Đề cương bài giảng dùng chung công nghệ chế tạo máy

BÀI GIẢNG DÙNG CHUNG: MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY CHƢƠNG I NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VÀ ĐỊNH NGHĨA 1.1 Quá trình sản xuất trình công nghệ 1.1.1 Quá trình sản xuất Quá trình sản xuất trình người tác động vào tài nguyên thiên nhiên để biến thành lợi ích để phục vụ cho lợi ích người Theo nghĩa rộng, ví dụ, để có sản phẩm khí người phải thực trình khai thác quặng, luyện kim, gia công cơ, gia công nhiệt, hoá, lắp ráp, kiểm tra,.v.v Theo nghĩa hẹp, ví dụ nhà máy khí trình sản xuất trình tổng hợp hoạt động có ích người để biến nguyên liệu bán thành phẩm thành sản phẩm nhà máy Quá trình tổng hợp bao gồm: Chế tạo phôi , gia công cắt gọt, gia công nhiệt, hoá kiểm tra, lắp ráp hàng loạt trình phụ khác chế tạo dụng cụ, chế tạo đồ gá, vận chuyển, sửa máy, chạy thử , điều chỉnh, sơn lót, bao bì , đóng gói, bảo quản kho.v.v… 1.1.2 Quá trình công nghệ Là phần trình sản xuất trực tiếp làm thay đổi trạng thái tình chất đối tượng sản xuất Thay đổi trạng thái tính chất bao hàm Thay đổi hình dạng, thay đổi kích thước, thay đổi tính chất lí hoá vật liệu thay đổi vị trí tương quan đến phận chi tiết Quy trình công nghệ gia công trình cắt gọt phôi để làm thay đổi kích thước hình dáng Quá trình công nghệ nhiệt luyện trình thay đổi tính chất vật lí hoá học chi tiết Quá trình công nghệ lắp giáp trình tạo thành quan hệ tương quan đến chi tiết thông qua loại liên kết mối lắp ghép Ngoài có trình công nghệ phôi trình đúc (công nghệ đúc) trình gia công áp lực.v.v Xác định trình công nghệ hợp lí ghi thành văn kiện công nghệ yêu cầu chi tiết độ xác gia công, độ nhám bề mặt vị trí tương quan đến bề mặt, độ xác hình dáng học.v.v Qúa trình công nghệ thực taị chỗ làm việc 1.1.3 Chỗ làm việc Chỗ làm việc phần xưởng sản xuất dùng để thực công việc một nhóm công nhân Tại bố trí loại dụng cụ, đồ gá, máy cắt gọt, thiết bị nâng hạ, giá đỡ phôi, chi tiết đơn vị lắp giáp 1.1.4 Thành phần sản xuất nhà sản xuất chế tạo máy Các nhà máy chế tạo bao gồm đơn vị sản xuất riêng biệt gọi phân xưởng cấu khác Thành phần phân xưởng cấu xác định sản lượng sản phẩm BÀI GIẢNG DÙNG CHUNG: MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY Đặc tính quy trình công nghệ, yêu cầu chất lượng sản phẩm yếu tố sản xuất khác, đồng thời mức độ chuyên môn hóa sản xuất hợp tác nhà máy với xí nghiệp khác ngành ngành Chuyên môn hoá đòi hỏi phải tập trung sản xuất khối lượng lớn hàng hoá (của số dạng sản phẩn định) nhà máy Sự hợp tác đòi hỏi cung cấp phôi (phôi đúc, phôi rèn, phôi rập) thiết bị (hoặc cấu) khác từ nhà máy chuyên môn hoá Nếu nhà máy thiết kế nhận phôi đúc từ nhà máy khác thành phần nhà mày phân xưởng đúc Ví dụ: Một số nhà máy chế tạo công cụ nhận phôi đúc từ nhà máy đúc phôi chuyên môn hoá , nhà mày có khả cung cấp loại phôi đúc cho tất khách hàng theo trình tự tập chung hoá cao độ Thành phần thiết bị cung cấp lượng nhà máy đa dạng, tuỳ thuộc vào khả hợp tác vời xí nghiệp công nghiệp khác việc cung cấp lượng điện, ga, hơi, nước v.v Trong sản xuất lớn có nhiều nhà máy biết hợp tác với nhà máy chuyên môn hoá để cung cấp phận sản phẩm dùng cho sản phẩm để chế tạo nhà máy Ví dụ: Các nhà máy chế tạo ôtô chế tạo máy kéo đặt hàng động từ nhà máy khác Nhìn chung thành phần nhà máy chế tạo máy chia nhóm sau: 1) Các phân xưởng chuẩn bị phôi (phân xưởng đúc thép, phân xưởng nung gang, phân xưởng đúc hợp kim mầu, phân xưởng rèn rập v.v ) 2) Các phân xưởng công (phân xưởng gia công cơ, phân xưởng nhiệt luyện, phân xưởng rập nguội, phân xưởng gia công gỗ, phân xưởng mạ, phân xưởng lắp ráp, phân xưởng sơn v.v ) 3) Các phân xưởng phụ (phân xưởng dụng cụ, phân xưởng sửa chđếna khí, phân xưởng sửa chđếna điện, phân xưởng chế tạo khuôn, phân xưởng thí nghiệm, phân xưởng chế thử v.v ) 4) Các kho chứa (kho chứa vật liệu, kho chứa dụng cụ, kho chứa khuônmẫu, kho chứa nhiên liệu, kho chứa sản phẩm v.v ) 5) Các trạm cung cấp lượng (trạm cung cấp điện, trạm cung cấp nhiệt, trạm cung cấp ép khí nén, trạm cung cấp nước v.v ) 6) Cơ cấu vận chuyển 7) Các thiết bị vệ sinh– kỹ thuật (thiết bị sưởi ấm, thiết bị thông gió, đường ống cấp nước, hệ thống cống rãnh) ) Các phận cung nhà máy (phòng nghiệm trung tâm, phòng thí nghiệm công nghệ, phòng thí nghiệm đo lường trung tâm, văn phòng, trạm xá, nhà ăn, hệ thống liên lạc v.v ) BÀI GIẢNG DÙNG CHUNG: MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY 1.2 Các thành phần quy trình công nghệ Quy trình công nghệ gia công chia thành phần: Nguyên công, gá, vị trí, bước, đường chuyển h e f dao, động tác d g 1) Nguyên công Nguyên công phần a b c quy trình công nghệ hoàn thành liên tục taị chỗ làm việc hay nhiều Hình 1.1 Gia công trục bậc nhóm công nhân thực để gia công chi tiết lúc (khi công nhân phục vụ nguyên công tự động hoá hoàn toàn) Nếu thay đổi điều kiện như, tính làm việc liên tục chỗ làm việc ta chuyển sang nguyên công khác Ta xét trường hợp gia công trục bậc (hình 1.1) Nếu ta tiện đầu trở đầu để tiện đầu thuộc nguyên công Nhưng tiện đầu cho ca loạt chi tiết ta có hai nguyên công Hoặc máy khác ta có hai nguên công Sau tiện xong (hoặc hai máy tiện) tiến hành phai rãnh then H máy phay có nguyên công khác (nguyên công phay) Nguyên công đơn vị củ quy trình công nghệ.Phân chia quy trình công nghệ thành nguyên công có ý nghĩa kỹ thuật ý nghĩa kinh tế Ý nghĩa kỹ thuật chỗ tuỳ theo yêu cầu kỹ thuật chi tiết mà phải gia công bề mặt phương pháp bào, phay hay mài Ý nghĩa kinh tế (ví dụ, trường hợp gia công trục bậc hình 1.1) chỗ tuỳ theo sản lượng điều kiện sản xuất cụ thể mà chia quy trình công nghệ làm nhiều nguyên công (phân tán nguyên công) tập trung vài nguyên công (tập trung nguyên công) nhằm đảm bảo cân nhịp sản xuất Hoặc máy xác không nên làm việc thô việc tinh mà phải chia thành Hình 1.2 Gia công chi tiết có vị trí hai nguyên công Thô tinh cho hai máy (máy thô máy máy khoan hạ trục xác) 1- Vị trí gá tháo chi tiết : 2- khoan : 32) Gá khoét : Gá phần nguyên công hoàn thành lần gá đặt mộtmáy chi tiết 4- bàn : 5- nhiều doa lúc BÀI GIẢNG DÙNG CHUNG: MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY Ví dụ : đầu chi tiết (hình 1.1) gá lại chi tiết đầu hai lần gá đặt Một nguyên công có nhiều lầ gá 3) Vị trí Vị trí phần nguyên công xác định vị trí tương quan đến chi tiết gia công máy chi tiết gia công đồ gá hay dụng cụ cắt Ví dụ: Mỗi lần phay cạnh khoan lỗ chi tiết có nhiều lỗ vị trí Trường hợp gia công lỗ qua nhiều bước khác khoan khoét, doa (hình 1.2) đựơc xem chi tiết có nhiều vị trí Khi thiết kế quy trình công nghệ cần lưu ý giảm số lần gá đặt (trong giđến số vị trí cần thiết) lần gá đặt gây sai số gia công Khi lắp ráp, đồ gá (ví dụ, đồ gá vệ tinh) băng tải dịch chuyển tới vị trí để thực nguyên công lắp ráp 4) Bước Bước phần nguyên công để tiến hành gia công bề mặt (hơn nhiều bề mặt) dao nhiều dao với chế độ cắt không thay đổi Nếu thay đổi điều khiển Bề mặt gia công chế độ cắt (tốc độ, lượng chạy dao chiều sâu cắt ) ta chuyển sang bước khác Ví dụ: Tiện ba đoạn A,B,C (hình 1.1) ba bước khác nhau, tiện bốn mặt đầu D,E,F,G (hình 1.1) bốn bước độc lập Sau tiện ta thay dao, thay đổi tốc độ cắt bước tiến dao (lượng chạy dao) để tiện ren hai bước khác Hoặc gia công lỗ xác phương pháp khoan, khoét, dao có ba bước khác Bước có thề bước đơn giản bước phức tạp Ví dụ: tiện trục bậc gồm ba đoạn với đường kính khác (bằng dao) ta phải thực ba bước đơn giản Còn tiện trục bậc nhiều dao ta phải có bước phức tập Khi lắp ráp bước xem trình nối ghép chi tiết lại với để đạt độ xác cần thiết trình khác cạo sửa then để lắp vào vị trí, lắp vòng bi trục v.v 5) Đường chuyển dao Đường chuyển dao phần bước để hớt lớp vật liệu có chế độ cắt đo Ví dụ: Để tiện mặt trụ mặt ta dùng dao với chế độ cắt để hớt làm nhiều lần, lần lần chuyển dao, mài mặt ta phải thực nhiều lần chuyển dao Như bước có nhiều đường chuyển dao BÀI GIẢNG DÙNG CHUNG: MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY 6) Động tác Động tác hành động người công nhân để điều khiển máy gia công lắp ráp Ví dụ, bấm nút, quay ụ dao, đẩy ụ động, thay đổi chế dộ cắt v.v Còn lắp ráp động tác lấy chi tiết, lau chi tiết, bôi mỡ lên chi tiết cầm cờ lê, xiết đai ốc v.v Việc phân chia thành động tác cần thiết để định mức thời gian gia công lắp ráp, đồng thời để nghiên cứu xuất lao động tự động hoá nguyên công 1.3 Các dạng sản xuất hình thức tổ chức sản xuất Quy trình công nghệ mà ta thiết kế phải đảm bảo dộ xác chất lượng gia công, đồng thời phải đảm bảo tăng xuất lao động giảm giá thành Quy trình công nghệ phải đảm bảo đạt sản lượng đề Để đạt tiêu quy trình công nghệ phải thiết kế thích hợp với dạng sản xuất Tuỳ theo sản lượng hàng năm mức độ ổn định sản phẩm người ta chia ba dạng sản xuất: sản xuất đơn chiếc, sản xuất hàng loạt, sản xuất hàng khối 1.3.1 Sản xuất đơn Sản xuất đơn sản xuất có số lượng hàng năm (thường từ đến vài chục chiếc) sản phẩm không ổn định chủng loại nhiều, chu kì chế tạo không xác định Sản xuất đơn có đặc điểm sau: - Tại chỗ làm việc đựoc gia công nhiều chi tiết khác nhiên chi tiết có hình dáng hình học đặc tính công nghệ tương tự - Gia công chi tiết lắp ráp sản phẩm thực theo tiến trình công nghệ (quy trình công nghệ sơ lược) - Sử dụng thiết bị dụng cụ vạn Thiết bị (máy) bố trí theo loại theo phận sản xuất khác - Sử dụng đồ gá vạn Đồ gá chuyên dùng sử dụng để gia công chi tiết thường xuyên lặp lại Không thực việc lắp lẫn hoàn toàn, có nghĩa phần lớn công việc lắp ráp thực phương pháp cạo sửa Ở việc lắp lẫn hoàn toàn đảm bảo mối ghép ren, mối ghép then hoa phận truyền bánh phận truyền xích - Công nhân phải có trình độ tay nghề cao - Năng suất lao động thấp, giá thành sản phẩm cao Ví dụ dạng sản xuất đơn chế tạo máy hạng nặng sản phẩm chế thử, sản phẩm chế tạo theo đơn đặt hàng 1.3.2 Sản xuất hàng loạt - Sản xuất hàng loạt dạng sản xuất có sản lượng hàng năm không ít, sản phẩm chế tạo theo loạt với chu kỳ xác định Sản phẩm tương đối ổn định BÀI GIẢNG DÙNG CHUNG: MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY - Sản xuất hàng loạt dạng sản xuất phổ biến ngành chế tạo máy (60%- 80% sản phẩm ngành chế tạo máy chế tạo theo loạt) Sản xuất hàng loạt có nhũng đặc điểm sau đây: - Tại chỗ làm việc thực số nguyên công có chu kỳ lặp lại ổn định - Gia công lắp ráp thực theo qui trình công nghệ (quy trình công nghệ chia nguyên công khác nhau) - Sử dụng máy vạn chuyên dùng - Các máy bố trí theo qui trình công nghệ - Sử dụng nhiều dụng cụ đồ gá chuyên dùng - Đảm bảo nguyên tắc lắp lẫn hoàn toàn - Công nhân có trình độ tay nghề trung bình Tuỳ theo sản lượng mức độ ổn định sản phẩm mà người ta chia ra: Sản xuất hàng loạt nhỏ Sản xuất hàng loạt vừa sản xuất hàng loạt lớn Sản xuất hàng loạt nhỏ gần với sản xuất đơn chiếc, có sản xuất hàng loạt lớn gần với sản xuất hàng khối Ví dụ: Dạng sản xuất hàng loạt chế tạo máy công cụ, chế tạo máy nông nghiệp v.v Trong dạng sản xuất hàng loạt vừa tổ chức dây chuyền sản xuất linh hoạt (dây chuyền sản xuất thay đổi) Điều có nghĩa sau khoảng thời gian định (2-3 ngày) tiến hành gia công loạt chi tiết khác có kết cấu qui trình công nghệ tương tự 1.3.3 Sản xuất hàng khối Sản xuất hàng khối dạng sản xuất có sản lượng lớn, sản phẩm ổn định thời gian dài (có thể từ đến năm) Sản xuất hàng khối có đặc điểm sau đây: - Tại vị trí làm việc (chỗ làm việc) thực cố định nguyên công - Các máy bố trí theo quy trình công nghệ chặt chẽ - Sử dụng nhiều máy tổ hợp, máy tự động, máy chuyên dùng đường dây tự động - Gia công chi tiết lắp ráp sản phẩm thực theo phương pháp dây chuyền liên tục - Sử dụng đồ gá chuyên dùng, dụng cụ chuyên dùng thiết bị đo tự động hoá - Đảm bảo nguyên tắc lắp lẫn hoàn toàn - Năng xuất lao động cao, giá thành sản phẩm hạ - Công nhân đứng máy có trình độ tay nghề không cao thợ điều chỉnh máy lại có trình độ tay nghề cao Ví dụ: Dạng sảng xuất hàng khối chế tạo ô tô, chế tạo máy kéo, chế tạo vòng bi, chế tạo thiết bị đo lường v.v sản xuất hàng khối mang lại hiệu kinh tế sản lượng chi tiết (hoặc sản phẩm) đủ BÀI GIẢNG DÙNG CHUNG: MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY lớn, ma tất chi phí cho việc tổ chức sản xuất hàng khối hoàn lại giá thành đơn vị sản phẩm nhỏ so với sản xuất hàng loạt Hiệu kinh tế chế tạo số lượng sản phẩm tính theo công thức: n c SL  SK (1.3) đây: n- số đơn vị sản phẩm; c- chi phí cho việc thay đổi từ dạng sản xuất hàng loạt sang dạng sản xuất hàng khối S l - giá thành đơn vị sản phẩm sản xuất hàng loạt S K - giá thành đơn vị sản phẩm sản hàng khối Điều kiện xác định hiệu sản xuất hàng khối trước hết sản lượng chuyên môn hoà nhà máy loại sản phẩm cụ thể Nhưng điều kiện thích hợp sản xuất hàng khối chế tạo loại sản phẩm với kết cấu Tuy nhiên, với phát triển khoa học kỹ thuật kết cấu sản phẩm cần thay đổi để có chất lượng hoàn thiện trường hợp quy trình công nghệ cần hiệu chỉnh lại 1.3.4 Sản lƣợng sản lƣợng hàng năm Sản lượng số lượng máy, chi tiết phôi chế tạo đơn vị thời gian (năm, quý, tháng) Sản lượng hàng năm chi tiết xác định theo công thức: N  N1.m(1   ) 100 Ở N: Số chi tiết sản xuất năm : N1: Số sản phẩm (số máy ) sản xuất năm m: Số chi tiết sản phẩm (một máy) β : Số chi tiết chế tạo thêm để dự phòng (β = ÷6%) Nếu tính đến số α % chi tiết phế phẩm (chủ yếu phân xưởng đúc rèn) ta có công thức xác định N sau N  N1m(1    ) 100 Trong = đến6% Số lượng máy chi tiết phôi chế tạo theo vẽ định gọi xeri (loạt) Mỗi máy đời đánh số xeri (số loạt) 1.3.5 Nhịp sản xuất Trong sản xuất hàng loạt lớn hàng khối thường sử dụng phương pháp sản xuất dây truyền (cả gia công lắp ráp) Theo phương pháp máy bố trí theo thứ tự nguyên công Số vị trí (chỗ làm việc) suất phải tính toán cho đồng (không bị đình đốn đến nguyên công) Muốn cho dây truyền sản suất đồng phải tuân theo nhip sản suất định BÀI GIẢNG DÙNG CHUNG: MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY Nhịp sản suất khoảng thời gian lập lại chu kỳ gia công (hoặc lắp ráp) tính công thức : t= F q Ở : t- nhịp sản xuất (phút); F- thời gian làm việc tính theo ca, tháng, năm (phút); q- số lượng sản phẩm (hoặc chi tiết) chế tạo thời gian F Ví dụ: Trong ngày làm việc ta có: F =  60 phut  480 phut Gia công q = 160 chi tiết Như nhịp sản xuất t = 480  phut Có 160 nghĩa thời gian nguyên công phút (kể vận chuyển) bội số (ví dụ, nguyên công cắt cần có máy làm việc kịp cho nguyên công trươc máy cắt phải cắt chi tiết 12 phút tức bội số 3) 1.3.6 Xác định dạng sản xuất Sau xác định sản lượng hàng năm N chi tiét theo công thức (1.2) ta phải xác dịnh khối lượng chi tiết Khối lượng Q chi tiết xác định theo công thức: Q= v  Ở : v - Thể tích chi tiết (dm3):  - Khối lượng riêng vật liệu (  thép 6,852 kg /dm ;  gang dẻo 6,2 kg/dm3;  gang xám 6kg/dm3;  nhôm 2,6 kg/dm3  đồng 8,62kg/dm3) Khi có N Q có bảng 1.1 để chọn dạng sản xuất phù hợp Khi thiết đồ án môn học đồ án tốt nghiệp công nghệ chế tạo máy sinh viên thường gặp dạng sản xuất hàng loạt vừa, hàng loạt lớn hàng khối để thiét kế quy trình công nghệ với đồ gá chuyên dùng, máy chuyên dùng, máy bán tự động, dao đặc chủng v.v Bảng 1.1 xác định dạng sản xuất Q – Khối lượng chi tiết Dạng sản xuất >200 kg 4- 200kg < kg Sản lượng hàng năm chi tiết (chiếc ) Đơn 1000 > 5000 > 50000 BÀI GIẢNG DÙNG CHUNG: MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY 1.4 quan hệ đến đƣờng lối, biện pháp công nghệ quy mô sản xuất chuẩn bị sản xuất Trong sản xuất hàng loạt lớn hàng khối gia công chi tiết thực theo phương pháp tập trung nguyên công theo phương pháp phân tán nguyên công 1.4.1 Phƣơng pháp tập trung nguyên công Tập trung nguyên công có nghĩa bố trí nhiều bước công nghệ vào nguyên công thực máy Thông thường tập trung nguyên công thực bước công nghệ gần giống như: Khoan, khoét, doa, cắt ren tiện ngoài, tiện v.v Phương pháp tập trung nguyên công ứng dụng cho chi tiết phức tạp có nhiều bề mặt cần gia công Để gia công loại chi tiết người ta phải dùng máy có xuất cao máy tổ hợp, máy nhiều trục (gia công đựơc tiến hành trục đồng thời nhiều vị trí khác nhau) Trong trường hợp thòi gian gia công chi tiết thời gian gia công trục Năng suất gia công tăng nhờ gia công song song trùng hợp thời gian máy Thời gian phụ thời gian quay bàn máy vị trí Ngoài máy tổ hợp máy nhiều trục người ta dùng máy nhiều dao dể thực gia công theo phương pháp tập trung nguyên công Ngoài suất cao ra, phương pháp tập trung nguyên công cho phép nâng cao hệ số sử dụng mặt sản xuất Tuy nhiên phương pháp có nhược điểm dùng máy có độ phức tạp điều chỉnh máy khó khăn 1.4.2 Phƣơng pháp phân tán nguyên công Phương pháp phân tán nguyên công có nghĩa chia quy trình công nghệ nhiều nguyên công nhỏ, nguyên công thực máy Trong trường hợp người ta sử dụng máy thông dụng, dụng cụ tiêu chuẩn trang thiết bị công nghệ đơn giản nhờ nét đặc trưng mà phương pháp phân tán nguyên công có tính linh hoạt cao, cụ thể trình chuyển đổi đối tượng gia công thực nhanh chóng chi phí không đáng kể Hiện lĩnh vực chế tạo máy, nhìn chung người ta có xu hướng áp dụng phương pháp tập trung nguyên công sở tự động hoá sản xuất nhằm nâng cao xuất lao động, rút ngắn chu kì sản xuất, giảm chi phí điều hành lập kế hoạch sản xuất Còn phương pháp phân tán nguyên công áp dụng quy mô sản xuất lớn lên trình độ sản xuất nhìn từ góc độ kĩ thuật BÀI GIẢNG DÙNG CHUNG: MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY CHƢƠNG ĐỘ CHÍNH XÁC GIA CÔNG 2.1 Khái niệm định nghĩa 2.1.1 Khái niệm Khi thiết kế chế tạo máy đó, bên cạnh việc tính toán động học, tính toán độ bền, độ cứng độ chống mòn cần phải tính toán độ xác Độ xác đặc tính chủ yếu chi tiết máy Trong thực tế, ta không thểchế tạo chi tiết có độ xác tuyệt đối gia công xuất sai số Vì vậy, độ xác gia công khác Nâng cao độ xác gia công độ xác lắp ráp làm tăng độ bền tuổi thọ máy Ví dụ, tăng độ xác vòng bi (giảm khe hở) xuống từ 20 đến 10m thời gian phục vụcủa tăng lên từ 640 đến 1200 Độ xác trình sản xuất đóng vai trò quan trọng Nâng cao độ xác phôi cho phép giảm khối lượng gia công cơ, Giảm lượng dư gia công tiết kiệm nguyên vật liệu Các phôi có độ xác tất nguyên công điều kiện tiên để tự động hoá trình gia công lắp ráp Nâng cao độ xác gia công cho phép loại bỏ công việc điều chỉnh lắp ráp, tạo điều kiện cho việc lắp lẫn hoàn toàn thực phương pháp lắp ráp theo dây chuyền Như không giảm nhẹ khối lượng lắp ráp mà giảm nhẹ công việc sửa chđếna máy vận hành Khi giải vấn đề độ xác chế tạo máy, nhà công nghệ cần đảm bảo: - Độ xác gia công lắp ráp với suất hiệu kinh tế cao - Các thiết bị kiểm tra độ xác thực tế gia công lắp ráp - Xác định dung sai nguyên công kích thước phôi phương pháp đạt kích thước trình gia công Ngoài ra, nhà công nghệ phải nghiên cứu độ xác thực tế trình phân tích nguyên nhân gây sai số gia công lắp ráp Độ xác gia công chi tiết máy mức độ giống kích thước, hình dáng hình học, vị trí tương quan chi tiết gia công máy chi tiết lý tưởng vẽ Như vậy, độ xác chi tiét đánh giá theo yếu tố sau đây: 10 BÀI GIẢNG DÙNG CHUNG: MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY lưỡi cắt dao chuốt, dao chuốt có tuổi thọ tuổi bền cao Tuy nhiên dao chuốt có giá thành cao, nên phương pháp chuốt dùng sản xuất lớn cho bánh có môđun lớn cho bánh không cần nhiệt luyện không cần mài Trên máy chuốt ngang thông thường chuốt dải quạt bánh lần chạy dao (hình 12.7) Phương pháp cho phép đạt suất độ xác cao 12.10.2 Cắt theo nguyên lý bao hình Các phương pháp thực theo nguyên lý ăn khớp hai bánh bánh răng, dụng cụ cắt chi tiết gia công Các phương pháp cắt trụ theo nguyên lý bao hình thực bằng: - Dao phay trục vít (phay lần răng) - Dao dọc dạng bánh (xọc răng) - Dao xọc dạng lược 12.10.2.1 Phay lăn Phay lăn phương pháp cắt phổ biến nhất, cho phép đạt suất độ xác cao Dụng cụ cắtlà Hình 12.8 Dao phay lăn trục vít dao phay lăn (hình 12.8), có dạng trục vít thân khai pofin mặt pháp tuyến N-N Với loại dao phay lăn ta gia công bánh bánh vít Phay lăn thực máy phay chuyên dùng, dao bánh gia công thực ăn khớp trục vít Quá trình ăn dao dao phay lăn xảy liên tục, tất bánh gia công đồng thời, nên máy không cần có thiết bị đổi chiều phức tạp 330 BÀI GIẢNG DÙNG CHUNG: MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY không cần có cấu chia độ, tất thời gian phụ thời gian phục vụ có liên quan đến công việc loại trừ Sau ăn khớp dao phay lăn bánh gia công phải đảm bảo cho bước tn cặp ăn khớp mặt phẳng pháp tuyến tn = m (m-môđun bánh răng), góc ăn khớp cặp ăn khớp mặt phẳng pháp tuyến  = 200 Tỷ lệ tốc độ góc dao bánh tỷ lệ số vòng quay ngược với tỷ lệ số chúng:  d nd Z b    b nb Z d (12.4) Ở đây: d, nd, Zd – tốc độ góc, số vòng quay số (số đầu mối) dao; b, nb, Zb – tốc độ góc, số vòng quay số bánh răng; a Phay lăn thẳng Khi gia công, chuyển động bao hình thực dựa nguyên lý ăn khớp đến dao phôi, chuyển động quay dao phôi, đồng thời dao phay lăn có chuyển động tịnh tiến dọc trục phôi nhằm cắt hết chiều dày bánh Trước cắt, dao có chuyển động hướng kính cho vòng lăn dao tiếp xúc với vòng lăn phôi nhằm đạt chiều sâu rãnh Hình 12.9 sơ đồ cắt trụ thẳng dao phay lăn Khi phôi (bánh gia công) quay vòng dao phay phải quay Z 331 Hình 12.9 Sơ đồ cắt trụ thẳng dao phay lăn Dao phay lăn; Bánh gia công BÀI GIẢNG DÙNG CHUNG: MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY vòng (Z số bánh K K số đầu mối dao) Khi phay bánh trụ thẳng trục dao phay phải gá nghiêng so với trục chi tiết gia công góc góc nâng đường xoắn vít vòng chia dao, có nghĩa ’ =  (12.5) đây: ’ - góc gá trục dao phay’  - góc nghiêng vòng chia bánh gia công Dao phay gá theo hướng nghiêng phải hay trái tuỳ theo hướng nghiêng dao (hình 12.9 gá dao theo hướng nghiêng trái dao có chiều xoắn phải) Mối liên hệ đến vòng quay dao phay lăn bánh gia công thực nhờ bánh thay máy Bánh có môđun m ≤ (bánh thép) m ≤ 11 (bánh gang) cắt lần, bánh có môđun lớn cắt 2-3-4 lần Có hai phương pháp phay lăn răng: Phay thuận phay nghịch (hình 12.10) Cho đến nay, phần lớn máy phay lăn làm việc theo nguyên lý phay nghịch (hình 12.10a) cắt êm, va đạp, làm vỡ gẫy dao Các máy phay hệ cải tiến để dùng cho Hình 12.11 Phay thuận, nghịch 332 BÀI GIẢNG DÙNG CHUNG: MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY phương pháp phay thuận (hình12.10b) máy phay này, dao có vị trí phía chi tiết gia công chạy dao từ lên Phương pháp cho phép tăng tốc độ cắt lên 20 40% lượng chạy dao lên 110% Khi cắt tiến dao theo hướng trục (hình 12.11a) ban đầu tiến dao theo hướng kính sau tiến dao theo hướng trục bánh (hình 12.11b) Hình 12.11 Các phƣơng pháp tiến dao a Tiến dao hướng trục; b Tiến dao hướng kính hướng trục Cách thứ hai rút ngắn hành trình đoạn (hình 12.11a) lượng ăn dao dao phay b Phay nghiêng Phay bánh nghiêng thực phương pháp phay tương tự phay bánh thẳng Tuy nhiên, để đảm bảo cho đường xoắn vít dao vùng cắt trùng với phương chi tiết trục dao phải gá nghiêng góc ’ so với mặt phằng nằm ngang (so với mặt đầu bánh gia công) hình 12.12 ’ =  Ở đây: (12.6) ’ – góc gá trục dao;  - góc nghiêng vòng chia bánh gia công; 333 BÀI GIẢNG DÙNG CHUNG: MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY  - góc nghiêng đường xoắn vít da Trong công thức đầu (-) ứng với trường hợp dao bánh có chiều xoắn (hình 12.12a), dấu (+) ứng với trường hợp dao bánh có chiều xoắn ngược (hình Hình 12.12 Sơ đồ gá dao phay nghiêng 12.12b) Vì hướng chạy dao song song với1.trục bánh phay bánh phải; Daocủa xoắn phải; nên Bánhkhi nghiêng Bánh nghiêng tráirăng nghiêng phôi phải có chuyển động quay bổ sung để hướng bánh dao lăn trùng với hướng gia công Chuyển động thực nhờ truyền dẫn vi sai thiết kế xích truyền động máy Số lần cắt phụ thuộc vào môđun bánh công Bánh có môđun m≤2,5 mm thường cắt bước, bánh có môđun m>2,5 mm thường cắt hai ba bước Để cắt thô ta sử dụng dao phay có hai ba đầu mối, suất gia công tăng, nhiên độ xác gia công lại giảm so với dao phay đầu mối c Xác định thời gian phay lăn Thời gian T0 (phút) phay trụ thẳng dao phay trục vít xác định theo công thức T0 = đây: ( I K  l1  l Z i S n.q.k (12.7) l0 – bề dầy bánh (mm) K – số bánh gia công đồng thời, l1 – Chiều dài ăn dao (mm) l2 – Chiều dài thoát dao (mm) Z – Số bánh gia công; 334 BÀI GIẢNG DÙNG CHUNG: MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY S – Lượng chạy dao sau vòng quay bánh gia công (mm/vòng) n – Số vòng quay dao phay phút (vòng/phút) q – số đầu mối dao phay (cắt thô: q=1; cắt tinh: q=2); i – Số lần cắt (số bước công nghệ) Chiều dài ăn dao l1 tính theo công thức l = (1,1 1,2) t ( D  t ) đây: (12.8) t – chiều sâu phần rãnh cắt (mm); D - Đường kính dao phay (mm) Chiều dài thoát dao l2 =  3mm Thời gian T0 (phút) phay trụ nghiêng dao phay trục vít xác định theo công thức: T0 = (10.K  11  12 ) Z i cos  S n.q.K (12.9) Ở đây:  - góc nghiêng vòng chia bánh gia công Các thông số khác giống thông số công thức (12.7) d Chế độ cắt phay lăn Khi phay lăn (cả thẳng nghiêng) phải chọn chế độ cắt thích hợp để đảm bảo yêu cầu sản phẩm - Tốc độ cắt phay lăn phụ thuộc vào nhiều yếu tố môđun bánh răng, vật liệu gia công, chế độ nhiệt luyện, vật liệu tuổi bề dao, độ xác yêu cầu chi tiết, độ cứng hệ thống công nghệ, chất lượng phương pháp cung cấp dung dịch trơn nguội Khi dùng dao phay lăn hợp kim cứng cho phép tăng tốc độ cắt lên 6070m/phút - Lượng chạy dao S theo hướng trục phôi phụ thuộc vào tốc độ cắt S = 12m/vòng quay phôi phay thô S = 0,61,3 mm/vòng quay phôi phay tinh 335 BÀI GIẢNG DÙNG CHUNG: MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY 12.10.2.2 Xọc Xọc bao hình thực dao dạng bánh (hình chậu) dao dạng (hình lược) máy xọc bao hình a Xọc dao dạng bánh (dao xọc răng) Phương pháp cho phép gia công bánh thẳng, bánh nghiêng, bánh nhiều bậc có khoảng cách đến bậc nhỏ đặc Hình 12.13 Sơ đồ xọc biệt để gia công bánh ăn khớp Bánh gia công; Dao Về chất, dụng cụ bánh xọc mà mặt đầu tạo thành mặt trước mặt bên tạo thành mặt sau lưỡi cắt Hình 12.13 sơ đồ dọc Theo nguyên lý ăn khớp hai bánh dao xọc quay răng, bánh gia công phải quay Như vậy, dao xọc bánh gia công thực chuyển động quay cưỡng xung quanh trục chúng theo hướng ngược (khi gia công bánh ăn khớp ngoài) hướng (khi gia công bánh ăn khớp trong) Dao thực hiển chuyển động thẳng lại (Khi gia công bánh thẳng) chuyển động xoắn lại (khi gia công bánh nghiêng) Khi dao xuống trình cắt phoi, dao lên trình chạy không (lúc chi tiết gia công dịch phía sau – gọi chuyển động nhường dao để tránh phá huỷ dao tránh chà xát mặt gia công với dao làm cho chất lượng bề mặt bị xấu đi) Khi gia công, lúc cắt hết chiều sâu rãnh răng, mà phải từ từ tiến dao hướng kính Khi tiến dao chi tiết quay cung tương ứng với thời gian tiến dao (tương ứng với chiều sâu lần cắt) sau 336 BÀI GIẢNG DÙNG CHUNG: MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY lại quay thêm vòng nđếna để dao cắt hết chiều cao Việc thực nhờ bánh cam máy Tuỳ theo môđun m bánh gia công mà cam có kết cấu lần, lần lần tiến dao Đối với bánh có m=12mm dùng cam lần tiến dao, bánh có m = 2,25mm cần cắt cam lần tiến dao m = 4mm phải dùng cam lần tiến dao Khi xọc phải chọn tốc độ cắt hợp lý Tốc độ cắt phụ vào nhiều yếu tố vật liệu gia công, yêu cầu kỹ thuật, điều kiện cắt Tốc độ cắt tính theo số hành trình kép đầu xọc phút Các máy xọc thông thường có số hành trình kép phút: 4001000 Xọc phương pháp cắt đạt độ xác tương đối cao chế tạo đơn giản Trong nhiều trường hợp xọc phương pháp gia công bánh mà phương pháp gia công khác thực cắt Hình 12.14 Sơ đồ xọc bánh nghiêng Zb  góc áp lực 0 = Zd Bạc dẫn có rãnh nghiêng; Zb  góc áp lực 0 = 15 Zd Bánh răng; Rãnh dẫn nghiêng (Zb – số bánh răng; Zd – số dao) Nếu điều kiện không thoả mãn xảy cắt lẹm đỉnh Thời gian T0 (phút) xọc bánh trụ xác định theo công thức 337 BÀI GIẢNG DÙNG CHUNG: MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY T0  h  m.Z  i S n S v N đây: (12.10) h – chiều cao (mm) m – môđun bánh (mm) Z – số bánh gia công S – lượng chạy dao hướng kính (mm/hành trình kép) N – số hành trình kép phút S – lượng chạy dao vòng dao xọc (mm/hành trình kép) i – số lần cắt Để tăng suất xọc ta sử dụng biện pháp sau đây: - Lắp hai dao xọc trục gá dao để gia công thô tinh lúc (hình 12.15a), dao phía cắt thô dao phía cắt tinh Hình 12.15 a) cắt thô cắt tinh lúc - Dùng dao xọc lắp gá dao để gia công hai bậc lúc (hình 12.15b) Hình 12.15 b) gia công bánh bậc 338 BÀI GIẢNG DÙNG CHUNG: MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY - Rút bỏ thời gian tiến dao hướng kính cách dùng dao xọc chuyên dùng để gia công nhiều bánh lúc (Hình 12.15c) Trên dao xọc có cung trơn Số dao chia làm hai nhóm: Nhóm cắt thô nhóm cắt tinh Ban đầu phôi gá đặt vào chỗ với khoảng cách tâm giống gia công xong Phương pháp dùng sản xuất lớn phải có điều kiện: Zd Zb (Zd – số dao; Zb – số bánh răng) Hình 12.15 c Gia công nhiều bánh lúc - Lắp dao phay lăn máy xọc chuyên dùng (hình 12.15d) máy vừa xọc vừa phay lăn lúc Hình 12.15 d) xọc phay bánh bậc 339 BÀI GIẢNG DÙNG CHUNG: MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY - Dùng nhiều lưỡi dao để xọc theo phương pháp định hình (hình 12.15e) Trong trường hợp lưỡi dao cắt rãnh thực ăn dao hướng kính, chi tiết gia công thực chuyển động lên xuống Hình 12.15 e) xọc nhiều lƣỡi dao b Xọc dao dạng lược Hình 12.16 Xọc dao dạng lƣợc Phương pháp dựa nguyên lý ăn khớp bánh gia công Dụng cụ cắt có dạng với profin hình thang thực chuyển động cắt theo hướng vuông góc với mặt đầu bánh gia công, chi tiết thực chuyển động quay bao hình (hình 12.16) 12.10.2.3 Cắt phƣơng pháp xọc tiện Phương pháp xọc – tiện sử dụng để gia công bánh trụ thẳng nghiêng máy phay dao xọc sử dụng dụng cụ cắt có nhiều lưỡi (hình 12.17) Như vậy, máy phay người ta thay dao phay trục vít dao xọc gá dao xọc nghiêng góc  Khi gia công bánh thẳng ta dùng dao xọc nghiêng (hình 12.17a) góc gá dao góc nghiêng dao xọc d Còn gia công bánh nghiêng chi ta dùng dao xọc thẳng (hình 12.17b) góc gá dao góc chi tiết b (góc b = 450) Năng suất gia công phương pháp cao suất phương pháp phay lăn dao phay đầu mối từ 24 lần Thời gian T0 (phút) cắt phương pháp xọc – tiện xác định theo công thức 340 BÀI GIẢNG DÙNG CHUNG: MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY T0 = đây: (10  11  12 ).Z (12.11) S n.Zd 10 – chiều dày bánh (mm) 11 – chiều dài ăn dao (mm) 12 – chiều dài thoát dao (mm) Z – số bánh gia công S – Lượng chạy dao vòng quay chi tiết (mm/vòng) N – số vòng quay dao phút (vòng/phút) Zd – Số dao 12.11 Vê đầu Ở bánh di trượt để thay đổi tỷ số truyền, đầu thường vê tròn hay vát nhọn, vát cạnh cho dễ vào khớp Nguyễn công vê đầu thực dũa tay Năng suất phương pháp dũa tay thấp với độ xác không cao không đồng Để nâng cao suất Hình 12.17 Vê độ xác nguyên công vê đầu thực máy chuyên dùng dao phay ngón định hình (hình 12.18a) dao phay chuyên dùng (hình 12.18b) Theo sơ đồ cắt hình 12.18a dao thực chuyển động quay chuyển động tịnh tiến lại để vê hai đầu kề nhau, chi tiết đứng yên Vê xong Hình 12.18 Sơ đồ vê đầu a Bằng dao phay ngón định hình b Bằng dao phay ngón chuyên dùng 341 BÀI GIẢNG DÙNG CHUNG: MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY (chính xác vê xong hai đầu cạnh nhau) dao lùi ra, bánh thực chuyển động phân độ 1/Z Sau phân độ xong, trình cắt lặp lại, vê đầu cuối Cắt theo phương pháp không liên tục, suất chưa cao Để nâng cao suất dùng phương pháp cắt liên tục dao phay chuyên dùng (hình 12.18b) Theo phương pháp cắt dao chi tiết thực chuyển động quay liên tục Đến hai chuyển động có xích truyền động cưỡng Quỹ đạo chuyển động dao so với chi tiết đường epixicloit (hình 12.19) Đầu gia công vát nhọn, không tròn Thời gian gia công mặt đầu bánh (vê tròn tất răng) xác định theo công thức t0  đây: (t   ) Z 60 (12.12) t – thời gian gia công (phút)  - thời gian bánh quay thời gian dao tiến vào lùi (phút) Z – số bánh 12.12 Chạy rà bánh trụ Chạy rà bánh phương pháp gia công tinh phoi Phương pháp chạy rà bánh thực bánh gia công ăn khớp với ba bánh mẫu cứng (cóđộ cứng độ xác cao bánh gia 342 Hình 12.19 Sơ đồ chạy rà bánh trụ với ba bánh mẫu Bánh gia công; 2-3 Các bánh mẫu BÀI GIẢNG DÙNG CHUNG: MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY công) Hình 12.19là sơ đồ chạy rà bánh gia công với ba bánh mẫu Trong trình gia công nhờ có áp lực bánh mẫu tác dụng lên bánh gia công mà bề mặt (của bánh gia công) phẳng nén chặt, sau chạy rà độ cứng độ xác nâng lên Bánh gia công quay nhờ truyền động bánh mẫu Chuyển động bánh gia công truyền cho bánh mẫu số Để chạy rà bánh phải quay đổi chiều với số vòng quay từ 25 vòng phút Áp lực P từ bánh mẫu chọn khoảng 10 atm Thời gian chạy rà khoảng 1030 giây cho bánh có môđun m =  mm Chạy rà phương pháp sử dụng để gia công bánh không cần nhiệt luyện Khi chạy rà bôi dầu chạy rà thô 12.13 Cà Cà phương pháp gia công tinh cho bánh không cần nhiệt luyện cho bánh sau thấm than, trước nhiệt luyện Bánh trước cà phải chế tạo xác so với bánh đem mài Lương dư để cà lớn 0,15mm Cà cho phép gia công bánh thẳng, nghiêng, Dụng cụ để cà loại bánh cứng, gia công ăn khớp khe hở với bánh gia công Trên bề mặt dụng cụ (dao cà răng) xẻ rãnh để tạo cạnh sắc làm lưỡi cắt 12.13.1 Cà dao cà dạng bánh Dao cà dạng bánh sử dụng rộng rãi cà bánh có đường kính bất kỳ, bánh Cà sửa sai số bước Hình 12.20 sơ đồ cà dao cà dạng bánh 343 BÀI GIẢNG DÙNG CHUNG: MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY Hình 12.20 Sơ đồ cà (và) cấu tạo dao cà (b) Dao cà; Bánh gia công 344 ... tương đối ổn định BÀI GIẢNG DÙNG CHUNG: MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY - Sản xuất hàng loạt dạng sản xuất phổ biến ngành chế tạo máy (60%- 80% sản phẩm ngành chế tạo máy chế tạo theo loạt) Sản... cung cấp phận sản phẩm dùng cho sản phẩm để chế tạo nhà máy Ví dụ: Các nhà máy chế tạo ôtô chế tạo máy kéo đặt hàng động từ nhà máy khác Nhìn chung thành phần nhà máy chế tạo máy chia nhóm sau: 1)... 15 BÀI GIẢNG DÙNG CHUNG: MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY 2.3 Các nguyên nhân gây sai số gia công 2.3.1 Biến dạng đàn hồi hệ thống công nghệ Hệ thống công nghệ (máy - dao- đồ gá - chi tiết gia công)