Bài giảng Công nghệ chế tạo trong Kỹ thuật ô tô

PowerPoint Presentation MECHANICAL ENGINEERING KHOA CƠ KHÍ CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO TRONG KỸ THUẬT Ô TÔ Ths Triệu Thị Minh Thu Bộ môn Kỹ thuật Cơ điện tử Khoa Cơ khí  Tên môn học Công nghệ chế tạo trong kỹ[.]

MECHANICAL ENGINEERING

KHOA CƠ KHÍ

CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO TRONG KỸ

THUẬT Ô TÔ

Ths Triệu Thị Minh Thu

Bộ môn Kỹ thuật Cơ điện tử Khoa Cơ khí

 Tên môn học: Công nghệ chế tạo trong kỹ thuật ô tô

 Số đơn vị học trình: 3 đvht

 Thời gian lên lớp:

 Nhiệm vụ của sinh viên:

 Đánh giá sinh viên: • Thi cuối kỳ: 60%

• Kiểm tra giữa kỳ + Dự lớp + Thảo luận + Thuyết trình: 40%

• Kiểm tra giữa kỳ: 2 tiết

THÔNG TIN VỀ MÔN HỌC

 Thông tin giáo viên:

 Tài liệu do giáo viên cung cấp:

• Ths Triệu Thị Minh Thu

• Bộ môn Kỹ thuật Cơ điện tử, Khoa Cơ khí, Trường Đại học Thuỷ Lợi

• Địa chỉ: Bộ môn KTCĐT – 117 Nhà 4

• Điện thoại: 0968 434 969

• Email: thutrieu@tlu.edu.vn

• Slide bài giảng

• Các tài liệu hỗ trợ giảng dạy khác: Video tài liệu

THÔNG TIN VỀ MÔN HỌC

 Trang bị cho sinh viên kiến thức về các lĩnh vực liên quan đến quá trình gia công, chế tạo các chi tiết cơ khí bao gồm: vật liệu, máy móc, dụng cụ, các phương pháp công nghệ gia công chế tạo, tự động hóa và điều khiển quá trình sản xuất, các kiến thức về lắp rắp, xử lý và bảo quản các chi tiết, máy móc, thiết bị công nghiệp,

 Sau khi học xong các kiến thức lý thuyết, sinh viên mới có khả năng theo dõi và trực tiếp thực hành sản xuất nhằm tạo ra một sản phẩm đạt các yêu cầu kỹ thuật.

MỤC ĐÍCH MÔN HỌC

Giáo trình chính :

Cơ khí đại cương – PGS.TS Hoàng Tùng, TS Nguyễn Tiến Đào, TS Nguyễn

Thúc Hà ( NXB Khoa học và Kỹ thuật, 2004 )

Tài liệu tham khảo :

[1] Fundamentals of Modern Manufacturing: Materials, Processes, Systems 3rd edition, Mikell P Groover( John Wiley & Sons Inc 2007 )

[2] Introduction to manufacturing Processes 3rd edition, John A Schey ; ( McGrsw–Hill, 2000)

[3] Gia Công Cơ Khí, Tập 1 ; PGS TS Nguyễn Trọng Bình, Lưu Quang

Huy (NXB Khoa học và Kỹ thuật, 2005)

[4] Gia Công Cơ Khí, Tập 2 ; PGS TS Nguyễn Trọng Bình, Lưu Quang

Huy (NXB Khoa học và Kỹ thuật, 2005)

TÀI LIỆU PHỤC VỤ HỌC TẬP

I MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN

1.1 Chi tiết máy

1.2 Bộ phận máy

Là phần tử cấu tạo hoàn chỉnh có nhiệm vụ

nhất định trong máy Đặc điểm chung của

các phần tử là có cấu tạo hoàn chỉnh, mỗi

một phần tử đều có một chức năng nhất định

trong máy và không thể tháo rời được hơn

nữa

đây là một phần của máy, bao gồm 2

hay nhiều chi tiết máy được liên kết với

nhau theo những nguyên lý máy nhất

định (liên kết động hay liên kết cố định)

như hộp tốc độ, xích, mayor xe đạp v.v

I MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN

1.3 Cơ cấu máy

1.5 Sản phẩm

1.4 Phôi

.

Đây là một phần của máy hoặc bộ phận

máy có nhiện vụ nhất định trong máy Ví

dụ: cơ cấu truyền động của xe đạp gồm đĩa

xích, xích và mayor.

còn gọi là bán thành phẩm là danh từ kỹ thuật

được quy ước để chỉ vật phẩm được tạo ra từ

một quá trình sản xuất này chuyển sang một

quá trình sản xuất khác

là một danh từ quy ước để chỉ một vật phẩm

được tạo ra ở giai đoạn cuối cùng của một quá

trình sản xuất, tại một cơ sở sản xuất Sản

phẩm có thể là máy móc hoàn chỉnh hay một

bộ phận máy, cụm chi tiết máy, chi tiết máy

Quá trình sản xuất là quá trình tác động trực tiếp hoặc gián tiếp

thông qua các công cụ sản xuất nhằm tạo ra những sản phẩm phục vụ cho nhu cầu của con người từ tài nguyên thiên nhiên

II QUI TRÌNH SẢN XUẤT CƠ KHÍ

Tổng quan về sản xuất cơ khí

Quá trình sản xuất cơ khí là quá trình tạo ra các sản phẩm cơ

khí từ vật liệu được lấy từ những nguồn tài nguyên thiên nhiên bằng những công nghệ khác nhau

Tổng quan quá trình sản xuất cơ khí có thể được mô tả tóm tắt bằng sơ đồ sau:

II QUI TRÌNH SẢN XUẤT CƠ KHÍ

Quy trình công nghệ là một phần của quá trình sản xuất nhằm trực tiếp làm thay đổi trạng thái của đối tượng sản xuất theo một thứ tự chặt chẽ, bằng một công nghệ nhất định

Quá trình công nghệ

II QUI TRÌNH SẢN XUẤT CƠ KHÍ

II QUI TRÌNH SẢN XUẤT CƠ KHÍ

Sản xuất cơ khí

Quá trình thiết kế:

Phân tích, tính toán,

lựa chọn kết cấu,

đưa ra bản vẽ … Quy trình công nghệ:

Trực tiếp làm thay đổi trạng thái của đối tượng sản xuất …

a) Nguyên công: Nguyên công là một phần của quá trình công nghệ, được hoàn

thành một cách liên tục tại một chỗ làm việc do một hay một nhóm công nhân thực hiện Nguyên công được đặc trưng bởi 3 điều kiện cơ bản, đó là hoàn thành, tính liên tục trên đối tượng sản xuất và vị trí làm việc

II QUI TRÌNH SẢN XUẤT CƠ KHÍ

b) Bước: là một phần của nguyên công để trực tiếp làm thay đổi trạng thái, hình

dáng hay đặc tính kỹ thuật của sản phẩm bằng một hay một tập hợp dụng cụ với chế

độ làm việc không đổi

II QUI TRÌNH SẢN XUẤT CƠ KHÍ

c) Động tác: là tập hợp các hoạt động, thao tác của công nhân để thực hiện nhiệm

vụ của bước hoặc nguyên công Ví dụ: động tác gá phôi; động tác thay dao

II QUI TRÌNH SẢN XUẤT CƠ KHÍ

Quá trình thiết kế là quá trình tính toán, thiết kế ra một dạng sản phẩm thể hiện trong bản vẽ, thuyết minh, kết quả tính toán, kết quả thí nghiệm, mô hình Đó là quá trình vận dụng những kiến thức cơ bản, những thành tựu khoa học kỹ thuật để sáng tạo ra những sản phẩm mới ngày càng hoàn thiện

Quá trình thiết kế

 Tính lặp lại của quá trình sản xuất.

 Mức độ chuyên môn hóa trong sản xuất.

a) Sản xuất đơn chiếc: là dạng sản xuất mà sản phẩm được sản xuất ra với số

lượng ít, thường không lặp lại và không theo một quy luật nào Chủng loại mặt hàng rất đa dạng, số lượng mỗi loại rất ít

b) Sản xuất hàng loạt: là dạng sản xuất mà sản phẩm được chế tạo theo lô (loạt)

được lặp đi lặp lại thường xuyên sau một khoảng thời gian nhất định với số

lượng trong loạt tương đối nhiều (vài trăm đến hàng nghìn) như sản phẩm của

máy bơm, động cơ điện

Sản xuất đơn chiếc Sản xuất hàng loạt

c) Sản xuất hàng khối: hay sản xuất đồng loạt là dạng sản xuất trong đó sản phẩm được sản xuất liên tục trong một thời gian dài với số lượng rất lớn Dạng sản xuất này rất dễ để cơ khí hóa và tự động hóa như xí nghiệp nghiệp sản xuất đồng hồ, ô tô, xe máy

trọng, ảnh hưởng rất lớn đến khả năng làm việc và tuổi thọ của chi tiết máy Đặc trưng bởi hai yếu tố:

 Độ nhám bề mặt

 Tính chất cơ lý

IV Khái niệm về chất lượng bề mặt sản phẩm

4.1 Độ nhám bề mặt

IV Khái niệm về chất lượng bề mặt sản phẩm

Độ nhám bề mặt được đánh giá bằng hai chỉ tiêu đó là là Ra và Rz (  m)

4.1 Độ nhám bề mặt

Ra là sai lệch trung bình số học giá trị tuyệt đối các khoảng cách từ những điểm của profil bề mặt đến đường trung binh ox đo theo phương vuông góc với đường trung bình trung trên chiều dài chuẩn L

4.2 Tính chất cơ lý của lớp bề mặt sản phẩm

Tính chất cơ lý của lớp bề mặt gồm cấu trúc tế vi bề mặt, độ cứng tế vi, trị số và dấu của ứng suất dư bề mặt Tính chất cơ lý của lớp bề mặt ảnh hưởng nhiều đến tuổi thọ của chi tiết máy

Ngoài cùng là màng khí hấp thụ dày khoảng từ 0,2-0,3 nm (nano mét)

với độ cứng cao thay đổi giảm dần từ ngoài vào, làm tinh chất cơ lý của bề mặt bị thay đổi.

• Kim loại cơ bản từ vựng (3) trở vào giữ được cơ tính như ban đầu của vật liệu.

a) Dung sai kích thước

đường kính ) theo đơn vị đo được lựa chọn, trong kỹ thuật cơ khí đơn vị được lựa chọn là milimet (mm)

1m = 1000 mm; 1mm = 1000 µm

chức năng của cho tiết,sau đó qui tròn (về phía lớn hơn) theo các giá trị của dãy kích thước thẳng danh nghĩa tiêu chuẩn.

công với sai số cho phép Trị số kích thước thực thu được tùy thuộc vào sai

số của dung cụ đo

Kích thước giới hạn và dung sai: Để xác định phạm vi cho phép của sai số chế tạo kích thước,người ta quy định hai kích thước giới hạn

 DN, dN: Kích thước danh nghĩa của lỗ và trục.

 Dmax, dmax: Kích thước giới hạn lớn nhất

 Dmin, dmin: Kích thước giới hạn nhỏ nhất

 ES = Dmax - DN, es = dmax - dN : Sai lệch trên

 EI = Dmin - D, ei = dmin - dN : Sai lệch dưới

 TD = Dmax - Dmin = ∆D = ES - EI : Khoảng dung sai của lỗ

 Td = dmax - dmin = ∆d = es - ei : Khoảng dung sai của trục

Kích thước bị bao Kích thước bao

b) Miền dung sai và sơ đồ lắp ghép

Miền dung sai của kích thước được chia làm ba loại

 Dung sai đối xứng

 Dung sai không đối xứng

 Dung sai một bên

Dung sai không đối xứng

es # ei (ES # EI) VD:

Dung sai một bên

30

b) Miền dung sai và sơ đồ lắp ghép

Mối ghép giữa kích thước bao và bị bao được chia làm 3 loại

KT bị bao

KT bị bao

b) Miền dung sai và sơ đồ lắp ghép

Miền dung sai lỗ và miền dung sai trục

b) Miền dung sai và sơ đồ lắp ghép

Trị số dung sai phụ thuộc vào cấp chính xác và kích thươc (m)

C) Sai lệch hình dáng và vị trí tương quan

 Sai số hình dáng hình học là những sai lệch về hình dáng hình học của sản

phẩm thực so với hình học khi thiết kế như độ thẳng, độ phẳng, độ côn

 Sai lệch vị trí tương quan là sự sai lệch vị trí thực so với vị trí danh nghĩa

như độ song song, độ vuông góc, độ đồng tâm, độ đảo v.v

Sai số hình dáng hình học Sai lệch vị trí tương quan

Một số dạng dung sai hình dáng

Một số dạng dung sai vị trí tương quan

d) Cấp chính xác

Cấp chính xác được qui định theo trị số từ nhỏ đến lớn theo mức độ chính

xác kích thước TCVN và ISO chia ra 20 cấp chính xác đánh số theo thứ tự

Hệ thống lắp ghép

 Lắp ghép theo hệ thống lỗ: là hệ thống lắp ghép lấy lỗ làm chuẩn Khi lắp

ghép theo hệ thống lỗ thì lấy miền dung sai lỗ là H, có sai lệch cơ bản EI=0

H

Lắp lỏng Lắp Lắp chặt

Trung gian

Hệ thống lắp ghép

 Lắp ghép theo hệ thống trục: là hệ thống lắp ghép lấy trục làm chuẩn, để có

được các kiểu lắp ghép khác nhau ta chọn dung sai lỗ khác nhau Khi lắp ghép theo hệ thống trục thì lấy miền dung sai trục là h, có sai lệch cơ bản es=0

h

Lắp lỏng Lắp Lắp chặt

Trung gian

Biểu diễn dung sai lắp ghép trên bản vẽ

Dụng cụ đo và phương pháp đo

Dụng cụ đo: Các dụng cụ đo thường gặp là các loại thước như thước thẳng, thước cuộn, thước dây, thước lá, thước cặp, thước đo góc, compa, panme, đồng hồ so, calíp, căn mẫu Các loại thiết bị đo tiên tiến thường dùng như đầu đo khí nén, đầu

đo bằng siêu âm hoặc laze, thiết bị quang học, thiết bị đo bằng điện hoặc điện tử v.v

Dụng cụ đo và phương pháp đo

Thước lá: là thiết bị đo có độ chính xác thấp, các vạch chia chỉ đến 0,5 hoặc

1mm

Dụng cụ đo và phương pháp đo

Thước cặp: là dụng cụ đo vạn năng được dùng phổ biến để đo các kích

thước có giới hạn và ngắn như chiều dài, chiều sâu, đường kính lỗ hoặc trục v.v độ chính xác của thước cặp có thể đến 1/100

Dụng cụ đo và phương pháp đo

Panme: dụng đo đường kính ngoài, lỗ, rãnh với độ chính cao, có thể đạt 0,001mm Panme chỉ đo được kích thước giới hạn Ví dụ panme ghi 0 - 25 chỉ đo được các kích thươc có giới hạn ≤ 25mm

Dụng cụ đo và phương pháp đo

Calíp - căn mẫu: là loại dụng cụ kiểm tra dùng trong sản xuất hàng loạt,

hàng khối Mỗi bộ Calíp - căn mẫu chỉ dùng để kiểm tra kích thước giới hạn các sản phẩm có đạt yêu cầu hay không.

Dụng cụ đo và phương pháp đo

Đồng hồ so: Dùng để đo kích thước thực sai lệch so với kích thước chọn

làm chuẩn bao nhiêu Độ chính xác của đồng hồ so có thể đạt đến ± 0,01mm Đồng hồ so ứng dụng chủ yếu trong đo sai lệch về hình dáng và vị trí tương quan như độ đảo, độ tròn, độ song song, độ không vuông góc, độ đồng tâm

VI VẬT LIỆU DÙNG TRONG GIA CÔNG CƠ KHÍ

Vật liệu dung trong gia công cơ khí

VI VẬT LIỆU DÙNG TRONG GIA CÔNG CƠ KHÍ

Lốp xe – cao su

Vành xe – Thép hoặc hợp kim nhôm

Kính chắn Ghế ngồi – nhựa,

composit

Vỏ xe – thép tấm hoặc nhựa tổng hợp

Ống xả - Thép không gỉ

Vỏ động cơ – hợp kim

Lò xo, nhíp xe – thép hợp kim đàn hồi cao

Dây tóc bóng đèn

-Vonfram

Dầm xe - thép

VI VẬT LIỆU DÙNG TRONG GIA CÔNG CƠ KHÍ

KIM LOẠI VÀ HỢP KIM THÉP CACBON

GANG

THÉP HỢP KIM KIM LOẠI VÀ HỢP KIM MÀU VẬT LIỆU PHI KIM

VI VẬT LIỆU DÙNG TRONG GIA CÔNG CƠ KHÍ

Tính chất chung của vật liệu kỹ thuật

Cấu trúc và tính chất của vật liệu

Dạng liên kết , cấu tạo mạng tinh thể,

tổ chức

và thành phần pha .

Tính đúc, tính rèn, tính hàn , tính tiện, phay, đột .

Một số tính chất chung của vât liệu kĩ thuật

Cơ tính của kim loại được đặc trưng bởi 4 yếu tố:

Độ bền

Độ cứng

Tính dẻo

Độ dai va đập

VI VẬT LIỆU DÙNG TRONG GIA CÔNG CƠ KHÍ

Một số tính chất chung của vât liệu kĩ thuật

D : Đường kính viên bi thử

d : Đường kính của vết lõm

 Độ bền: là khả năng của vật liệu chịu được tác dụng của ngoại lực mà không bị phá huỷ và được ký hiệu σ, có 3 dạng độ bền: độ bền kéo ( k), độ bền nén ( n), độ bền uốn ( u).

 Độ cứng: là khả năng chống lún (biến dạng cục bộ) của vật liệu khi chịu tác dụng của ngoại lực

+ Độ cứng Brinell (HB – kG/mm2) : Dùng tải trọng P để ấn

viên bi bằng thép đã nhiệt luyện, có đường kính D lên bề mặt

vật liệu muốn thử

VI VẬT LIỆU DÙNG TRONG GIA CÔNG CƠ KHÍ

+ Độ cứng Rockwell (HRB,HRC, HRA)

Được xác định bằng cách dùng tải trọng P

ấn viên bi bằng thép đã nhiệt luyện có đường

kính 1,587 mm hoặc mũi côn bằng kim

cương có góc ở đỉnh 120o

lên bề mặt vật liệu thử

+ Độ cứng Vicker : (HV) Dùng mũi kim

cương hình chóp đáy vuông góc giữa hai

mặt đối xứng bằng 136o ấn lên bề mặt chi

tiết hoặc vật liệu thử bằng tải trọng P

VI VẬT LIỆU DÙNG TRONG GIA CÔNG CƠ KHÍ

 Độ dẻo: là khả năng biến dạng dẻo của kim loại và hợp kim khi chịu tác dụng của ngoại lực Khi thử mẫu nó được thể hiện qua độ dãn dài tươngđối (δ%)

1 0

0

100%

l l l

VI VẬT LIỆU DÙNG TRONG GIA CÔNG CƠ KHÍ

 Hóa tính: Là độ bền của kim loại đối với những tác dụng hóa học của các chất như Oxy, Axit Mà không bị phá hủy

 Tính chịu ăn mòn : Là độ bền của kim loại đối với sự ăn mòn của môi trường xung quanh

 Tính chịu nhiệt : Là độ bền của kim loại đối với sự ăn mòn của Oxy trong không khí ở nhiệt độ cao

 Tính chịu Axit : Là độ bền của kim loại đối với sự ăn mòn của Axit

 Tính công nghệ : Là khả năng của kim loại cho phép gia công nóng hay giacông nguội

VI VẬT LIỆU DÙNG TRONG GIA CÔNG CƠ KHÍ

Khái niệm chung về thép

- Có độ bền nhiệt cao

- Có các tính chất hóa lý đặc biệt.

- Đắt tiền

VI VẬT LIỆU DÙNG TRONG GIA CÔNG CƠ KHÍ

Thép hợp kim đặc biệt

Thép không gỉ Thép bền

nóng

Thép chống mài mòn đặc biệt Thép từ tính

VI VẬT LIỆU DÙNG TRONG GIA CÔNG CƠ KHÍ

Chất dẻo và Compozit:

Bền, nhẹ, dẻo, chịu nhiệt

và mài mòn tốt, thường được chế tạo bằng đúc,

ép, cắt gọt …

Khái niệm về giá thành:

Giá thành bao gồm tiền vật liệu, tiền lương công nhân, tiền khấu haocông cụ lao động và tất cả những chi phí khác như : Thuế đất, tiền nhà cửa,tiền quản lý vật tư

VII CHỈ TIÊU KINH TẾ - KỸ THUẬT

Trong đó :

- Tht – thời gian hoàn thành cho loạt sản phẩm

- Tcbkt – thời gian chuẩn bị kết thúc cho mỗi loạt.

- Ttc – thời gian gia công từng chiếc cho mỗi

I KHÁI NIỆM VÀ ĐẶC ĐIỂM CỦA HÀN

1.1 Khái niệm

Hàn là phương pháp công

nghệ nối các chi tiết bằng kim loại

với nhau bằng cách nung nóng

chỗ nối đến trạng thái hàn (chảy

hoặc dẻo) Sau đó kim loại hóa

Chảy lỏng

Dẻo Nguồn

nhiệt

• Hàn được nhiều loại vật liệu khác nhau:

+ Kim loại đen vs Kim loại đen

+ Kim loại vs Kim loại màu, hợp kim …

• Chế tạo được các kết cấu phức tạp ( mà

các phương pháp khác không làm được.

• Mối hàn kín, đôi khi mối hàn có thể bền

hơn so với vật liệu gốc.

• Hàn không bi giới hạn bởi môi trường

• Quá trình hàn có nguy hiểm tiềm tang

vì nguồn năng lượng sử dụng.

• Tồn tại các khuyết tật, khó để kiểm tra.

• Chịu tải trọng va đập kém.

Liên kết này không thể thực hiện bằng các phương pháp khác (gia công áp lực, rèn, đúc …)

1.3 Phân loại

I KHÁI NIỆM VÀ ĐẶC ĐIỂM CỦA HÀN

Có khoảng 50 loại quá

trình công nghệ hàn

khác nhau được ghi

nhận bởi Hiệp hội

dạng năng lượng để đưa

ra công suất cần thiết

Hàn

Nguồn nhiệt phản ứng hóa học

Năng lượng điện

Năng lượng điện

Nguồn nhiệt phản ứng hóa học

Cơ năng

Hàn khí Nhiệt nhôm

Hồ quang Chùm điện tử Chùm tia laser

Hàn điện trở Hàn nổ Hàn ma sát

Hàn siêu âm

Căn cứ theo trạng thái kim loại mối hàn