Giáo trình thiết kế quy trình công nghệ

Với mục đích đó tài liệu này cung cấp những phần 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, đồng thời giới thi

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP NAM ĐỊNH

GIÁO TRÌNH MÔN HỌC : THIẾT KẾ QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ

LỜI GIỚI THIỆU

Hiện nay trong sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, chế tạo máy là một ngành quan trọng của nền kinh tế quốc dân được sử dụng trong hầu hết các lĩnh vực công, nông nghiệp, xây dựng, giao thông, quốc phòng

Các cán bộ kỹ thuật trong ngành chế tạo máy được đào tạo phải có kiến thức kỹ thuật cơ bản về công nghệ chế tạo đồng thời phải biết vận dụng những kiến thức đó để giải quyết những vấn đề cụ thể trong thực tế sản xuất như chế tạo, lắp ráp, sử dụng, sửa chữa

Môn học Thiết kế qui trình công nghệ có vị trí quan trọng trong chương trình đào tạo cán bộ kỹ thuật, công nhân kỹ thuật ngành công nghệ kỹ thuật cơ khí về thiết kế quy trình công nghệ chế tạo các loại máy và các trang bị cơ khí phục vụ các ngành kinh tế như công nghiệp, nông nghiệp, giao thông, điện lực

Mục tiêu của môn học là tạo điều kiện cho người học nắm vững và vận dụng có hiệu quả các phương pháp thiết kế, xây dựng và quản lý các quá trình chế tạo sản phẩm

cơ khí về kỹ thuật sản xuất và tổ chức sản xuất nhằm đạt được các chỉ tiêu về kinh tế kỹ thuật theo yêu cầu trong điều kiện và quy mô sản xuất cụ thể

Với mục đích đó tài liệu này cung cấp những phần 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, đồng thời giới thiệu các phương pháp gia công thông dụng để tạo ra các dạng bề mặt của chi tiết cơ khí với các yêu cầu khác nhau về chất lượng gia công

Trong tài liệu này cũng trình bày một số quy trình công nghệ gia công các chi tiết điển hình đã được áp dụng trong thực tế sản xuất

Trong quá trình biên soạn cuốn sách không tránh khỏi những sai sót Chúng tôi rất mong nhận được các ý kiến đóng góp của bạn đọc và các đồng nghiệp Các ý kiến đóng góp gửi về: Bộ môn Công nghệ cơ khí, Trường Cao đẳng Công nghiệp Nam Định

Nam Định ngày… tháng năm 2018

Tham gia biên soạn

1 Chủ biên : Nguyễn Ngọc Bảo Bùi Huy Tưởng

MỤC LỤC

Chương 2: Phương pháp thiết kế quá trình công nghệ gia công chi tiết máy 14 2.1 Định nghĩa và các khái niệm cơ bản về quá trình lập quy trình công nghệ 14

2.4 Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết 16

Chương 3: Lập quy trình công nghệ gia công chi tiết điển hình 25

3.4 Quy trình công nghệ chế tạo các chi tiết dạng trục 45

3.6 Quy trình công nghệ chế tạo các chi tiết dạng đĩa 63

GIÁO TRÌNH MÔN HỌC: THIẾT KẾ QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ

Tên môn học: Thiết kế quy trình công nghệ

Mã số môn học: C612014010

Vị trí, tính chất của môn học

- Vị trí: Môn học được bố trí sau khi học sinh học xong các môn học chung, trước các môn học/ mô đun đào tạo chuyên môn nghề, sau các mô đun thực hành

cơ bản và nâng cao, là môn học lý thuyết chuyên ngành bắt buộc

- Tính chất: Là môn học lý thuyết chuyên ngành bắt buộc

+ Giải thích, xác định thời gian gia công và thời gian máy, lựa chọn hợp lý chế độ cắt cho các bước

- Về kỹ năng: Lập được quy trình công nghệ gia công một số chi tiết điển hình

- Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: Cẩn thận tỉ mỷ, rèn luyện tính tư duy, sáng tạo, tự chủ nghiên cứu học tập trong vấn đề lập quy trình công nghệ gia công chi tiết máy

CHƯƠNG 1: Quá trình sản xuất và quá trình công nghệ

1 Mục tiêu:

- Hiểu được khái niệm về quá trình sản xuất và quá trình công nghệ, các thành phần của quá trình công nghệ và mục đích của việc phân chia thành các thành phần của quá trình công nghệ trong sản xuất cơ khí

- Trình bày được đặc điểm của các dạng sản xuất và các hình thức tổ chức sản xuất

2 Nội dung chính

1.1 Quá trình sản xuất và các quá trình công nghệ

1.1.1.Quá trình sản xuất

Quá trình sản xuất nói chung là quá trình con người tác động vào tài nguyên thiên nhiên để biến chúng thành các sản phẩm có ích cho xã hội

Ví dụ: Để tạo ra một sản phẩm kim khí quá trình sản xuất bao gồm các công đoạn:

Thăm dò địa chất  khai thác mỏ  luyện kim  tạo phôi  gia công cơ 

nhiệt luyện  kiểm tra  lắp ráp  chạy thử  thị trường  Dịch vụ sau bán hàng

Theo nghĩa hẹp, quá trình sản xuất trong nhà máy cơ khí là quá trình tổng hợp các hoạt động có ích của con người để biến nguyên liệu và bán thành phẩm thành sản phẩm của nhà máy Quá trình tổng hợp đó bao gồm: Chế tạo phôi, gia công cắt gọt, gia công nhiệt luyện, hóa nhiệt luyện, kiểm tra, lắp ráp và hàng loạt quá trình phụ khác như chế tạo dụng cụ, chế tạo đồ gá, vận chuyển, chạy thử, điều chỉnh, sơn, bao bì, đóng gói, bảo quản trong kho…

1.1.2 Quá trình công nghệ

Quá trình công nghệ là một phần của quá trình sản xuất, trực tiếp làm thay đổi trạng thái và tính chất của đối tượng sản xuất Thay đổi trạng thái và tính chất bao gồm: thay đổi hình dáng, kích thước, độ chính xác gia công, chất lượng bề mặt, tính chất cơ lí, vị trí tương quan giữa các bề mặt của chi tiết… Tuỳ theo chức năng, nhiệm vụ mà có các quá trình công nghệ khác nhau:

- Quá trình công nghệ gia công cắt gọt: có nhiệm vụ chủ yếu là làm thay đổi hình dáng, kích thước, độ chính xác gia công, chất lượng bề mặt.v.v của đối tượng sản xuất bằng gia công có tạo phoi

- Quá trình công nghệ tạo phôi: có nhiệm vụ chủ yếu là làm thay đổi hình dáng, kích thước của đối tượng sản xuất Ngoài ra nó còn dễ làm thay đổi tính chất

cơ lí của vật liệu

- Quá trình công nghệ nhiệt luyện: là thay đổi tính chất cơ lí bằng nhiệt của đối tượng sản xuất

- Ngoài ra ta còn có các quá trình công nghệ khác như quá trình công nghệ kiểm tra, quá trình công nghệ lắp ráp…

Xác định quá trình công nghệ hợp lý, rồi ghi thành văn kiện công nghệ đó được coi là quy trình công nghệ

1.2 Các thành phần của quá trình công nghệ

1.2.1 Nguyên công

Nguyên công là một phần của quá trình công nghệ do một công nhân hay một nhóm công nhân gia công liên tục một chi tiết hay một tập hợp chi tiết tại một chỗ làm việc nhất định

- Trong sản xuất đơn chiếc loạt nhỏ thì mỗi máy là một chỗ làm việc do đó quy trình có bao nhiêu máy thì bấy nhiêu nguyên công còn nếu sản lượng gia công lớn thì cần phải quan tâm tới tính liên tục

Ví dụ: Khi gia công chi tiết trục như hình vẽ:

Ý nghĩa của nguyên công: Nguyên công là một phần cơ bản của quá trình công nghệ, tại đó sẽ cho chúng ta biết: định vị, kẹp chặt, bề mặt gia công, dụng cụ cắt, trang thiết bị công nghệ, độ chính xác và chất lượng bề mặt đạt được, chế độ cắt … Từ đó có thể tính toán được giá thành, hạch toán được kinh tế, điều độ được sản xuất

Tên nguyên công vừa được ghi theo số thứ tự bằng chữ số La Mã vừa được ghi theo nội dung công việc

1.2.2 Bước

Bước là một phần của nguyên công được thực hiện bằng một dụng cụ cắt hay một tập hợp dụng cụ cắt, gia công một bề mặt hay một tập hợp các bề mặt trong một lần điều khiển lấy chế độ cắt ( chế độ cắt không đổi)

Ví dụ: NGUYÊN CÔNG V: KHOAN TA RÔ LỖ M20, KHOAN LỖ  22

- Máy: 2H135

- Gia công: Bước 1: Khoan lỗ  17

Bước 2: Khoan lỗ  22 Bước 3: Ta rô ren M20

1.2.3 Đường chuyển dao

- Đường chuyển dao là một lần dịch chuyển của dụng cụ cắt theo phương

chạy dao s để bóc đi một lớp kim loại nhất định Đường chạy dao là một phần của

bước

Ví dụ: Khi tiện trục từ đường kính  A xuống đường kính  B ta cần 3 đường chuyển dao

Việc thực hiện một lần gá có nhiền vị trí nhằm mục đích giảm thời gian gá đặt, nâng cao năng suất gia công đồng thời trong nhiều trường hợp nó còn góp phần nâng cao độ chính xác gia công

1.2.5 Động tác

Động tác là các hành động cụ thể của công nhân trực tiếp tác động vào hệ thống công nghệ nhằm hoàn thành các công việc của một nguyên công

Ví dụ: bấm công tắc, đẩy ụ động, quay bàn dao … là các động tác

Việc đưa khái niệm động tác vào các văn kiện công nghệ nhằm mục đích chủ yếu là

để giải quyết một cách triệt để bài toán về kinh tế Vì trong sản suất loạt lớn, hàng khối nếu thực hiện các động tác không hợp lý sẽ làm giảm năng suất gia công

Chú ý: Sở dĩ phải phân chia quá trình công nghệ thành nhiều thành phần là vì 2 yếu

1



m N N

Trong đó: N- số chi tiết sản xuất trong một năm

N1- số sản phẩm (số máy) được sản xuất trong một năm theo kế hoạch (được cho trong nhiệm vụ thiết kế)

m- số chi tiết trong một sản phẩm

 - số chi tiết được chế tạo thêm để dự trữ (5% đến 7%)

Nếu tính đến số  % (từ 3% đến 6%) phế phẩm chủ yếu trong các phân

xưởng đúc và rèn thì ta có công thức sau:

1.3.2 Dạng sản xuất

1.3.2.1 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

Để phân loại dạng sản xuất có nhiều quan điểm khác nhau ở đây phân loại dạng sản xuất theo sản lượng hàng năm và khối lượng chi tiết

1.3.2.2 Đặc điểm của các dạng sản xuất

a/ Dạng sản xuất đơn chiếc

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

Đặc điểm:

- 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

- 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

- Năng suất: rất thấp và mất nhiều thời gian rà gá, đo dò cắt thử …

- Độ chính xác gia công: Không cao nhất là sự đồng đều của loạt chi tiết

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

b/ Dạng sản xuất 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

Đặc điểm:

- 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 hàng loạt

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

- Sản xuất loạt nhỏ giống sản xuất đơn chiếc

- Sản xuất loạt lớn giống sản xuất đơn chiếc

V- Thể tích của chi tiết (dm3)

g - Khối lượng riêng của vật liệu (Kg/ dm3 )

Thép g = 7,85 kG/dm3; Gang dẻo g = (7,2 – 7,4) kG/dm3 ; Gang xám g = (6,8

- 7,4) kG/dm3 ; Nhôm g = (2,6 – 2,8) kG/dm3 ; Đồng g = 8,72 kG/dm3

Khi có N và Q1 , tra bảng sau ta sẽ xác định được dạng sản xuất

Bảng 1.1: Bảng xác định dạng sản xuất theo số lượng và trọng lượng

Dạng sản

xuất

Q1 – trọng lƣợng của chi tiết

> 200 kG 4 ÷ 200 kG < 4 kG Sản lƣợng hàng năm của chi tiết (chiếc)

1.3.3.1 Sản xuất theo dây chuyền

Sản suất theo dây chuyền là hình thức tổ chức sản xuất mà đối tượng sản xuất đi từ nguyên công đầu đến nguyên công cuối theo một trật tự nhất định

Đặc trưng của sản xuất theo dây chuyền là nhịp sản xuất Nhịp sản xuất là khoảng thời gian lặp lại của chu kì gia công hoặc lắp ráp Nhịp sản xuất dược xác định theo công thức:

tn = T / N (phút/chiếc) (1.2)

Trong đó:

tn - Nhịp sản xuất của dây chuyền

T - Thời gian làm việc (phút)

N - Số đối tượng sản xuất ra trong khoảng thời gian T (chiếc)

Để đảm bảo tính đồng bộ của dây chuyền sản xuất cần phải thoả mãn điều kiện:

1.3.3.2 Sản xuất không theo dây chuyền

Sản xuất không theo dây chuyền là hình thức tổ chức mà các nguyên công của QTCN không bị ràng buộc lẫn nhau về thời gian và địa điểm, máy được bố trí theo nhóm và không phụ thuộc vào thứ tự các nguyên công

Hình thức tổ chức sản xuất này thường được dùng trong sản xuất đơn chiếc loạt nhỏ

1.4 Biện pháp công nghệ

1.4.1 Tr gi c ng

- Đối với từng bề mặt gia công thường gia công theo trật tự sau:

Gia công phá gia công thô gia công bán tinh gia công tinh gia công tinh lần cuối

- Đối với cả quy trình công nghệ thường gia công theo trình tự sau:

Gia công chuẩn  gia công các bề mặt khó gia công kiểm tra trung gian công các bề mặt dễ gia công tổng kiểm tra

1.4.2 Biện ph p c ng nghệ

t n n n c n : là một biện pháp công nghệ nhằm nghiên cứu,

thiết lập một nguyên công ( hoặc bước) mà nguyên công ( hoặc bước) đó được tập trung lại từ hai hay nhiều nguyên công ( hoặc bước) khác

h n tán n n c n là một biện pháp công nghệ nhằm nghiên cứu,

thiết lập một nguyên công ( hoặc bước) mà nguyên công ( hoặc bước) đó được tách

ra từ một hay nhiều nguyên công ( hoặc bước) khác Nguyên công phân tán triệt để nhất là nguyên công chỉ có một bước, bước phân tán triệt để nhất là bước chỉ có một đường chuyển dao

+ Phân tán nguyên công: thường chỉ được sử dụng trong sản xuất k m phát triển và cũng tuỳ điều kiện cụ thể mà chọn biện pháp phân tán thích hợp

Ví dụ: trong sản xuất loạt lớn hàng khối thường phân tán nguyên công triệt

để trên các máy chuyên dùng đơn giản

Ngày nay với sự phát triển của các máy gia công CNC hoặc trung tâm gia công thì một máy có thể gia công được rất nhiều bề mặt trong một lần gá nên khi lập quy trình công nghệ thường chọn biện pháp công nghệ là tập trung nguyên công

Chương 2: Phương ph p hiết kế quá trình công nghệ gia công chi tiết máy

Mục tiêu:

- Trình bày đầy đủ 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

- Trình bày được yêu cầu kỹ thuật, chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết theo bản vẽ 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

- 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, chọn

- Trình bày các phương pháp tính lượng dư theo thống kê, kinh nghiệm và theo phương pháp phân tích

- Trình bày được các yêu cầu kỹ thuật và phương pháp chọn phôi cho các bước công nghệ

- Xác định được lượng dư gia công, vật liệu gia công, vật liệu dụng cụ cắt và các đặc tính kỹ thuật, độ cứng vững của máy để chọn, tính toán, tra bảng chế độ cắt phù hợp cho từng bước nguyên công, đảm bảo hệ số an toàn

- Giải thích và xác định được các thành phần thời gian gia công một chi tiết theo yêu cầu

Nội dung chính

2.1 Định nghĩ và c c kh i niệm cơ bản về qu rình l p quy rình c ng nghệ

Bất cứ một sản phẩm nào trước khi đưa vào sản xuất đều phải qua giai đoạn chuẩn bị sản xuất Một trong những công việc chính của công tác chuẩn bị sản xuất

là thiết lập quy trình công nghệ gia công cơ

Thiết kế quy trình công nghệ gia công cơ là lập nên những văn kiện, tài liệu để phục vụ và hướng dẫn cho việc gia công các chi tiết trên máy, bao gồm cả việc thiết

kế những trang bị cần thiết Mục đích là nhằm hướng dẫn công nghệ, lập các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật, kế hoạch sản xuất và điều hành sản xuất

Mức độ phức tạp của quy trình công nghệ phụ thuộc vào dạng sản xuất Trong sản xuất loạt nhỏ, đơn chiếc quy trình công nghệ chỉ bao gồm trình tự các nguyên

công với một số thông số cần thiết như máy, dao, thời gian gia công, bậc thợ Còn sản xuất loạt lớn, hàng khối thì quy trình rất quy mô, tỷ mỷ, bao gồm nhiều tài liệu khác nhau

Để một quy trình công nghệ thiết kế ra được tốt thì phải có các điều kiện sau:

- Phải đảm bảo chất lượng sản phẩm

- Phương pháp gia công phải kinh tế nhất

- Áp dụng được những thành tựu mới nhất trong khoa học kỹ thuật

- Phải thích hợp với điều kiện cụ thể của nhà máy, khả năng và lực lượng cán bộ, công nhân, thiết bị

- Phải tranh thủ sử dụng các sáng kiến kinh nghiệm hợp lý hóa sản xuất

- Ứng dụng những hình thức tổ chức sản xuất tiên tiến

Có hai trường hợp lập quy trình công nghệ, một là khi thiết kế một nhà máy mới, hai là trong những điều kiện của một nhà máy đang hoạt động

* Lập quy trình công nghệ theo đồ án được dùng khi thiết kế những nhà máy mới, phân xưởng mới

Lúc đầu ta thiết kế một quy trình công nghệ theo các tài liệu ban đầu của vật phẩm chế tạo trong nhà máy đã cho Sau đó tính phụ tải của máy, đồng thời trên cơ sở quy trình

đã thiết kế ta phải định trước việc phân nhóm loạt thiết bị này theo từng phân xưởng riêng và bố trí chúng Trường hợp này, điều kiện để lựa chọn trang thiết bị rộng rãi hơn, quy trình công nghệ phải linh hoạt để có thể sửa đổi theo yêu cầu

* Lập quy trình công nghệ theo điều kiện sản xuất đang tồn tại được dùng khi phân xưởng, nhà máy đã có phải chế tạo những sản phẩm mới

Khi lập quy trình công nghệ theo cách này thì quy trình công nghệ chịu những hạn chế chặt chẽ hơn về thiết bị, diện tích, tải trọng máy, kế hoạch sản xuất nhưng lại được thừa kế những kinh nghiệm sản xuất

+ Ghi đầy đủ kích thước, dung sai và các điều kiện kỹ thuật khác

+ Ghi rõ những chỗ cần gia công đặc biệt (ví dụ: gia công khi lắp)

+ Ghi rõ vật liệu, phương pháp nhiệt luyện, độ cứng yêu cầu

- Sản lượng chi tiết kể cả thành phần dự trữ

- Hình vẽ bộ phận của sản phẩm trong đó có chi tiết gia công

- Những tài liệu về thiết bị: thuyết minh máy, các tiêu chuẩn dao, đồ gá

Ngoài ra, còn cần có các tài liệu, sổ tay khác như: tiêu chuẩn xác định lượng dư, dung sai, vật liệu, sổ tay về đồ gá, tiêu chuẩn về chế độ cắt, định mức kinh tế - kỹ thuật

2.3 C c bước hiế kế quy rình gi c ng

Thiết kế quy trình công nghệ nên theo trình tự như sau:

- Nghiên cứu bản vẽ chi tiết, kiểm tra lại tính công nghệ của nó

- Phân loại chi tiết, sắp đặt vào các nhóm

- Xác định dạng sản xuất

- Chọn phôi và phương pháp chế tạo phôi

- Xác định chuẩn và chọn cách định vị, kẹp chặt cho mỗi nguyên công

- Lập thứ tự các nguyên công

- Chọn máy cho mỗi nguyên công

- Tính lượng dư giữa các nguyên công và dung sai nguyên công

- Chọn dụng cụ cắt và dụng cụ đo lường

- Chọn đồ gá, nếu cần thì thiết kế đồ gá

- Xác định chế độ cắt

- Định bậc thợ

- Định mức thời gian và năng suất, tính toán kinh tế, so sánh phương án

- Ghi vào phiếu công nghệ, vẽ các sơ đồ nguyên công

2.4 Phân ích ính c ng nghệ rong kế cấu củ chi iế

Tính công nghệ trong kết cấu là một tính chất quan trọng của sản phẩm hoặc chi tiết

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 và quy mô sản xuất nhất định

Khi nghiên cứu nâng cao tính công nghệ của kết cấu cơ khí, ta phải dựa vào một số

cơ sở sau đây:

1 Tính công nghệ của kết cấu phụ thuộc rất nhiều vào quy mô sản xuất, tính chất hàng loạt của sản phẩm Vì quy mô sản xuất và tính hàng loạt quyết định rất nhiều mức

độ hợp lý của việc sử dụng phương pháp công nghệ này hay phương pháp công nghệ khác trong việc chế tạo sản phẩm Việc ứng dụng vào thực tế một phương hướng công nghệ nào đó đòi hỏi phải tiến hành hàng loạt công việc và chi phí để trang bị máy móc, đồ gá, dụng cụ Do đó, khi thiết kế phải lưu ý đến tính công nghệ của kết cấu

2 Tính công nghệ của kết cấu cần phải được nghiên cứu đối với toàn bộ sản phẩm Nếu chỉ tách riêng từng chi tiết riêng lẻ ra để nghiên cứu tính công nghệ thì có thể dẫn đến sự thay đổi rất nhiều, có khi xét toàn bộ sản phẩm thì tính công nghệ trong kết cấu lại

k m đi

3 Nghiên cứu tính công nghệ của kết cấu phải được đặt ra và giải quyết triệt để trong từng giai đoạn của quá trình sản xuất Vì quá trình sản xuất một mặt hàng rất phức tạp nên phải được xem xét từng bước về kết cấu để tìm cách giải quyết hợp lý các vấn đề nhằm đưa lại hiệu quả kinh tế lớn nhất

4 Nghiên cứu tính công nghệ của kết cấu phải tính đến đặc điểm của nơi sẽ sản xuất

ra sản phẩm ấy

Những điểm trên nói lên tính tương đối về tính công nghệ của kết cấu trong gia công

và lắp ráp Một kết cấu có tính công nghệ cao ở xí nghiệp này nhưng chưa hẳn là cao ở xí nghiệp khác

Để đánh giá được tính công nghệ cao hay thấp thì chỉ tiêu bao trùm nhất và có thể dùng trong mọi trường hợp là giá thành chế tạo sản phẩm

Trong thực tế, thường dùng hai chỉ tiêu chính là khối lượng lao động và khối lượng vật liệu tiêu tốn để chế tạo ra sản phẩm

* Đối với quá trình gia công cắt gọt, tính công nghệ của kết cấu chi tiết máy được

x t trên cơ sở các yêu cầu cụ thể như sau:

- Giảm lượng vật liệu cắt gọt bằng cách thiết kế phôi và các bề mặt gia công hợp lý, xác định chính xác lượng dư gia công, giới hạn khối lượng cắt gọt chỉ ở những bề mặt quan trọng

Hình 6.1: Kết cấu giảm lượng vật liệu

- Giảm quãng đường chạy dao khi cắt

- Đơn giản hóa kết cấu, đảm bảo gia công kinh tế (tách chi tiết phức tạp thành các chi tiết đơn giản, dễ gia công, gá được nhiều chi tiết khi gia công)

Hình 6.2: Kết cấu tách chi tiết phức tạp thành chi tiết đơn giản

Hình 6.3: Kết cấu gá được nhiều chi tiết khi gia công

- Tạo điều kiện sử dụng dụng cụ tiêu chuẩn, thống nhất

- Đảm bảo dụng cụ cắt làm việc thuận tiện, không bị va đập khi cắt, ăn dao và thoát dao dễ dàng

Hình 6.4: Kết cấu đảm bảo dụng cụ cắt làm việc thuận tiện

- Đảm bảo chi tiết đủ cứng vững, tạo điều kiện cắt gọt với chế độ cắt lớn

Hình 6.5: Kết cấu đảm bảo chi tiết cứng vững

- Góp phần giảm phí tổn điều chỉnh thiết bị, trang bị công nghệ, giảm số lần gá đặt chi tiết khi gia công

- Phân biệt rõ ràng giữa bề mặt gia công và bề mặt không gia công

Hình 2.6: Kết cấu phân biệt rõ bề mặt gia công và không gia công

2.5 Phân ích và l chon phương ph p chế ạo ph i

Trong thực tế sản xuất, phôi thường được chọn theo hai hướng sau:

- Theo hình dạng chi tiết gia công, với cách này phôi có hình dạng và kích thước gần như chi tiết hoàn chỉnh Lúc đó, chi phí gia công sẽ được giảm xuống nhưng có thể chi phí sản xuất phôi sẽ lớn, đặc biệt là với sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ (ví dụ như phôi của trục khuỷu)

- Theo các phôi liệu được sản xuất sẵn, sử dụng rộng rãi (phôi cán) Trường hợp này thì có thể lượng dư gia công sẽ khá lớn, dẫn đến chi phí gia công cao nhưng có ưu điểm là chi phí cho việc chế tạo phôi thấp

Việc chọn loại và phương pháp chế tạo phôi là một vấn đề tổng hợp nhằm mục đích đảm bảo hiệu quả kinh tế - kỹ thuật Phương án phôi hợp lý nhất là phương án có tổng phí tổn ít nhất

Lựa chọn phương pháp chế tạo phôi có thể căn cứ vào các yếu tố sau:

- Căn cứ vào vật liệu chế tạo chi tiết Ví dụ như chi tiết bằng gang thì dùng phương pháp đúc; bằng th p thì dùng phương pháp cán, rèn, dập, đúc

- Căn cứ vào hình dạng chi tiết và yêu cầu kỹ thuật Chi tiết có hình dạng phức tạp thì dùng phương pháp đúc; chi tiết đơn giản, kích thước lớn thì dùng cán

- Căn cứ vào dạng sản xuất Nếu sản xuất đơn chiếc, loạt nhỏ thì dùng đúc trong khuôn cát, đúc thủ công, hàn, rèn; sản xuất loạt lớn, hàng khối thì dùng đúc áp lực, đúc trong khuôn kim loại

- Căn cứ vào điều kiện cụ thể Xem x t điều kiện kỹ thuật nhà máy sản xuất có cho

ph p gia công được các loại phôi nào, từ đó tìm hướng lựa chọn phương pháp chế tạo phôi

2.6 C c nguyên ắc khi x c định hứ c c nguyên c ng

- Tuân theo Thứ tự biến đổi về tính chất hình học:

+ Gia công thô

+ Gia công bán tinh

+ Gia công tinh

+ Gia công rất tinh

- Tuân theo Thứ tự biến đổi về tính chất cơ lý:

+ Gia công trước nhiệt luyện

+ Nhiệt luyện

+ Gia công sau nhiệt luyện

- Tuân theo Thứ tự hình thành các bề mặt theo nguyên tắc chọn chuẩn:

+ Trước tiên gia công các bề mặt làm chuẩn định vị

+ Sau đó gia công các bề mặt còn lại

- Thứ tự gia công phụ thuộc dạng phôi:

+ Phôi chính xác có thứ tự gia công khác phôi kém chính xác

+ Phôi thanh có thứ tự gia công khác phôi rời

- Thứ tự gia công phụ thuộc vào điều kiện sản xuất cụ thể (máy, trang bị công nghệ )

- Thứ tự gia công phù hợp vi quy hoạch mặt bằng sản xuất có sẵn để tiết kiệm chi phí vận chuyển

2.7 Thiế kế nguyên c ng

2.7.2.1 Nguyên ắc chung

Khi chọn chuẩn để gia công, ta 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, còn chuẩn dùng trong các nguyên công tiếp theo là chuẩn tinh

Mục đích của việc chọn chuẩn là để bảo đảm:

- Chất lượng của chi tiết trong quá trình gia công

- Nâng cao năng suất và giảm giá thành

2.7.2.2.Nguyên ắc chọn chuẩn h

Chuẩn thô thường được dùng trong ở nguyên công đầu tiên trong quá trình gia công

cơ Việc chọn chuẩn thô có ý nghĩa quyết định đối với quá trình công nghệ, nó có ảnh hưởng đến các nguyên công tiếp theo và độ chính xác gia công của chi tiết

Khi chọn chuẩn thô phải chú ý hai yêu cầu:

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

- Bảo đảm độ chính xác cần thiết về vị trí tương quan giữa các bề mặt không gia công và các bề mặt sắp gia công

Dựa vào các yêu cầu trên, người ta đưa ra 5 nguyên tắc khi chọn chuẩn thô:

1 Nếu chi tiết gia công có một bề mặt không gia công thì nên chọn bề mặt đó làm chuẩn thô, vì như vậy sẽ làm cho sự thay đổi vị trí tương quan giữa bề mặt gia công và bề mặt không gia công là nhỏ nhất

Ví dụ: Hình bên là chi tiết có các bề mặt B,C, D được gia công, duy nhất chỉ có

bề mặt A là không gia công Ta chọn bề mặt A làm chuẩn thô để gia công các mặt B, C, D

để đảm bảo độ đồng tâm với A

Hình 4.22: Chuẩn thô là mặt không gia công

2 Nếu có một số bề mặt không gia công thì nên chọn bề mặt không gia công nào có yêu cầu độ chính xác về vị trí tương quan cao nhất đối với các bề mặt gia công làm chuẩn thô

Ví dụ: Khi gia công lỗ biên, nên lấy mặt A làm chuẩn thô để đảm bảo lỗ có bề dày đều nhau vì yêu cầu về vị trí tương quan giữa tâm lỗ với mặt A cao hơn đối với mặt

B

Hình 4.23: Chuẩn thô là mặt không gia công có vị trí tương quan cao nhất

3 Nếu tất cả các bề mặt phải gia công, nên chọn mặt nào có lượng dư nhỏ, đều làm chuẩn thô

Hình 4.24: Băng máy tiện

Ví dụ khi gia công băng máy tiện, người ta chọn mặt B làm chuẩn thô để gia công mặt A, sau đó lấy mặt A làm chuẩn để gia công lại mặt B Vì khi đúc, mặt B nằm ở nằm ở nửa phần khuôn dưới có cấu trúc kim loại tốt nên khả năng chống mòn tốt

4 Cố gắng chọn bề mặt làm chuẩn thô tương đối bằng phẳng, không có bavia,đậu ngót, đậu rót hoặc quá gồ ghề

5 Chuẩn thô chỉ nên dùng một lần trong cả quá trình gia công

2.7.2.3 Nguyên ắc chọn chuẩn inh

Khi chọn chuẩn tinh, người ta cũng đưa ra 5 nguyên tắc sau:

1 Cố gắng chọn chuẩn tinh là chuẩn tinh chính, khi đó chi tiết lúc gia công sẽ có

vị trí tương tự lúc làm việc Vấn đề này rất quan trọng khi gia công tinh

Ví dụ: Khi gia công răng của bánh răng, chuẩn tinh được chọn là bề mặt lỗ của bánh răng, chuẩn tinh này cũng là chuẩn tinh chính vì sau này nó sẽ được lắp với trục

2 Cố gắng chọn chuẩn định vị trùng với gốc kích thước để sai số chọn chuẩn bằng 0

3 Chọn chuẩn sao cho khi gia công, chi tiết không bị biến dạng do lực cắt, lực kẹp Mặt chuẩn phải đủ diện tích định vị

4 Chọn chuẩn sao cho kết cấu đồ gá đơn giản và thuận tiện khi sử dụng

5 Cố gắng chọn chuẩn thống nhất, tức là trong nhiều lần cũng chỉ dùng một chuẩn

để thực hiện các nguyên công của cả quá trình công nghệ, vì khi thay đổi chuẩn sẽ sinh ra sai số tích lũy ở những lần gá sau

2.7.3 Lập sơ đồ gá đặt

2.7.4 Chọn máy

Khi gia công cắt gọt, máy cắt được xác định theo các nguyên tắc sau:

- Máy được chọn phải đảm bảo thực hiện được phương pháp gia công đã xác định, ứng với chi tiết gia công

- Máy được chọn phải đảm bảo đạt yêu cầu chất lượng gia công Thông thường chọn máy có cấp chính xác lớn hơn cấp chính xác cần thực hiện từ 1 2 cấp

- Công suất và phạm vi điều chỉnh thông số công nghệ của máy phải tạo điều kiện gia công tốt, nghĩa là đạt chất lượng và năng 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 các máy chuyên dùng

2.7.5 Chọn dụng cụ cắt

2.8 Tính o n hời gi n gi c ng

Thời gian gia công được xác định đảm bảo nguyên tắc tận dụng với hiệu quả cao nhất vốn thời gian làm việc của trang thiết bị, dụng cụ công nghệ và sức lao động

Trong thực tế, thường xác định thời gian gia công theo hai phương pháp là bấm giờ

và dựa vào định mức tiêu chuẩn Nói chung, phương pháp bấm giờ sát thực tế hơn nên đạt hiệu quả tốt hơn vì thời gian cần thiết để thực hiện các công việc trong quá trình gia công được xác định trên cơ sở quan sát, phân tích từng động tác

Chương 3: L p quy trình công nghệ gia công chi tiế điển hình

Mục tiêu:

- Xác định hợp lý các thành phần của quy trình công nghệ

- Lập được bản quy trình gia công chi tiết điển hình theo yêu cầu

Nội dung chính

3.1 Khái niệm công nghệ điển hình

Trong ngành Chế tạo máy, chi tiết gia công có hình dạng hình học rất phong phú và với mỗi chi tiết thì sẽ một có quy trình công nghệ chế tạo Tuy nhiên, chúng ta có thể tập hợp một số rất lớn các chi tiết và nhóm máy thành một số loại có hạn, bảo đảm có khả năng chuyển từ quá trình công nghệ đơn chiếc thành quá trình công nghệ hàng loạt mang dấu hiệu điển hình đặc trưng cho từng loại Những chi tiết được xếp cùng một loại hay nhóm khi chúng có chức năng và quy trình công nghệ tương tự nhau

Trong điều kiện sản xuất hàng loạt, quy trình công nghệ điển hình có tác dụng làm giảm bớt công việc chuẩn bị sản xuất, không cần lập một hoặc một vài phương án công nghệ cho riêng từng chi tiết, không cần thiết kế và chế tạo trang bị công nghệ riêng cho từng chi tiết

Hiện nay, các chi tiết cơ khí được phân loại thành các chi tiết dạng hộp, dạng càng, dạng bạc, dạng trục, dạng đĩa Chương này sẽ trình bày quy trình công nghệ gia công cho từng dạng chi tiết điển hình này

Khi làm công tác chuẩn bị sản xuất một chi tiết nào đó, trước hết cần xem xét nó thuộc dạng chi tiết nào trong các dạng trên để định hướng và tham khảo quy trình công nghệ điển hình của chi tiết tương ứng, trên cơ sở đó bổ sung những nội dung cần thiết để

có được quy trình công nghệ gia công cho chi tiết cần sản xuất

3.2 Quy trình công nghệ chế tạo các chi tiết dạng hộp

3.2.1 Đặc điểm và yêu cầu kỹ thuật

Hình 3.1 Chi tiết dạng hộp

Hộp có rất nhiều kiểu và công dụng cũng khác nhau tùy theo yêu cầu làm việc Đặc điểm của các chi tiết hộp là có nhiều vách, độ dày mỏng của các vách khác nhau, trong các vách lại có nhiều gân, nhiều phần lồi lõm; nhiều mặt phẳng phải gia công

để làm mặt tiếp xúc; đặc biệt trên hộp có nhiều lỗ phải gia công chính xác để thực hiện các mối lắp ghép

Tuz theo công dụng mà lỗ trên hộp được chia ra hai loại:

- Lỗ chính: Là lỗ yêu cầu gia công chính xác dùng để lắp ghép

- Lỗ phụ: Là lỗ không yêu cầu gia công chính xác thường là lỗ kẹp chặt, bôi trơn Nhìn chung, hộp là loại chi tiết phức tạp, khó gia công, khi chế tạo phải đảm bảo nhiều yêu cầu kỹ thuật khác nhau

3.2.1.2 Yêu cầu kỹ thuật:

Những yêu cầu kỹ thuật cơ bản của hộp là:

- Độ không phẳng và độ không song song của các bề mặt chính trong khoảng 0,05

 0,1 mm trên toàn bộ chiều dài, Ra = 5  1,25

- Các lỗ có độ chính xác cấp 6  8, Ra = 2,5  0,63 đôi khi cần đạt cấp 5 và Ra

=0,32 Sai số hình dáng các lỗ là 0,5  0,7 dung sai đường kính lỗ

- Dung sai khoảng cách tâm giữa các lỗ phụ thuộc vào chức năng của nó, nếu là lỗ lắp trục bánh răng thì dung sai khoảng cách tâm là 0,02  0,1 mm Dung sai độ không song song của các tâm lỗ bằng dung sai khoảng cách tâm Độ không vuông góc của các tâm lỗ khi lắp bánh răng côn và trục vít - bánh vít là 0,02  0,06 mm

- Dung sai độ không đồng tâm của các lỗ bằng 1/2 dung sai đường kính lỗ nhỏ nhất

- Độ không vuông góc giữa mặt đầu và tâm lỗ trong khoảng 0,01  0,05 trên 100

mm bán kính

3.2.2 Tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết dạng hộp

Tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết hộp có { nghĩa đặc biệt quan trọng bởi vì

nó không những ảnh hưởng rất lớn tới công sức lao động khi chế tạo mà còn có ảnh hưởng tới việc tiêu hao vật liệu Vì vậy, ngay từ khi thiết kế phải đảm bảo các yêu cầu về tính công nghệ của kết cấu như:

- Hộp phải có đủ độ cứng vững để khi gia công không bị biến dạng và có thể dùng chế độ cắt cao, đạt năng suất cao

- Các bề mặt làm chuẩn phải có đủ diện tích nhất định, phải cho phép thực hiện nhiều nguyên công khi dùng bề mặt đó làm chuẩn Ngoài ra, bề mặt chuẩn còn phải tạo điều kiện để gá đặt chi tiết nhanh khi gia công và lắp ráp

- Các bề mặt cần gia công không được có vấu lồi, lõm; phải thuận lợi cho việc ăn dao, thoát dao Kết cấu của các bề mặt phải tạo điều kiện cho việc gia công đồng thời bằng nhiều dao

- Các lỗ trên hộp nên có kết cấu đơn giản, không nên có rãnh hoặc có dạng định hình, bề mặt lỗ không được đứt quãng Các lỗ đồng tâm nên có đường kính giảm dần từ ngoài vào trong Các lỗ nên thông suốt và ngắn

- Không nên bố trí các lỗ nghiêng so với mặt phẳng của các vách để khi gia công tránh hiện tượng dao (khoan, khoét, doa) bị ăn dao lệch hướng

- Các lỗ kẹp chặt phải là các lỗ tiêu chuẩn

3.2.3 Vật liệu, phôi và phương pháp chế tạo phôi

Vật liệu để chế tạo các chi tiết hộp thường dùng là gang xám, thép đúc, hợp kim nhôm và những thép tấm để hàn

Tùy theo điều kiện làm việc, số lượng hộp và vật liệu mà phôi được chế tạo bằng các phương pháp khác nhau Phổ biến nhất là phôi gang đúc, phôi thép đúc, phôi hợp kim nhôm đúc, trong một số trường hợp người ta dùng phôi dập, phôi hàn

* Phôi đúc: bao gồm cả phôi gang, thép hoặc hợp kim nhôm là những loại phôi

phổ biến nhất để chế tạo các chi tiết dạng hộp Thường dùng các phương pháp đúc sau

để chế tạo phôi đúc:

- Đúc gang trong khuôn cát, mẫu gỗ, làm khuôn bằng tay Phương pháp này cho độ chính xác thấp, lượng dư gia công cắt gọt lớn, năng suất thấp, đòi hỏi trình độ công nhân cao Phương pháp này thích hợp đối với dạng sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ

- Đúc gang trong khuôn cát, mẫu kim loại, làm khuôn bằng máy Phương pháp này cho độ chính xác cao, lượng dư gia công cắt gọt nhỏ Phương pháp này thích hợp đối với dạng sản xuất hàng loạt và hàng khối

- Đúc trong khuôn vỏ mỏng thì chi tiết đúc ra đạt độ chính xác 0,3  0,6 mm, tính chất cơ học tốt Phương pháp này dùng trong hàng loạt lớn và hàng khối nhưng thường chỉ dùng để đúc các chi tiết có trọng lượng nhỏ

- Đúc áp lực có thể tạo nên các chi tiết hộp cỡ nhỏ có hình thù phức tạp

Các chi tiết hộp đúc ra thường nguội không đều, gây ra biến dạng nhiệt và ứng suất dư Cho nên cần có biện pháp khử ứng suất dư trước khi gia công cắt gọt

* Phôi hàn: được chế tạo từ thép tấm rồi hàn lại thành hộp Loại này được dùng

trong sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ vì sẽ rút ngắn được thời gian chuẩn bị phôi, đạt hiệu quả kinh tế cao (so với phôi đúc) Phôi hàn có 2 kiểu:

- Kiểu thô: Hàn các tấm thép lại thành hộp rồi mới gia công

- Kiểu tinh: Hàn các tấm thép đã được gia công sơ bộ các bề mặt cần thiết thành hộp, sau đó mới gia công tinh lại

Phôi hàn thì luôn có ứng suất dư và việc khử ứng suất dư của phôi hàn thường gặp khó khăn

dạng sản xuất loạt lớn và hàng khối Ta có thể dập nóng đối với thép còn hợp kim màu thì có thể dập nguội Phương pháp dập tạo được cơ tính tốt và đạt năng suất cao

3.2.4 Quy trình công nghệ chế tạo chi tiết dạng hộp

Gây ra sai số góc xoay ảnh hưởng đến độ chính xác của một số kích thước khác Gia công thêm hai lỗ dùng làm chuẩn tinh phụ

Thích hợp với các chi tiết hộp cỡ nhỏ

* Chuẩn tinh là hệ 3 mặt phẳng vuông góc:

Hình 7.3 Chuẩn tinh 2

+ Ưu điểm: độ cứng vững cao, gá đặt đơn giản, phù hợp chi tiết hộp cỡ lớn

+ Nhược điểm: Đồ gá cồng kềnh phức tạp, khi gá đặt các chi tiết lớn phải có các cơ cấu áp sát các mặt chuẩn định vị vào đồ gá, trong nhiều trường hợp phải gia công thêm các chuẩn tinh phụ

* Ngoài ra có thể kết hợp hai sơ đồ trên hoặc sử dụng các kết cấu sẵn có trên hộp làm chuẩn

b, Chuẩn thô:

- Chuẩn thô có thể chọn là các lỗ cơ bản

- Chuẩn thô có thể chọn là mặt trong của hộp

- Chuẩn thô có thể chọn là mặt ngoài của hộp

- Chuẩn thô có thể chọn là các kết cấu sẵn có

Hình 7.4: Sơ đồ định vị khi chọn chuẩn thô ở nguyên công đầu tiên

3.2.4.2 Trình tự gia công các bề mặt chủ yếu

Khi gia công chi tiết hộp nên theo trình tự sau:

- Gia công chuẩn

- Gia công các mặt phẳng

- Gia công các lỗ chính

- Kiểm tra trung gian

- Gia công các mặt còn lại

- Tổng kiểm tra

3.2.5 Biện pháp thực hiện các nguyên công chính

3.2.5.1 Gia công mặt chuẩn:

- Gia công mặt phẳng:

Trong sản xuất loạt nhỏ đơn chiếc thường được gia công trên các máy phay hoặc máy bào, với các hộp có mặt chuẩn vuông góc hoặc gần tròn có thể gia công trên máy tiện

Trong sản xuất loạt lớn hàng khối thường được gia công trên các máy nhiều trục (máy phay giường) hoặc sử dụng đồ gá quay để gia công liên tiếp nhiều vị trí

- Gia công hai lỗ chuẩn:

Thường được thực hiện trên máy khoan cần, hai lỗ dùng làm chuẩn định vị cần đạt độ chính xác cao về kích thước cũng như độ vuông góc đường tâm lỗ với mph định

vị, vì vậy các lỗ này bắt buộc phải gia công qua nhiều bước công nghệ (khoan - khoét - doa)

Để đảm bảo độ vuông góc giữa đường tâm lỗ với mặt phẳng định vị, tốt nhất nên gia công chúng trên cùng 1 lần gá trên các máy chuyên dùng hoặc trên các trung tâm gia công, cũng có thể đảm bảo yêu cầu này bằng các biện pháp sau:

- Dùng chuẩn tinh thống nhất

- Dùng mặt phẳng đã gia công làm chuẩn để gia công 2 lỗ

3.2.5.2 Gia công các mặt ngoài của hộp:

Gia công các mặt ngoài của hộp được tiến hành bằng các phương pháp bào phay, tiện, mài hoặc chuốt

Trong sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ thường dùng phương pháp bào vì phương pháp này đơn giản và rẻ tiền

Trong sản xuất loạt vừa và lớn thường dùng phương pháp phay

Trong sản xuất hàng khối đã và đang sử dụng rộng rãi phương pháp phay liên tục trên máy phay có bàn quay và máy phay có tang trống để gia công hai mặt phẳng song song cùng một lúc bằng hai dao được bố trí trên hai trục chính ở hai phía Gia công trên loại máy này có độ cứng vững cao đảm bảo năng suất và độ chính xác cao, đặc biệt là độ song song của hai mặt gia công

Những hộp có mặt ngoài và mặt trong tròn xoay nếu cỡ nhỏ có thể gia công trên máy tiện

Gia công tinh các mặt ngoài của hộp trong sản xuất hàng loạt và hàng khối được thực hiện trên máy mài, còn trong sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ thường dùng phương pháp cạo

3.2.5.3 Gia công các lỗ chính của hộp:

Khi gia công lỗ chính trên hộp thường gặp hai trường hợp: Gia công các lỗ đồng phẳng và các lỗ đồng trục

a, Gia công các lỗ đồng phẳng:

* Gia công theo vạch dấu: Vị trí của lỗ gia công được xác định nhờ vạch dấu

Ưu điểm: Đơn giản

Nhược điểm: Năng suất thấp, độ chính xác thấp

* Gia công theo bạc chuẩn:

* Gia công dùng căn mẫu:

* Gia công bằng điều chỉnh du xích trên bàn máy:

* Gia công theo bạc dẫn hướng: Bạc dẫn hướng có 2 nhiệm vụ:

- Xác định vị trí lỗ gia công

* Gia công trên máy khoan nhiều trục hoặc các máy tổ hợp nhiều trục chính:

* Ngoài ra còn sử dụng đầu khoan nhiều trục gia công các bích

Hình 7.7: Đầu khoan nhiều trục

Hình 7.9: Gia công lỗ đồng thời hai lỗ trên máy doa

Nếu khoảng cách đó ngắn có thể sử dụng trục dao côngxôn, khi đó trục dao được nối cứng với trục chính của máy

- Sau khi gia công xong một lỗ dùng nó để dẫn hướng để gia công lỗ tiếp theo

Hình 7.10: Sơ đồ gia công từng lỗ

Hai phương án trên cho độ chính xác kém hơn vì vừa ảnh hưởng độ cứng vững của trục dao và khe hở của bạc Có ưu điểm là gia công trên cùng một lần gá

- Gia công xong lỗ ở một vách, sau đó quay bàn máy một góc 1800 để gia công lỗ đối diện, ở phương án này độ chính xác đồng tâm giữa các lỗ phụ thuộc vào độ chính xác phân độ của bàn máy

3.2.5.5 Gia công chính xác các lỗ lắp ghép

Nếu trên hộp có các lỗ cần đảm bảo độ chính xác cấp 6, 7 thì phải gia công tinh lần cuối Các phương pháp gia công tinh lần cuối có thể là doa mỏng, mài khôn, lăn ép, mài nghiền,

3.2.5.6 Kiểm tra hộp

- Độ thẳng của mặt phẳng được kiểm tra bằng cách dùng thước hoặc đồng hồ so

Độ phẳng được kiểm tra bằng đồng hồ so hoặc bàn rà trên đó có bôi sơn đỏ để áp vào mặt kiểm tra

- Độ chính xác kích thước lỗ được kiểm tra bằng dụng cụ đo thích hợp Nếu chiều sâu lỗ nhỏ thì dùng thước cặp, calip; nếu chiều sâu lỗ lớn thì dùng đồng hồ đo lỗ

- Độ chính xác hình dáng hình học được kiểm tra bằng đồng hồ so

- Độ đồng tâm giữa các lỗ cơ bản được xác định bằng trục kiểm tra với đồng hồ so như hình sau Ta lắp hai trục chuẩn vào hai lỗ cần đo độ đồng tâm (lắp không có khe hở), cho trục bên trái quay Sai lệch chỉ thị lớn nhất trên đồng hồ sau một vòng quay là độ đảo hướng tâm giữa hai trục bằng hai lần độ đồng tâm giữa hai trục

Hình 7.11: Sơ đồ đo độ đồng tâm giữa hai lỗ

- Độ song song giữa đường tâm lỗ và mặt đáy được đo theo sơ đồ sau: cho đồng

hồ so rà trên trục chuẩn (lắp trong lỗ) về phía bên phải, chỉnh cho đồng hồ so về 0 khi mũi dò tiếp xúc với đường sinh cao nhất của trục Rà đồng hồ so về phía đầu bên trái của trục, giá trị trên đồng hồ so là giá trị độ song song giữa tâm lỗ và mặt đáy

Hình 7.12: Sơ đồ đo độ song song giữa đường tâm lỗ và mặt đáy

- Độ vuông góc giữa tâm lỗ và mặt đầu được xác định bằng đồng hồ so hoặc calip chuyên dùng theo sơ đồ sau:

Hình 7.13: Sơ đồ xác định độ vuông góc giữa tâm lỗ và mặt đầu

3.3 Quy trình công nghệ chế tạo các chi tiết dạng càng

3.3.1 Đặc điểm và yêu cầu kỹ thuật

3.3.1.1 Đặc điểm:

Càng là loại chi tiết có một hoặc một số lỗ cơ bản cần gia công đạt độ chính xác cao

mà đường tâm của chúng song song với nhau hoặc tạo với nhau một góc nào đó

Ngoài ra, trên càng còn có các lỗ dùng để kẹp chặt, các rãnh then, các mặt đầu và các yếu tố khác cần phải gia công

Chi tiết dạng càng thường có chức năng biến chuyển động thẳng của chi tiết này thành chuyển động quay của chi tiết khác Ngoài ra, chi tiết dạng càng còn dùng để đẩy bánh răng di trượt khi cần thay đổi tỷ số truyền trong các hộp tốc độ

Càng gạt, càng nối, cánh tay đòn, đòn kẹp, đòn gánh, tay biên và những chi tiết tương tự là các khâu động học của các cơ cấu máy, dụng cụ, trang bị công nghệ đều thuộc nhóm chi tiết dạng càng

3.3.2.2 Yêu cầu kỹ thuật:

Khi chế tạo càng cần đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật sau:

- Kích thước các lỗ cơ bản được gia công đạt độ chính xác cấp 7  9; độ nhám bề mặt Ra = 0,63  0,32

- Độ không song song của tâm các lỗ cơ bản khoảng 0,03  0,05 mm trên 100 mm bán kính

- Độ không vuông góc của tâm lỗ so với mặt đầu khoảng 0,05  0,1 mm trên 100

- Các bề mặt làm việc của càng được nhiệt luyện đạt độ cứng 50  55 HRC

3.3.2 Vật liệu, phôi và phương pháp chế tạo phôi

3.3.2.1 Vật liệu

Vật liệu để chế tạo chi tiết dạng càng thường sử dụng các loại như sau:

- Các loại thép cacbon như: 20, 40, 45

- Càng yêu cầu độ bền cao thường dùng các thép hợp kim như 18XHMA, 40XHA

- Các loại gang xám như GX12-28, GX21-44 thích hợp với điều kiện làm việc tải trọng nhỏ

- Các loại gang dẻo như GZ37-12, GZ4-35-10 thích hợp với điều kiện làm việc có va đập

- Ngoài ra càng còn được chế tạo từ kim loại mầu và kim loại bột Nói chung vật liệu chế tạo càng phụ thuộc chủ yếu vào tải trọng tác dụng

- Phôi đúc dùng cho càng bằng gang, kim loại màu, thép Tùy theo sản lượng mà

có thể đúc trong khuôn cát, khuôn kim loại, khuôn mẫu chảy

- Càng loại lớn, nếu sản lượng ít thì dùng phôi hàn; nếu sản lượng nhiều thì dùng kết hợp hàn và dập

3.3.3 Tính công nghệ trong kết cấu đối với chi tiết dạng càng

- Càng phải đủ cứng vững, không bị biến dạng khi gia công và khi làm việc

- Chiều dài của các lỗ cơ bản nên bằng nhau và các mặt đầu của càng nằm trên hai mặt phẳng song song với nhau là tốt nhất

- Kết cấu của càng nên bố trí sao cho đối xứng qua một mặt phẳng nào đó

- Đối với những càng có các lỗ vuông góc với nhau thì kết cấu phải thuận lợi cho việc gia công lỗ nhỏ

- Kết cấu của càng phải thuận lợi cho việc gia công nhiều chi tiết cùng một lúc

- Hình dáng của càng phải thuận lợi cho việc chọn chuẩn thô và chuẩn tinh thống nhất

3.3.4 Quy trình công nghệ chế tạo chi tiết dạng càng

Nhược điểm: Độ cứng vững không cao, gây sai số góc xoay trong trường hợp chốt

* Chuẩn thô để gia công đồng thời mặt đầu và lỗ cơ bản:

Chuẩn thô ban đầu được chọn là vành tròn ngoài của lỗ và một mặt đầu của phôi, chọn chuẩn như vậy để gia công mặt đầu bên kia và gia công lỗ cơ bản Chi tiết gia công được định vị bằng mặt đầu phía dưới, vành ngoài lỗ bên trái định vị trên khối V cố định, vành ngoài lỗ bên phải định vị bằng khối V di động, lực kẹp W tác động qua khối V di động

Hình 7.16: Chuẩn thô

Để đảm bảo độ chính xác thì mặt đầu cần được gia công trước khi gia công các lỗ

cơ bản

* Chuẩn thô để gia công mặt đầu:

Nếu mục đích chỉ gia công mặt đầu ở nguyên công đầu tiên, có thể chọn phương

án định vị vào phần thân càng không gia công Khi gia công các mặt đầu cần đảm bảo độ