NỘI DUNG ôn tập tốt NGHIỆP môn CÔNG NGHỆ CHẾ tạo

Vị trí là một phần của nguyên công, được xác định bởi vị trí tương quan giữa chi tiết với máy hoặc giữa chi tiết với dao cắt.. Bước Cũng là một phần của nguyên công gia công một bề mặt

NỘI DUNG ÔN TẬP

1 Quá trình sản xuất và quá trình công nghệ.

Quá trình sản xuất chia ra:

- Quá trình chính: là quá trình liên quan trực tiếp đến việc chế tạo chi tiết, lắp ráp và hoàn chỉnh sản

phẩm:

+ Quá trình tạo phôi

+ Quá trình gia công cắt gọt

+ Quá trình nhiệt luyện

+ Quá trình lắp ráp

+ Quá trình bao gói, sơn.v.v…

- Quá trình phụ gồm cung cấp năng lượng, cung cấp nước, khí nén, vận chuyển, bảo quản, sữa chữa,

2 Các thành phần của quá trình công nghệ.

Ví dụ: tiện trục bậc như hình vẽ có thể có 3 phương án gia công như sau:

Phương án 1: Tiện đầu A xong trở đầu tiện đầu C ngay, đó là một nguyên công.

Phương án 2: Tiện đầu A cho hàng loạt chi tiết sau đó chuyển sang tiện đầu C cũng cho cả loạt

chi tiết trên cùng một máy đó Như vậy ta đã chia thành hai nguyên công vì không đảm bảo tínhliên tục

Phương án 3: Tiện đầu A trên máy số 1, tiện đầu C trên máy số 2 như vậy cũng đã chia thành

2 nguyên công vì chỗ làm việc đã thay đổi từ máy số 1 sang máy số 2

Thực hiện nguyên công tiện xong tiến hành phay rãnh then ở một máy khác ( máy phay đứng )cũng là 2 nguyên công

Nguyên công là đơn vị cơ bản của quá trình công nghệ để hoạch toán và tổ chức sản xuất Việcphân chia quá trình công nghệ thành các bước nguyên công có ý nghĩa kinh tế kỹ thuật:

Gá là một phần của nguyên công được hoàn thành trong một lần gá đặt chi tiết Ví dụ như chi tiết trên

hình 1.1 là: gá lần 1 tiện một đầu, rồi quay đầu gá lần 2 tiện tiếp đầu kia Một nguyên công có thể có mộthay nhiều lần gá

Vị trí là một phần của nguyên công, được xác định bởi vị trí tương quan giữa chi tiết với máy hoặc giữa

chi tiết với dao cắt Ví dụ trên hình 1.1 ta gá chi tiết trên đầu phân độ phay rãnh then thứ nhất sau đóquay 1800 phay tiếp rãnh then thứ 2 được gọi là một lần gá nhưng có 2 vị trí Như vậy một lần gá có thể

có một hay nhiều vị trí

Bước Cũng là một phần của nguyên công gia công một bề mặt ( hoặc tập hợp bề mặt ) sử dụng một

hoặc một bộ dao mà trong quá trình làm việc không thay đổi chế độ cắt

Ví dụ: tiện mặt trụ C sau đó thay đổi tốc độ, bước tiến, thay dao để tiện ren là hai bước khác nhau

Đường chuyển dao là một phần của bước để hớt đi một lớp vật liệu có cùng chế độ cắt và sử dụng cùng

một dao Như vậy một bước có thể có nhiều đường chuyển dao

Động tác là một hành động của công nhân đề điều khiển máy thực hiện việc gia công hay lắp ráp Ví

dụ: nhấn nút khởi động máy, kẹp êtô…Động tác là đơn vị nhỏ nhất của nguyên công

Hình 1.1

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

i 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:

Sản lượng hàng năm của chi tiết được xác định theo công thức:

N=N1 m(1+α+β

Trong đó: N1 -Số sản phẩm được sản xuất trong một năm

m-Số chi tiết trong một sản phẩm

α -Số chi tiết phế phẩm ( α =3 ¿ 6)

β -Số chi tiết được chế tạo dự trữ ( β =5 ¿ 7)

Sản xuất đơn chiếc: sản lượng ít ( khoảng vài chục chiếc ), sản phẩm không ổn định gồm nhiều

chủng loại Thường sử dụng các máy vạn năng Qui trình công nghệ có phần đơn giản dưới dạng cácbảng hay phiếu công nghệ đòi hỏi trình độ tay nghề thợ giỏi Ví dụ như các , cơ sở, xí nghiệp cơ khí nhỏsản xuất theo đơn đặt hàng

Sản xuất hàng loạt: có sản phẩm hàng năm không quá ít, chế tạo từng loạt theo chu kỳ xác định, sản

phẩm tương đối ổn định

Sản xuất hàng khối: có sản lượng rất lớn, sản phẩm ổn định, trình độ chuyên môn hóa cao, máy

móc chuyên dùng, qui trình công nghệ được thiết kế và tính toán chính xác và được lặp thành tài liệucông nghệ có nội dung cụ thể và tỷ mỉ Ví dụ như các nhà máy chuyên sản xuất động cơ, hộp tốc độ, đinhvít… ở hình thức này dể dàng ứng dụng các phương pháp công nghệ tiên tiến, tự động hóa quá trình sảnxuất tạo thành một dây chuyền sản xuất đạt hiệu quả kinh tế ỹ thuật cao

Tổ chức sản xuất theo dây chuyền

Mỗi nguyên công được thực hiện và hoàn tất tại một địa điểm làm việc nhất định nhưng chúng cómối quan hệ với nhau về mặt thời gian và không gian Ơ phương pháp này các máy móc được bố trí theotrình tự các nguyên công đồng thời phải tuân thủ theo nhịp sản xuất T ( phút ) và bước vận chuyển L( mét ) Phương pháp này luôn mang lại hiệu quả kinh tế cao Ap dụng cho các dạng sản xuất hàng loạt,hàng khối

Tổ chức sản xuất không theo dây chuyền

Mỗi nguyên công được thực hiện độc lập với nhau không có mối liên hệ về mặt không gian và thờigian với các nguyên công khác Hiệu quả kinh tế của phương pháp này thấp Việc bố trí các máy mócthiết bị thường theo nhóm chức năng của máy như là nhóm máy tiện, nhóm máy phay, nhóm máy bào…thường được áp dụng cho dạng sản xuất đơn chiếc, hàng loạt nhỏ, sửa chữa thay thế

Chiều cao nhấp nhô R Z : là trị số trung bình của 5 khoảng cách từ 5 đỉnh cao nhất đến 5 đáy thấp nhất

của nhấp nhô bề mặt tế vi tính trong phạm vi chiều dài chuẩn l

Sai lệch profin trung bình cộng R a : là trị số trung bình của khoảng cách từ các đỉnh trên đường nhấp

nhô tế vi tới đường trục toạ độ OX Được xác định bằng 2 phương pháp: gần đúng và chính xác

h : Chiều cao của nhấp nhô tế vi.

l : Khoảng cách giữa 2 đỉnh nhấp nhô tế vi.

5 Ảnh hưởng của chất lượng bề mặt tới khả năng làm việc của chi tiết máy

Ảnh hưởng đến tính chống mòn

Ảnh hưởng đến độ bền mỏi của chi tiết máy

Ảnh hưởng tới tính chống ăn mòn hoá học của lớp bề mặt chi tiết

Ảnh hưởng đến độ chính xác của các mối lắp ghép

Hình 3.2 - Sơ đồ tiếp xúc ban đầu của cặp chi tiết ma sát với nhau.

Hình 3.4 - Quá trình ăn mòn hoá học trên bề mặt chi tiết máy.

6 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt.

Ảnh hưởng của độ nhấp nhô tế vi (độ nhám bề mặt)

Do bề mặt hai chi tiết tiếp xúc nhau có nhấp nhô tế vi (nhám) nên trong giai đoạn đầu của quá trình làm việc, hai bề mặt này chỉ tiếp xúc nhau ở một số đỉnh nhấp nhô; diện tích tiếp xúc thực chỉ bằng một phần của diện tích tiếp xúc tính toán

Các chỗ lõm bề mặt do độ nhấp nhô tế vi tạo ra là nơi chứa các tạp chất như axít, muối, v.v các tạpchất này có tác dụng ăn mòn hoá học đối với kim loại Quá trình ăn mòn hoá học trên lớp bề mặt chi tiếtlàm các nhấp nhô mới hình thành

Ảnh hưởng của lớp biến cứng bề mặt

Lớp biến cứng bề mặt của chi tiết máy

có tác dụng nâng cao tính chống mòn

hạn chế sự khuếch tán oxy trong không

khí vào bề mặt chi tiết máy để tạo thành

các oxuýt kim loại như các ôxuýt sắt

bề mặt chi tiết máy qua quá trình gia công cơ sẽ bị biến cứng, độ nhám bề mặt thay đổi làm cho tính chống ăn mòn hoá học của kim loại cũng bị thay đổi.

Ảnh hưởng của ứng suất dư bề mặt

Ứng suất dư ở lớp bề mặt chi tiết máy nói chung không ảnh hưởng đáng kể tới tính chống mòn

- Ứng suất dư nén làm tăng độ bền mỏi của chi tiết máy

- Ứng suất dư kéo làm giảm độ bền mỏi của chi tiết máy

Nếu chi tiết máy làm việc ở nhiệt độ cao thì ảnh hưởng của ứng suất dư lớp bề mặt tới độ bền mỏi củavật liệu sẽ giảm

7 Các nguyên tắc chọn chuẩn trong gá đặt.

Nguyên tắc chọn chuẩn thô

 Nếu chi tiết có một bề mặt không gia công thì nên chọn bề mặt đó làm chuẩn thô, như vậy sai lệnh

vị trí tương quan giữa bề mặt không gia công và các bề mặt phải gia công là nhỏ nhất

 Nếu có một số bề mặt không gia công thì nên chọn bề mặt nào có yêu cầu độ chính xác về vị trítương quan cao nhất làm chuẩn thô

 Trong các bề mặt phải gia công, nên chọn bề mặt nào có lượng dư nhỏ, đồng đều làm chuẩn thô

 Chọn mặt tương đối bằng phẳng, không có ba via, đậu hơi, đậu rót, đậu ngót làm chuẩn thô

 Chuẩn thô chỉ nên sử dụng một lần ( chủ yếu để gia công chuẩn tinh )

Nguyên tắc chọn chuẩn tinh

 Nên chọn chuẩn tinh là chuẩn tinh chính, như vậy sai số vị trí tương quan khi gia công và khi làmviệc là nhỏ nhất

 Nên chọn chuẩn gia công ( chuẩn định vị ) trùng với gốc kích thước ( chuẩn đo lường ) để sai sốchuẩn bằng không

 Chọn chuẩn sao cho khi gia công chi tiết không bị biến dạng do lực cắt, lực kẹp Mặt phẳng làmchuẩn phải có diện tích đủ lớn để định vị

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

 Nên chọn chuẩn thống nhất nghĩa là sử dụng một chuẩn cho tất cả các nguyên công để sai số dolệch chuẩn là nhỏ nhất

C la goc kich thuoc thi ε c(H )=δ h 1

H – kích thước điều chỉnh trước của dụng cụ cắt, chuẩn điều chỉnh là bề mặt của phiến tỳ trên đồ gá

h1 – có dung sai h1, kích thước được hình thành ở bước công nghệ sát trước

h2 – kích thước cần đạt được khi gia công

Kích thước h2 có gốc kích thước là bề mặt C, chuẩn định vị của chi tiết là bề mặt đáy của chi tiết tiếpxúc với phiến tỳ của đồ gá Như vậy gốc kích thước và chuẩn định vị không trùng nhau nên phát sinh sai

9 Các chi tiết định vị chính trong đồ gá.

Các chi tiết định vị mặt phẳng

Chốt tỳ cố định

a) Chốt tỳ đầu thẳng dùng định vị mặt phẳng đã gia công

b) Chốt tỳ đầu chỏm dùng định vị mặt thô chưa gia công

c) Chốt tỳ đầu phẳng khía nhám dùng định vị mặt phẳng thô có diện tích tiếp xúc lớn nên ma sát tiếpxúc nhiều hơn và lâu mòn hơn

d) Lọai cuốn chốt có bạc lót dùng trong sản xuất hàng lọat lớn, dễ thay thế

Phiến tỳ cố định:

a) Phiến tỳ phẳng đơn giản lọai này khó quét phoi thường dùng ở mặt bênb) Phiến tỳ có bậc lọai này có kích thước lớn nên ít được sử dụng

c) Phiến tỳ có rãnh nghiêng dễ quét phoi tuy nhiên chế tạo phức tạp hơn

- Các chi tiết định vị mặt trụ ngòai

Hình c) khối V được ghép từ 2 khối V ngắn định vị trục dài

Hình e) khối V mặt định vị nhỏ hoặc có khía nhám dùng định vị mặt chuẩn thô

Ống kẹp đàn hồi

Ong kẹp đàn hồi định vị và kẹp chặt chi tiết, ống tự định tâm rất tốt tuy nhiên phôi phải có độ chínhxác cao

Các chi tiết định vị mặt trụ trong

Hình b) trục gá lắp có độ dôi với chi tiết gia công do vậy định theo chiều dài chính xác hơn đồng thời

có xẽ rãnh nên gia công được mặt đầu chi tiết

Hình c) trục gá có vai định vị cả chiều dọc trục và có then truyền momen xoắn cho chi tiết

Trục gá bung

Hình a) trục gá bung Khi xiết đai ốc số 5 làm ống đàn hồi số 3 dịch chuyển về phía bên trái và trượttrên phần côn của thân trục gá làm bung các chấu của ống đàn hồi theo phương hướng kính và ép sát vào

bề mặt chi tiết gia công 2 Đai ốc số 1 sẽ khống chế sự dịch chuyển của ống đàn hồi về phía bên tráiHình b) trục gá bung kiểu côngxôn, kẹp chặt phôi nhờ xiết trục côn So với trục gá cứng lọai này có

độ đồng tâm cao hơn

Hình c) trục gá bung kiểu chấu Lọai này có 3 chấu được bung ra nhờ trục côn 2 thường sử dụng gácác phôi có thành dày

Hình d) trục gá bung kiểu chất dẻo Khi vặn vít điều chỉnh chất dẻo bị ép lại và làm bung ống đàn hồi

số 1 ép sát vào mặt lỗ của chi tiết gia công Trục gá kiểu này đảm bảo độ đồng tâm rất cao 0.005-0.03mm

Mũi tâm

a) Mũi tâm cứng thông dụng

b) Mũi tâm lớn

c) Mũi tâm vát

Biến dạng do lực kẹp gây ra không được vượt quá giới hạn cho phép.

- Đảm bảo động tác phải nhanh, gọn, đơn giản, thao tác tiện lợi an tòan

- Cơ cấu phải nhỏ gọn, gắn liền thành một khối

- bề mặt gia công

Phương và chiều của lực kẹp

- Phương lực kẹp nên cố gắng thẳng góc với mặt chuẩn định vị chính (mặt hạn chế 3 bậc tự do )vì khi đódiện tích tiếp xúc là lớn nhất

- Chiều lực kẹp đi từ ngòai vào mặt định vị, cùng chiều với lực cắt và trọng lực Đôi khi kết cấu khôngcho phép có thể chọn chúng thẳng góc với nhau

Điểm đặt của lực kẹp

- Lực kẹp sao cho chi tiết gia công bị biến dạng ít nhất vì vậy lực kẹp phải đặt ở vị trí có độ cứng vững lớn

- Điểm đặt lực kẹp phải nằm trong mặt định vị hay tại vị trí đỡ chi tiết và phải gần

Độ cứng ở trạng thái tôi: đến 62 HRC.

Độ bền nhiệt vào khoảng: 3500C ¿ 4000C tốc độ cắt tăng 20%

Mác thép hợp kim thông dụng: 70CrV, 80CrV, 110Cr,

Thép gió

Cũng là thép hợp kim dụng cụ nhưng hàm lượng hợp kim Vonfram cao từ 5 ¿ 20%, nên tính năng của

nó đặc biệt và tính chịu mòn và tính chịu nhiệt tăng cao

Độ cứng  70HRC

Độ chịu nhiệt : 800 ¿ 10000C với tốc độ cắt lên đến 400m/phút

Khuyết điểm chính của hợp kim cứng là sức bền uốn kém nên khi làm việc có va đập dễ bị mẽ

Carbide vonfram (Tungsten carbide).

Carbide vonfram (WC) là vật liệu phức hợp gồm các hạt carbide vonfram liên kết với chất nền coban; tênthay thế cho WC là carbide thêu kết (cemented carbide)

Vật liệu sứ

- Sứ có độ cứng 92 ¿ 92 HRC

- Độ chịu nhiệt từ 11000C ¿ 12000C

- Tuổi bền dao sứ gấp 2 ¿ 3 lần dao hợp kim cứng Tốc độ cắt lên đến 600 m/phút

- Khuyết điểm chính là giòn, giới hạn bền uốn thấp, không chịu được va đập, rung động và rất khómài sắc

Kim cương

- Độ cứng cao hơn hợp kim cứng từ 5 ¿ 6 lần

- Tính dẫn nhiệt cao hơn từ 1,5 ¿ 2,5 lần

- Độ chịu nhiệt thấp từ 800 ¿ 10000C

- Tốc độ cắt lên tới hàng ngàn m/phút

- Nhược điểm: dễ giòn, dễ vỡ

Nitrít Bo lập phương (còn gọi là el-bo)

Là loại vật liệu tổng hợp có nhiều tính năng ưu việt như kim cương Đặc biệt el-bo có tính chịu nhiệt lên tới 20000C

Vật liệu mài

- Vật liệu thiên nhiên: kim cương, oxuýt nhôm (Al2O3), thạch anh giá thành cao, ít sử dụng

- Vật liệu nhân tạo: kim cương nhân tạo, oxuýt nhôm điện (côrun điện), Cacbít Silic (SiC), Cácbít

Bo (B4C)

Vật liệu phủ.

Các vật liệu phủ thông thường được sử dụng là titanium nitride (TiN), titanium carbide (TiC),titanium carbonitride (TiCN) và aluminium oxide (Al2O3) Nói chung, lớp phủ được phủ trên dao và cácinsert có độ dày từ 2 – 15 m, được phủ bằng các kỹ thuật sau:m, được phủ bằng các kỹ thuật sau:

 Kết tủa hóa học – hơi (CVD) bao gồm VCD được trợ giúp bằng plasma

 Kết tủa vật lý – hơi (PVD)

12 Cơ sở vật lý quá trình cắt gọt kim loại

Quá trình hình thành phoi cắt

Khi quan sát thực tế quá trình cắt kim loại, người ta nhận thấy rằng:

- Phoi được tách ra khỏi chi tiết khi cắt không theo phương vận tốc cắt v (phương lực tác dụng)

- Phoi khi cắt ra bị uốn cong về phía mặt tự do, kích thước phoi bị thay đổi so với lớp cắt khi còn nằm trên chi tiết

Quá trình hình thành phoi cắt

thực chất quá trình tách phoi ra khỏi chi tiết là quá trình biến dạng của các phần tử kim loại dưới sức

ép của đầu dao

quá trình hình thành phoi cắt là quá trình trượt dần hay trượt liên tục của các phần tử kim loại theo cácmặt trượt của chúng

Phoi vụn

Phoi xếp

Phoi dây

Hiện tượng có rút phoi

Kích thước của phoi tách ra không giống với lớp cắt tương ứng khi nó còn nằm trong chi tiết L >Lf, af

L, Lf – chiều dài lớp cắt và chiều của phoi

af, a – chiều dày phoi và chiều dày lớp cắt

bf, b – chiều rộng phoi và chiều rộng lớp cắt

Hiện tượng nhiệt cắt.

Năng lượng này chính là để thực hiện quá trình biến dạng và ma sát khi cắt Điều này có nghĩa là:nguồn gốc của nhiệt là biến dạng và ma sát khi cắt Ta có:

Hình 1.2 – Phương pháp tự động đạt kích thước trên máy phay.

13 Các phương pháp đạt độ chính xác gia công trên máy

Phương pháp rà gá (phương pháp cắt thử)

Bản chất phương pháp này là sau khi gá phôi lên trên máy, người công nhân đưa dao vào và cắt đi 1

lớp phoi trên 1 phần rất ngắn của mặt cần gia công, sau đó dừng máy và kiểm tra kích thước nhận được

Nếu kích thước chưa đạt yêu cầu thì lại điều chỉnh dao ăn sâu thêm nữa dựa vào du xích trên máy, rồi lại

cắt thử và kiểm tra Quá trình đó được lặp lại cho đến khi đạt kích thước yêu cầu thì mới tiến hành cắt

toàn bộ chiều dài gia công Khi gia công chi tiết tiếp theo thì lại lần nữa lặp lại quá trình nói trên

Trước khi cắt thử thường phải lấy dấu để người thợ có thể rà chuyển động của lưỡi cắt trùng với dấu

đã vạch sẵn một cách nhanh chóng và để tránh sinh ra phế phẩm do quá tay

Ưu điểm

- Trên máy không chính xác vẫn có thể đạt độ chính xác gia công cao nhờ vào tay nghề công nhân

- Loại trừ ảnh hưởng của dao mòn, do dao luôn được điều chỉnh đúng kích thước

- Có thể tận dụng được phôi không chính xác do có quá trình rà và vạch dấu

- Đồ gá đơn giản

Nhược điểm

- Độ chính xác gia công bị giới hạn bởi bề dày bé nhất của lớp phoi hớt đi Đối với dao tiện hợp kim

cứng có mài bóng lưỡi cắt, bề dày phoi có thể cắt được không nhỏ hơn 0,005 mm, đối với dao tiện đã

mòn, bề dày phoi không nhỏ hơn 0,020,05 mm.

- Trình độ tay nghề công nhân cao

- Người thợ phải chú ý cao độ nên dễ mệt mỏi do đó dễ sinh ra phế phẩm

- Năng suất thấp

- Giá thành cao

Phương pháp này áp dụng cho dạng sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ

Phương pháp tự động đạt kích thước

Bản chất của phương pháp này là trước khi gia công,

dụng cụ đã được điều chỉnh trước, có vị trí tương

quan cố định so với chi tiết gia công hoặc chính xác

hơn là có vị trí tương quan với chi tiết định vị đồ gá

Ưu điểm

- Đảm bảo độ chính xác gia công, giảm phế

phẩm

- Chỉ cắt một lần là đạt kích thước yêu cầu nên

năng suất cao, giá thành hạ

- Nâng cao hiệu quả kinh tế

Nhược điểm

- Không loại trừ ảnh hưởng mòn dao đến độ chính xác gia công

- Chi phí thiết kế chế tạo đồ gá cao

- Yêu cầu về phôi cao

Phương pháp này áp dụng cho dạng sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối