GIÁO TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY TRUNG TÂM CÔNG NGHỆ CƠ KHÍ CHƯƠNG KHÁI NIỆM VÀ ĐỊNH NGHĨA CƠ BẢN VỀ QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT 1.1 Khái niệm trình hình thành sản phẩm khí: Công nghệ hiểu kỹ thuật hay kỹ nghệ chế tạo sản phẩm vật chất hay tinh thần phục vụ cho người xã hội Công nghệ khí hay công nghệ chế tạo máy (Technology of Mechenical Engineering) hiểu kỹ thuật tạo sản phẩm khí đạt tiêu kinh tế kỹ thuật như: chất lượng cao, giá thành rẻ đủ sức cạnh tranh thị trường 1.1.1 Khái niệm sản phẩm khí Sản phẩm khí chi tiết độc lập chế tạo kim loại hay cụm chi tiết kim loại phi kim loại lắp ghép với tạo thành sản phẩm hoàn chỉnh phục vụ cho nhu cầu sử dụng cụ thể Ví dụ: nhà máy khí thực phẩm chuyên chế tạo máy móc, dây chuyền sản xuất phụ tùng thay cho ngành chế biến thực phẩm băng tải, gầu tải…các chi tiết khung sàn, truyền động làm sắt thép băng tải, gầu tải làm cao nhựa Nhà máy khí ôtô xe máy chuyên sản xuất phụ tùng như: pittông, xylanh, lốc máy… Nhà máy sản xuất bạc đạn chuyên sản xuất tất loại bạc đạn bao gồm bi trượt, bạc trươt, ổ đỡ làm kim loại phận roong, phớt cao su chi tiết phi kim loại 1.1.2 Mô hình hình thành sản phẩm khí Quá trình hình thành sản phẩm khí mô tả mô hình đây: Thiết kế nguyên lý Nhu cầu Xã Hội Thiết kế chi tiết Chế tạo – Thử nghiệm Nghiên cứu & Phát triển Chuẩn bị SX Tổ chức SX Sản xuất Tiêu thụ CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY TRUNG TÂM CÔNG NGHỆ CƠ KHÍ Tiếp thị: đầu mối giao tiếp cung cầu Nghiên cứu – phát triển: khâu quan trọng, sản phẩm luôn đòi hỏi phải có cải tiến, có đổi liên tục phục vụ cho nhu cầu xã hội ngày cao Chế tạo thử: mục đích kiểm nghiệm nguyên lý kết cấu chất lượng sản phẩm cho thỏa mãn điều kiện tối ưu đồng thời thăm dò thị trường trước tiến hành sản xuất qui mô Chuẩn bị sản xuất tổ chức sản xuất: bao gồm chuẩn bị thiết kế chuẩn bị công nghệ Chuẩn bị thiết kế: phận kỹ thuật (nghiên cứu – phát triển) thực có nhiệm vụ thiết kế hoàn chỉnh trước đưa qua phận sản xuất Chuẩn bị công nghệ: nhà công nghệ chế tạo có nhiệm vụ đọc vẽ thiết kế yêu cầu kỹ thuật sản phẩm từ lặp qui trình công nghệ cho sản xuất đạt hiệu kinh tế kỹ thuật cao điều kiện sản xuất cho phép Công nghệ chế tạo máy lĩnh vực khoa học kỹ thuật có nhiệm vụ nghiên cứu thiết kế tổ chức thực trình chế tạo sản phẩm khí cho đạt tiêu kinh tế kỹ thuật định điều kiện qui mô sản xuất cụ thể Công nghệ chế tạo máy lý thuyết phục vụ cho công việc chuẩn bị sản xuất tổ chức sản xuất có hiệu Mặt khác môn học nghiên cứu trình hình thành bề mặt chi tiết lắp ráp chúng thành sản phẩm 1.1.3 Quá trình sản xuất trình công nghệ 1.1.3.1 Quá trình sản xuất Quá trình sản xuất trình người tác động vào tài nguyên thiên nhiên để biến thành sản phẩm phục vụ cho lợi ích người Hiểu theo nghĩa rộng trình hình thành sản phẩm khí bao gồm trình: khai thác quặng mỏ, luyện kim, gia công cắt gọt, lắp ráp hoàn chỉnh… Hiểu theo nghĩa hẹp trình sản xuất nhà máy khí tổng hợp hoạt động có ích biến nguyên lịêu bán thành phẩm thành sản phẩm đặc trưng nhà máy khí 1.1.3.2 Quá trình công nghệ Quá trình công nghệ phần trình sản xuất trực tiếp làm thay đổi vế hình dáng kích thướt, tính chất lý hóa thân chi tiết vị trí tương quan chi tiết sản phẩm 1.1.3.3 Các thành phần qui trình công nghệ Nguyên công: phần trình công nghệ hoàn thành liên tục, chỗ làm việc hay nhóm công nhân thực Nếu thay đổi điều kiện: tính liên tục hay chỗ làm việc ta đãchuyển sang nguyên công khác CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY TRUNG TÂM CÔNG NGHỆ CƠ KHÍ Ví dụ: tiện trục bậc hình H1.2 có phương án gia công sau: Hình 1.2 Phương án 1: tiện mặt A, mặt B xong trở đầu tiện mặc C ngay, nguyên công mang tính liên tục vị trí làm việc Phương án 2: tiện mặt A mặt B cho hàng loạt chi tiết sau chuyển sang tiện mặt C cho loạt chi tiết máy Như ta chia thành nguyên công không đảm bảo tính liên tục mà làm gián đọan gia công sản phẩm Phương án 3: tiện mặt A, mặt B máy số 1, tiện mặt C máy số Như chia thành nguyên công chỗ làm việc thay đổi từ máy số sang máy số Thực nguyên công tiện xong tiến hành phay rãnh then máy phay chuyển sang nguyên công khác Mục đích việc phân chia nguyên công hợp lý để hoạch toán kinh tế tổ chức sản xuất có ý nghĩa kinh tế kỹ thuật: Ý nghĩa kỹ thuật: tùy theo yêu cầu kỹ thuật chi tiết mà phải lựa chọn phương pháp gia công Ví dụ gia công mặt phẳng tùy theo yêu cầu chi tiết thô hay tinh mà ta lựa chọn phương pháp phay hay mài tinh Ý nghĩa kinh tế: việc phân chia nguyên công hay nhiều tùy thuộc vào chủng loại, đặc tính kỹ thuật thiết bị số lượng sản phẩm Đối với máy xác không nên dùng để gia công thô mà nên dùng để gia công tinh Máy lớn nên gia công chi tiết lớn máy nhỏ gia công chi tiết nhỏ máy gia công xác, máy có kích thướt gia công lớn đắt tiền hơn, chi phí cho ca máy (chi phí đầu tư, điện, nước, dầu mỡ, bảo trì bảo dưỡng…) cao làm cho giá thành sản phẩm cao theo Gá: phần nguyên công hoàn thành lần gá đặt chi tiết Ví dụ chi tiết hình H1.1 là: gá lần tiện đầu, quay đầu gá lần tiện tiếp đầu Một nguyên công có hay nhiều lần gá Vị trí: phần nguyên công, xác định vị trí tương quan chi tiết với máy chi tiết với dao cắt Ví dụ hình H1.2 ta gá chi tiết đầu phân độ phay rãnh then thứ sau quay 180 phay tiếp rãnh then thứ gọi lần gá có vị trí Như lần gá có hay nhiều vị trí CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY TRUNG TÂM CÔNG NGHỆ CƠ KHÍ Bước: phần nguyên công gia công bề mặt (hoặc tập hợp bề mặt) sử dụng một dao mà trình làm việc không thay đổi chế độ cắt (n, s, t) Ví dụ: tiện mặt trụ C sau thay đổi tốc độ vòng quay n, bước tiến dao s, thay dao để tiện ren hai bước khác Đường chuyển dao: phần bước để hớt lớp vật liệu có chế độ cắt sử dụng dao Như bước có nhiều đường chuyển dao Động tác: hành động công nhân đề điều khiển máy thực việc gia công hay lắp ráp Ví dụ: nhấn nút khởi động máy, kẹp êtô…Động tác đơn vị nhỏ nguyên công 1.1.4 Các dạng sản xuất hình thức tổ chức sản xuất 1.1.4.1 Các dạng sản xuất Tùy theo sản lượng hàng năm mức độ ổn định sản phẩm mà người ta chia dạng sản xuất: Sản xuất đơn chiếc: sản lượng (khoảng vài chục đến trăm chiếc), sản phẩm không ổn định gồm nhiều chủng loại Thường sử dụng máy vạn Qui trình công nghệ có phần đơn giản dạng bảng hay phiếu công nghệ đòi hỏi trình độ tay nghề thợ giỏi Ví dụ sở, xí nghiệp khí nhỏ sản xuất theo đơn đặt hàng Sản xuất hàng loạt có sản phẩm hàng năm không ít, chế tạo loạt theo chu kỳ xác định, sản phẩm tương đối ổn định Người ta phân chia ra: sản xuất hàng lọat nhỏ, hàng lọat vừa, hàng lọat lớn Sản xuất hàng khối có sản lượng lớn ( hang ngàn sản phẩm năm ), sản phẩm ổn định, trình độ chuyên môn hóa cao, máy móc chuyên dùng, qui trình công nghệ thiết kế tính toán xác lặp thành tài liệu công nghệ có nội dung cụ thể tỷ mỉ Ví dụ nhà máy chuyên sản xuất động cơ, hộp tốc độ, dinh vít… hình thức dể dàng ứng dụng phương pháp công nghệ tiên tiến, tự động hóa trình sản xuất tạo thành dây chuyền sản xuất tự động đạt hiệu kinh tế kỹ thuật cao Sản lượng: số lượng sản phẩm sản xuất đơn vị thời gian Sản lượng hàng năm: số lượng sản phẩm sản xuất năm Căn vào sản lượng hàng năm người ta phân chia dạng sản xuất theo phương pháp gần N = α + β  N m 1 +  100   ( 1.1 ) Trong đó: N : Sản lượng chi tiết tổng cộng cần chế tạo năm N1 : Số lượng sản phẩm sản xuất theo kế họach m : Số lượng chi tiết sản phẩm CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY α TRUNG TÂM CÔNG NGHỆ CƠ KHÍ : lượng phế phẩm dự phòng cho trình tạo phôi ( 3-6 %) β : lượng phế phẩm dự trù trình gia công ( 5-7 % ) Đối với chi tiết phức tạp dễ sinh phế phẩm tính theo công thức N = α  β   N m 1 + 1 +  100  100   ( 1.2 ) Sau xác định sản lượng hàng năm ta xác định dạng sản xuất theo bảng 1.1 Bảng 1.1 Dạng sản xuất Khối lượng chi tiết ( Kg ) < Kg - 200 Kg > 200 Kg Sản lượng hàng năm ( chiếc/ năm ) Đơn chiết < 100 < 10 50.000 > 5.000 > 1.000 Hàng khối 1.1.4.2 Các hình thức tổ chức sản xuất Tổ chức sản xuất theo dây chuyền Mỗi nguyên công thực hoàn tất địa điểm làm việc định chúng có mối quan hệ với mặt thời gian không gian Ơ phương pháp máy móc bố trí theo trình tự nguyên công đồng thời phải tuân thủ theo nhịp sản xuất T ( phút ) bước vận chuyển L (mét ) Phương pháp mang lại hiệu kinh tế cao, áp dụng cho dạng sản xuất hàng loạt, hàng khối Nhịp sản xuất: tn = T N (phút/chiếc) (1.3) - T : khoảng thời gian làm việc (phút) - N : số lượng sản phẩm chi tiết sản xuất khoảng thời gian T Tổ chức sản xuất không theo dây chuyền Mỗi nguyên công thực độc lập với mối liên hệ mặt không gian thời gian với nguyên công khác Hiệu kinh tế phương pháp thấp Việc bố trí máy móc thiết bị thường theo nhóm chức CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY TRUNG TÂM CÔNG NGHỆ CƠ KHÍ máy nhóm máy tiện, nhóm máy phay, nhóm máy bào…thường áp dụng cho dạng sản xuất đơn chiết, hàng loạt nhỏ, sửa chữa thay 1.1.4.3 Quan hệ đường lối, biện pháp công nghệ, qui mô sản xuất việc chuẩn bị sản xuất Chuẩn bị công nghệ việc chuẩn bị sản xuất đóng vai trò quan trọng làm cho sản xuất mang tính ổn định đem lại hiệu cao, đảm bảo tiêu kinh tế kỹ thuật cho sản phẩm đồng thời hoàn thành kế hoạch tiến độ sản xuất đề Nội dung thực trình công nghệ ghi thành văn gọi qui trình công nghệ Số lượng nguyên công trình công nghệ phụ thuộc vào phương pháp thiết kế nguyên công, phụ thuộc vào trang thiết bị sẵn có trình độ tay nghề công nhân vận hành máy Có hai phương pháp thiết kế nguyên công sau: Phân tán nguyên công: số bước nguyên công ít, số lượng nguyên công nhiều Trong số trường hợp phương pháp có lợi sử dụng loại máy chuyên dùng, đơn giãn, giá thành thấp, dụng cụ cắt chuyên dùng Tập trung nguyên công: tập trung nhiều bước công nghệ nguyên công Như số lượng nguyên công trình công nghệ Phương pháp áp dụng trường hợp có tổ hợp, trung tâm gia công CNC để gia công chi tiết phức tạp, yêu cầu độ xác cao tập trung lần gá đặt chi tiết ta gia công nhiều bước giảm sai lệch gá đặt Xu hướng ngành khí chế tạo máy người ta áp dụng phương pháp tập trung nguyên công nhằm rút ngắn thời gian phụ, tiết kiệm chi phí sản xuất hạ giá thành sản phẩm CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 1 Sản phẩm khí gì? Mô hình trình hình thành sản phẩm khí (nhiệm vụ khâu như: tiếp thị, quảng cáo, nghiên cứu phát triển…) Quá trình sản xuất gì: Quá trình công nghệ gì? Các thành phần trình công nghệ (sáu thành phần: nguyên công; gá; vị trí; bước; đường chuyển dao; động tác) Lưu ý: ◊ Thay đổi hai yếu tố: tính lien tục vị trí làm việc thay đổi nguyên công CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY TRUNG TÂM CÔNG NGHỆ CƠ KHÍ Gá lần gá đặt (định vị kẹp chặt) Khi tháo chi tiết gá đặt lại theo sơ đồ định vị kẹp chặt khác có nghĩa chuyển sang lần gá khác Bước đơn vị QTCN hay nói cách khác bước đơn vị nguyên công Ví dụ: Trong nguyên công tiện trụ phôi có đường kính từ 30 thành chi tiết có đường kính 22 ta chia thành bước sau: bước tiện thô 6mm; bước tiện bán tinh 1.5mm; bước tiện tinh 0.5mm Ở ví dụ ta thấy bước tiện thô lượng dư gia công 6mm, với điều kiện hệ thống công nghệ thức không đáp ứng ta chia 6mm thành hai đường chuyển dao 3mm 10 Đường chuyển dao đơn vị bước 11 Có dạng sản xuất sử dụng ngành chế tạo máy? 12 Có ba dạng sản xuất chủ yếu: 13 Sản xuất đơn chiếc\ 14 Sản xuất hàng lọat Người ta phân sản xuất hàng lọat ba hình thức: hàng lọat nhỏ; hàng lọat vừa hàng lọat lớn Hàng lọat nhỏ hình thức gần giống với hình thức sản xuất đơn chiếc, hàng lọat lớn gần giống với hình thức sản xuất hàng khối 15 Sản xuất hàng khối 16 17 Đặc điểm hình thức sản xuất: đơn chiếc, hang lọat, hang khối (số lượng sản phẩm; độ phức tạp, chu kỳ sản xuất máy móc thiết bị sử dụng chủ yếu lọai nào?) 18 Sản lượng gì? 19 Sản lượng hàng năm gì? Công thức tính sản lượng hang năm cho sản phẩm? 20 Các phương pháp thiết kế nguyên công? 21 Tập trung nguyên công 22 Phân tán nguyên công 23 Xu hướng phát triển ngành chế tạo máy đại? BÀI TẬP CHƯƠNG 1 Tính sản lượng tổng cộng chi tiết cần sản xuất năm cho chi tiết đơn giản, phức tạp Tính nhiệp sản xuất CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY TRUNG TÂM CÔNG NGHỆ CƠ KHÍ CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP TẠO PHÔI VÀ GIA CÔNG CHUẨN BỊ PHÔI 2.1 Các phương pháp chế tạo phôi Chi phí chôi chiếm từ 20-50% giá thành sản phẩm Vì việc lựa chọn vật liệu, lựa chọn phương pháp tạo phôi gia công chuẩn bị phôi hợp lý góp phần vào việc đảm bảo yêu cầu kỹ thuật chi tiết mà giảm chi phí sản xuất nâng cao hiệu kinh tế kỹ thuật cho trình sản xuất Nhiệm vụ nhà thiết kế công nghệ phải lựa chọn vật liệu phương pháp chế tạo phôi mang lại hiệu kinh tế cao Các phương pháp chế tạo phôi: phôi đúc, phôi tạo phương pháp gia công áp lực phôi rèn, phôi dập, phôi cán, phôi kéo ép phôi hàn phôi lắp ghép từ loại phôi khác Việc lựa chọn phương pháp chế tạo phôi vào hình dạng, kích thước chi tiết, dạng sản xuất hình thức tổ chức sản xuất sở vật chất sẳn có sở - Nếu chi tiết làm việc với chế độ chịu tải phức tạp tải trọng thay đổi, chịu kéo nén, chịu uốn, chịu xoắn đồng thời, ta nên lựa chọn phôi qua gia công áp lực phôi rèn, phôi dập - Nếu tiết diện ngang thay đổi, chi tiết có dạng tròn xoay ta nên chọn phôi thép cán theo tiêu chuẩn nhà sản xuất có sẳn thị trường - Các chi tiết có khối lượng lớn, hình dáng phức tạp chịu tải trọng không phức tạp ta nên lựa chọn phôi đúc - Các chi tiết có dạng khung, hộp ta nên lựa chọn phôi đúc hay phôi hàn - Ơ dạng sản xuất đơn nên chọn phôi đúc không cát hay phôi rèn chí phí chế tạo phôi thấp - Dạng sản xuất hàng loạt, hàng khối nên chọn phương pháp đúc khuôn kim loại, đúc mẫu chảy hay dùng phương pháp dập nguội, dập nóng ( rèn khuôn ) cho suất cao 2.1.1 Phôi chế tạo phương pháp đúc Phôi đúc chế tạo cách rót kim loại lỏng vào khuôn Sau kim loại kết tinh ta thu chi tiết có hình dạng kích thướt theo yêu cầu Thông thường chi tiết làm gang ta sử dụng phôi đúc gang có tính dẻo thấp Ưu điểm: đúc tất kim loại hợp kim có thành phần khác Có thể chế tạo chi tiết có kích thước hình dạng đơn giản đến phức tạp mà phương pháp tạo phôi khác không thực Khối lượng vật đúc từ nhỏ vài chục gam chi tiết có kích thước to vài chục Chi phí sản xuất thấp, giá thành chi tiết thấp Nhược điểm: hệ số sử dụng kim loại thấp tiêu phí kim lọai cho hệ thống đậu rót, đậu ngót Chi phí kiểm tra thành phần nguyên tố cao phải dùng đến máy kiểm tra đại (ví dụ máy phân tích thành phần kim loại) CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY TRUNG TÂM CÔNG NGHỆ CƠ KHÍ 2.1.2 Cấu tạo tinh thể thỏi đúc Vùng lớp ngòai cấu trúc hạt nhỏ mịn tốc độ nguội lớn, mầm ngọai lai nhiều Vùng lớp hạt tương đối lớn hình trụ vuông góc với thành khuôn Do thành khuôn bắt đầu nóng lên, tốc độ nguội giảm xuống, hạt lớn phát triển mạnh theo phương pháp tuyến với thành khuôn phương truyền nhiệt nên hạt có hình trụ Vùng vùng hạt lớn đẳng trục Kim lọai lỏng kết tinh sau cùng, lúc thành khuôn nóng lên nhiều nên tốc độ nguội giảm xuống cho cấu trúc hạt lớn Hình 2.1: cấu trúc vùng thỏi đúc 2.1.3 Các khuyết tật vật đúc - Rỗ co lõm co: Do kim lọai kết tinh bị co lại không bù tạo nên rỗ co nằm rãi rác khắp vật đúc Co tập trung tạo nên lõm co thường nằm nơi kết tinh sau phía vật đúc Khi thiết kế khuôn đúc cho phần lõm co nằm đậu ngót cắt bỏ sau đúc - Rỗ khí: khí hòa tan thóat không kịp tạo nên rỗ khí hay bọt khí gây tượng tróc vỏ sử dụng Người ta thường tiến hành khử khí trước đúc cách sáy khuôn trước đúc hay đúc môi trường chân không - Thiên tích: không đồng thành phần cấu trúc vật đúc với hợp kim kim lọai tích tự tạp chất 2.1.4 Các phương pháp đúc: 2.1.4.1 Đúc khuôn cát: Kkhuôn đúc làm từ hỗn hợp cát, khuôn sử dụng lần Khuôn làm tay hay máy, mẫu làm gỗ hay kim lọai tiến hành làm khuôn hòm khuôn hay làm trực tiếp từ xưởng Ưu điểm: Khả đúc chi tiết có hình dáng đơn giản đến phức tạp, kích thướt nhỏ lớn Chi phí đầu tư thấp giá thành sản phẩm thấp Tuy nhiên độ xác chất lượng bề mặt chi tiết không cao có nhiều rỗ xỉ, rỗ khí, hệ số sử dụng kim loại thấp Thích hợp cho dạng sản xuất đơn hàng lọat nhỏ Áp dụng làm khuôn máy cho dạng sản xuất lọat vừa lọat lớn CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY TRUNG TÂM CÔNG NGHỆ CƠ KHÍ Các phận để đúc vật đúc khuôn cát: Hình 2.2: a) chi tiết; b) mẫu; c) hộp lõi; d) khuôn đúc cát; e) vật đúc tai mẫu; lõi; chốt định vị; hòm khuôn; đậu rót; vật đúc; lòng khuôn; đậu ngót đậu hơi; hỗn hợp làm khuôn; 10 xiên hơi; 11 lỗ thóat khí cho lõi; 12 mặt phân khuôn Lõi bao gồm: + Tai lõi (1) : dùng để định vị lõi khuôn theo vị trí xác định + Xương lõi (2) : Để tăng độ bền lõi (thường làm thép gang) + Rãnh thông khí (3) : Để tăng khả thông khí lõi Hình 2.3 - Cấu tạo lõi Hệ thống rót hệ thống dẫn kim loại lỏng từ thùng rót vào khuôn Hệ thống rót vào khuôn bố trí xác giảm lượng kim loại hao phí (vào hệ thống rót, đảm bảo chất lượng vật đúc) Hệ thống rót gồm: cốc rót, ống rót, rãnh lọc xỉ, rãnh dẫn Đậu có công dụng dẫn khí từ lòng khuôn thoát ra, làm giảm áp lực động kim loại khuôn, báo hiệu mức kim loại lỏng vào khuôn Đậu ngót dùng để bổ sung kim loại cho vật đúc động đặc, đặc biệt đúc gang trắng, gang rèn, gang có độ bền cao, thép hợp kim màu vật đúc có thành dày Đậu ngót phải đặc vào chỗ thành vật đúc tập trung nhiều kim loại, động đặc chậm, co ngót nhiều 10 CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY TRUNG TÂM CÔNG NGHỆ CƠ KHÍ Kết cấu thông số hình học phần cắt mũi khoan: Ta xét mũi khoan ruột gà: Gồm phần: - Phần chuôi: phận dùng lắp vào trục máy khoan để truyền mômen xoắn truyền chuyển động cắt Có thể hình côn hình trụ - Phần cổ dao: để thoát đá mài mài phần chuôi phần làm việc Thường ghi kích thước nhãn hiệu - Phần làm việc: gồm có phần trụ định hướng phần côn cắt - Phần trụ định hướng: có tác dụng định hướng mũi khoan làm việc Nó phần dự trữ mài phần cắt mòn - Phần cắt: dùng để cắt vật liệu tạo phoi Mũi khoan gồm lưỡi cắt: Hai lưỡi cắt chính, hai lưỡi cắt phụ lưỡi cắt ngang - Lưỡi cắt phụ đường xoắn chạy dọc cạnh viền mũi khoan Nó tham gia cắt đoạn ngắn chừng nửa lượng chạy dao - Lưỡi cắt ngang không tham gia vào trình cắt mà cản trở trình cắt - Hai lưỡi cắt tạo thành hai góc nghiêng ϕ - Mặt trước mũi dao mặt xoắn dùng để thoát phoi dễ dàng - Mặt sau mặt côn, mặt xoắn, mặt phẳng, mặt trụ tuỳ theo cách mài 100 CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY TRUNG TÂM CÔNG NGHỆ CƠ KHÍ 8.4.2.2 Khoét: • Khả công nghệ: - Khoét phương pháp gia công bán tinh lỗ sau khoan đúc sẵn, mục đích để sửa sai hình dáng kích thước nguyên công trước để lại Khoét nguyên công cuối trung gian khoan doa - Chỉ khoét lỗ có sẵn - Có thể gia công lỗ bậc (phối hợp với khoan lỗ) - Khoét vát lỗ - Khoét lỗ côn - Khoét đạt xác từ cấp – 11 Độ nhẵn bóng bề mặt R z = 2,5 - 10 µm ( ∇ ÷ ∇6 ) • Kết cấu mũi khoét: Kết cấu mũi khoét giống mũi khoan mũi khoét có nhiều Lưỡi khoét thường có – Rãnh thoát cạn → lõi lớn nên có độ cứng vững cao mũi khoan Vì đảm bảo độ xác độ bóng bề mặt cao khoan sửa sai số vị trí tương quan khoan lỗ để lại Thông số hình học phần cắt tương tự mũi khoan 101 CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY TRUNG TÂM CÔNG NGHỆ CƠ KHÍ Mũi khoét thép gió Mũi khot thp giĩ • Chế độ cắt lớp cắt: - Chiều sâu cắt t = 0,5 ÷ mm (theo bán kính) - Lượng chạy dao S (mm/vòng): + Mũi khoét thép gió: S = 0,3 ÷ 1,2 mm/vòng + Mũi khoét hợp kim cứng: S = 0,4 ÷ 1,5 mm/vòng - Tốc độ cắt V (m/phút): + Mũi khoét thép gió: V = 20 ÷ 35 m/phút + Mũi khoét hợp kim cứng: V = 60 ÷ 200 m/phút Thông số lớp cắt tương tự mũi khoan 8.4.2.3 Doa: • Khả công nghệ: - Doa phương pháp gia công tinh lỗ khoét Chỉ sửa sai kích thước, không sửa sai vị trí tương quan có - Chỉ doa lỗ tiêu chuẩn nhỏ 80mm - Không doa lỗ bít đáy, lỗ có thành mỏng, lỗ ngắn, lỗ có rãnh Vì mũi doa không định hướng bị lay động - Không doa vật liệu cứng hay mềm - Doa đạt độ xác cấp – Ra = 2,5 ÷ 0,63 µm ( ∇6 ÷ ∇8 ) • Kết cấu mũi doa: 102 CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY TRUNG TÂM CÔNG NGHỆ CƠ KHÍ Kết cấu chung mũi doa giống mũi khoan có nhiều lưỡi cắt lưỡi cắt ngang Mũi doa có từ – 16 lưỡi cắt số lưỡi cắt luôn chẵn Gồm loại: doa tay doa máy Để mũi doa thoát khỏi lỗ dễ dàng, phần trụ định hướng có mài côn ngược dọc theo cạnh viền, đường kính giảm dần phái chuôi mũi doa • Chế độ cắt lớp cắt: - Chiều sâu cắt t (mm): + Doa thô: t = 0,25 – 0,5 mm + Doa tinh: t = 0,05 – 0,15 mm - Lượng chạy dao S = 0,5 – 3,5 mm/vòng 103 CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY TRUNG TÂM CÔNG NGHỆ CƠ KHÍ - Tốc độ doa thấp V = – 10 m/phút Thông số lớp cắt tương tự khoan 8.4.2.4 Tính chế độ cắt khoan, khóet, dao - D đường kính mũi khoan - d đường kính lỗ có sẵn trước khoan rộng, khóet, doa - L chiều dài hành trình khoan L = l + l = l2 l- chiều sâu lỗ khoan l1- lượng an tới, l1 = ½.D cotg ϕ l2- lượng vượt Thông thường với mũi khoan tiêu chuẩn l1+l2 = 0.3D a) Chiều sâu cắt t (mm): + Lỗ đặc: t = D/2 + Lỗ rỗng: t = D−d Trong đó: D – Đường kính lỗ khoan d – Đường kính lỗ có sẵn b) Lượng chạy dao S (mm/vòng) : lượng tịnh tiến mũi khoan ứng với vòng quay dao chi tiết Lượng chạy dao khoan tính theo công thức : Khoan thép : S= 3.88 D 0.81 σ b0.94 Khoan gang : S= 7.34 D 0.81 HB 0.75 (mm / vòng ) (mm / vòng ) Lượng chạy dao khóet mũi khóet thép gió tính theo công thức : S= C S D 0.6 (mm / vòng ) Lượng chạy dao doa mũi doa thép gió tính theo công thức : S= C S D 0.7 (mm / vòng ) Cs : hệ số phụ thuộcvào tính chất vật liệu yếu tố công nghệ tính lượng chạy dao (tra sổ tay cắt gọt) c) Tính tốc độ cắt khoan, khóet, doa V = Cv D zv Kv (m / phút ) T mt xv s yv Cv : hệ số xét đến ảnh hưởng điều kiện cắt đến tốc độ cắt 104 CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY TRUNG TÂM CÔNG NGHỆ CƠ KHÍ Zv : hệ số mũ biểu thị mức độ ảnh hưởng đường kính đến tốc độ cắt Mômen xoắn – Lực chiều trục khoan, khóet, doa Khoan : Khoan rộng: Lực chiều trục P0 = C p D zp S yp K mp Mômen xoắn M= CM D zM S yM K mM ( KGm) Lực chiều trục P0 = C p D zp S yp t xp K mp ( KG ) Mômen xoắn M= CM D zM S yM t xM K mM Lực chiều trục Lực chiều trục nhỏ nên bỏ qua Khóet, doa Mômen xoắn M= ( KG ) C p t xp S yp K p D.Z x1000 ( KGm) ( KGm) Cp ; CM Hệ số lực dọc trục, momen xoắn xét đến điều kiện cắt định Zp ; xp ; yp : số mũ xét đến ảnh hưởng đường kính, lượng chạy dao, chiều sâu cắt đến lực cắt khoan ZM ; xM ; yM : số mũ xét đến ảnh hưởng đường kính, lượng chạy dao, chiều sâu cắt đến momen xoắn khoan Kmp ; KM : hệ số hiệu chỉnh d) Công suất cắt Công suất cắt khoan, khóet, doa tính theo công thức : N = M n 975 ( KW ) Trong n số vòng quay trục khoan, khóet, doa n = 1000.V π D (vòng ) 8.5 Phương pháp chuốt: 8.5.1 Đặc điểm động học Chuốt phương pháp gia công gia công cắt gọt nhiều lưỡi cắt lúc có suất cao sản xuất hàng loạt hàng khối 105 CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY TRUNG TÂM CÔNG NGHỆ CƠ KHÍ Chuyển động cắt chuyển động tịnh tiến thẳng dao, chi tiết đứng yên Trong số trường hợp chuốt mặt tròn xoay có thêm chuyển động quay tròn chi tiết Quá trình chuốt chuyển động chạy dao 8.5.2 Khả công nghệ - Chuốt phương pháp gia công tinh thường dùng để gia công lỗ, lỗ định hình, rãnh then, then hoa rãnh xoắn lỗ có sẵn - Có thể gia công biên dạng bánh răng, mặt phẳng - Có thể gia công mặt trụ ngoài, mặt định hình phẳng dùng - Có thể gia công lỗ có đường kính đến 320 mm - Gia công rãnh rộng đến 100 mm - Chiều dài lỗ đến 1000 mm - Chuốt mặt phẳng với chiều rộng từ vài mm đến 400 mm chiều dài tối đa 500 mm - Phương pháp chuốt đạt độ xác tới cấp độ bóng bề mặt Ra = 0,8 ÷ 0,6 µm ( ∇6 ÷ ∇8 ) 106 CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY TRUNG TÂM CÔNG NGHỆ CƠ KHÍ 8.5.3 Kết cấu dao: Xét cấu trúc dao chuốt lỗ tròn làm điển hình, gồm phần sau: Phần l1 – Đầu dao: dùng để kẹp dao chuốt máy truyền lực kéo Phần l2 – Cổ dao : nơi thoát đá mài mài phần l1 l3 Phần l3 – Phần định hướng phía trước dao Phần có đường kính đường kính lỗ chi tiết trước gia công Phần l4 – Phần cắt dao Các cắt bố trí cao dần lên lượng gọi lượng nâng Sd cắt Có thể bố trí cắt thô, bán tinh, tinh với S d phù hợp với chất lượng yêu cầu Tổng lượng nâng cắt kích thước kim loại cần bỏ Phần l5 – Phần sửa kích thước lỗ gia công dao làm tăng độ bóng bề mặt gia công Các phần đường kính lỗ chi tiết cần gia công Phần l6 – Phần định hướng phía sau dao Phần có đường kính đường kính lỗ chi tiết cần gia công 8.6 Phương pháp mài: 8.6.1 Khả công nghệ - Mài phương pháp gia công tinh trực tiếp tạo hình dáng, kích thước cho đối tượng - Về nguyên lý mài có tính chất tương tự phay, khác kích thước số lượng lưỡi cắt dao phay đá mài - Mài gia công mặt trụ ngoài, mặt trụ trong, mặt phẳng - Ngoài gia công mặt định hình, ren, 107 CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY TRUNG TÂM CÔNG NGHỆ CƠ KHÍ - Phương pháp mài mài thô đạt độ xác cấp độ nhám bề mặt Ra = 2,5 ÷ 1,25 µm ( ∇6 ÷ ∇7 ) - Khi mài tinh đạt cấp xác cấp ÷ độ nhám bề mặt Ra = 1,25 ÷ 0,63 µm ( ∇7 ÷ ∇8 ) 108 CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY TRUNG TÂM CÔNG NGHỆ CƠ KHÍ - Khi mài tinh mỏng đạt cấp xác ÷ độ nhám bề mặt Ra = 0,32 ÷ 0,16 µm ( ∇9 ÷ ∇10 ) 8.6.2 Một số đặc điểm phương pháp mài - Mài dụng cụ cắt nhiều lưỡi, không liên tục nên xem trình mài trình cào xướt liên tục - Tốc độ cắt mài lớn khoảng 30m/s Tiết diện phoi cắt bé - Nhiệt độ mài lớn - Trong trình cắt, đá mài có khả tự mài sắc phần - Việc điều chỉnh trình mài khó khăn 8.7 Phương pháp gia công biến dạng dẻo: Phương pháp gia công biến dạng dẻo phương pháp gia công không tạo phoi cắt Dưới tác dụng lực tác dụng lên dụng cụ cắt, dụng cụ cắt tác dụng lên bề mặt chi tiết gia công, gây nén đàn hồi phá điểm nhấp nhô điền đầy vào đáy nhấp nhô tạo bề mặt gia công có độ bóng độ cứng theo yêu cầu 8.8 Các phương pháp gia công đặc biệt: Là phương pháp áp dụng thành tựu khoa học kỹ thuật vào trình gia công Gồm phương pháp: - Gia công tia lửa điện - Gia công chùm tia Laser - Gia công siêu âm - Gia công điện hoá - Gia công tia nước áp lực cao 109 CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY TRUNG TÂM CÔNG NGHỆ CƠ KHÍ 8.8.1 Gia công tia lửa điện: Là phương pháp gia công điện vật lý cách phóng điện ăn mòn vật liệu gia công truyền lượng qua rãnh dẫn điện Chi tiết mang điện cực dương, dụng cụ mang điện cực âm Hai điện cực tiến gần nhau, khe hở chúng đủ bé, chúng xuất tia lửa điện, chọc thủng lớp cách điện hai điện cực, tạo nên rãnh dẫn điện Nhiệt độ vùng lên tới hàng nghìn độ làm chảy lỏng đốt cháy phần kim loại bề mặt tạo nên bề mặt gia công Hình dáng bề mặt gia công phụ thuộc vào hình dáng điện cực dụng cụ.Vật liệu điện cực dụng cụ thường đồng thau, đồng đỏ, nhôm, gang Môi trường gia công thường dầu hoả hay dầu biến Phương pháp gia công vật liệu dẫn điện Độ bóng bề mặt gia công đạt Ra = 6,3 ÷ 3,2 µm , hợp kim cứng Ra = 1,6 ÷ 0,8 µm 8.8.2 Gia công chùm tia Laser: Chùm tia Laser chùm ánh sáng đơn sắc có góc phân kì nhỏ Tia Laser có độ song song cao, không tồn tự nhiên mà máy phát Laser tạo Máy phát LASER Gương Hệ quang học tập trung LASER Chi tiết gia công Sd 110 CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY TRUNG TÂM CÔNG NGHỆ CƠ KHÍ Để tạo nên mật độ lượng cao vị trí gia công dùng nhiều thấu kính hội tụ Khi dùng thấu kính hội tụ cầu, vết gia công hình tròn, dùng để gia công lỗ, hàn điện Khi dùng thấu kính hình trụ, vết gia công có dạng dài hẹp, dùng gia công rãnh Phạm vi ứng dụng Laser: hàn, cắt, khắc, khoan Thông dụng khoan lỗ nhỏ có đường kính từ 10 µm đến 500 µm , chiều sâu đạt tới 10 lần đường kính khoan kim loại Laser gia công lỗ nhỏ d = 0,025 ÷ 0,25 mm thạch anh, kim cương, rubi 8.8.3 Gia công siêu âm: Gia công siêu âm dạng gia công Bản chất dùng lượng va đập đồng thời số lượng lớn hạt mài (3.10 ÷ 3.105 hạt/cm2) có tần số va đập 18 ÷ 25 kHz bề mặt gia công để tách hạt kim loại nhỏ có kích thước vài µm Có thể gia công kim loại, vật liệu bán dẫn phi kim loại Hạt mài cacbít bo, cácbit silic, corun điện bột kim cương Độ nhẵn bóng bề mặt đạt Ra = 12,5 ÷ 0,2 µm tuỳ thuộc vào độ hạt vật liệu gia công 8.8.4 Gia công điện hoá: Bản chất gia công điện hoá trình hoà tan điện cực dương môi trường chất điện phân có dòng điện qua Điện cực dương chi tiết gia công, điện cực âm dụng cụ Dụng cụ có dạng âm bề mặt gia công 111 CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY TRUNG TÂM CÔNG NGHỆ CƠ KHÍ Như điểm khác cực dương có khoảng cách tới điểm tương ứng cực âm khác tốc độ hoà tan vật liệu cực dương vào chất điện phân khác Do tạo nên hình thù tương ứng với hình thù điện cực âm Độ nhẵn bóng bề mặt đạt tới Ra = 1,6 ÷ 0,4 µm Ưng dụng để khoan, đánh bóng điện hoá 8.8.5 Gia công tia nước áp lực cao: Bản chất phương pháp sử dụng động lực học dòng tia áp lực cao với vận tốc phun lớn Tia nước tác động lên vật liệu gia công lưỡi cắt mảnh, tạo nên vết gia công Phạm vi sử dụng tia nước áp lực cao: dùng để cắt vật liệu mềm không ổn định cao su, da, giấy, xốp, PVC vật liệu khác Ưu điểm phương pháp mạch cắt chất lượng cao, cạnh cắt sạch, nhiệt độ cắt không cao, chi tiết không bị biến dạng 112 CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY TRUNG TÂM CÔNG NGHỆ CƠ KHÍ CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG Tiện gia công bề mặt nào? Căn vào vị trí lưỡi cắt dao tiện, ta có loại dao nào? Căn vào kết cấu đầu dao tiện, ta có loại dao nào? Đặc điểm bào? Phay gia công bề mặt nào? Đặc điểm phay thuận phay nghịch? Khi phay mặt phẳng lớn, loại dao phay dùng nhiều nhất? Phay thuận thích hợp nào? Phay thuận có ưu điểm phay nghịch ? 10 Khoan, Khoét, Doa phương pháp gia công bề mặt nào? 11 Mũi khoan ruột gà có lưỡi cắt 12 Khoét gia công đạt độ xác cấp mấy? 13 Doa gia công đạt độ xác cấp mấy? 14 Dặc điểm phương pháp chuốt? 15 Đặc điểm mài? 16 Đặc điểm cuả mài nghiền ? 17 Độ xác mài khôn đạt? 18 Quá trình đánh bóng có đặc điểm 19 Khuyết điểm phương pháp cạo? 20 Khoan gia công lỗ có đường kính nằm khoảng nào? 21 Đặc điểm phương pháp doa? 22 Phương pháp doa thường thực máy nào? 23 Đặc điểm phương pháp mài có tâm mài vô tâm? 24 Lỗ vuông gia công phương pháp nào? BÀI TẬP Tính chế độ cắt tiện Tính chế độ cắt phay Tính chế độ cắt khoan Tính chế độ cắt khóet Tính chế độ cắt doa 113 CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY TRUNG TÂM CÔNG NGHỆ CƠ KHÍ 114 ... Nắn máy ép chuyên dùng + Nắn máy cán ren thẳng 18 CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY TRUNG TÂM CÔNG NGHỆ CƠ KHÍ 19 CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY TRUNG TÂM CÔNG NGHỆ CƠ KHÍ 2.2.6 Gia công phá ( gia công bóc vỏ) Gia công. .. dung thực trình công nghệ ghi thành văn gọi qui trình công nghệ Số lượng nguyên công trình công nghệ phụ thuộc vào phương pháp thiết kế nguyên công, phụ thuộc vào trang thiết bị sẵn có trình độ... cộng cần chế tạo năm N1 : Số lượng sản phẩm sản xuất theo kế họach m : Số lượng chi tiết sản phẩm CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY α TRUNG TÂM CÔNG NGHỆ CƠ KHÍ : lượng phế phẩm dự phòng cho trình tạo phôi