Giáo trình Cơ sở công nghệ gia công kim loại (Nghề Cắt gọt kim loại Cao đẳng)

TẬP ĐỒN DẦU KHÍ QUỐC GIA VIỆT NAM TRƯỜNG CAO ĐẲNG DẦU KHÍ  GIÁO TRÌNH MƠN HỌC: CƠ SỞ CÔNG NGHỆ GIA CÔNG KIM LOẠI NGHỀ: CẮT GỌT KIM LOẠI TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG (Ban hành theo Quyết định số 204/QĐ-CĐDK ngày 01 tháng 03 năm 2022 Trường Cao đẳng Dầu khí) Bà Rịa - Vũng Tàu, năm 2022 (Lưu hành nội bộ) TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc 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 Trang LỜI GIỚI THIỆU Tài liệu thuộc giáo trình biên soạn theo chương trình đào tạo lưu hành Trường Cao đẳng Dầu khí; nguồn thơng tin sử dụng để tham khảo biên soạn/hiệu chỉnh giáo trình phép dùng nguyên trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Chế tạo máy gia công cắt gọt kim loại ngành quan trọng kinh tế quốc dân Phạm vi sử dụng sản phẩm ngành khí chế tạo máy gia công cắt gọt kim loại phổ biến rộng rãi Trong ngành gia công cắt gọt “cơ sở cơng nghệ gia cơng kim loại” đóng vài trị quan trọng Nó nghiên cứu định nghĩa, khái niệm công nghệ chế tạo máy quy luật tác động trình chế tạo sản phẩm nhằm nâng cao suất, chất lượng giảm chi phí gia cơng Cơ sở cơng nghệ gia công kim loại đời phát triển theo nhu cầu trình thực hành theo đòi hỏi thực tiễn sản xuất Sự đời môn công nghệ gia công kim loại nhằm đảm bảo tích lũy kiến thức ngành khí để áp dụng vào thực tế sản xuất Môn học công nghệ gia công kim loại môn học lý thuyết chuyên môn nghề nghề Cắt gọt kim loại hệ Cao đẳng/Trung cấp Giáo trình cung cấp cho người học định nghĩa, khái niệm công nghệ chế tạo máy, hiểu chuẩn cách chọn chuẩn, đồng thời giúp người học phân tích kết cấu đồ gá, xây dựng phương pháp định vị kẹp chặt chi tiết gia cơng Nội dung giáo trình gồm 09 chương Trong giáo trình tơi tham khảo nhiều sách, giáo trình máy cắt kim loại, máy cơng cụ,công nghệ chế tạo máy tác giả giáo sư, tiến sỹ hàng đầu nước ngành Cơ khí Giáo trình Cơ sở cơng nghệ gia cơng kim loại, q trình biên soạn trình độ có hạn nên chắn khơng tránh khỏi thiếu sót Rất mong muốn độc giả góp ý kiến Tơi xin trân trọng cảm ơn BRVT, ngày 01tháng 03 năm 2022 Tham gia biên soạn Chủ biên: Đào Thị Phương Hoa Trần Thanh Ngọc An Đình Quân Trang MỤC LỤC TRANG LỜI GIỚI THIỆU MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ DANH MỤC CÁC BẢNG GIÁO TRÌNH MƠN HỌC 10 CHƯƠNG 1: NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY 16 1.1 MỘT SỐ ĐỊNH NGHĨA VÀ KHÁI NIỆM 17 1.2 CÁC THÀNH PHẦN CỦA QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ 18 1.3 CÁC DẠNG SẢN XUẤT 21 1.4 ĐỘ CHÍNH XÁC GIA CƠNG VÀ CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM 22 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CẮT GỌT KIM LOẠI 24 2.1 KHÁI NIỆM CHUNG VỀ CẮT GỌT KIM LOẠI 25 2.2 VẬT LIỆU CHẾ TẠO DỤNG CỤ CẮT 31 2.3 CƠ SỞ VẬT LÝ QUÁ TRÌNH CẮT KIM LOẠI 36 2.4 LỰA CHỌN THÔNG SỐ HÌNH HỌC HỢP LÝ CỦA DAO 43 2.5 XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ GIA CÔNG HỢP LÝ 44 CHƯƠNG 3: CÁC PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG CƠ 46 3.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG CHUẨN BỊ PHÔI 47 3.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG CHUẨN BỊ PHÔI 55 CHƯƠNG 4: CHẤT LƯỢNG BỀ MẶT CHI TIẾT MÁY 86 4.1 YẾU TỐ ĐẶC TRƯNG CỦA CHẤT LƯỢNG BỀ MẶT 87 4.2 ẢNH HƯỞNG CỦA CHẤT LƯỢNG BỀ MẶT TỚI KHẢ NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT MÁY 88 4.3 CÁC YẾU TỐ CÔNG NGHỆ ẢNH HƯỞNG TỚI CHẤT LƯỢNG BỀ MẶT 89 4.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG BỀ MẶT 91 CHƯƠNG 5: ĐỘ CHÍNH XÁC GIA CƠNG 93 5.1 CÁC KHÁI NIỆM VÀ ĐỊNH NGHĨA 94 5.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐẠT ĐỘ CHÍNH XÁC GIA CÔNG TRÊN MÁY CÔNG CỤ 95 5.3 CÁC NGUYÊN NHÂN GÂY RA SAI SỐ GIA CÔNG 97 5.4 PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH ĐỘ CHÍNH XÁC GIA CƠNG 101 5.5 PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH MÁY 101 CHƯƠNG 6: CHUẨN VÀ KÍCH THƯỚC CƠNG NGHỆ 103 6.1 ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI CHUẨN 104 6.2 QUÁ TRÌNH GÁ ĐẶT CHI TIẾT 107 6.3 SAI SỐ GÁ ĐẶT 109 6.4 HƯỚN DẪN CÁCH CHỌN CHUẨN 109 6.5 CHUỖI KÍCH THƯỚC CƠNG NGHỆ 111 CHƯƠNG 7: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ ĐỒ GÁ 114 7.1 MỞ ĐẦU 115 7.2 ĐỊNH NGHĨA, PHÂN LOẠI 115 7.3 MỤC ĐÍCH SỬ DỤNG ĐỒ GÁ 117 7.4 CÁC BỘ PHẬN CHÍNH CỦA ĐỒ GÁ 118 7.5 CÁC LOẠI ĐỒ GÁ TRÊN MÁY TIỆN PHAY 118 CHƯƠNG 8: PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH VỊ VÀ CÁC CHI TIẾT ĐỊNH VỊ 124 Trang 8.1 NGUYÊN TẮC ĐỊNH VỊ SÁU ĐIỂM 125 8.2 CÁCH CHỌN NGUYÊN TẮC ĐỊNH VỊ VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH VỊ 126 8.3 CÁC CHI TIẾT ĐỊNH VỊ 128 8.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH VỊ CHI TIẾT GIA CÔNG 137 8.5 CÁCH CHỌN MẶT ĐỊNH VỊ VÀ CÁCH TÍNH SAI LỆCH ĐỊNH VỊ S 138 CHƯƠNG 9: PHƯƠNG PHÁP KẸP CHẶT VÀ CƠ CẤU KẸP CHẶT 140 9.1 NGUYÊN TẮC KẸP CHẶT 141 9.2 CÁC CƠ CẤU KẸP CHẶT 143 TÀI LIỆU THAM KHẢO 149 Trang DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1 Gia cơng trục bậc Hình Tiện trục bậc Hình Tiện trục bậc 18 19 20 Hình Các chuyển động điển hình máy cơng cụ Hình 2 Các chế độ cắt máy công cụ Hình Tập hợp chế độ cắt máy cơng cụ Hình Dụng cụ trạng thái làm việc Hình Các phận dao Hình chiều dài phần làm việc Hình Chiều cao làm việc dao Hình Các phận phần cắt dao tiện Hình Mũi dao lưỡi dao Hình 10 Dao tiện cắt đứt Hình 11 Các thơng số lớp kim loại bị cắt Hình 12 Quá trình hình thành phoi Hình 13 Các dạng phoi cắt Hình 14 Các bề mặt gia cơng chi tiết Hình 15 Hiện tượng lẹo dao Hình 16 Ảnh hưởng tốc độ cắt tới lẹo dao Hình 17 Ảnh hưởng tốc độ cắt tới lẹo dao Hình 18 Góc gá dụng cụ 26 27 28 29 29 29 29 29 30 30 31 37 37 38 39 39 43 44 Hình Cắt phơi cưa đĩa Hình Cưa đai Hình 3 Cắt máy tiện Hình Sơ đồ ủ Hình Sơ đồ nắn thẳng Hình Các loại lỗ tâm Hình Sơ đồ gia công lỗ tâm máy chuyên dùng Hình Khả cơng nghệ tạo hình phương pháp tiện Hình Các phương pháp gá đặt tiện Hình 10 Các loại luynet cách gá chúng Hình 11 Sơ đồ gá mâm cặp chấu Hình 12 Sơ đồ gá mũi tâm trục gá Hình 13 Sơ đồ gá dao tiện ren Hình 14 Sơ đồ cắt tiện thơ mặt ngồi Hình 15 Sơ đồ tiện lỗ máy tiện Hình 16 Sơ đồ tiện ren Hình 17 Khả cơng nghệ bào Hình 18 Các loại dao phay Hình 19 Gia cơng mặt phẳng dao phay mặt đầu dao phay trụ Hình 20 Sơ đồ gia công mặt phẳng dao phay trụ Hình 21 Sơ đồ gia cơng mặt bậc dao phay ngón 51 52 52 53 53 54 55 56 57 58 58 59 59 60 60 61 62 63 65 65 66 Trang Hình 22 Gia cơng mặt trụ trịn xoay dao phay Hình 23 Các phương pháp phay rãnh then Hình 24 Các phương pháp phay trục then hoa Hình 25 Các phương pháp phay ren Hình 26 Gia cơng mặt định hình dao phay định hình Hình 27 Mũi khoan ruột gà có lỗ dẫn dung dich trơn nguội Hình 28 Mũi khoan có kết cấu đặc biệt để khoan lấy lõi Hình 29 Các nguyên nhân tượng sai lệch xuất khoan Hình 30 Khoan máy tiện Hình 31 Khoan máy tiện Hình 32 Mũi khoan dùng gia cơng lỗ bậc Hình 33 Mũi khoan dùng gia cơng lỗ bậc Hình 34 Khả gia công dạng bề mặt khác kht Hình 35 Gia cơng ren taro Hình 36 Gia cơng ren khoan taro kết hợp Hình 37 Gia cơng ren khoan - phay kết hợp Hình 38 Cấu tạo dao chuốt lỗ Hình 39 Cấu tạo đá mài Hình 40 Sơ đồ nguyên lý phương pháp mài trịn ngồi Hình 41 Sơ đồ mài trịn ngồi khơng tâm Hình 42 Sơ đồ phương pháp mài lỗ Hình 43 Sự mịn đá sai số hình dạng xuất mài lỗ 66 67 68 68 69 69 70 70 71 72 72 73 74 76 76 77 78 79 81 82 83 84 Hình Chuẩn thiết kế Hình Chuẩn thiết kế Hình Mặt định vị B phay Hình Định vị mâm cặp chấu tự định vị Hình Các phương pháp rà gá Hình 6 Các loại chuỗi kích thước Hình Các loại chuỗi kích thước 105 105 107 107 108 112 113 Hình Trục gá cứng hình trụ Hình Trục gá đàn hồi Hình Ống kẹp đàn hồi Hình Trục gá với lị xo đĩa Hình Đồ gá phay mặt phẳng máy phay đứng Hình Đồ gá phay mặt phẳng máy phay ngang Hình 7 Đồ gá phay hai mặt bên máy phay ngang 119 119 120 120 121 122 122 Hình hệ tọa độ đề Hình sơ đồ định vị chi tiết theo nguyên tắc sáu điểm Hình ví dụ gá đặt chi tiết Hình số bậc tự hạn chế nhỏ Hình số bậc tự hạn chế nhỏ Hình Các chốt tỳ cố định Hình Các loại phiến tỳ 125 126 127 127 128 129 130 Trang Hình 8 Các loại chốt tỳ điều chỉnh Hình Các loại chốt tỳ tự lựa Hình 10 Chốt tỳ phụ Hình 11 Khối V; Hình 12 Các sơ đồ định vị chi tiết mâm cặp Hình 13 Ống kẹp đàn hồi Hình 14 Các loại chốt định vị Hình 15 Các loại trục gá cứng Hình 16 Các loại mũi tâm Hình 17 Các mặt phẳng chuẩn định vị 131 132 132 133 134 134 135 136 136 138 Hình Các cấu kẹp chặt Hình Các sơ đồ gia công không cần kẹp chặt Hình Phương chiều kẹp chặt Hình Sơ đồ kẹp chặt chêm Hình Kẹp chặt ren vít Hình Cơ cấu kẹp chặt ren vít-địn Hình Cơ cấu kẹp chặt ren vít-địn Hình Kẹp chặt bánh lệch tâm Hình 9 Sơ đồ tính bánh lệch tâm đường cong Assimet Hình 10 Sơ đồ kẹp chặt truyền 141 142 143 144 145 146 146 147 147 148 Trang DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng Các loại vật liệu làm phần cắt dụng cụ Bảng 2 Các thành phần tính chất lý thép Cacbon dụng cụ Bảng Các thành phần tính chất lý thép Cacbon dụng cụ Bảng Thành phần tính chất lý thép gió 33 34 34 36 Bảng Khả tạo cấp độ bóng phương pháp gia công 91 Bảng mức độ chiều sau biến cứng phương pháp gia công 92 Trang GIÁO TRÌNH MƠN HỌC Tên mơn học: Cơ sở công nghệ gia công kim loại Mã mơn học: MECC53030 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơn học: 3.1 Vị trí: Là mơn học bố trí sau hoc sinh học xong môn học, mô đun sở chuyên ngành; 3.2 Tính chất: Mơn học Cơ sở cơng nghệ gia công kim loại thuộc môn học chuyên môn nghề Cắt gọt kim loại 3.3 Ý nghĩa vai trò môn học: Môn học cung cấp cho người học định nghĩa, khái niệm công nghệ chế tạo máy, hiểu chuẩn cách chọn chuẩn, đồng thời giúp người học phân tích kết cấu đồ gá, xây dựng phương pháp định vị kẹp chặt chi tiết gia công Mục tiêu mơn học: 4.1 Về kiến thức: A1 Trình bày đươc định nghĩa,khái niệm công nghệ chế tao máy A2 Hiểu chuẩn cách chọn chuẩn A3 Trình bày quy trình cơng nghệ gia cơng chi tiết A4 Trình bày nguyên tắc định vị kẹp chặt A5 Phân tích cấu tạo, kết cấu đồ gá A6 Xây dựng phương pháp định vị kẹp chặt chi tiết gia công 4.2 Về kỹ năng: B1 Chọn chi tiết định vị, chi tiết kẹp B2 Tính sai số chuẩn, lực kẹp B3 Vận dụng kiến thức môn học để giải vấn đề kỹ thuật công nghệ gia công B4 Chọn sử dụng loại đồ gá trình thực hành kỹ thuật 4.3 Về lực tự chủ trách nhiệm: C1 Rèn luyện tính kỷ luật, kiên trì, cẩn thận, nghiêm túc, chủ động tích cực sáng tạo học tập, làm việc độc lập; C2 Làm việc theo mức độ thành thạo, độc lập, hướng dẫn người khác; C3 Chủ động sáng tạo công việc Nội dung mô đun: 5.1 Chương trình khung Trang 10 Hình 14 Các loại chốt định vị - Chốt trụ ngắn ( hình 8.14b,c,d) có khả hạn chế bậc tự tịnh tiến theo hai trục x, y Tỷ lệ chốt: L/D ≤ 0,3 ÷ 0,5 Nếu phối hợp với mặt phẳng để định vị chi tiết mặt phẳng hạn chế bậc tự - Chốt trám hay chốt vát (hình 8.14e) hạn chế bậc tự (thông thường chống xoay dùng để chống tịnh tiến) Về kết cấu, chốt trám tương tự chốt trụ ngắn phần làm việc vát bớt cho bề mặt vát đối xứng với qua mặt phẳng tâm chốt - Chốt định vị ( hình 8.14 g,h) - Chốt đứng (hình 8.14g) có khả hạn chế bậc tự do, cịn chốt tùy động (hình 8.14h) có khả hạn chế bậc tự (tịnh tiến theo hai phương vng góc với tâm lỗ) Chốt côn định vị thường hay dùng lỗ làm chuẩn cịn thơ (chưa gia cơng) Vật liệu chế tạo chốt Y7A, Y10A, 9XC ( đường kính chốt D1,5 để b hạn chế bậc tự Hình 8.15 số loại trục gá cứng dùng rộng rãi dạng sản xuất Trang 135 Trục gá ( hình 8.15a) với độ 1/2000 dùng để gá đặt chi tiết có lỗ trụ cấp xác 1-2 Khi gá đặt chi tiết phải dùng tay gõ nhẹ đầu trục gá xuống bàn Nhờ ép chặt vào trục gá chi tiết không bị xoay gia công Nhược điểm trục gá khơng xác định vị trí xác chi tiết theo chiều dài Trục gá côn dùng sản xuất đơn sản xuất hàng loạt nhỏ Hình 15 Các loại trục gá cứng 1.rãnh trục gá; 2.phần dẫn hướng trục gá; 3.êcu hãm trục gá; 4.then chống xoay chi tiết c Mũi tâm Khi gia công trục đặc, trục rỗng ống thường dùng loại mũi tâm khác hình 8.15 Hình 16 Các loại mũi tâm Hình 8.16a sơ đồ gá đặt chi tiết mũi tâm cứng Hình 8.16b sơ đồ gá đặt trục rỗng bạc mũi tâm cắt đầu ( mặt định vị phần vát mép hình lỗ) Hình 8.16c sơ đồ gá đặt trục rỗng bạc mũi tâm vát ba phần cách 120º Trong trường hợp phần vát mép hình lỗ tỳ ba khía mũi tâm Hình 8.16d sơ đồ gá đặt trục rỗng bạc mũi tâm khía nhám Hình 8.16e sơ Trang 136 đồ gá đặt trục mũi tâm đặc biệt Mũi tâm gồm ba chốt tỳ khía nhám để truyền mơmen xoắn, vịng đệm tự lựa 2, mũi tâm tùy động bạc trung gian 8.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH VỊ CHI TIẾT GIA CÔNG 8.4.1 Phương pháp rà gá Phương pháp rà gá phương pháp phổ biến sử dụng để định vị chi tiết Người vận hành tiến hành rà gá cách: gà trực tiếp máy theo dấu vạch Phương pháp định vị thường áp dụng cho sản xuất đơn loạt nhỏ sửa chữa chế tạo thử Để thực phương pháp rà gá này, người vận hành cần dùng số dụng cụ như: - Bàn máy - Mũi rà - Đồng hồ so - Hệ thống đo quang học Ưu điểm phương pháp rà gá định vị chi tiết là: - Dễ dàng đạt độ xác nhanh chóng (tùy thuộc vào tay nghề kinh nghiệm gia cơng) - Có thể loại trừ ảnh hưởng độ mịn dao đảm bảo độ xác gia cơng - Có thể tận dụng số phơi có sai số chế tạo lớn - Q trình định vị gia công đơn giản không cần dụng cụ gá phức tạp Nhược điểm phương pháp rà gá: - Có thể khó khăn khơng xác cao cơng nhân chưa thơng thạo kinh nghiệm - Chất lượng sản phẩm phụ thuộc nhiều vào tay nghề người thực - Năng suất thấp 8.4.2 Phương pháp tự động đạt kích thước Đây phương pháp định vị sử dụng phổ biến sản xuất hàng loạt hàng khối Phương pháp giúp xác định vị trí tương quan chi tiết, máy dụng cụ cắt thông qua cấu định vị đồ gá Nói cách khác, phương pháp thực cách xác định vị trí tương quan chi tiết gia công dụng cụ đồ định vị đồ gá Ưu điểm phương pháp tự động đạt: - Độ xác gá khơng phụ thuộc vào trình độ tay nghề người thực - Thời gian thực diễn nhanh nên suất gia tăng Trang 137 Nhược điểm phương pháp tự động đạt kích thước: - Số lượng chi tiết cần gia công cần phải đủ lớn - Thích hợp cho số phơi định Khơng phù hợp cho phơi có dung sai lớn Lưu ý dụng cụ cắt bị mài mịn q nhanh q trình gia cơng thời gian điều chỉnh lần điều chỉnh ngắn Có ảnh hưởng đến độ xác gia cơng chi phí sản xuất 8.5 CÁCH CHỌN MẶT ĐỊNH VỊ VÀ CÁCH TÍNH SAI LỆCH ĐỊNH VỊ S 8.5.1 Các mặt phẳng chuẩn định vị - Mặt chuẩn chính: Bề mặt có điểm định vị - Mặt chuẩn dẫn hướng: Bề mặt có điểm định vị - Mặt chuẩn chặn: Bề mặt có điểm định vị Hình 17 Các mặt phẳng chuẩn định vị 8.5.2 Đối với dạng chi tiết trịn xoay - Mặt chuẩn chính: Bề mặt có điểm định vị mặt trụ điểm định vị mặt đầu - Mặt chuẩn dẫn hướng: Mặt trụ điểm định vị (đối với mặt chuẩn định vị điểm) - Mặt chuẩn chặn: Bề mặt có điểm định vị (đối với mặt chuẩn định vị điểm) Lưu ý: - Giữa điểm định vị, khoảng cách xa tốt - Mặt chuẩn có diện tích lớn lớn - Mặt chuẩn dẫn hướng dài, hẹp tốt ❖ Mặt chuẩn chặn có diện tích nhỏ tốt.TÓM TẮT CHƯƠNG Trang 138 Trong chương này, số nội dung giới thiệu: Nguyên tắc định vị sáu điểm Cách chọn nguyên tắc định vị phương pháp định vị Các chi tiết định vị Các phương pháp định vị chi tiết gia công Cách chọn mặt định vị cách tính sai lệch định vị ❖ CÂU HỎI VÀ TÌNH HUỐNG THẢO LUẬN CHƯƠNG Câu hỏi Trình bày nguyên tắc định vị sáu điểm Câu hỏi Trình bày cách chọn nguyên tắc định vị phương pháp định vị Câu hỏi Trình bày chi tiết định vị Câu hỏi Trình bày phương pháp định vị chi tiết gia công Câu hỏi Trình bày cách chọn mặt định vị cách tính sai lệch định vị Trang 139 CHƯƠNG 9: PHƯƠNG PHÁP KẸP CHẶT VÀ CƠ CẤU KẸP CHẶT ❖ GIỚI THIỆU CHƯƠNG Chương giới thiệu cho người học nguyên tắc kẹp chặt cấu kẹp chặt để người học vận dụng cơng việc sản xuất ❖ MỤC TIÊU CHƯƠNG Sau học xong chương này, người học có khả năng: ➢ Về kiến thức: - Nắm vững nguyên tắc kẹp chặt cấu kẹp chặt ➢ Về kỹ năng: - Định nghĩa khái niệm nguyên tắc kẹp chặt, phương pháp kẹp chặt chi tiết gia công đồ gá - Trình bày nguyên tắc tác dụng lực kẹp, phương pháp tính lực cấu kẹp chặt đơn giản - Phân tích cấu tạo phạm vi sử dụng cấu kẹp chặt khí thường dùng - Phân tích đặc điểm cấu kẹp chặt ➢ Về lực tự chủ trách nhiệm: - Rèn luyện tính kỷ luật, kiên trì, cẩn thận, nghiêm túc, chủ động tích cực sáng tạo học tập ❖ PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY VÀ HỌC TẬP CHƯƠNG - Đối với người dạy: sử dụng phương pháp giảng giảng dạy tích cực (diễn giảng, vấn đáp, dạy học theo vấn đề); yêu cầu người học thực câu hỏi thảo luận - chương tập chương (cá nhân nhóm) Đối với người học: chủ động đọc trước giáo trình (chương 9) trước buổi học; hồn thành đầy đủ câu hỏi thảo luận chương tập tình chương theo cá nhân nhóm nộp lại cho người dạy thời gian quy định ❖ ĐIỀU KIỆN THỰC HIỆN CHƯƠNG - Phịng học chun mơn hóa/nhà xưởng: Khơng - Trang thiết bị máy móc: Máy chiếu thiết bị dạy học khác - Học liệu, dụng cụ, ngun vật liệu: Chương trình mơn học, giáo trình, tài liệu tham khảo, giáo án, phim ảnh, tài liệu liên quan - Các điều kiện khác: Khơng có ❖ KIỂM TRA VÀ ĐÁNH GIÁ CHƯƠNG - Nội dung: Trang 140 ✓ Kiến thức: Kiểm tra đánh giá tất nội dung nêu mục tiêu kiến thức ✓ Kỹ năng: Đánh giá tất nội dung nêu mục tiêu kĩ ✓ Năng lực tự chủ trách nhiệm: Trong trình học tập, người học cần: + Nghiên cứu chương trước đến lớp + Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập + Tham gia đầy đủ thời lượng mơn học - + Nghiêm túc q trình học tập Phương pháp: ✓ Điểm kiểm tra thường xuyên: điểm kiểm tra (hình thức: vấn đáp) ✓ Kiểm tra định kỳ lý thuyết: kiểm tra lý thuyết NỘI DUNG CHƯƠNG 9.1 9.1.1 NGUYÊN TẮC KẸP CHẶT Khái niệm kẹp chặt Vị trí chi tiết gia công đồ gá xác định cấu định vị Tuy nhiên, vị trí chi tiết bị xê dịch tác dụng lực cắt chi tiết khơng kẹp chặt Vì vậy, kẹp chặt công việc sau định vị, có tác dụng giữ cho chi tiết gia cơng không bị xê dịch tác dụng lực cắt trọng lượng chi tiết Kẹp chặt thực nhờ cấu kẹp chặt ( hình 9.1) Hình Các cấu kẹp chặt Ngồi cấu kẹp chặt có cịn dùng cấu kẹp bổ sung nhằm tăng độ cứng vững hệ thống cơng nghệ, nâng cao suất độ xác gia cơng Hình 9.1b ví dụ dùng cấu kẹp bổ sung w2 cấu kẹp w1 Chốt tỳ phụ có tác dụng làm tăng độ cứng vững chi tiết gia cơng Các cấu kẹp chặt cịn dùng để đảm bảo gá đặt xác định tâm chi tiết gia công Trong trường hợp chúng đóng vai trị cấu định vị - kẹp chặt Các Trang 141 cấu mâm cặp tự định tâm, cấu kẹp đàn hồi cấu khác hình 9.1 c, d Trong thực tế không cần cấu kẹp chặt, chi tiết có trọng lượng lớn gia cơng với lực cắt có giá trị nhỏ Kẹp chặt không cần thiết trường hợp lực cắt gia cơng có xu Hình Các sơ đồ gia công không cần kẹp hướng ấn chi tiết xuống cấu định vị ( hình 9.2) 9.1.2 chặt a.khoét mặt đầu; b.khoét lỗ Yêu cầu cấu kẹp chặt Cơ cấu kẹp chặt cần phải thỏa mãn yêu cầu sau đây: - Khơng phá hỏng vị trí định vị chi tiết - Lực kẹp phải đủ để chi tiết không bị xê dịch lực cắt hay trọng lượng thân gây ra, đồng thời lực kẹp không lớn để tránh gây biến dạng chi tiết - Lực kẹp phải ổn định, đặc biệt kẹp nhiều chi tiết đồ gá nhiều vị trí - Thao tác phải nhanh, an tồn khơng tốn sức - Kết cấu phải nhỏ, gọn, bảo quản sửa chữa dễ dàng 9.1.3 Nguyên tắc kẹp chặt Phương chiều lực kẹp phải vng góc với mặt định vị chính, cịn chiều lực kẹp phải hướng từ ngồi vào mặt định vị Chiều lực kẹp không nên ngược với chiều lực cắt chiều trọng lượng chi tiết Nếu chiều lực kẹp ngược với chiều lực cắt chiều trọng lượng chi tiết (chiều ngược trọng lượng chi tiết chiều từ lên trên) lực kẹp phải lớn, có nghĩa cấu kẹp chặt cồng kềnh Hình 9.3 số sơ đồ thể phương chiều lực kẹp Trang 142 Hình Phương chiều kẹp chặt w-lực kẹp; p-lực cắt; G-trọng lượng chi tiết sơ đồ hình 9.3a,b có phương lực kẹp vng góc với mặt định vị chiều lực kẹp w hướng vào mặt định vị, sơ đồ tốt Sơ đồ kẹp chặt hình 9.3c khơng tốt phương lực kẹp w khơng vng góc với mặt định vị Sơ đồ kẹp chặt hình 9.3d tốt phương lực kẹp w lực cắt p chiều hướng vào mặt định vị Sơ đồ kẹp chặt hình 9.3e khơng tốt phương lực kẹp w lực cắt p ngược chiều Sơ đồ kẹp chặt hình 9.3g khơng tốt phương lực kẹp w lực cắt p ngược chiều nhau, lực kẹp w trọng lượng chi tiết ngược chiều Điểm đặt lực kẹp phải thỏa mãn hai điều kiện sau đây: - Chi tiết gia cơng bị biến dạng chịu lực kẹp Muốn vậy, lực kẹp phải tác dụng vào chỗ có độ cứng vững cao - Lực kẹp khơng gây mômen quay chi tiết gia công Muốn vậy, lực kẹp phải tác dụng diện tích định vị diện tích chốt tỳ, phiến tỳ phải gần bề mặt gia công 9.2 CÁC CƠ CẤU KẸP CHẶT Cơ cấu kẹp chặt đồ gá sử dụng để kẹp chặt tháo kẹp chi tiết gia công Cơ cấu kẹp chặt phải đảm bảo cho chi tiết có vị trí cố định đồ gá khơng bị xê dịch q trình gia công Cơ cấu kẹp chặt chia ra: cấu kẹp chặt đơn giản cấu kẹp chặt tổ hợp Cơ cấu kẹp chặt đơn giản cấu tạo gồm cấu kẹp, ví dụ như: kẹp chặt chêm, kẹp chặt ren vít, kẹp chặt bánh lệch tâm, kẹp chặt tay đòn.v.v… Trang 143 Cơ cấu kẹp chặt tổ hợp cấu tạo từ nhiều cấu kẹp chặt đơn giản, ví dụ cấu kẹp ren vít-bánh lệch tâm-tay địn Tùy thuộc vào số lượng truyền (hay mỏ kẹp), cấu kẹp chặt chia ra: - Cơ cấu kẹp chặt truyền hay mỏ kẹp (cơ cấu kẹp chặt chi tiết chỗ) - Cơ cấu kẹp chặt nhiều truyền hay nhiều mỏ kẹp (cơ cấu kẹp chặt chi tiết nhiều chỗ hay kẹp chặt nhiều chi tiết lúc) Tùy thuộc vào nguồn sinh lực kẹp chặt mà cấu kẹp chặt chia ra: - Cơ cấu kẹp chặt tay (kẹp chặt thực trực tiếp tay công nhân - Cơ cấu kẹp chặt khí hóa (kẹp chặt thực cấu ép, dầu ép loại truyền động khác) - Cơ cấu kẹp chặt tự động (nhờ tác động lực ly tâm nhờ chương trình điều khiển máy tính) Trong trường hợp kẹp chặt tháo kẹp chi tiết thực hồn tồn tự động, khơng có tham gia người 9.2.1 Kẹp chặt chêm Các cấu kẹp chặt chêm sử dụng rộng rãi thực tế sản xuất Chêm chi tiết kẹp chặt có hai mặt làm việc khơng song song với Khi đóng chêm vào mặt nghiêng chêm tạo lực kẹp Trong trình làm việc nhờ lực ma sát hai mặt làm việc mà chêm không tụt được, tượng gọi tự hãm Nhược điểm trêm lực kẹp có hạn, thường dùng sản xuất nhỏ phân xưởng sửa chữa Tuy nhiên, chêm lại hay dùng phối hợp với cấu khác ép, dầu ép, đòn bẩy (hình 9.4) hành trình chêm thẳng kết cấu đơn giản Hình Sơ đồ kẹp chặt chêm 9.2.2 Kẹp chặt ren vít Kẹp chặt ren vít dùng rộng rãi sản xuất hàng loạt, hàng loạt nhỏ đơn Ưu điểm ren vít kết cấu đơn giản, lực kẹp lớn, tính tự hãm tốt Nhược điểm ren vít phải quay nhiều vòng kẹp chặt tháo kẹp chi tiết gia công, suất thấp, lực kẹp khơng ổn định có khả làm xê dịch chi tiết lực ma sát đầu ren vít Hình 9.5 số cấu kẹp chặt ren vít Trang 144 Hình Kẹp chặt ren vít a) ren vít đầu trịn với tay quay 2; b) ren vít đầu phẳng với tay quay 2; c)ren vít với miếng đệm tay quay Ren vít dùng để kẹp chặt chi tiết tay kẹp chặt chi tiết đồ gá khí hóa kẹp chặt chi tiết đồ gá vệ tinh đường dây tự động Cơ cấu kẹp ren vít có số chi tiết sau 1.Bulơng Bulơng thường có đường kính tiêu chuẩn M5÷M25, chiều dài l=20÷140mm Vật liệu chế tạo bulông : thép 45, thép 40X, nhiệt luyện đạt độ cứng HRC 30-35 2.Đai ốc Đai ốc chế tạo từ thép 35 45, nhiệt luyện đạt độ cứng HRC 35-40 3.Miếng đệm Miếng đệm chế tạo từ thép 45, nhiệt luyện đạt độ cứng HRC35-40 Miếng đệm lắp với bulông chốt ren vít để khơng bị rơi khỏi bulơng có khả tự lựa theo chiều nghiêng mặt kẹp ( hình 9.6c) 4.Bạc lót Để tăng thời gian sử dụng đồ gá nên bulông không lắp trực tiếp với thân đồ gá mà không qua bạc lót Lực kẹp cấu ren vít tạo phụ thuộc vào chiều dài tay quay, lực đặt tay quay, hình dạng mặt đầu ren vít dạng ren 9.2.3 Kẹp chặt phối hợp ren vít - địn Trong nhiều trường hợp người ta khơng dùng ren vít để kẹp trực tiếp lên vật gia cơng mà thơng qua địn kẹp để tạo lực kẹp Đòn kẹp dùng tường hợp sau: - Kết cấu đồ gá không cho phép dùng ren vít để kẹp trực tiếp lên chi tiết gia cơng mà phải kẹp từ xa - Khi cần phóng đại lực kẹp Trang 145 Hình 9.6 cấu kẹp chặt ren vít – địn với địn kẹp di động chốt tỳ điều chỉnh Đòn kẹp sử dụng để kẹp chi tiết có kích thước H khác Khi xiết đai ốc địn kẹp thực việc kẹp chặt chi tiết Hình 9.7b sơ đồ tác dụng lực kẹp chặt cấu ren vít-địn Hình Cơ cấu kẹp chặt ren vít-địn 1.địn kẹp; 2.chốt tỳ điều chỉnh; Hình Cơ cấu kẹp chặt ren vít-địn 1.thân đồ gá; 2.phiến tỳ; 3.chi tiết gia công;4.đầu bulông;5.đầu bulông 3.chi tiết gia cơng;4.đai ốc kẹp;6.địn kẹp;7.lị xo Hình 9.7a cấu kẹp chặt ren vít – địn Khi quay bulơng đầu bên phải địn kẹp nâng lên cịn đầu bên trái hạ xuống để kẹp chặt chi tiết gia công Chi tiết gia công định vị phiến tỳ 2, phiến tỳ lắp chặt thân đồ gá Khi gá đặt chi tiết gia cơng, lị xo nâng địn kẹp lên địn kẹp giữ đầu bulơng Hình 9.7b sơ đồ tác dụng lực kẹp chặt cấu ren vít – địn 9.2.4 Kẹp chặt bánh lệch tâm Bánh lệch tâm loại chi tiết dạng đĩa trục có tâm quay khơng trùng với tâm hình học bề mặt làm việc, đo quay bán kính cong tăng dần để kẹp chặt chi tiết, kẹp chặt bánh lệch tâm có ưu điểm sau: - Kẹp nhanh (do hành trình ngắn) - Kết cấu đơn giản, khơng cần thiết bị phụ trợ Tuy nhiên lực kẹp chặt bánh lệch tâm lại có nhược điểm như: - Lực kẹp yếu ( khoảng 1/5 lực kẹp ren vít) - Tính vạn so với kẹp chặt ren vít - Tính tự hãm so với kẹp chặt ren vít Vật liệu để chế tạo bánh lệch tâm thép Y7A, 20X có thấm cacbon với chiều dày 0,8÷1,2 mm nhiệt luyện đạt độ cứng HRC 55-60 Trang 146 Kẹp chặt bánh lệch tâm dùng có rung động khơng cần lực kẹp lớn Trong thực tế người ta thường dùng bánh lệch tâm tròn bánh lệch tâm đường cong Assimet a Bánh lệch tâm trịn Bánh lệch tâm trịn có mặt làm việc mặt tròn ( phần mặt tròn) với tâm quay lệch với tâm hình học đoạn e ( hình 9.8) Hình Kẹp chặt bánh lệch tâm 1.đai ốc; 2.phiến tỳ; 3.chi tiết gia công; 4.mỏ kẹp; 5.bulông; 6.bánh lệch tâm; 7.chi tiết đệm bánh lệch tâm Chi tiết gia công định vị phiến tỳ kẹp chặt mỏ kẹp Khi quay bánh lệch tâm theo chiều kim đồng hồ Bánh lệch tâm tỳ lên chi tiết làm cho đầu phải mỏ kẹp nâng lên đầu trái mỏ kẹp hạ xuống để kẹp chặt chi tiết gia công Đai ốc dùng để điều chỉnh cố định bulông b Bánh lệch tâm đường cong Assimet Để khắc phục nhược điểm bánh lệch tâm trịn ( góc nâng thay đổi lực kẹp yếu) người ta dùng bánh lệch tâm đường cong Assimet ( hình 9.9) Ưu điểm chủ yếu bánh lệch tâm đường cong Assimet góc nâng khơng thay đổi, lực kẹp ổn định lớn lực kẹp bánh lệch tâm trịn Trên hình 9.9a có: đường trịn sở với bán kính r1 phân đường trịn thành nhiều góc β với góc lấy bán kính tăng thêm đoạn x: r2 = r1 + x; r3 = r1 + 2x; rn = r1 + (n-1)x đường cong qua đỉnh bán kính gọi đường cong Assimet Hình 9 Sơ đồ tính bánh lệch tâm đường cong Assimet Trang 147 9.2.5 Kẹp chặt truyền Hình 9.10 cấu kẹp chặt truyền, tác dụng phía Lực Q cấu truyền động sinh ra, nhờ cán pittong lăn truyền đến truyền Ở lăn có phản lực N lực kẹp w Tổng lực Q N lực R tác dụng lên truyền Tổng hợp lực R cuối truyền phân hai lực w Q Khi ép vào buồng trái xilanh truyền động 4, cán pistong dich chuyển đầu truyền với lăn bên phải Đầu truyền làm quay đòn kẹp xung quanh điểm tỳ cố định đầu bên trái đòn kẹp thực việc kẹp chặt chi tiết Hình 10 Sơ đồ kẹp chặt truyền 1.thanh truyền; 2.con lăn; Cán pittong; 4.cơ cấu truyền động; 5.chi tiết gia công; 6.điểm tỳ cố định;7.đòn kẹp quay Người ta dùng nguyên tắc điểm để định vị chi tiết gia công Nhưng lúc phải hạn chế bậc tự do, mà số bậc tự hạn chế phụ thuộc vào trường hợp gia cơng cụ thể ❖ TĨM TẮT CHƯƠNG Trong chương này, số nội dung giới thiệu: Nguyên tắc kẹp chặt Cơ cấu kẹp chặt ❖ CÂU HỎI VÀ TÌNH HUỐNG THẢO LUẬN CHƯƠNG Câu hỏi Trình bày nguyên tắc kẹp chặt Câu hỏi Trình bày cấu kẹp chặt Trang 148 TÀI LIỆU THAM KHẢO Trần văn Địch, Nguyễn Trọng Bình, Công nghệ chế tạo máy, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 2003 Trần văn Địch, Đồ gá, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 2004 Nguyễn Ngọc Đào, Trần Thế San, Chế độ cắt gia cơng khí, NXB Đà Nẵng, Đà Nẵng 2002 Nguyễn Tiến Lưỡng, Trần Sỹ Túy Giáo trình sở kỹ thuật cắt gọt kim loại, NXB Giáo dục 2007 (vụ giáo dục chuyên nghiệp) Trang 149 ... máy gia công cắt gọt kim loại ngành quan trọng kinh tế quốc dân Phạm vi sử dụng sản phẩm ngành khí chế tạo máy gia cơng cắt gọt kim loại phổ biến rộng rãi Trong ngành gia cơng cắt gọt ? ?cơ sở cơng... lớp kim loại dư cắt thành phoi *Mặt gia công: bề mặt chi tiết tọa thành sau cắt lớp kim loại *Mặt gia công: bề mặt chi tiết nối tiếp mặt gia công mặt chưa gia cơng Trong q trình cắt mặt gia cơng... lượng giảm chi phí gia công Cơ sở công nghệ gia công kim loại đời phát triển theo nhu cầu trình thực hành theo địi hỏi thực tiễn sản xuất Sự đời môn công nghệ gia cơng kim loại nhằm đảm bảo tích