Bài giảng môn học Công nghệ lớp 11 - Tiết 19 - Bài 15: Vật liệu cơ khí (Tiếp)

Phần hai Chế tạo cơ khí Chương 3 Vật liệu cơ khí và công nghệ chế tạo phôi Tiết 19 Ngày soạn: Bài 15 Vật liệu cơ khí Mục tiêu Biết được tính chất công dụng của một số loại vật liệu dùng trong ngành cơ khí. Chuẩn bị - Bài soạn. - Một số vật liệu mẫu, tranh vẽ máy thử độ cứng, tranh tư liệu bảng 15-1 SGK Tiến trình Bước 1: ổn định lớp , kiểm diện (1ph) Bước 2: Kiểm tra : Không Bước 3: Bài mới (34ph) Hoạt động của thày và trò Nội dung bài Hoạt động 1: Tìm hiểu một số tính chất đặc trưng của vật liệu: GV: Muốn chọn đúng vật liệu theo yêu cầu sử dụng cần phải biết các tính chất đặc trưng của vật liệu đó. ? Hãy cho biết các tính chất đặc trưng của vật liệu (kiến thức đã học lớp 8) (Độ bền, độ dẻo, độ cứng) GV: Giới thiệu các tính chất đặc trưng : Độ bền, độ dẻo, độ cứng - GV: Hướng dẫn tìm hiểu độ bền ? Theo em thế nào là độ bền? ? Đại lượng đặc trưng cho độ bền? (GV đặt câu hỏi, gợi ý các nhóm I/ Một số tính chất đặc trưng của vật liệu Độ bền: - Độ bền biểu thị khả năng chống lại sự biến dạng dẻo hay phá huỷ của vật liệu dưới tác dụng của ngoại lực - Độ bền là chỉ tiêu cơ bản của vật liệu. Giới hạn độ bền đặc trưng cho độ bền của vật liệu. Vật liệu có giới hạn bền càng lớn thì độ bền càng cao . Giới hạn bền được chia làm 2 loại : + Giới hạn bền kéo đặc trưng cho độ bền kéo của vật liệu + Giới hạn bền nén đặc trưng cho độ bền nén của vật liệu 2. Độ dẻo : C1 C2 C3 C4 C5 Hoạt động của thày và trò Nội dung bài phát biểu, xây dựng nội dung dưới sự gợi ý của GV) - GV: Hướng dẫn tìm hiểu độ dẻo ? Em hiểu thế nào là độ dẻo? ? Đại lượng đặc trưng cho độ dẻo? (GV gợi, các nhóm trao đổi phát biểu xây dựng nội dung) - GV: Hướng dẫn tìm hiểu độ cứng ? Em hiểu thế nào là độ cứng? ? Đại lượng đặc trưng cho độ cứng? ? Làm thế nào để biết được độ cứng của vật liệu? GV: Nêu thêm cách thử độ cứng trong kỹ thuật.(dùng máy thử) Máy thử độ cứng Brinen Máy thử độ cứng Rockwell Hoạt động 2: Tìm hiểu một số vật liệu thường dùng GV: ? Hãy kể tên các vật liệu được dùng trong ngành cơ khí? (Sắt, thép, nhôm, đồng..) ? Ngoài vật liệu kim loại ngành cơ khí còn dùng vật liệu nào??? GV - Nêu thêm còn dùng vật liệu phi kim - Đọc, phân tích các vật liệu ghi trong bảng 15.1 SGK (Treo bảng tư liệu 15-1SGK) - Độ dẻo biểu thị khả năng biến dạng dẻo dưới tác dụng của ngoại lực - Độ giãn dài tương đối đặc trưng cho độ dẻo của vật liệu. Vật liệu có độ giãn dài tương đối càng lớn thì độ dẻo càng cao. 3. Độ cứng : - Độ cứng là khả năng chống lại biến dạng dẻo của lớp bề mặt vật liệu dưới tác dụng của ngoại lực thông qua các đầu thử có độ cứng cao được coi là không biến dạng .- Trong thực tế thường dùng các độ cứng sau đây: + Độ cứng Brinen (HB) dùng khi đo độ cứng của các vật liệu có độ cứng thấp. Vật liệu càng cứng khi có trị số HB thấp. + Độ cứng Rocven ( HRC) dùng khi đo độ cứng các loại vật liệu có độ cứng trung bình hoặc là độ cứng cao . Vật liệu càng cứng thì số đo HRC càng lớn . + Độ cứng Vicker ( Kí hiệu HV) dùng khi đo độ cứng của các vật liệu có độ cứng cao . Vật liệu càng cứng thì chỉ số đo HV càng lớn . II/ Một số loại vật liệu thông dụng : ( Bảng 15.1 SGK) Bước 4: Củng cố: (2ph) Bước 5: Dặn (1ph) - Học bài, trả lời câu hỏi SGK - Đọc thông tin bổ xung: Xác định độ bền kéo và độ dẻo của vật liệu Rút kinh nghiệm bài dạy: .................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. Tiết 20,21 Ngày soạn : Bài 16 công nghệ chế tạo phôi Mục Tiêu 1.Biết được bản chất của công nghệ chế tạo phôi bằng phương pháp đúc , hiểu được công nghệ chế tạo phôi bằng phương pháp đúc trong khuôn cát . 2. Biết được bản chất của công nghệ chế tạo phôi bằng phương pháp gia công áp lực và hàn . Chuẩn bị - Bài soạn. - Tranh vẽ 16.2; Bảng 16.1; Hình ảnh về đúc. Tiết 20 Tiến trình Bước 1: ổn định lớp , kiểm diện (1ph) Bước 2: Kiểm tra (7ph) ?1 Nêu các tính chất đặc trưng của vật liệu ? ?2 Kể tên một số vật liệu thông dụng? Bước 3: Bài mới (34ph) hoạt động của thày và trò Nội dung Hoạt động 1: Tìm hiểu công nghệ chế tạo phôi bằng phương pháp đúc - Tìm hiểu bản chất của đúc ? Hãy kể tên một số đồ dùng được làm từ phương pháp đúc? ? Em hiểu thế nào là đúc? + Kim loại ở trạng thái nào? Vì sao? (Dạng lỏng do được nấu nóng chảy) + Dùng cách nào để định hình dạng cho sản phẩm? ( Đổ kim loại lỏng vào khuôn) + Khuôn được làm bằng vật liệu gì? (Cát, đất sét hay kim loại ) GV:tóm tắt đưa ra khái niệm đúc Giải thích khái niệm phôi, sản phẩm và chi tiết đúc - Tìm hiểu ưu nhược điểm: GV phân tích, vấn đáp làm rõ ưu, nhược điểm của phương pháp đúc ?1.Vì sao các kim loại và HK đều đúc được? ?2. Vì sao dùng phương pháp đúc có thể chế tạo được các chi tiết có kích thước khác nhau và hình dạng phức tạp? ?3 Năng suất của phương pháp đúc? ?4 Theo em chế tạo sản phẩm bằng đúc có thể có những khuyết tật gì? (GV nhấn mạnh kim loại, HK ở trạng thái nóng chảy có thể điền đầy khuôn nên vừa có những ưu điểm và nhược điểm trên) Hoạt động 2: Tìm hiểu công nghệ đúc trong khuôn cát GV: Vẽ, yêu cầu các nhóm tìm hiểu sơ đồ đúc trong khuôn cát (H 16-1 SGK) GV: Phân tích làm rõ các bước - Nêu tác dụng của mẫu, thành phần hỗn hợp làm khuôn. - Làm khuôn bằng cách in mẫu, rút mẫu tạo khoảng trống lòng khuôn. - Vật liệu nấu (KL hoặc HK, than đá và chất trợ dung, KL thường là gang ) - Nấu chảy bằng lò nấu, rót bằng gầu rót, gáo hoặc thùng rót. - Sau khi đúc, tuỳ sản phẩm phải làm sạch hoặc phải gia công cắt gọt tiếp I/Công nghệ chế tạo phôi bằng phương pháp đúc 1) Bản chất - Đúc là rót kim loại lỏng vào khuôn , sau khi kim loại lỏng kết tinh và nguội người ta nhận đượcvật đúc có hình dạng và kích thước của lòng khuôn. - Có nhiều phương pháp đúc khác nhau như đúc trong khuôn cát, đúc trong khuôn kim loại. 2) Ưu nhược điểm a) Ưu điểm : - Đúc được tất cả các kim loại và hợp kim khác nhau . - Có thể đúc được các vật có khối lượng nhỏ hoặc rất lớn. - Đúc được các vật có hình dạng phức tạp mà các phương pháp khác khó thực hiện - Nhiều phương pháp đúc hiện đại có độ chính xác và năng xuất rất cao, góp phần hạ giá thành sản phẩm. b) Nhược điểm : Có thể có khuyết tật như rỗ khí , rỗ xỉ , không điền đầy hết các lòng khuôn , vật đúc bị nứt... 3) Công nghệ chế tạo phôi bằng phương pháp đúc trong khuôn cát Chuẩn bị mẫu và vật liệu làm khuôn Tiến hành làm khuôn Nấu chảy kim loại Chuẩn bị vật liệu nấu Khuôn đúc Sản phẩm đúc Bước 1: Chuẩn bị mẫu và vật liệu làm khuôn Bước 2: Tiến hành làm khuôn Bước 3: Chuẩn bị vật liệu nấu Bước 4: Nấu chảy và rót kim loại lỏng vào khuôn Bước 5: Dỡ khuôn lấy vật đúc, làm sạch, nghiệm thu sản phẩm. C1 C2 C3 C4 C5 Bước 4 Củng cố: (2ph) Bước 5: Dặn (1ph) - Học bài, trả lời câu hỏi SGK - Đọc thông tin bổ xung Một số tư liệu về công nghệ đúc (Chiếu minh hoạ) Một cơ sở sản xuất đúc - Lò nấu kim loại Trống đồng Má phanh tàu hoả Rót kim loại lỏng vào khuôn Khuôn đúc 2 hòm khuôn Làm khuôn trên nền cát Rút kinh nghiệm bài dạy: .................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. Tiết 21 (Tiếp) Ngày soạn: Bước 1: ổn định lớp , kiểm diện (1ph) Bước 2: Kiểm tra (7ph) ?1 Nêu bản chất, ưu nhược điểm của phương pháp đúc ? ?2 Nêu các bước đúc trong khuôn cát? Bước 3: Bài mới (34ph) Hoạt động của thày và trò Nội dung bài Hoạt động 1: Tìm hiểu công nghệ chế tạo phôi bằng phương pháp gia công bằng áp lực - Tìm hiểu bản chất: ?1 Làm thế nào để kim loại biến dạng theo yêu cầu? (Dùng ngoại lực tác dụng theo hướng định trước) ?2 Khi biến dạng khối lượng kim loại có thay đổi không? (Không thay đổi) ?3. Để gia công biến dạng phải dùng dụng cụ gì? ?4. Theo em có những phương pháp gia công nào thuộc nhóm này? GV kết luận đưa ra bản chất của phương pháp, giải thích các phương pháp rèn, dập Minh hoạ dụng cụ sử dụng khi rèn tự do ( Búa-Kìm) ? Em hãy so sánh giữa rèn tự do và dập? (Giống: đều là pp gia công biến dạng. Khác: Biến dạng tự do và biến dạng trong khuôn) II/Công nghệ chế tạo phôi bằng phương pháp gia công áp lực 1) Bản chất - Là dùng ngoại lực tác dụng thông qua các dụng cụ hoặc thiết bị làm cho kim loại biến dạng dẻo theo hướng định trước nhằm tạo được vật thể có hình dạng, kích thước theo yêu cầu . Khi gia công khối lượng và thành phần vật liệu không thay đổi . Khi gia công áp lực người ta thường dùng các dụng cụ minh hoạ ở hình 16.2 - Các phương pháp gia công áp lực thông dụng : + Rèn tự do Kim loại bị biến dạng ở trạng thái nóng theo hướng định trước bằng búa tay hoặc búa máy để thu được sản phẩm có kích thước và hình dạng yheo yêu cầu. + Dập thể tích (Rèn khuôn) Kim loại bị biến dạng trong lòng khuôn dưới tác dụng của máy búa hoặc máy ép. 2) ưu, nhược điểm a) Ưu điểm - Có cơ tính cao - Dập thể tích dễ cơ khí hoá và tự động hoá Hoạt động của thày và trò Nội dung bài Máy búa Máy dập - Tìm hiểu về ưu nhược điểm ? Theo em gia công áp lực có những ưu nhược gì? GV gợi ý, vấn đáp để HS tìm ra các ưu nhược điểm. Hoạt động 2: Tìm hiểu công nghệ chế tạo phôi bằng phương pháp hàn - Tìm hiểu bản chất ?1. Muốn nối hai đầu kim loại với nhau có thể dùng những cách nào GV: Nêu các cách, phạm vi bài chỉ xét pp hàn. ?2. Khi hàn người ta tiến hành như thế nào? Trao đổi nhóm, GV dẫn dắt đưa ra bản chất phương pháp. - Tìm hiểu về ưu nhược điểm + Tìm hiểu ưu điểm GV vấn dáp xây dựng nội dung. ?1. Mức độ tiết kiệm so với pp khác? ?2. Có thể hàn các kim loại khác nhau được không? Vì sao? ?3. Mức độ phức tạp của sản phẩm (lấy vd xen hoa sắt) ?4. Độ bền và độ kín? ?5. Do nhiệt chủ yếu cung cấp ở đầu mối hàn nên biến dạng nhiệt có đều không? Xảy ra nhược điểm gì khi hàn? - Tìm hiểu các phương pháp hàn ?1. Em hãy kể tên các phương pháp hàn mà em biết? ?2. Hàn hơi và hàn hồ quang tay khác nhau ở những điểm nào? GV: Phân tích và làm rõ bản chất và ứng dụng của các phương pháp hàn hơi và hàn hồ quang tay GV: Dùng hình ảnh minh hoạ hàn hơi, hàn hồ quang b) Nhược điểm - Không chế tạo được vật thể có hình dạng kết cấu phức tạp hoặc quá lớn - Không chế tạo được nếu vật liệu có tính dẻo kém - Rèn tự do có độ chính xác và năng xuất thấp III/ Công nghệ chế tạo phôi bằng phương pháp hàn 1) Bản chất Là phương pháp nối kim loại bằng cách nung nóng chỗ nối đến trạng thái chảy, sau khi kim loại kết tinh sẽ tạo thành mối hàn. 2) ưu, nhược điểm a) Ưu điểm - Tiết kiệm được kim loại so với nối ghép bằng bu lông đai ốc hoặc đinh tán. - Có thể nối được kim loại có các tính chất khác nhau. - Tạo ra được các chi tiết có hình dạng kết cấu phức tạp mà các loại phương pháp khác khó hoặc không thực hiện được. - Mối hàn có độ bền cao và kín. b) Nhược điểm - Do biến dạng nhiệt không đều nên chi tiết hàn dễ bị cong , vênh, nứt . 3. Một số phương pháp hàn thông dụng Một số phương pháp hàn thông dụng được trình bày trong bảng 16.1 Minh hoạ hàn hồ quang tay Bước 4 Củng cố: (2ph) Bước 5: Dặn (1ph) Học bài, trả lời câu hỏi SGK Rút kinh nghiệm bài dạy: .................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. Chương 4 công nghệ cắt gọt kim loại và tự động hoá trong chế tạo cơ khí Tiết 22,23 Ngày soạn: Bài 17 công nghệ cắt gọt kim loại Mục tiêu Biết được bản chất của gia công kim loại bằng cắt gọt Biết được nguyên lý cắt và dao cắt Biết được các chuyển động khi tiện và khả năng gia công của tiện. Chuẩn bị - Bài soạn. - Hình minh hoạ 17.1; 17.2; 17.3; 17.4 (tranh vẽ hoặc máy chiếu Tiến trình Bước 1: ổn định lớp , kiểm diện (1ph) Bước 2: Kiểm tra (7ph) ?1 Nêu bản chất và ưu nhược điểm của phương pháp gia công bằng áp lực? ?2 Nêu bản chất và ưu nhược điểm của phương pháp gia công hàn? Bước 3: Bài mới (34ph) Tiết 22 Hoạt động của thày và trò Nội dung bài Hoạt động 1: Tìm hiểu bản chất của gia công kim loại bằng cắt gọt - Làm rõ bản chất của phương pháp ?1 Xem hình vẽ17.1(hoặc chiếu một đoạn phim về gia công cắt gọt) cho biết bản chất của phương pháp gia công bằng cắt gọt? ?2 Sự khác nhau của phương pháp gia công bằng cắt gọt với các phương pháp gia công đã học? - GV: Nêu ưu điểm của phương pháp GCCG. Hoạt động 2: Tìm hiểu nguyên lý cắt và dao cắt - Sử dụng tranh vẽ 17.1, 17.2b để giải thích quá trình hình thành phoi. + Làm rõ có sự tạo phoi + Mô tả quá trinh hình thành hình thành phoi. + Nắm được các chuyển động cắt khi tiện, phay, bào ? Nêu các chuyển động cắt khi tiện, phay bào, khoan...? - Tìm hiểu dao cắt GV: Dùng trực quan vấn đáp, phân tích để học sinh nắm được các mặt và các góc của dao ?1. Quan sát hình vẽ, cho biết dao tiện có những mặt nào? Chỉ ra các mặt đó trên hình vẽ? ?2. Kể tên các góc của dao. Chỉ ra các góc đó trên hình vẽ? Một số loại dao tiện ?3 Theo em các góc của dao có ảnh hưởng như thế nào khi gia công? Tại sao? - Tìm hiểu vật liệu làm dao GV: Cho HS quan sát dao tiện thực, tìm hiểu vật liệu làm dao. ? Muốn cắt được, dao phải có độ cứng như thế nào so với độ cứng của phôi? (Độ cứng dao>độ cứng phôi) ? Dao tiện được làm bằng vật liệu gì? GV: Phân tích đư ra các loại vật liệu làm dao. GV: Giải thích dao liền và dao ghép Hoạt động 2: Tìm hiểu gia công trên máy tiện GV: Dùng tranh vẽ giới thiệu hình dạng máy tiện, chỉ rõ các bộ phận. Chú ý giới thiệu kĩ các bộ phận tạo ra chuyển động cắt . 1 3 2 GV: Dùng hình vẽ VĐ làm rõ các chuyển động khi tiện. ? Hãy chỉ ra các CĐ cắt, CĐ tiến dao trên hình vẽ? Các chuyển động khi tiện GV: Phân tích làm rõ các khả năng gia công của tiện. I. Nguyên lý cắt và dao cắt 1) Bản chất của gia công kim loại bằng cắt gọt - Lấy đi một phần kim loại của phôi dưới dạng phoi nhờ các dụng cụ cắt để thu được chi tiết có hình dạng và kích thước theo yêu cầu. - Là phương pháp gia công phổ biến nhất vì tạo ra được chi tiết máy có độ chính xác cao. 2) Nguyên lý cắt a) Quá trình hình thành phoi - Dao cắt có dạng cái chêm cắt, dưới tác dụng của lực (do máy tạo ra), dao tiến vào phôi làm cho kim loại phía trước dao bị dịch chuyển - Kim loại bị cắt trượt trên mặt trượt tạo thành phoi b) Chuyển động cắt Là chuyển động quay tròn của phôi 3) Dao cắt a) Các mặt của dao - Mặt trước: Là mặt tiếp xúc với phoi khi tiện - Mặt sau: Là mặt đối diện với bề mặt đang gia công của phôi - Mặt đáy: Là mặt phẳng tì của dao trên đài gá dao. b) Các góc của dao - Góc trước : Là góc tạo bởi mặt trước của dao với mặt phẳng // với mặt đáy. Góc trước càng lớn thì phoi thoát càng dễ. - Góc sau : Là góc hợp bởi mặt sau với tiếp tuyến đi qua mũi dao. Góc sau càng lớn, ma sát giữa phôi với mặt sau càng giảm. - Góc sắc : Là góc hợp bởi mặt trước và mặt sau của dao. Góc sắc càng nhỏ, dao càng sắc nhưng dao yếu và chóng mòn> c) Vật liệu làm dao Yêu cầu và vật liệu chế tạo: - Thân dao làm bằng thép tốt như thép 45. - Bộ phận cắt của dao được chế tạo từ các loại vật liệu có độ cứng, khả năng chống mài mòn và có độ bền nhiệt cao như thép gió, hợp kim cứng... Tuỳ theo yêu cầu có thể chế tạo dao liền hoặc dao ghép II. Gia công trên máy tiện 1) Máy tiện - Mâm cặp 1 chuyển động quay tròn được dẫn động bởi động cơ điện tạo ra chuyển động cắt. Phôi được gá vào mâm cặp, khi tiện quay tròn. - Bàn xe dao 2 dùng gá dao tiện có thể chuyển động dọc hoặc ngang - ụ sau có mũi tâm dùng để giữ phôi khi chiều dài phôi lớn, tránh cong phôi. 2) Các chuyyển động khi tiện - Chuyển động cắt: Phôi quay tròn tạo ra tốc độ cắt Vc (m/phút). - Chuyển động tiến dao gồm: + Chuyển động tiến dao ngang (Sng) được thực hiện nhờ bàn dao ngang để cắt đứt phôi hoặc gia công mặt đầu. + Chuyển động tiến dao dọc: (Sd) được thực hiện nhờ bàn dao dọc trên hoặc bàn xe dao để gia công theo chiều dài chi tiết + Chuyển động tiến dao phối hợp : Phối hợp chuyển động tiến dao ngang và tiến dao dọc tạo thành chuyển động tiến dao chéo để gia công các mặt côn hoặc các mặt định hình . 3) Khả năng gia công của tiện Tiện gia công được các mặt tròn xoay ngoài và trong , các mặt đầu , các mặt côn ngoài và trong , các mặt tròn xoay định hình , các loại ren ngoài và ren trong. Bước 4 Củng cố: (2ph) Bước 5: Dặn (1ph) Học bài, trả lời câu hỏi Rút kinh nghiệm bài dạy: ..................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................