TIỂU LUẬN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY đề tài phân tích, xác định phôi, trình tự gia công, chuẩn và sai số gá đặt khi chế tạo chi tiết

Bảng phân công cá nhân Lê Tuấn Kiệt 17066651 DHCK13ATT Thực hiện, tìm hiểu và viết thuyết minh đánh máy các câu: 2.4: Phân tích và xác định các phương pháp gia công các bề mặt cần gia cô

Trang 1

1

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA CÔNG NGHỆ CƠ KHÍ







TIỂU LUẬN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY 1

Đề tài: Phân Tích, Xác Định Phôi, Trình Tự Gia Công, Chuẩn

Và Sai Số Gá Đặt Khi Chế Tạo Chi Tiết

Trang 2

TIỂU LUẬN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY 1

Môn học: Công nghệ chế tạo máy 1 Lớp học phần: DHCDT11TT

1 Số liệu cho trước:

- Bản vẽ chi tiết trục ( bản vẽ trang cuối đề )

- Số lượng chi tiết cần gia công 10.000

2 Nội dung tính toán:

2.1 Phân tích và xác định chất lượng Ra, Rz…các bề mặt chi tiết

2.2 Phân tích và xác định độ chính xác dung sai, sai lệch hình học… của chi tiết 2.3 Phân tích và xác định dạng sản xuất, ý nghĩa kinh tế dạng này

2.4 Phân tích và xác định các phương pháp gia công các bề mặt cần gia công của

chi tiết.(CLO1)

2.5 Phân tích và chọn dụng cụ cắt thích hợp để gia công các bề mặt cần gia công

2.6 Phân tích và chọn phương pháp chế tạo phôi thích hợp (CLO4)

2.7 Lập thứ tự trình tự các nguyên công, các bước để gia công các bề mặt cần gia

công (CLO5)

2.8 Phân tích và xác định bề mặt được chọn làm chuẩn, số bậc tự do bị khống chế

và kẹp chặt của chi tiết (CLO2)

2.9 Phân tích và tính sai số chuẩn của một bước công nghệ trong quy trình công

nghệ.(CLO3)

3 Sản phẩm:

- 1 tập thuyết minh tiểu luận tối thiểu 50 trang

- Giảng viên hướng dẫn:

Trang 3

Bảng phân công cá nhân

Lê Tuấn Kiệt 17066651 DHCK13ATT

Thực hiện, tìm hiểu và viết thuyết minh đánh máy các câu:

2.4: Phân tích và xác định các phương pháp gia

công các bề mặt cần gia công của chi tiết.(CLO1)

2.8: Phân tích và xác định bề mặt được chọn làm chuẩn, số bậc tự do bị khống chế và kẹp chặt của chi

tiết (CLO2)

2.9: Phân tích và tính sai số chuẩn của một bước

công nghệ trong quy trình công nghệ.(CLO3)

BẢN VẼ CHI TIẾT TRỤC

Hình 1: Bản vẽ chi tiết trục (Nguồn: Đề tiểu luận Công nghệ Chế tạo máy 1)

Trang 4

LỜI NÓI ĐẦU

Trong công cuộc đổi mới hiện nay, đất nước ta đang phát triển hết sức mạnh mẽ theo con đường công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước theo định hướng Xã hội Chủ nghĩa Trong

đó, ngành công nghiệp đóng vai trò hết sức quan trọng trong việc phát triển nền kinh tế và giải phóng sức lao động của con người Để làm được điều đó chúng ta phải có một nền công nghiệp vững mạnh, hệ thống máy móc hiện đại cùng đội ngũ cán bộ kỹ thuật đủ năng lực

Việc học tập tập, thiết kế đồ án cũng như làm bài tiểu luận nhóm là một công việc hết sức quan trọng, nó giúp cho người sinh viên hiểu sau, hiểu kĩ hơn, có kinh nghiệm hơn trong quá trình học tập cũng như làm việc Mọi máy móc trong các ngành công nghiệp đều được lắp ghép từ các chi tiết máy, do đó có thể hiểu và tính toán, thiết kế những chi tiết theo yêu cầu về độ chính xác, độ bền, độ chống mài mòn,…Còn phải chú ý đến việc nâng cao năng suất lao động, giảm giá thành sản phẩm và chất lượng sản phẩm Chính vì lý do này ngoài việc học ra thì việc thiết kế đồ án công nghệ là một việc không thể thiếu của mỗi sinh viên trong ngành cơ khí

Là sinh viên cơ khí, em đã thực hiện bài tiểu luận môn Công nghệ Chế tạo máy 1 với

nội dung “Phân tích, xác định phôi, trình tự gia công, chuẩn và sai số gá đặt khi chế tạo

chi tiết” dưới sự hướng dẫn của PGS TS Phan Chí Chính, với kiến thức đã được học cùng

sự giúp đỡ tận tình của thầy và sự đóng góp trao đổi xây dựng của các bạn cùng lớp nên bài tiểu luận của nhóm em được hoàn thành

Song với sự hiểu biết có hạn với kinh nghiệm thực tế không nhiều nên bài tiểu luận của nhóm em không tránh khỏi những thiếu sót Mong rằng thầy, cô và các bạn đóng góp ý kiến để xây dựng bài tiểu luận của nhóm em hoàn thiện hơn Đó cũng chính là bước đệm để nhóm chúng em có đầy đủ kiến thức để thực hiện “Đồ án Thiết kế Công nghệ Chế tạo máy” vào học kì sau

Cuối cùng, em xin trân thành cảm ơn Thầy, cô trong Bộ môn Chế tạo máy và đặc biệt

là sự hướng dẫn tận tình của PGS TS Phan Chí Chính đã giúp nhóm em hoàn thành bài tiểu luận này Nhóm em xin cảm ơn

Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 03 tháng 06 năm 2021

Nhóm 1

Trang 5

RUBRIC OF 5 CLOs

CLO1: Cho bản vẽ chi tiết với các yêu cầu kỹ thuật, sinh viên chọn chính xác và giải thích

phương pháp gia công cắt gọt kim loại (tiện, phay, khoan, khoét, doa,….) để đạt được các yêu cầu kỹ thuật của chi tiết

Bảng 1: Tiêu chuẩn CLOs 1

CLO2: Xác định các bề mặt được chọn làm chuẩn và số bậc tự do bị khống chế và kẹp chặt

của một số dạng chi tiết (Trục, bạc, càng)

Components Unsatisfactory

0%

Developing 25%

Satisfactory 50%

Exemplary 100%

Trục Không thể chọn bề mặt

làm chuẩn

Khỏa mặt đầu và khoan tâm nhưng không gia công các bề mặt trụ của trục

gia công được các bề mặt trụ của trục

Gia công được các bề mặt còn lại của trục

Bạc Không thể chọn bề mặt

làm chuẩn

Khỏa mặt đầu nhưng không gia công các bề mặt trụ ngoài của bạc

Gia công được trụ ngoài nhưng không gia công được trụ trong

Gia công được các bề mặt còn lại của bạc

Càng

Không thể chọn bề mặt làm chuẩn

Chỉ gia công mặt đầu trên càng

Chỉ gia công mặt đầu dưới càng

Gia công được các bề mặt còn lại của càng

Outcome Unsatisfactory

0%

Developing 25%

Exemplary 100%

Cho bản vẽ chi tiết với

các yêu cầu kỹ thuật,

sinh viên chọn chính xác

và giải thích phương

pháp gia công cắt gọt

kim loại (tiện, phay,

khoan, khoét, doa,….)

để đạt được các yêu cầu

kỹ thuật của chi tiết

Xác định không chính xác 3 phương pháp

Xác định chính xác từ

1 đến 2 phương pháp

Xác định chính xác cả

3 phương pháp

Xác định chính xác cả 3

phương pháp

và thêm 1 vài phương pháp khác

Trang 6

CLO3: Tính sai số chuẩn của 1 bước công nghệ trong quá trình gia công chi tiết

0%

Developing 25%

Exemplary 100%

Vẽ được chuỗi kích thước nhưng không viết được phương trình chuỗi

viết được phương trình chuỗi và xác định một số nhân tố ảnh hưởng chuỗi kích thước

Tính chính xác sai số chuẩn

CLO4: Cho một bản vẽ chi tiết (có hình dạng và vật liệu), sinh viên chọn được phương

pháp chế tạo phôi thích hợp

CLO5 Cho bản vẽ chi tiết với các bề mặt cần gia công, trình bày được trình tự các nguyên

công chế tạo chi tiết

0%

Developing 25%

Exemplary 100%

Cho bản vẽ chi tiết

-Không trình bày được

Trình bày đúng dưới 50% trình

tự các nguyên công

Trình bày đúng 50% trình tự các nguyên công

Trình bày đúng trình tự các nguyên công

0%

Developing 25%

Exemplary 100%

Chọn được phương pháp chế tạo phôi nhưng không phù hợp với dạng chi tiết trong bản vẽ

Chọn được phương pháp chế tạo phôi thích hợp

Chọn và giải thích được phương pháp chế tạo phôi thích hợp

Trang 7

2 Nội Dung Báo Cáo

2.1 Phân tích và xác định chất lượng Ra, Rz…các bề mặt chi tiết

Dựa vào cấp độ nhám được ghi chú trên bản vẽ, ta có độ nhám của các bề mặt như sau:

Hình 2: Chi tiết dưới dạng 3D

Đánh số thứ tự các bề mặt của chi tiết để dễ dàng nhận biết

Hình 3: Thứ tự bề mặt của chi tiết

Trang 9

Bảng 8: Cấp độ nhám và các chất lượng bề mặt

- Yêu cầu độ nhám các bề mặt cần gia công của chi tiết: Dựa vào bảng 2.1 ta tra được:

Mặt 1: Đây là bề mặt phẳng Có cấp độ nhám là 3 theo bảng tra ta có Ra=20 và Rz=80

Hình 4: Bản vẽ chỉ mặt 1 và 2 của chi tiết

Trang 10

Mặt 2: Đây là mặt trụ tròn, có độ làm việc vừa để nối khớp Có cấp độ nhám là 6 theo bảng

tra ta có Ra=2.5 và Rz=10

Mặt 3: Đây là bề mặt trụ và là bề mặt làm việc chính của chi tiết nên cần có độ nhám cao

Có cấp độ nhám là 7 theo bảng tra ta có Ra=1.25 và Rz=6.3

Hình 6: Bản vẽ chỉ mặt 3 của chi tiết

Mặt 4: Đây là mặt trụ tròn có độ làm việc không cao Có cấp độ nhám là 6 tra bảng

ta có Ra=2.5 và Rz=10

Trang 11

Mặt 5: Đây là mặt phẳng có độ làm việc không cáo Có cấp độ nhám là 6 tra bảng ta

có Ra=2.5 và Rz=10

Mặt 6: Đây là mặt phẳng của then nên có độ chính xác cao Có cấp độ nhám là 3 tra

bảng ta có Ra=20 và Rz=80

Mặt 7: Đây là mặt của rãnh then Có cấp độ nhám là 6 tra bảng ta có Ra=2.5 và Rz=10

Trang 12

Mặt 8: Đây là mặt trụ tròn Có cấp độ nhám là 6 tra bảng ta có Ra=2.5 và Rz=10

2.2 Phân tích và xác định độ chính xác dung sai , sai lệch hình học ….của chi tiết

Phân tích và xác định độ chính xác dung sai

Hình 12: Bản vẽ chi tiết trục (Nguồn: Đề tiểu luận Công nghệ Chế tạo máy 1)

Trang 13

Bảng 9: Dung sai về độ song song, độ thẳng góc, độ nghiêng, độ đảo mặt đầu và độ đỏa mặt đầu toàn phần

Dựa vào các kích thước trên bản vẽ như trên, ta xác định được các loại kích thước như sau:

Bảng 10: Dung sai tương ứng với từng kích thước

Kích thước

(mm) Cấp chính xác

Sai lệch giới hạn trên (mm) (ES)

Sai lệch giới hạn dưới (mm) (EI)

Dung sai (mm) (TD)

- Bề mặt 2 là bề mặt hình trụ tròn , đây là bề mặt làm việc và có cấp chính xác là 14, dung sai độ đảo hướng tâm so với mặt chuẩn A là 0,02mm

- Mặt 8 là bề mặt trụ tròn, có dung sai độ đồng trục so với bề mặt chuẩn A là 0,05mm

- Các bề mặt còn lại không có yêu cầu về dung sai sai lệch hình dạnh hình học

- Các kích thước còn lại có cấp độ chính xác là 11

Trang 14

2.3 Phân tích và xác định dạng sản xuất , ý nghĩa kinh tế này:

2.3.1 Khái niệm:

 Dạng sản xuất (loại hình sản xuất) là một khái niệm kinh tế, kỹ thuật tổng hợp phản ánh mối quan hệ qua lại giữa các đặc trưng về kỹ thuật, về công nghệ của nhà máy với các hình thức tổ chức sản xuất, hạch toán kinh tế được sử dụng trong quá trình đó nhằm tạo

ra các sản phẩm đảm bảo các chỉ tiêu kinh tế – kỹ thuật

xuất theo sản lượng hàng năm và khối lượng chi tiết

- Theo quan điểm này dạng sản xuất chia làm ba loại:

+ Dạng sản xuất đơn chiếc

tế người ta phân dạng sản xuất thành ba loại sau:

+ Dạng sản xuất đơn chiếc, loạt nhỏ

+ Dạng sản xuất loạt vừa

+ Dạng sản xuất loạt lớn, hàng khối

2.3.2 Đặc điểm của các dạng sản xuất:

a Dạng sản xuất đơn chiếc loạt nhỏ

- Là dạng sản xuất mà sản lượng gia công của mỗi mặt hàng rất nhỏ, thường chỉ một đến vài chục chiễc Số chủng loại mặt hàng nhiều, các mặt hàng không lặp lại hoặc lặp lại theo một chu kỳ

+ Sử dụng máy: chủ yếu là máy vạn năng

+ Bố trí máy: thường bố trí máy theo nhóm máy

+ Đồ gá và các trang bị công nghệ: chủ yếu là vạn năng

+ Phương pháp gá đặt: chủ yếu sử dụng phương pháp rà gá

Trang 15

+ Phương pháp đảm bảo độ chính xác gia công: chủ yếu sử dụng phương pháp đo dò cắt thử.

+ Định mức kĩ thuật: rất đơn giản, thường định mức theo kinh nghiệm

+ Bậc thợ: thợ đứng máy đòi hỏi tay nghề cao, không cần thợ điều chỉnh

+ Văn kiện công nghệ: được lập rất đơn giản thường chỉ sử dụng phiếu tiến trình công nghệ

b Dạng sản xuất loạt lớn hàng khối.

- Là dạng sản xuất mà số chủng loại mặt hàng rất ít, sản lượng gia công của một mặt hàng rất lớn, sản phẩm rất ổn định, lâu dài

+ Sử dụng máy: chủ yếu là máy chuyên dùng, máy tự động cho năng suất cao

+ Bố trí máy: theo quy trình công nghệ Tại mỗi máy thường chỉ hoàn thành một công việc nhất định của một quy trình công nghệ nhất định

+ Đồ gá, trang thiết bị công nghệ: chủ yếu là chuyên dùng

+ Phương pháp gá đặt: chủ yếu sử dụng phương pháp tự động đạt kích thước

+ Phương pháp đảm bảo độ chính xác gia công: thường sử dụng phương pháp chỉnh sẵn dao

+ Định mức kỹ thuật: rất tỉ mỉ và chính xác, thường sử dụng các phương pháp như tính toán phân tích, bấm giờ, chép thực ngày làm việc.v.v

+ Bậc thợ: cần thợ điều chỉnh có tay nghề cao, thợ đứng máy không cần có tay nghề cao

+ Văn kiện công nghệ: được lập rất tỉ mỉ, thường phải sử dụng đến phiếu nguyên công

c Sản xuất loạt vừa.

- Là dạng sản xuất mà sản lượng của mỗi mặt hàng không quá ít, số chủng loại mặt hàng không quá nhiều, sản phẩm tương đối ổn định và lặp lại theo chu kỳ

- Đặc điểm: Kết hợp giữa hai dạng sản xuất trên

Trang 16

2.3.3 Mục đích:

- Về việc sản xuất có ý nghĩa rất lớn đến quá trình thiết kế quy trình công nghệ, nó góp phần quan trọng trong việc tính toán các chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật cụ thể Nếu như dạng sản xuất là đơn chiếc thì có thể tập trung nguyên công dùng đồ gá vạn năng thay cho đồ gá chuyên dùng như vậy có thể giảm được chi phí gia công còn nếu như dạng sản xuất là hàng loạt, hàng khối thì phải phân tán nguyên công, sử dụng các loại đồ gá chuyên dùng Làm vậy sẽ tăng năng suất gia công, hạ giá thành sản phẩm

4 Ý nghĩa của việc sản xuất:

- Dạng sản xuất là một khái niệm kinh tế kỹ thuật tổng hợp, nó phần ánh một phần quan hệ qua lại giữa các đặc trưng về cộng nghệ, về kỹ thuật của nhà nước hình thành tổ chức sản xuất, hoạch toán kinh tế được sử dụng trong qua trình nhằm tạo ra các sản phẩm đảm bảo các chi tiết kinh tế kỹ thuật

- Dạng sản xuất nói lên quy mô sản xuất với ý nghĩa vốn đầu tư, đầu tư trang thiết

bị kỹ thuật để tổ chức sản xuất nhằm tạo đạt được các mục tiêu khác nhau như nâng cao sản xuất, hạ giá thành sản phẩm, hoặc nhằm đạt được một kế hoạch trong một khoảng thời gian nào đó

- Dạng sản xuất là một khái niệm đặc trưng có tính chất tổng hợp, giúp cho việc xác định phù hợp với đường lối biện pháp công nghệ và đề ra phương án sản xuất để tạo ra các sản phẩm đạt chỉ tiêu kinh tế và đáp ứng nhu cầu kỹ thuật

- Trong điều kiện hiện nay việc xác định dạng sản xuất chủ yếu dựa vào sản phẩm

và khối lượng của chi tiết gia công

- Các yếu tố đặc trưng của dạng sản xuất là:

+ Sản lượng + Tính ổn định cảu sản phẩm + Tính lặp lại của quá trình sản xuất + Mức độ chuyên môn hóa trong sản xuất + Tùy theo sản lượng hằng năm và mức độ ổn định cảu sản phẩm mà người ta chia

ra các dạng sản xuất sau đây:

+ Sản xuất đơn chiếc: là sản xuất có số lượng hằng năm rất ít, sản phẩm không ổn định do chủng loại nhiều, chu kỳ chế tạo lại không xác định

+ Sản xuất hàng loạt: là sản xuất có số lượng hằng năm không quá ít, sản phẩm được chế tạo theo từng loạt với chu kỳ xác định Sản phẩm tương đối là ổn định Là dạng sản xuất phổ biến nhất của ngành công nghệ chế tạo máy và có những đặc điểm rất cụ thể và nổi bật của sản xuất

+ Sản xuất hàng khối (có sản lượng rất lớn, sản phẩm ổn định, trình độ chuyên môn hóa cao, trang thiết bị dụng cụ chuyên dùng) sản phẩm ổn định theo thời gian dài (có thể từ 1 đến 5 năm )

Trang 17

+ Mỗi dạng sản xuất có những đặc điểm riêng nó phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau Việc xác định sản xuất có ý nghĩa rất quan trọng, dạng sản xuất ảnh hưởng trực tiếp đến quyết định đầu tư trang thiết bị máy móc, nhân lực, mặt bằng sản xuất +Với dạng sản xuất lớn cho phép đầu tư trang thiết bị hiện đại, chuyên dùng, sản xuất theo dây chuyền

+Với dạng sản xuất nhỏ không nên đầu tư trang thiết bị hiện đại mà nên tận dụng các máy móc có sẵn để sản xuất

-Để xác định dạng sản xuất của chi tiết này , ta cần biết khối lượng chi tiết và số lượng chi tiết cần sản xuất

Bảng 11: Dạng sản xuất theo trọng lượng chi tiết

- Dữ kiện ban đầu yêu cầu số lượng chi tiết cần gia công là 10.000 chi tiết

- Sử dụng Phần mềm NX để tính toán mô phỏng lại chi tiết, với vật liệu là thép ta xác định được khối lượng của chi tiết là 2.3kg

Hình 13: Thông số của chi tiết từ phần mềm NX

- Từ đó ta chọn được dạng sản xuất của chi tiết là Hàng loạt lớn

Trang 18

*Ý nghĩa của dạng sản xuất này:

- Đây là dạng sản xuất có số chủng loại rất ít, sản lượng gia công của mặt hàng rất lớn, sản phẩm rất ổn định và lâu dài

- Sử dụng máy: Máy chuyên dùng, máy tự động cho năng suất cao

Hình 14: Máy CNC CVM – 9B (Nguồn: internet)

Hình 15: Máy CNC điêu khắc gỗ

(Nguồn: internet)

Trang 19

- Bố trí máy: theo quy trình công nghệ Tại mỗi máy thường chỉ hoàn thành 1 công việc nhất định của một quy trình công nghệ nhất định

Hình 16: Sơ đồ quy trình công nghệ

- Đồ gá, trang thiết bị công nghệ: chủ yếu là chuyên dùng

Hình 17: Mô hình gá đặt chi tiết (Nguồn: internet)

Trang 20

- Phương pháp gá đặt : chủ yếu sử dụng phương pháp tự động đạt kích thước

Trang 21

- Định mức kỹ thuật: rất tỉ mỉ và chính xác, thường sử dụng các phương pháp như tính toán phân tích, bấm giờ, chép thực ngày làm việc vv…

Hình 20: Định mức kỹ thuật (Nguồn: internet)

- Bậc thợ: Cần thợ tay nghề điều chỉnh cao, thợ đứng máy không cần có tay nghề cao

Hình 21: Người thợ đang điều khiển máy vận hành

Trang 22

- Văn kiện công nghệ : được lập rất tỉ mỉ, thường được sử dụng đến phiếu nguyên công

Hình 22: Văn kiện công nghệ (Nguồn: internet)

2.4 Phân tích và xác định các phương pháp gia công các bề mặt cần gia công của chi tiết ( CLO1):

Vị trí các bề mặt gia công như sau:

Hình 23: Thứ tự bề mặt của chi tiết

Trang 23

 Xác định phương pháp gia công cho hình trên như sau:

- Với bề mặt 1 là mặt phẳng, ngoài ra còn cần khoan 2 lỗ chống tâm 2 đầu nên ta có thể gia

công trên máy phay hoặc máy tiện Tuy nhiên đây phôi là phôi tròn nên khi gá trên máy phay để phay khỏa mặt 1 sẽ rất khó khăn Vì vậy ta chọn phương pháp gia công là phương pháp tiện sẽ thuận tiện hơn rất nhiều

Hình 24: Bề mặt 1 của chi tiết trên phần mềm NX

- Với bề mặt 2 là mặt trụ tròn nên ta dùng phương pháp gia công đó là tiện

- Mặt 3 là mặt trụ tròn nên tương tự như mặt 2 ta sử dụng phương pháp gia công tiện

Trang 24

- Tương tự như mặt 3, mặt 4 là mặt trụ tròn nên ta sử dụng phương pháp gia công trên máy tiện là tối ưu nhất

- Mặt 5 là mặt phẳng nên ta có thể sử dụng các phương pháp như phay, bào, mài phương pháp tối ưu và dễ dàng nhất là phay

- Mặt 6 và mặt 7 là bề mặt phẳng của then, ta có thể dùng phương pháp tiện hoặc phay Phương pháp tối ưu nhất là phay