Giáo trình Công nghệ chế tạo máy (Nghề: Công nghệ kỹ thuật cơ khí) - CĐ Công nghiệp và Thương mại

Giáo trình Công nghệ chế tạo máy cung cấp cho người học những kiến thức như: Những khái niệm cơ bản; Chất lượng bề mặt chi tiết máy; Độ chính xác gia công; Chuẩn; Đặc trưng của các phương pháp gia công; Công nghệ gia công chi tiết hộp; Công nghệ gia công chi tiết càng; Công nghệ gia công chi tiết trục; Công nghệ gia công chi tiết bạc. Mời các bạn cùng tham khảo!

BỘ CƠNG THƯƠNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG CƠNG NGHIỆP VÀ THƯƠNG  MẠI GIÁO TRÌNH Tên mơn học: Cơng nghệ chế tạo máy     NGHỀ: CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ  KHÍ TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG  Ban hành kèm theo Quyết định số:                   ngày     tháng     năm     của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Cơng nghiệp và Thương mại Vĩnh Phúc , năm 2018 TÊN MƠN HỌC: CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY Mã mơn học: MHTC17021031 Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trị của mơn học:  Vị trí: Mơn học Cơng Nghệ  Chế  Tạo Máy được bố  trí sau khi sinh viên đã học  xong các mơn học lý thuyết cơ sở, như mơn Vẽ kỹ thuật, Dung sai, Vật liệu cơ  khí Tính chất:  Là mơn học cơ sở nghề có liên quan đến kiến thức Lý thuyết chun mơn   và Mơ đun đào tạo nghề Mơn học Cơng nghệ  chế  tạo máy chủ  yếu nghiên cứu về  qui trình cơng  nghệ  gia cơng cơ  khí. Cách tính tốn lượng dư  gia cơng, cách tính sai số  chuẩn  và thiết lập qui trình cơng nghệ Ý nghĩa:  Cơng nghệ  chế  tạo máy là mơn học giúp người học vận dụng kiến thức  đã học vào thực tập, sản xuất thiết lập cơng nghệ  gia cơng chi tiết, tạo ra sản   phẩm đạt giá trị sử dụng tốt, tính kinh tế cao, chất lượng, giá thành rẻ  Vai trị:  Giúp cho người học thiết lập được qui trình cơng nghệ và biết cách quản   lý q trình chế tạo sản phẩm;  Giúp cho người học nắm được các chỉ  tiêu cơng nghệ  cần thiết, nhằm  nâng cao tính cơng nghệ trong q trình thiết kế các kết cấu cơ khí, để góp phần  nâng cao hiệu quả chế tạo chúng Mục tiêu của mơn học: ­ Khái qt được những vấn đề cơ bản về gia cơng cơ khí; ­ Nêu được các khái niệm về q trình sản xuất và qui trình cơng nghệ; ­ Hiểu các yếu tố qui trình cơng nghệ; ­ Hiểu các loại chuẩn, lượng dư gia cơng; ­  Biết cách tính tốn sai số chuẩn và lượng dư gia cơng; ­ Vận dụng những kiến thức của mơn học vào thực tế, khi thiết kế cơng  nghệ và đồ gá thơng dụng; ­ Phân tích được q trình định vị và kẹp chặt chi tiết; ­ Phân tích được q trình rà gá chi tiết khi gia cơng; ­ Thiết kế được tiến trình hoặc qui trình cơng nghệ gia cơng cơ khí; ­ Tích cực trong học tập, tìm hiểu thêm trong q trình thực tập xưởng; ­ Rèn luyện tính kiên trì, chủ động và tích cực, sáng tạo trong học tập Nội dung mơn học: TT Tên các chương/ bài  trong mơ đun Chương 1. Những khái  niệm cơ bản Thời gian (tiết) Thực  hành,  Lý  thí  Tổn Kiểm  thuyế nghiệm g số tra t , thảo  luận,  bài tập 3 Ghi   Chương 2. Chất lượng  bề mặt chi tiết máy Chương 3. Độ chính xác  gia cơng Chương 4. Chuẩn Chương 5. Đặc trưng của  các phương pháp gia  cơng Chương 6. Cơng nghệ gia  cơng chi tiết hộp Chương 7. Cơng nghệ gia  công chi tiết càng Chương 8. Công nghệ gia  công chi tiết trục Chương 9. Công nghệ gia  công chi tiết bạc Tổng 3 3 6 4 45 42 1 Chương 1. NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN Mục tiêu ­ Phân biệt được q trình sản xuất và q trình cơng nghệ ­ Xác định đúng dạng sản xuất ­ Rèn luyện tính kỷ  luật, kiên trì, cẩn thận, nghiêm túc, chủ  động và tích cực   sáng tạo trong học tập Nội dung chương 1.1. Q trình sản xuất, q trình cơng nghệ, quy trình cơng nghệ 1.1.1. Q trình sản xuất Một cách tổng qt, q trình sản xuất là q trình con ngừời tác động vào tài  ngun thiên nhiên  để  biến nó thành sản phẩm phục vụ  lợi  ích của con  người Trong nhà máy cơ khí, q trình sản xuất bao gồm các q trình: - Chế tạo phơi - Gia cơng cắt gọt - Nhiệt luyện, hố luyện - Kiểm tra - Lắp ráp - Vận chuyển - Chế tạo dụng cụ - Sửa chữa máy, bảo quản trong kho, sơn phủ  ­ Chế tạo phơi: đúc, rèn, dập Hình 1.1. Phơi chi tiết tay biên - Gia cơng cắt gọt: Phay các mặt đầu, khoan, kht, doa các lỗ chính, lỗ kẹp  chặt Hình 1.2. Gia cơng cắt gọt tay biên - Nhiệt luyện - Kiểm tra - Lắp ráp 1.1.2. Q trình cơng nghệ Là một phần của q trình sản xuất, trực tiếp làm thay đổi trạng thái và tính  chất của đối tượng sản xuất, như thay đổi hình dáng, kích thước, tính chất hố  lý , vị trí tương quan giữa các bộ phận của chi tiết Ví dụ: - Q trình cơng nghệ gia cơng cơ - Q trình cơng nghệ nhiệt luyện - Q trình cơng nghệ lắp ráp  Q trình cơng nghệ hợp lý, ghi thành văn kiện cơng nghệ gọi là quy trình cơng  nghệ 1.2. Các thành phần của quy trình cơng nghệ 1.2.1. Ngun cơng Là một phần của quy trình cơng nghệ được hồn hành liên tục, tại một vị trí làm  việc, do một hay một nhóm cơng nhân thực hiện Ví dụ: gia cơng trục bậc A, B được thực hiện theo các phương án sau: A B Hình 1.3. Trục bậc - Phương án 1: Tiện xong đầu A đảo đầu ngay để tiện đầu B trên một máy là  1 ngun cơng (Hình 1.4.) a) b) Hình 1.4 a). Tiện đầu A; b). Đảo đầu tiện đầu B - Phương án 2: Tiện 2 đầu A và B trên hai máy khác nhau hoặc tiện xong đầu  A cho cả loạt chi tiết rồi mới tiện đầu B là 2 ngun cơng - Tiện xong trụ ngồi trên một máy tiện rồi phay rãnh then cũng là hai ngun  cơng a) b) Hình 1.5 a). Tiện đầu A và B trên một máy; b). Phay rãnh then Nhận xét: Ngun cơng là đơn vị cơ bản của quy trình cơng nghệ, việc phân  chia các ngun cơng mang ý nghĩa kỹ thuật và ý nghĩa kinh tế - Ý nghĩa kỹ thuật: tuỳ theo u cầu kỹ thuật của chi tiết mà việc thực hiện  ngun cơng có thể là thơ hay tinh - Ý nghĩa kinh tế: tuỳ theo sản lượng mà chia nhỏ thành nhiều ngun cơng  hay tập trung ở một vài ngun cơng để đảm bảo sự cân bằng của nhịp sản  xuất 1.2.2. Bước Là một phần của ngun cơng để tiến hành gia cơng một (hoặc nhiều) bề mặt  bằng một (hoặc nhiều dao) với chế độ cắt khơng đổi. Ví dụ: Gia cơng đoạn  trục 1, 2 theo 1 bước hoặc 2 bước 2 1 a) b) Hình 1.7 a). Gia cơng đồng thời bằng 2 dao là 1 bước b). Gia cơng lần   lượt bằng 1 dao là 2 bước: Bước 1. tiện cổ  trục 1; Bước 2   tiện cổ trục 2 1.2.3. Vị trí Là một phần của ngun cơng, được xác định bởi vị trí tương quan giữa chi tiết  gia cơng với máy hoặc giữa chi tiết với dụng cụ cắt. Ví dụ: Khoan, kht, doa 2  lỗ của càng Vị trí 1 Hình 1.6 Vị trí 2 1.2.4. Đường chuyển dao Là một phần của bước để hớt đi một lớp vật liệu có cùng chế độ cắt và cùng  một dao Ví dụ: Gia cơng đoạn trục 1 phải qua 2 lần chuyển dao mỗi lần cắt một lượng  dư nhất định a) b) Hình 1.8 a) Lần chuyển dao 1; b) Lần chuyển dao 2 Một bước có thể có nhiều đường chuyển dao 1.2.5. Động tác Là hành động của người cơng nhân điều khiển máy khi gia cơng hay lắp ráp Ví dụ: Bấm nút khởi động máy, quay bàn xe dao, kẹp chặt chi tiết… 1.3. Các dạng sản xuất Dạng sản xuất là một khái niệm đặc trưng cho tính chất tổng hợp về  quy mơ  sản xuất một sản phẩm nào đó. Nó giúp cho việc định hướng hợp lý cách tổ  chức kỹ thuật ­ cơng nghệ cũng như tổ chức tồn bộ q trình sản xuất Dạng sản xuất được đặc trưng bởi các yếu tố sau: - Sản lượng - Tính ổn định của sản phẩm - Tính lặp lại của q trình sản xuất - Mức độ chun mơn hóa trong sản xuất Căn cứ vào các yếu tố trên người ta chia ra 3 dạng sản xuất: sản xuất đơn  chiếc, sản xuất hàng loạt và sản xuất hàng khối 1.3.1. Dạng sản xuất đơn chiếc Là sản xuất có số lượng sản phẩm hàng năm ít (thường từ 1 đến vài chục  chiếc) sản phẩm khơng ổn định, khơng có chu kỳ sản xuất lại Đặc điểm: - Sử dụng trang thiết bị, dụng cụ vạn năng - Máy cơng cụ được bố trí theo loại thành từng bộ phận sản xuất khác nhau - Tài liệu cơng nghệ dưới dạng phiếu tiến trình cơng nghệ - u cầu trình độ thợ cao - Khơng thực hiện được việc lắp lẫn hồn tồn - Năng suất lao động thấp, giá thành cao 1.3.2. Dạng sản xuất hàng loạt Là sản xuất có số lượng sản phẩm hàng năm tương đối lớn, sản phẩm được  chế tạo theo từng loại với chu kỳ xác định, sản phẩm ổn định Đặc điểm: - Tại các vị trí làm việc một số ngun cơng được thực hiện có chu kỳ lặp lại  ổn định - Máy cơng cụ được bố trí theo quy trình cơng nghệ Hình 7.41 Với bạc đáy kín hoặc đáy có lỗ phải có biện pháp chọn dao tiện lỗ phù hợp Hình 7.42. Góc chính khi gia cơng bằng dao tiện lỗ = 5   khi tiến dao ngang = 950  khi tiến dao dọc Để xác định chính xác chiều sâu lỗ bạc có thể dùng các phương pháp sau: - Vạch dấu phấn trên cán dao (Hình 7.43a) - Kẹp vào ổ gá dao một tấm căn làm cữ chiều dài. (Hình 7.43b) Chiều dài phần  nhơ ra của tấm cữ A: A = L – l - Dùng tấm cữ đầu có con lăn a) Hình 2.57 b) c) Ví dụ: Hình 7.44 là sơ đồ cơng nghệ gia cơng chi tiết bạc đáy kín từ phơi thanh  trong điều kiện sản xuất hàng loạt trên máy tiện vạn năng. Hình 1, 2, 3 là các bước  của ngun cơng I; 4, 5, 6 là các bước của ngun cơng II Ngun cơng II 111 Hình 7.44 b. Các bạc chế tạo từ phơi ống Biện pháp gia cơng các mặt chính của bạc từ phơi ống cơ bản giống như phơi  thanh, nhưng phải thay ngun cơng khoan lỗ bằng kht và doa lỗ c. Phơi đúc hoặc phơi rèn từng chiếc - Sản lượng ít với chi tiết cỡ lớn và vừa gia cơng trên máy tiện cụt, tiện đứng, với  chi tiết cỡ nhỏ có thể gia cơng các mặt chính trên máy tiện vạn năng thơng thường - Sản lượng nhiều với chi tiết cỡ nhỏ và vừa, gia cơng trên máy tiện một trục  nhiều dao hay nhiều trục nhiều dao - Do phơi là từng chiếc nên q trình cơng nghệ  chắc chắn phải trải qua hai hoặc   ba bốn lần gá, trong đó có một lần dùng mặt trong làm chuẩn tinh để gia cơng mặt  ngồi hoặc dùng mặt ngồi làm chuẩn tinh để gia cơng tinh mặt trong + Dùng mặt định vị là mặt trong đã tinh có thể sử dụng trục gá, theo các sơ đồ sau c) d) Hình 7.45 a, b). Kẹp phơi dạng bạc dùng trục gá trụ; c, d) Dùng trục gá cơn +Để đảm bảo khơng có khe hở giữa lỗ bạc và đồ định vị cịn dùng ống kẹp đàn  hồi để gá kẹp bạc Hình 7.46. Trục gá đàn hồi a).  Ống kẹp đàn hồi bằng thép b). Trục gá bằng gang 112 + Đối với bạc đáy kín cũng phải dùng trục gá lắp vào lỗ bạc Hình 7.47. Trục gá kẹp chặt bạc đáy kín 1. Thân; 2. Cơn tháo, kẹp được; 3. Đai ốc; 4. Chốt Cũng có thể dùng trục gá với ống kẹp đàn hồi bằng gang có dạng trục vít rút để gia  cơng bạc kín Hình 7.48 1. Tay quay; 2. Đai ốc; 3. Mặt bích;4. Trục rút; 5. Thân; 6. Cơn tháo, kẹp được; 7. Chốt chống xoay Trường hợp khơng có trục gá với ống kẹp đàn hồi phù hợp kích thước của chi tiết có  thể dùng một trục gá trơn lắp sít trượt với cấp chính xác 7 A/C với lỗ của chi tiết gia  cơng Hình 7.49 Ví dụ: Quy trình gia cơng bạc đáy kín từ phơi rời từng chiếc với việc dùng trục gá  trơn (Hình 7.50) 113 Hình 7.50 Nếu sản lượng nhiều với chi tiết bạc cỡ nhỏ và vừa việc  gia cơng các mặt chính của bạc được thực hiện trên máy  tiện một trục nhiều dao hay nhiều trục nhiều dao. Khi gia   cơng trên máy tiện một trục nhiều dao cần tiến hành kht  và doa lỗ trước, sau đó lấy lỗ làm mặt định vị để gia cơng   tinh mặt ngồi. (Hình 7.51) Việc gia cơng lỗ bạc trước khi tiện tinh mặt ngồi thường  tiến hành theo trình tự sau: - Kht rộng lỗ, vát mép trên máy khoan đứng - Gia cơng tinh lỗ trên máy chuốt nằm ngang (đơi khi có  thể lăn ép) * Chú ý: - Với bạc có thành mỏng, kém cứng vững để  gia cơng  các mặt chính việc định vị khơng có gì khác đối với các  loại   bạc   nói   trên,     lực   kẹp   phải   theo   phương   hướng trục để  tránh gây biến dạng hướng kính trong  và sau khi gia cơng Ví dụ: Hình 7.52 bạc bị méo sau khi gia cơng do lực kẹp   của các chấu cặp. Để  khắc phục có thể  dùng các chấu  cặp có mỏ cặp rộng hoặc dài hay dùng ống kẹp đàn hồi.  (Hình 7.53) a) Chấu cặp có  mỏ cặp rộng b) Chấu cặp dài c) Dùng ống kẹp   đàn hồi Hình 7.51 1­ trục gá; 2­ chi   tiết; 3­bàn dao   ngang; 4­ bàn dao  dọc Hình 7.52 114 Hình 7.53 - Những bạc có lỗ cơn thường được kht và doa bằng dao hình cơn - Những bạc có một lớp hợp kim chống mịn thì sau khi gia cơng tinh lỗ, tiến hành  đúc (hoặc ép) lớp hợp kim trên mặt lỗ, rồi phải gia cơng tinh lại lớp hợp kim - Những bạc mỏng đàn hồi có xẻ  rãnh phải đặt vào khe rãnh một miếng đệm và  gắn cứng vào đó bằng một lớp kim loại dễ chảy, sau đó gia cơng tinh lỗ, lớp kim  lại này sẽ được hớt đi ở ngun cơng cuối cùng - Những bạc từ chất dẻo có thể chế tạo từ phơi thanh, phơi ống hoặc phơi được ép  rời từng chiếc. Q trình cắt gọt cũng tương tự với bạc bằng kim loại 9.6.2. Gia cơng các lỗ phụ Các lỗ này thường là các lỗ  để  tra dầu, lỗ có ren để  kẹp chặt với các chi tiết khác   Để gia cơng các lỗ bạc này, bạc được định vị bằng mặt ngồi và mặt đầu hoặc mặt   trong và mặt đầu - Nếu sản lượng ít, lỗ được khoan trên máy khoan đứng với đồ gá có bạc dẫn  hướng hoặc khoan theo dấu - Nếu sản lượng nhiều dùng máy khoan có đầu rơvơnve hoặc  đầu  khoan  nhiều   trục để  gia  cơng  tất  cả  các  lỗ cùng một lúc Ví dụ: Hình  7.54  là  đồ gá khoan,  vát  mép,  doalỗ xylanh   3 của bơm cao áp Chi tiết gia công được định vị trên phiến tỳ 1 và chốt  trụ ngắn 2. Trước khi gá chi  tiết hạ  khối  đệm  4  xuống,   kéo chi tiết 3 về bên phải. Sau khi gá chi tiết xong đẩy chi tiết 3 về bên trái để miếng kẹp 7 chạm vào chi tiết, sau đó nâng khối đệm 4 lên và xoay  chi  tiết  3  theo  chiều kim đồng hồ, làm cho vít 6 tiến về bên trái và kẹp chặt Hình 7.54. Đồ gá khoan, doa lỗ  3 của xylanh bơm   cao áp chi tiết 1. Phiến tỳ; 2. chốt trụ ngắn; 3. Tay quay; 4. Khối   đệm; 9.6.3 Gia cơng thơ và tinh 5. Vít chống xoay; 6. Vít kẹp; 7. Miếng đệm các mặt định hình trong và ngồi ­ Các rãnh then: sản xuất nhỏ, đơn chiếc  rãnh then được gia cơng trên máy xọc, sản xuất  loạt lớn gia cơng trên máy chuốt Rãnh then mặt ngồi được gia cơng bằng dao phay ngón trên máy phay đứng hoặc dao phay đĩa trên máy phay ngang. Biện pháp thực  tương tự chi tiết trục ­ Các rãnh dầu hoặc mặt định hình ở mặt  Hình 7.55 1­ chi tiết gia cơng; 2­ dưỡng chép của bạc thường được gia cơng bằng phương hình; 3­ dao; 4­ con lăn; 5­ lị xo pháp tiện chép hình 115 - Với rãnh định hình trên mặt ngồi của  bạc như  rãnh cam thùng thì có thể  gia  cơng bằng phương pháp tiện chép hình  hoặc phay chép hình - Răng khía trên bạc hay bánh răng liền  bạc     gia   cơng     phương   pháp  phay, bào, phay lăn, xọc được trình bày ở  Hình  phần gia cơng 1­ chi tiết; 2­ dưỡng chép hình; 3­ con   lăn; 4­dao; 5­đối trọng; 6,7­ bộ   7.6.4. Gia cơng tinh các bề mặt sau khi tơi truyền trục vít­bánh vít; 8­ thân đồ   Các   bề   mặt     xác     bạc   sau     nhiệt luyện cần phải gia cơng tinh (thường  là mặt trong, đơi khi là mặt ngồi). Để đảm  bảo độ đồng tâm của các mặt cần lấy mặt nọ làm mặt định vị để gia cơng mặt kia - Gia cơng tinh các bề  mặt thường được thực hiện trên máy mài. Đối với chi tiết   có đường kính lớn, khó gia cơng trên các máy mài thì phải dùng loại dao hợp kim   cứng hoặc dao kim cương để  tiện mỏng trên máy tiện cụt, tiện đứng với đồ  gá  thích hợp. Nếu u cầu độ  chính xác cao hơn, thì có thể  dùng phương pháp mài  khơn hoặc mài nghiền để gia cơng tinh lần cuối 9.4.7. Kiểm tra chi tiết dạng bạc Kiểm tra các yếu tố: đường kính ngồi, đường kính lỗ, chiều dài bạc, chiều dày  thành bạc, độ nhám bề mặt - Sản xuất đơn chiếc, loạt nhỏ thường dùng các dụng cụ đo vạn năng để  đo kích  thước và các mẫu để so sánh độ nhám bề mặt. Cịn trong sản xuất loạt lớn có thể  dùng các dụng cụ kiểm tra chun dùng - Đối với các yếu tố về vị trí tương quan như: độ khơng đồng tâm giữa mặt lỗ và  mặt ngồi dùng đồng hồ so và đồ gá kiểm tra giống như sơ đồ kiểm tra các bậc  trên trục bậc Hình 7.57. Kiểm tra độ khơng đồng tâm giữa các bề mặt của bạc a, b) Kiểm tra độ khơng đồng tâm giữa mặt trong và mặt ngồi c) Kiểm tra độ khơng đồng tâm của 2  lỗ bậc 1­ chi tiết; 2­ trục gá; 3­  đồng hồ so + Độ khơng vng góc giữa mặt đầu bạc và đường tâm lỗ có thể kiểm tra bằng  đồng hồ so hoặc bằng thước đo góc Hình 7.58. Kiểm tra độ khơng vng góc giữa lỗ và mặt đầu bạc 1­ Chi tiết kiểm tra; 2­ Trục tâm; 3­ Thước góc 116 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Nguyễn Thế Đạt, Trần Văn Địch và các tác giả  khác, Công nghệ chế  tạo   máy ­ Tập 1; 2, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội 1998 2. Trần Văn Địch (Chủ  biên),  Công nghệ  chế  tạo máy, Nhà xuất bản Khoa  học và Kỹ thuật, Hà Nội 2003 3. Nguyễn Đắc Lộc, Tăng Huy, Điều khiển số  và Công nghệ  trên máy điều   khiển số CNC, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội 1996