Giáo trình công nghệ chế tạo máy (nghề công nghệ kỹ thuật cơ khí)

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP VÀ THƯƠNG MẠI GIÁO TRÌNH Tên mơn học: Cơng nghệ chế tạo máy NGHỀ: CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ KHÍ TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG Ban hành kèm theo Quyết định số: ngày tháng năm Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Công nghiệp Thương mại Vĩnh Phúc TÊN MÔN HỌC: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY Mã mơn học: MHTC17021031 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 mơn 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 công khí; - Nêu khái niệm trình sản xuất qui trình cơng nghệ; - Hiểu yếu tố qui trình cơng nghệ; - Hiểu loại chuẩn, lượng dư gia cơng; - 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 thông dụng; - Phân tích q trình định vị kẹp chặt chi tiết; - Phân tích q trình rà gá chi tiết gia công; - 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: TT Tên chương/ mô đun Chương Những khái niệm Chương Chất lượng bề mặt chi tiết máy Chương Độ xác gia cơng Chương Chuẩn Chương Đặc trưng phương pháp gia công Chương Công nghệ gia công chi tiết hộp Chương Công nghệ gia công chi tiết Chương Công nghệ gia công chi tiết trục Chương Công nghệ gia công chi tiết bạc Tổng Thời gian (tiết) Thực hành, thí Kiểm Tổng Lý nghiệm, tra số thuyết thảo luận, tập 3 3 3 6 4 45 42 1 Ghi Chương NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN Mục tiêu - Phân biệt trình sản xuất trình công nghệ - Xác định dạng sản xuất - Rèn luyện tính kỷ luật, kiên trì, cẩn thận, nghiêm túc, chủ động tích cực sáng tạo học tập Nội dung chương 1.1 Quá trình sản xuất, trình cơng nghệ, quy trình cơng nghệ 1.1.1 Q trình sản xuất Một cách tổng quát, trình sản xuất trình ngừời tác động vào tài nguyên thiên nhiên để biến thành sản phẩm phục vụ lợi ích người Trong nhà máy khí, trình sản xuất bao gồm trình: - Chế tạo phôi - Gia công cắt gọt - Nhiệt luyện, hoá luyện - Kiểm tra - Lắp ráp - Vận chuyển - Chế tạo dụng cụ - Sửa chữa máy, bảo quản kho, sơn phủ - Chế tạo phơi: đúc, rèn, dập Hình 1.1 Phơi chi tiết tay biên - Gia công cắt gọt: Phay mặt đầu, khoan, khoét, doa lỗ chính, lỗ kẹp chặt Hình 1.2 Gia cơng cắt gọt tay biên - Nhiệt luyện - Kiểm tra - Lắp ráp 1.1.2 Quá trình cơng nghệ Là phần q trình sản xuất, trực tiếp làm thay đổi trạng thái tính chất đối tượng sản xuất, thay đổi hình dáng, kích thước, tính chất hố lý , vị trí tương quan phận chi tiết Ví dụ: - Q trình cơng nghệ gia cơng - Q trình cơng nghệ nhiệt luyện - Q trình cơng nghệ lắp ráp Q trình cơng nghệ hợp lý, ghi thành văn kiện cơng nghệ gọi quy trình cơng nghệ 1.2 Các thành phần quy trình cơng nghệ 1.2.1 Ngun cơng Là phần quy trình cơng nghệ hồn hành liên tục, vị trí làm việc, hay nhóm cơng nhân thực Ví dụ: gia cơng trục bậc A, B thực theo phương án sau: A B Hình 1.3 Trục bậc - Phương án 1: Tiện xong đầu A đảo đầu để tiện đầu B máy ngun cơng (Hình 1.4.) a) b) Hình 1.4 a) Tiện đầu A; b) Đảo đầu tiện đầu B - Phương án 2: Tiện đầu A B hai máy khác tiện xong đầu A cho loạt chi tiết tiện đầu B ngun cơng - Tiện xong trụ ngồi máy tiện phay rãnh then hai ngun cơng a) b) Hình 1.5 a) Tiện đầu A B máy; b) Phay rãnh then Nhận xét: Nguyên công đơn vị quy trình cơng nghệ, việc phân chia ngun cơng mang ý nghĩa kỹ thuật ý nghĩa kinh tế - Ý nghĩa kỹ thuật: tuỳ theo yêu cầu kỹ thuật chi tiết mà việc thực nguyên công thơ hay tinh - Ý nghĩa kinh tế: tuỳ theo sản lượng mà chia nhỏ thành nhiều nguyên công hay tập trung vài nguyên công để đảm bảo cân nhịp sản xuất 1.2.2 Bước Là phần nguyên công để tiến hành gia công (hoặc nhiều) bề mặt (hoặc nhiều dao) với chế độ cắt khơng đổi Ví dụ: Gia công đoạn trục 1, theo bước bước 2 1 a) b) Hình 1.7 a) Gia công đồng thời dao bước b) Gia công dao bước: Bước tiện cổ trục 1; Bước tiện cổ trục 1.2.3 Vị trí Là phần ngun cơng, xác định vị trí tương quan chi tiết gia công với máy chi tiết với dụng cụ cắt Ví dụ: Khoan, khoét, doa lỗ Vị trí Vị trí Hình 1.6 1.2.4 Đường chuyển dao Là phần bước để hớt lớp vật liệu có chế độ cắt dao Ví dụ: Gia công đoạn trục phải qua lần chuyển dao lần cắt lượng dư định a) b) Hình 1.8 a) Lần chuyển dao 1; b) Lần chuyển dao Một bước có nhiều đường chuyển dao 1.2.5 Động tác Là hành động người công nhân điều khiển máy gia công hay lắp ráp Ví dụ: Bấm nút khởi động máy, quay bàn xe dao, kẹp chặt chi tiết… 1.3 Các dạng sản xuất Dạng sản xuất khái niệm đặc trưng cho tính chất tổng hợp quy mơ sản xuất sản phẩm Nó giúp cho việc định hướng hợp lý cách tổ chức kỹ thuật - cơng nghệ tổ chức tồn q trình sản xuất Dạng sản xuất đặc trưng yếu tố sau: - Sản lượng - Tính ổn định sản phẩm - Tính lặp lại trình sản xuất - Mức độ chun mơn hóa sản xuất Căn vào yếu tố người ta chia dạng sản xuất: sản xuất đơn chiếc, sản xuất hàng loạt sản xuất hàng khối 1.3.1 Dạng sản xuất đơn Là sản xuất có số lượng sản phẩm hàng năm (thường từ đến vài chục chiếc) sản phẩm không ổn định, chu kỳ sản xuất lại Đặc điểm: - Sử dụng trang thiết bị, dụng cụ vạn - Máy cơng cụ bố trí theo loại thành phận sản xuất khác - Tài liệu công nghệ dạng phiếu tiến trình cơng nghệ - u cầu trình độ thợ cao - Khơng thực việc lắp lẫn hoàn toàn - Năng suất lao động thấp, giá thành cao 1.3.2 Dạng sản xuất hàng loạt Là sản xuất có số lượng sản phẩm hàng năm tương đối lớn, sản phẩm chế tạo theo loại với chu kỳ xác định, sản phẩm ổn định Đặc điểm: - Tại vị trí làm việc số ngun cơng thực có chu kỳ lặp lại ổn định - Máy cơng cụ bố trí theo quy trình cơng nghệ - Có quy trình cơng nghệ tỉ mỉ - Sử dụng máy vạn năng, đồ gá chuyên dùng - Trình độ thợ trung bình - Đảm bảo nguyên tắc lắp lẫn hoàn toàn Đây dạng sản xuất phổ biến ngành công nghệ chế tạo máy Tuỳ sản lượng mức độ ổn định sản phẩm chia thành: - Sản xuất hàng loạt nhỏ tương đương với sản xuất đơn - Sản xuất hàng loạt vừa - Sản xuất hàng loạt lớn tương đương với sản xuất hàng khối Ví dụ: lĩnh vực chế tạo máy cơng cụ, máy nông nghiệp 1.3.3 Dạng sản xuất hàng khối Là sản xuất có sản lượng lớn, sản phẩm ổn định thời gian dài Đặc điểm: - Tại vị trí làm việc thực cố định nguyên công định - Thời gian thực nguyên công nhịp sản xuất bội số nhịp sản xuất - Máy bố trí theo thứ tự quy trình cơng nghệ - Trình độ chun mơn hố cao - Trang thiết bị, dụng cụ chun dùng - Trình độ thợ đứng máy thấp, thợ điều chỉnh máy phải giỏi - Đảm bảo nguyên tắc lắp lẫn hoàn toàn - Năng suất lao động cao giá thành sản phẩm hạ Ví dụ: chế tạo tơ, xe máy, vịng bi, đai ốc, thiết bị đo lường Mơ hình tổ chức theo dạng sản xuất mang lại hiệu kinh tế cao số lượng chi tiết đủ lớn chi phí cho việc tổ chức sản xuất hoàn lại giá thành đơn vị sản phẩm nhỏ so với sản xuất hàng loạt 1.4 Nhịp sản xuất cách xác lại chu kỳ gia công lắp ráp, tính theo định Là khoảng thời gian lặp cơng thức T (phút/chiếc) n N t Trong đó: T - khoảng thời gian làm việc (phút) N - số đối tượng sản xuất thời gian T * Xác định dạng sản xuất Có nhiều cách để xác định dạng sản xuất dựa theo đặc trưng Một cách thơng dụng dựa vào sản lượng khối lượng chi tiết cần sản xuất Sản lượng sản phẩm xác định theo cơng thức: N N m 1 100 Trong đó: N1 - số sản phẩm sản xuất năm m - số chi tiết sản Phẩm - số chi tiết phế phẩm ( = - 6%) - số chi tiết chế tạo dự trữ ( = - 7%) Sau xác định sản lượng hàng năm N chi tiết ta phải xác định khối lượng Q chi tiết theo cơng thức: QV (kg) Trong đó: V- thể tích chi tiết (dm ) - khối lượng riêng vật liệu (kg/dm3) Khối lượng riêng thép 7,852kg/dm3, gang dẻo 7,2kg/dm3, gang xám 7kg/dm3, nhôm 2,7kg/dm3 đồng 8,72kg/dm3 Khi có N Q dựa vào bảng sau để chọn dạng sản xuất phù hợp Dạng sản xuất Đơn Hàng loạt nhỏ Hàng loạt vừa Hàng loạt lớn Hàng khối Bảng 1.1 Xác định dạng sản xuất Q-khối lượng chi tiết > 200kg 4-200kg < 4kg Sản lượng hàng năm chi tiết 1000 > 5000 > 50.000 CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG Câu Thế q trình cơng nghệ, quy trình công nghệ? Cho biết thành phần quy trình cơng nghệ, lấy ví dụ minh họa? Câu Dạng sản xuất gì? Trình bày hình thức sản xuất? Câu Cho biết phương pháp xác định dạng sản xuất? Khi dao chuyển từ vị trí sang vị trí có phần kim loại không hớt đi, phần kim loại không hớt tạo thành độ nhấp nhơ bề mặt Hình dáng giá trị chiều cao nhấp nhô phụ thuộc vào lượng chạy dao S thông số hình học dụng cụ như: góc nghiêng, bán kính đỉnh dao (Hình 2.4) Hình 2.4 Ảnh hưởng thơng số hình học dụng cụ cắt bước tiến dao tới độ nhám bề mặt 2.3.1.2 Tốc độ cắt Tốc độ cắt có ảnh hưởng lớn đến độ nhám bề mặt Ảnh hưởng tốc độ cắt tới độ nhám bề mặt thể biểu đồ hình 2.5 Rz V (m/ph) 20 100 200 Hình 2.5 Ảnh hưởng tốc độ cắt tới độ nhám bề mặt gia công 13 2.3.1.3 Chiều sâu cắt t Cũng có ảnh hưởng tương tự lượng chạy dao S đến độ nhám bề mặt gia công, thực tế, người ta thường bỏ qua ảnh hưởng Vì vậy, q trình gia cơng người ta chọn trước chiều sâu cắt t Nói chung, khơng nên chọn giá trị chiều sâu cắt q nhỏ lưỡi cắt bị trượt cắt không liên tục Giá trị chiều sâu cắt t ≥ 0,02 - 0,03 mm 2.3.1.4 Tính chất vật liệu Có ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt chủ yếu khả biến dạng dẻo Vật liệu dẻo dai (thép Cacbon) dễ biến dạng dẻo cho độ nhám bề mặt lớn vật liệu cứng giịn Khi gia cơng thép Carbon, để đạt độ nhám bề mặt thấp, thường tiến hành thường hóa nhiệt độ 850-8700 C (hoặc thấp) trước gia công Để cải thiện điều kiện cắt nâng cao tuổi thọ dụng cụ cắt người ta thường tiến hành ủ 9000 C để cấu trúc kim loại có hạt nhỏ đồng 2.3.1.5 ảnh hưởng rung động hệ thống công nghệ đến chất lượng bề mặt Quá trình rung động hệ thống cơng nghệ tạo chuyển động tương đối có chu kỳ dụng cụ cắt chi tiết gia công, làm thay đổi điều kiện ma sát, gây nên độ sóng nhấp nhơ tế vi bề mặt gia công Sai lệch phận máy làm cho chuyển động máy khơng ổn định, hệ thống cơng nghệ có dao động cưỡng bức, nghĩa phận máy làm việc có rung động với tần số khác nhau, gây sóng dọc sóng ngang bề mặt gia cơng với bước sóng khác Khi hệ thống cơng nghệ có rung động, độ sóng độ nhấp nhô tế vi dọc tăng lực cắt tăng, chiều sâu cắt lớn tốc độ cắt cao Tình trạng máy có ảnh hưởng định đến độ nhám bề mặt gia công Muốn đạt độ nhám bề mặt gia công thấp, trước hết phải đảm bảo HTCN đủ cứng vững, phải điều chỉnh máy tốt giảm ảnh hưởng máy khác xung quanh 2.3.2 Ảnh hưởng đến độ biến cứng bề mặt Khi tăng lực cắt, nhiệt cắt mức độ biến dạng dẻo mức độ biến cứng bề mặt tăng Nếu kéo dài tác dụng lực cắt, nhiệt cắt bề mặt kim loại làm tăng chiều sâu lớp biến cứng bề mặt Vận tốc cắt tăng làm giảm thời gian tác động lực gây biến dạng kim loại, làm giảm chiều sâu biến cứng mức độ biến cứng bề mặt Qua thực nghiệm, người ta có kết luận: - V < 20 m/ph: chiều sâu lớp biến cứng tăng theo giá trị vận tốc cắt - V > 20 m/ph: chiều sâu lớp biến cứng giảm theo giá trị lượng chạy dao Ngoài ra, biến cứng bề mặt tăng dụng cụ cắt bị mòn, bị cùn 2.3.3 Ảnh hưởng ứng suất dư Sai lệch phận máy làm cho chuyển động máy không ổn định, hệ thống cơng nghệ có dao động cưỡng bức, nghĩa phận máy làm việc có rung động với tần số khác nhau, gây sóng dọc sóng ngang bề mặt gia cơng với bước sóng khác Khi hệ thống cơng nghệ có rung động, độ sóng độ nhấp nhơ tế vi dọc tăng lực cắt tăng, chiều sâu cắt lớn tốc độ cắt cao Tình trạng máy có ảnh hưởng định đến độ nhám bề mặt gia công 2.4 Biện pháp đảm bảo chất lượng bề mặt chi tiết máy thái tính chất lớp bề mặt chi tiết máy trình gia công nhiều yếu tố công nghệ định tính chất vật liệu, thơng số cơng nghệ, vật liệu dao, rung động q trình gia cơng, dung dịch trơn nguội Người ta chia yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt thành nhóm: - Các yếu tố ảnh hưởng mang tính in dập hình học dụng cụ cắt thơng số công nghệ lên bề mặt gia công - Các yếu tố ảnh hưởng phụ thuộc vào biến dạng dẻo lớp bề mặt Các yếu tố ảnh hưởng rung động máy, dụng cụ, chi tiết gia công CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG Câu Chất lượng bề mặt chi tiết máy đánh giá qua tiêu nào? Câu Cho biết ảnh hưởng thơng số hình học dụng cụ cắt bước tiến dao tới độ nhám bề mặt chi tiết máy? 14 Chương ĐỘ CHÍNH XÁC GIA CƠNG Mục tiêu: - Trình bày độ xác gia cơng, yếu tố mối quan hệ chúng - Xác định phương pháp đảm bảo độ xác - Nêu lên nguyên nhân gây sai số gia cơng biện pháp khắc phục - Trình bày độ nhám bề mặt đến tính làm việc chi tiết máy - Rèn luyện tính kỷ luật, kiên trì, cẩn thận, nghiêm túc, chủ động tích cực sáng tạo học tập Nội dung chương 3.1 Khái niệm định nghĩa Độ xác gia cơng chi tiết máy mức độ giống hình học, tính chất lý lớp bề mặt chi tiết máy gia công so với chi tiết máy lý tưởng vẽ thiết kế * Các tiêu đánh giá độ xác gia cơng: - Độ xác kích thước: đánh giá sai số kích thước thật so với kích thước lý tưởng cần có thể dung sai kích thước - Độ xác hình dáng hình học: mức độ phù hợp lớn chúng với hình dạng hình học lý tưởng đánh giá độ côn, độ ôvan, độ khơng trụ, độ khơng trịn (bề mặt trụ), độ phẳng, độ thẳng (bề mặt phẳng) - Độ xác vị trí tương quan: đánh giá theo sai số góc xoay dịch chuyển vị trí bề mặt với bề mặt (dùng làm mặt chuẩn) hai mặt phẳng tọa độ vng góc với ghi thành điều kiện kỹ thuật riêng vẽ thiết kế độ song song, độ vng góc, độ đồng tâm, độ đối xứng - Độ xác hình dáng hình học tế vi tính chất lý lớp bề mặt: độ nhám bề mặt, độ cứng bề mặt 3.2 Các phương pháp đạt độ xác gia cơng máy cơng cụ 3.2.1 Phương pháp cắt thử Bản chất: Gá phôi lên máy, cắt lớp phoi phần ngắn mặt gia cơng, dừng máy kiểm tra kích thước Nếu chưa đạt kích thước ăn dao vào sâu thêm lại cắt thử kiểm tra lặp lại trình đạt kích thước gia cơng tồn chiều dài L Nếu đạt kích thước gia cơng tồn chiều dài Trước cắt thử, thường phải lấy dấu để người thợ không làm hỏng phôi cho dao ăn sâu mức cho phép từ lần cắt thử Ưu điểm: - Trên máy khơng xác đạt độ xác gia cơng cao - Loại trừ ảnh hưởng dao mịn, dao ln điều chỉnh kích thước 15 - Đối với phơi khơng xác người thợ phân bố lượng dư đặn có q trình rà vạch dấu - Khơng cần có đồ gá phức tạp - Độ xác gia cơng bị giới hạn bề dày bé phoi: + Đối với dao tiện hợp kim cứng có mài bóng lưỡi cắt: tmin = 0,005 + Đối với dao tiện mòn: t ≥ 0,02 - 0,05 mm - Dễ sinh phế phẩm - Năng suất thấp, tay nghề công nhân yêu cầu cao, giá thành gia cơng cao Với ưu nhược điểm trên, phương pháp thường áp dụng sửa chữa, chế thử, sản xuất đơn chiếc, loạt nhỏ Ngồi ngun cơng gia cơng tinh mài dùng phương pháp cắt thử dạng sản xuất hàng loạt để loại trừ ảnh hưởng mịn đá đạt độ xác cao 3.2.2 Phương pháp tự động đạt kích thước Bản chất: Trước gia cơng vị trí dao so với phơi ngược lại điều chỉnh xác vị trí giữ cố định suốt trình gia cơng Ví dụ: Phay mặt bậc dao phay đĩa mặt cho loạt phôi Khi gia cơng loạt phơi, khơng kể đến độ mịn dao (coi dao khơng mịn) kích thước a b nhận chi tiết gia cơng loạt Hình 3.1 Phương pháp tự động đạt kích thước Ưu điểm: - Đảm bảo độ xác gia cơng, giảm bớt phế phẩm - Độ xác đạt khơng phụ thuộc vào trình độ tay nghề cơng nhân đứng máy chiều dày lớp phoi bé cắt - Chỉ cần cắt lần đạt kích thước yêu cầu, suất cao - Nâng cao hiệu kinh tế - Chỉ thực đem lại hiệu xét đến mặt sau: + Phí tổn việc thiết kế, chế tạo đồ gá, phí tổn cơng, thời gian điều chỉnh máy dao + Chi phí chế tạo phơi xác - Độ xác giảm chất lượng dụng cụ khơng tốt, mau mịn Phương pháp thường áp dụng sản xuất hàng loạt lớn hàng khối 3.3 Nguyên nhân gây sai số gia công Khi gia công loạt chi tiết điều kiện nguyên nhân gây sai số gia công chi tiết song sai số tổng cộng chi tiết lại khác Điều cho thấy q trình gia cơng 16 tồn loại sai số khác xuất với cường độ khác Các sai số bao gồm: Sai số hệ thống không đổi: - Sai số lý thuyết phương pháp cắt - Sai số chế tạo dụng cụ cắt, độ xác mòn máy, đồ gá - Độ biến dạng chi tiết gia cơng - Dụng cụ cắt bị mịn theo thời gian - Biến dạng nhiệt máy, đồ gá, dụng cụ cắt Sai số ngẫu nhiên: - Tính chất vật liệu (độ cứng) khơng đồng - Lượng dư gia công không (do sai số phơi) - Vị trí phơi đồ gá thay đổi (sai số gá đặt) - Sự thay đổi ứng suất dư - Do gá dao nhiều lần - Do mài dao nhiều lần - Do thay đổi nhiều máy để gia công loạt chi tiết - Do dao động nhiệt chế độ cắt gọt Sau tìm hiểu nguyên nhân gây loại sai số 3.3.1 Biến dạng đàn hồi hệ thống công nghệ (MGDC ) Hệ thống công nghệ hệ thống tuyệt đối cứng vững, nên chịu tác dụng ngoại lực bị biến dạng kết làm thay đổi vị trí dao phôi gây sai số gia công Lực cắt tác dụng lên chi tiết gia cơng, sau thơng qua đồ gá truyền đến bàn máy, thân máy Mặt khác, lực cắt tác dụng lên dao thông qua cán dao, bàn dao truyền đến thân máy Bất kỳ chi tiết cấu máy, đồ gá, dụng cụ chi tiết gia công chịu tác dụng lực cắt nhiều bị biến dạng Vị trí xuất biến dạng khơng giống biến dạng trực tiếp gián tiếp làm cho dao rời khỏi vị trí tương đối so với mặt cần gia công, gây sai số Như lực cắt đóng vai trị định đến biến dạng MGDC 3.3.2 Độ xác tình trạng mịn máy, đồ gá, dao 3.3.2.1 Ảnh hưởng máy Việc hình thành bề mặt gia công chuyển động cắt phận máy trục chính, bàn xe dao, bàn máy Nếu chuyển động có sai số, tất nhiên phản ánh lên bề mặt gia công chi tiết máy Các sai số hình học máy chế tạo như: độ đảo trục chính, sai số sống trượt, độ vng góc bàn máy với trục phản ánh lên chi tiết gia công - Nếu đường tâm trục máy tiện khơng song song với sống trượt thân máy mặt phẳng nằm ngang tiện chi tiết gia cơng có hình (Hình 3.2.a) 17 - Nếu đường tâm trục máy tiện không song song với sống trượt thân máy mặt phẳng thẳng đứng tiện chi tiết có dạng hypecpơlơit (Hình 3.2.b) b) a) Hình 3.2 - Nếu sống trượt khơng thẳng mặt phẳng nằm ngang chuyển động mũi dao không thẳng, làm cho đường kính chi tiết gia cơng chỗ to, chỗ nhỏ (Hình 3.3) Hình 3.3 - Độ lệch tâm mũi tâm trước với tâm quay trục làm cho đường tâm chi tiết gia công không trùng với đường tâm hai lỗ tâm (Hình 3.4) Hình 3.4 18 - Nếu chi tiết gia công lần gá đường tâm chi tiết đường thẳng, gia công với hai lần gá (đổi đầu) đoạn cắt có đường tâm riêng (Hình 3.5) Hình 3.5 - Nếu trục máy phay đứng khơng thẳng góc với mặt phẳng bàn máy theo phương ngang mặt phẳng phay không song song với mặt phẳng đáy chi tiết định vị bàn máy Độ không song song độ khơng vng góc đường tâm trục chiều rộng chi tiết gia cơng (Hình 3.6.a) - Nếu trục máy phay đứng khơng thẳng góc với mặt phẳng bàn máy theo phương dọc bàn máy bề mặt gia cơng bị lõm (Hình 3.6.b) a) b) Hình 3.6 3.3.2.2 Ảnh hưởng đồ gá Sai số chế tạo, lắp ráp đồ gá ảnh hưởng đến độ xác chi tiết gia công Nếu đồ gá chế tạo có sai số bị mịn sau thời gian sử dụng làm thay đổi vị trí tương quan máy, dao chi tiết gia công, đó, gây sai số gia cơng Để đảm bảo độ xác gia cơng độ xác đồ gá chế tạo phải cao cấp so với độ xác kích thước cần đạt gia cơng đồ gá 3.3.2.3 Ảnh hưởng dụng cụ cắt Độ xác chế tạo dụng cụ cắt, mức độ mài mòn sai số gá đặt dụng cụ máy ảnh hưởng đến độ xác gia cơng - Khi gia cơng dụng cụ định kích thước (mũi khoan, kht, doa, chuốt, tarơ ) sai số chế tạo dụng cụ ảnh hưởng trực tiếp đến độ xác gia cơng 19 - Dao phay ngón, phay đĩa dùng để gia cơng rãnh then sai số đường kính chiều rộng dao ảnh hưởng trực tiếp đến độ xác chiều rộng rãnh then Khi gia cơng loại dao định hình (dao tiện định hình, dao phay mơđun), prơfin lưỡi cắt có sai số làm sai bề mặt gia cơng - Ngồi sai số chế tạo, q trình cắt, dao bị mòn gây ảnh hưởng lớn đến độ xác gia cơng Ngồi ra, việc gá đặt dao khơng xác gây nên sai số kích thước hình dạng hình học chi tiết gia công 3.3.3 Biến dạng nhiệt máy, dao chi tiết 3.3.3.1 Ảnh hưởng biến dạng nhiệt máy Khi máy làm việc, hệ thống công nghệ bị nóng lên ma sát, nhiệt cắt truyền vào, nhiệt độ phận khác chênh lệch khoảng 10 - 150C, sinh biến dạng khơng máy xác Ảnh hưởng đến độ xác gia cơng nhiều biến dạng nhiệt ổ trục Nhiệt tăng làm cho tâm trục xê dịch theo hướng ngang hướng đứng điểm có nhiệt độ khác Cụ thể: Độ xê dịch hướng ngang tâm trục chính, gia cơng hai mũi tâm vịng 4-5 đầu lên tới 10 m, gia công mâm cặp chấu đạt tới 17 m Do chi tiết gia cơng đầu ca cuối ca có kích thước khác ( m) I II 10 2 68 10 12 14 16 18 20 22 24 T (giê) Hình 3.7 Xê dịch theo phương ngang tâm ụ trước máy tiện bị nung nóng trường hợp chống tâm hai đầu Để khắc phục sai số gia công biến dạng nhiệt gây có thể: - Cho máy chạy không tải chừng - tiến hành điều chỉnh máy - Kết cấu máy đảm bảo điều kiện toả nhiệt tốt - Các phận động hay hệ thống thuỷ lực phải bố trí cho nhiệt độ chúng ảnh hưởng đến máy đồng thời có khả giảm rung động cho máy - Các chi tiết máy thiết kế phải có tiết diện đủ lớn để tản nhiệt, có độ bóng bề mặt hợp lý để giảm ma sát 3.3.3.2 Ảnh hưởng biến dạng nhiệt dao cắt Tại vùng cắt, hầu hết công học cần thiết cho qúa trình cắt chuyển thành nhiệt Tùy theo chế độ cắt, vật liệu làm dao, vật liệu gia công mà tỷ lệ phần nhiệt phân bố vào phoi, chi tiết gia công, dụng cụ cắt môi trường xung quanh khác 20 Khi nhiệt cắt truyền vào dao, dao bị nở dài, mũi dao vươn thêm phía trước làm cho đường kính ngồi giảm đi, đường kính lỗ tăng lên Cho đến dao trạng thái cân nhiệt dao khơng nở dài thêm khơng có mịn dao kích thước gia cơng khơng đổi 3.3.3.3 Ảnh hưởng biến dạng nhiệt chi tiết gia công Một phần nhiệt vùng cắt truyền vào chi tiết gia cơng, làm biến dạng gây sai số gia cơng Nếu chi tiết nung nóng tồn gây sai số kích thước, cịn bị nóng khơng cịn gây sai số hình dáng Nhiệt độ chi tiết gia cơng trình cắt phụ thuộc vào chế độ cắt Nếu tăng vận tốc cắt lượng chạy dao, tức rút ngắn thời gian nung nóng liên tục chi tiết gia cơng nhiệt độ nhỏ Cịn chiều sâu cắt tăng nhiệt độ chi tiết gia cơng tăng theo Ví dụ: tiện nhiệt độ xung quanh vùng cắt không nhau, thay đổi từ 100C450C, đồng thời trường nhiệt độ lại di chuyển liện tục theo mũi dao, nên gia cơng xong chi tiết bị loe đầu Hình 3.8 Sự phân bố nhiệt độ chi tiết gia công tiện 3.3.5 Sai số chọn chuẩn gá đặt chi tiết Việc gá đặt chi tiết gồm hai giai đoạn: định vị kẹp chặt, trình có sai số ảnh hưởng trực tiếp tới độ xác gia cơng Sai số gá đặt gd bao gồm: - Sai số chuẩn: c - Sai số kẹp chặt: k - Sai số đồ gá: dg Sai số gá đặt tính theo cơng thức sau: Trị số sai số gá đặt: gdckdg gd c k dg 3.3.5 Sai số phương pháp đo dụng cụ đo Trong trình chế tạo, việc kiểm tra, đo lường gây sai số ảnh hưởng đến độ xác gia công Những sai số đo lường bao gồm: - Sai số dụng cụ đo: dụng cụ để đánh giá độ xác gia cơng thân chế tạo, lắp ráp bị sai số - Sai số phương pháp đo chọn chuẩn , cách đọc, lực đo không - Sai số độ mòn dụng cụ sau thời gian sử dụng Để giảm bớt ảnh hưởng đo lường đến độ xác gia cơng, đo lường phải chọn dụng cụ đo phương pháp đo phù hợp với độ xác theo yêu cầu 3.5 Điều chỉnh máy 3.5.1 Điều chỉnh tĩnh Hệ thống công nghệ hệ thống tuyệt đối cứng vững, nên chịu tác dụng ngoại lực bị biến dạng kết làm thay đổi vị trí dao phơi gây sai số gia cơng Lực cắt tác dụng lên chi tiết gia công, sau thơng qua đồ gá truyền đến bàn máy, thân máy Mặt khác, lực cắt tác dụng lên dao thông qua cán dao, bàn dao truyền đến thân máy Bất kỳ chi tiết cấu máy, đồ gá, dụng cụ chi tiết gia cơng chịu tác dụng lực cắt nhiều bị biến dạng Vị trí xuất biến dạng không giống biến dạng trực tiếp gián tiếp làm cho dao rời khỏi vị trí tương đối so với mặt cần gia cơng, gây sai số Như lực cắt đóng vai trị định đến biến dạng MGDC 3.5.2 Điều chỉnh theo chi tiết cắt thử nhờ calip thợ Một phần nhiệt vùng cắt truyền vào chi tiết gia cơng, làm biến dạng gây sai số gia cơng Nếu chi tiết nung nóng tồn gây sai số kích thước, cịn bị nóng khơng cịn gây sai số hình dáng Nhiệt độ chi tiết gia cơng trình cắt phụ thuộc vào chế độ cắt Nếu tăng vận tốc cắt lượng chạy dao, tức rút ngắn thời gian nung nóng liên tục chi tiết gia cơng nhiệt độ nhỏ Cịn chiều sâu cắt tăng nhiệt độ chi tiết gia công tăng theo 3.5.3 Điều chỉnh theo dụng cụ đo vạn Trước gia cơng vị trí dao so với phôi ngược lại điều chỉnh xác vị trí giữ cố định suốt q trình gia cơng Ví dụ: Phay mặt bậc dao phay đĩa mặt cho loạt phôi Khi gia công loạt phôi, không kể đến độ mịn dao (coi dao khơng mịn) kích thước a b nhận chi tiết gia CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG Câu Thế độ xác gia cơng chi tiết máy? Nêu tiêu đánh giá độ xác gia cơng? Câu Cho biết phương pháp đạt độ xác gia cơng máy cơng cụ? Ví dụ minh họa? Câu Cho biết ảnh hưởng độ xác tình trạng mịn máy tới độ xác gia cơng? Câu Độ xác chế tạo dụng cụ cắt tình trạng mòn chúng ảnh hưởng đến độ xác gia cơng?cho ví dụ minh họa? Câu Cho biết ảnh hưởng biến dạng nhiệt rung động đến độ xác gia cơng? Chương CHUẨN Mục tiêu: - Phân biệt trình định vị trình kẹp chặt - Phân loại chuẩn - Thực cách gá đặt, định vị, kẹp chặt chi tiết gia cơng - Tính loại sai số - Rèn luyện tính kỷ luật, kiên trì, cẩn thận, nghiêm túc, chủ động tích cực sáng tạo học tập Nội dung chương 4.1 Định nghĩa phân loại chuẩn 4.1.1 Định nghĩa Tập hợp bề mặt, đường điểm chi tiết mà vào người ta xác định vị trí bề mặt, đường điểm khác thân chi tiết chi tiết khác Việc xác định chuẩn nguyên công gia công việc xác định vị trí tương quan dụng cụ cắt bề mặt cần gia công chi tiết để đảm bảo yêu cầu kỹ thuật kinh tế ngun cơng Ví dụ: Chuẩn Chuẩn Hình 4.1 4.1.2 Phân loại chuẩn 4.1.2.1 Chuẩn thiết kế Là chuẩn dùng trình thiết kế, hình thành lập chuỗi kích thước q trình thiết kế Chuẩn thiết kế chuẩn thực hay chuẩn ảo Ví dụ: Chuẩn thực mặt A (hình a) dùng để xác định kích thước bậc trục Chuẩn ảo điểm O (hình b) đỉnh hình nón mặt lăn bánh dùng để xác định góc 23 Hình 4.2 Chuẩn thiết kế a) chuẩn thực; b) chuẩn ảo 4.1.2.2 Chuẩn công nghệ Chuẩn công nghệ gồm: Chuẩn gia công; Chuẩn lắp ráp; Chuẩn kiểm tra - Chuẩn gia cơng: dùng để xác định vị trí bề mặt, đường điểm chi tiết trình gia cơng Chuẩn chuẩn thực Ví dụ: Khi phay mặt phẳng Hình 4.3 Chuẩn gia công Nếu gia công theo phương pháp tự động đạt kích thước mặt A làm nhiệm vụ mặt tỳ mặt định vị (Hình 4.3a) Nếu gia công chi tiết theo đường vạch dấu B (rà gá) mặt A làm nhiệm vụ mặt tỳ mặt định vị đường vạch dấu B (Hình 4.3b) Như vậy, chuẩn gia cơng trùng không trùng với mặt tỳ chi tiết lên đồ gá lên bàn máy Chuẩn gia công chia thành chuẩn thô chuẩn tinh: - Chuẩn thô: bề mặt dùng làm chuẩn chưa qua gia công, qua bước gia công sơ - Chuẩn tinh: bề mặt dùng làm chuẩn qua gia cơng + Chuẩn tinh cịn dùng trình lắp ráp gọi chuẩn tinh + Chuẩn tinh khơng dùng q trình lắp ráp gọi chuẩn tinh phụ Ví dụ: Khi gia công bánh răng, người ta thường dùng mặt lỗ A để định vị Mặt lỗ sau dùng để lắp ghép với trục Vậy, lỗ A gọi chuẩn tinh Các chi tiết trục thường có lỗ tâm hai đầu Hai lỗ tâm dùng làm chuẩn để gia công trục, sau không tham gia vào lắp ghép, chuẩn tinh phụ (Hình 4.4) 24 Hình 4.4 Chuẩn tinh chuẩn tinh phụ - Chuẩn lắp ráp: chuẩn dùng để xác định vị trí tương quan chi tiết khác phận máy trình lắp ráp Chuẩn lắp ráp trùng với mặt tỳ lắp ráp khơng - Chuẩn kiểm tra (hay chuẩn đo lường): chuẩn vào để tiến hành đo hay kiểm tra kích thước vị trí yếu tố hình học chi tiết máy Ví dụ: Khi kiểm tra độ không đồng tâm bậc trục, người ta thường dùng hai lỗ tâm trục làm chuẩn, chuẩn gọi chuẩn kiểm tra Hình 4.5 Chuẩn kiểm tra Hình 4.6 Sơ đồ phân loại chuẩn *Chú ý: Trong thực tế, chuẩn thiết kế, chuẩn công nghệ (chuẩn gia công, chuẩn kiểm tra, chuẩn lắp ráp) trùng khơng trïng Do vậy, trình thiết kế, việc chọn chuẩn thiết kế trùng chuẩn cơng nghệ tối ưu lúc 25 sử dụng toàn miền dung sai; khơng thỏa mãn điều ta sử dụng phần trường dung sai Tổng hợp lại ta có sơ đồ phân loại chuẩn hình 4.6 4.2 Q trình gá đặt chi tiết gia cơng Gá đặt chi tiết bao gồm hai trình: định vị chi tiết kẹp chặt chi tiết - Định vị xác định xác vị trí tương đối chi tiết so với dụng cụ cắt trước gia cơng - Kẹp chặt q trình cố định vị trí chi tiết sau định vị để chống lại tác dụng ngoại lực (chủ yếu lực cắt) q trình gia cơng làm cho chi tiết không xê dịch rời khỏi vị trí định vị * Chú ý : trình gá đặt, trình định vị xảy trước, trình định vị kết thúc bắt đầu trình kẹp chặt Khơng hai q trình xảy đồng thời hay trình kẹp chặt xảy trước q trình định vị Ví dụ: Q trình gá đặt chi tiết mâm cặp ba chấu tự định tâm - Khi đưa chấu cặp để tiếp xúc với chi tiết trình định vị, sau tiếp tục xoay chìa vặn để chấu cặp tiến vào trình kẹp chặt 4.3 Nguyên tắc định vị điểm 4.3.1 Khái niệm bậc tự vật rắn tuyệt đối Bậc tự theo phương vật rắn tuyệt đối khả di chuyển theo phương mà khơng bị cản trở nào.Nếu vật rắn khơng thể di chuyển theo phương đó, có nghĩa bị khống chế bậc tự theo phương 4.3.2 Nguyên tắc điểm định vị 4.3.2.1 Phát biểu nguyên tắc Một vật rắn tuyệt đối khơng gian có bậc tự chuyển động, đặt hệ toạ độ Đề (hệ tọa độ không gian chiều), bậc tự là: bậc xoay quanh trục: bậc tịnh tiến dọc theo trục: Z X O Y Hình 4.7 Bậc tự vật rắn tuyệt đối 4.3.2.2 Ý nghĩa Một vấn rắn muốn xác định vị trí cố định khơng gian phải xác định chuyển động nói Nói cách khác 26 ... Q trình cơng nghệ gia cơng - Q trình cơng nghệ nhiệt luyện - Q trình cơng nghệ lắp ráp Q trình cơng nghệ hợp lý, ghi thành văn kiện công nghệ gọi quy trình cơng nghệ 1.2 Các thành phần quy trình. .. gia công Chương Chuẩn Chương Đặc trưng phương pháp gia công Chương Công nghệ gia công chi tiết hộp Chương Công nghệ gia công chi tiết Chương Công nghệ gia công chi tiết trục Chương Công nghệ. .. HỌC: CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY Mã mơn học: MHTC17021031 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