CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG - ThS. PHẠM TÀI THẮNG pptx

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNGKHOA MÔI TRƯỜNG KHOA MÔI TRƯỜNG   BHLĐ BHLĐ Tài liệu tham khảo Giới thiệu Đánh giá môn học Nội dung giảng dạy 22 GiỚI THIỆU Mơn học Cơ khí đại cương dùng đ

MÔN HỌC

CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNGGIẢNG VIÊN: ThS PHẠM TÀI THẮNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG

KHOA MÔI TRƯỜNG

KHOA MÔI TRƯỜNG   BHLĐ BHLĐ

Tài liệu tham khảo

Giới thiệu

Đánh giá môn học

Nội dung giảng dạy

22

GiỚI THIỆU

Mơn học Cơ khí đại cương dùng để giảng dạy cho sinh viên hệ đại học ngành Bảo hộ lao động nhằm cung cấp kiến thức cơ bản về:

Quá trình sản xuất cơ khíChi tiết máy và cơ cấu máy điển hình

Chất lượng bề mặt và độ chính xác gia cơng Các cơng nghệ gia cơng cắt gọt kim loại

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Cơ khí đại cương Hồng Tùng-Nguyễn Tiến Đào, NXB

KHKT, 2006

2 Dung sai lắp ghép và kỹ thuật đo lường Ninh Đức

Tốn-Xuân Bảy, NXB GD

3 Máy cắt kim loại Trường CĐKT Cao Thắng, 2000

4 Cơ khí đại cương ĐH Đà Nẵng, 2002

ĐÁNH GIÁ MÔN HỌC

Điểm thứ 1 (10%): Bài tập

Điểm thứ 3 (70%): Kiểm tra cuối kỳ

Điểm thứ 2 (20%): Kiểm tra giữa kỳ

1.1 Khái niệm về sản phẩm, chi tiết máy, phôi, cơ cấu máy

CHƯƠNG 1: MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ SẢN XUẤT

CƠ KHÍ

1.2 Quá trình thiết kế, sản xuất và quá trình công nghệ

1.3 Các thành phần của quá trình công nghệ

1.4 Các dạng sản xuất và hình thức tổ chức sản xuất

1.5 Các phương pháp gia công

66

1.1 Khái niệm về sản phẩm, chi tiết máy, phôi, cơ cấu máy:

Sản phẩm cơ khí: vật phẩm cuối cùng của một quá trình sản xuất

VD: bánh răng, máy khoan, đai ốc, …

Chi tiết máy: là đơn vị nhỏ nhất và hoàn chỉnh về mặt kỹ thuậtcủa máy VD: bulong, cam, …

Phôi: là vật phẩm ban đầu của một công đoạn sản xuất VD: phôiđúc, phôi rèn, …

Bộ phận máy: gồm nhiều chi tiết máy liên kết với nhau VD: hộptốc độ, bàn xe dao, …

Cơ cấu máy: là một phần của máy hoặc bộ phận máy có chứcnăng nhất định VD: bánh vít- trục vít, bánh răng thanh răng, …

77

1.2 Quá trình thiết kế, sản xuất và quá trình công nghệ

Quá trình thiết kế: phát thảo, tính toán, thiết kế ra một sản phẩm

Quá trình sản xuất: tác động vào tài nguyên thiên nhiên biến

thành sản phẩm phục vụ con người

Quá trình công nghệ: trực tiếp làm thay đổi trạng thái và tính chất

của đối tượng sản xuất

Quy trình công nghệ: là văn kiện công nghệ ghi lại quá trình công

nghệ cụ thể

88

1.3 Các thành phần của quá trình công nghệ

1.3.1 Nguyên công: là một phần của quá trình công nghệ được hoànthành liên tục, tại một chỗ làm việc và do một hay một nhóm công nhâncùng thực hiện

1.3.2 Gá: là một phần của nguyên công được hoàn thành trong một lầngá đặt chi tiết

1.3.3 Vị trí: là một phần của nguyên công, được xác định bởi vị trí tươngquan giữa chi tiết với máy hoặc giữa chi tiết với dụng cụ cắt

1.3.4 Bước: là một phần của nguyên công được đặc trưng bởi bề mặt, dao hoặc chế độ cắt

1.3.5 Đường chuyển dao: là một phần của bước để hớt đi một lớp kimloại, sử dụng cùng một dao và một chế độ cắt

1.3.6 Động tác: là một hành động của người công nhân để điều khiểnmáy thực hiện việc gia công hay lắp ráp

1.4 Các dạng sản xuất và hình thức tổ chức sản xuất

1.4.1 Các dạng sản xuất: tùy theo sản lượng hàng năm và mức độ

ổn định của sản phẩm mà người ta chia ra 3 dạng sản xuất: đơn

chiếc, hàng loạt và hàng khối

1.4.2 Các hình thức tổ chức sản xuất: theo dây chuyền và không

theo dây chuyền

10

1.5 Các phương pháp gia công

1.5.1 Phương pháp gia công cắt gọt (gia công có phoi):

- Là phương pháp gia công dùng dụng cụ cắt để hớt đi 1 lớp vậtliệu trên bề mặt chi tiết gia công

1.5.2 Phương pháp gia công không cắt gọt (gia công không phoi):

- Là phương pháp gia công dùng dụng cụ để làm biến dạng dẻo lớpbề mặt chi tiết gia công ở trạng thái nguội hoặc nung nóng

1.5.3 Phương pháp gia công bằng điện lý và điện hóa:

- Là phương pháp gia công đặc biệt để gia công các loại vật liệu cóđộ cứng cao, bề mặt phức tạp, kích thước nhỏ, …

2.1 Khái niệm về chất lượng bề mặt của sản phẩm

CHƯƠNG 2: CHẤT LƯỢNG BỀ MẶT VÀ ĐỘ CHÍNH XÁC

GIA CÔNG CƠ KHÍ

2.2 Độ chính xác gia cơng cơ khí

2.2.1 Khái niệm về tính lắp lẫn trong ngành cơ khí

2.2.2 Khái niệm về kích thước, dung sai, sai lệch giới hạn

2.2.3 Lắp ghép (khái niệm và phân loại)

2.2.4 Dung sai lắp ghép các bề mặt trơn

2.2.5 Dung sai hình dạng, dung sai vị trí và nhám bề mặt

2.1 Khái niệm về chất lượng bề mặt của sản phẩm:

2.1.1.1 Độ nhấp nhơ tế vi:

2.1.1 Các yếu tố đặc trưng:

Sai lệch trung bình số học Ra (m):        n

i i n L

n n y y y dx x L R

1 2

1 0

1

) 1

Chiều cao mấp mơ trung trình Rz (m):

5

)

( )

2.1.1.2 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 bề mặt

2.1.1.3 Tính chất cơ lý của lớp bề mặt:bao gồm lớp biến cứng bề

mặt và ứng suất dư bề mặt

14

2.1.2.1 Aûnh hưởng đến tính chống mòn:

2.1.2 Aûnh hưởng chất lượng bề mặt tới khả năng làm việc của chi tiết máy:

=> Aûnh hưởng đến độ chính xác của mối lắp

- Độ nhám bề mặt càng lớn chi tiết mòn càng nhanh

2.1.2.2 Aûnh hưởng đến độ bền mỏi của chi tiết :

- Độ nhám bề mặt càng lớn, chi tiết dễ phá hủy do mỏi

2.1.2.3 Aûnh hưởng đến tính chống ăn mòn hóa học của lớp bề mặt chi tiết:

- Độ nhám bề mặt càng lớn, khả năng ăn mòn kim loại càng cao

15

2.2 Độ chính xác gia cơng cơ khí :

- Là khả năng các chi tiết cĩ thể thay thế cho nhau mà khơng cần lựa

chọn hay sửa chữa thêm vẫn đảm bảo yêu cầu kĩ thuật của mối ghép

2.2.1 Khái niệm về tính lắp lẫn trong ngành cơ khí :

2.2.2 Khái niệm về kích thước, dung sai, sai lệch giới hạn:

2.2.2.1 Kích thước danh nghĩa:

- Kích thước danh nghĩa là kích thước đã được tính tốn Sau đĩ, quy

trịn theo các giá trị cho trong dãy kích thước tiêu chuẩn

- Ký hiệu: + Kích thước giới hạn lớn nhất dmax, Dmax

+ Kích thước giới hạn nhỏ nhất dmin, Dmin

2.2.2.4 Dung sai:

- Dung sai là hiệu số giữa kích thước giới hạn lớn nhất và kích thước

giới hạn nhỏ nhất

Dung sai chi tiết lỗ : TD

2.2.2.5 Các sai lệch giới hạn:

-Sai lệch trên: là hiệu đại số giữa kích thước giới hạn lớn nhất và kích

thước danh nghĩa

-Sai lệch dưới: là hiệu đại số giữa kích thước giới hạn nhỏ nhất với

kích thước danh nghĩa

2.2.3.3 Biểu diễn sơ đồ phân bố miền dung sai lắp ghép:

- Trục tung: biểu thị giá trị các sai lệch giới hạn, tính bằng micromet

- Trục hoành (đường 0): biểu thị vị trí KTDN, tại đây các sai lệch giớihạn bằng 0

2.2.4 Dung sai lắp ghép các bề mặt trơn:

2.2.4.1 Hệ thống dung sai:

- Công thức dung sai: T = a.i

i - đơn vị dung sai

a - hệ số phụ thuộc vào mức độ chính xác của kích thước

Đối với trục :sai lệch cơ bản lần lượt được ký hiệu bằng các mẫu tựviết thường là a, b, c, cd, d, e, ef, f, g, h, j(js), k, m, n, p, r, s, t, u, v, y,

z, za, zb, zc

23

d Ký hiệu qui ước của kích thước và lắp ghép:

- Ký hiệu của kích thước:

KTDN + chữ cái sai lệch cơ bản + cấp chính xác

+ Nhóm lắp trung gian gồm các kiểu lắp:

,

s j

,

n

H

h N

,

b H

+ Nhóm lắp chặt gồm các kiểu lắp:

,

p

H zc

h

P h

ZC

,

h R

,

r H

2.2.5 Dung sai hình dạng, dung sai vị trí và nhám bề mặt:

2.2.5.1 Sai lệch, dung sai hình dạng của các bề mặt:

a Sai lệch hình dạng:được tính bằng khoảng cách lớn nhất từ các

điểm của profin thực tới profin áp theo phương vuơng gĩc với bề mặt

áp Ký hiệu: 

- Bao gồm:Sai lệch độ tròn, profin mặt cắt dọc, đđộ trụ, độ phẳng, …

b Dung sai hình dạng:giá trị cho phép lớn nhất của sai lệch hình

dạng Ký hiệu: T

2.2.5.2 Sai lệch, dung sai vị trí của các bề mặt:

a Sai lệch vị trí:là sai lệch giữa vị trí thực của các bề mặt, các đường

trục hoặc các mặt phẳng đối xứng với chuẩn Kí hiệu: 

b Dung sai vị trí:giá trị cho phép lớn nhất của sai lệch vị trí.Kí hiệu

T

26

2.2.5.3 Cách ghi dung sai hình dạng và dung sai vị trí:

+ Ơ thứ nhất : ghi dấu hiệu tượng trưng+ Ơ thứ hai: ghi trị số dung sai tính bằng mm

+ Ơ thứ ba: ghi chữ cái ký hiệu chuẩn

3.1 Chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật

CHƯƠNG 3: NĂNG SUẤT LAO ĐỘNG VÀ GIÁ THÀNH SẢN

PHẨM

3.2 Giá thành sản phẩm

3.3 Biện pháp tăng năng suất lao động, giảm giá thành sản phẩm

3.1 Chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật :

Tht= Tcbkt+ Ttc n + Tht: thời gian hồn thành cả loạt sản phẩm+ Tcbkt: thời gian chuẩn bị kết thúc cho mỗi loạt+ n: số chi tiết gia cơng (chiếc, cái)

+ Ttc: thời gian gia cơng từng chiếc cho mỗi nguyên cơng

Ttc= T0+ Tp+ Tpv+ TkVới: T0: thời gian cơ bản

Tp: thời gian phụ

Tpv: thời gian phục vụ

Tk: thời gian nghỉ ngơi và làm những việc sinh lý tự nhiên

3.1.1 Chỉ tiêu về thời gian T:

+ Ttc: thời gian tạo ra một đơn vị sản phẩm

3.1.2 Chỉ tiêu về năng suất N:

tc

T

N 1

3.2 Giá thành sản phẩm:

- Giá thành sản phẩm là năng suất lao động của xã hội, là tất cả các

chi phí bằng tiền trong một đơn vị sản phẩm

- Giá thành bao gồm tiền vật liệu, tiền công nhân, tiền khấu hao công

cụ lao động, thuế, nhà cửa, …

30

3.3 Biện pháp tăng năng suất lao động, giảm giá thành sản phẩm:

3.3.1 i gian chuẩn bị kết thúc cho mỗi loạt T cbkt : 3.3.2 i gian cơ bản T 0 :

3.3.3 i gian phụ T p : 3.3.4 i gian phục vụ T pv : 3.3.5 i gian nghỉ ngơi và nhu cầu sinh T k :

31

4.1 Một số chi tiết máy điển hình:

CHƯƠNG 4: CHI TiẾT MÁY VÀ CƠ CẤU MÁY ĐiỂN HÌNH

4.2 Một số mối ghép điển hình:

4.3 Các hình thức truyền động:

4.4 Các cơ cấu truyền động:

32

4.1 Một số chi tiết máy điển hình:

- Là chi tiết máy dùng để đỡ các chi tiết máy quay, truyền động, …

- Gồm: Trục tâm, trục truyền, trục truyền chung, trục thẳng, trục bậc, …

4.1.1 Trục:

- Dùng để đỡ các trục quay, truyền tải trọng từ trục đến giá đỡ

- Gồm: ổ đỡ, đỡ chặn, chặn, ổ bi, đũa, kim, …

4.1.2 Ổ lăn:

Mối ghép bulong – đai ốc

- Là mối ghép được liên kết bởi bulong – đai ốc hoặc vít, vít cấy

Thường dùng cho mối ghép tháo lắp nhiều lần

- Mối ghép dễ bị tháo lỏng khi chịu tải rung động

4.2.3 Mối ghép then và then hoa:

- Dùng để cố định các chi tiết máy trên trục theo phương tiếp tuyến,truyền tải trọng từ trục đến chi tiết máy lắp trên trục và ngược lại

- Ví dụ: ghép bánh răng với trục, …

a Mối ghép then:

- Bao gồm: mối ghép then bằng, then bán nguyệt, then vát

Mối ghép then bán nguyệt

- Mối ghép then hoa được xem như mối ghép then bằng gồm nhiều

then làm liền với trục Dùng với tải trọng lớn, yêu cầu độ đồng tâm

cao hoặc cần di trượt bạc dọc

b Mối ghép then hoa:

Mối ghép then hoa

38

4.3 Các hình thức truyền động:

- Dùng để truyền chuyển động giữa hai trục song song và xa nhau,làm việc dựa trên lực ma sát giữa dây đai và bánh đai nên có hiệntượng trượt đai

4.3.1 Bộ truyền đai :

1 2 2

1(1 )

n

n D

D

- Tỷ số truyền động:

39

- Dùng để truyền chuyển động giữa hai trục song song hoặc cắt nhau

- Gồm: Bộ truyền bánh răng trụ, răng nghiêng, bánh răng côn, …

4.3.2 Bộ truyền bánh răng:

- Tỷ số truyền động:

1 2 2

1

n

n Z

- Dùng để truyền chuyển động giữa hai trục song song với nhau và

cách xa nhau hoặc truyền chuyển động từ một trục dẫn đến nhiều trục

bị dẫn

4.3.4 Bộ truyền xích:

- Tỷ số truyền động:

1 2 2

1

n

n Z

4.4 Các cơ cấu truyền động:

và nmin

- Gồm: bánh đai côn đai dẹt, bán côn ma sát con lăn , …

maxvà nmin

- Gồm: cơ cấu bánh răng di trượt, nooc-tông, ly hợp vấu, …

4.4.2 Truyền động phân cấp :

Cơ cấu ly hợp vấu

Cơ cấu bánh răng di trượt

- Biến chuyển động quay từ động cơ thành chuyển động tới – lui của

dao cắt, thường sử dụng cơ cấu Culit

4.4.3 Truyền động gián đoạn:

5.1 Nguyên lý cắt gọt kim loại:

- là quá trình con người sử dụng dụng cụ cắt để hớt bỏ lớp kim loại

thừa khỏi chi tiết, nhằm đạt được những yêu cầu cho trước về hình

dáng, kích thước, vị trí tương quan giữa các bề mặt và chất lượng bề

mặt của chi tiết gia cơng

5.1.1 Phân loại các phương pháp cắt gọt kim loại:

a Theo nguyên lý tạo hình:gia công chép hình, theo vết, bao hình

b Theo yêu cầu kỹ thuật:gia công thô, bán tinh, tinh

c Theo máy gia công:gia công tiện, phay, bào, mài, …

d Theo bề mặt gia công:gia công mặt phẳng, trụ ngoài, trụ trong,…

48

5.1.2 Hệ thống công nghệ trong gia công cắt gọt:

- Bao gồm: máy, dao, đồ gá và chi tiết gia cơng

a Máy:cung cấp năng lượng và các chuyển động cần thiết

b Dao:trực tiếp cắt bỏ lớp lượng dư ra khỏi chi tiết

c Đồ gá:xác định và giữ vị trí tương quan giữa dao và chi tiết

d Chi tiết gia cơng:là đối tượng của quá trình cắt gọt

5.1.3 Các bề mặt hình thành trong quá trình gia công cắt gọt :

5.1.4 Các chuyển động cắt gọt :

a Chuyển động chính (chuyển động cắt):

- Là chuyển động tạo hình giữa dụng cụ cắt với bề mặt gia cơng để

tạo ra phoi và tiêu hao năng lượng cắt lớn nhất

- VD: chuyển động thẳng (bào, xọc, …) hay chuyển động quay trịn

(tiện, khoan, …)

b Chuyển động bước tiến:

- Là những chuyển động tiếp tục tạo phoi, gồm chuyển động chạy

dao s và chuyển động theo phương chiều sâu cắt t

50

5.1.5 Quá trình tạo phoi:

a Bản chất của quá trình tạo phoi:

- Đó là quá trình biến dạng trượt của cácphần tử kim loại theo các mặt trượt củachúng

Q: nhiệt lượng sinh ra trong quá trình cắt

Q1: công ma sát trong giữa các phần tử vật liệu gia công

Q2: công ma sát ngoài giữa phoi và mặt trước dao

Q3: công ma sát giữa bề mặt chi tiết gia công và mặt sau dao

Q4: công cắt đứt phoi

- Sự truyền nhiệt:

mt ct dao

Q

5.1.7 Sự mòn dao:

a Mòn mặt sau b Mòn mặt trước d, e Mòn mũi dao

- Nguyên nhân:dao mòn do nhiệt cắt, ma sát giữa dao và phôi, masát giữa dao và phoi

+ Dao mòn sẽ làm cho lực cắt tăng lên, rung động tăng, độ nhámbề mặt tăng lên, nhiệt cắt tăng, …

+ Có thể phục hồi bằng cách mài lại các góc độ của dao theo yêucầu gia công

- Là thời gian làm việc liên tục giữa 2 lần mài dao, ký hiệu là T

(phút)

- Phụ thuộc vào nhiều yếu tố: vật liệu làm dao, vật liệu gia công,

thông số hình học của dao, chế độ cắt, dung dịch trơn nguội,

- Được qui định trong sổ tay: thường là 30, 60, 90 hay 120 phút,…

Tuổi bền dao:

Biện pháp giảm mòn dao:

- Để giảm mòn dao, cần phải có các biện pháp giảm nhiệt, giảm

lực ma sát như:

+ Sử dụng dung dịch trơn nguội như: xút, êmunxi, nước xà phòng, …

+ Chọn chế độ cắt (s, t, v) hợp lý

+ Chọn vật liệu chế tạo dao hợp lý, góc độ dao mài đúng yêu cầu

+ Tăng cường độ cứng vững của hệ thống công nghệ (máy, dao,

phôi, đồ gá)

54

5.2 Một số phương pháp gia công cắt gọt kim loại:

5.2.1 Phương pháp tiện:

-Là phương pháp gia công thông dụng nhất để tạo mặt trụ trònxoay trong và ngoài, tiện ren, tiện côn, vạt mặt đầu, cắt đứt, + Chuyển động cắt chính là chuyển động quay tròn của chi tiết

+ Chuyển động chạy dao là chuyển động tịnh tiến của bàn xe dao

55

- Các dụng cụ khi tiện:

kém cứng vững

56

5.2.2 Phương pháp phay:

- Phay là phương pháp gia công kim loại phổ biến, là một trongnhững phương pháp gia công đạt năng suất cao

+ Chuyển động cắt chính: chuyển động quay tròn của dao

+ Chuyển động chạy dao: chuyển động tịnh tiến của chi tiết+ Chuyển động chiều sâu cắt t: nâng lên hạ xuống của bàn máy

+ Phay thuận:là phương pháp phay mà chiều quay của dao cùng

chiều với hướng tịnh tiến của phôi tại điểm tiếp xúc A

- Phương pháp phay thuận và phay nghịch:

+ Phay nghịch:là phương pháp phay mà chiều quay của dao ngược

chiều với hướng tịnh tiến của phôi tại điểm tiếp xúc A

58

5.2.3 Phương pháp bào, xọc:

- Là phương pháp gia công cắt gọt phôi có bề mặt phẳng Xọc đượcxem như là bào đứng

+ Chuyển động cắt chính: chuyển động tịnh tiến Đi – Về của dao+ Chuyển động chạy dao: chuyển động tịnh tiến của bàn máy+ Chuyển động chiều sâu cắt t: bàn máy nâng lên hoặc hạ xuống

Đặc điểm:

- Bào dùng để gia công mặt phẳng và các mặt định hình có đường

sinh thẳng Đặc biệt đối với những rãnh dài và hẹp

- Xọc có thể gia công các mặt trong lỗ lớn như rãnh then trên bánh

răng

- Bào và xọc cho năng suất thấp vì:

+ Số lưỡi cắt tham gia cắt gọt ít

+ Tốn nhiều thời gian cho hành trình chạy không

+ Vận tốc cắt thấp

5.2.4 Phương pháp khoan, doa:

Khoan:

- Là phương pháp gia công lỗ thông dụng, với đường kính ≤ 35mm+ Chuyển động cắt chính là chuyển động quay tròn của dao+ Chuyển động chạy dao là chuyển động dọc trục chi tiết của dao