Giáo trình thiết kế quy trình công nghệ - Phạm Minh Đạo, Bùi Quang Tám và Nguyễn Thị Thanh.pdf

Giáo trình thiết kế quy trình công nghệ - Phạm Minh Đạo, Bùi Quang Tám và Nguyễn Thị Thanh.pdfGiáo trình thiết kế quy trình công nghệ - Phạm Minh Đạo, Bùi Quang Tám và Nguyễn Thị Thanh.pdf

PHAM MINH DAO

BÙI QUANG TẮM - NGUYỄN THÍ THANH

PHAM MINH DAO

BÙI QUANG TÁM - NGUYÊN THỊ THANH

GIAO TRINH THIET KE QUY TRINH CONG NGHE

(DUNG CHO TRINH DO CAO DANG NGHE)

NHA XUAT BAN LAO DONG

Hà Nội - 2009

LỜI NÓI ĐẦU

Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo chỉ tiết máy là lĩnh vực khoa học có nhiệm vụ nghiên cứu, thiết kế và tổ chức

thực hiện quá trình chế tạo sản phẩm cơ khí đạt các chỉ tiêu

kinh tế kỹ thuật nhất định trong điều kiện quy mô sản xuất

nhất định

Cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ, việc

đưa ra quy trình gia công chỉ tiết đạt yêu cầu kỹ thuật và hiệu quả kinh tế cao ngày càng trở nên quan trọng Việc biên soạn tài liệu chuyên món nhằm đáp ứng nhu cầu về tài

hiệu học tập cho học sinh, tài liệu tham khảo cho giáo viên, tạo tiếng nói chung trong quá trình đào tạo, phù hợp với

tiêu chuẩn Quốc tế và đáp ứng yêu cầu sản xuất thực tế là

một điều cấp thiết

Nhằm đáp ứng nhu cầu về tài liệu học tập và giảng dạy

kỹ thuật gia công nguội cơ bản trong khối các trường nghề, chúng tôi tổ chức biên soạn Giáo trình Gia công nguội cơ bản (dùng cho trình độ cao đẳng nghề)

Day là giáo trình được xây đựng và soạn thảo trên cơ sở chương trình khung quốc gia về đào tạo nghề Cắt gọt kim loại

ban hành kèm theo Quyết định số 30/2008/QĐ-BLĐTBXH ngày 04/4/2008 của Bộ trưởng Bộ Lao động - Thương binh và

Xã hội Với giáo trình này người dạy và người học có thể

nhanh chóng truyền đạt và tiếp thu đầy đủ những kiến thức

về phương pháp gia công các chi tiết có hình dáng, độ chính

xác, vật liệu khác nhau Giúp cho người học có khả năng phân tích, so sánh ưu nhược điểm của từng phương pháp để chọn ra phương pháp gia công phù hợp nhất

Trong quá trình biên soạn, chúng tôi đã tham khảo

nhiều tài liệu liên quan của các trường Đại học khối kỹ thuật, các trường nghề, chúng tôi xin gửi lời cảm chân thành

đến quý cơ quan, đơn vị và cá nhân đã giúp chúng tôi hoàn thiện bộ tài liệu này

Mặc dù đã có nhiều cố gắng nhưng không tránh khỏi

những thiếu sót Nhóm tác giả rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy, cô giáo và các bạn học sinh,

sinh viên cùng đông đảo bạn đọc để bộ giáo trình ngày

càng hoàn thiện hơn

Xin trân trọng cảm ơn!

NHOM TAC GIA

GIGI THIEU VE MO DUN

VI TRI, Y NGHIA, VAI TRO MO DUN

Cong nghệ chế tạo máy đóng một vai trò hết sức quan

trọng trong nền phát triển kinh tế, nó là động lực thúc đẩy

cho các ngành kinh tế khác phát triển

Công nghệ chế tạo máy là một ngành khoa học liên kết chặt chẽ giữa lý thuyết và thực tế sản xuất Nó được tổng kết

từ thực tế sản xuất trải qua nhiều lần kiểm nghiệm của sản

xuất để không ngừng nâng cao trình độ kỹ thuật, rồi được

đem ứng dụng vào sản xuất để giải quyết những vấn đề phức

Giúp người học nắm vững các phương pháp gia công các chỉ tiết có hình đáng, độ chính xác, vật hệu khác nhau Giúp cho người học có khả năng phân tích, so sánh ưu nhược điểm của từng phương pháp để chọn ra phương pháp gìa công phù hợp nhất

Mục đích cuối cùng của thiết kế quy trình công nghệ là đưa ra được quy trình gia công chỉ tiết đạt yêu cầu kỹ thuật

và hiệu quả kinh tế cao.

MUC TIEU CUA MO DUN

Môdun này nhằm trang bị cho học sinh các kiến thức về quá trình công nghệ gia công chỉ tiết máy, biết chọn được các

phương án gia công cụ thể cho từng loại chi tiết trong điều

kiện nhất định

Có kỹ năng lập quy trình công nghệ để gia công chí tiết đạt

yêu cầu kỹ thuật, năng suất và hiệu quả kinh tế cao nhất

MỤC TIÊU THỰC HIỆN CỦA MÔ ĐUN

Học xong môđun này học sinh có khả năng:

- Phát biểu được các định nghĩa, các thành phần của một

quy trình công nghệ gìa công chỉ tiết máy

- Phân tích được tính kết cấu của chí tiết để chọn phương

án chế tạo phôi, phương án gia công hợp lý

- Chọn được máy, dụng cụ cắt tương ứng khi gia công các

chì tiết khác nhau

- Giải thích và xác định được lượng dư gia công của từng nguyên công và tổng lượng dư cho cả quá trình Các yếu tố

ảnh hưởng đến lượng dư gia công, các yêu cầu cơ bản của phôi

- Tính được chế độ cắt cho các phương án gia công

- Giải thích, xác định được thời gian gia công cơ bản

- Lập được quy trình công nghệ gia công một số chi tiết điển hình

NỘI DUNG CHÍNH CỦA MÔ DUN

~ Ý nghĩa của việc chuẩn bị sản xuất

- Các khái niệm co bản của quy trình công nghệ

- Xác định đường lối công nghệ

- Nội dung của bản quy trình công nghệ gia công chỉ tiết.

- Nguyên tắc tập trung nguyên công và phân tán nguyên công

- Nguyên tắc gia công tuần tự, gia công song song, gia

- Các khái niệm của quy trình công nghệ

- Quá trình sản xuất và quá trình công nghệ

- Các nguyên tắc xác định các nguyên công

- Lập sơ đồ gá đặt, chọn máy, chọn dụng cụ cắt

~ Tính lượng dư gia công

- Chọn phôi cho các bước công nghệ

- Tính chế độ cắt

- Thời gian gia công và cách tính thời gìan gia công

- Lap quy trình cống nghệ gia công chỉ tiết điển hình

* Hoạt động 2: Tự nghiên cứu các tài liệu lên quan đến phương pháp gia công các chi tiết máy

* Hoạt động 3: Nhận biết các loại máy, dụng cụ cắt

* Hoạt động 4: Tính lượng dư cho chỉ tiết gìa công

* Hoạt động 5: Tính chế độ cắt

* Hoạt động 6: Lập các bước công nghệ g1a công

* Hoạt động 7: Xem trình diễn mẫu

* Hoạt động 8: Thực hành gia công

CAC YEU CAU DANH GIA

HOAN THANH MO DUN

1 Kiến thức

- Trình bày được các khái niệm của quy trình công nghệ

- Các nguyên tắc lập quy trình công nghệ

- Chuẩn và cách chọn chuẩn

- Thời gian gia công

- Thiết kế nguyên công

Được đánh giá qua bài kiểm tra viết với câu tự luận, trắc

nghiệm bằng bảng kiểm đạt yêu cầu

2 Ky năng

- Phân tích được chức năng, tính công nghệ trong kết cấu

của chì tiết và điều kiện làm việc của chỉ tiết

- Lập được bằng lượng dư gia công

- Chọn được chế độ cắt

- Chọn được máy, dụng cu cat

- Lập quy trình công nghệ

- So sánh các phương án công nghệ

Được đánh giá qua quá trình thực hiện, qua chất lượng

sản phẩm bằng quan sát và bảng kiểm đạt yêu cầu

3 Thái độ

Thể hiện được mức độ thận trọng trong quá trình sử

dụng máy, quá trình gia công, có tình thần trách nhiệm và

hợp tác trong khi làm việc

Bai 1 QUA TRINH SAN XUAT

VA QUA TRINH CONG NGHE

Giới thiệu

- Quá trình sản xuất là quá trình biến đổi nguyên vật hiệu

thành sản phẩm hoàn chỉnh, căn cứ vào từng điều kiện sản

xuất cụ thể để đưa ra quá trình công nghệ thích hợp nhằm bảo đảm chất lượng và tính kinh tế cao nhất

- Căn cứ vào quá trình sản xuất và tính chất của sản phẩm nhằm đưa ra quá trình công nghệ phù hợp

Mục tiêu thực hiện

- Trình bày đầy đủ các nội dung cơ bản quy trình công

nghệ gìa công cơ khí

- Trình bày, giải thích các nguyên tắc và các bước eơ bản thiết kế quá trình công nghệ gìa công

Nội dung chính

- Ý nghĩa của việc chuẩn bị sản xuất

- Định nghĩa và các khái niệm cơ bản

- Các nguyên tắc lập quy trình công nghệ

- Các bước thiết kế quy trình công nghệ

Các hình thức học tập

- Học trên lớp: ý nghĩa của việc chuẩn bị sản xuất:, định

nghĩa và các khái niệm cơ bản, Các dạng sản xuất, các hình thức tổ chức sản xuất, các bước thiết kế nguyên công, nguyên

tặc lập quy trình công nghệ

- Hoc sinh thảo luận theo nhóm

- Tự nghiên cứu tài liệu và làm các bài tập ở nhà

- Tham quan, theo dõi sản xuất tại xưởng.

1 Ý nghĩa của việc chuẩn bị sản xuất

Bất cứ một sản phẩm nào trước khi đưa vào sản xuất đều

phải qua giai đoạn chuẩn bị sản xuất Thiết kế quá trình

công nghệ gia công chi tiết máy là một nội dung cơ bản của giai đoạn chuẩn bị sản xuất

- Chuẩn bị nhân lực

- Chuẩn bị máy, thiết bị, dụng cụ

- Thiết kế quá trình công nghệ gia công chỉ tiết máy

- Thao tác, vận hành máy để tiến hành gia công

Ngày nay với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật đặc biệt là

sự trợ giúp của máy vi tính, vì vậy ngoài việc chuẩn bị các

phần trên thì việc lập trình để gia công chỉ tiết là không thể

thiếu và đòi hỏi độ chính xác cao

Với mỗi sản phẩm có thể có nhiều phương án công nghệ khác nhau nhưng làm sao chọn được phương án gia cô tối ưu Có

thê hình dung quá trình tạo ra một sản phâm cơ khí như sau:

Đầu vào -> chuyển đối -> đầu ra

+ Điều kiện sản xuất, khả năng công nghệ ở nơi thực

hiện hoặc do bên ngoài giúp đỡ và cộng tác

- Chuyển đổi: chọn phương án, thiết kế quy trình công nghệ, tiến hành gia công

+ Qua trinh céng nghé hgp ly

- Dau ra:

+ Sản phẩm đạt yêu cầu

Một quá trình công nghệ được xác lập phải có độ tìn cậy

theo yêu cầu nhất định, độ tin cậy này chịu ảnh hưởng của

nhiều yếu tố chủ quan và khách quan Độ tin cậy của từng nguyên công được xác định:

Rinc) = Mi/ Mp Trong đó:

MI - số lượng chỉ tiết gia công đảm bảo chỉ tiêu kinh

tế kỹ thuật

Mp - tổng số lượng chi tiết gia công

2 Định nghĩa và các khái niệm cơ bản

2.1 Các thành phần của quy trình công nghệ

2.1.1 Nguyên công

- Là một phần của qui trình công nghệ được hoàn thành liên tục tại một chỗ làm việc do một hay một nhóm người

thực hiện Nếu thay đổi một trong các điều kiện: tính làm

việc liên tục hoặc chỗ làm việc thì ta đã chuyển qua một nguyên công khác

Ví du; để gia công chỉ tiết như hình vẽ, ta thực hiện các

phương pháp sau:

Phương an 1:

+ Nguyên công 1: Tiện các mặt trụ

Bước 1: Tién mat A

Bước 2: Tiện mặt B

Bước 3: Tiện mat C

+ Nguyên công 2: Phay rãnh then D

Nếu thay đổi tính liên tục, thì ta có phương án khác

Phương an 2:

+ Nguyên công 1: Tiện các mặt trụ

Bước 1: Tiện mặt A

Bước 2: Tiện mặt B

+ Nguyên công 2: Phay rãnh then D

+ Nguyên công 3: Tiện mặt C

-Y nghia:

+ Kỹ thuật: tuỳ theo yêu cầu kỹ thuật mà phải gia công

các bề mặt bằng cách nào

_+ Kinh tế: tuỳ theo sản lượng và điều kiện sản xuất cụ

thê mà chia nhỏ ra làm nhiều nguyên công (phân tán nguyên công) hoặc là tập trung một vài nguyên công (tập trung nguyên công)

2.1.2 Ga

_ La mot phan của nguyên công được hoàn thành trong một lan ga dat chi tiết

2.1.3 Vị trí

Là một phần của nguyên công được xác định bởi một vị

trí tương quan giữa chỉ tiết với máy hoặc giữa chỉ tiết với

dao cắt

2.1.4 Bước

Là một phần của nguyên công tiến hành gia công một bề mặt sử dụng một (hoặc một bộ) dao đồng thời chế độ cắt của máy duy trì không đối

Nếu thay đối một trong các điều kiện: bề mặt gia công

hoặc chế độ làm việc của máy thì đã chuyển sang một

bước khác

2.1.5 Đường chuyển dao

Là một phần của bước để hót đi một lớp vật liệu có cùng chế độ cắt và bằng cùng một dao,

2.1.6 Động tác

Là một hành động của người gia công để điều khiển máy

thực hiện việc gia công hoặc lắp ráp

2.2 Các dạng sản xuốt

Dạng sản xuất là một khái niệm dặc trưng có tính tổng hợp giúp cho việc xác định hợp lí đường lối, biện pháp công nghệ và tổ chức sản xuất để chế tạo ra sản phẩm dạt các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật Các yếu tố đặc trưng của dạng sản xuất là;

- San lượng

- Tính ổn định của sản phẩm

- Tính lặp lại của quá trình sản xuất

- Mức độ chuyên môn hoá trong sản xuất

Tuỳ theo sản lượng hàng năm và mức độ ổn định của sản phẩm mà người ta chia làm 3 đạng sản xuất sau:

- Sản xuất đơn chiếc

được xác định Do vậy trong dạng sản xuất đơn chiếc

thường sử dụng các loại máy công cụ vạn năng

2.2.2 Dạng sản xuất hàng loạt: sản lượng hàng năm không quá ít, sản phẩm được chế tạo thành từng loạt theo chu kỳ xác định, sẵn phẩm tương đối 6n định Tuỳ theo san

lượng và mức đệ ổn định mà người ta chia sản xuất hàng loạt

ra sản xuất loạt nhỏ, loạt vừa, loạt lớn

9.3.3 Dạng sản xuất hàng khối: có sản lượng rất lớn, sẵn

phẩm ổn định, trình độ chuyên môn hoá sản xuất cao, trang

thiết bị dụng cụ công nghệ thường là chuyên dùng

3.38 Hình thức tổ chức sản xuất

Trong quá trình chế tạo sản phẩm cơ khí thường được

thực hiện theo hai hình thức tổ chức sản xuất: sản xuất theo

dây chuyền và sản xuất không theo đây chuyền

2.3.1 Sản xuất theo đây chuyền: thường được áp dụng ở

quy mô sản xuất hàng loạt lớn, hàng khối Đặc điểm của

hình thức này là:

- Máy được bố trí theo trình tự các nguyên công, nghĩa là mỗi nguyên công được hoàn thành tại một vị trí nhất định Sau khi thực hiện nguyên công đối tượng sản xuất được chuyển qua máy tiếp theo

- Bố lượng máy và năng suất lao động phải được xác định

hợp lí để đảm bảo tính đồng bộ về thời gian giữa các nguyên

công trên cơ sở nhịp sản xuất của dây chuyền

2.3.2 Sản xuất không theo dây chuyên:

Các nguyên công được thực hiện không có sự ràng buộc

lẫn nhau về thời gian và địa điểm Sản xuất không theo dây

chuyền cho năng suất và hiệu quả kinh tế thấp hơn hình

thức sản xuất theo dây chuyền

3.4 Quan hệ giữa dường lối, biện phúp công nghệ

Uồ quy mô sản xuất

- Số lượng các nguyên công của một quy trình công nghệ

phụ thuộc vào phương pháp thiết kế các nguyên công Trong

thực tế người ta thường áp dụng hai phương pháp thiết kế

các nguyên công tuỳ theo trình độ phát triển sản xuất đó là phương pháp tập trung nguyên công và phương pháp phân tần nguyên công

- Tập trung nguyên công có nghĩa là bố trí nhiều bước công nghệ trong phạm vì một nguyên công, như vậy số lượng nguyên công của quy trình công nghệ sẽ ít đi

- Phân tán nguyên công có nghĩa là bế trí ít các bước

công nghệ trong phạm vi một nguyên công, như vậy số

nguyên công của quy trình công nghệ sẽ nhiều lên

- Mục đích của việc chuẩn bị công nghệ là đảm bảo quá

trình chế tạo sản phẩm cơ khí ổn định, đều dan ting với từng

quy mô và điều kiện sản xuất nhất định, đảm bão được các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật đã được xác định và đảm bảo kế hoạch sản xuất

- Nhiệm vụ của giai đoạn chuẩn bị công nghệ là thiết kế,

thử nghiệm, giám sát và điều hành quá trình trong thực tế sản xuất đạt hiệu quả tốt

- Như vậy quan hệ giữa chuẩn bị công nghệ và quá trình

công nghệ có tính chất tương hỗ, hoàn thiện lan nhau

- Quy mô sản xuất nhỏ thông thường chỉ lập hồ sơ công nghệ dưới dạng phiếu tiến trình công nghệ

- Quy mô sản xuất lớn pbải lập hồ sơ công nghệ tỉ mỉ,

chính xác, chia quy trình công nghệ đến mức phân cấp nhỏ

nhất Hồ sơ gồm có: phiếu tiến trình công nghệ, phiếu

nguyên công, sơ đồ nguyên công với nội dung cụ thể về trang thiết bị, dụng cụ, thông sế công nghệ, định mức vật tư, định mức thời gian va bac thd

3 Các nguyên tắc lập quy trình công nghệ

3.1 Xác định trình tự gia công hợp lý

- Xác định phương án gia công

- Chọn máy, dụng cụ, trang bị phù hợp

- Xác định vị trí của các bề mặt gia công

- Xác dịnh kích thước của từng bề mặt không tách rời

từng phần tử

- Phạm vị gá đặt phôi

- Độ chính xác đạt được

- Xác định lượng dư nhỏ nhất

- Căn cứ điều kiện sản xuất thực tế

3.2 Thiết kế nguyên công

- Lập phương án g1a công

- Xác định thời gian cho từng nguyên công

- Tính hiệu quả kinh tế đạt được

4 Các bước thiết kế quy trình công nghệ

Khi tiến hành quy trình công nghệ gia công của một chỉ

tiết cần thực hiện những bước sau đây

- Phân tích tính năng sử dụng, điều kiện làm việc của

chi tiết, tính ổn định của sản phẩm

- Xác định yêu cầu kỹ thuật, tính kết cấu của chỉ tiết

- Xác định quy mô sản xuất và điều kiện sản xuất

- Xác định thứ tự các nguyên công

- Lap sơ đồ nguyên công và cách gá đặt

- Chọn phôi và phương pháp chế tạo phôi

- Chọn máy cho mỗi nguyên công

- Xác định lượng dư và dung sai cho các nguyên công để căn cứ vào đó xác định kích thước cần thiết của phôi

- Xác định dụng cụ cắt và các loại dụng cụ kiểm tra

Câu 1 Ý nghĩa của việc chuẩn bị sản xuất?

Câu 2 Các khái niệm cơ bản của quá trình sản xuất? Câu 3 Các nguyên tắc lập quy trình công nghệ?

Câu 4 Các bước thiết kế quy trình công nghệ?

Bai 2 CAC NGUYEN TAC XAC DINH THỨ TỰ

CAC NGUYEN CONG

Gidi thiéu

- Trong quả trình gia công các chỉ tiết, xác định đúng thứ

tự các nguyên công đóng vai trò rất quan trọng đến tính hiệu

quả và chất lượng của sản phẩm Để xác định đúng thứ tự các

nguyên công thì cần phải tuân thủ theo các nguyên tắc như:

phân tích chức năng và điều kiện làm việc, tính công nghệ, độ

bóng của chỉ tiết, độ chính xác kích thước và vị trí tương quan Mục tiêu thực hiện

- Trình bày được yêu cầu kỹ thuật, chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết gia công đầy đủ và rõ ràng

- Liệt kê và giải thích được các nguyên tắc lập thứ tự các nguyên công, tính kinh tế, các phương pháp gia công

Nội dung chính

- Phân tích chức năng và điều kiện làm việc của chỉ tiết

- Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chỉ tiết

- Độ bóng bề mặt đạt được bằng các phương pháp gia công

- Độ chính xác gia công chi tiết máy

Các hình thức học tập

- Học trên lớp: chức năng và điều kiện làm việc của chỉ

tiết, tính công nghệ trong kết cấu của chỉ tiết, độ bóng bề

mặt đạt được băng các phương pháp gia công, độ chính xác

gia công chi tiét may

- Hoc sinh thao luận theo nhóm

- Tu nghién cứu tài liệu và làm các bài tập ở nhà

- Tham quan, theo đõi sẵn xuất tại xưởng

- Thực hành tại xưởng để phân biệt tính kết cấu của các

chi tiết máy

1 Phan tich chite nang va diéu kién lam viéc cua

Mỗi chỉ tiết máy đều có kết cấu và công dụng riêng, việc phân tích chức năng và điều kiện làm việc của chỉ tiết đóng

vai trò hết sức quan trọng trong quá trình chuẩn bị và tiến

hành sản xuất Cần nghiên cứu kết cấu, chức năng và điều kiện làm việc của chỉ tiết, cụ thể là phải xác định được chỉ

tiết làm việc ở bộ phận nào của máy, những bề mặt nào của

chi tiết là những bề mặt làm việc, những kích thước nào là

định chức năng, nhiệm vụ của chỉ tiết và có thể xếp các chí tiết

đó vào các dạng chỉ tiết cơ bản như: chỉ tiết dạng trục, chỉ tiết dang hop, chỉ tiết dạng bạc, chi tiết dạng càng, chỉ tiết bánh răng Từ đó có thể xác định được những điều kiện kỹ thuật cơ bản của chỉ tiết

Sau khi đã phân tích chức năng và điều kiện làm việc của

chỉ tiết, cần chọn gia công vật liệu thích hợp để chế tạo chỉ tiết

đó và phân tích thành phần hoá học của vật liệu được sử dung

Ví dụ, thép 45 có thành phần hoá học như trong bảng sau:

Bảng 2.1 Thành phần hoá học của thép 45

Cc Si Nin S P Ni Cr 0,4-0,5 |0,17-0,37) 0,5-0,8 | 0,045 0,045 0,30 0,30

Một quá trình công nghệ có thể được thiết kế hoàn

toàn mới hoặc có thể được xây đựng trên cơ sở điều chỉnh

19

và bổ sung quy trình công nghệ sẵn có trong thực tế sẵn xuất Trong thực tế sản xuất, chì tiết gia công cần được phan tích kết

cấu một cách cẩn thận theo quan điểm công nghệ để tìm ra

những phần tử kết cấu cũng như những yêu cầu kỹ thuật chưa hợp lý với chức năng làm việc của đối tượng gia công Từ đó có

thể đưa ra những để nghị sữa đổi và bổ sung kết cấu nhằm

nâng cao tính công nghệ, cho phép giảm khối lượng lao động,

tăng hệ số sử dụng vật liệu và giảm giá thành sản phẩm

Tính công nghệ trong kết cấu là một tính chất hết sức quan trọng của chì tiết (hoặc sản phẩm) cơ khí nhằm đảm bảo lượng tiêu hao kim loại ít nhất, khối lượng gia công và lắp ráp ít nhất, giá thành chế tạo thấp nhất trong điều kiện quy mô sản xuất nhất định

Những cơ sở nhằm nâng cao tính công nghệ:

- Phụ thuộc vào quy mô sản xuất

- Không tách riêng từng phần tử mà phải kết hợp đồng

bộ với kết cấu tổng thể của sản phẩm trên cơ sở đảm bảo

chức năng và điều kiện làm việc của nó

- Tuỳ thuộc vào điều kiện sản xuất cụ thể (sản xuất theo

dây chuyền hay sản xuất không theo dây chuyển)

Vì khối lượng lao động và vật liệu tiêu bao chỉ có thể được xác định chính xác nếu quá trình công nghệ được thiết

kế hoàn chỉnh nên tính công nghệ trong kết cấu cơ khí

thường được đánh giá gần đúng theo những chỉ tiêu sau:

- Trọng lượng kết cấu nhỏ nhất

- Sử dụng vật liệu thống nhất, dễ kiếm

- Kích thước, dung sal, độ nhám bề mặt hợp lý

- Kết cấu hợp lý để gia công và lắp ráp

Đối với quá trình cất gọt chi tiết máy, tính công nghệ được xét trên cơ sở các yêu cầu sau:

- Xác định chính xác lượng dư gia công nhằm giảm lượng

vật liệu cắt gọt bằng cách thiết kế phôi

- Đơn giản hoá kết cấu, đảm bảo gia công kinh tế

- Giảm quãng đường chạy dao khi cắt

- Sử dụng dụng cụ thống nhất, tiêu chuẩn

- Đảm bảo dụng cụ cắt làm việc thuận tiện, không bị

va đập

- Dam bao chỉ tiết đủ cứng vững

- Giảm các trang bị công nghệ, giảm số lần gá đặt

- Phân biệt rõ bề mặt gia công và bề mặt không gia công

cũng như giữa các bề mặt ứng được gia công với các nguyên

công khác nhau

Để đảm bảo tính công nghệ trong kết cấu chỉ tiết máy,

đòi hỏi phải có sự hợp tác chặt chẽ giữa các thành viên của bộ phận thiết kế, bộ phận tổ chức sản xuất

- Trường hợp trên trục có các rãnh then kín, có thể thay

thế chúng bằng các rãnh then ở bay không?

- Trục có đủ độ cứng vững hay không?

- Trục có phải nhiệt luyện kbông và khả năng bị biến

đạng khi nhiệt luyện?

- Khi gia công trục có cần lỗ tâm phụ bay không?

- Có thể thay trục bậc bằng trục trơn hay không? (vì gia

công trục trơn đơn giản hơn nhiều so với trục bậc)

- Có thể đưa dao vào để gia công các lỗ, các bể mặt

một cách dê dàng hay không?

- Trên hộp có các lỗ kín hay không? Có khả năng thay

thế chúng bằng các lỗ thông suốt không?

- Trên hộp có những bề mặt nghiêng so với đáy không?

Có khả năng thay thế chúng bằng các bề mặt song song hoặc

vuông góc với đáy không?

- Trên hộp có những lỗ nghiêng so với bề mặt ăn đao

không và khả năng thay thế chúng?

- Chi tiết đủ độ cứng vững hay không?

- Các bề mặt làm chuẩn có đủ diện tích và khả năng dùng làm chuẩn phụ không?

- Có thể áp dụng khả năng chế tạo phôi tiên tiến

2.8 Bánh răng

Kết cấu của bánh răng phải có những đặc điểm sau đây:

- Hình dáng lỗ phải đơn giản

- Hình dáng vành ngoài của bánh răng phải đơn giản

Bánh răng có tính công nghệ cao nhất là bánh răng không

3 Chất lượng bề mặt chỉ tiết máy

Chất lượng sẵn phẩm là một chi tiêu quan trọng phải đặc biệt quan tâm khi chuẩn bị công nghệ chế tạo sản phẩm Chất lượng sản phẩm trong ngành chế tạo máy bao gồm: chất lượng chế tạo chi tiết máy và chất lượng lắp ráp chúng

thành sản phẩm hoàn chỉnh Đối với các chi tiết máy thì chất lượng chế tạo chúng được đánh giá bằng các thông số cơ bản

sau đây:

Hình 3.1 Sơ đồ các đỉnh nhấp nhô trên chiều dài chuẩn

Chất lượng bề mặt là mục tiêu chủ yếu cần đạt ở bước

gia công tinh các bể mặt chỉ tiết máy

Độ nhám là cơ sở để đánh giá độ nhẫn bề mặt Theo tiêu chuẩn nhà nước thì độ nhẫn bề mặt được chia làm 14 cấp ứng với giá trị của Rz và Ra

- Trị số Rz tương ứng khi yêu cầu độ nhăn bể mặt cần

đạt trong phạm vi từ cấp 1 đến cấp ð (Rz = 320 + 20 im) hoặc

từ cấp 13 đến cấp 14 (Rz = 0.08 + 0.05 um)

23

- Trị số Ra tương ứng khi yêu cầu độ nhăn bề mặt cần

đạt trong phạm vi từ cấp 6 đến cấp 12 (Ra = 3.5 + 0.04 um)

Bảng 9.9 Cấp nhan bong bé mat

Bang 2.3 Khả năng đạt độ nhăn bóng bề mặt

của các phương phúp gia công

óng

| Bào tĩnh mỏng với dao rộng bản | 3,2 - 6,3 7-8

Tiện tinh với dao hợp kim cứng 25-10 | 6-9

Tiện tinh với dao kim cương 4-25 8- 10

Mài Mài khôn thường 0,25 - 1 10 - 12

khôn | Mài khôn có dao động 0,04-0/63 | 11-14

4 Độ chính xác gia công

Với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, các máy móc,

thiết bị phải gọn, đẹp, làm việc chính xác, độ tin cậy cao Muốn vậy từng chí tiết máy của nó phải có kết cấu hợp lý, độ

chính xác và độ nhắn bóng bề mặt phù hợp với yêu cầu làm việc, tính chất cơ lý của lớp bề mặt tốt

25

Trên cơ sở những yêu cầu làm việc của máy móc, thiết bi

như độ chính xác, độ ổn định, độ bền lâu, năng suất làm việc,

mức độ dễ điều khiển, mức độ an toàn khì làm việc mà người thiết kế xác lập nên những điều kiện kỹ thuật cần thiết và

dung sai cho phép của rừng chỉ tiết máy rồi ghi lên bản vẽ chế tạo Tuy nhiên mọi kết quả đều do người công nghệ quyết định

vì người công nghệ là người trực tiếp chế tạo ra sản phẩm đó

và quyết định độ chính xác đạt được của chúng

Độ chính xác gia công của chi tiết máy là mức độ giống

nhau về hình học, kích thước, vị trí tương quan, tính chất cơ

lý lớp bề mặt chi tiết máy được gia công so với chi tiết máy lý tưởng trên bản vẽ

Nói chung, độ chính xác của chỉ tiết máy được gia công là chỉ tiêu khó đạt nhất và gây tốn kém nhất kể ca trong qua

trình xác lập ra nó cũng như trong quá trình chế tạo

Trong thực tế không thể chế tạo chi tiết máy tuyệt đối chính xác, vì vậy người ta dùng giá trị sai lệch của nó để đánh giá độ chính xác gia công của chi tiết máy, giá trị sai

lệch đó càng lớn thì độ chính xác gia công càng thấp

Độ chính xác gia công bao gồm 2 khái niệm: độ chính xác

của một chi tiết và độ chính xác của nhiều chi tiết

4.1 Độ chính xác của một chỉ tiết

+ Độ chính xác kích thước: là độ chính xác về kích thước

thẳng hoặc kích thước góc Độ chính xác kích thước được đánh

giá bằng sai số kích thước thật so với kích thước lý tưởng cần

có và được thể hiện bằng dung sai của kích thước đó

+ Độ chính xác về vị trí tương quan: độ chính xác về vị

trí tương quan giữa hai bề mặt thực chất là sự sai khác vị trí

nào đó của bề mặt này so với bề mặt kia (dùng làm mặt

chuẩn) Như vậy độ chính xác về vị trí tương quan được đánh

gia theo sai số về vị trí yêu cầu giữa vị trí bể mặt này với bề

mặt kia trong hai mặt phẳng toạ độ vuông góc với nhau và

thường được ghi thành một điều kiện kỹ thuật riêng trên bản

vẽ chế tạo

+ Độ nhám bề mặt (sai lệch hình học tế vi): được biểu thị

bằng một trong hai chỉ tiêu Ra hoặc Rz

+ Tính chất co ly lớp bề mặt: là một trong nbững chỉ tiêu quan trọng của chi tiết gia công, nó ảnh hưởng lớn đến điều kiện làm việc của chi tiết máy

4.2 Độ chính xác của loạt chỉ tiết

Khi xem xét độ chính xác gia công của một nhóm chỉ tiết máy, ngoài những yếu tố cần xem xét cho một chỉ tiết máy cần phải kể đến những yếu tế khác nhằm đảm bảo sai số tổng cộng xuất hiện trên một chi tiết bất kỳ đều nhỏ hơn sai số cho phép Tông sai số bao gồm: sai số hệ thống và sa1 số ngâu nhiên + Sai số hệ thống: sai số xuất hiện trên từng chi tiết của

cả loạt đều có giá trị không đổi hoặc thay đổi theo một quy luật nhất định Những sai số này gọi là sai số hệ thống không đối hoặc sai số hệ thống thay đối

+ Sai số ngẫu nhiền: sai số mà giá trị của chúng xuất

hiện trên mỗi chi tiết không theo một quy luật nào cả

Các nguyên nhân sinh ra sai số hệ thống không đổi: + Sai số lý thuyết của phương pháp cắt

+ Sai số chế tạo của máy, đồ gá, dụng cụ cắt

+ Độ biến dạng của chì tiết gia công

Các nguyên nhân sinh ra sai sé hé thống thay đối:

+ Dụng cụ cắt bị mòn theo thời gian

+ Biến dạng vì nhiệt của máy, dé ga, dung cu cat

Các nguyên nhân sinh ra sai số ngẫu nhiên:

+ Độ cứng vật liệu không đồng đều

+ Lượng dư gia công không đều

27

+ Vị trí của phôi trong đồ gá thay đổi

+ Sự thay đổi ứng suất dư của lớp bề mặt

+ Do mài và gá dao nhiều lần

+ Do thay đổi máy để gia công một loạt chi tiết

CÂU HỎI

Câu 1 Phân tích chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết?

Câu 2 Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chỉ tiết?

Câu 3 Độ chính xác gia công của một chỉ tiết?

Bai 3

LAP SO DO GA DAT, CHON MAY,

CHON DUNG CU CAT

thuật và các yêu cầu khác

- Trình bày đầy đủ các tiêu chí và các yêu cầu để chọn máy, sơ đồ gá đặt và chọn các loại dụng cụ cắt

Nội dung chính

- Nguyên tắc chung khi thiết kế nguyên công

- Các nguyên tắc khi chọn chuẩn

- Lap sơ đồ ga đặt chỉ tiết

- Chọn máy _

- Chọn dụng cụ cắt

Các hinh thức học tập

- Học trên lớp: nguyên tắc chung khi thiết kế nguyên

công, khi chọn chuẩn, lập sơ đồ gá đặt chỉ tiết, chọn máy, chon dung cu cat

- Hoc sinh thảo luận theo nhóm

- Tự nghiên cứu tài liệu và làm các bài tập ở nhà

- Tham quan, theo dõi sản xuất tại xưởng

- Thực hành tại xưởng để thiết kế các nguyên công gia công các chì tiết máy, chọn được máy và dụng cụ cắt phù hợp

29

1 Nguyên tắc chung khi thiết kế nguyên công

Nguyên tắc chung khi thiết kế nguyên công là đảm bảo

được năng suất và độ chính xác theo yêu cầu kỹ thuật Năng suất và độ chính xác phụ thuộc vào chế độ cắt, lượng dư, số bước và thứ tự các nguyên công hoặc các bước công nghệ Vì

thế, khi thiết kế nguyên công phải dựa vào dạng sản xuất (tức

là tập trung nguyên công hay phân tán nguyên công) để chọn

sơ d6 các bước nguyên công hợp lý Tuy nhiên, trong thực tế sản xuất khi gia công chỉ tiết thực hiện nhiều phương án khác nhau, số nguyên công cũng như thứ tự các nguyên công phụ thuộc vào dạng phôi, độ chính xác yêu cầu của chỉ tiết

Các nguyên công hoặc các bước cần đạt được độ chính xác

và độ bóng cao nên tách thành những nguyên công, những bước riêng biệt và nên áp dụng phương pháp gia công tuần tự

bằng một dao

Đối với các máy tổ hợp, các máy tự động, các nguyên công được xây dựng theo phương pháp gia công song song

hoặc tuần tự Đường lối công nghệ ở đây là tập trung nguyên

công, nghĩa là một nguyên công có nhiều bước công nghệ

2 Các nguyên tắc khi chọn chuẩn

Khi chọn chuẩn phải xác định chuẩn cho nguyên công

đầu tiên và chuẩn cho nguyên công tiếp theo Thông thường

chuẩn dùng cho nguyên công đầu tiên là chuẩn thô, chuẩn

dùng ở các nguyên công tiếp theo là chuẩn tỉnh

Mục đích của việc chọn chuẩn là đảm bảo hai yêu cầu:

- Chất lượng chi tiết trong quá trình gia công

- Nâng cao năng suất và giảm giá thành

2.1 Chọn chuẩn thô

Chọn chuẩn thô có ý nghĩa quyết định đối với quá trình công nghệ, ảnh hưởng đến các nguyên công sau và đến độ

chính xác gia công của chỉ tiết

Khi chọn chuẩn thô cần chú ý đến hai yêu cầu:

- Phân phối đủ lượng dư cho các bề mặt gia công

- Dam bảo độ chính xác cần thiết về vị trí tương quan giữa các bề mặt không gia công với các bề mặt sắp gia công

Dựa vào các yêu cầu trên người ta đưa ra 5 điểm cần

tuân thủ khi chọn chuẩn thô:

- Chi tiết gia công có một bề mặt không gia công thì chọn

bề mặt đó làm chuẩn thô

- Nếu có một số bể mặt không gia công, chọn bề mặt không gia công nào có yêu cầu chính xác về vị trí tương quan cao nhất đối với bể mặt gìa công làm chuẩn thô

- Trong các bề mặt phải gia công, nên chọn bề mặt nào có

lượng dư nhỏ, đều làm chuẩn thô

- Chọn bề mặt chuẩn thô tương đối bằng phẳng, không có

bavia hoặc quá gồ ghề

- Chuẩn thô chỉ được chọn một lần trong quá trình gia công

2.2 Chọn chuẩn tỉnh

- Cố gắng chọn chuẩn tỉnh là chuẩn tỉnh chính

- Chọn chuẩn định vị trùng với gốc kích thước để sai số chuẩn e,= 0

- Chọn mặt chuẩn phải đủ diện tích định vị, khi gia công

chỉ tiết không bị biến dạng do lực cắt, lực kẹp

- Chọn chuẩn sao cho kết cấu đồ gá đơn giản, thuận tiện khi sử dụng

- Cố gắng chọn chuẩn thống nhất, trong nhiều lần gá cũng chỉ dùng một chuẩn dẫn đến sai số tích luỹ giảm

3 Lập sơ đồ gá đặt chi tiết

Để lập sơ đề gá đặt chỉ tiết, trước tiên ta phải cần chọn bề

mặt làm chuẩn Khi chọn chuẩn cần tuân thủ các nguyên tắc khi chọn chuẩn (năm nguyên tắc chọn chuẩn thô và năm

nguyên tắc chọn chuẩn tỉnh) Các mặt làm chuẩn cần được

khống chế đủ số bậc tự do cần thiết, không thiếu (chi tiết chưa

được xác định vị tr0, không thừa (siêu định vị) Tại mỗi nguyên công, mỗi bước cần vẽ phôi ở vị trí gia công và không cần thể

hiện theo tỷ lệ, mà chỉ cần thể hiện một cách ước lượng

3]

Mặt định vị được vẽ bằng màu xanh và vẽ các ký hiệu

định vị (A) với số bậc tự do được khống chế Ví dụ, A3 là bề

Hình 3.1 Sơ đồ gá đặt khi mài tròn ngoài

Bề mặt gia công được vẽ bằng mực đỏ và phải ghi độ bóng cần đạt được bằng ký hiệu V3, V4, Võ hoặc bằng các

Bảng 3.1 Giá trị quy đổi cấp bóng Rz va Ra

Sau khi đã xác định được phương pháp gia công và sơ dé

gá đặt chi tiết, ta tiến hành chọn máy Chọn máy cần chú ý

vào quá trình gia công (gia công thô hay gia công tỉnh), phụ

thuộc vào độ chính xác và độ bóng bề mặt gia công

Nếu các yêu cầu trên được thoả mãn bằng nhiều loại máy khác nhau thì lúc này ta cần chọn một máy cụ thể theo những yêu cầu sau:

- Kích thước của máy phù hợp với kích thước của ch: tiết

cần gia công và phạm vi gá đặt phôi trên máy

- Máy phải đảm bảo được năng suất cắt gọt

- Máy phải có khả năng làm việc với các chế độ tối ưu

- Nên chọn những máy vạn năng, máy chuyên dùng phù

hợp với công việc sản xuất

- Tuỳ thuộc vào điều kiện máy móc tại cở sở sản xuất để

chọn các máy gia công thích hợp

Trong sản xuất hàng loạt và hàng khối, tại môi nguyên công một loại nên đùng quá hai máy để tránh các sai số gá đặt

33

5 Các thông số eơ bản của một số máy cắt kim loại

vạn năng thông thường

5.1 Máy tiện T616

+ Chiều cao tâm máy: 160 mm;

+ Khoảng cách giữa hai mũi tâm: 750 mm;

+ Công suất động ca: 4,5 kW;

5.2 May tién 1K62

+ Chiéu cao tam may: 200 mm;

+ Khoảng cách giữa hai tâm: 1400 mm;

+ Công suất động cơ chính: 10 kW;

0,34 - 0,39 - 0,43 - 0,47 - 0,52 - 0,57 - 0,61 - 0,70 - 0,78 -

0,87 - 0,95 - 1,04 - 1,14 - 1,21 - 1,4 - 1,56 - 1,74 - 1,9 - 2,08 - 2,28 -2,42 - 2,80 - 3,12 - 3,48 - 3,8 - 4,16 (mm/vong);

+ Lượng tiến ngang: 0,035 - 0,037 - 0,042 - 0,048 - 0,055 -

0,06 - 0,065 - 0,07 —0,074 - 0,084 - 0,097 - 0,11 - 0,12 - 0,13 - 0,14 - 0,15 - 0,17 - 0,195 - 0,21 - 0,23 -0,26 - 0,28 - 0,30 - 0,34 - 0,39 - 0,43 - 0,47 - 0,52 - 0,57 - 0,6 - 0,7 - 0,78 - 0,87 - 0,95 - 1,04 - 1,14 - 1,21 - 1,4 - 1,56 - 1,74 - 1,9 - 2,08 (mm/vòng);

ð.3 Máy khoan đứng 2A135

+ Đường kính lớn nhất khoan được: 35 mm;

+ Công suất động cơ: 6 kW;

+ Hiệu suất máy: nị = 0,8;

+ Côn moóc trục chính: số 4;

+ Số vòng quay trục chính: 68 - 100 - 140 - 198 - 27ð -

400 - 530 - 750 - 1100 (vòng/phút);

+ Bước tiến: 0,11 - 0,15 - 0,20 - 0,25 - 0,32 - 0,43 - 0,57 - 0,72 - 0,96 - 1,22 ~1,6 (mm/vòng);

+ Lực hưởng trục cho phép của cơ cấu tiến dao P„„, =

1600 KG

5.4 Máy khoan cần 2AB5

+ Đường kính lớn nhất khoan được: 50 mm;

+ Công suất khoan: 4,5 kW;

+ Lực hướng trục cho phép của cơ cấu tiến đao P„„, =

2000 KG,"

+ Mômen xoắn lớn nhất: M,„„„ = 75 KGm

35

5.5 May phay 6H12

+ Bề mặt làm việc của ban may: 320 x 1250 mm’;

+ Công suất động cơ: 7 kW;

+ Hiệu suất máy: rị = 0,7;

+ Bề mặt làm việc của bàn máy: 400 x 1600 mm’;

+ Công suất động cơ: 10 kW;

+ Hiệu suất máy: rị = O,7B;

5.7 May mai tron 3151

+ Đường kính và chiều đài lớn nhất mài dude: 200 x 750 mm; + Công suất động cơ u mai: 7 kW;

+ Hiệu suất máy: rị = 0,8;

+ Số vòng quay của phôi gia công: 7ð - 150 - 300

+ Đường kinh D va bé réng B, kich thuée d4 (mm):

Dạ = 600; Bạ = 60 mm;

5.8 May mai tron 3712

+ Đường kính và chiều dài lớn nhat mai dude: 150 x 750 mm;

+ Công suất động co ụ mài: 3,7 kW;

+ Hiệu suất máy: n = 0,8;

+ Số vòng quay của phôi gia công: 45 - 70 - 115 - 17 -

275 - 450 (vong/phit);

+ Số vòng quay của đá: 2200 (vong/phut),

+ Bước tiến dọc của bàn (điều chỉnh vô cấp): 0,ð - 5

5.9 May mai trong 35250

+ Đường kính lớn nhất của lỗ mài được: 200 mm;

+ Công suất động cơ trục chính đá mài: 5 kW;

+ Hiệu suất máy: rị = 0,9;

+ Số vòng quay của phôi gia công (điều chỉnh vô cấp):

+ Công suất động cơ trục chính đá mài: 4,5 kW;

+ Hiệu suất máy: rị = 0,95;

37

+ Số vòng quay của đá mài: 1440 (vòng/phút);

+ Giới hạn tốc độ tiến dọc của bàn (điều chỉnh vô cấp): (3 - 30) bước tiến ụ đá mài (m/phú†);

+ Bước tiến u đá mài thẳng đứng: 0,01 - 0,02 - 0,03 -

Khi chon dao cần chú ý đến bề mặt chi tiết gia công, đặc

biệt là đối với các loại dao không định kích thước

Kích thước và các thông số hình học của dao phải được

ghì đầy đủ và chỉ rõ tài liệu tham khảo cho các kích thước và

thông số này

Độ cứng vững của dao là rất cần thiết, vì thế đối với từng

bề mặt gia công cụ thể phải chọn dao đủ độ cứng vững Trong thực tế sản xuất, thường sử dụng những loại dao được chế tạo được chế tạo bằng các loại vật liệu sau: Y12A, Y8A, P9,

P18, BK6, BK8, T15K6

Bang 3.2 Tuổi bên của dụng cụ cắt

Kích Tuổi bền (phút)

Tên dụng cụ thước | Gia công | Gia công

Dao tiện thép gió - 40-50 | 50-60

Dao tiện hợp kim cứng " 40 - 50 40 - 60

Dao phay trụ răng nhỏ thép gió | D = 60 30 45

Dao phay mặt đầu thép gió D=60 90 130 Dao phay mặt đầu thép gió D=150 130 200

Dao phay ngón thép gió D= 2 40 60

Bai 4 TINH LUONG DU GIA CÔNG

Gidi thiéu

~ Lượng dư trong quá trình chế tạo phôi quyết định đến giá

thành sản phẩm, tuỳ theo yêu cầu sản xuất và chất lượng bề mặt sản phẩm mà có các phương án tính lượng dư gia công khác nhau Tĩnh lượng dư gia công phù hợp không những rút,

ngắn thời gian gia công mà chỉ phí mua sắm vật tư giảm xuống

Mục tiêu thực hiện

- Trình bày được các khái niệm về lượng dư gia công

- Tính toán chính xác lượng dư gia công cho các bước công nghệ theo phương pháp thống kê kinh nghiệm và theo phương pháp phân tích

Nội dung chính

- Các khái niệm chung về lượng dư gia công

- Lập các bước tính lượng dư gia công

- Xác định lượng dư theo phương pháp thống kê kinh nghiệm

- Xác định lượng dư theo phương pháp phân tích

Các hình thức học tập

Học trên lớp: các khái niệm chung về lượng dư gia công, các bước tính lượng dư gia công, xác định lượng dư theo phương pháp thống kê kinh nghiệm và phương pháp phân tích

- Học sinh thảo luận theo nhóm

- Tự nghiên cứu tài liệu và làm các bài tập ở nhà

- Tham quan, theo đõi sản xuất tại xưởng

- Thực hành tại xưởng để tính lượng dư cho các nguyên

công gia công các chì tiết máy