Bài giảng Kỹ thuật chế tạo máy - ĐH Phạm Văn Đồng

Bài giảng Kỹ thuật chế tạo máy cung cấp một lượng kiến thức có hệ thống, cụ thể, dễ áp dụng giúp cho người đọc nhanh chóng lựa chọn các nội dung về lý thuyết cơ bản nhất trong lĩnh vực công nghệ chế tạo máy, những yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng khi gia công cơ khí, nguyên nhân gây sai số trong quá trình gia công, đồ gá gia công cơ. Đồng thời giới thiệu các phương pháp gia công thông dụng để chế tạo ra các dạng bề mặt đạt yêu cầu khác nhau về chất lượng gia công.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC PHẠM VĂN ĐỒNG KHOA KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ -  - TRƯƠNG QUANG DŨNG Bài Giảng KỸ THUẬT CHẾ TẠO MÁY (Dùng cho bậc Đại học – Ngành KT Cơ - Điện tử) Quảng Ngãi , 07/2021 LỜI NÓI ĐẦU Hiện nay, nghiệp cơng nghiệp hóa - đại hóa đất nước, chế tạo máy ngành quan trọng kinh tế quốc dân sử dụng hầu hết lĩnh vực công, nông nghiệp Các cán kỹ thuật ngành chế tạo máy đào tạo phải có kiến thức kỹ thuật đồng thời phải biết vận dụng kiến thức để giải vấn đề cụ thể thực tế sản xuất chế tạo, lắp ráp, sửa chữa … Với mục đích đó, tài liệu cung cấp lượng kiến thức có hệ thống, cụ thể, dễ áp dụng giúp cho người đọc nhanh chóng lựa chọn nội dung lý thuyết lĩnh vực công nghệ chế tạo máy, yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng gia cơng khí, ngun nhân gây sai số q trình gia cơng, đồ gá gia công Đồng thời giới thiệu phương pháp gia công thông dụng để chế tạo dạng bề mặt đạt yêu cầu khác chất lượng gia công Tài liệu dùng cho SV ngành kỹ thuật CơĐiện tử việc học tập học phần Kỹ thuật chế tạo máy tài liệu tham khảo cho SV ngành học liên quan Trong trình biên soạn cố gắng, khơng tránh khỏi thiếu sót Tác giả mong nhận ý kiến đóng góp bạn đọc đồng nghiệp Các ý kiến đóng góp xin gởi tqdung@pdu.edu.vn; Bộ mơn Cơ khí – Khoa Kỹ thuật cơng nghệ, trường Đại học Phạm Văn Đồng Tác giả MỤC LỤC Nội dung Trang Chương CÁC KHÁI NIỆM VÀ ĐỊNH NGHĨA CƠ BẢN 1.1 Khái niệm sản phẩm, chi tiết máy, phận, cấu máy phôi 1.2 Q trình sản xuất, q trình cơng nghệ 1.3 Các thành phần q trình cơng nghệ gia công 1.4 Các dạng sản xuất hình thức tổ chức sản xuất Chương CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ CẮT GỌT KIM LOẠI 2.1 Khái niệm chung 12 2.2 Vật liệu chế tạo dụng cụ cắt 21 2.3 Cơ sở vật lý trình cắt gọt kim loại 28 2.4 Lựa chọn hình dáng mặt trước thơng số hình học hợp lý dao 2.5 Xác định chế độ cắt hợp lý gia công 12 42 Chương CHẤT LƯỢNG BỀ MẶT CHI TIẾT MÁY 63 3.1 Khái niệm chất lượng bề mặt 63 3.2 Yếu tố đặc trưng chất lượng bề mặt 63 3.3 Ảnh hưởng chất lượng bề mặt tới khả làm việc chi tiết máy 67 3.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt 71 3.5 Phương pháp đảm bảo chất lượng bề mặt gia công chi tiết 78 Chương ĐỘ CHÍNH XÁC GIA CƠNG 79 4.1 Khái niệm định nghĩa 79 4.2 Các phương pháp đạt độ xác gia công máy công cụ 80 4.3 Các nguyên nhân sinh sai số gia công 82 Chương CHUẨN 94 5.1 Định nghĩa phân loại 94 5.2 Gá đặt chi tiết gia công 98 5.3 Nguyên tắc sáu điểm định vị chi tiết gia công 100 5.4 Cách tính sai số gá đặt 103 5.5 Các nguyên tắc chọn chuẩn 110 Chương ĐẶC TRƯNG CÁC PHƯƠNG PHÁP GIA CƠNG 115 6.1 Chọn phơi phương pháp gia công chuẩn bị phôi 115 6.2 Đặc trưng phương pháp gia công cắt gọt 128 6.2.1 Tiện 6.2.2 Bào xọc 6.2.3 Phay 6.2.4 Khoan, khoét, doa tarô 6.2.5 Mài Chương THIẾT KẾ QUI TRÌNH CƠNG NGHỆ GIA CƠNG CƠ 151 7.1 Ý nghĩa công việc chuẩn bị sản xuất 151 7.2 Các tài liệu ban đầu để thiết kế quy trình cơng nghệ 7.3 Trình tự thiết kế quy trình cơng nghệ 7.4 Một số bước thiết kế quy trình cơng nghệ 152 153 153 GVC Trương Quang Dũng Bài giảng:Kỹ thuật Chế tạo máy CHƯƠNG CÁC KHÁI NIỆM VÀ ĐỊNH NGHĨA CƠ BẢN 1.1 Khái niệm sản phẩm, chi tiết máy, phận, cấu máy phôi 1.1.1 Sản phẩm Sản phẩm danh từ quy ước để vật phẩm chế tạo giai đoạn cuối trình sản xuất, sở sản xuất Sản phẩm máy móc thiết bị hoàn chỉnh, sử dụng phận, c ụ m má y y ch i t iết …dùn g đ ể l ắp ráp h a y th a y th ế Ví dụ 1: + Nhà máy sản xuất xe đạp, xe máy, tơ có sản phẩm xe đạp, xe máy, ô tô + Nhà máy sản xuất ổ lăn sản phẩm lại ổ lăn 1.1.2 Chi tiết máy Chi tiết máy đơn vị nhỏ hoàn chỉnh mặt kỹ thuật, tháo rời để cấu tạo nên máy Ví dụ 2: Bánh răng, trục, vít, lốp… 1.1.3 Bộ phận máy (cụm máy) Bộ phận máy hai hay nhiều chi tiết máy liên kết với theo nguyên lý quy luật định Nhưng tự chưa thể hoạt động độc lập mà phải lắp ghép hay liên kết vào thành sản phẩm hồn chỉnh để hoạt động Ví dụ 3: Xích, líp, moay ơ…có quy luật làm việc riêng phải lắp vào xe đạp hoạt động 1.1.4 Cơ cấu máy Cơ cấu máy tổ hợp gồm hai hay nhiều chi tiết máy để thực nhiệm vụ xác định Ví dụ 4: cấu bánh di trượt dùng để thay đổi tỉ số truyền hai trục Một cấu máy phận máy, chi tiết máy cấu nằm cụm khác 1.1.5 Phôi Phôi bán thành phẩm danh từ kỹ thu ật để ch ỉ vậ t ph ẩ m đư ợc t ạo r a t tr ình sản x uất nà y chu yển san g mộ t qu t r ình sản Trang GVC Trương Quang Dũng Bài giảng:Kỹ thuật Chế tạo máy xu ất kh ác Ví dụ 5: Quá trình đúc, q trình rót kim loại lỏng vào khuôn, sau kim loại đông đặc khuôn ta nhận vật đúc kim loại có hình dáng, kích thước theo u cầu Những vật đúc là: - Sản phẩm trình đúc - Chi tiết đúc không cần gia công cắt gọt nữa, sử dụng - Phơi đúc vật đúc phải qua gia công cắt gọt tiện, phay, bào 1.2 Quá trình sản xuất, trình cơng nghệ 1.2.1 Q trình sản xuất Nói cách tổng quát, trình sản xuất trình người tác động vào tài nguyên thiên nhiên để biến thành sản phẩm phục vụ cho lợi ích người Định nghĩa rộng, bao gồm nhiều giai đoạn Ví dụ, để có sản phẩm khí phải qua giai đoạn: Khai thác quặng, luyện kim, gia cơng khí, gia cơng nhiệt, lắp ráp v.v Nếu nói hẹp nhà máy khí, q trình sản xuất q trình tổng hợp hoạt động có ích để biến nguyên liệu bán thành phẩm thành sản phẩm có giá trị sử dụng định, bao gồm q trình như: Chế tạo phơi, gia cơng cắt gọt, gia công nhiệt, kiểm tra, lắp ráp trình phụ như: vận chuyển, chế tạo dụng cụ, sửa chữa máy, bảo quản kho, chạy thử, điều chỉnh, sơn lót, bao bì, đóng gói v.v Tất trình tổ chức thực cách đồng nhịp nhàng trình sản xuất liên tục Sự ảnh hưởng trình nêu đến suất, chất lượng q trình sản xuất có mức độ khác ảnh hưởng nhiều đến chất lượng, suất trình sản xuất q trình có tác động làm thay đổi trạng thái, tính chất đối tượng sản xuất, q trình cơng nghệ 1.2.2 Q trình cơng nghệ Q trình cơng nghệ phần trình sản xuất trực tiếp làm thay đổi trạng thái tính chất đối tượng sản xuất Thay đổi tính chất trạng thái bao Trang GVC Trương Quang Dũng Bài giảng:Kỹ thuật Chế tạo máy hàm; Thay đổi hình dạng, thay đổi kích thước, thay đổi tính chất lý hóa vật liệu thay đổi vị trí tương quan phận chi tiết Q trình cơng nghệ gia cơng q trình cắt gọt phơi để làm thay đổi kích thước hình dáng Q trình cơng nghệ nhiệt luyện q trình thay đổi tính chất vật lý hóa học vật liệu chi tiết Q trình cơng nghệ lắp ráp trình tạo thành quan hệ tương quan chi tiết thông qua loại liên kết mối lắp ghép Ngồi cịn có q trình cơng nghệ chế tạo phơi, qúa trình đúc, q trình gia cơng áp lực, vv… Q trình cơng nghệ hợp lý q trình cơng nghệ thỏa mãn yêu cầu chi tiết độ xác gia cơng, độ nhám bề mặt, vị trí tương quan bề mặt, độ xác hình dáng hình học… Q trình cơng nghệ thực chỗ làm việc 1.3 Các thành phần trình cơng nghệ 1.3.1 Ngun cơng Ngun cơng phần q trình cơng nghệ, hồn thành cách liên tục chỗ làm việc hay nhóm cơng nhân thực đối tượng sản xuất không đổi Ở đây, nguyên công đặc trưng điều kiện bản, hồn thành tính liên tục đối tượng sản xuất vị trí làm việc Trong q trình thực quy trình cơng nghệ thay đổi điều kiện ta chuyển sang ngun cơng khác Ví dụ 6: Tiện trục có sau: Hình 1.1 Chi tiết trục Trang GVC Trương Quang Dũng Bài giảng:Kỹ thuật Chế tạo máy Nếu ta tiện đầu A trở đầu để tiện đầu B (hoặc ngược lại) thuộc ngun cơng đảm bảo tính chất liên tục vị trí làm việc Nhưng tiện đầu A cho loạt xong trở lại tiện đầu B cho loạt thành hai ngun cơng khơng đảm bảo tính liên tục, có gián đoạn tiện bề mặt khác chi tiết Hoặc tiện đầu A máy này, đầu B tiện máy khác rõ ràng hai ngun cơng vị trí làm việc thay đổi Nguyên công đơn vị q trình cơng nghệ để hạch tốn tổ chức sản xuất Việc chọn số lượng nguyên công ảnh hưởng lớn đến chất lượng giá thành sản phẩm, việc phân chia q trình cơng nghệ thành ngun cơng có ý nghĩa kỹ thuật kinh tế Ý nghĩa kỹ thuật: Mỗi phương pháp cắt gọt có khả cơng nghệ định (khả tạo hình bề mặt chất lượng đạt được) Vì vậy, xuất phát từ yêu cầu kỹ thuật dạng bề mặt cần tạo hình mà ta phải chọn phương pháp gia cơng tương ứng hay nói cách khác chọn nguyên công phù hợp Ta thực việc tiện cổ trục phay rãnh then chỗ làm việc Tiện cổ trục thực máy tiện, phay rãnh then thực máy phay (Đối với máy gia công truyền thống) Ý nghĩa kinh tế: Khi thực công việc, tùy thuộc mức độ phức tạp hình dạng bề mặt, tùy thuộc số lượng chi tiết cần gia cơng, độ xác, chất lượng bề mặt yêu cầu mà ta phân tán tập trung ngun cơng nhằm mục đích đảm bảo cân cho nhịp sản xuất, đạt hiệu qủa kinh tế Trên máy, không nên gia công thô tinh mà nên chia gia công thô tinh hai máy Vì gia cơng thơ cần máy có cơng suất lớn, suất cao, khơng cần xác cao để đạt hiệu kinh tế (lấy phần lớn lượng dư); gia cơng tinh cần máy có độ xác cao để đảm bảo yêu cầu kỹ thuật 1.3.2 Gá Trước gia công, ta phải xác định vị trí tương quan chi tiết so với máy, dụng cụ cắt tác dụng lên chi tiết lực để chống lại xê dịch lực cắt yếu tố khác gây gia cơng nhằm đảm bảo xác vị trí tương quan Q trình ta gọi q trình gá đặt chi tiết Trang GVC Trương Quang Dũng Bài giảng:Kỹ thuật Chế tạo máy Gá phần ngun cơng, hồn thành lần gá đặt chi tiết.Trong ngun cơng có nhiều lần gá, tốt nên dùng số lần gá ngun cơng Ví dụ 7: Để tiện mặt trụ bậc A, B, C ta thực lần gá: Hình 1.2 Chi tiết trục - Lần gá 1: Gá lên mũi chống tâm truyền mômen quay tốc kẹp để gia công bề mặt C B - Lần gá 2: Đổi đầu để gia cơng bề mặt A (vì mặt chưa gia công lần gá trước phải lắp với tốc kẹp) 1.3.3 Vị trí Vị trí phần nguyên công, xác định vị trí tương quan chi tiết với máy chi tiết với dụng cụ cắt Một lần gá có nhiều vị trí Ví dụ 8: Khi phay bánh dao phay định hình, lần phay răng, khoan lỗ chi tiết có nhiều lỗ gọi vị trí (một lần gá có nhiều vị trí) Cịn phay bánh dao phay lăn răng, lần phay vị trí (nhưng tất gia công nên lần gá có vị trí) Khi thiết kế qui trình cơng nghệ cần lưu ý giảm số lần gá đặt (trong giữ vị trí cần thiết) lần gá đặt gây sai số gia công 1.3.4 Bước Bước phần nguyên công thực gia công bề mặt (hoặc tập hợp bề mặt) sử dụng dụng cụ cắt (hoặc dụng cụ) với chế độ làm việc máy trì khơng đổi (v, s, t, không đổi) Nếu thay đổi điều kiện như: bề mặt gia công chế độ cắt (tốc độ, lượng chạy dao chiều sâu cắt) ta chuyển sang bước khác Trang GVC Trương Quang Dũng Bài giảng:Kỹ thuật Chế tạo máy Bước bước đơn giản bước phức tạp Ví dụ, tiên trục bậc gồm ba đoạn với đường kính khác (bằng dao) ta phải thực ba bước đơn giản Còn tiện trục bậc đồng thời nhiều dao ta có bước phức tạp 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 vịng bi trục… Một ngun cơng có nhiều bước Ví dụ 9: Cũng gia cơng hai đoạn trục gia công đồng thời hai dao bước; cịn gia cơng dao đoạn trục hai bước Hình 1.3 Gia cơng chi tiết trục Khi có trùng bước (như tiện dao cho bề mặt lúc), thời gian gia cơng cần tính cho bề mặt gia cơng có chiều dài lớn 1.3.5 Đường chuyển dao Đường chuyển dao phần bước (hoặc nguyên công) để hớt lớp vật liệu có chế độ cắt dao Mỗi bước có nhiều đường chuyển dao Ví dụ 10: Để tiện ngồi mặt trụ dùng chế độ cắt, dao để hớt làm nhiều lần; lần đường chuyển dao 1.3.6 Động tác Động tác hành động công nhân để điều khiển máy thực việc gia công lắp ráp Ví dụ 11: Bấm nút, quay ụ dao, đẩy ụ động Động tác đơn vị nhỏ q trình cơng nghệ Trang GVC Trương Quang Dũng Bài giảng:Kỹ thuật Chế tạo máy Tính cơng nghệ kết cấu cần phải nghiên cứu toàn sản phẩm Nếu tách riêng chi tiết riêng lẻ để nghiên cứu tính cơng nghệ dẫn đến thay đổi nhiều, có xét tồn sản phẩm tính cơng nghệ kết cấu lại Nghiên cứu tính cơng nghệ kết cấu phải đặt giải triệt để giai đoạn trình sản xuất Vì trình sản xuất mặt hàng phức tạp nên phải xem xét bước kết cấu để tìm cách giải hợp lý vấn đề nhằm đưa lại hiệu kinh tế lớn Nghiên cứu tính cơng nghệ kết cấu phải tính đến đặc điểm nơi sản xuất sản phẩm Những điểm nói lên tính tương đối tính cơng nghệ kết cấu gia cơng lắp ráp Một kết cấu có tính cơng nghệ cao xí nghiệp chưa cao xí nghiệp khác Trong thực tế, thường dùng hai tiêu khối lượng lao động khối lượng vật liệu tiêu tốn để chế tạo sản phẩm Đối với q trình gia cơng cắt gọt, tính cơng nghệ kết cấu chi tiết máy xét sở yêu cầu cụ thể sau: - Giảm lượng vật liệu cắt gọt cách thiết kế phôi bề mặt gia công hợp lý, xác định xác lượng dư gia cơng, giới hạn khối lượng cắt gọt bề mặt quan trọng - Giảm quãng đường chạy dao cắt - Đơn giản hóa kết cấu, đảm bảo gia công kinh tế (tách chi tiết phức tạp thành chi tiết đơn giản, dễ gia công, gá nhiều chi tiết gia công) - Tạo điều kiện sử dụng dụng cụ tiêu chuẩn, thống - Đảm bảo dụng cụ cắt làm việc thuận tiện, không bị va đập cắt - Đảm bảo chi tiết đủ cứng vững, tạo điều kiện cắt gọt với chế độ cắt lớn - Góp phần giảm phí tổn điều chỉnh thiết bị, trang bị công nghệ, giảm số lần gá đặt chi tiết gia công - Phân biệt rõ ràng bề mặt gia công bề mặt không gia cơng *** Một số ví dụ tính cơng nghệ chi tiết máy: - Đảm bảo độ cứng vững gia công: Trang 154 GVC Trương Quang Dũng Bài giảng:Kỹ thuật Chế tạo máy Hình 7.1 a) Chi tiết có thành mỏng nên cứng vững gia cơng lỗ b) Chi tiết có thêm gân trợ lực để tăng cứng vững gia công - Đảm Bảo kết cấu đơn giản, dễ gia cơng Hình 7.2 a) Kết cấu phức tạp, khó gia cơng b) Kết cấu gồm hai chi tiết nên dễ gia công - Tiết kiệm vật liệu a) Kết cấu tốn nhiều vật liệu b) Kết cấu gồm hai chi tiết nên tốn vật liệu Hình 7.3 - Tạo điều kiện nâng cao suất gia công Trang 155 GVC Trương Quang Dũng Bài giảng:Kỹ thuật Chế tạo máy Hình 7.4 a) Kết cấu hạn chế khả gia công nhiều chi tiết lúc b,c) Kết cấu cho phép gia công nhiều chi tiết lúc - Tạo điều kiện dùng dụng cụ cắt tiêu chuẩn để tăng suất Hình 7.5 a) Sử dụng dao phay ngón để gia công rãnh then nên suất thấp b) Sử dụng dao phay đĩa để gia công nên suất cao - Phân biệt rõ bề mặt gia cơng bề mặt khơng gia cơng Hình 7.6 a) Kết cấu chưa phân biệt rõ mặt gia công không gia công b) Kết cấu hợp lý 7.4.2 Xác định lượng dư gia công Trang 156 GVC Trương Quang Dũng Bài giảng:Kỹ thuật Chế tạo máy 7.4.2.1 Khái niệm định nghĩa Muốn đạt chi tiết có hình dạng, kích thước chất lượng theo u cầu kỹ thuật thiết kế ta phải thực gia công qua nhiều nguyên công (hay nhiều bước) Tại nguyên công hay bước ta phải hớt lớp kim loại định Lớp kim loại hớt q trình gia cơng gọi lượng dư gia công Lượng dư gia công lớp kim loại hớt khỏi bề mặt phôi trình gia cơng khí để đạt u cầu kỹ thuật chi tiết người thiết kế yêu cầu Ý Nghĩa: Xác định lượng dư gia công hợp lý góp phần nâng cao hiệu kinh tế + Lượng dư gia công lớn dẫn đến: - Tốn vật liệu, làm cho hệ số sử dụng vật liệu giảm xuống - Tăng khối lượng để gia cơng chi tiết - Tốn lượng điện (vì phải cắt nhiều lần phải dùng máy có cơng suất lớn) - Hao mòn dụng cụ cắt - Máy mịn nhanh - Vận chuyển nặng Ngồi ra, lượng dư lớn cịn gây khó khăn cho việc gia cơng máy điều chỉnh sẵn, tăng biến dạng đàn hồi hệ thống cơng nghệ, làm giảm độ xác gia công Tất yếu tố làm cho giá thành sản phẩm tăng + Lượng dư gia công nhỏ dẫn đến: - Lượng dư không đủ để hớt sai lệch phôi - Lượng dư nhỏ dẫn đến tượng trượt dao chi tiết, dao bị mòn nhanh, bề mặt gia cơng khơng đạt độ bóng cao - Tăng phế phẩm tăng giá thành sản phẩm 7.4.2.2 Phân loại lượng dư gia công Lượng dư trung gian: Lượng dư trung gian lớp kim loại hớt bước hay nguyên công Lượng dư trung gian hiệu số kích thước bước hay nguyên công sát Trang 157 GVC Trương Quang Dũng Bài giảng:Kỹ thuật Chế tạo máy trước để lại kích thước bước (hay nguyên công) thực tạo nên Ta ký hiệu lượng dư trung gian Zb + Đối với trường hợp gia cơng mặt ngồi: Zb = a – b (7.1) + Đối với trường hợp gia công mặt trong: Zb = b – a (7.2) Ở đây:- Zb: Lượng dư trung gian - a: Kích thước bước hay nguyên công sát trước để lại - b: Kích thước bước hay ngun cơngđang thực tạo nên Hình 7.7 lượng dư gia cơng a- gia cơng mặt ngồi; b- gia cơng mặt Lượng dư tổng cộng: Lượng dư tổng cộng lớp kim loại cần hớt tất nguyên công(hay bước) Lượng dư tổng cộng ký hiệu Z0 hiệu số kích thước phơi chi tiết + Đối với trường hợp gia cơng mặt ngồi: Z0 = ap- act (7.3) + Đối với trường hợp gia công mặt trong: Z0 = act - ap (7.4) Ở : Z0 - Lượng dư tổng cộng ap - Kích thước phơi act - Kích thước chi tiết Như lượng dư tổng cộng tổng lượng dư trung gian: n Z0 = Z bi Ở đây; n tổng số bước nguyên công Trang 158 (7.5) GVC Trương Quang Dũng Bài giảng:Kỹ thuật Chế tạo máy Lượng dư đối xứng: Lượng dư đối xứng tồn gia cơng mặt trịn xoay (trịn ngồi, trịn trong) đối xứng gia cơng mặt phẳng đối xứng Hình 7.8 Lượng dư đối xứng a- gia cơng mặt ngồi; b- gia cơng mặt Khi gia cơng mặt trịn Zb = da  db Hoặc 2Zb = da-db Khi gia cơng mặt trịn Zb = db  da (7.6) 2Zb= la-lb (7.7) (7.8) Hoặc 2Zb= db-da Zb= lb -la (7.9) Ở : 2Zb lượng dư gia cơng đường kính lượng dư hai phía gia cơng mặt đối xứng; da db kích thước bề mặt bước hay nguyên công trước (da) bước hay nguyên cơng thực (db); la lb kích thước mặt phẳng bước hay nguyên công trước (la) bước hay nguyên công thực (lb) Lượng dư không đối xứng: Lượng dư không đối xứng tồn bề mặt gia cơng khơng phụ thuộc lẫn (hình 7.9) Trang 159 GVC Trương Quang Dũng Bài giảng:Kỹ thuật Chế tạo máy Hình 7.9 Lượng dư khơng đối xứng Như ta có; Zb1 = a1- b1 (7.10) Zb2 = a2- b2 (7.11) Lượng dư gia cơng phía trường hợp đặc biệt lượng dư gia công không đối xứng có bề mặt đối diện khơng gia công 7.4.2.3 Phương pháp xác định lượng dư Trong ngành chế tạo máy thường áp dụng hai phương pháp xác định lượng dư gia công: Phương pháp thống kê - kinh nghiệm phương pháp tính tốn - phân tích Phương pháp thống kê kinh nghiệm: Phương pháp thống kê kinh nghiệm phổ biến sản xuất theo phương pháp lượng dư gia cơng xác định tổng giá tri lượng dư theo kinh nghiệm Nhược điểm phương pháp không tính đến điều kiện gia cơng cụ thể, nên lượng dư gia công thường lớn giá trị cần thiết.giá trị lượng dư bước (hay nguyên công) cho sổ tay công nghệ chế tạo máy Phương pháp tính tốn - phân tích: Phương pháp dựa sở phân tích yếu tố tạo thành lượng dư giáo sư Kovan đề xuất Trang 160 GVC Trương Quang Dũng Bài giảng:Kỹ thuật Chế tạo máy Hình 7.10 Phơi có kích thước nhỏ lớn Ymax,Ymin-biến dạng lớn nhỏ nhất; CH –kích thước điều chỉnh Khi gia cơng loạt chi tiết máy điều chỉnh sẵn, kích thước phôi dao động phạm vi dung sai, nghĩa a đến amax, kích thước chi tiết đạt bmin bmax Lượng dư gia cơng tương ứng Zbmin Zbmax (hình 7.10) Trong trường hợp ta có: Zbmin = amin - bmin (7.12) Zbmax = amax - bmax (7.13) Thay amax = amin +  a bmax = bmin +  b vào công thức (6.13) ta được: Zbmax = amin +  a - bmin -  b Hoặc Zbmax = Zbmin +  a -  b (7.14) Đối với trường hợp gia cơng mặt trịn ngồi đối xứng có cơng thức sau: 2Zbmin = D amin - Dbmin (7.15) 2Zbmax = D amax – D amin (7.16) Khi gia cơng mặt trịn đối xứng (hình 6.5) ta có: 2Zbmin = Dbmax - Damax (7.17) 2Zbmax = Dbmin – Damin (7.18) Trang 161 GVC Trương Quang Dũng Bài giảng:Kỹ thuật Chế tạo máy Hình 7.11 Phơi có kích thước nhỏ lớn Ymax,Ymin – biến dạng lớn nhỏ nhất; CH – kích thước điều chỉnh Lượng dư trung gian lượng dư gia công ứng với bước công nghệ, phải đảm bảo loại trừ sai số bước công nghệ sát trước sai số gá đặt nguyên công thực Như lượng dư trung gian nhỏ (hình 7.12) bao gồm yếu tố sau đây: - Rza: chiều cao nhấp nhô nguyên công hay bước sát trước để lại - Ta: chiều sâu lớp hư hỏng bề mặt nguyên công hay bước sát trước để lại - ρa: sai lệch vị trí khơng gian ngun cơng hay bước sát trước để lại sai lệch độ cong vênh, độ lệch tâm, độ không song song chi tiết -  b : sai số gá đặt nguyên cơng (hay bước) thực tạo nên Hình 7.12 Các yếu tố tạo thành lượng dư gia công Trang 162 GVC Trương Quang Dũng Bài giảng:Kỹ thuật Chế tạo máy Như lượng dư nhỏ Zbmin xác định sau: Khi gia cơng mặt phẳng ngồi khơng đối xứng: Zbmin = amin – bmin = (Rza + Ta) + ρa +  b (7.19) Khi gia công mặt phẳng không đối xứng: Zbmin = bmin – amin = (Rza + Ta) + ρa +  b (7.20) Khi gia cơng mặt phẳng ngồi đối xứng: 2Zbmin = amin – bmin = 2((Rza + Ta) + ρa +  b ) (7.21) Khi gia công mặt phẳng đối xứng: 2Zbmin = bmin – amin = 2((Rza + Ta) + ρa +  b ) (7.22) Khi gia cơng mặt trịn ngồi đối xứng: 2Zbmin – damin – dbmin = 2(( Rza + Ta) + a   b ) (7.23) Vì phương  a  b khơng trù ng khó xác định, tính 2Zbmin để gia cơng mặt trịn ngồi đối xứng ta phải dùng cơng thức: 2Zbmin = ( Rza  Ta )  a2   b2    (7.24) Khi gia cơng mặt trịn đối xứng ta dùng công thức (7.24) để xác định 2Zbmin Tuy nhiên, tùy điều kiện gia công cụ thể mà số yếu tố tạo thành lượng dư công thức (7.19)  (7.24) không tồn tại, cơng thức rút gọn nhiều xét trường hợp sau đây: Sau nguyên công gang kim loại màu Ta = 0, gang kim loại màu có độ hạt lớn bị biến dạng dẻo, lớp hư hỏng bề mặt biến dạng dẻo gây không đáng kể Khi chuẩn định vị trùng với bề mặt gia công (như mài vơ tâm, doa tùy động, chuốt lỗ, mài nghiền) sai số chuẩn  b = Bước hay nguyên cơng lần cuối với mục đích tăng độ bóng bề mặt 2Zbmin= 2Rza hay Zbmin Rza Bề mặt qua nhiệt luyện, sau qua mài, mài phải giữ laị lớp bề mặt sử lý nhiệt nên đại lượng T a mài sau nhiệt luyện Trị số pa tùy thuộc vào dạng phơi kích thước phôi Đối với phôi dập: ρa = pk2  pc2 (7.25) - Ở đây: pk độ lệch khuôn dập; Trang 163 GVC Trương Quang Dũng Bài giảng:Kỹ thuật Chế tạo máy pc độ cong đường tâm phôi (phụ thuộc vào chiều dài phôi) Độ cong đường tâm phôi pc xác định theo công thức: (7.26) Pc =  c L Ở đây:  c - độ cong đơn vị ( m / mm) ; L - chiều dài phôi(mm); Đối với ngun cơng (các bước) cần tính giá trị sai lệch khơng gian cịn lại pcl (p1;p2;p3…) theo giá trị sai lệch không gian ban đầu (sai lệch khơng gian phơi pp) có tính đến hệ số giảm sai K Ví dụ: sau gia cơng thơ p1 = 0.06pp; sau gia cơng bán tinh p 2= 0.04pp; sau gia cơng siêu tinh p3 = 0.03pp 7.4.3 Thiết kế nguyên công 7.4.3.1 Chọn máy Khi gia công cắt gọt, máy cắt xác định theo nguyên tắc sau: - Máy chọn phải đảm bảo thực phương pháp gia công xác định, ứng với chi tiết gia công - Máy chọn phải đảm bảo đạt yêu cầu chất lượng gia công Thông thường chọn máy có cấp xác lớn cấp xác cần thực từ từ cấp - Công suất phạm vi điều chỉnh thông số công nghệ máy phải tạo điều kiện gia công tốt, nghĩa đạt chất lượng suất gia công tốt - Tùy thuộc vào dạng sản xuất mà chọn máy cho hợp lý Với sản xuất loạt nhỏ, ta sử dụng máy vạn năng; với sản xuất lớn ta dùng máy chuyên dùng 7.4.3.2 Chọn chuẩn, phương án gá đặt phôi trang bị công nghệ Chọn chuẩn công nghệ nhằm đảm bảo gá đặt phôi đạt hiệu kỹ thuật kinh tế cao Phôi gá đặt với trang bị công nghệ tiêu chuẩn, trang bị công nghệ tổ hợp từ phận tiêu chuẩn hay trang bị công nghệ chuyên dùng 7.4.3.3 Xác định thông số công nghệ Thông số công nghệ trình cắt gọt chi tiết máy là: vận tốc cắt, số vòng quay, lượng chạy dao, chiều sâu cắt, số lần cắt Trang 164 GVC Trương Quang Dũng Bài giảng:Kỹ thuật Chế tạo máy Giá trị thông số công nghệ phụ thuộc phương pháp gia công, loại máy, kiểu trang bị công nghệ tính chất vật liệu gia cơng Việc xác định thông số công nghệ thực tế chủ yếu đồ thị tra sổ tay, đối chiếu với phạm vi giá trị thực máy, kết hợp với việc kiểm tra lại công suất suất gia công Để đảm bảo chất lượng gia công hiệu kinh tế, cần xác định giá trị tối ưu thơng số cơng nghệ Nói chung, gia cơng thơ mục tiêu chủ yếu đạt suất gia công cao; ngược lại gia cơng tinh mục tiêu lại chất lượng gia công 7.4.3.4 Xác định thời gian gia công Thời gian gia công xác định đảm bảo nguyên tắc tận dụng hiệu cao vốn thời gian làm việc trang thiết bị, dụng cụ công nghệ sức lao động Trong thực tế, thường xác định thời gian gia công theo hai phương pháp bấm dựa vào định mức tiêu chuẩn Nói chung, phương pháp bấm sát thực tế nên đạt hiệu tốt thời gian cần thiết để thực cơng việc q trình gia cơng xác định sở quan sát, phân tích động tác 7.4.3.5 Xác định số lượng máy công nhân Số lượng máy cần thiết cho nguyên công xác định theo tổng khối lượng ngun cơng, tính tổng máy cần thiết, sản lượng quy định vốn thời gian làm việc thực tế hàng năm máy tùy theo chế độ làm việc hàng ngày (mấy ca/ngày) M Tm K TM M với: + Tm tổng máy cần thiết để gia công sản lượng chi tiết (giờ/năm) + k hệ số xét đến khả vượt định mức, tăng suất (k = 0,9 _ 0,95) + TM vốn thời gian làm việc thực tế máy theo chế độ ca sản xuất hàng ngày (T M = 2200 giờ/năm) + m số ca sản xuất hàng ngày (m = đến 3) + M số máy tính tốn cần thiết cho ngun cơng Trang 165 GVC Trương Quang Dũng Bài giảng:Kỹ thuật Chế tạo máy Số lượng công nhân cần thiết cho nguyên công xác định sở tổng khối lượng lao động nguyên công hàng năm vốn thời gian làm việc thực tế công nhân hàng năm theo chế độ ca sản xuất hàng ngày R với: Tn.k Tc + Tn tổng người cần thiết cho sản lượng (giờ/năm) + TC vốn thời gian làm việc thực tế công nhân theo chế độ ca sản xuất hàng (TC = 2000 giờ/năm) 7.4.4 So sánh phương án cơng nghệ Khi thiết kế quy trình cơng nghệ gia công chi tiết máy, điều mong muốn đạt hiệu kinh tế cao tối ưu Vì vậy, cần phải tiến hành phân tích tính kinh tế thiết kế quy trình cơng nghệ gia cơng Khi so sánh phương án công nghệ cần ý đến sản lượng giới hạn (NG) Giá trị NG cho biết phạm vi ứng dụng kinh tế phương án công nghệ Khi hai phương án cơng nghệ có giá thành gia công G1 G2 xấp xỉ nhau, điều kiện thiết bị có thiết kế phương án cơng nghệ khác phải dựa vào giá thành gia cơng để so sánh Trường hợp 1: - Phương án cơng nghệ có số ngun cơng khác Khi sản lượng khơng đổi, vào cơng thức tính giá thành sản phẩm cho chi tiết - Phương án công nghệ có nhiều ngun cơng khác nhau, cần so sánh giá thành năm Trường hợp 2: Khi đầu tư hai phương án khác biệt lớn Lúc người ta vào “thời gian hoàn vốn” để so sánh Trang 166 GVC Trương Quang Dũng Bài giảng:Kỹ thuật Chế tạo máy CÂU HỎI ÔN TẬP Cho biết ý nghĩa công việc chuẩn bị sản xuất Trình bày tài liệu ban đầu để thiết kế quy trình cơng nghệ Trình tự thiết kế quy trình cơng nghệ Trình bày số bước thiết kế quy trình cơng nghệ Trình bày phương pháp thiết kế q trình cơng nghệ gia cơng chi tiết máy Một số bước thiết kế Trang 167 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Hồ Viết Bình, Nguyễn Ngọc Đào, “Công nghệ chế tạo máy”, Trường ĐH SPKT TP.HCM, năm 2000 [2] Hồ Viết Bình, Lê Đăng Hồnh, Nguyễn Ngọc Đào, “Đồ gá gia cơng khí”, NXB Đà Nẵng, năm 2000 [3] GS.TS Trần Văn Địch, “Đồ gá”, NXB KH & KT, 2009 [4] GS.TS Trần Văn Địch, “Sổ tay công nghệ chế tạo máy, Tập 1,2,3”, NXB KH & KT, 2002 [5] PGS,TS Phạm Đăng Phước, “Công nghệ chế tạo máy”, NXB Đà Nẵng, năm 2010 ... nghiệp hóa - đại hóa đất nước, chế tạo máy ngành quan trọng kinh tế quốc dân sử dụng hầu hết lĩnh vực công, nông nghiệp Các cán kỹ thuật ngành chế tạo máy đào tạo phải có kiến thức kỹ thuật đồng thời... Dũng Bài giảng: Kỹ thuật Chế tạo máy Tiện phương pháp gia công chi tiết máy dùng rộng rãi ngành chế tạo khí Các chi tiết máy trịn xoay dạng đối xứng trục, bánh răng, puli v.v thường gia công máy. .. Dũng Bài giảng: Kỹ thuật Chế tạo máy CHƯƠNG CÁC KHÁI NIỆM VÀ ĐỊNH NGHĨA CƠ BẢN 1.1 Khái niệm sản phẩm, chi tiết máy, phận, cấu máy phôi 1.1.1 Sản phẩm Sản phẩm danh từ quy ước để vật phẩm chế tạo