Giáo trình Thiết kế quy trình công nghệ - Nghề: Cắt gọt kim loại

Giáo trình Thiết kế quy trình công nghệ nhằm trang bị cho học sinh các kiến thức về quá trình công nghệ gia công chi tiết máy, biết chọn được các phương án gia công cụ thể cho từng loại chi tiết. Có kỹ năng lập quy trình công nghệ để gia công chi tiết đặt yêu cầu kỹ thuật, năng suất và hiệu quả kinh tế cao nhất.

Bé LAO §éNG - TH¦¥NG BINH vµ X· HéI

dù ¸n gi¸o dôc kü thuËt vµ d¹y nghÒ (vtep)

Tuyên bố bản quyền:

Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình,

cho nên các nguồn thông tin có thể đ−ợc

phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho

các mục đích về đào tạo và tham khảo Mọi

mục đích khác có ý đồ lệch lạc hoặc sử

dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành

mạnh sẽ bị nghiêm cấm

Tổng cục Dạy nghề sẽ làm mọi cách

để bảo vệ bản quyền của mình

Tổng cục Dạy nghề cám ơn và hoan

nghênh các thông tin giúp cho việc tu sửa

và hoàn thiện tốt hơn tài liệu này

Lời Nói đầu

Giáo trình Thiết kế quy trình công nghệ được xây dựng và biên soạn trên cơ sở chương trình khung đào tạo nghề Cắt gọt kim loại đ* được Giám đốc Dự án Giáo dục kỹ thuật và Dạy nghề quốc gia phê duyệt dựa vào năng lực thực hiện của người

kỹ thuật viên trình độ lành nghề

Trên cơ sở phân tích nghề và phân tích công việc (theo phương pháp DACUM) của các cán bộ, kỹ thuật viên có nhiều kinh nghiệm, đang trực tiếp sản xuất cùng với các chuyên gia đ* tổ chức nhiều hoạt động hội thảo, lấy ý kiến, v.v , đồng thời căn

cứ vào tiêu chuẩn kiến thức, kỹ năng của nghề để biên soạn Ban giáo trình Thiết kế quy trình công nghệ do tập thể cán bộ, giảng viên, kỹ sư của trường Cao đẳng Công nghiệp Huế và các kỹ thuật viên giàu kinh nghiệm biên soạn Ngoài ra có sự đóng góp tích cực của các giảng viên Trường Đại học Bách khoa Hà Nội và cán bộ kỹ thuật thuộc Công ty Cơ khí Phú Xuân, Công ty Ôtô Thống nhất, Công ty Sản xuất vật liệu xây dựng Long Thọ

Ban biên soạn xin chân thành cảm ơn Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, Công

ty Cơ khí Phú Xuân, Công ty Ôtô Thống nhất, Công ty Sản xuất vật liệu xây dựng Long Thọ, Ban Quản lý Dự án GDKT&DN và các chuyên gia của Dự án đ* cộng tác, tạo điều kiện giúp đỡ trong việc biên soạn giáo trình Trong quá trình thực hiện, ban biên soạn đ* nhận được nhiều ý kiến đóng góp thẳng thắn, khoa học và trách nhiệm của nhiều chuyên gia, công nhân bậc cao trong lĩnh vực nghề Cắt gọt kim loại Song do điều kiện về thời gian, mặt khác đây là lần đầu tiên biên soạn giáo trình dựa trên năng lực thực hiện, nên không tránh khỏi những thiếu sót nhất định Rất mong nhận được những ý kiến đóng góp để giáo trình mô đun Thiết kế quy trình công nghệ được hoàn thiện hơn, đáp ứng được yêu cầu của thực tế sản xuất của các doanh nghiệp hiện tại và trong tương lai

Giáo trình Thiết kế quy trình công nghệ được biên soạn theo các nguyên tắc: Tính định hướng thị trường lao động; Tính hệ thống và khoa học; Tính ổn định và linh hoạt; Hướng tới liên thông, chuẩn đào tạo nghề khu vực và thế giới; Tính hiện

đại và sát thực với sản xuất

Giáo trình Thiết kế quy trình công nghệ nghề Cắt gọt kim loại cấp trình độ Cao

đ* được Hội đồng thẩm định Quốc gia nghiệm thu và nhất trí đưa vào sử dụng và

được dùng làm giáo trình cho học viên trong các khóa đào tạo ngắn hạn hoặc cho công nhân kỹ thuật, các nhà quản lý và người sử dụng nhân lực tham khảo

Đây là tài liệu thử nghiệm sẽ được hoàn chỉnh để trở thành giáo trình chính thức trong hệ thống dạy nghề

Ngày 15 tháng 4 năm 2008

Hiệu trưởng Bùi Quang Chuyện

Giới thiệu về mô đun

I Vị trí, ý nghĩa, vai trò mô đun:

Công 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 tạp hơn

Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo chi tiết máy là một 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

Giúp người học nắm vững các phương pháp gia công các chi tiết có hình dáng,

độ chính xác, vật liệu khác nhau mà còn 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

Mục đích cuối cùng của thiết kế quy trình công nghệ là đạt được: chất lượng sản phẩm, năng suất lao động và hiệu quả kinh tế cao

II Mục tiêu của mô đun:

Môđun này nhằm trang bị cho học sinh các kiến thức về quá trình công nghệ gia công chi tiết máy, biết chọn được các phương án gia công cụ thể cho từng loại chi tiết

Có kỹ năng lập quy trình công nghệ để gia công chi tiết đặt yêu cầu kỹ thuật, năng suất và hiệu quả kinh tế cao nhất

III 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 gia công chi tiết máy

- Phân tích được tính kết cấu của chi 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 chi 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

IV Nội dung chính của mô đun:

- ý nghĩa của việc chuẩn bị sản xuất

- Các khái niệm cơ bản của quy trình công nghệ

- Xác định đường lối công nghệ

- Nội dung của bản quy trình công nghệ gia công chi tiết

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

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

- Chọn phương pháp gia công

- Lập tiến trình công nghệ

- Các bước thiết kế

Mô đun gồm có 8 bài:

Bài 1: Quá trình sản xuất và quá trình công nghệ; Mã bài: MĐ CG2 14 01

Bài 2: Các nguyên tắc xác định thứ tự các nguyên công ; Mã bài: MĐ CG2 14 02 Bài 3: Lập sơ đồ gá đặt, chọn máy, chọn dụng cụ cắt; Mã bài: MĐ CG2 14 03 Bài 4: Tính lượng dư gia công; Mã bài: MĐ CG2 14 04

Bài 5: Chọn phôi cho các bước công nghệ; Mã bài: MĐ CG2 14 05

Bài 6: Tính chế độ cắt; Mã bài: MĐ CG2 14 06

Bài 7: Thời gian gia công và cách tính thời gian gia công; Mã bài: MĐ CG2 14 07 Bài 8: Lập quy trình công nghệ gia công chi tiết đIển hình; Mã bài: MĐ CG2 14 08

Ghi chú:

Thiết kế quy trình công nghệ là mô đun cơ bản và bắt buộc Mọi học viên phải học và đạt kết quả chấp nhận được đối với các bài kiểm tra đánh giá và thi kết thúc như đã đặt ra trong chương trình đào tạo

Những học viên qua kiểm tra và thi mà không đạt phải thu xếp cho học lại những phần chưa đạt ngay và phải đạt điểm chuẩn mới được phép học tiếp các mô

đun/ môn học tiếp theo

Các hình thức học tập chính trong môđun

Hoạt động 1: Học trên lớp:

- Các khái niệm của quy trình công nghệ

- Quá trình sản xuất và quá trình công nghệ

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

- Lập quy trình công nghệ gia công chi tiết đIển hình

Hoạt động 2: Tự nghiên cứu các tài liệu liên 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 chi tiết gia công

Hoạt động 5: Tính chế độ cắt

Hoạt động 6: Lập các bước công nghệ gia công

Hoạt động 7: Xem trình diễn mẫu

Hoạt động 8: Thực hành gia công

Các yêu cầu đánh giá hoàn thành môđun

Đ−ợc đánh giá qua quá trình thực hiện, qua chất l−ợng sản phẩm bằng quan sát

và bảng kiểm đạt yêu cầu

3 Thái độ:

Thể hiện đ−ợc mức độ thận trọng trong quá trình sử dụng máy, quá trình gia công, có tinh thần trách nhiệm và hợp tác trong khi làm việc

Bài 1 Quá trình sản xuất và quá trình công nghệ

I Giới thiệu:

- Quá trình sản xuất là một phần trong quá trình chế tạo các chi tiết thành sản phẩm hoàn chỉnh, căn cứ vào từng đIều kiện sản xuất cụ thể để đưa ra quá trình sản xuất 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

II Mục tiêu thực hiện:

- Trình bày đầy đủ các nội dung của bản quy trình công nghệ gia công cơ khí

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

III Nội dung chính:

- ý nghĩa của việc chuẩn bị sản xuất

- Định nghĩa và các khái niệm cơ bản

- Học 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 chi 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 chi 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 công hợp lý hoặc tối ưu nhất Có thể hình dung quá trình tạo ra một sản phẩm cơ khí như sau:

Đầu vào chuyển đổi đầu ra

Một quá trình công nghệ được xác lập phải có độ tin 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:

R(nc) = Mi / Mp

Trong đó:

Mi_ số lượng chi 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 dụ: để gia công chi tiết như hình vẽ, ta thực hiện các phương pháp sau:

+ Nguyên công 2: Phay rãnh then D

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

+ Kinh tế: tuỳ theo sản lượng và điều kiện sản xuất cụ thể mà chia nhỏ ra làm nhiều nguyên công (phân tán nguyên công) hoặc là tập trung một vài nguyên công (tập trung nguyên công)

2.1.5 Đường chuyển dao:

Là một phần của bước để hớt 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 xuất:

Dạng sản xuất là một khái niệm đặc 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 đạt các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật Các yếu tố đặc trưng của dạng sản xuất là:

- Sản 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 dạng sản xuất sau:

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, sản phẩm tương đối ổn định Tuỳ theo sản lượng và mức độ ổn định mà người ta chia sản xuất hàng loạt ra sản xuất loạt nhỏ, loạt vừa, loạt lớn

2.2.3 Dạng sản xuất hàng khối: có sản lượng rất lớn, sản phẩm ổn định, trình

độ chuyên môn hoá sản xuất cao, trang thiết bị dụng cụ công nghệ thường là chuyên dùng

2.3 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 dây chuyền 2.3.1 Sản xuất theo dây 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

- Số 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 chuyền:

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

2.4 Quan hệ giữa đường lối, biện pháp công nghệ và 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 tán nguyên công

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

- Phân tán nguyên công có nghĩa là bố 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 nghệlà đảm bảo quá trình chế tạo sản phẩm cơ khí ổn định, đều đặn ứng với từng quy mô và điều kiện sản xuất nhất định, đảm bảo được các chỉ tiêukinh 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 lẫn 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 phải lập hồ sơ công nghệ tỷ 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 số công nghệ, định mức vật tư, định mức thời gian và bậc thợ

- Chọn máy và các trang thiết bị kèm theo (các loại đồ gá)

- Chọn dụng cụ cắt thích hợp cho từng bước

- Chọn chế độ cắt:

+ Chiều sâu cắt: t

+ Lượng chạy dao: S

+ Tốc độ cắt: v

- 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 chi tiết cần thực hiện những bước sau đây

- Nắm 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 chi tiết

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

- Xác định thứ tự các nguyên công

- Lặp 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?

Bài 2:

Các nguyên tắc xác định thứ tự các nguyên công

I Giới thiệu:

- Trong quá trình gia công các chi 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 chi tiết

II 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

III Nội dung chính:

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

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

độ chính xác gia công chi tiết máy

- Học 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 phân biệt tính kết cấu của các chi tiết máy

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

Mỗi chi tiết máy đều có kết cấu và công dụng riêng, việc phân tích chức năng và

điều kiện làm việc của chi tiết đống 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 chi tiết, cụ thể là phải xác định được chi 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 quan trọng

Trong một số trường hợp, nếu không rõ chức năng làm việc của chi tiết thì phải phân tích kết cấu, chức năng dựa trên những kiến thức của các môn học như: vật liệu cơ khí, chi tiết máy, cơ kỹ thuật để xác định chức năng, nhiệm vụ của chi tiết và có thể xếp các chi tiết đó vào các dạng chi tiết cơ bản như: chi tiết dạng trục, chi tiết dạng hộp, chi tiết dạng bạc, chi tiết dạng càng, chi tiết bánh răng Từ đó có thể xác

định được những điều kiện kỹ thuật cơ bản của chi tiết

Sau khi đã phân tích chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết, cần chọn vật liệu thích hợp để chế tạo chi tiết đó và phân tích thành phần hoá học của vật liệu

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

Bảng 2.1 Thành phần hoá học của thép 45

0,4 - 0,5 0,17 - 0,37 0,5 - 0,8 0,045 0,045 0,30 0,30

2 Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết:

Một quá trình công nghệ có thể được thiết kế hoàn toàn mới hoặc có thể được xây dựng trên cơ sở điều chỉnh và bổ sung quy trình công nghệ sẵn có trong thực tế sản xuất Trong thực tế sản xuất, chi tiết gia công cần được phân 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 đề 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 chi 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 chuyền)

Vì khối lượng lao động và vật liệu tiêu hao 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:

- 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

- Đảm bảo chi 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 với các nguyên công khác nhau

Để đảm bảo tính công nghệ trong kết cấu chi 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

2.1 Chi tiết dạng trục:

- Kết cấu của trục có cho phép gia công bằng dao tiện thường không?

- Kích thước của trục có giảm dần từ hai phía đầu trục hay không?

- Trường hợp trên trục có các rãnh then kín, có thể thay thế chúng bằng các rãnh then ở hay không?

- Trục có đủ độ cứng vững hay không?

- Trục có phải nhiệt luyện không và khả năng bị biến dạng khi nhiệt luyện?

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

- Có thể thay trục bậc bằng trục trơn hay không? (vì gia công trục trơn đơn giản hơn nhiều so với trục bậc)

2.2 Chi tiết dạng hộp:

- Kết cấu các bề mặt phải cho phép thoát dao một cách dễ dàng

- Các lỗ trên hộp phải cho phép gia công đồng thời trên các máy nhiều trục

- Có thể đưa dao vào để gia công các lỗ, các bề mặt một cách dễ 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 dao 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

- Đối với các bánh răng nghiêng thì góc nghiêng nên nhỏ hơn 30 độ

3 Chất lượng bề mặt chi tiết máy:

Chất lượng sản phẩm là một chỉ 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:

- Độ chính xác về kích thước của các bề mặt

- Độ chính xác về hình dáng của các bề mặt

- Độ chính xác về vị trí tương quan giữa các bề mặt

- Chất lượng bề mặt

Khả năng làm việc của chi tiết máy phụ thuộc rất nhiều vào chất lượng của lớp

bề mặt Chất lượng bề mặt là tập hợp của nhiều tính chất quan trọng của lớp bề mặt như:

- Hình dáng lớp bề mặt (độ sóng, độ nhám )

- Trạng thái và tính chất cơ lý của lớp bề mặt ( độ cứng, chiều sâu biến cứng )

- Phản ứng của lớp bề mặt đối với môi trường làm việc ( tính chóng mòn, độ bền mỏi ) Chất lượng bề mặt chi tiết máy phụ thuộc vào phương pháp và điều kiện gia công cụ thể

Hình 2.1 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 bề mặt chi tiết máy

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

- Trị số Rz tương ứng khi yêu cầu độ nhẵn bề mặt cần đạt trong phạm vi từ cấp 1

đến cấp 5 (Rz = 320 ữ20 àm) hoặc từ cấp 13 đến cấp 14 (Rz = 0.08 ữ0.05 àm)

- Trị số Ra tương ứng khi yêu cầu độ nhẵn bề mặt cần đạt trong phạm vi từ cấp 6

Chất lượng

bề mặt

Cấp nhẵn bóng Ra (àm ) Rz (àm ) chuẩn l (mm) Chiều dài Bán tinh 5

6

7

5 2,5 1,25

20

10 6,3

3,2 1,6 0,8 0,4

0,2 0,08 0,05

0,08

Độ nhám bề mặt và độ chính xác về kích thước có quan hệ với nhau chặt chẽ Theo kinh nghiệm, người ta dựa vào cấp chính xác về kích thước để xác định độ nhám bề mặt tương ứng, cụ thể giá trị của độ nhám bề mặt khoảng (5 ữ 20 )% dung sai của kích thước cần đạt

Bảng 2.3 Khả năng đạt độ nhẵn bóng bề mặt của các phương pháp gia công

Độ nhẵn bóng bề mặt gia công Phương pháp gia công

Tiện tinh với dao kim cương

Phay bán tinh 10 - 40 4 - 6 Phay

Độ nhẵn bóng bề mặt gia công Phương pháp gia công

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 chi tiết máy của nó phải có kết cấu hợp lý, độ chính xác và độ nhẵn bóng bề mặt phù hợp với yêu cầu làm việc, tính chất cơ lý của lớp bề mặt tốt

Trên cơ sở những yêu cầu làm việc của máy móc, thiết bị như độ chính xác, độ

ổn định, độ bền lâu, năng suất làm việc, mức độ dễ điều khiển, mức độ an toàn khi làm việc mà người thiết kế xác lập nên những điều kiên kỹ thuật cần thiết và dung sai cho phép của rừng chi 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 chi tiết máy được gia công là chỉ tiêu khó đạt nhất

và gây tốn kém nhất kể cả trong quá 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 gía 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 chi 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 xoay đi một góc 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 giá theo sai số về góc yêu cầu giữa vị trí bề 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 chính xác hình dáng hình học đại quan: là mức độ phù hợp lớn nhất của chúng với hình dáng hình học lý tưởng của nó

+ Độ sóng: là chu kỳ không phẳng của bề mặt chi tiết máy được quan sát trong phạm vi nhỏ (1-100 mm)

+ Độ nhám bề mặt (sai lệch hình học tế vi): được biểu thị bằng một trong hai chỉ tiêu Ra hoặc Rz

+ Tính chất cơ lý lớp bề mặt: là một trong những chỉ tiêu quan trọng của độ chính xác gia công, nó ảnh hưởng lớn đến điều kiện làm việc của chi tiết máy

4.2 Độ chính xác của loạt chi tiết:

Khi xem xét độ chính xác gia công của một nhóm chi tiết máy, ngoài những yếu

tố cần xem xét cho một chi tiết máy cần phải kể đến những yếu tố khác nhằm đảm bảo sai số tổng cộng xuất hiện trên một chi tiết bất kỳ đều nhỏ hơn sai số cho phép Tổng sai số bao gồm: sai số hệ thống và sai số ngẫu nhiên

+ Sai số hệ thống: sai số xuất hiện trên từng chi tiết của cả loạt điều 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 đổi hoặc sai số hệ thống thay đổi

+ Sai số ngẫu nhiên: 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 chi tiết gia công

Các nguyên nhân sinh ra sai số hệ thống thay đổi:

+ Dụng cụ cắt bị mòn theo thời gian

+ Biến dạng vì nhiệt của máy, đồ gá, dụng cụ cắt

Các nguyên nhân sinh ra sai số ngẫu nhiên:

+ Độ cứng vật liệu không đồng đều

+ L−ợng d− gia công không đều

+ Vị trí của phôi trong đồ gá thay đổi

+ Sự thay đổi ứng suất d− của lớp bề mặt

+ Do mài và gá dao nhiều lần

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

Câu hỏi MĐ CG2 14 02

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

Bài 3 Lập sơ đồ gá đặt, chọn máy, chọn dụng cụ cắt

II Mục tiêu thực hiện:

- Trình bày đúng các nguyên tắc chọn chuẩn, các mặt định vị, các ký hiệu định

vị, lực kẹp chặt, các yêu cầu kỹ 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

III Nội dung chính:

- Nguyên tắc chung khi thiết kế nguyên công

- Các nguyên tắc khi chọn chuẩn

- Học 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 chi tiết máy, chọn được máy và dụng cụ cắt phù hợp

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, phương pháp phân tán nguyên công (tức là tập trung nguyên công hay phân tán nguyên công) để chọn sơ đồ các bước nguyên công hợp lý.Tuy nhiên, trong thực tế sản xuất khi gia công chi 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 chi 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 tinh

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 chi tiết

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

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

- Đảm 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 bề 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 bề mặt gia 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 nên chọn một lần trong quá trình gia công

2.2 Chọn chuẩn tinh:

- Cố gắng chọn chuẩn tinh là chuẩn tinh chính

- Chọn chuẩn định vị trùng với góc kích thước để sai số chọn chuẩn εc = 0

- Chọn mặt chuẩn phải đủ diện tích định vị, khi gia công chi 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 đồ gá đặt chi tiết, trước tiên ta phải cần chọn bề mặt làm chuẩn Khi chọn chuẩn cần tuân thủ các nguyên tác khi chọn chuẩn (năm nguyên tắc chọn chuẩn thô và năm nguyên tắc chọn chuẩn tinh) Các mặt làm chuẩn cần được khống chế đủ số bậc tự do cần thiết, không thiếu (chi tiết chưa được xác định vị trí), 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

Mặt định vị được vẽ bằng màu xanh và vẽ các ký hiệu định vị (Λ) với số bậc tự

do được khống chế Ví dụ, Λ3 là bề mặt định vị được hạn chế 3 bậc tự do

Lực kẹp chặt được ký hiệu bằng mũi tên (↓), nếu vừa định vị vừa kẹp chặt thì dùng ký hiệu (V)

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 ∇3, ∇4, ∇5 hoặc bằng các ký hiệu Rz, Ra

Các giá trị quy đổi giữa cấp bóng và Rz, Ra được quy đổi ở bảng 3.1

Bảng 3.1 Giá trị quy đổi cấp bóng Rz và Ra

4 Chọn máy:

Sau khi đã xác định được phương pháp gia công và sơ đồ 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 tinh), 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 chi 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 cơ sở sản xuất để chọn các máy gia công thích hợp

Trong sản xuất hàng loạt và hàng khối, tại mỗi nguyên công không nên dùng quá hai máy để tránh các sai số gá đặt

5 Các thông số cơ bản của máy cắt kim loại:

5.1 Máy tiện T616:

+ Chiều cao tâm máy: 160 mm;

+ Khoảng cách giữa hai tâm: 750 mm;

+ L−ợng tiến ngang: 0,04 - 0,05 - 0,07 - 0,08 - 0,09 - 0,1 - 0,11 - 0,13 - 0,14 - 0,15 - 0,17 - 0,19 - 0,22 - 0,24 - 0,26 - 0,27 - 0,3 - 0,31 - 0,35 - 0,39 - 0,41 - 0,44 - 0,48 - 0,52 - 0,54 - 0,61 - 0,68 - 0,78 - 0,82 - 0,95 - 1,09 - 1,22 - 1,36 - 1,63 - 1,90 - 2,45 (mm/vòng);

5.2 Máy tiện 1K62:

+ Chiều cao tâm máy: 200 mm;

+ Khoảng cách giữa hai tâm: 1400 mm;

+ L−ợng tiến dọc: 0,07 - 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 - 0,61 -

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/vòng);

+ 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);

5.3 Máy khoan đứng 2A135:

+ Đường kính lớn nhất khoan được: 35 mm;

+ Công suất động cơ: 6 kW;

+ Hiệu suất máy: η = 0,8;

+ Côn moóc trục chính: số 4;

+ Số vòng quay trục chính: 68 - 100 - 140 - 195 - 275 - 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 hướng trục cho phép của cơ cấu tiến dao Pmax = 1600 KG

5.4 Máy khoan cần 2A55:

+ Đường kính lớn nhất khoan được: 50 mm;

+ Lực hướng trục cho phép của cơ cấu tiến dao Pmax = 2000 KG;

+ Mômen xoắn lớn nhất: Mmax = 75 KGm

+ Hiệu suất máy: η = 0,8;

+ Số vòng quay của phôi gia công: 75 - 150 - 300 (vòng/phút);

+ Số vòng quay của đá: 1080 - 1240 (vòng/phút);

+ Bước tiến dọc của bàn (điều chỉnh vô cấp): 0,1 - 10 (mm/phút);

+ Bước tiến ngang của đá sau một hành trình bàn: 0,005 - 0,03 mm;

+ Đường kính D và bề rộng B, kích thước đá (mm): Dđ = 600; Bđ = 60 mm; 5.8 Máy mài tròn 3ΓΓ12:

+ Đường kính và chiều dài lớn nhất mài được: 150 x 750 mm;

+ Công suất động cơ ụ mài: 3,7 kW;

+ Hiệu suất máy: η = 0,8;

+ Số vòng quay của phôi gia công: 45 - 70 - 115 - 175 - 275 - 450 (vòng/phút); + Số vòng quay của đá: 2200 (vòng/phút);

+ Bước tiến dọc của bàn (điều chỉnh vô cấp): 0,5 - 5 (mm/phút);

+ Bước tiến ngang của đá sau một hành trình bàn: 0,0025 - 0,04 mm

+ Đường kính D và bề rộng B, kích thước đá (mm): Dđ = 300; Bđ = 30 mm; 5.9 Máy mài 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: η = 0,9;

+ Số vòng quay của phôi gia công (điều chỉnh vô cấp): 80 - 800 (vòng/phút); + Số vòng quay của đá: 4500 - 5000 (vòng/phút);

+ Giới hạn tốc độ tiến dọc của ụ (điều chỉnh vô cấp): 0,3 - 10 (m/phút);

+ Bước tiến ngang của đá mài tròn: 0,0025 - 0,005 - 0,0075 - 0,01 - 0,0125 - 0,03 - 0,06 - 0,09 - 0,12 - 0,15 ( mm/htk);

5.10 Máy mài mặt phẳng 372B:

+ Kích thước bàn máy: 300 x 1000 mm;

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

+ Hiệu suất máy: η = 0,95;

+ 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/phút);

+ Bước tiến ụ đá mài thẳng đứng: 0,01 - 0,02 - 0,03 - 0,04 - 0,05 - 0,06 - 0,07 - 0,08 - 0,09 - 0,1;

+ Bước tiến ngang (vô cấp): 3 - 30;

+ Đường kính D và bề rộng B, kích thước đá (mm): Dđ = 300; Bđ = 40 mm;

6 Chọn dụng cụ cắt:

Dụng cụ cắt được chọn theo kết cấu của bề mặt gia công, vật liệu, độ chính xác

và năng suất yêu cầu

Khi chọn 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 ghi 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

Bảng 3.2 Tuổi bền của dụng cụ cắt

Tuổi bền (phút)

(mm) Gia công thép Gia công gang

Tuổi bền (phút)

(mm) Gia công thép Gia công gang Dao phay trụ răng chắp thép gió D=130 100 150

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

Dao phay mặt đầu hợp kim

cứng

Câu hỏi MĐ CG2 14 03

Câu 1 Nguyên tắc chung khi thiết kế nguyên công?

Câu 2 Các điểm cần tuân thủ khi chọn chuẩn?

Câu 3 Khi chọn máy để gia công một chi tiết cần phụ thuộc vào những yếu

tố nào?

Câu 4 Cho biết tuổi bền của một số dụng cụ cắt thông dụng?

Bài 4 Tính lượng dư gia công

I Giới thiệu:

- 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 Tính lượng dư gia công phù hợp không những rút ngắn thời gian gia công mà chi phí mua sắm vật tư giảm xuống

II 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

III Nội dung chính:

- Các khái niệm chung về lượng dư gia công

- Học 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 tính lượng dư cho các nguyên công gia công các chi tiết máy

1 Các khái niệm chung về lượng dư gia công:

Trong ngành chế tạo máy, tuỳ thuộc vào dạng sản xuất mà chi phí phôi liệu chiếm từ 30% đến 60% tổng chi phí chế tạo Phôi được xác định hợp lý phần lớn phụ

thuộc vào việc xác định lượng dư gia công, lượng dư gia công được xác định hợp lý

về trị số và dung sai sẽ gòp phần bảo đảm hiệu quả kinh tế của quá trình công nghệ vì:

- Lượng dư quá lớn sẽ tốn nguyên vật liệu, tiêu hao lao động để gia công nhiều, tốn năng lượng điện, dụng cụ cắt làm cho giá thành của sản phẩm tăng lên

- Ngược lại lượng dư quá nhỏ sẽ không đủ hớt đi các sai lệch của phôi để biến phôi thành chi tiết hoàn thiện

- Sai lệch về kích thước và hình dáng của chi tiết sẽ giảm dần qua mỗi nguyên công cắt gọt Vì vậy mà trong mỗi quá trình công nghệ ta phải chia ra nhiều nguyên công, nhiều bước để có thể hớt dần đi lớp kim loại mang sai số in dập do nguyên công trước để lại, lượng dư phải đủ để thực hiện các nguyên công cần thiết đó Mặt khác nếu lượng dư quá bé thì khi gia công có thể sẽ xảy ra hiện tượng trượt giữa dao

và chi tiết, dao dễ bị mòn nhanh, bề mặt gia công không đảm bảo

Dựa trên cơ sở các mối quan hệ đó, chúng ta cần phải phân biệt những khái niệm chung về lượng dư gia công:

- Lượng dư gia công cơ khí là lớp kim loại được hớt đi trong quá trình gia công cơ khí

- Lượng dư gia công trung gian là lớp kim loại được hớt đi ở mỗi bước công nghệ hoặc mỗi nguyên công (Zb)

- Lượng dư gia công tổng cộng là toàn bộ lớp kim loại được hớt đi trong quá trình gia công qua tất cả các nguyên công hoặc các bước công nghệ (Z0)

- Lượng dư đối xứng là lớp kim loại được hớt đi khi gia công các bề mặt tròn xoay ngoài hoặc trong

2 Các bước tính lượng dư gia công:

Lượng dư gia công trung gian (Zb) được xác định bằng hiệu số kích thước, do bước (hay nguyên công) đang thực hiện tạo nên với kích thước do bước (hay nguyên công) sát trước để lại Lượng dư gia công trung gian (Zb) được xác định là:

+ Đối với mặt ngoài: Zb = a - b

+ Đối với mặt trong: Zb = b - a

Trong đó:

a_ kích thước do bước công nghệ sát trước để lại

b_ kích thước do bước công nghệ đang thực hiện tạo nên

Hình 14.4.1a - Mặt ngoài Hình 14.4.1 - Mặt trong

Lượng dư gia công tổng cộng (Z0) được xác định bằng hiệu số kích thước của phôi thô và chi tiết hoàn thành Lượng dư gia công tổng cộng (Z0) được xác định như sau:

+ Đối với mặt ngoài: Z0 = Kph - Kct

+ Đối với mặt trong: Z0 = Kct - Kph

Hình 14.4.2a – Mặt tròn ngoài Hình14.4.2 – Mặt tròn trong

+ Đối với mặt tròn xoay ngoài:

=

n i

Zi

1Trong đó:

n - số bước công nghệ hoặc số nguyên công cần thiết để gia công bề mặt

+ Đối với mặt ngoài:

=

n i

Zi

1

= dph - dct + Đối với mặt trong:

=

n i

Dct_ kích thước chi tiết hoàn thiện

3 Xác định lượng dư theo phương pháp thống kê kinh nghiệm:

Phương pháp này được dùng rất phổ biến trong thực tế sản xuất, đối với phương pháp này lượng dư gia công được xác định bằng tổng giá trị lượng dư các bước gia công theo kinh nghiệm Giá trị theo kinh nghiệm của lượng dư gia công thường được tổng hợp thành bảng trong các sổ tay thiết kế công nghệ Nhược điểm của phương pháp này là không xét đến những điều kiện gia công cụ thể nên giá trị lượng dư thường lớn hơn giá trị tính toán rất nhiều

Những phôi trong loạt có kích thước amin thì sau khi gia công sẽ có kích thước

bmin, lượng dư gia công sẽ là Zbmin, kích thước amax thì sau khi gia công sẽ có kích thước bmax, lượng dư gia công sẽ là Zbmax Giá trị thực tế của lượng dư gia công sẽ nằm trong phạm vi giá trị Zbmin và Zbmax

Sau khi xác định lượng dư trung gian cho từng nguyên công hoặc từng bước công nghệ, cần tổng hợp các lượng dư trung gian để được lượng dư tổng cộng (Z0) Như các phân tích trên, lượng dư trung gian là lượng dư gia công ứng với từng bước công nghệ, phải đảm bảo loại trừ được các sai số ở bước công nghệ sát trước và sai

số gá đặt phôi ở bước đang thực hiện

Như vậy, giá trị nhỏ nhất của lượng dư gia công tính cho bước công nghệ đang thực hiện được xác định như sau:

- Đối với mặt trong hoặc mặt ngoài không đối xứng:

+ Mặt trong: Zbmin = bmin - amin

+ Mặt ngoài: Zbmin = amin - bmin

- Đối với mặt trong hoặc mặt ngoài đối xứng, giá trị nhỏ nhất của lượng dư đối xứng là: 2Zbmin = 2 (bmin - amin)

Tuỳ theo điều kiện gia công cụ thể, mà các yếu tố trên sẽ có giá trị khác nhau,

ví dụ:

Sau bước công nghệ hoặc nguyên công đầu tiên, đối với gang hoặc kim loại màu coi như có ảnh hưởng không đáng kể đối với trị số của lượng dư gia công cho các bước tiếp theo, do gang và kim loại màu có độ hạt lớn nên ít bị biến dạng dẻo vì thế lớp hư hỏng bề mặt do biến dạng dẻo gây ra coi như không đáng kể

Khi chuẩn định vị của chi tiết trùng với mặt gia công (như ở trường hợp mài không tâm, mài nghiền, chuốt lỗ ) thì sai số chuẩn của kích thước thực hiện bằng không (εc = 0), nếu bỏ qua sai số do kẹp chặt và sai số đồ gá thì sai số gá đặt chi tiết

Đối với mặt ngoài:

1 Ghi kích thước tính toán của bước công nghệ cuối cùng theo bản vẽ (kích thước giới hạn nhỏ nhất)