(NB) Giáo trình Công nghệ chế tạo máy chủ yếu nghiên cứu về qui trình công nghệ gia công cơ khí. Cách tính toán lượng dư gia công, cách tính sai số chuẩn và thiết lập qui trình công nghệ. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung phần 1 giáo trình.
BỘ LAO ĐỘNG -THƯƠNG BINH VÀ XÃ HỘI TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ KỸ THUẬT CƠNG NGHỆ « GIÁO TRÌNH Tên môn học: Công nghệ chế tạo máy NGHỀ: CẮT GỌT KIM LOẠI TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG NGHỀ Hà Nội , năm 2021 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng ngun trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm LỜI GIỚI THIỆU Hiện nay, nghiệp cơng nghiệp hóa, đại hố đất nước, chế tạo máy ngành quan trọng kinh tế quốc dân sử dụng hầu hết lĩnh vực công nông nghiệp Các cán kỹ thuật ngàng chế tạo máy đào tạo phải có kiến thức kỹ thuật đồng thời phải biết vận dụng kiến thức để giải vấn đề cụ thể thực tế sản xuất chế tạo, lắp ráp, sử dụng, sửa chữa Với mục đích đó, tài liệu cung cấp phần lý thuyết lĩnh vực công nghệ chế tạo máy, yếu tổ ảnh hưởng đến chất lượng gia công khi, đồng thời giới thiệu phương pháp gia công thông dụng để tạo dạng bề mặt đạt yêu cầu khác chất lượng gia cơng Trong tài liệu trình bày số quy trình cơng nghệ gia cơng chi tiết điển hình áp dụng thực tế sản xuất, biện pháp kỹ thuật để đảm bảo chất lượng lắp sản phẩm Do xuất lần đầu, nên sách không tránh khỏi sai sót Chúng tơi mong nhận ý kiến đóng góp bạn đọc đồng nghiệp Chúng xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2021 Chủ Biên Lê Văn Hùng MỤC LỤC TT I II III IV V VI VII NỘI DUNG Những khái niệm Quá trình sản xuất q trình cơng nghệ Các dạng sản xuất Gá đặt chi tiết Định nghĩa phân loại chuẩn Quá trình gá đặt chi tiết gia công Nguyên tắc định vị điểm Tính sai số gá đặt Chất lượng gia cơng chi tiết Chất lượng bề mặt gia công Độ xác gia cơng Các ngun nhân gây sai số gia công Các phương pháp xác định độ xác gia cơng Phơi lượng dư gia công Các loại phôi Nguyên tắc chọn phôi Lượng dư gia công Phương pháp xác định lượng dư Gia công chuẩn bị phôi Thiết kế quy trình cơng nghệ Ý nghĩa, sở ban đầu việc thiết kế Trình tự thiết kế qui trình cơng nghệ Gia cơng mặt phẳng Khái niệm, phân loại yêu cầu kỹ thuật Các phương pháp gia công mặt phẳng Kiểm tra mặt phẳng Gia cơng mặt ngồi trịn xoay Khái niệm, phân loại yêu cầu kỹ thuật Các phương pháp gia cơng mặt ngồi trịn xoay Kiểm tra mặt tròn xoay TRANG 7 11 16 16 22 28 29 33 33 36 39 51 56 56 60 60 63 73 78 78 78 83 83 83 94 97 97 98 109 VIII IX X XI XII Gia cơng mặt trịn xoay Khái niệm, phân loại yêu cầu kỹ thuật Các phương pháp gia cơng mặt trịn xoay Kiểm tra mặt tròn xoay Gia công ren Khái niệm, phân loại yêu cầu kỹ thuật Các phương pháp gia công ren Kiểm tra ren Gia công then then hoa Khái niệm, phân loại yêu cầu kỹ thuật Các phương pháp gia công Kiểm tra then, then hoa Gia công mặt định hình Khái niệm Phương pháp gia cơng 111 111 112 Gia công bánh Khái niệm, phân loại yêu cầu kỹ thuật Các phương pháp gia công Kiểm tra bánh 144 144 146 163 121 124 124 124 131 133 133 134 136 138 138 140 TÊN MÔN HỌC: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY Mã mơn học: MH CG 19 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơn học: Vị trí: Mơn học Cơng Nghệ Chế Tạo Máy bố trí sau sinh viên học xong môn học lý thuyết sở, môn Vẽ kỹ thuật, Dung sai, Vật liệu khí Tính chất: Là mơn học sở nghề có liên quan đến kiến thức Lý thuyết chuyên môn Mô đun đào tạo nghề Môn học Công nghệ chế tạo máy chủ yếu nghiên cứu qui trình cơng nghệ gia cơng khí Cách tính tốn lượng dư gia cơng, cách tính sai số chuẩn thiết lập qui trình cơng nghệ Ý nghĩa: Công nghệ chế tạo máy môn học giúp người học vận dụng kiến thức học vào thực tập, sản xuất thiết lập công nghệ gia công chi tiết, tạo sản phẩm đạt giá trị sử dụng tốt, tính kinh tế cao, chất lượng, giá thành rẻ Vai trò: Giúp cho người học thiết lập qui trình cơng nghệ biết cách quản lý q trình chế tạo sản phẩm; Giúp cho người học nắm tiêu công nghệ cần thiết, nhằm nâng cao tính cơng nghệ q trình thiết kế kết cấu khí, để góp phần nâng cao hiệu chế tạo chúng Mục tiêu môn học: - Khái quát vấn đề gia cơng khí; - Nêu khái niệm q trình sản xuất qui trình cơng nghệ; - Hiểu yếu tố qui trình cơng nghệ; - Hiểu loại chuẩn, lượng dư gia công; - Biết cách tính tốn sai số chuẩn lượng dư gia cơng; - Vận dụng kiến thức môn học vào thực tế, thiết kế công nghệ đồ gá thơng dụng; - Phân tích q trình định vị kẹp chặt chi tiết; - Phân tích trình rà gá chi tiết gia cơng; - Thiết kế tiến trình qui trình cơng nghệ gia cơng khí; - Tích cực học tập, tìm hiểu thêm trình thực tập xưởng; - Rèn luyện tính kiên trì, chủ động tích cực, sáng tạo học tập Nội dung môn học: Số TT Tên chương, mục Tổng số I Những khái niệm Quá trình sản xuất q trình cơng nghệ 1.5 Các dạng sản xuất 1.5 II Gá đặt chi tiết gia công 12 Khái niệm Nguyên tắc định vị kẹp chặt chi tiết gia công Phương pháp gá đặt chi tiết gia công Nguyên tắc chọn chuẩn gia công III Chất lượng gia công chi tiết Khái niệm Các phương pháp đạt độ xác gia cơng Các nguyên nhân gây sai số gia công Các phương pháp nghiên cứu độ xác gia công IV Phôi lượng dư gia công 11 Các loại phôi Nguyên tắc chọn phôi Lượng dư gia công Phương pháp xác định lượng dư Gia công chuẩn bị phôi V Ngun tắc thiết kế quy trình cơng nghệ Các thành phần q trình cơng nghệ 2 Phương pháp thiết kế q trình cơng nghệ VI Gia công mặt phẳng Khái niệm, phân loại yêu cầu kỹ thuật 2 Các phương pháp gia công mặt phẳng VII Gia công mặt ngồi trịn xoay Khái niệm, phân loại yêu cầu kỹ thuật 2 Các phương pháp gia cơng mặt ngồi trịn xoay Thời gian Lý Bài thuyết tập 1.5 1.5 3 Kiểm tra* 0 0 0 0 0 0 2 0 0 2 2 2 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 VII Gia cơng mặt trịn xoay I Khái niệm, phân loại yêu cầu kỹ thuật Các phương pháp gia cơng mặt trịn xoay IX Gia công ren Khái niệm, phân loại yêu cầu kỹ thuật Các phương pháp gia công mối ghép ren X Gia công then then hoa 1.Gia công rãnh then Các phương pháp gia công then hoa Kiểm tra then then hoa XI Gia công mặt định hình Khái niệm Phương pháp gia công XII Gia công bánh Khái niệm, phân loại yêu cầu kỹ thuật Các phương pháp gia công Cộng 2 1 0 2 75 3 1 5 64 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 CHƯƠNG 1: NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN Mã chương: MHCG 19 - Giới thiệu: “ Những khái niệm bản” chủ yếu giới thiệu khái niệm trình sản xuất trình công nghệ dạng sản xuất Mục tiêu: - Phân biệt trình sản xuất trình công nghệ; - Xác định dạng sản xuất; - Phân tích yếu tố qui trình cơng nghệ Lấy ví dụ; - Rèn luyện tính nghiêm túc, chủ động học tập Nội dung: Quá trình sản x́t q trình cơng nghệ 1.1 Q trình sản xuất Quá trình sản xuất trình người tác động vào tài nguyên thiên nhiên để biến thành sản phẩm phục vụ lợi ích người Theo nghĩa rộng, ví dụ, để có sản phẩm khí người phải thực q trình khai thác quặng, luyện kim, gia cơng cơ, gia cơng nhiệt, hố, lắp ráp, kiểm tra Theo nghĩa hẹp, ví dụ nhà máy khí trình sản xuất trình tổng hợp hoạt động có ích người để biến nguyên liệu thành phẩm thành sản phẩm nhà máy Q trình tổng hợp bao gồm: chế tạo phơi, gia cơng cắt gọt, gia cơng nhiệt, hố, kiểm tra, lắp ráp hàng loạt trình phụ khác chế tạo dụng cụ, chế tạo đồ gá, vận chuyển, sữa chữa máy, chạy thử, điều chỉnh, sơn lót, bao bì, đóng gói, bảo quản kho, 1.2 Q trình cơng nghệ Q trình cơng nghệ phần trình sản xuất trực tiếp làm thay đổi trạng thái tính chất đối tượng sản xuất Thay đổi trạng thái tính chất bao hàm: thay đổi hình dạng, thay đổi kích thước, thay đổi tính chất lý hố vật liệu thay đổi vị trí tương quan phận chi tiết Q trình cơng nghệ gia cơng q trình cắt gọt phơi để làm thay đổi kích thước hình dạng Q trình cơng nghệ nhiệt luyện q trình làm thay đổi tính chất vật lý hoá học vật liệu chi tiết Q trình cơng nghệ lắp ráp q trình tạo thành quan hệ tương quan chi tiết thông qua loại liên kết mối lắp ghép Ngồi cịn có q trình cơng nghệ chế tạo phơi q trình đúc (cơng nghệ đúc), q trình gia cơng áp lực, Xác định q trình công nghệ hợp lý ghi thành văn kiện công nghệ văn kiện cơng nghệ gọi quy trình cơng nghệ Q trình cơng nghệ hợp lý q trình cơng nghệ thoả mãn yêu cầu chi tiết độ xác gia cơng, độ nhám bề mặt, vị trí tương quan bề mặt, độ xác hình dáng học, Q trình cơng nghệ thực chỗ làm việc Hình 1.1 Chi tiết trục Chỗ làm việc phần xưởng sản xuất dùng để thực cơng việc một nhóm cơng nhân Tại bố trí loại dụng cụ, đồ gá, máy cắt gọt, thiết bị nâng hạ, giá đỡ phôi, chi tiết đơn vị lắp ráp 1.2.1 Các thành phần quy trình cơng nghệ Quy trình công nghệ gia công chia thành phần: Ngun cơng, gá, vị trí, bước, đường chuyển dao công tác - Nguyên công Nguyên công phần quy trình cơng nghệ hồn thành liên tục chỗ làm việc hay nhiều nhóm công nhân thực để gia công hay số chi tiết lúc (khi khơng có cơng nhân phục vụ ngun cơng tự động hố hồn tồn) Nếu thay đổi điều kiện như: Tính làm việc liên tục chỗ làm việc ta chuyển sang ngun cơng khác Ta xét trường hợp gia công trục bậc hình 1.1 Nếu ta tiện đầu trở đầu để tiện đầu thuộc nguyên công Nhưng tiện đầu cho loạt chi tiết tiện đầu cho loạt chi tiết ta có hai ngun cơng Hoặc máy tiện đầu, còn đầu tiện máy khác ta có hai ngun công Sau tiện xong (hay hai máy tiện) tiến hành phay rãnh then H máy phay có ngun cơng khác (ngun cơng phay) Nguyên công đơn vị quy trình cơng nghệ Phân chia quy trình cơng nghệ thành ngun cơng có ý nghĩa kỹ thuật ý nghĩa kinh tế Ý nghĩa kỹ thuật chỗ tuỳ theo yêu cầu kỹ thuật chi tiết mà phải gia cơng bề mặt phương pháp bào, phay hay mài Ý nghĩa kinh tế (ví dụ, trường hợp gia cơng trục bậc hình 1.1) chỗ tuỳ theo sản lượng điều kiện cụ thể mà chia quy trình cơng nghệ làm nhiều nguyên công (phân tán nguyên công) tập trung vài nguyên công (tập trung nguyên công) nhằm đảm bảo cân nhịp sản xuất Hoặc máy xác khơng nên làm việc thô việc tinh mà phải chia thành hai nguyên công: thô tinh cho hai máy (máy thô máy xác) - Gá Gá phần ngun cơng hồn thành lần gá đặt nhiều chi tiết lúc Ví dụ, đầu chi tiết ( hình 1.1) gá lại chi tiết đầu hai lần gá đặt Một ngun cơng có nhiều lần gá Vị trí để gá Khoan Kht Doa Bàn máy Hình 1.2 Gia cơng chi tiết máy khoan ba trục - Vị trí Vị trí phần ngun cơng xác định vị trí tương quan chi tiết gia công máy chi tiết gia công đồ gá hay dụng cụ cắt Ví dụ, lần phay cạnh khoan lỗ chi tiết có nhiều lỗ gọi vị trí Trường hợp gia công lỗ qua nhiều bước khác mhư khoan, khoét, doa (hình 1.2) xem chi tiết có nhiều vị trí 68 Bảng 4-6 Tính lượng dư gia cơng Bước cơng nghệ Lượng Các u tố Mm) dư tính tốn Rza Ta Sa 2Z bmi b n Kích Dung thước sai số tính Mm) tốn d(mm) Kích thướcLượng dư giới giới hạn hạn (Mm) (mm) Phôi 150 250 1820 - Tiện thô 50 50 109 Mài 10 thô 20 Mài tinh 15 5 6(|Im) - d d max 10 2Z bmi 2Z bma n x 11 12 65,37 3000 2.222 660,93 400 65,38 68,38 - - 73 2.151 60,12 30 60,22 60,25 300 390 - 2.103 60,01 20 60,01 60,03 210 220 60,94 61,34 4400 7040 Tiện thô: 2Zbmin = 2(150 + 250 + 1820)= 2.2220p.m Tiện tinh: 2Zbmin = 2(50 + 50 + 109) = 2.209p.m Mài thô: 2Zbmin = 2(30 + 30 + 91) = 2.151p.m Mài tinh: 2Zbmin= 2(10 + 20 + 73) = 2.103 p.m Tính “kích thước tính tốn” (cột sơ" bảng trên, cách ghi kích thước nhỏ chi tiết vào hàng cuốl cùng, cịn kích thước khác lấy kích thước cộng với lượng dư tính tốn nhỏ Như ta có: Mài tinh: d4 = 60,01mm Mài thô: d3 = 60,01 + 2.103 = 60,216mm Tiện tinh: d2 = 60,216 + 2.151 = 60,518mm Tiện thô: d1 = 60,518 +2.209 = 65,936mm Phôi: dp = 60,936 + 2.2220 = 65,376mm Tra dùng sai nguyên công theo sổ tay công nghệ chế tao máy ghi kết vào cột số Tính kích thước giới hạn nhỏ bàng cách làm trịn số kích 69 thước tính tốn lấy hai chữ saủ dấủ phẩy (cột số 8) Tính kích thước giới hạn lớn ( cột số' 10) cách cộng kích thước giới hạn nhỏ với dung sai nguyên cơng Như vây ta có: Mài tinh: d4 = 60,01 +0,02 = 60,03mm Mài thô: d3 = 60,22 + 0,03 = 60,25mm Tiên tinh: d2 = 60,52 + 0,12 = 60,64mm Tiên thô: di = 60,94 + 0,40 = 61,34mm Phôi: dp = 65,38 + = 68,38mm Xác định lượng dư giới hạn: 2Zbmx hiêu kích thước giới hạn lớn 2Zbmin hiệu kích thước giới hạn nhỏ Như ta có: Mài tinh: 2Zbmax = 60,25 - 60,03 = 0,22mm = 220Mm 2Zbmin = 60,22 - 60,01 = 0,21mm = 210 Mm Mài thô: 2Zbmax = 60,64 - 60,25 = 0,39mm = 390.Mm 2Zbmin = 60,52 - 60,22 = 0,30mm = 300.Mm Tiện tinh: 2Zbmax = 61,34 - 60,64 = 0,70mm = 700.Mm 2Zbmin = 60,94 - 60,52 = 0,42mm = 420.Mm Tiện thô: 2Zbmax = 68,38 - 61,34 = 7,04mm = 7040.Mm 2Zbmin = 65,38 - 60,94 = 4,44mm = 4440.Mm Xác định lượng dư tổng cộng: 2Zomax = £ 2Zbmax = 220 + 390 + 700 + 7040 = 8350.Mm 2Zomin = £ 2Zbmin = 210 + 300 + 420 + 4440 = 5370.Mm Kiểm tra phép tính Phép tính thực khi: 2Z0max - 2Zomin= δp - δct Thay số liệu vào cơng thức ta có: 8350 - 5370 = 3000 - 20 = 2980 Ví dụ Tính lượng dư kích thước gia cơng đường kính 050A (050+0,027) bánh trụ (hình 4-7) 70 Hình 4-7 Bánh trụ Phơi chế tạo phương pháp dập nóng máy ép Độ xác phơi: Cấp 2, khối lượng phơi: kg Sản lượng hàng năm: 100.000 chi tiết Tiến trình cơng nghệ gồm ngun cơng (các bước) sau đây: kht khơ, kht tinh, doa thơ, doa tinh Trình tự tính tốn tiến hành tương tự ví dụ 1: Trước hết ghi trình tự gia cơng vào cột 1, thông số Rza, Ta, Pa 8b vào cột 2, 3, 4, (bảng 4- 6) Tính sai lệch khơng gian phơi Pp: Pp = P2k + P2Lt đây: Pk - độ lệch khuôn dập (phôi khuôn bị lệch so với tâm danh nghĩa phôi) Độ lệch phụ thuộc vào khối lượng phôi Pk = 0,9mm; PLt - độ lệch tâm phôi (PLt = 1,4mm) Như vậy, Pp = \J0,92 + 1,42 = 1,66mm = 1660Mm Tính sai lệch khơng gian cịn lại sau ngun công: Sau khoét thô: Pi = 0,06 Pp = 0,06 1660 = 99,60 mm ~ 100 Mm Sau khoét tinh: P2 = 0,05 Sp = 0,05 99,6 = 4,980 mm ~ 5Mm Sau doa thô : P3 = 0,04 Sp = 0,04 99,6 = 3,984 mm ~ Mm Tính sai số gá đặt 8b Sai số gá đặt 8b trường hợp sai số kẹp chặt, sai số chuẩn định vị chi tiết mâm cặp chấu tự định tâm Khi đó, theo “Sổ tay gia cơng” 8bl = 580 Mm Ở bước công nghệ (nguyên công) tiếp theo: khoét tinh, ta có: 8b2 = 0,06 8bi + 80 = 0,06 580 + 50 = 85 Mm 71 Ở đây: S0 sai số gá đặt bổ sung gia cơng máy có nhiều trục (do cấu mang trục quay) Đối với bước công nghệ (nguyên công) doa thô, sai số gá đặt Sb3 lấy S 0, có nghĩa Sb3 = 50 Mm Tính lượng dư nhỏ nhất: Khoét thô: 2Zbmin = ( Rza + Ta+ P2a + S2b ) = = ( 150 +250 + 16602 + 5802 ) = 2.2160Mm Khoét tinh: 2Z bmin = (50 + 50 + V02 + 852 ) = 2.231 Mm Doa thô: 2Z bmin = ( 30 + 40 + + 502 ) = 2.120Mm Doa tinh: 2Z bmin = (5 + 10 + Ẩ2 + 02 ) = 2.19 Mm Tính “kích thước tínn tốn” (cột 7) cách ghi kích thước lớn chi tiêt vào bảng cuối cùng, còn kích thước khác lấy kích thước trước trừ lượng dư tính tốn nhỏ Như vậy, ta có: Doa tinh: d4 = 50,027mm Doa thô: d3 = 50,027 - 0,038 = 49,989mm Khoét tinh: d2 = 49,989 0,24 = 49,749 mm Khoét thô: d = 49,749 - 0,462 = 49,287mm Phôi: dp = 49,287 - 4,32 = 44,967mm Tra dung sai nguyên công theo sổ tay công nghệ chê tạo máy ghi kêt vào cột số Tính kích thước giới hạn lớn cách làm trịn số kích thước tính tốn theo hàng số có nghĩa dung sai (số chữ số sau dấu phẩy số chữ số dung sai) Như vậy, kích thước giới hạn lớn ngun cơng (bước) doa tinh 50,027 ( cột số 10) Tính kích thước giới hạn nhỏ (cột số 9) cách lấy kích thước giới hạn lớn trừ dung sai ngun cơng Như ta có: Doa tinh: d4 = 50,027 - 0,027 = 50mm Doa thô: d3 = 49,989 - 0,039 = 49,95mm Khoét tinh: d2 = 49,75 - 0,17 = 49,58mm Khoét khô: di = 49,3 - 0,3 = 49mm Phôi: dp = 44,9 - 4,75 = 42,15mm Tính lượng dư giới hạn: 2Zbmin hiệu kích thước giới hạn lớn hai nguyên cơng 2Zbmax hiệu kích thước giới hạn nhỏ hai ngun cơng Như ta có: Doa tinh: 2Zbmin = 50,027 - 49,989 = 0,038mm = 38 Mm 2Zbmax = 50 - 49,95 = 0,05 = 50 Mm 72 Doa thô: 2Zbmin = 49,989 - 49,75 = 0,239mm = 239 Mm 2zbmax = 49,95 - 49,58 = 0,37 = 370 Mm Khoét tinh: 2Zbmin = 49,75 - 49,3 = 0,45mm = 450 Mm 2zbmax = 49.58 - 49 = 0,58 = 580 Mm Khoét khô: 2Zbmin = 49,3 - 44,9 = 4,4mm = 4400 Mm 2Zbmax = 49 - 42,15 = 6,85 = 6850 Mm Xác định lượng dư tổng cộng: 2Zomax = 2Zbmax = 50 + 370 + 580 + 6850 = 7850 Mm 2Zomin = 2Zbmin= 38 + 239 + 450 + 4400 = 5127 Mm Kiểm tra phép tính Để kiểm tra phép tính có hay khơng phải so sánh hiệu lượng dư trung gian với hiệu dung sai ngun cơng Phép tính xem thoả mãn đẳng thức sau đây: 2Zbmax=2Zbmin 2Z0max = 2Z0min Bảng 6.2 kết kiểm tra phép tính Nguyên công (bước) So sánh bước trung gian Hiệu lượng dư Hiệu dung sai (Mm) Khoét thô 6850 - 4400 = 2450 2750 - 300 = 2450 Khoét tinh 580 - 450 = 130 300 - 170 = 130 Doa thô 370 - 239 = 131 170 - 39 = 131 Doa tinh 2 = = Kiểm tra tổng hợp 7850 - 5127 = 2723 2750 - 27 = 2723 Trên sở số liệu bảng 4-8 xây dựng sơ đồ phân bố lượng dư dung sai gia công lỗ 050 +0,027 73 Bảng 6.3 Tính lượng dư gia cơng Các ngun cơng Lượng dư tính tốn Z imin imin ( m) Các yếu tố Mm) Rza Ta Pa □ b Phôi 15 25 166 - - Khoét 50 50 100 05 Khoét 30 40 Doa 10 Kích thước giới hạn Kích Dung thước sai Mm tính tốn (mm) d d Lượng dư giới hạn max 2Zbmi n 2Z bma x 10 11 12 44,96 2750