BỘ CÔNG THƢƠNG TRƢỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHI P NAM Đ NH GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN: CHẾ TẠO PHÔI HÀN NGÀNH/NGHỀ: HÀN TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP Ban hành kèm theo Quyết định số: /QĐ-… ngày……. NAM Đ NH, năm 2018 1 1 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm. 2 LỜI GIỚI THI U Trong những năm qua, cùng với sự phát triển của nền khoa học công nghệ trên thế giới, nền kinh tế của nước ta đã có nhiều biến đổi sâu sắc, trình độ khoa học kỹ thuật và công nghệ có nhiều tiến bộ vượt bậc, việc nắm bắt thông tin cũng như ứng dụng những thành tựu khoa học kỹ thuật ngày càng cao nhằm đáp ứng với những yêu cầu của xã hội.
Nhằm thực hiện nhiệm vụ đào tạo nguồn nhân lực kỹ thuật trực tiếp đáp ứng nhu cầu xã hội, dạy nghề đã có những bước tiến vượt bậc cả về số lượng và chất lượng. Chương trình khung quốc gia nghề hàn đã được xây dựng trên cơ sở phân tích nghề, phần kỹ thuật nghề được kết cấu theo các môđun, trong đó có bổ xung một số phần tự chọn để phù hợp với đặc trưng của mỗi trường. Để tạo điều kiện thuận lợi cho các cơ sở dạy nghề trong quá trình thực hiện, việc biên soạn giáo trình kỹ thuật nghề theo theo các môđun đào tạo nghề là cấp thiết hiện nay. Giáo trình Chế tạo phôi Hàn trong chương trình đào tạo nghề hàn được biên soạn theo hình thức tích hợp lý thuyết và thực hành.
Khi biên soạn cuốn sách này, chúng tôi đã tham khảo và chọn lọc các tài liệu có liên quan đến nội dung và nhiều tài liệu công nghệ hàn trong và ngoài nước, kết hợp với việc sử dụng nhiều kiến thức và kinh nghiệm trong thực tế sản xuất. Quá trình biên soạn các tác giả đã có rất nhiều cố gắng, nhưng không tránh khỏi những khiếm khuyết. Rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của bạn đọc để giáo trình được hoàn thiện hơn. Xin chân thành cảm ơn! Nam Định, ngày.
Tham gia biên soạn giáo trình 1. Nguyễn Xuân Trưởng – Chủ biên 2. Trần Xuân Dũng 3 MỤC LỤC Trang 1 Tuyên bố lý do 2 2 Lời giới thiệu 3 3 Nội dung mô đun 5 4 Bài 1: Giới thiệu tổng quát về phôi hàn 5 5 Bài 2: Chế tạo phôi hàn bằng mỏ cắt khí cầm tay 13 6 Bài 3: Chế tạo phôi hàn dạng tấm bằng máy cắt khí bán tự động 25 7 Bài 4: Chế tạo phôi hàn dạng tấm bằng máy cắt lưỡi thẳng 35 8 Bài 5: Chế tạo phôi hàn bằng máy cắt plasma 38 9 Bài 6: Chế tạo phôi hàn dạng tấm bằng máy cắt Oxi – khí cháy 45 và Plasma CNC 10 Bài 7: Mài phôi hàn 54 11 IV. Tài liệu tham khảo 61 4 GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN: CHẾ TẠO PHÔI HÀN I.
V TRÍ, Ý NGHĨA, VAI TRÒ CỦA MÔ ĐUN: Môđun Chế tạo phôi hàn là mô đun chuyên môn nghề, được bố trí sau khi học xong các môn học kỹ thuật cơ sở và trước khi học các mô đun chuyên môn nghề. Là môđun có vai trò rất quan trọng, người học được trang bị những kiến thức, kỹ năng chuẩn bị, chế tạo phôi liệu trước khi hàn. MỤC TIÊU CỦA MÔ ĐUN: - Xác định được phương pháp chế tạo phôi hàn đảm bảo tính kinh tế và kỹ thuật với từng loại kết cấu. - Nêu được thực chất, đặc điểm và phạm vi ứng dụng của một số loại máy cắt thông dụng.
- Nêu được các phương pháp khai triển hình học đơn giản - Tính toán khai triển phôi chính xác, đúng kích thước bản vẽ. - Vận hành sử dụng thành thạo các loại dụng cụ, thiết bị chế tạo phôi hàn. - Cắt, vát mép, làm sạch phôi hàn đúng yêu cầu kỹ thuật - Thực hiện tốt công tác an toàn và vệ sinh công nghiệp. NỘI DUNG MÔ ĐUN: Bài 1: Giới thiệu tổng quát về phôi hàn I.
Mục tiêu của bài: - Trình bày được mục đích, ý nghĩa của việc chế tạo phôi hàn - Trình bày được các thông số cơ bản của các kiểu mép vát thép tấm - Biết được các loại đường kính ống tiêu chuẩn - Thực hiện tốt công tác an toàn và vệ sinh công nghiệp. Nội dung bài: 1. Khái quát về phôi hàn Phôi hàn được chế tạo từ thép cán ( thép tấm hoặc thép hình) nhờ ghép nối bằng hàn. Phôi hàn tiết kiệm được từ 30 – 40 % khối lượng vật liệu so với phôi đúc.
Khi chế tạo các chi tiết dạng hộp ở dạng sản xuất đơn chiếc thì sử dụng phôi hàn là hợp lý nhất. Chất lượng phôi hàn phụ thuộc vào chất lượng mối hàn. Các dạng phôi hàn Phôi hàn có thể được chế tạo chủ yếu bằng các phương pháp đúc, gia công áp lực, hàn. Phôi được chế tạo bằng phương pháp đúc: 1.
Phôi đúc : Phôi từ đúc - Phôi đúc được chế tạo bằng cách rót kim loại chảy lỏng vào khuôn có hình dạng, kích thước xác định. Sau khi kim loại kết tinh ta thu được chi tiết có hình dạng, kích thước theo yêu cầu. - Phôi từ các kim loại đen, kim loại màu và hợp kim của chúng thường được chế tạo bằng phương pháp đúc. - Ưu điểm của phôi đúc: 6 Có thể đúc được tất cả các kim loại và các hợp kim có thành phần khác nhau.
Có thể đúc được các chi tiết có hình dạng kết cấu phức tạp mà các phương pháp khác khó hoặc không chế tạo được. Tùy theo mức độ đầu tư công nghệ mà chi tiết đúc có thể đạt độ chính xác cao hay thấp. Ngoài ra đúc còn có ưu điểm dễ cơ khí hóa, tự động hóa, cho năng suất cao, giá thành thấp, và đáp ứng linh hoạt trong sản xuất. - Tuy nhiên đúc cũng có nhược điểm là tốn kim loại do có đậu ngót, đậu rót, và để kiểm tra chi tiết đúc cần có thiết bị hiện đại.
Các loại phôi đúc: Căn cứ vào bản vẽ chi tiết người kỹ sư công nghệ tính toán lượng dư gia công thành lập bản vẽ phôi. Dựa vào chủng loại vật liệu, hình dạng, kích thước phôi, dạng sản xuất người ta chọn phương pháp đúc và thiết kế quy trình nấu kim loại, thiết kế chế tạo khuôn, rót kim loại… Để tạo phôi cho cắt gọt thông thường người ta sử dụng các phương pháp đúc sau đây: a. Đúc trong khuôn cát : là phương pháp đúc phổ biến nhất để tạo ra phôi. Đúc trong khuôn cát - Ưu điểm: Đúc trong khuôn kim loại với các vật liệu khác nhau có khối lượng từ vài chục gam tới vài chục tấn.
Đúc được các chi tiết có hình dạng phức tạp mà các phương pháp khác khó hoặc không gia công được. Tính chất sản xuất linh hoạt, thích hợp với các dạng sản xuất. Đầu tư ban đầu thấp. Dễ cơ khi hóa và tự động hóa.
- Nhược điểm: 7 Độ chính xác vật đúc không cao dẫn tới lượng dư gia công lớn, hệ số sử dụng vật liệu nhỏ. Chất lượng phôi đúc thấp, thường có rỗ khí, rỗ sỉ, chất lượng bề mặt vật đúc thấp. Phương pháp đúc trong khuôn kim loại: Đúc trong khuôn kim loại - Ưu điểm: Tốc độ kết tinh của hợp kim đúc lớn nhờ khả năng trao đổi nhiệt của hợp kim lỏng với thành khuôn cao, do đó cơ tính của vật đúc đảm bảo tốt. Độ bóng bề mặt, độ chính xác của lòng khuôn cao nên tạo ra chất lượng vật đúc tốt.
Tuổi thọ của khuôn kim loại cao. Do tiết kiệm được thời gian làm khuôn nên nâng cao năng suất, giảm giá thành. - Nhược điểm: Khuôn kim loại không đúc được các vật đúc quá phức tạp, thành mỏng và khối lượng lớn Khuôn kim loại không có tính lún và không có khả năng thoát khí. Điều này sẽ gây ra những khuyết tật của vật đúc.
Giá thành chế tạo khuôn cao. Phương pháp này chỉ thích hợp trong dạng sản xuất hàng loạt với vật đúc đơn giản, nhỏ hoặc trung bình. Phương pháp đúc ly tâm : 8 Đúc ly tâm - Thực chất đúc ly tâm là điền đầy hợp kim lỏng vào khuôn quay. Nhờ lực ly tâm sinh ra khi quay sẽ làm hợp kim lỏng phân bố lên thành khuôn và đông đặc tại đó.
- Ưu điểm: Tổ chức kim loại mịn chặt, không tồn tại các khuyết tật rỗ khí, rỗ co ngót. Tạo ra vật đúc có lỗ rỗng mà không cần thao. Không dùng hệ thống rót phức tạp nên ít hao phí kim loại.- Tạo ra vật đúc gồm một vài kim loại riêng biệt trong cùng một vật đúc. - Nhược điểm : Có hiện tượng thiên tích vùng theo diện tích ngang của vật đúc, do mỗi phần tử có khối lượng khác nhau chịu lực ly tâm khác nhau.
Khi đúc ống, đường kính lỗ kém chính xác và có chất lượng bề mặt kém. - Ngòa ra còn có một số phương pháp đúc như đúc áp lực, đúc liên tục, đúc khuôn mẫu chạy. Phôi Chế Tạo Bằng Phương Pháp Gia Công Áp Lực: Phương pháp gia công kim loại bằng áp lực là dùng ngoại lực thông qua các dụng cụ làm cho kim loại bị biến dạng ở trạng thái mạng tinh thể theo các hướng định trước đẻ thu được các chi tiết có hình dạng, kích thước theo yêu cầu.1 Đặc điểm của phôi chế tạo bằng phương pháp gia công áp lực: - Dưới tác dụng của ngoại lực tinh thể kim loại được định hướng và kéo dài tạo thành tổ chức sợi hoặc thớ làm tăng khả năng chịu kéo dọc thớ và chịu cắt nang thớ. - Trong quá trình biến dạng cấu trúc mạng bị xô lệch mất cân bằng làm cho tính chất dẻo bị giảm đi, độ cứng tăng lên, quá trình đó được gọi là quá trình biến cứng, mức độ biến cứng phụ thuộc vào mức độ biến dạng.
- Ưu điểm: Cơ tính của vật liệu được cải thiện. Độ chính xác hình dạng, kích thước chất lượng bề mặt phôi cao do đó giảm được thời gian gia công cắt gọt và tổn thất vật liệu, nâng cao hệ số sử dụng vật liệu phôi, giảm chi phí. Rút ngắn được quá trình công nghệ. Dễ cơ khí hóa và tự động hóa nên năng suất cao.
9 - Nhược điểm: Khó chế tạo được các ci tiết có hình dáng phức tạp. Không áp dụng được đối với các vật liệu có tính dẻo thấp như gang và hợp kim đồng.