng 4.7 ta biết đợc vật liệu ấy thuộc vào nhóm gia
công nào.
Dựa vào bảng 4.3 ta xác định đợc tính gia công của vật
liệu. Từ đó ta tìm đợc chế độ cát cho vật liệu ấy.
Với phơng pháp này ta hoàn toàn xác định đợc chế độ cắt
cả bằng phơng pháp tra bảng, cả bằng phơng pháp tính theo
công thức, cả bằng phơng pháp tính tối u hoá của vật liệu bất kỳ,
của một nớc bất kỳ bằng tính tay hay bằng máy tính.
Trờng ĐHBK Hà Nội
Tiểu luận môn:
vat lieu ung dụng
Khoa Cơ khí
Nghiên cứu tính gia công của
của vật liệu chế tạo
máy
Phần II
Xây dựng phơng pháp đánh giá tính gia công của vật
liệu khi cha biết mác hoặc vừa sản xuất ra. Bằng kiến
thức về tính gia công của vật liệu hãy thực hiện việc
phân loại, xếp nhóm vật liệu theo tính gia công của
chúng đối với phơng pháp tiện. Với phơng pháp tiện mặt
đầu đã thực hiện cho các vật liệu sau :
a. Gang : cho 9 loại gang . Kết quả đo đờng kính vết dao
khi xẩy ra bị mòn thể hiện ở bảng với việc lấy G1 làm chuẩn.
STT
G1
G2
G3
G4
G5
G6
G7
G8
G9
1
91,5
84,5
82
172
84
113
87,5
115,5
165
Số lần đo de ( mm ) qua các lần
2
3
4
99,5
99
102,5
91
94
93
90
93
94,5
181,5
189
195
80
79,5
79,5
132,5
128
133,5
86
87,5
88,5
104
107,5
105
166,5
149,5
144
5
106,5
97
94
195
79,5
133,5
88,5
105
144
b. Thép : cho 7 loại thép . Kết quả đo đờng kính vết dao
khi xẩy ra bị mòn
thể hiện ở bảng với việc lấy T1 làm chuẩn.
STT
T1
T2
T3
T4
T5
1
65
144,5
94
218
92
Số lần đo de ( mm ) qua các lần
2
3
4
65
67,5
62,5
142,5
139
140,5
94
93
95
218
218
218
96
93
91,5
5
65
139
92,5
205
92
Trờng ĐHBK Hà Nội
Tiểu luận môn:
vat lieu ung dụng
Khoa Cơ khí
Nghiên cứu tính gia công của
của vật liệu chế tạo
máy
T6
T7
125,5
161,5
118,5
162
119
159
118
157,5
111,5
163
Bài giải
* Lập trình tính toán
Sau khi đa ra đợc phơng pháp đánh giá tính gia công, ta tiến
hành lập trình tính toán để đa ra kết quả hệ số tính gia công K cho
từng trờng hợp đối với cả vật liệu thép và gang.
Căn cứ vào hệ số tính gia công K tính toán, tiến hành tra bảng 43 (sách nghiên cứu tính gia công của vật liệu chế tạo máy và ứng dụng
của nó) để phân loại, xếp nhóm.
Chơng trình lập trình đợc viêt bằng ngôn ngữ lập trình Turbo
Pascal 7.0
Program tinhgiacong;
Type
dulieunhap = array[1..100,1..100] of real;
ghidulieu = array[1..100] of real;
var
i,j,n,m,a,sonhom: integer;
dei:dulieunhap;
ghi1, ghi2, ghi3:ghidulieu;
de,doc,ve,x,K: real;
tl,nhom, nhom1: String;
Begin
{ NHAP DU LIEU }
tl:='traloi';
While (tl<>'G') and (tl<>'g') and (tl<>'T') and (tl<>'t') do
Trêng §HBK Hµ Néi
TiÓu luËn m«n:
vat lieu ung dông
Khoa C¬ khÝ
Nghiªn cøu tÝnh gia c«ng cña
cña vËt liÖu chÕ t¹o
m¸y
Begin
Write('Tinh cho vat lieu GANG hay THEP (G/T):'); readln(tl);
End;
Write('Cho so mau can tinh = '); readln(n);
Write('So lan do cho mot mau = '); readln(m);
For i:= 1 to n do
Begin
For j:=1 to m do
Begin
Write('Nhap du lieu cua mau ',i,' lan do thu ',j,' = ');
readln(dei[i,j]);
End;
writeln('');
End;
a:=0;
while (a>n) or (a<=0) do
begin
Write('Vat lieu lam chuan 1.2.3...',n,' la: '); readln(a);
end;
{ TINH TOAN CAC THONG SO}
{tinh de va ghi vao mang ghi1}
For i:= 1 to n do
Begin
de:=0;
For j:=1 to m do
Begin
Trêng §HBK Hµ Néi
TiÓu luËn m«n:
vat lieu ung dông
Khoa C¬ khÝ
Nghiªn cøu tÝnh gia c«ng cña
cña vËt liÖu chÕ t¹o
m¸y
doc:= dei[i,j];
de:=de+doc;
End;
ghi1[i]:=de/m;
end;
{tinh toc do dai tuong duong va ghi vao mang ghi2}
if (tl='G') or (tl='g') then x:=0.15 else x:=0.18;
For i:= 1 to n do
Begin
if (ghi1[i]-30<=0) then writeln('*** SO LIEU NHAP KHONG DUNG
***');
ve:= exp(x*ln(ghi1[i]-30));
if (x=0.15) then ve:=0.2575*ve else ve:=0.2136*ve;
ghi2[i]:=ve;
End;
{Tinh he so tinh gia cong K va ghi vao ghi3}
For i:= 1 to n do
Begin
K:=ghi2[i]/ghi2[a];
ghi3[i]:=K;
End;
{SO SANH DE PHAN LOAI NHOM GIA CONG}
if (tl='T') or (tl='t') then
writeln (' *** VAT LIEU THEP - VAT LIEU ',a,' LAM CHUAN ***')
else
writeln (' *** VAT LIEU GANG - VAT LIEU ',a,' LAM CHUAN ***');
For i:= 1 to n do
Trêng §HBK Hµ Néi
TiÓu luËn m«n:
vat lieu ung dông
Khoa C¬ khÝ
Nghiªn cøu tÝnh gia c«ng cña
cña vËt liÖu chÕ t¹o
m¸y
Begin
if (ghi3[i]>=0.045) and (ghi3[i]<=0.056) then sonhom:=1;
if (ghi3[i]>0.056) and (ghi3[i]<=0.071) then sonhom:=2;
if (ghi3[i]>0.071) and (ghi3[i]<=0.089) then sonhom:=3;
if (ghi3[i]>0.089) and (ghi3[i]<=0.112) then sonhom:=4;
if (ghi3[i]>0.112) and (ghi3[i]<=0.14) then sonhom:=5;
if (ghi3[i]>0.14) and (ghi3[i]<=0.18) then sonhom:=6;
if (ghi3[i]>0.18) and (ghi3[i]<=0.22) then sonhom:=7;
if (ghi3[i]>0.22) and (ghi3[i]<=0.28) then sonhom:=8;
if (ghi3[i]>0.28) and (ghi3[i]<=0.35) then sonhom:=9;
if (ghi3[i]>0.35) and (ghi3[i]<=0.4) then sonhom:=10;
if (ghi3[i]>0.4) and (ghi3[i]<=0.56) then sonhom:=11;
if (ghi3[i]>0.56) and (ghi3[i]<=0.71) then sonhom:=12;
if (ghi3[i]>0.71) and (ghi3[i]<=0.89) then sonhom:=13;
if (ghi3[i]>0.89) and (ghi3[i]<=1.12) then sonhom:=14;
if (ghi3[i]>1.12) and (ghi3[i]<=1.41) then sonhom:=15;
if (ghi3[i]>1.41) and (ghi3[i]<=1.78) then sonhom:=16;
if (ghi3[i]>1.78) and (ghi3[i]<=2.24) then sonhom:=17;
if (ghi3[i]>2.24) and (ghi3[i]<=2.28) then sonhom:=18;
if (ghi3[i]>2.28) and (ghi3[i]<=3.55) then sonhom:=19;
if (ghi3[i]>3.55) and (ghi3[i]<=4.47) then sonhom:=20;
if (ghi3[i]>4.47) and (ghi3[i]<=5.62) then sonhom:=21;
if (ghi3[i]>5.62) and (ghi3[i]<=7.08) then sonhom:=22;
if (ghi3[i]>7.08) and (ghi3[i]<=8.92) then sonhom:=23;
if (tl='T') or (tl='t') then sonhom:=sonhom-3;
str(sonhom,nhom1);
