ÔN TẬP TỐT NGHIỆP CAO ĐẲNG CHẾ TẠO MÁY

Vị trí là một phần của nguyên công, được xác định bởi vị trí tương quan giữa chi tiết với máy hoặc giữa chi tiết với dao cắt.. Bước Cũng là một phần của nguyên công gia công một bề mặt

NỘI DUNG ÔN TẬP

1. Quá trình sản xuất và quá trình công nghệ.

Quá trình sản xuất

Theo nghĩa rộng, quá trình sản xuất là quá trình con người tác động vào tài nguyên thiên nhiên để biến nó thành sản phẩm phục vụ cho lợi ích của con người.

Theo nghĩa hẹp, quá trình sản xuất trong một nhà máy cơ khí là tổng hợp các hoạt động có ích biến nguyên vật liệu và bán thành phẩm thành sản phẩm hoàn chỉnh

Quá trình sản xuất chia ra:

- Quá trình chính: là quá trình liên quan trực tiếp đến việc chế tạo chi tiết,

lắp ráp và hoàn chỉnh sản phẩm:

+ Quá trình tạo phôi

+ Quá trình gia công cắt gọt

+ Quá trình nhiệt luyện

+ Quá trình lắp ráp

B CÔNG TH N G

TR N G I H C CÔNG NGHI P TP.HCM

KHOA C KHÍ

B MÔN CÔNG NGH CH T O MÁY

ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP TỐT NGHIỆP

HỆ: CAO ĐẲNG NGHỀ NGÀNH: CHẾ TẠO MÁY MÔN: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO HÌNH THỨC THI: TỰ LUẬN THỜI GIAN LÀM BÀI: 120 PHÚT

2. Các thành phần của quá trình công nghệ.

Phương án 1: Tiện đầu A xong trở đầu tiện đầu C ngay, đó là một

nguyên công

Phương án 2: Tiện đầu A cho hàng loạt chi tiết sau đó chuyển sang tiện

đầu C cũng cho cả loạt chi tiết trên cùng một máy đó Như vậy ta đã chiathành hai nguyên công vì không đảm bảo tính liên tục

Phương án 3: Tiện đầu A trên máy số 1, tiện đầu C trên máy số 2 như

vậy cũng đã chia thành 2 nguyên công vì chỗ làm việc đã thay đổi từ máy

số 1 sang máy số 2

Thực hiện nguyên công tiện xong tiến hành phay rãnh then ở một máykhác ( máy phay đứng ) cũng là 2 nguyên công

Nguyên công là đơn vị cơ bản của quá trình công nghệ để hoạch toán và

tổ chức sản xuất Việc phân chia quá trình công nghệ thành các bướcnguyên công có ý nghĩa kinh tế kỹ thuật:

Gá là một phần của nguyên công được hoàn thành trong một lần gá đặt chi

tiết Ví dụ như chi tiết trên hình 1.1 là: gá lần 1 tiện một đầu, rồi quay đầu gálần 2 tiện tiếp đầu kia Một nguyên công có thể có một hay nhiều lần gá

Vị trí là một phần của nguyên công, được xác định bởi vị trí tương quan giữa

chi tiết với máy hoặc giữa chi tiết với dao cắt Ví dụ trên hình 1.1 ta gá chi tiếttrên đầu phân độ phay rãnh then thứ nhất sau đó quay 1800 phay tiếp rãnh thenthứ 2 được gọi là một lần gá nhưng có 2 vị trí Như vậy một lần gá có thể cómột hay nhiều vị trí

Bước Cũng là một phần của nguyên công gia công một bề mặt ( hoặc tập hợp

bề mặt ) sử dụng một hoặc một bộ dao mà trong quá trình làm việc không thayđổi chế độ cắt

Ví dụ: tiện mặt trụ C sau đó thay đổi tốc độ, bước tiến, thay dao để tiện ren làhai bước khác nhau

Đường chuyển dao là một phần của bước để hớt đi một lớp vật liệu có cùng

chế độ cắt và sử dụng cùng một dao Như vậy một bước có thể có nhiều đườngchuyển dao

Động tác là một hành động của công nhân đề điều khiển máy thực hiện việc

gia công hay lắp ráp Ví dụ: nhấn nút khởi động máy, kẹp êtô…Động tác làđơn vị nhỏ nhất của nguyên công

β α

m N N

m-Số chi tiết trong một sản phẩm

α

-Số chi tiết phế phẩm (α =3÷6)β

-Số chi tiết được chế tạo dự trữ (β=5÷7)

Sản xuất đơn chiếc: sản lượng ít ( khoảng vài chục chiếc ), sản phẩm

không ổn định gồm nhiều chủng loại Thường sử dụng các máy vạn năng Quitrình công nghệ có phần đơn giản dưới dạng các bảng hay phiếu công nghệ đòihỏi trình độ tay nghề thợ giỏi Ví dụ như các , cơ sở, xí nghiệp cơ khí nhỏ sảnxuất theo đơn đặt hàng

Sản xuất hàng loạt: có sản phẩm hàng năm không quá ít, chế tạo từng loạt

theo chu kỳ xác định, sản phẩm tương đối ổn định

Sản xuất hàng khối: có sản lượng rất lớn, sản phẩm ổn định, trình độ

chuyên môn hóa cao, máy móc chuyên dùng, qui trình công nghệ được thiết kế

và tính toán chính xác và được lặp thành tài liệu công nghệ có nội dung cụ thể

và tỷ mỉ Ví dụ như các nhà máy chuyên sản xuất động cơ, hộp tốc độ, đinhvít… ở hình thức này dể dàng ứng dụng các phương pháp công nghệ tiên tiến,

( mét ) Phương pháp này luôn mang lại hiệu quả kinh tế cao Ap dụng cho cácdạng sản xuất hàng loạt, hàng khối.

Tổ chức sản xuất không theo dây chuyền

Mỗi nguyên công được thực hiện độc lập với nhau không có mối liên hệ vềmặt không gian và thời gian với các nguyên công khác Hiệu quả kinh tế củaphương pháp này thấp Việc bố trí các máy móc thiết bị thường theo nhómchức năng của máy như là nhóm máy tiện, nhóm máy phay, nhóm máy bào…thường được áp dụng cho dạng sản xuất đơn chiếc, hàng loạt nhỏ, sửa chữathay thế

4. Các yếu tố đặc trưng cho chất lượng bề mặt

a. Độ nhấp nhô tế vi (độ nhám bề mặt)

Độ nhấp nhô tế vi của bề mặt gia công được xác định bởi chiều cao nhấpnhô RZ và sai lệch profin trung bình cộng Ra của lớp bề mặt

Chiều cao nhấp nhô R Z : là trị số trung bình của 5 khoảng cách từ 5 đỉnh cao

nhất đến 5 đáy thấp nhất của nhấp nhô bề mặt tế vi tính trong phạm vi chiềudài chuẩn l

5

10 8 6 4 2 9 7 5 3

h

Sai lệch profin trung bình cộng R a : là trị số trung bình của khoảng cách từ

các đỉnh trên đường nhấp nhô tế vi tới đường trục toạ độ OX Được xác địnhbằng 2 phương pháp: gần đúng và chính xác

+ Tính gần đúng:

∑=

= n

i i

n

R

1 1

+ Tính chính xác:

dx y l

R x i

5 và cấp 13 đến cấp 14

Độ sóng bề mặt:

Độ sóng bề mặt là chu kỳ không

h : Chiều cao của nhấp nhô tế vi.

l : Khoảng cách giữa 2 đỉnh nhấp nhô tế vi.

Hình 3.2 - Sơ đồ tiếp xúc ban đầu của cặp chi tiết ma sát với nhau.

5. Ảnh hưởng của chất lượng bề mặt tới khả năng làm việc của chi tiết máy

Ảnh hưởng đến tính chống mòn

Ảnh hưởng đến độ bền mỏi của chi tiết máy

Ảnh hưởng tới tính chống ăn mòn hoá học của lớp bề mặt chi tiết

Ảnh hưởng đến độ chính xác của các mối lắp ghép

6. Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt.

Ảnh hưởng của độ nhấp nhô tế vi (độ nhám bề mặt)

Do bề mặt hai chi tiết tiếp xúc nhau có nhấp nhô tế vi (nhám) nên trong giai đoạn đầu của quá trình làm việc, hai bề mặt này chỉ tiếp xúc nhau ở một số đỉnh nhấp nhô; diện tích tiếp xúc thực chỉ bằng một phần của diện tích tiếp xúctính toán

x Cp

Hình 3.4 - Quá trình ăn mòn hoá học trên bề mặt chi tiết máy.

đó là nguồn gốc gây phá hỏng chi tiết máy

Các chỗ lõm bề mặt do độ nhấp nhô tế vi tạo ra là nơi chứa các tạp chất nhưaxít, muối, v.v các tạp chất này có tác dụng ăn mòn hoá học đối với kimloại Quá trình ăn mòn hoá học trên lớp bề mặt chi tiết làm các nhấp nhô mớihình thành

Ảnh hưởng của lớp biến cứng bề mặt

Lớp biến cứng bề mặt của chi tiết máy

có tác dụng nâng cao tính chống mòn

hạn chế sự khuếch tán oxy trong không

khí vào bề mặt chi tiết máy để tạo thành

các oxuýt kim loại như các ôxuýt sắt

bề mặt chi tiết máy qua quá trình gia công cơ sẽ bị biến cứng, độ nhám bề mặt thay đổi làm cho tính chống ăn mòn hoá học của kim loại cũng bị thay đổi

Ảnh hưởng của ứng suất dư bề mặt

Ứng suất dư ở lớp bề mặt chi tiết máy nói chung không ảnh hưởng đáng kể tới tính chống mòn

- Ứng suất dư nén làm tăng độ bền mỏi của chi tiết máy

- Ứng suất dư kéo làm giảm độ bền mỏi của chi tiết máy

Nếu chi tiết máy làm việc ở nhiệt độ cao thì ảnh hưởng của ứng suất dư lớp

bề mặt tới độ bền mỏi của vật liệu sẽ giảm

7. Các nguyên tắc chọn chuẩn trong gá đặt.

Nguyên tắc chọn chuẩn thô

chuẩn thô, như vậy sai lệnh vị trí tương quan giữa bề mặt không gia công

và các bề mặt phải gia công là nhỏ nhất

độ chính xác về vị trí tương quan cao nhất làm chuẩn thô

đồng đều làm chuẩn thô

ngót làm chuẩn thô

− Chuẩn thô chỉ nên sử dụng một lần ( chủ yếu để gia công chuẩn tinh )

Nguyên tắc chọn chuẩn tinh

− Nên chọn chuẩn tinh là chuẩn tinh chính, như vậy sai số vị trí tương quankhi gia công và khi làm việc là nhỏ nhất

( chuẩn đo lường ) để sai số chuẩn bằng không

lực kẹp Mặt phẳng làm chuẩn phải có diện tích đủ lớn để định vị

− Chọn chuẩn sao cho kết cấu đồ gá đơn giản và thuận tiện khi sử dụng

nguyên công để sai số do lệch chuẩn là nhỏ nhất

8. Tính sai số chuẩn.

Sai số chuẩn phát sinh khi chuẩn định vị không trùng với gốc kích thước vàđược xác định bằng lượng biến động lớn nhất của gốc kích thước chiếu lênphương kích thước cần thực hiện

Ví dụ:

Hình 3.10: Chi tiết định vị trên phiến tỳ Mat day la goc kich thuoc thi εc(H)=0

C la goc kich thuoc thi εc(H)=δh1

H – kích thước điều chỉnh trước của dụng cụ cắt, chuẩn điều chỉnh là bề mặtcủa phiến tỳ trên đồ gá

h1 – có dung sai εh1, kích thước được hình thành ở bước công nghệ sát trước

h2 – kích thước cần đạt được khi gia công

Kích thước h2 có gốc kích thước là bề mặt C, chuẩn định vị của chi tiết là bềmặt đáy của chi tiết tiếp xúc với phiến tỳ của đồ gá Như vậy gốc kích thước

và chuẩn định vị không trùng nhau nên phát sinh sai số chuẩn

Khi gia công một lọat chi tiết bằng cách gá đặt tự động đạt kích thước, ( H làkích thước được điều chỉnh trước của dụng cụ cắt nên sẽ không có biến động ),kích thước h1 đạt được sẽ biến động một lượng εh1 Do vậy bề mặt C cũng sẽbiến động một lượng εh1 Do đó εc ( h2 ) = εh1

9. Các chi tiết định vị chính trong đồ gá.

Các chi tiết định vị mặt phẳng

Chốt tỳ cố định

a) Chốt tỳ đầu thẳng dùng định vị mặt phẳng đã gia công

b) Chốt tỳ đầu chỏm dùng định vị mặt thô chưa gia công

c) Chốt tỳ đầu phẳng khía nhám dùng định vị mặt phẳng thô có diện tích tiếp xúc lớn nên ma sát tiếp xúc nhiều hơn và lâu mòn hơn

d) Lọai cuốn chốt có bạc lót dùng trong sản xuất hàng lọat lớn, dễ thay thế

Chốt tỳ điều chỉnh:

Dùng để định vị mặt chuẩn thô có nhiều sai lệch về hình dáng

Chốt tỳ tự lựa

Chốt tỳ tự lưa dùng để định vị mặt chuẩn thô của những chi tiết có trọnglượng lớn Dùng chốt tự lựa thay thế điểm định vị thành 2 hay 3 điểm như vậy

sẽ làm tăng độ cứng vững của chi tiết gia công và giảm áp lực trên các bề mặttỳ

Hình a) khối V ngắn định vị các trục ngắn định vị 2 bậc tự do

Hình b) và hình d) khối V dùng để định vị trục dài

Hình c) khối V được ghép từ 2 khối V ngắn định vị trục dài

Hình e) khối V mặt định vị nhỏ hoặc có khía nhám dùng định vị mặt chuẩn thô

Hình a) chốt trụ không có vai dùng định vị lỗ D>16 mm, mặt của chi tiếtđịnh vị tỳ trực tiếp lên thân đồ gá làm cho đồ gá mau mòn

Hình a) trục gá bung Khi xiết đai ốc số 5 làm ống đàn hồi số 3 dịch chuyển

về phía bên trái và trượt trên phần côn của thân trục gá làm bung các chấu của

ống đàn hồi theo phương hướng kính và ép sát vào bề mặt chi tiết gia công 2.Đai ốc số 1 sẽ khống chế sự dịch chuyển của ống đàn hồi về phía bên trái

Hình b) trục gá bung kiểu côngxôn, kẹp chặt phôi nhờ xiết trục côn So vớitrục gá cứng lọai này có độ đồng tâm cao hơn

Hình c) trục gá bung kiểu chấu Lọai này có 3 chấu được bung ra nhờ trụccôn 2 thường sử dụng gá các phôi có thành dày

Hình d) trục gá bung kiểu chất dẻo Khi vặn vít điều chỉnh chất dẻo bị ép lại

và làm bung ống đàn hồi số 1 ép sát vào mặt lỗ của chi tiết gia công Trục gákiểu này đảm bảo độ đồng tâm rất cao 0.005-0.03 mm

Mũi tâm

b) Mũi tâm lớn

c) Mũi tâm vát

Biến dạng do lực kẹp gây ra không được vượt quá giới hạn cho phép.

- Đảm bảo động tác phải nhanh, gọn, đơn giản, thao tác tiện lợi an tòan

- Cơ cấu phải nhỏ gọn, gắn liền thành một khối

- bề mặt gia công

Phương và chiều của lực kẹp

- Phương lực kẹp nên cố gắng thẳng góc với mặt chuẩn định vị chính (mặt hạnchế 3 bậc tự do )vì khi đó diện tích tiếp xúc là lớn nhất

- Chiều lực kẹp đi từ ngòai vào mặt định vị, cùng chiều với lực cắt và trọnglực Đôi khi kết cấu không cho phép có thể chọn chúng thẳng góc vớinhau

Độ cứng ở trạng thái tôi: đến 62 HRC.

Độ bền nhiệt vào khoảng: 3500C÷4000C tốc độ cắt tăng 20%

Mác thép hợp kim thông dụng: 70CrV, 80CrV, 110Cr,

Thép gió

20%, nên tính năng của nó đặc biệt và tính chịu mòn và tính chịu nhiệt tăng cao

Độ chịu nhiệt : 800÷10000C với tốc độ cắt lên đến 400m/phút.

Khuyết điểm chính của hợp kim cứng là sức bền uốn kém nên khi làm việc có

Carbide vonfram (Tungsten carbide).

Carbide vonfram (WC) là vật liệu phức hợp gồm các hạt carbide vonfram liên kết với chất nền coban; tên thay thế cho WC là carbide thêu kết (cemented carbide)

- Tốc độ cắt lên tới hàng ngàn m/phút.

- Nhược điểm: dễ giòn, dễ vỡ

Nitrít Bo lập phương (còn gọi là el-bo)

Là loại vật liệu tổng hợp có nhiều tính năng ưu việt như kim cương Đặc biệt el-bo có tính chịu nhiệt lên tới 20000C

15 m, được phủ bằng các kỹ thuật sau:

12. Cơ sở vật lý quá trình cắt gọt kim loại

Quá trình hình thành phoi cắt

Khi quan sát thực tế quá trình cắt kim loại, người ta nhận thấy rằng:

- Phoi được tách ra khỏi chi tiết khi cắt không theo phương vận tốc cắt v (phương lực tác dụng)

- Phoi khi cắt ra bị uốn cong về phía mặt tự do, kích thước phoi bị thay đổi

so với lớp cắt khi còn nằm trên chi tiết

Hiện tượng có rút phoi

Kích thước của phoi tách ra không giống với lớp cắt tương ứng khi nó cònnằm trong chi tiết L >Lf, af >a, bf =b

Hiện tượng đó gọi là hiện tượng co rút phoi và được đặc trưng bởi hệ số

co rút phoi:

a

a L

L, Lf – chiều dài lớp cắt và chiều của phoi

af, a – chiều dày phoi và chiều dày lớp cắt

bf, b – chiều rộng phoi và chiều rộng lớp cắt

Hiện tượng nhiệt cắt.

Năng lượng này chính là để thực hiện quá trình biến dạng và ma sát khi cắt.Điều này có nghĩa là: nguồn gốc của nhiệt là biến dạng và ma sát khi cắt Tacó:

) /

( 427

.

phút Kcal

V P E

V P E

t s

ypx xpx px

x

py npy

ypy xpy py

y

pz npz

ypz xpz pz

z

K v

s t C

P

K v

s t C

P

K v

s t C

P

=

=

=

N c = v+ s+ t

Khi vật liệu có độ bền càng cao thì lực cắt càng lớn

13. Các phương pháp đạt độ chính xác gia công trên máy

Trước khi cắt thử thường phải lấy dấu để người thợ có thể rà chuyển độngcủa lưỡi cắt trùng với dấu đã vạch sẵn một cách nhanh chóng và để tránh sinh

Hình 1.2 – Phương pháp tự động đạt kích thước trên máy phay.

- Người thợ phải chú ý cao độ nên dễ mệt mỏi do đó dễ sinh ra phế phẩm

- Năng suất thấp

- Giá thành cao

Phương pháp này áp dụng cho dạng sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ

Phương pháp tự động đạt kích thước

Bản chất của phương pháp này là trước

khi gia công, dụng cụ đã được điều

chỉnh trước, có vị trí tương quan cố

định so với chi tiết gia công hoặc chính

xác hơn là có vị trí tương quan với chi

tiết định vị đồ gá

Ưu điểm

- Đảm bảo độ chính xác gia công,

giảm phế phẩm

- Chỉ cắt một lần là đạt kích thước yêu cầu nên năng suất cao, giá thành hạ

- Nâng cao hiệu quả kinh tế

Nhược điểm

- Không loại trừ ảnh hưởng mòn dao đến độ chính xác gia công

- Chi phí thiết kế chế tạo đồ gá cao

- Yêu cầu về phôi cao

Phương pháp này áp dụng cho dạng sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối

Hình 1.3 - ảnh hưởng của lượng chuyển vị đến kích thước gia công khi tiện.

14. Các nguyên nhân sinh ra sai số gia công

Ảnh hưởng do biến dạng đàn hồi của hệ thống công nghệ

Trong quá trình gia công, khi chịu tác dụng của ngoại lực hệ thống công

nghệ sẽ bị biến dạng đàn hồi và biến dạng tiếp xúc

Ví dụ: ở hình 1.3, khi dao tiện có lượng chuyển vị là∆ thì bán kính chi tiết giacông sẽ tăng từ R đến R+∆R

Py – Lực cắt theo hướng kính (kG);

y – Lượng dịch chuyển của mũi dao theo phương Py (mm);

ctiet dao dg

y y

Hình 1.4 – Sơ đồ tiện trục trơn gá trên hai mũi tâm của máy tiện.

Lượng chuyển vị bán kính nhỏ nhất của chi tiết hay giá trị sai số do hai mũi tâm gây ra :

t s

y

J J

L P y

15. Lượng dư trung gian

Lượng dư trung gian Z i

Nó xác định bằng hiệu số kích thước của nguyên công (bước) sát trước Ai-1 vàkích thước của nguyên công (bước) đang thực hiện Ai tạo nên

Zi = b – a

a – Kích thước của bước hay nguyên công sát trước để lại

b – Kích thước của bước hay nguyên công đang thực hiện tạo nên

16. Các phương pháp chế tạo phôi và chuẩn bị phôi

Các phương pháp chế tạo phôi: phôi đúc, phôi tạo bằng phương pháp giacông áp lực như là phôi rèn, phôi dập, phôi cán, phôi kéo ép và phôi hàn làphôi được lắp ghép từ các loại phôi khác Việc lựa chọn phương pháp chếtạo phôi sẽ căn cứ vào hình dạng, kích thước chi tiết, dạng sản xuất và hìnhthức tổ chức sản xuất cũng như là cơ sở vật chất sẳn có của cơ sở

Phôi chế tạo bằng phương pháp đúc

Ưu điểm: có thể đúc được tất cả các kim loại và hợp kim có thành phần

khác nhau Có thể chế tạo các chi tiết có kích thước và hình dạng đơn giản đếnphức tạp mà các phương pháp tạo phôi khác không thực hiện được Khốilượng vật đúc từ nhỏ vài chục gam cho đến những chi tiết có kích thước to vàichục tấn Chi phí sản xuất thấp, giá thành chi tiết thấp

Nhược điểm: hệ số sử dụng kim loại thấp do đậu rót, đậu ngót Chi phí

kiểm tra thành phần các nguyên tố cao do phải dùng đến máy kiểm tra hiện đại( máy phân tích thành phần kim loại )

Đúc trong khuôn cát

Là dạng đúc phổ biến Khuôn cát là loại khuôn đúc một lần (chỉ rót một lần