Đề cương môn Gia công chính xác TLU

Câu 1 Trình bày các yếu tố đặc trưng cho tính chất hình học và cơ lý của bề mặt gia công? Tính chất hình học Độ nhấp nhô tế vi nhấp nhô tế vi đó chính là những vết xước rất nhỏ được hình thành trong quá trình gia công, đó chính là độ nhám bề mặt, được đo bằng thông số Chiều cao nhấp nhô Rz là trung bình của 5 khoảng cách từ 5 đỉnh cao nhất đến 5 đáy thấp nhất của nhấp nhô trong chiều dài chuẩn L Sai lệch profin trung bình cộng Ra là trị số trung bình của khoảng cách từ các đỉnh nhấp nhô đến đườn.

Câu 1: Trình bày các yếu tố đặc trưng cho tính chất hình học và cơ

lý của bề mặt gia công?

 Tính chất hình học:

- Độ nhấp nhô tế vi: nhấp nhô tế vi đó chính là những vết xước rất

nhỏ được hình thành trong quá trình gia công, đó chính là độ nhám

bề mặt, được đo bằng thông số:

- Chiều cao nhấp nhô Rz: là trung bình của 5 khoảng cách từ 5 đỉnh

cao nhất đến 5 đáy thấp nhất của nhấp nhô trong chiều dài chuẩn L

- Sai lệch profin trung bình cộng Ra: là trị số trung bình của khoảng

cách từ các đỉnh nhấp nhô đến đường trục tọa độ OX

- Theo tiêu chuẩn Việt Nam, độ nhám được chia thành 14 cấp, trong

đó thấp nhất là cấp 1 và cao nhất là cấp 14 Từ cấp 1-5, cấp 13,14 dùng Rz đánh giá, từ cấp 6-12 dùng Ra đánh giá

- Độ sóng bề mặt là chu kỳ không bằng phẳng của bề mặt chi tiết

máy được quan sát trong phạm vi lớn hơn độ nhám ( từ 1 – 10) Đểphân biệt độ nhám và độ song, người ta dựa vào tỉ lệ gần đúng giữachiều cao nhấp nhô và bước sóng

 Tính chất cơ lý lớp bề mặt gia công được biểu thị qua các

thông số:

- Hiện tượng biến cứng lớp bề mặt: trong quá trình cắt, dưới tác

dụng của lực cắt, mạng tinh thể ở lớp bề mặt kim loại bị xô lệch, gây biến dạng dẻo ở vùng trước và vùng sau lưỡi cắt

- Giữa các tinh thể kim loại xuất hiện ứng suất Thể tích riêng tang,

mật độ kim loại giảm ở vùng cắt, Điều đó dẫn đến thay đổi cơ tínhlớp bề mặt

- Mức độ biến cứng và chiều sâu biến cứng phụ thuộc vào mối quan

hệ giữa 2 thông số: lực cắt và nhiệt cắt

- Ứng suất dư: Khi gia công, bề mặt chi tiết xuất hiện lớp ứng suất

dư, dấu và chiều ứng suất dư phụ thuộc vào điều kiện gia công

- Nguyên nhân gây ra ứng suất dư:

+ Khi cắt vật liệu, trường lực cắt gây ra biến dạng dẻo không đều ở từng khu vực thuộc lớp bề mặt Khi lực cắt thôi tác dụng, biến dạng dẻo gây ra ứng suất dư.

+ Biến dạng dẻo sinh ra khi cắt làm chắc lớp bề mặt, làm tang thể tíchriêng của lớp kim loại mỏng ngoài cùng Trong khi đó, thể tích riêng của lớp kim loại bên trong vẫn không đổi Lớp kim loại ngoài cùng bịbiến dạng dẻo làm tang thể tích riêng nên gây ra ứng suất dư nén.+ Nhiệt cắt sinh ra làm nung nóng cục bộ vùng cắt, làm giảm modul đàn hồi của vật liệu, sau khi cắt, lớp bề mặt bị làm nguội nhanh và bị

co lại gây nên ứng suất dư kéo

+ Kim loại bị chuyển pha trong quá trình cát và nhiệt sinh ra ở vùng cắt làm thay đổi cấu trúc vật liệu, dẫn đến làm thay đổi thể tích kim loại Lớp kim loại nào hình thành có thể tích riêng lớn sẽ sinh ra ứng suất dư nén, lớp kim loại nào hình thành có thể tích riêng bé sẽ sinh raứng suất dư kéo

Câu 2: Trình bày ảnh hưởng của các yếu tố mang tính chất hình học của dụng cụ cắt và chế độ cắt tới độ nhám bề mặt.

Câu 3: Trình bày ảnh hưởng của các yếu tố phụ thuộc biến dạng dẻo của lớp bề mặt tới độ nhám bề mặt.

Ảnh hưởng của lượng chạy dao S

Lượng chạy dao S ngoài ảnh hưởng mang tính chất hình học như đã nói

ở trên, còn này ảnh hưởng lớn đến mức độ biến dạng dẻo và tính dạng đàn hồi bề mặt gia công do đó ảnh hưởng rất lớn đến nhám bề mặt

Ảnh hưởng của chiều sâu cắt t

Chiều sâu cắt nhìn chung ít ảnh hưởng đến nhám bề mặt Tuy nhiên nếu chiều sâu cắt quá lớn thì rung động trong quá trình cắt tăng do đó Rz tăng Ngược lại, chiều sâu cắt quá nhỏ sẽ làm cho dao bị trượt trên bề mặt gia công và xảy ra hiện tượng cắt không liên tục, do đó Rz tăng

Ảnh hưởng của vật liệu gia công

Vật liệu gia công ảnh hưởng đến nhám bề mặt chủ yếu là do khả năng biến dạng dẻo bề mặt

 Vật liệu dẻo và dai (Thép ít Cacbon), càng rễ biến dạng dẻo và làmcho Rz tăng

 Vật liệu càng cứng, càng khó biến dạng dẻo và độ hạt càng nhỏ thì

Rz giảm

Độ cứng của vật liệu gia công tăng thì sẽ hạn chế được ảnh hưởng của vận tốc cắt tới nhám bề mặt

Ảnh hưởng của dung dịch trơn nguội

Dung dịch trơn nguội làm giảm ma sát trong vùng gia công, giảm nhiệt cắt, giảm lực cắt và giảm biến dạng dẻo bề mặt do đó làm giảm Rz

Câu 4: Trình bày ảnh hưởng do rung động của hệ thống công nghệ tới chất lượng bề mặt

- Quá trình rung động trong hệ thống công nghệ tạo ra chuyển động tương đối có chu kỳ giữ dụng cụ cắt và chi tiết gia công, làm thay đổi điều kiện ma sát, gây nên độ sóng và nhấp nhô tế vi trên bề mặt gia công Sai lệch của các bộ phận máy làm cho chuyển động của máy

không ổn định, hệ thống công nghệ sẽ có dao động cưỡng bức, nghĩa là các bộ phận máy khi làm việc sẽ có rung động với những tần số khác nhau, gây ra sóng dọc và sóng ngang trên bề mặt gia công với bước khácnhau Khi hệ thống công nghệ có rung động, độ sóng và độ nhấp nhô tế

vi dọc sẽ tăng nếu lực cắt tăng, chiều sâu cắt lớn và tốc độ cắt cao, ví dụ:khi mài

- Tình trạng của máy có ảnh hưởng lớn đến độ nhám bề mặt gia công Muốn đạt độ nhám bề mặt gia công thấp trước hết phải đảm bảo đủ độ cứng vững cần thiết.

- Độ nhám bề mặt gia công còn phụ thuộc vào độ cứng vững của chi tiết khi kẹp chặt Ví dụ, khi kẹp chặt chi tiết dạng trục một đầu (kẹp congxon), độ nhám bề mặt tăng dần từ đầu được kẹp chặt sang đầu không được kep chặt khi chi tiết gia công được chống tâm hai đầu thì độ nhám bề mặt tăng dần từ hai đầu đến tâm của chi tiết

Câu 5: Trình bày khả năng công nghệ của doa và các biện pháp công nghệ khi doa.

- Khả năng công nghệ của doa:

- Biện pháp công nghệ khi doa:

+ Doa có thể thực hiện trên các loại máy như: máy khoan, máy tiện, máyphay, máy doa hoặc thực hiện bằng tay

Doa máy

Doa máy có 2 phương pháp:

– Doa cưỡng bức: Dao doa được nôi cứng với trục chính của máy Doa

cưỡng bức có nhược điểm cơ bản là lỗ thường bị lay rộng hoặc lỗ bị xiên

và dao dễ bị kẹt, gẫy.Nguyên nhân: Chủ yếu là do độ lệch tâm giữa đường tâm trục chính của máy với tâm lỗ gia công, do trục chính bị đảo,

– Doa tuỳ động: Dao doa được nối với tuỳ động với trục chính của máy

bằng khớp tuỳ động Lúc này dao hoàn toàn dựa vào lỗ đã có để tự dẫn hướng nên nó khắc phục được nhược điểm của phương pháp doa trên

Câu 6: Trình bày các phương pháp mài tròn ngoài ( có tâm, vô tâm), nêu phạm vi ứng dụng.

 Mài tròn ngoài có tâm:





Mài tròn ngoài vô tâm:

- Mài vô tâm ăn dao dọc:

➢Gia công cho năng suất cao nhất để gia công mặt trụ ngoài

➢Chi tiết gia công nằm giữa đã dẫn và đá mài

➢chi tiết còn được đặt trên thanh đỡ đặt nghiêng một góc 

➢Chi tiết gá cao hơn tâm đá mài và đá dẫn nhằm mục đích loại trừ sai

số hình dáng hình học

➢Không cần kẹp chặt chi tiết, chi tiết chuyển động quay và tịnh tiến (đá dẫn gá nghiêng một góc α = 1 ÷ 50)

➢chuẩn định vị cũng là bề mặt gia công

➢Tốc độ tiến dao dọc phụ thuộc vào góc nghiêng α

➢Độ chính xác kích thước cấp 2 – 3 với sai số hình dáng hình học < 2,5 µm ➢Độ nhám bề mặt trong phạm vi Ra = 0,32 ÷ 0,16 µm

- Mài vô tâm ăn dao ngang:

➢Lượng dư được hớt bằng ăn dao ngang của bánh dẫn theo hướng tới bánh mài (theo phương hướng kính)

➢Chuyển động dọc trục của chi tiết được khống chế bằng chốt tỳ cứng

➢Đá dẫn được gá nghiêng 0,5 ÷ 10 tạo cho chi tiết dịch chuyển nhỏ theo hướng trục và tỳ sát vào chốt tỳ cứng,

➢Gia công các chi tiết có bậc mà phương pháp mài vô tâm tiến dao hướng kính không thực hiện được

Ứng dụng mài vô tâm: Mài vô tâm thường được sử dụng để mài các

chi tiết cơ khí hình trụ tròn nhỏ với yêu cầu độ chính xác cao, hoặc sửdụng để mài các chi tiết trục quay (như trục động cơ, trục rotor, trục dẫnđộng…), mài các chi tiết chốt trụ, chốt định vị, mài chi tiết chốt pin(Crack Pin), mài các chi tiết trong ngành cơ khí ô tô, ngành hằng không,chi tiết y tế với yêu cầu độ chính xác tròn trụ cao…

Câu 7: Trình bày khả năng công nghệ các phương pháp mài lỗ (có tâm, vô tâm), phạm vi ứng dụng.

- Phương pháp tiến dao hướng trục:

+ Gia công lỗ thông suốt và lỗ không thông suốt có chiều dài lớn+ Đá mài chuyển động quay và thực hiện chuyển động tịnh tiến đi lại Sd (ăn dao dọc) và ăn dao hướng kính Sn sau mỗi hành trình kép (của đá)

+Lần ăn dao hướng kính cuối cùng có thể thực hiện “chạy là” vài lần mà không có tiến dao hướng kính

- Phương pháp tiến dao hướng kính:

➢chi tiết có chiều dài ngắn có thể dùng phương pháp tiến dao hướng kính ➢đá mài chỉ thực hiện tiến dao ngang (tiến dao hướngkính)

➢dùng để gia công các lỗ thông suốt và lỗ không thông suốt ở cácchi tiết có độ cứng vững cao

- Mài lỗ chuyển động hành tinh:

Mài lỗ chi tiết lớn, hộp gá chi tiết cố định trên các máy mài đứng hoặc mài ngang với chuyển động hành tinh của đá mài và thực hiện bằng tiến dao dọc hoặc tiến dao ngang

- Mài hành tinh tiến dao dọc:

➢Đá mài thực hiện bốn chuyển động:

+quay xung quanh trục

+chuyển động tịnh tiến

+ chuyển động hướng kính

+chuyển động quay hành tinh

➢Tốc độ quay của đá mài 35 m/giây, còn tốc độ chuyển động quayhành tinh 40 ÷ 60 m/phút

➢Lượng ăn dao ngang được thực hiện sau mỗi hành trình kép là 0,008 ÷ 0,05 mm/hành trình kép của bàn máy

- Mài hành tinh tiến dao ngang:

➢Đá mài thực hiện ba chuyển động:

+chuyển động quay

+chuyển động ăn dao hướng kính

+chuyển động quay hành tinh

➢Các thông số của chế độ cắt cũng tương tự như phương pháp tiếndao dọc

- Phạm vi ứng dụng: Mài lỗ có khả năng gia công lỗ trụ, lỗ côn, lỗ

định hình

 Mài vô tâm:

➢chi tiết gia công không cần kẹp chặt

➢nó được đặt giữa các con lăn và bánh dẫn

➢Chi tiết trước khi gia công được mài sơ bộ mặt ngoài

- Phạm vi ứng dụng: Phương pháp mài vô tâm này được dùng chủ

yếu để mài vòng bi, cách chi tiết dạng bạc

8 Trình bày khả năng công nghệ của mài phẳng, nêu các sơ đồ mài phẳng và phạm vi ứng dụng?

1 Mài phẳng bằng đá mài trụ

 Phương pháp tiến dao dọc

Gia công chi tiết có chiều dài lớn và bề rộng nhỏ:

then, chêm…

 Phương pháp tiến dao dọc và tiến dao ngang

Gia công mặt phẳng có bề rộng lớn: bàn máy, các tấm

phẳng, bề mặt của chi tiết dạng hộp…

 Mài nhiều chi tiết cùng lúc

Trên máy mài dọc

Trên máy mài có bàn quay

2 Mài bằng đá mài mặt đầu

- Dùng mặt đầu của đá để mài

- Phương pháp tiến dao dọc

- Trên máy mài có bàn quay.

- Phương pháp tiến dọc kết hợp với tiến dao ngang

 Phương pháp tiến dao dọc

Đá mài quay

Bàn máy chuyển động tịnh tiến tạo Sdọc

Đá thực hiện Sđứng ăn hết lượng dư gia công

 Phương pháp tiến dọc kết hợp với tiến dao

và lỗ côn của động cơ đốt trong, nghiền, rà các mặt đầu của van phân phối…

- Mài nghiền có thể gia công các bề mặt trụ ngoài, lỗ, mặt phẳng và các mặt định hình Khi nghiền, lượng kim loại được hớt đi rất mỏng (mỗi lần nghiền lượng dư là 0,002 mm), vì thế trước khi

nghiền, bề mặt cần được mài tinh lượng dư để lại không lớn hơn 0,01 – 0,02 mm Lượng dư lớn làm cho năng suất nghiền thấp.

- Mài nghiền có thể đạt độ nhẵn bóng bề mặt rất cao, khi nghiền tinh, chiều cao nhấp nhô đạt được 0,6 – 1,6 (Um (1um = 0,001 mm), khi nghiền tinh mỏng: 0,16 – 0,4 pm

Sơ đồ nghiền mặt phẳng

Sơ đồ nghiền mặt trụ trong và ngoài

10 Trình bày khả năng công nghệ của mài khôn, các khuyết tật xảy ra khi khôn, nguyên nhân và biện pháp khắc phục? Khả năng công nghệ

 Gia công tinh mặt trụ trong sau mài, tiện trong, doa và chuốt trong sản xuất hàng loạt và hàng khối

 Cho phép nâng cao độ chính xác kích thước, giảm sai số hìnhdáng hình học và độ nhám bề mặt gia công

 Độ chính xác kích thước sau mài mài khôn đạt cấp 2 – 3, còn

độ nhám Ra = 0,08 ÷0,32 µm

Các khuyết tật xảy ra và cách khắc phục

Khi khôn các hạt mài tách ra khỏi đầu khôn có thể găm vào bề mặt gia công làm tăng tốc độ mài mòn của chi tiết đối tiếp khi giữa chúng có chuyển động tương đối đối với nhau Vì vậy sau khi mài khôn nhất thiết phải làm sạch bề mặt lỗ cẩn thận Mài khôn không sửa được sai số về hình dạng và sai lệch về vị trí không gian của lỗ Do đó trước khi khôn phải khắc phục các sai lệch đó bằng tiện tinh, chuốt hoặc mài.Về lý thuyết khôn gia công được các chi tiết từ thép, gang, kim loại màu, nhưng khi gia công kim loại màu phoi bịt nhanh các lỗ trên bề mặt đá nên khả năng cắt của đá bị giảm rất nhanh.Không gia công được các

lỗ có đường kính từ ø6 tới ø1500, chiều dài lỗ từ 10 mm tới 20 mm

11 Trình bày sơ đồ nguyên lý làm việc của phương pháp mài siêu tinh xác, khả năng công nghệ và phạm vi ứng dụng?

Sơ đồ:

Nguyên lý, khả năng công nghệ:

 Phương pháp gia công tinh có thể đạt độ chính xác và độ nhẵn bề mặt cao

 Mài siêu tinh cũng có dụng cụ mang các thanh đá gần giống như khôn nhưng khác khôn ở chỗ :

 Mài siêu tinh có thêm chuyển động lắc ngắn (điều hoà) dọc trục S1

 Dao động dọc trục 500 1200 hành trình kép trong 1 phút

 chiều dài hành trình ngắn 1,55 mm do vật gia công thực hiện

 ngoài ra còn có các chuyển động khác như chi tiết quay tròn Vc

và đều mang dụng cụ di động dọc S để ăn hết chiều dài của vật

 Áp lực của đá mài lên vật gia công rất nhỏ từ F =0.052.5

 áp lực của thanh đá mài lên trục gia công rất nhỏ nên bằng

phương pháp này mài siêu tinh không sửa được sai lệch về hình dáng hình học do nguyên công trước để lại như độ méo độ ô van

 lượng dư của mài siêu tinh từ 57 m

 Trong quá trình mài siêu tinh phải tưới dung dịch làm sạch, dầu nhờn bao gồm 10 phần dầu hoả 1 phần dầu máy bay và dầu thực vật

 Trước khi mài siêu tinh đã phải đạt kích thước đến giới hạn biên của nó theo bản vẽ

Phạm vi ứng dụng:

+ Được ứng dụng gia công tinh mặt trụ, mặt côn, mặt phẳng và mặt cầu + Mài trụ trơn có thể dùng phương pháp mài siêu tinh xác vô tâm

+ Mài mặt phẳng và mặt cầu bằng đá mài hình chậu

12 Trình bày sơ đồ nguyên lý làm việc của gia công bằng tia lửa điện, khả năng công nghệ và phạm vi ứng dụng?

Dòng điện 1 chiều có điện áp từ 100200v từ nguồn qua biến trở

R và nạp vào tụ điện C

Điện cực dụng cụ được nối với cực âm

chi tiết gia công nối vào cực dương

để gia công cho điện nơi dụng cụ tiến dần vào bề mặt chi tiết gia công

hai điện cực tiến lại gần nhau và khi khe hở đến 1 giá trị đủ bé thìđiện áp giữa chúng tăng lên và xuất hiện tia lửa điện

nhiệt lượng do tia lửa điện sinh ra tạo nên nhiệt độ lên tới hàng nghìn độ C làm chảy lỏng và đốt cháy kim loại nằm giữa 2 điện cực do đó tạo nên hình dạng kích thước trên bề mặt gia công

Hình dạng kích thước mặt gia công được quyết định bởi hình dạng kích thước điện cực

Có thể gia công lỗ định hình, cắt đứt, gia công những lỗ rất nhỏ

Chất lượng: đạt độ bóng Ra = 6,3  3,2 m, độ chính xác phụ thuộc vào chế độ gia công.

Phạm vi ứng dụng:

Gia công tia lửa điện EDM là một trong những công nghệ gia

công cơ khí hiện đại và đang ngày càng được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp sản xuất ô tô xe máy, điện tử, máy bay, y tế … Các máy gia công tia lửa điện thường được sử để gia công khuôn mẫu và sản phẩm cơ khí đòi hỏi chính xác cao, có biêndạng khó và có độ cứng cao mà gia công trên các máy công cụ thông thường không hiệu quả hoặc không đáp ứng được

13 Trình bày sơ đồ nguyên lý làm việc của gia công bằng tia nước, khả năng công nghệ và phạm vi ứng dụng?

Khả năng công nghệ

Nguyên lý

14 Trình bày các phương pháp nong lỗ?

Nong lỗ là phương pháp gia công nén ép bề mặt lỗ để nâng cao độ chính xác và độ nhẵn bóng bề mặt lỗ Nong lỗ có thể thực hiện bằng bi cầu hoặc chầy nong

 Nong lỗ bằng bi cầu:

 Bi cầu có đường kính D tiêu chuẩn đúng bằng kích thước lỗ cần gia công

 dùng lực P ép bi cầu sẽ được lỗ có kích thước bằng bi

 phương pháp để gia công lỗ thông cho độ thẳng tâm của

lỗ không cao

 Vì vậy phương pháp này chỉ gia công lỗ ngắn sau khi gia công độ chính xác có thể đạt đến cấp độ 7 độ nhẵn bóng Ra =0,20,1m

 Nong lỗ bằng chầy nong một nấc

 Dùng chày nong có kết cấu thích hợp để đẩy chày hoặc kéo qua lỗ gia công