Bài giảng đồ án công nghệ chế tạo máy

Định nghĩa“Là tập hợp các bề mặt, các đường, các điểm mà căn cứ vào đó ngườita xác định được vị trí tương đối giữa các bề mặt, các đường, các điểmcủa bản thân chi tiết đó hay của chi tiế

1.1 Các loại bề mặt trong gia công cơ khí

1.2 Định nghĩa và phân loại chuẩn

1.3 Gá đặt

1.3.1 Nguyên tắc định vị 6 điểm

1.3.2 Những lưu ý trong định vị

1.3.3 Sai số gá đặt

1 CHUẨN TRONG CHẾ TẠO MÁY

1.1 Các loại bề mặt trong gia công cơ khí

4

5 5

Bề mặt (hay vị trí) dùng để xác nhận vị trí tương quan giữa

các về mặt trên => Chuẩn

3

1.1 Các loại bề mặt trong gia công cơ khí

1.2 Định nghĩa và phân loại chuẩn

1.3 Gá đặt

1.3.1 Nguyên tắc định vị 6 điểm

1.3.2 Những lưu ý trong định vị

1.3.3 Sai số gá đặt

1 CHUẨN TRONG CHẾ TẠO MÁY

1.2 Định nghĩa và phân loại chuẩn

a Định nghĩa

“Là tập hợp các bề mặt, các đường, các điểm mà căn cứ vào đó người

ta xác định được vị trí tương đối giữa các bề mặt, các đường, các điểm

của bản thân chi tiết đó hay của chi tiết khác trong cùng một sản phẩm”

Chuẩn được sử dụng trong quá trình:

-Thiết kế

-Gia công

-Đo lường

-Lắp ráp

Chuẩn là bề mặt A Chuẩn là đường B Chuẩn là điểm R

Việc chọn chuẩn ảnh hưởng lớn đến độ chính xác và tính kinh

tế trong chế tạo máy

5

b Phân loại

Dựa vào các quá trình trong gia công cơ khí để phân loại chuẩn

Thiêt kế => gia công => kiểm tra => lắp ráp

1.2 Định nghĩa và phân loại chuẩn

1 CHUẨN TRONG CHẾ TẠO MÁY

b Phân loại

Chuẩn thiết kế : là chuẩn được dùng trong quá trình thiết kế Chuẩn

này được hình thành khi lập các chuỗi kích thước trong quá trình thiết

kế

Chuẩn thiết kế có thể là chuẩn thực hay chuẩn ảo

1.2 Định nghĩa và phân loại chuẩn

7

b Phân loại

Chuẩn công nghệ :

• Dùng trong quá trình gia công

• luôn luôn là chuẩn thực

Chia ra:chuẩn gia công , chuẩn lắp ráp và chuẩn kiểm tra.

•Chuẩn gia công : xác định vị trí của những bề mặt, đường, hoặc

điểm của chi tiết trong quá trình gia công cơ

Chuẩn này bao giờ cũng là chuẩn thực.

1.2 Định nghĩa và phân loại chuẩn

1 CHUẨN TRONG CHẾ TẠO MÁY

b Phân loại

Chuẩn gia công

bao gồm chuẩn thô và chuẩn tinh

Chuẩn thô : là những bề mặt dùng làm chuẩn chưa qua gia công

Chuẩn tinh : là những bề mặt dùng làm chuẩn đã qua gia công

• Chuẩn tinh chính: là chuẩn tinh sau khi gia công được dùng làm

chuẩn trong quá trính lắp ráp

• Chuẩn tinh phụ: là chuẩn tinh sau khi gia công không được dùng

trong quá trình lắp ráp

Chuẩn tinh chính Chuẩn tinh phụ

A A

1.2 Định nghĩa và phân loại chuẩn

9

b Phân loại

Chuẩn lắp ráp

là chuẩn dùng để xác định vị trí tương quan của các chi tiết khác nhau

của một bộ phận máy trong qúa trình lắp ráp

Chuẩn lắp ráp có thể trùng hoặc không trùng với mặt tỳ lắp ráp

Chuẩn lắp ráp

1.2 Định nghĩa và phân loại chuẩn

1 CHUẨN TRONG CHẾ TẠO MÁY

b Phân loại

Chuẩn kiểm tra

Dùng trong quá trình kiểm tra

Là chuẩn căn cứ vào đó tiến hành đo hay kiểm tra

kích thước về vị trí giữa các yếu tố hình học của chi tiết máy

Ví dụ : Để kiểm tra độ đồng tâm giữa các bậc trục, ta sử dụng hai lỗ

1.2 Định nghĩa và phân loại chuẩn

11

1.1 Các loại bề mặt trong gia công cơ khí

1.2 Định nghĩa và phân loại chuẩn

Quá trình định vị bao giờ cũng diễn

ra truớc, quá trình kẹp chặt tiếp bước

theo sau.

Định vị: là qúa trình xác định chính xác vị trí tương đối của chi tiết so

với dụng cụ cắt trước khi gia công.

Kẹp chặt : là quá trình cố định vị trí của chi tiết sau khi định vị để chống

lại tác dụng của ngoại lực ( chủ yếu là lực cắt ) trong quá trình gia công

làm cho chi tiết không được xê dịch và dời khỏi vị trí đã định vị

13

Ví dụ quá trình gá đặt

Quá trình đinh vị: chi tiết được định vị bằng khối V và phiến chặn để

đảm bảo kích thước A và B

Quá trình kẹp chặt: Lực kẹp P( tay đòn, xy lanh…) được sử dụng để cố

định vị trí chi tiết sau khi đã được định vị

-3 bậc tịnh tiến: Ox, Oy, Oz

-3 bậc xoay quanh trục: Ox, Oy, Oz

1.3 Gá đặt

15

1.3.1 Nguyên tắc định vị 6 điểm

▪ Điểm 1 hạn chế bậc tự do tịnh tiến theo OZ

▪ Điểm 2 hạn chế bậc tự do quay theo OY

▪ Điểm 3 hạn chế bậc tự do quay theo OX

▪ Điểm 4 hạn chế bậc tự do tịnh tiến theo OX

▪ Điểm 5 hạn chế bậc tự do quay theo OZ

▪ Điểm 6 hạn chế bậc tự do tịnh tiến theo OY

Nguyên tắc 6 điểm được sử dụng để định vị

chi tiết khi gia công.

1.3 Gá đặt

1 CHUẨN TRONG CHẾ TẠO MÁY

1.3.2 Những lưu ý trong định vị

❖Một mặt phẳng bất kỳ có khả năng khống chế tối đa 3 bậc tự do

❖Khi gia công chi tiết được định vị không cần thiết luôn đủ 6 bậc tự

do, chỉ cần những bậc tự do cần thiết để đảm bảo yêu cầu của nguyên

công

❖Số bậc tự do khống chế không được quá 6, nếu 1 bậc nào đó được

khống chế quá 1 lần gọi làsiêu định vị

Siêu định vị sẽ làm kênh, lệch, biến dạng chi tiết hay đồ gá

sai số gá đặtgiảm ĐCXGC

1.3 Gá đặt

17

1.3.3 Sai số gá đặt

Sai số do kẹp chặt

Là lượng chuyển vị của gốc kích thước do lực kẹp thay đổi chiếu theo

phương kích thước thực hiện

Sai số của đồ gá thường nhỏ và được bỏ qua khi gia công Khi yêu cầu

độ chính xác cao có thể lấy bằng (0.2~0.3) sai số gia công

1.3 Gá đặt

23

1.3.3 Sai số gá đặt

Sai số chuẩn

“Sai số chuẩn phát sinh khi chuẩn định vị không trùng với gốc kích

thước và có trị số bằng lượng biến động của gốc kích thước chiếu lên

phương kích thước thực hiện”

Không có sai số chuẩn Có sai số chuẩn

1.3 Gá đặt

2 ĐỒ GÁ GIA CÔNG 25

Chất lượng sản phẩm cơ khí, năng suất lao động và giá thành là

những chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật quan trọng trong sản xuất cơ khí

Để đảm bảo các chỉ tiêu trên, trong quá trình chế tạo sản phẩm cơ

khí ngoài máy cắt kim loại và dụng cụ cắt, chúng ta còn cần các

trang bị công nghệ

Trang bị công nghệ ( với gia công cơ khí ) là toàn bộ các phụ tùng

kèm theo máy công cụ nhằm mở rộng khả năng công nghệ của máy,

tạo điều kiện cho việc thực hiện quá trình công nghệ chế tạo cơ khí

với hiệu quả kinh tế kỹ thuật cao.

2.1 Trang bị công nghệ

27

2.1 Trang bị công nghệ

Hai loại trang bị công nghệ thường dùng

trong cơ khí là đồ gá ( đồ gá gia công, đồ

gá kiểm tra, đồ gá lắp ráp ) và dụng cụ

phụ.

-Đồ gá: là những trang bị công nghệ cần

thiết được dùng trong quá trình gia công

cơ ( đồ gá gia công ), quá trình kiểm tra (

đồ gá kiểm tra ), quá trình lắp ráp ( đồ gá

2.2 Đồ gá gia công cơ

Là một loại trang bị công nghệ nhằm xác định chính xác vị trí của

chi tiết gia công so với dụng cụ cắt, đồng thời giữ vững vị trí đó trong

suốt quá trình gia công.

2 ĐỒ GÁ GIA CÔNG

2.2 Đồ gá gia công cơ

Các thành phần của đồ gá gia công cơ:

Quá trình định vị là sự xác định vị trí chính xác tương đối của chi tiết

so với dụng cụ cắt trước khi gia công.

Đồ định vị và yêu cầu của đồ định vị

Khi định vị chi tiết lên đồ gá, người ta dùng các chi tiết hay bộ phận

tiếp xúc trực tiếp với bề mặt làm chuẩn của chi tiết, nhằm đảm bảo độ

chính xác tương quan giữa chi tiết và dụng cụ cắt

Các chi tiết và bộ phận đó được gọi là đồ định vị ( cơ cấu định vị,

chi tiết định vị )

33

2.3 Định vị và đồ định vị

Các yêu cầu với đồ định vị

➢ Đồ định vị cần phải phù hợp với bề mặt làm chuẩn định vị của chi

2 ĐỒ GÁ GIA CÔNG

2.3 Định vị và đồ định vị

2.3.1 Định vị mặt chuẩn là mặt phẳng

b) Chốt tỳ điều chỉnh

Chốt tỳ sử dụng cho mặt phẳng là chuẩn thô hoặc có sai số tương

quan hình học thay đổi nhiều

37

2.3 Định vị và đồ định vị

2.3.1 Định vị mặt chuẩn là mặt phẳng

c) Chốt tỳ tự lựa

Chốt tỳ sử dụng cho mặt phẳng là chuẩn thô hoặc mặt bậc

Ưu điểm: luôn tiếp xúc với mặt chuẩn tăng độ cứng vứng của chi

tiết và giảm áp lực trên bề mặt điểm tỳ

2 ĐỒ GÁ GIA CÔNG

2.3 Định vị và đồ định vị

2.3.1 Định vị mặt chuẩn là mặt phẳng

d) Chốt tỳ phụ

Sau khi chi tiết được định vị => chốt tỳ phụ được cố định

Chốt tỳ phụ chỉ đóng vai trò nâng cao độ cứng vứng của chi tiết

39

2.3 Định vị và đồ định vị

2.3.1 Định vị mặt chuẩn là mặt phẳng

e) Phiến tỳ

Khi mặt chuẩn là mặt phẳng đã được gia công (chuẩn tinh) và có diện

tích thích hợp (trung bình và lớn) người ta dùng phiến tỳ

c) Phiến tỳ mặt bậc b) Phiến tỳ có xẻ rãnh

a) Phiến tỳ đơn giản

Để định vị mặt phẳng người ta sử dụng từ 2 đến 3 phiến tỳ tùy theo đặc

điểm và yêu cầu định vị

2.3 Định vị và đồ định vị

2.3.2 Định vị mặt trụ ngoài

b) Mâm cặp

Mâm cặp 3 chấu tự định tâm Mâm cặp 4 chấu

Tự định tâm Không tự định tâm

2.3 Định vị và đồ định vị

2.3.2 Định vị mặt trụ ngoài

b) Ống kẹp đàn hồi

Ông kẹp đàn hồi trên máy tiện

Ống kẹp đàn hồi có khả năng định tâm cao, được sử dụng khi phôi gia

công có độ chính xác nhất định trên máy tiện hoặc phay

Cấu tạo ống kẹp đàn hồi

D L

Tùy theo tình trạng của bề mặt chi tiết là tinh hay thô mà ta quyết định

việc sử dụng chốt côn cứng hoặc chốt côn mềm

Được sử dụng khi gá chi tiết trên máy tiện, mài, phay … khi chuẩn là chuẩn

tinh (lỗ đã gia công)

Trục gá hạn chế 4 đến 5 bậc tự do (kết hợp vai trục hạn chế 1 bậc tự do)

Trục gá trụ có khe hở (5 bậc tự do) 49

❖Trục gá côn được sử dụng để triệt tiêu khe hở giữa trục và chi tiết

=> đảm bảo độ đồng tâm cao hơn dạng trục gá trụ có khe hở

❖Trục gá đà hồi sử dụng cho những chi tiết mỏng dễ biến dạng do lực

kẹp, được sử dụng trên máy tiện, mài…)

2.3 Định vị và đồ định vị

➢Đảm bảo độ đồng tâm

giữa các bậc trục trên trục

bậc hoặc trụ dài khi gia

công trên máy tiện, mài

➢Lỗ tâm trên trục được gọi

-Mũi tâm quay

Mũi tâm cứng Mũi tâm tùy động Mũi tâm quay

2.3.4 Định vị với mặt chuẩn kết hợp

53

2.3 Định vị và đồ định vị

a) Mũi tâm cứng

Khi gia công trục sử dụng hai lỗ tâm ở hai đầu làm chuẩn thì người ta

sử hai mũi chống tâm cứng và được truyền momen xoắn bằng tốc cặp

-Mũi tâm trước hạn chế 3 bậc tự do

-Mũi tâm sau hạn chế hai bậc tự do

Để đảm bảo độ chính xác theo kích thước chiều trục L (loại bỏ sai số

do phần tiếp xúc giữa chống tâm và lỗ tâm trên trục) => sử dụng mũi

tâm tùy động

-Mặt đầu chi tiết được định vị 1 bậc tự do bằng mặt tỳ

-Chống tâm tùy động tiếp đó hạn chế 2 bậc tự do (được cố định sau khi

định vị)

2.3.4 Định vị với mặt chuẩn kết hợp

55

2.3 Định vị và đồ định vị

c) Mũi tâm quay

Khi gia công chi tiết ở tốc độ cao (n > 1000v/ph), để hạn chế mài mòn

do ma sát giữa chi tiết và chống tâm ta sử dụng chống tâm quay

2.4 Kẹp chặt và cơ cấu kẹp chặt

2 ĐỒ GÁ GIA CÔNG

2.4 Kẹp chặt và cơ cấu kẹp chặt

Khái niệm

Là tác động một hoặc nhiều lực lên chi tiết gia công nhằm làm mất khả

năng xê dịch hoặc rung động của chi tiết đó do tác động của lực cắt hay

các lực khác sinh ra trong quá trình cắt như lực ly tâm, trọng lực, rung

động…

Để thực hiện điều này người ta dùng cơ cấu kẹp chặt Một cơ cấu kẹp

chặt bao gồm: cơ cấu sinh lực, cơ cấu truyền lực (khuếch đại lực, phân

bố lực, liên động…)

59

2.4 Kẹp chặt và cơ cấu kẹp chặt

Các yêu cầu của cơ cấu kẹp:

➢Không được phá hỏng vị trí của chi tiết đã định vị chính xác

➢Trị số lực kẹp vừa đủ, chi tiết không bị biến dạng hay thay đổi vị trí

trong quá trình gia công

➢Không làm hỏng bề mặt chi tiết do tác dụng của lực kẹp

➢Cơ cấu kẹp chặt có thể điều chỉnh được lực kẹp

➢Kết cấu đơn giản dễ chế tạo sửa chữa

➢Thao tác nhanh, thuận tiện và an toàn Đảm bảo độ bền và không biến

dạng khi chịu lực

2 ĐỒ GÁ GIA CÔNG

2.4 Kẹp chặt và cơ cấu kẹp chặt

Phương, chiều lực kẹp

Phương và chiều của lực kẹp có mối liên quan mật thiết với 3 yếu tố: mặt

định vị, phương và chiều trọng lực của chi tiết và lực cắt sinh ra

❖Lực kẹp nên có phương thẳng góc và có chiều hướng từ ngoài vào mặt

định vị

❖Chiều của lực kẹp chặt không nên ngược với chiều của lực cắt và trọng

lực của chi tiết sinh ra

Quan hệ giữa phương và chiều của lực kẹp chặt

W – Lực kẹp chặt, G – Trọng lực chi tiết, P – Lực cắt 61

2.4 Kẹp chặt và cơ cấu kẹp chặt

Điểm đặt lực kẹp

Nên đặt lực ở vị trí có độ cứng vững cao nhất, và nằm trong phạm vi của

diện tích đỡ => nâng cao độ cứng vững và tránh sinh thêm ngoại lực

hoặc momen quay lên chi tiết

2 ĐỒ GÁ GIA CÔNG

2.4 Kẹp chặt và cơ cấu kẹp chặt

2.4.1 Kẹp chặt bằng chêm

Chêm là chi tiết sinh lực có hai bề mặt không song song với nhau

❖Yêu cầu của chêm là phải có khả năng tự hãm tốt để lực kẹp sinh ra

ổn định trong quá trình gia công

❖Cơ cấu kẹp bằng chêm thường được kết hợp với các cơ cấu sinh lực

như xy lanh khí, thủy lực để đảm bảo khả năng sinh lực và gọn nhẹ về

kết cấu

63

2.4 Kẹp chặt và cơ cấu kẹp chặt

2.4.1 Kẹp chặt bằng chêm

Chêm phẳng có một mặt nghiêng

Cơ cấu chêm có hai mặt nghiêng

1 - Chêm, 2 – Con lăn, 3 - Đòn

2 ĐỒ GÁ GIA CÔNG

2.4 Kẹp chặt và cơ cấu kẹp chặt

2.4.1 Kẹp chặt bằng chêm

Chêm có 2 mặt nghiêng

Cơ cấu chêm có hai mặt nghiêng

1 - Chêm, 2 – Con trượt, 3 - Đòn

65

Một số cơ cấu kẹp ren vít thường dùng

Kẹp ren thông qua đòn kẹp Kẹp ren trực tiếp

Kẹp ren bằng đai ốc Kẹp ren thông qua miếng đệm 69

2.5 Cơ cấu sinh lực

Thông qua cơ cấu truyền lực, lực kẹp từ cơ cấu sinh lực sẽ được truyền

2.5 Cơ cấu sinh lực

Cơ cấu sinh lực sử dụng khí nén

Hệ thống sinh lực bằng khí nén

1 – Bình lọc khí, 2 – Van giảm áp, 3 – Van một chiều, 4 – Van phân phối, 5 – Van tiết lưu,

6 – Áp kế, 7 – Xy lanh

2 ĐỒ GÁ GIA CÔNG

2.5 Cơ cấu sinh lực

Cơ cấu sinh lực sử dầu ép (thủy lực)

Hệ thống sinh lực bằng dầu ép

1 – Bơm dầu, 2 – Bể dầu, 3 – Van phân phối, 4 – Xy lanh thủy lực,

5 – Van quá áp

73

2.5 Cơ cấu sinh lực

Cơ cấu sinh lực khí nén – dầu ép

Hệ thống sinh lực bằng khí nén – dầu ép

1 – Xy lanh khí, 2 – Bình dầu bổ sung, 3 – Xy lanh thủy lực

3

2 ĐỒ GÁ GIA CÔNG

2.5 Cơ cấu sinh lực

Cơ cấu sinh lực cơ khí – điện

Hệ thống sinh lực cơ khí – điện

1 – Động cơ, 2 – Hộp giảm tốc, 3 – Cơ cấu ly hợp

75

2.5 Cơ cấu sinh lực

Cơ cấu sinh lực điện từ

Hệ thống sinh lực cơ khí – điện

1 – Vỏ, 2 – Lõi từ, 3 – Tấm dẫn từ

4 – Lõi, 5 – Lớp cách từ, 6 – Cuộn dây, 7 – Chi tiết

Sơ đồ bố trí trên máy mài

2 ĐỒ GÁ GIA CÔNG

2.5 Cơ cấu sinh lực

Cơ cấu sinh lực ly tâm

Sử dụng lực ly tâm của các chi tiết quay sinh ra

77

2.6 Các cơ cấu khác

Các cơ cấu khác trên đồ gá:

➢Bạc dẫn

➢Cơ cấu so dao

➢Cơ cấu định vị đồ gá trên bàn máy

➢Cơ cấu phân độ

➢Thân đồ gá

2 ĐỒ GÁ GIA CÔNG

2.6 Các cơ cấu khác

2.6.1 Bạc dẫn

➢Bạc dẫn được lắp trên phiến dẫn

➢Kích thước lỗ bạc dẫn bằng kích thước dụng cụ gia công

Công dụng:

➢Xác định tâm lỗ gia công mà không phải lấy dấu

➢Tăng độ cứng vững cho dụng cụ cắt

79

2.6.3 Cơ cấu so dao

Là một bộ phận của đồ gá dùng để xác định vị trí của dụng cụ cắt so với

đồ gá thường được dùng trên các máy phay, bào, tiện, chốt mặt ngoài

Tác dụng:

➢Đơn giản hóa việc điều chỉnh dụng cụ cắt

➢Dễ dàng điều chỉnh sau khi dao được mài lại do mòn

Cơ cấu so dao trên máy phay 83

2.6 Các cơ cấu khác

Cơ cấu định vị đồ gá trên bàn máy phay, doa

a – Then dẫn hướng, b – Định vị trên bàn máy

2.6.4 Cơ cấu định vị đồ gá trên máy

Cơ cấu cho phép lắp nhanh và chính xác vị trí đồ gá trên máy

2 ĐỒ GÁ GIA CÔNG

2.6 Các cơ cấu khác

Cơ cấu định vị đồ gá trên bàn máy tiện

2.6.4 Cơ cấu định vị đồ gá trên máy

Cơ cấu cho phép lắp nhanh và chính xác vị trí đồ gá trên máy

85

2.6 Các cơ cấu khác

2.6.5 Cơ cấu phân độ

➢Sử dụng cho các chi tiết gia công nhiều vị trí (Các vị trí này chỉ khác

Yêu cầu thân đồ gá:

➢Độ cứng vững cao, chịu được lực cắt, trọng lực… mà không biến dạng

➢Kết cấu đơn giản, nhẹ, dễ chế tạo dễ thao tác, vệ sinh bảo dưỡng

➢Đảm bảo an toàn, chắc chắn đặc biệt là đồ gá quanh nhanh

87

1 Công nghệ chế tạo máy 1, Lưu Đức Bình, DHBK Đà Nẵng,

Chương 2: Quy trình công nghệ gia

công các chi tiết điển hình

2.1 Quy trình công nghệ chế tạo chi tiết dạng hộp

2.1.1 Khái niệm

Chi tiết dạng hộp gồm những chi tiết dạng khối rỗng (xung quanh có

thành vách) thường làm nhiệm vụ là chi tiết cơ sở để lắp các chi tiết

khác lên nó tạo thành bộ phận máy nhằm thực hiện một nhiệm vụ

động học nào đó của máy

Đặc điểm chi tiết dạng hộp:

Có nhiều vách, gân tăng cứng với độ dày mỏng khác nhau

Nhiều lỗ, mặt phẳng và phần lồi lõm cần gia công cho lắp ghép

Là loại chi tiết phức tạp, khó gia công

2.1 Quy trình công nghệ chế tạo chi tiết dạng hộp

Ví dụ chi tiết dạng hộp