Công Nghệ Chế Tạo Máy 2 – Các Phương Pháp Gia Công Đặc Biệt

3 III/ CÁC PHƯƠNG PHÁP TẬP TRUNG NĂNG LƯỢNG - Dùng thấu kính hội tụ : + Vết tập trung có dạng tròn hoặc vệt dài do vậy có thể gia công lỗ các rãnh hẹp , hàn điểm + Mật độ năng lượng phâ

II/ ĐẶC ĐIỂM GIA CÔNG TINH BẰNG BIẾN DẠNG DẺO

- Phương pháp gia công được sử dụng rộng rãi và có hiệu qủa nhất là khi dùng phương pháp lăn ép bằng con lăn hoặc bi.

- Dùng gia công mặt ngoài, mặt phẳng, mặt lỗ, mặt định hình v.v

- Các yếu tố ảnh hưởng đến mọi chỉ tiêu cơ bản của chất lượng gia công là ứng suất pháp và ứng suất cắt ở vùng biến dạng cũng như tỷ lệ của chúng.

- Quá trình san phẳng các nhấp nhô xảy ra không phải nhờ hiện tượng xô trượt kim loại theo hướng tiến dao dưới tác dụng của Pt

- Quá trình san phẳng các nhấp nhô xảy ra là phải nhờ hiện tượng dát rộng kim loại dưới tác dụng của Pk

- Tỷ lệ Pt/Pk tuỳ thuộc góc  - góc tiếp xúc của dụng cụ và nhấp nhô ban đầu.

- Khi lăn ép có Pt = 0 – lăn ép không có chạy dao dọc sẽ có độ nhẵn cao nhất khi Pt/Pk  min có thể đạt Ra = 0.02 – 0,01

Xem hình 10 -2

III/ CHẤT LƯỢNG ĐẠT ĐƯỢC SAU GIA CÔNG

* Về mặt hình dáng

- Lăn ép bằng các dụng cụ đàn hồi sau lăn ép hình dáng c hi tiết không đổi – không sửa được sai số hình dáng Khi đó đường kính chi tiết giảm đi một lượng:( khi trước gia công bề mặt phải đạt Ra <= 2.5):

d = k ( R bđ – R z )

- Lăn ép bằng dụng cụ không đàn hồi – sửa được hình dáng và thỏa mãn theo điều kiện:

d >= ( -  , ) hoặc ( -  , ) <= k ( R bđ - R z ).

* Về độ sóng

- Bằng dụng cụ đàn hồi thì không thay đổi

- Bằng dụng cụ không đàn hồi sẽ làm giảm độ sóng ban đầu và sinh ra sóng mới nguyên nhân là do:

+ Độ đảo của con lăn + Vật liệu cứng không đều + Bán kính cong của con lăn không đều + Độ nhẵn ban đầu không đều

+ Bước tiến dọc không đều.

+ Hệ thống công nghệ kém cứng vững

- Để giảm độ sóng khi lăn bằng con lăn đĩa ngoài việc giảm độ đảo hướng trục thì nên chọn đ/kính con lăn và phôi là bội số của nhau.

* Về độ nhẵn

- Độ nhẵn theo hướng ngang cao hơn hướng dọc.

- Tỷ lệ chiều dài sóng so với chiều cao sóng lớn hơn khi gia công bằng các phương pháp gia công cắt gọt.

Xem hình 10 - 3

- Độ nhẵn đạt Ra = 0.63 – 0.32 với S >= 0.5 mm/vòng

* Hình dáng nhấp nhô.

- Các nhấp nhô có bán kính đỉnh r lớn , còn góc dốc  nhỏ

Xem hình 10 – 3

- Trị số của r vàø  phụ thuộc đường kính bi, bán kính con lăn đĩa, bán kính góc lươn con lăn côn.

- Tỷ lệ r/R zmax rất lớn và nó đặc trưng cho diện tích tiếp xúc thực

- Lăn ép rung có thể điều chỉnh số hành trình kép và biên độ của bi nên sẽ thay đổi được hình dáng nhấp nhô.

* Chiều của vết gia công :

Cũng giống như gia công bằng cắt gọt, trừ khi lăn ép rung

* Tính cơ lý lớp bề mặt

- Nâng cao rất nhiều tính chất cơ lý của bề mặt (Cấu trúc, độ cứng ứng suất v.v )

- Lực quá lớn dẫn tới biến cứng quá độ làm xấu tính sử dụng của chi tiết vì vậy cần chọn thông số dụng cụ và chế độ làm việc tối ưu

Bảng (10 – 1) nêu quan hệ của chất lượng và các thông số công nghệ.

Nhìn chung khả năng của phương pháp này có thể đạt đe án cấp chính xác 6 hoặc 7, Ra = 0,1 – 0,05 nếu Ra ban đầu <=0,4

Hình (10 – 4 ) b- Lăn ép bằng bi

Lăn ép bằng một con lăn được dùng khá phổ biến nhưng có nhược điểm là lực tác dụng hướng kính từ một phía, nên hệ thống công nghệ – nhất là chi tiết gia công cần phải có độ cứng vững Để khắc phục người ta dùng phương pháp lăn ép nhiều con lăn ( lăn ép giữa các con lăn).

Hình (10 – 6 ) và hình (10 – 7 ) 3/ Chà bằng mũi kim cương hoặc hợp kim cứng: được dùng khi các phương pháp lăn ép nêu trên khó thực hiện Phương phá p này thường dùng gia công mặt trụ và mặt đầu.

Hình (10 – 8 ) 4/ Nong lỗ bằng bi hoặc chày nong.

a- Nong lỗ bằng bi:

- Gia công lỗ thông.

- Có thể thực hiện bằng tay hoặc máy khá đơn giản.

- Độ thẳng tâm của lỗ sau khi gia công kém nên thường dùng gia công lỗ ngắn.

- Lỗ sau khi gia công đạt CCX7, Ra = 0,2 – 0,1khi bi có độ cx cấp 6

Hình (10 – 9 ) b- Nong lỗ bằng chày nong một nấc: thường dùng gia công lỗ có đường kính nhỏ, khi gia công có thể đạt CCX7-8, Ra = 0,8 – 0,4 tuỳ thuộc việc chọn kết cấu chày, lượng dư và chế độ ép.

Hình ( 10 – 10 ) Thông số công nghệ, lượng dư và chế độ làm việc khi khi nong tham khảo trang

17 và bảng (10 – 3 ).Bk1970

- Chày nong nhiều nấc tổ hợp cả lưỡi cắt và vòng nong.

- chày nong nhiều nấc liền khối.

- Chày nong ghép các vòng nong

- Khi nong ép cần thiết phải dùng dung dịch trơn nguội.

B ÀI 2: PHƯƠNG PHÁP GIA CƠNG B ẰNG ĐIỆN VẬT LÝ VÀ ĐIỆN HỐ HỌC

2- Cĩ khả năng đạt độ chính xác cao ngay cả khi khơng thực hiện đ ược bằng các biện pháp gia cơng cắt gọt thơng th ường.

3- Khơng cần dụng cụ gia cơng cĩ độ cứng cao h ơn vật liệu gia cơng.

4- Tiết kiệm được nguyên vật liệu, nâng cao hệ số sử dụng vật liệu.

5- Cơng nghệ tương đối đơn giản, cĩ khả năng gia cơng một bộ phận nhỏ tr ên chi tiết lớn.

6- Dễ cơ khí hố và tự động hố.

7- Năng suất gia cơng nĩi chung thấp.

8- Gia cơng các bề mặt phức tạp và vật liệu cĩ độ cứng cao.

9- Bản chất của các phương pháp này là tạo ra phản ứng hố học để ăn m ịn bề mặt hoặc tạo ra hiện tượng nhiệt để đốt cháy kim loại hoặc l à tạo ra sự va

đập của các hạt mài để tách kim loại ra khỏi bề mặt gia cơng.

2- SƠ ĐỒ PHÂN LOẠI

Các phương pháp gia công bằng điện vật lý và điện hoá

học

Các phương pháp gia

công bằng điện vật lý

Gia công bằng điện hoá học

Phương pháp gia công phối hợp

Gia công bằng Siêu âm

m tia laze

Gia công bằng điện hoá hạt mài

1/ ĐẶC ĐIỂM

- Gia công kim loại bằng phương pháp tia lửa điện là một dạng gia công bằng phóng điện ăn mòn thực hiện được khi truyền năng lượng qua rãnh dẫn điện Sơ đồ nguyên lý gia công xem

2/ Ø KHẢ NĂNG CÔNG NGHỆ

- Chiều sâu lớp kim loại chi tiết gia công chịu ảnh hưởng nhiệt và tính chất phá hỏng kim loại phụ thuộc thời gian tồn tại của xung điện.

- Hình dáng chi tiết gia công giống hình dáng dụng cụ

Xem hình (11-12) hoặc ( 5 – 83 )

- Năng suất và chất lượng gia công phụ thuộc chế độ gia công :

+ Năng lượng xung điện

+ Thời gian tồn tại của xung điện

+ Cường độ dòng điện

+ Điện dung tụ điện

+ Dung dịch trơn nguội

+ Tính chất nhiệt của vật liệu gia công : Nhiệt nóng chảy , bốc hơi , độ dẫn nhiệt

+ Vật liệu làm điện cực dụng cụ.

- Năng suất nói chung thấp bình thường đạt : 500 – 600 mm/ph , độ nhám đạt Ra= 3.2 – 6.3 đôi khi đạt Ra = 1,6 – 0,8 ( khi gia công HKC )

- Hiện tượng cứng nguội bề mặt xảy ra khá lớn

- Độ mòn của điện cực rất lớn có thể lên đến 50% - 100% so với thể tích kim loại bóc ra khỏi phôi làm cho năng suất và chất lượng thấp.

- Môi trường chất lỏng có tác dụng : hạn chế ảnh hưởng nhiệt , làm nguội điện cực dụng cụ đảm bảo ổn định qúa trình gia công ( dùng chủ yếu là dầu hỏa đôi khi dùng dầu DO hoặc nhớt )

3 PHẠM VI SỬ DỤNG GIA CÔNG TIA LỬA ĐIỆN.

3/ Mài tròn lỗ đạt độ chính xác kích thước 0.01 và Ra0.63 ( Điện cực than )

4/ Nâng cao tuổi bền dụng cụ cắt từ 2 - 4 lần

5/ Vật liệu dụng cụ càng ít mòn thì độ chính xác càng cao

6/ Chỉ gia công được vật liệu dẫn điện.

1

GIA CÔNG KIM LOẠI BẰNG LAZE

I/ ĐẶC ĐIỂM CỦA LAZE

- Laze là chùm ánh sáng đơn sắc có bước sóng rất ngắn và góc phân kỳ nhỏ.

- Có thể dùng hệ quang học tập trung nó trên diện tích nhỏ nên mật độ năng lượng sẽ cao (10 12 W/cm 2 ) do vậy nhiệt độ lên đế hàng ngàn độ làm chảy lỏng và đốt ch1y kim loại.

- Sơ đồ máy tạo tia laze

Hình (11 – 20 ) hoặc ( 5 – 84 )

2

3 Mật độ năng lượng của chùm tia phân bố không đều trên vết tập trung

4 Kim loại gia công nhận năng lượng của chùm Laze và biến thành nhiệt năng

5 Nhiệt năng đốt nóng vật liệu đến nhiệt độ phá hỏng

6 Phá hỏng kim loạivà đẩy chúng ra khỏi vùng gia công

7 Vật liệu gia công nguội dần khi hết xung Laze tác dụng.

3

III/ CÁC PHƯƠNG PHÁP TẬP TRUNG NĂNG LƯỢNG

- Dùng thấu kính hội tụ :

+ Vết tập trung có dạng tròn hoặc vệt dài do vậy có thể gia công lỗ các rãnh hẹp , hàn điểm

+ Mật độ năng lượng phân bố không đều nên lỗ và rãnh dễ bị

Hình (11-22 ) hoặc (5 – 85 )

- Dùng hệ thống thấu kính có màn chắn

+ vết tập trung có dạng bất kỳ , năng lượng đều hơn.

+ Mất mát năng lượng nhiều , hiệu suất không cao

+ Kích thước mối hàn + Tính nhiệt của vật liệu , + Năng lượng chùm tia và thời gian tồn tại của nó + Vị trí mối hàn so với mặt phẳng tiêu của hệ tập trung Laze

Hình (11 – 26 ) ,

5 2/ Gia công lỗ nhỏ và rãnh hẹp

1 Kích thước lỗ chủ yếu phụ thuộc vào năng lượng chùm tia E (J )

+ Tiêu cự của thấu kính F (mm) + Vị trí mặt gia công và mặt phẳng tiêu F (mm ) + Số lương xung Laze

3 Độ nhám bề mặt thường đạt Ra 2.5 - 0.32 đôi khi đạt Ra 0.16

4 Độ cứng tế vi bề mặt tăng cao gia công thép có thể đạt 6000N/mm chiều sâu bé (h 32 m.)

6 Có thể thực hiện trong không khí ( Các phương pháp khác khó thực hiện được ).

7 Có thể gia công vật liệu phi kim loại.

GIA CÔNG BẰNG SIÊU ÂM

I/ BẢN CHẤT VÀ SƠ ĐỒ GIA CÔNG CỦA PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG BẰNG SIÊU ÂM.

1- Là phương pháp gia công cơ

2- Dùng năng lượng va đập của một số rất lớn các hạt mài có tần số c ao lên mặt gia công để tách ra các hạt kim loại có kích thước vaiø m.

Mật độ 3.10 4 - 10 5 hạt/cm 2 Với tần số 18 – 25 KHz 3- Sơ đồ gia công ( hình 11-30 )

4- Vật liệu dụng cụ thường làm bằng thép dụng cụ hoặc thép hợp kim.

2/ KHẢ NĂNG CÔNG NGHỆ &PHẠM VI SỬ DỤNG GIA CÔNG BẰNG SIÊU ÂM.

1- Gia công được vật liệi kim loại phi kim loại và bán dẫn.

2- Khi chi tiết cố định thì gia công được lỗ ( thông hoặc không thô ng ), lỗ định hình thẳng hoặc cong , cắt rãnh hoặc cắt đứt.

3- Khi chi tiết có chuyển động phụ thì có thể thực hiện được các nguyên công : phay , mài , tiện , cắt đứt …( hình 11 –31 ) hoặc (5 – 88)

4- Độ mòn dụng cụ cao do vậy ảnh hưởng đến chất lượng , năng suất và giá thành gia công (gia công thủy tinh dụng cụ mòn 1% - !.5% ; HKC 40% - 60% có khi đến 150% khối lượng kim loại bóc ra )

5- Năng suất gia công phụ thuộc :

+ Vật liệu gia công ,ø dụng cụ và hình dáng dụng cụ + Tần số , biên độ dao động của dụng cụ

+ Aùp lực dụng cụ lên chi tiết gia công + Tính chất và nồng độ hạt mài + Tiết diện và chiều sâu cần gia công.

6- Hạt mài dùng nhiều lọai nhưng dùng lọai cacbit Bo sẽ cho năng suất cao nhất.

7- Chất lỏng được dùng có thể là nước, dầu madút, cồn, dầu biến thế…nhưng dùng nước cho năng suất cao hơn.

8- Gia công vật liệu càng dòn và kém bền thì năng suất càng ca o như thủy tinh cho 9.000mm 3 /phút còn HKC chỉ đạt 200mm 3 /phút.

9- Chủ yếu gia công các bề mặt nhỏ và vật liệu rất cứng mà các biện pháp khác khó gia công.

III/ ĐỘ CHÍNH XÁC

Tuỳ theo: Sự đồng nhất của hạt mài, dao động ngang của dụng cụ , chế độ gia công , độ mòn dụng cụ…Khi gia công có thể đạt:

+ Gia công lỗ có thể đạt độ chính xác 0.05 – 0.01mm.

+ Trong quá trình gia công dụng cụ mòn cả ở mặt đầu và thành bên làm ảnh hưởng đến độ chính xác về kích thước,

+ Dao động ngang của dụng cụ gây sai lệch cả kích thước và hình dáng.

+ Độ côn tuỳ theo độ mòn dụng cụ mà có thể đạt 1 0 /L = 5 –

GIA CÔNG KIM LOẠI BẰNG ĐIỆN HÓA.

I/ KHẢ NĂNG CÔNG NGHỆ và BẢN CHẤT GIA CÔNG

1- Khả năng gia công chỉ phụ thuộc vào thành phần hóa học của vật liệu mà không phụ thuộc cơ tính

2- Điện cực dụng cụ ( là điện cực âm ) không bị mòn.

3- Năng suất gia công khá cao có khi đạt 30.000mm 3 /ph.

4- Độ nhám bề mặt có thể đạt Ra1,6– 0,4

5- Khi nâng cao năng suất gia công thì độ nhám giảm.

7- Bản chất của phương pháp là quá trình hòa tan điện cực dương trong môi trường chất điện phân.

2

II/ NGUYÊN LÝ HÒA TAN ĐIỆN CỰC (Hình 11 - 32)

1- Tính chất của phản ứng điện hóa và chỉ tiêu của phương pháp này phụ thuộc khá nhiều vào thành phần và tính chất vật lý của chất điện phân Chất điện phân có dùng nhiều loại miễn sao nó kết hợp với kim loại chi tiết gia công tạo thành chất dễ hòa tan trong nước như: Muối, axít, bazơ

2- Gia công thép thường dùng NaCl

3- Khi gia công hợp kim Côban ,Vonfram thường dùng NaCl và NaOH 4- Khi gia công hợp kim Niken , Titan thường dùng H SO

III/ NĂNG SUẤT GIA CÔNG

1- Năng suất gia công được đánh giá bằng tốc độ hòa tan kim loại của phôi trong dung dịch chất điện phân (Vm/ph )và lượng kim loại được hòa tan trong đơn vị thời gian (Qg/ph )và chúng tỉ lệ nghịch với khoảng cách (L) giữa hai điện cực hoặc tỉ lệ thuận với mật độ dòng điện ( D )

Xem hình (11 – 33) 2- Chất lượng bề mặt phụ thuộc tổ chức kim loại gia công, mật độ dòng điện, vận tốc dịch chuyển của chất địên phân và của điện cực

3- Độ hạt của kim loại gia công nhỏ thì gia công đạt độ nhẵn cao.

4- Khi tăng mật độ dòng điện thì độ nhám giảm.

Xem hình ( 11 – 34 ) 5- Có hai hình thức gia công:

- Điện cực dụng cụ cố định: đơn giản nhưng năng suất và chất lượng gia công không cao.

Hình(5 – 89)

- Điện cực dụng cụ di chuyển:tốc độ di chuyển bằng tốc độ hòa tan vật liệu điện cực dương nên nâng cao được năng suất và chất lượn g.

Hình(5 – 90)

4

Xem hình ( 11 – 35 ).

2- Gia công lỗ: gia công lỗ trụ lỗ định hình

Xem hình ( 11 – 36 ; 11 – 37 ; 11 – 38 ) 3- Khi gia công lỗ hình nào thì điện cực dụng cụ có hình dáng tương ứng 4- Gia công rãnh then và then hoa

Xem hình ( 11 – 39 ) 5- Làm cùn cạnh sắc sau khi khoan, phay, mài … hiệu qủa nhất là làm cùn cạnh sắc ở đầu bánh răng ( thay cho nguyên công vê đầu răng )

GIA CÔNG KIM LOẠI BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHỐI HỢP.

( MÀI ĐIỆN HÓA )

1/ Đặc điểm gia công bằng phương pháp điện hóa hạt mài :

- Là phương pháp tổng hợp các tác dụng điện hóa và tác dụng cơ học của hạt mài.

- Có thể gia công mặt phẳng , mặt trụ , mặt định hình hoặc mài dao.

- Năng suất mài bằng điện hóa hạt mài không phụu thuộc vào vật liệu hạt mài nhưng lại phụ thuộc mật độ và độ hạt đá mài ( mật độ khoảng 25% và độ hạt M10 – M16 ) có năng suất và chất lượng cao nhất (Ra = 0.05)

- Năng suất thấp ( so với điện hóa kim cương )

- Mật độ dòng điện trên bề mặt gia công thấp do vậy khả năng đốt nóng bề mặt gia công không lớn

- Điện áp sử dụng thấp

2/ Cơ chế gia công bằng điện hóa hạt mài như sau :

Xem hình (11 – 49) hoặc (5 – 91 )

Xem hình (11 – 50) hoặc (5 – 92 )

TIÊU CHUẨN HÓA QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ

I/ KHÁI NIỆM CHUNG

- Khi sản xuất thì phải chuẩn bị sản xuất

- Trong chuẩn bị sx có chuẩn bị kỹ thuật và chuẩn bị tổ chức

- Trong chuẩn bị kỹ thuật có chuẩn bị thiết kế và chuẩn bị c/nghệ

- Chuẩn bị công nghệ là cầu nối giữa thiết kế và chế tạo.

1) Phương hướng chuẩn bị công nghệ hiện nay.

- Nghiên cứu và áp dụng các biện pháp nhằm rút ngắn thời gian , giảm khối lượng lao động trong việc chuẩn bị sx và sx, áp dụng nhanh tiến bộ khkt như : tự động hóa thiết kế ( CAD ) , tự động hóa sx ( CAM ), ứng dụng nguyên lý CIM , áp dụng dây chuyền công nghệ tối ưu, linh hoạt, tự động hóa trong sx

- Thường xuyên nghiên cứu bổ xung để hòan thiện QTCN cũ , cải tiến kỹ thuật và tổ chức sx đạt hiệu qủa cao hơn.

2) Biện pháp cơ bản rút ngắn thời gian , nâng cao hiệu qủa khi chuẩn bị công nghệ

- Thống nhất hóa tiến đến tiêu chuẩn hóa QTCN

- Biện pháp cụ thể là : dùng công nghệ điển hình , công nghệ nhóm và công nghệ tổ hợp.

3) QTCN tiêu chuẩn tạo điều kiện

- Giải phóng cán bộ công nghệ khỏi công việc lặt vặt , trùng lặp.

- Giảm các trang bị công nghệ trùng lặp

II/ PHÂN LOẠI ĐỐI TƯỢNG SX

1) Mục đích

- Là cơ sở để tiến hành tiêu chuẩn hóa QTCN

- Cho phép tập hợp số lượng lớn chi tiết hoặc bộ phận kết cấu của sản phẩm thành một số loại , kiểu , cỡ đồng nhất

- Tạo khả năng gia công và lắp ráp theo trình tự hợp lý

- Tạo cơ sở cho việc tiêu chuẩn hóa toàn bộ các yếu tố cơ bản của quá trình sx

2) Cơ sở để phân loại

Cơ sở để phân loại là các đặc điểm về kết cấu của chi tiết , các chi tiết trong một loại có sự thống nhất về : loại vật liệu , hình dáng hình học , kích thước , độ chính xác,độ nhám và các đặc trưng khác

Xem hình 8 – 1 3) Hệ thống phân loại

Khi xây dựng hệ thống phân loại cần đảm bảo nhận dạng đối tượng nhanh từ đó co quan điểm phân loại sau :

- Phân loại theo đặc điểm kết cấu

- Phân loại theo đặc điểm công nghệ

- Phân loại theo đặc điểm kết cấu và công nghệ

III/ CÔNG NGHỆ ĐIỂN HÌNH

1) Mục đìch : nhằm xây dựng một QTCN chung cho những đối tượng sx (một chi tiết bộ phận , cả sản phẩm ) có kết c ấu giống nhau

2) Cơ sở của công nghệ điển hình : dựa vào việc phân loại chi tiết, bộ phận máy…về mặt kết cấu và công nghệ lập nên đối tượng đại diện có đầy đủ các đặc trưng của chúng

3) Tác dụng của nó :

- Thống nhất hóa và tiêu chuẩn hóa các nguyên công thông dụng

- Hạn chế sự đa dạng của đối tượng về kết cấu và công nghệ trong

cùng kiểu Giảm khối lượng lao động chuẩn bị sx và các tài liệu trùng lặp về nội dung.

- Thực hiện chuyên môn hóa sx trên cơ sở áp dụng biện pháp công

nghệ và tổ chức tiên tiến.

4)Nội dung cần thực hiện :

- Phân loại chi tiết , bộ phân của sản phẩm thành kiểu ( các đối tượng giống nhau hoàn toàn về kết cấu ).

- Phân tích chọn lựa trong từng kiểu một đối tượng điển hình.

- Lập QTCN cho chi tiết điển hình đã chọn.

- Xác định trang thiêt bị , dụng cụ , chế độ công nghệ, 5)Yêu cầu của QTCN điển hình:

- Là QTCN tiên tiến trong điều kiện sx nhất định

- Dễ dàng cải tiến sau này

- Aùp dụng cho từng nguyên công riêng biệt ứng với các đối tượng trong cùng kiểu.

Hai mức độ trên có sự liên hệ, bổ xung cho nhau nhằm nâng cao tính loạt sản xuất, tạo điều kiện áp dụng dây chuyền sản xuất.

Sau này chúng ta nghiên cứu các tiến trình công nghệ điển hình gia công các chi tiết dạng hộp trục v.v

Ví dụ : tiến trình công nghệ điển hình gia công bánh răng côn thẳng Xem bảng ( 8 – 3 )

IV/ CÔNG NGHỆ NHÓM

1) Cơ sở : phân nhóm đối tượng sản xuất theo sự giống nhau từng phần về

kết cấu có thể là một hoặc tập hợp vài bề mặt g/ công

Xem ( hình 8 – 3 ) 2) Tác dụng :

- Cho phép gia công các chi tiết trong cùng nhóm với cùng trang thiết

bị, dụng cụ, trình tự công nghệ ( Cùng nguyên công ).

- Đặc trưng công nghệ đối với từng chi tiết cụ thể sẽ khác biệt rất ít

so với đặc trưng công nghệ chung của nhóm chi tiết.

- Cho phép áp dụng phương pháp gia công tiên tiến , trang thiết bị công nghệ tiên tiến có năng suất cao do việc tăng số lương chi tiết tính cho một đơn vị trng bị công nghệ.

3) Cần lưu ý : Công nghệ nhóm chỉ nên áp dụng ở một vài nguyên công chính Vì:

- Quá trình ghép nhóm chi tiết gia công sẽ phức tạp nếu từng chi tiết cụ thể phải ghép nhóm nhiều lần.

- Trong sản xuất nhỏ và đơn chiếc việc phân nhóm sẽ tốn kém

- Điều hành quản lý quá trình gia công khó khăn.

4) Đặc điểm công nghệ nhóm.

- Công nghệ nhóm thường ứng với vài nguyên công chung của chi tiết gia công có kết cấu khác nhau.Còn công nghệ điển hình lại ứng với toàn bộ quá trình công nghệ cho các đối tượng gia công có kết cấu giống nhau

- Công nghệ nhóm thường thực hiện trên từng nguyên công mà cụ thể là trên từng máy Nếu các chi tiết có chu kỳ gia công trên nhiều máy thì nên xếp vào công nghệ điển hình.

- Công nghệ nhóm hẹp hơn công nghệ điển hình.Nhưng nó rất cụ thể

- Muốn đạt hiệu qủa cần :

+ Loại trừ sự đa dạng của QTCN , nghiên cứu sửa đổi kết cấu , nâng cao tính công nghệ trong kết cấu,thống nhất và ti êu chuẩn hóa.

+ Sử dụng đồ gá tiên tiến , điều chỉnh nhanh.

+ Tạo điều kiện để tự động hóa , tiến tới sử dụng dây chuyền linh hoạt.

5)Các bước thực hiện gia công nhóm :

- Phân nhóm chi tiết

- Lập QTCN cho từng nhóm.

- Thiết kế các trang bị công nghệ nhóm.

Nội dung cụ thể của từng bước tham khảo trang 59 – 62

6) Nguyên tắc phân nhóm:

- Ghép nhóm chi tiết có hình dáng gần như nhau.

- Ghép nhóm chi tiết có mặt chuẩn định vị giống nha u.

- Ghép nhóm chi tiết có yêu cầu kỹ thuật gần giống nhau.

- Ghép nhóm chi tiết có các bề mặt gia công giống nhau.

- Ghép nhóm chi tiết có phương pháp tạo phôi giống nhau

- Ghép nhóm chi tiết có trình tư công nghệ gần gi ống nhau.

- Ghép nhóm chi tiết sao cho phí tổn điều chỉnh thiết bị,

đồ gá, d/ cụ ít

- Ghép nhóm chi tiết có số lượng qúa ít, hoặc có kết cấu khác nhiều so với các chi tiết khác.

- Sau khi phân nhóm ta xây dựng chi tiết đạ i diện làm chi tiết điển hình.

Xem hình 12 – 4 hoặc 8 - 6 7) Các nguyên tắc lập QTCN nhóm :

- Thứ tự của bước hay nguyên công phải đảm bảo gia công được và yêu cầu kỹ thuật bất kỳ chi tiết nào trong nhóm.

- Trang thiết bị dùng trong các nguyên công phải gia công được bất kỳ chi tiết nào trong nhóm.

- Tổn hao điều chỉnh khi thay đổi chi tiết trong nhóm ít nhất.

QTCN nhóm được xây dựng thành sơ đồ theo thứ tư bước của nguyên công.

Xem các bảng 8 – 4 đến 8 –7

8) Đồ gá gia công nhóm.

Về cơ bản thì các chi tiết trong nhóm có đặc trưng công nghệ giống nhau

do vậy chúng có bề mặt dùng làm chuẩn định vị và sơ đồ gá đặt gần giống nhau chỉ khác nhau một chút về kích thươ`c hoặc hình dáng như vậy đồ gá có phần điều chỉnh và phần vạn năng ( phần vạn năng chiếm 80% - 90% trong đồ gá ).

Đồ gá gia công nhóm có đặc điểm sau :

- Gá đặt nhanh và chính xác bất kỳ chi tiết nào tron g nhóm.

- Thay thế và điều chỉnh nhanh chóng các bộ phận cần thiết

- Cần có độ cứng vững nhưng không làm biến dạng chi tiết.

- Tháo lắp nhanh trên máy gia công.

- Thao tác thuận tiện , nhẹ nhàng , an toàn.

- Đồ gá gia công nhóm thường có độ cứng vững kém đồ gá chuyên dùng Các phương án thực hiện khâu điều chỉnh trong đồ gá nhóm:

+ Dịch chuyển các bộ phận gá đặt chi tiết gia công (thay đổi cơ cấu gá đặt ).

+ Định vị và kẹp chặt lại các bộ phận gá đặt đến vị trí khác trên đồ gá.

+ Thay đổi từng phần hoặc toàn phần bộ phận định vị , kẹp chặt , dẫn hướng v.v.

+ Vừa thay thế vừa dích chuyển các bộ phận gá đặt chi tiết gia công Xem hình 8 – 7.

IV/ CÔNG NGHỆ TỔ HỢP 1) Đặt vấn đề :

Trong ngành chế tạo máy nói chung chủ yếu là sản xuất loạt vừa và nhỏ nên phương hướng công nghệ quan trọng là nghiên cứu xây dựng QTCN và dây chuyền sx linh hoạt, tự động trên cơ sở công nghệ tổ hợp và điều khiển tối ưu hệ thống Nghĩa là khi đối tượng sx thay đổi thì QTCN, nguyên công, dây chuyền sx phải đảm bảo khả năng thích nghi, linh hoạt.

Công nghệ điển hình và công nghệ nhóm đề u có ưu điểm và hạn chế nhất định:

- Công nghệ điển hình có đối tượng là các chi tiết gia công có kết cấu giống nhau ở mức cao nên QTCN để gia công chúng phải giống nhau làm cho phụ tải và hiệu suất sử dụng trang thiết bị, dụng cụ công nghệ thấp từ đó lám hạn chế hiệu quả kinh tế của QTCN và dây chuyền sản xuất.

- công nghệ điển hình chỉ phát huy tốt khi số lượng chi tiết gia công trong cùng một kiểu, một c4 đủ nhiều ứng với dạng sả n xuất lọat lớn hay hàng khối, dây chuyền sản xuất thường cứng và kém linh họat.

Xem bảng 8 -8

- Công nghệ nhóm lại dựa vào sự giống nhau từng phần thường là giống nhau ở một vài bề mặt gia công, và để gia công chúng t a có thể dùng chung trang thiết bị, dụng cụ, chế độ công nghệ làm cho hệ số sử dụng thiết bị cao, các nguyên công chung có tính linh họat

- Việc phân nhóm và giám sát sản xuất đối với từng đối tượng gia công khá phức tạp và khó thực hiện sản xuất theo dây chuyền Cần lưu ý rằng:

- Ở quy mô hàng lọat vừa và nhỏ ( hay gặp nhất trong ngành Kỹ thuật chế tạo) thì chủng lọai chi tiết thì nhiều, nhưng số lượng từng lọai lại không nhiều, quá trình chế tạo thường theo chu kỳ do vật cần phải đảm bảo tính thích nghi nhanh của QTCN, nguyên công và cả dây chuyền khi đối tượng sản xuất thay đổi.

Tiên đề cơ bản nhất đảm bảo tính linh hoạt , thích nghi của dây chuyên là xác định hợp lý đối tương sx cho dây chuyền, tức là phải thống hất hóa , tiêu chuẩn hóa các kết cấu của đối tương sx.

- Để đảm bảo tính linh họat của tòan bộ QTCNthì xác địng đối tượng theo quan điểm công nghễ điển hình, nhưng để đảm bảo tính linh họat của từng nguyên công thì nên theo quan điểm công nghệ nhóm.

- Công nghệ tổ hợp khi xác định đối tượng gia công đã kết hợp cả hai luận điểm trên.

- Khả năng thích thích nghi chủ yếu do trang thiết bị, dụng cụ quyết định nhờ sự hỗ trợ tích cực của cơ cấu cấp phôi, thay dao, vận chuyển v.v

- Sơ đồ tổng quát của công nghệ tổ hợp

Hình (8 – 8) 2- Phương án nghiên cứu đảm bảo tính thích nghi

- Phương án tập trung nguyên công, sx phát triển: Sử dụng máy điều khiển chương trình số.

- Phương án phân tán nguyên công, sx kém phát triển: Dùng máy vạn năng có gá lắp linh hoạt hoặc máy chuyên dùng linh hoạt có kết cấu đơn giản.

3- Các bước thực hiện để áp dụng công nghệ tổ hợp.

- Phân loại và ghép nhóm đối tượng gia công

- Xác định đối tượng đại diện ( điển hình ).

- Xác định số lượng quy đổi của từng kiểu so với kiểu đại diện bằng hệ số quy đổi.

- Xác định phương án tổ hợp tối ưu về co âng nghệ : Hệ số tải trọng, chu kỳ gia công, số lượng máy, tổn hao thời gian v.v…

- Thiết kế, xây dựng QTCN theo phương án tổ hợp tối ưu, kể cả việc thiết kế đồ gá điều chỉnh.

I/ ĐẶC ĐIỂM CỦA CÁC CHI TIẾT DẠNG HỘP

- Có nhiều vách, độ dày mỏng của các vách khác nhau, trong các vách có nhiều gân, có nhiều phần lồi lõm.

- Có nhiều mặt phẳng cần gia công để làm mặt tiếp xúc.

- Nhiều lỗ cần được gia công chính xác để thực hiện các mối lắp ghép

- và được chia ra :

+ Lỗ chính xác: Gọi là lỗ chính thừơng đỡ cổ trục + Lỗ không chính xác: Gọi là lỗ phụ thường dùng ke75p các bộ phận

- Nhìn chung các chi tiết dạng hộp là chi tiết phức tạp khó gia công

Xem hình (13 – 1 ) hoặc hình (10 – 1 )

II/ NHỮNG YÊU CẦU KỸ THUẬT CHỦ YẾU KHI CHẾ TẠO

- Một số mặt ngòai và lỗ gia công đạt độ chính xác cao : Cấp 7 – 8 có khi đạt cấp 6,độ nhám bề mặt Ra 2.5 – 0.32 có khi cao hơn.

- Sai số hinh dáng nằm trong dung sai cho phép , có khi khắt khe hơn ( 0,5 – 0,7 dung sai đường kính lỗ ).

- Các mặt lắp ghép không quan trọng chế tạo cấp 12 – 14 và Rz 40 –20 gia công một lần là được.

- Độ chính xác về vị trí tương quan như : Kích thước từ mặt đáylắp ghép chính đến các lỗ cơ bản ( lỗ chính ) , khoảng cách giữa các lỗ chính với nhau , độ đồng tâm của chúng trên cá c thành khác nhau có thể đạt từ 0.1 – 0.001

Xem hình (13 – 1 ) hoặc hình (10 – 1 )

- Một số mặt ngòai dùng làm chuẩn lắp ráp hoặc có chuyển động di trượt ( các mặt chính ) cần có độ thẳng và độ phẳng cao (từ 0.05 – 0.1 trên suốt chiều dài ), Ra = 1.25 – 5

- Độ không vuông góc giữa mặt đầu và tâm lỗ 0,01 – 0,05/100mm bán kính

- Có tới 60% lỗ chính xác cấp 7 và 6 , 30% chính xác cấp 8

- Độ nhám đại bộ phận các bề mặt Rz<5

III/ TÍNH CÔNG NGHỆ TRONG KẾT CẤU

- Có độ cứng vững và độ bền nhất định để gia công không bị biến dạng , dùng chế độ cắt cao , năng súat cao.

- Bề mặt làm chuẩn cần có độ dài , đủ diện tích cho phép thực hiệ n nhiều nguyên công , gá đặt nhanh khi gia công và lắp ráp.

- Các bề mặt gia công không có vấu lồi lõm, thuận lợi ăn dao và thoát dao.Bố trí các bề mặt sao cho dễ gia công nhiều bề mặt một lúc

- Các lỗ nên có dạng đơn giản ( không nên có rãnh , dạng định hình , có thành mỏng , nên liên tục không bít đáy , nên có đường kính giảm từ ngoài vào trong

- Lỗ nên vuông góc với mặt hộp.

- Nên dùng các lỗ tiêu chuẩn.

IV/ VẬT LIỆU VÀ PHÔI CHẾ TẠO

- Vật liệu chế tạo thường là : Gang xám, thép đúc, hợp kim nhôm, thép hàn …

- Tùy theo dạng sản xuất mà dùng vật liệu và phương pháp chế tạo phôi :

+ Đúc trong khuôn cát , mẫu gỗ , làm khuôn bằng tay

+ Đúc trong khuôn cát , mẫu kim loại , làm khuôn bằng máy

+ Đúc trong khuôn kim loại và khuôn vỏ mỏng

+ Đúc áp lực

+ Phôi thép hàn : kiểu thô và kiểu tinh Cần phải khử ứng suất dư + Phôi thép dập nóng hoặc kim loại mầu dập nguội.dùng khi chi tiết không phức tạp và trong sản xuất lớn.

V/ TIẾN TRÌNH CÔNG NGHỆ

1/ Chọn chuẩn gia công :

- Cần tạo chuẩn tinh thống nhất : thường là mặt ngoa øi và 2 lỗ chuẩn tinh phụ (có Cấp chính xác đến 7 và khoảng cách xa nhất ).

Xem hình 13 – 2 hoặc hình 10 – 3

- Chọn chuẩn thô cần phải: phân bố lương dư , khe hở lắp ghép :

+ Mặt thô của lỗ chính ( thường dùng nhất loại này )4 bậc tự d o.

Xem hình 13 – 3a + Mặt thô không gia công ở bên trong , 3 bậc tự do.

Xem hình 13 – 3b + Mặt trên của hộp hoặc mặt trên ở gờ vai.

Sau khi có chuẩn tinh thống nhất ta tiến hành như sau:

- Gia công các bề mặt còn lại.

- Gia công thô và bán tinh các lỗ lắp ghép.

- Gia công các lỗ kẹp chặt , không chính xác.

- Gia công tinh các lỗ lắp ghép.

- Tổng kiểm tra.

6

VI/ BIỆN PHÁP THỰC HIỆN.

1/ Gia công mặt chuẩn :

Tuỳ theo kích thước và sản lượng:

- Sản lượng nhỏ dùng máy phay , bào vạn năng

- Hộp kích thước lớn có thể gia công trên máy tiện đứng cỡ nhỏ gia công trên máy tiện vạn năng với mâm 4 chấu.

- Sản lượng lớn hoặc khối hộp cỡ lớn hoặc trung bình gia công trên máy nhiều trục , máy bàn quay.Hộp cỡ nhỏ dùng chuốt hoặc máy tổ hợp.

- Gia công hai lỗ định vị thường trên máy khoan cần hoặc máy nhiều trục , tiến hành khoan – khoét - doa đảm bảo độ chính xác kích thước và vị trí

2/ Gia công mặt ngoài của hộp.

Tuỳ theo kích thước và sản lượng:

- Sản xuất nhỏ , đơn chiếc thường dùng phương pháp bào

- Sản xuất loạt thì dùng phay, hộp kích thước lớn dùng phay giường hoặc bào giường.

- Trong sản xuất khối dùng phay liên tục trên máy có bàn quay , khi gia công tinh có thể mài.

Xem hình 10 - 5

3/ Gia công lỗ lắp ghép , nó chiếm thời gian khá lớn :

- Tuỳ theo dạng sản xuất mà tiến hành trên máy : Doa , máy tổ hợp, đường dây tự động.

- Độ chính xác về kích thước và vị trí tương quan của lỗ thực hiện theo bạc dẫn hướng hoặc xác định vị trí bằng tọa độ.

- Khi gia công trên máy tổ hợp nên chia ra nguyên công thô và tinh trên hai máy hoặc hai bước trên một máy.

- Lỗ có kích thước nhỏ gia công trên máy khoan nhờ bạc dẫn hướng và đầu khoan nhiều trục Hoặc máy khoan cần có phiến dẫn

- Trong sản xuất hàng loạt các lỗ chính xác gia công trên máy doa Có

2 phương án gia công lỗ :

+ Gia công liên tục lấy lỗ vừa gia công làm dẫn hướng + Gia công một bên sau đó quay đi 180 0

(hình 13-6 –7 -8)

- Có thể dùng trục doa công xôn khi l/d<= 5 - 6

- Đo kiểm tra đường kính lỗ không cần rút trục dao ra khỏi lỗ mà d ùng dụng cụ đặt trên trục doa

4/ Gia công các lỗ kẹp chặt

- Sản lượng ít gia công trên máy khoan vạn năng , khoảng cách lỗ thực hiện bằng việc lấy dấu hoặc nhờ các phiến dẫn.

- Sản lượng vừa dùng máy khoan cần có đầu Rơâvônve

- Sản xuất lớn và khối gia công trên máy tổ hợp , máy nhiều trục

CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CÁC CHI TIẾT DẠNG CÀNG.

- Càng có các lỗ dùng để kẹp chặt , các rãnh then , mặt đầu và một số yếu tố khác cần gia công …

Các dạng càng xem hình (10 – 22 )và (10 – 23 ) Hoặc 14 - 1