Giáo trình Cơ sở công nghệ gia công kim loại - Nghề: Cắt gọt kim loại - CĐ Kỹ Thuật Công Nghệ Bà Rịa-Vũng Tàu

(NB) Giáo trình Cơ sở công nghệ gia công kim loại cung cấp cho người học các kiến thức: Những khái niệm cơ bản về công nghệ chế tạo máy; Chuẩn và thiết kế quy trình công nghệ gia công cơ khí; Đặc trưng của phương pháp gia công cơ; Quy trình công nghệ gia công chi tiết điển hình;...

Y BAN NHÂN DÂN T NH BÀ R A­VŨNG TÀU

TRƯỜNG CAO Đ NG NGHẲ Ề

GIÁO TRÌNHMÔN H C: Ọ C  S  CÔNG NGH  GIA CÔNG KIM LO IƠ Ở Ệ Ạ

Bà R a – Vũng Tàu, năm 2015 ị

TUYÊN B  B N QUY NỐ Ả Ề

Vi c t  ch c biên so n và s n xu t m t s  giáo trình ph c v  cho đào t o cácệ ổ ứ ạ ả ấ ộ ố ụ ụ ạ  ngành là m t s  c  g ng l n c a trộ ự ố ắ ớ ủ ường CAO Đ NG NGH  nh m t ngẲ Ề ằ ừ  

bước th ng nh t n i dung d y và h c trong nhà trố ấ ộ ạ ọ ường

 N i dung giáo trình đã độ ược xây d ng trên c  s  k  th a nh ng n i dungự ơ ở ế ừ ữ ộ  

gi ng d y   trả ạ ở ường ,k t h p v i nh ng n i dung m i nh m đáp  ng nâng caoế ợ ớ ữ ộ ớ ằ ứ  

ch t lấ ượng đào t o ph c v  s  nghi p công nghi p hóa,hi n đ i hóa.Đạ ụ ụ ự ệ ệ ệ ạ ề 

cương giáo trình đã được ban chuyên môn th m đ nh và góp ý ki n thi tẩ ị ế ế  

L I GI I THI UỜ Ớ Ệ

  C  s  công ngh  công ngh  ch  t o máy ơ ở ệ ệ ế ạ ra đ i và phát tri n theo nhu c uờ ể ầ  

c a quá trình th c hành và theo s  đòi h i c a th c ti n s n xu t.ủ ự ự ỏ ủ ự ễ ả ấ

  Hình th c và n i dung  c a ứ ộ ủ c  s  công ngh  công ngh  ch  t o máy ơ ở ệ ệ ế ạ cũng thay đ i theo s  phát tri n không ng ng c a s n xu t xã h i.S  ra đ i c a ổ ự ể ừ ủ ả ấ ộ ự ờ ủ cơ 

s  công ngh  công ngh  ch  t o máy ở ệ ệ ế ạ là kh  năng di n t  s  v t và s  tíchả ễ ả ự ậ ự  lũy nh ng ki n th c đã h c đ  áp d ng vào th c t ữ ế ứ ọ ể ụ ự ế

  S  phát tri n c a b n v   đã tr i qua nhi u th  k  này.Trong ngành c  khíự ể ủ ả ẽ ả ề ế ỷ ơ  thì c  s  công ngh  công ngh  ch  t o máy ơ ở ệ ệ ế ạ không th  thi u nh t là bên c tể ế ấ ắ  

g t kim lo i ọ ạ c  s  công ngh  công ngh  ch  t o máyơ ở ệ ệ ế ạ  ph i đ t lên hàng đ uả ặ ầ  

c a môn lý thuy t chuyên nghành. ủ ế

  Đ n th  k  18 các ngành công nghi p b t đ u phát tri n, nh t là ngành đóngế ế ỷ ệ ắ ầ ể ấ  tàu và ch  t o máy móc, đòi h i ph i có các đ  chính xác cao chính vì v yế ạ ỏ ả ộ ậ  môn h c  ọ c  s  công ngh  công ngh  ch  t o máy  ơ ở ệ ệ ế ạ s  ph  bi n và quanẽ ổ ế  

tr ng .Vi c s  d ng các máy móc c  b n và máy công ngh  cao ọ ệ ử ụ ơ ả ệ

  V i s  phát tri n m nh m  c a ch  t o c  khí các máy móc ngày càng phátớ ự ể ạ ẽ ủ ế ạ ơ  tri n đòi h i s  ti p thu v  ki n th c lý thuy t đ  áp d ng vào th c hành đòiể ỏ ự ế ề ế ứ ế ể ụ ự  

h i ngày càng cao.ỏ

      Bà R a – Vũng Tàuị , ngày16 tháng 11 năm 2015

      Ch  biênủ       

      Ph m Th  Minhạ ị

M C L CỤ Ụ

      TRANG

Chương 1 Nh ng khái ni m c  b n v  công ngh  ch  t o ữ ệ ơ ả ề ệ ế ạ

máy……….3

M t s  đ nh nghĩa và khái ộ ố ị

Các thành ph n c a quá trình công ngh …ầ ủ ệ ………6

Các d ng s n ạ ả

Đ  chính xác gia công và ch t lộ ấ ượng s n ph mả ẩ ……… ……12

Chương 2 Chu n và thi t k  quy trình công ngh  gia công c  khí…ẩ ế ế ệ ơ …

… 29Chu n và ch n chu n………ẩ ọ ẩ29

Đ nh m c ch  tiêu kinh t  k  thu t…ị ứ ỉ ế ỹ ậ ……… ……33

Thi t k  quy trình công ngh  gia công c …ế ế ệ ơ ………46

Chương 3 Đ c tr ng c a phặ ư ủ ương pháp gia công 

h p…ộ ……… 54Quy trình công ngh  gia công chi ti t d ng tr  ệ ế ạ ụ

……… 59Quy trình công ngh  gia công chi ti t d ng ệ ế ạ

b c…ạ ……… 61Quy trình công ngh  gia công chi ti t d ng truy n đ ng ăn ệ ế ạ ề ộ

kh p…ớ 63  Tài li u tham ệ

MÔN H C :C  S  CÔNG NGH  CH  T O MÁYỌ Ơ Ở Ệ Ế Ạ

  Mã môn h c: MH19ọ

  V  trí, tính ch t, ý nghĩa và vai trò c a môn h c:ị ấ ủ ọ  Y

Môn  c  s  công ngh  công ngh  ch  t o máy là môn đ u tiên c a ph nơ ở ệ ệ ế ạ ầ ủ ầ  chuyên ngành.Thường được b  trí h c ngay h c k  I c a năm đ u tiên.ố ọ ọ ỳ ủ ầ

 Môn c  s  công ngh  công ngh  ch  t o máy là môn r t quan tr ng nh t c aơ ở ệ ệ ế ạ ấ ọ ấ ủ  

lý thuy t ngh  trong su t quá trình h c.ế ề ố ọ

 Vai trò c a môn này có tính lý thuy t cao đ  áp d ng vào th c hành,h c sinhủ ế ể ụ ự ọ  

c n l m v ng ki n th c đ  v n d ng vào th c hành,đ ng th i c n tham quanầ ắ ữ ế ứ ể ậ ụ ự ồ ờ ầ  

dướ ưởi x ng và tham quan th c t ự ế

  M c tiêu c a môn h c: ụ ủ ọ

Trình bày đươc các đ nh nghĩa,khái ni m v  công ngh  ch  tao máyị ệ ề ệ ế

Hi u để ược chu n và cách ch n chu n.ẩ ọ ẩ

Thi t k  đế ế ược quy trình công ngh  gia công chi ti tệ ế

Trình bày được nguyên t c đ nh v  và k p ch t.ắ ị ị ẹ ặ

Phân tích đượ ấ ạc c u t o, k t c u c a đ  gá.ế ấ ủ ồ

Xây d ng đự ược phương pháp đ nh v  và k p ch t chi ti t gia công.ị ị ẹ ặ ế

Ch n đọ ược chi ti t đ nh v , chi ti t k p.ế ị ị ế ẹ

Tính được sai s  chu n, l c k p.ố ẩ ự ẹ

V n d ng đậ ụ ược nh ng ki n th c c a môn h c đ  gi i quy t nh ng v n ữ ế ứ ủ ọ ể ả ế ữ ấ

đ  v  k  thu t trong công ngh  gia công.ề ề ỹ ậ ệ

  N i dung c a môn h cộ ủ ọ : 

3 Thi t k  quy trình công ngh  gia công c ế ế ệ ơ

III Đ c tr ng c a phặ ư ủ ương pháp gia công c ơ

1 Đ c tr ng c a phặ ư ủ ương pháp gia công chu n b  phôi.ẩ ị

2 Đ c tr ng c a phặ ư ủ ương pháp gia công c t g t.ắ ọ

IV Quy trình công ngh  gia công chi ti t đi n hìnhệ ế ể

NH NG KHÁI NI M C  B N V  CÔNG NGH  CH  T O MÁYỮ Ệ Ơ Ả Ề Ệ Ế Ạ

    Gi i thi u bài:ớ ệ

    B  môn c  s  công ngh  ch  t o máy là m t môn lý thuy t chuyên ngành, ộ ơ ở ệ ế ạ ộ ếbài đ u tiên c a môn h c nàyđ a ra các khái ni m c  b n v  quá trình s n ầ ủ ọ ư ệ ơ ả ề ả

CBSX&SX

CT

   Quá trình công nghệ là m tộ  ph nầ  c aủ  quá trình s nả  xu tấ  trực tiếp làm thay 

đ iổ  hình dáng  kích  thước,  tính  ch tấ   lý  hóa   c aủ   b nả   thân  chi  tiết  và  vị  trí tương quan giữa các chi tiết trong s nả  ph m.ẩ

   Quá trình công nghệ gia công cơ là quá trình cắt g tọ  phôi để làm thay đổi hình dáng và kích thước c aủ  nó

    2.3 Các thành ph nầ  của quy trình công nghệ

    Nguyên công

    Là một phần c aủ  quá trình công nghệ, được hoàn thành liên tục, t iạ  m tộ  chỗ làm việc và do một hay một nhóm công nhân cùng thực hiện

   Nếu  thay đổi một  trong  các  điều  kiện:  tính  liên  tục,  hoặc  chỗ  làm  việc thì ta đã chuyển sang một nguyên công khác.

Ví  d : ụ  Tiện  một   tr c b c nh  hình sauụ ậ ư

Hình 1­1 Ti n tr c b cệ ụ ậ

Phương án 1:Ti n đ u B xong r i ti n đ u C ngay đó là m t nguyên công .ệ ầ ồ ệ ầ ộ

Phương án 2: Ti n đ u B cho c  lo t xong m i ti n đ u C cũng cho c  lo tệ ầ ả ạ ớ ệ ầ ả ạ  

 Ý nghĩa kỹ thuật là ở chỗ không thể  v aừ  tiện vừa phay hay v aừ  tiện v aừ  

mài  một  chi  tiết  trên  cùng  một  máy,  nên  phải  chia  thành  2  nguyên  công (khái niệm này đúng khi không có máy vạn năng tổ hợp).

 Ý nghĩa kinh tế là ở chỗ việc phân chia thành ít hay nhiều nguyên công còn tùy thuộc  điều  kiện  thiết  bị  và  sản  lượng  hàng  năm.  Hoặc  trên  một  máy chính  xác  không  nên làm cả công việc thô lẫn công việc tinh mà phải chia thành hai nguyên công thô và tinh cho hai máy, máy gia công thô và máy gia công chính xác (vì máy gia công chính xác đắt tiền hơn máy gia công thô). ­Gá:Là một phần c aủ  nguyên công được hoàn thành trong m tộ  lần gá đặt chi tiết (một lần kẹp chặt). M tộ  nguyên công có thể có một hay nhiều lần gá

Ví d :ụ  Tiện một đầu rồi trở đầu kia (hình 1.1) để tiện là hai lần gá

Vị trí Là một phần c aủ  nguyên công, được xác định bởi một vị trí tương quan gi aữ  chi tiết gia công với máy hoặc dụng cụ cắt

Cùng ở hình 1.1 nếu dùng ụ phân độ để gá đặt chi tiết khi phay rãnh then, thì 

sẽ có hai có vị trí khi phay hai rãnh A, D. Như vậy một lần gá có thể có một hoặc nhiều vị trí

 ­Đường chuyển dao:Là một phần của bước để hớt đi một lớp kim loại, 

sử dụng cùng một dao và một chế độ cắt

Ví  dụ:  Khi tiện  đầu  B  c aủ   trục,  do  lượng  dư  quá  lớn  ta  phải cắt  hai  lần 

với n,  s,  t như nhau, đó là hai đường chuyển dao trong cùng một bước. Nếu lần cắt thứ hai ta sử d ng ụ chế độ cắt khác thì đó là hai bước chứ không phải hai đường chuyển dao.

  ­Đ ngộ  tác:Là một hành động c aủ  công nhân để điều khiển máy th cự  hiện việc gia công hay lắp ráp. Ví d :ụ  nhấn nút, quay ụ dao, xiết mâm cặp …

    3.Dạng sản xuất:

 Là một khái niệm cho ta hình dung về qui mô sản xuất một sản phẩm nào 

đó. Nó giúp cho việc định hướng hợp lý cách tổ ch cứ  kỹ thuật – công nghệ cũng nh  tư ổ ch cứ  toàn bộ quá trình sản xuất. Các yếu tố đặc trưng cho dạng sản xuất là:

Tùy thuộc các dạng đặc trưng đã nêu, người ta chia ra các dạng sản xuất nh  ư  sau:

   3.1.D ngạ  s nả  xu tấ  đơn  chiếc

Sản lượng ít, thường từ 1 đến vài ch cụ  chi cế , chủng loại nhiều, tính lặp lại không biết trước. Đôi với dạng sản xuất này ta phải tổ ch cứ  kỹ thuật công nghệ nh  ư sau:

Thiết bị vạn năng đáp ứng tính đa dạng c aủ  sản phẩm. Máy móc được bố trí theo

loại máy, thành từng bộ phận sản xuất khác nhau

Trình độ thợ đa năng có thể th cự  hiện được nhiều công việc khác nhau

Tài liệu hướng dẫn công nghệ chỉ là nét cơ bản, qui trình công nghệ chỉ thể hiện dưới dạng tiến trình

  3.2.D ngạ  s nả  xu tấ  hàng loạt

Sản lượng không ít, sản phẩm được chế tạo từng loạt theo chu kỳ xác định và có tính tương đối ổn định

 Tùy theo sản lượng và m cứ  độ ổn định sản phẩm mà ta chia ra loạt nhỏ, loạt v aừ  và loạt lớn

Dạng sản xuất loạt nhỏ gần với sản xuất đơn chi cế , còn sản xuất loạt lớn thường dùng nhiều thiết bị chuyên dùng, qui trình công nghệ được thành lập một cách khá tỉ mỉ

   3.3.D ngạ  s nả  xu t ấ  hàng kh iố

  Có  sản lượng  lớn, sản phẩm ổn định, trình độ  chuyên môn hóa sản  xuất cao,  trang thiết  bị, dụng c ,ụ  công nghệ thường chuyên dùng, qui trình công nghệ  được  thiết  kế  và  tính toán  chính  xác  và  được  ghi  thành  các  tài  liệu 

công nghệ có nội dung rất chi tiết và tỉ mỉ. Việc  bố  trí thiết  bị theo  thứ  tự nguyên  công  của  qui  trình  công  nghệ  và  tạo  thành  dây chuyền sản xuất. Trình độ  thợ  đứng  máy  không cần cao  nhưng  phải có  thợ  điều  chỉnh  máy giỏi.

   Dạng  sản  xuất  hàng  khối  cho  phép  ta  ứng  dụng  các  phương  pháp  công nghệ tiên tiến, tạo điều kiện c  ơ khí hoá và tự động hoá sản xuất

  Khi sản xuất theo kiểu dây chuyền ta phải tính toán số lượng máy và năng suất  làm việc  ở  từng  nguyên  công  sao  cho  quá  trình  sản  xuất  đảm  bảo đồng  bộ  tiến  độ  gia  công, tuân  theo  nhịp  sản  xuất  c aủ   dây  chuyền.  Nhịp sản  xuất  là  khoảng  thời  gian  lặp  lại  chu  k  ỳ gia  công  hoặc  lắp  ráp,  trong khoảng thời gian  đó  đối tượng  sản  xuất  được  hoàn thiện  và được chuyển 

   Độ  chính  xác  gia  công  c aủ   chi  tiết  máy  là  mức  độ  gi ngố   nhau  về  m tặ  hình  học,  v  tínhề  ch tấ  cơ lý bề m tặ  c aủ  chi tiết máy được gia công so với chi tiết máy lý tưởng trên b n ả vẽ thiết kế. M c ứ đ  gộ iống nhau càng nhiều thì độ chính xác càng cao

  Trong  th cự   tế  không  thể  chế  tạo  được  chi  tiết  máy  hoàn  toàn  chính  xác 

mà  có  sai lệch. Giá trị sai l cệ h đó gọi là sai số gia công. Sai số gia công càng nhỏ  thì  độ  chính  xác  gia  công  càng  cao.  Người  ta  dùng  sai  số  gia  công  để đánh giá độ chính xác gia công

  ­Độ  chính  xác  kích  thước  c aủ   bề  mặt  gia  công  là  độ  chính  xác  về  kích thước  thẳng hoặc kích thước góc. Độ chính xác kích thước được đánh giá bằng sai số kích thước thật so với kích thước lý tưởng trên bản vẽ thiết kế 

mà nó được thể hiện qua dung sai c aủ  kích thước đó

  ­Độ chính xác về vị trí tưong quan gi aữ  hai   bề mặt th cự  chất  là sự xoay 

đi một  góc nào đó c aủ  bề mặt này so với mặt kia (dùng làm 80chuẩn). Độ chính xác  vị trí tương quan thường được ghi thành một điều kiện kỹ thuật riêng trên bản vẽ thiết  kế nh :ư  độ đồng tâm , đ  ộ song song, đ  ộ vuông góc v.v

  ­Độ chính xác về hình d ngạ  hình h c đ iọ ạ  quan c aủ  chi tiết máy là m cứ  độ phù hợp lớn nhất c aủ  chúngvới hình dạng hình học lý tưởng của nó trên bản 

vẽ thiết kế nh :ư  độ côn, đ  ộ ôvan, độ trống v.v  đối với hình tr ;ụ  đ  pộ hẳng đối với mặt phẳng.  ­Độ sóng; độ nhám bề mặt; tính chất cơ lý bề mặt đã định nghĩa   ở phần 4

Sai  số hệ  th ngố  và sai  số ng uẫ  nhiên:  Khi gia công một  loạt  chi tiết  trong trong cùng một điều kiện xác định, mặc dù những nguyên nhân sinh ra từng sai số nói trên c aủ  mỗi chi tiết là giống nhau nhưng xuất hiện giá trị sai số 

tổng cộng trên từng chi tiết  lại khác  nhau. Sở dĩ có hiện tượng như vậy là 

Vì  những  lý  do  trên,  kích  thước  thực  c aủ   mỗi  chi  tiết  trong  cả  loạt  đều khác  nhau, khác  cả  với  kích  thước  điều  chỉnh  gia  công  cả  loạt.  Các  kích thước  th cự   đó  dao  động  trong  một  giới  hạn  nào  đó.  Tính  chất  phân  bố, đường  cong phân  bố,  phương  sai  v.v  c aủ   kích thước th cự  trong mỗi loạt chi tiết gia công, đã được học   ở giáo trình “Dung sai”, giáo trình này không đi sâu nữa

   Các nguyên nhân sinh ra sai số hệ thống không đổi:

   ­Sai số lý thuyết c aủ  phương pháp cắt

   ­Sai số chế tạo máy, đồ gá, dao cắt

   Các nguyên nhân sinh ra sai số hệ thống thay đổi (theo thời gian) Dụng cụ cắt bị mòn theo thời gian

  4.2.1. Phư n ơ g pháp c tắ  thử từng kích thước riêng biệt

Sau khi gá chi tiết gia công lên máy, người thợ đưa dao vào và cắt đi 1  lớp phoi  trên  1  phần  rất  ngắn  c aủ   mặt  cần  gia  công,  sau  đó  dừng  máy đo  thử kích thước nhận được. Nếu ch aư  đạt kích thước yêu cầu thì lại điều chỉnh dao ăn sâu thêm n aữ  d aự  vào du xích trên máy, rồi lại cắt thử một phần nhỏ 

c aủ   mặt  cần gia  công,  lại đo  thử  v.v  và  cứ  thế  tiếp  t c ụ 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 n aữ  lặp lại quá trình nói trên

Trước khi cắt thử thường phải lấy dấu để  người th  ợ rà chuyển động c aủ  lưỡi cắt trùng với  dấu  đã  vạch  một  cách  nhanh  chóng  và  để  tránh  sinh  ra phế phẩm do quá tay mà tiến dao vào quá sâu ngay từ lần cắt đầu tiên

Phương pháp này có những  uư  điểm sau:

Có thể đạt được độ chính xác nhờ rà gá (tất nhiên có sự phụ thuộc vào tay nghề c a ủ người thợ);

Có thể loại trừ ảnh hưởng c aủ  dao mòn đến độ chính xác gia công, vì khi rá 

gá công nhân đã bù lại các sai số hệ thống thay đổi trên t ng ừ chi tiết;

Đối với phôi không chính xác người thợ có thể phân bố lượng dư đều đặn nhờ vào quá trình vạch dấu hoặc rà tr cự  tiếp;

kích thước chiều dày c aủ  lớp phoi nói trên và do đó không thể bảo đảm sai 

  4.2.2.Phư n ơ g pháp tự động đ t ạ  kích thước trên máy công cụ đã điều  chỉnh s n ẵ

Trong  sản xuất  loạt  lớn  và  hàng  khối,  để  đạt  độ  chính  xác  gia  công,  chủ yếu  là  dùng phương  pháp  tự  động  đạt  kích  thước  trên  máy  công  cụ  đã điều  chỉnh  sẵn.  Theo  phương pháp này dụng cụ cắt có vị trí tương quan cố định so với vật gia công (t cứ  là vị trí đã được điều chỉnh). Nói ngược lại thì vật  gia  công  cũng  phải có  vị  trí tương  quan cố  định  so  với dao  cắt.  Vị trí này được đảm bảo cố định nhờ các cơ cấu định vị c aủ  đồ gá. Còn đồ gá lại 

có  vị trí xác định trên bàn máy cũng nhờ các đồ định vị riêng. Hay nói cách khác khi gia công theo phương pháp này, máy và dao đã được điều chỉnh sẵn

Ví dụ ở hình 5.2 vật gia công được định vị nhờ cơ cấu định vị tiếp xúc với mặt đáy và mặt bên. Dao phay đĩa ba mặt đã được điều ch nhỉ  trước sao cho mặt bên D c aủ  dao cách mặt bên c aủ  đồ định vị một khoảng bằng b cố định 

và đường sinh thấp nhất c aủ  dao cách mặt bên c aủ  phiến định vị dưới một khoảng bằng a. Do đó khi gia công cả loạt phôi, nếu không kể đến độ mòn 

c aủ  dao thì các kích thước a và b nhận được đều bằng nhau

Hình 1­2 phương pháp t  đ ng đ t kích thự ộ ạ ước trên máy phay

Bảo   đảm  đ  ộ   chính   xác  gia   công, giảm  bớt  phế  phẩm.  Độ  chính  xác không phụ  thuộc  vào  trình  độ  tay  nghề  của  công nhân và  bề  dày  bé  nhất 

c aủ  lớp phoi hớt đi, bởi vì lượng dư gia công theo phương pháp này sẽ lớn hơn bề dày nhỏ nhất c aủ  lớp phoi có thể cắt được

Chỉ  cắt  một  lần  là  đạt  kích  thước  yêu cầu,  không  mất  thì  giờ  cắt  th ,ử   đo nhiều lần, do đó năng suất cao

   4.2.3.chất lượng bề mặt chi tiết máy

    Chất  lượng  sản phẩm  là  chỉ tiêu  quan trọng  phải đặc  biệt  quan tâm khi chuẩn bị công nghệ chế tạo sản phẩm

   Chất lượng sản phẩm trong ngành chế tạo máy bao gồm chất lượng chế tạo các chi tiết máy và chất lượng lắp ráp chúng thành sản phẩm hoàn 

chỉnh. Đối với chi tiết máy thì chất lượng chế tạo chúng được đánh giá bằng các thông số c  ơ bản

sau đây:

  Độ chính xác về kích thước c aủ  các bề mặt

  Độ chính xác về hình dạng c aủ  các bề mặt

     Chất lượng bề mặt

     Trong chương này chúng ta đi sâu nghiên c uứ  các  yếu tố đặc trưng c aủ  chất  lượng b  ề mặt,  ảnh  hưởng  c aủ   chất  lượng  bề  mặt  tới khả  năng  làm việc  c aủ   chi  tiết  máy,  các  yếu  t  ố ảnh  hưởng  đến  chất  lượng  bề  mặt  và các  phương  pháp  đảm  bảo  chất  lượng  bề  mặt  trong quá trình chế tạo chi tiết máy

     4.2.4.Y uế  tố đ c ặ  trưng của ch t ấ  lượng bề m t ặ

ứng suất dư  )

   Phản ứng c aủ  lớp bề mặt đối với môi trường làm việc (tính chống mòn, khả năng

  Trong phạm vi phần này chúng ta cần đi sâu vào tính chất hình học và tính 

  Độ nhám bề mặt ứng với tỷ lệ: l / h = 0 ‚ 50 (hình 4.1)

  Theo tiêu chuẩn Việt Nam thì độ nhẵn bề mặt được chia làm 14 cấp ứng với giá tr  ịc aủ  Ra, Rz (bảng 2.1). Trên bản vẽ chi tiết máy, yêu cầu về độ nhám bề mặt được cho theo

Hình 1­3 S  đ  v  đ  nhám,đ  sóng b  m t chi ti tơ ồ ề ộ ộ ề ặ ế

giá trị c aủ  Ra hoặc Rz. Trị số Ra cho khi yêu cầu độ nhẵn bề mặt cần đạt 

từ cấp 6 đến cấp12. Trị số Rz cho khi yêu cầu độ nhẵn bề mặt cần đạt từ cấp 1 đến cấp 5 và cấp 13 đến cấp14

Độ sóng c aủ  bề mặt là chu kỳ không phẳng c aủ  bề mặt chi tiết máy, được quan sát trong phạm vi nhỏ (từ 1 đến 100 mm)

  Độ sóng bề mặt ứng với tỷ lệ: L / H =50 –1000 (hình 4.1)

c aủ  ứng suất trong lớp bề mặt, chiều sâu lớp biến cứng bề mặt 

M cứ  độ biến cứng và chiều sâu lớp biến cứng bề mặt phụ thuộc vào tác dụng c aủ  l c ự cắt, mức độ biến dạng dẻo c aủ  kim loại và ảnh hưởng nhiệt trong vùng cắt 

    Khi gia  công,  trong  lớp  bề  mặt  chi  tiết  có  ứng  suất  d ư   Trị số,  dấu  và chiều sâu phân bố  c aủ   ứng  suất  dư  trong  lớp  bề  mặt  phụ  thuộc vào  điều kiện  gia  công  cụ  thể.  Sau  đây  là một  số  nguyên nhân chủ  yếu  gây ra ứng suất dư trong lớp bề mặt chi tiết máy sau khi gia công:

     Khi  cắt  kim  loại,  do  biến  dạng  dẻo  cho  nên  bề  mặt  ngoài  được  làm chắc,  thể tích riêng tăng. Lớp  bề  mặt  ngoài có  khuynh hướng bành trướng thể tích,  nhưng vì có  liên h  ệ với lớp bên trong nên ở lớp ngoài sinh ra ứng suất dư nén còn lớp trong lại có ứng suất d  kư éo

Khi gia công, nhiệt cắt nung nóng bề mặt ngoài làm môđun đàn hồi c aủ  nó 

bị giảm đến tối thiểu. Sau đó lại bị nguội nhanh cho nên nó co lại. Nhưng vì 

có liên hệ vơí lớp bên trong cho nên ở lớp ngoài sinh ra ứng dư kéo còn bên trong sinh ra ứng suất dư nén

     4.2.8.  nhẢ  hưởng của chất lượng bề m t ặ  t iớ  khả năng làm vi c ệ  của 

chi ti tế  máy

 Chất lượng chế tạo có ảnh hưởng nhiều đến khả năng làm việc của chi tiết  máy,  đến mối  lắp  ghép  c aủ   chúng  trong  kết  cấu  tổng  thể  c aủ   máy. Dưới đây sẽ khảo  sát  một  số  ảnh hưởng c  ơ bản c aủ  chất lượng bề mặt tới khả năng làm việc c aủ  chi tiết máy

­ nh hả ưởng c a đ  nh p nhô b  m tủ ộ ấ ề ặ

­  nh hả ưởng c a đ  bi n c ngủ ộ ế ứ

­ nh hả ưởng c a  ng su t dủ ứ ấ ư

   4.2.9.Ảnh hưởng của các y u t ế ố  công nghệ đến ch t ấ  lượng bề m t ặ  chi 

ti tế  máy

  ­Ảnh hư n ở g đến nh p ấ  nhô bề m t ặ

   Các yếu tố mang tính ch tấ  in d pậ  hình h cọ  c aủ  d ngụ  cụ c tắ  và chế độ c tắ  đến độ

nh pấ  nhô bề mặt

   Khi tiện bước tiến S1,  làm dao  tiện từ vị trí một  sang vị trí hai để  lại trên bề mặt gia công phần sót lại m làm thành nhấp nhô bề mặt. Phần sót lại  đó  phụ  thuộc  và  bước  tiến  S1  và  hình  dáng  hình  học  c aủ   dao  cắt. Giảm từ bước tiến S1  – S2 chiều cao nhấp nhô sẽ từ Rz giảm xuống còn Rz’ Nếu thay đổi góc    và   1   không những làm thay đổi chiều cao nhấp nhô  mà còn thay đổi cả  hình dáng  nhấp nhô Nếu bán kính  mũi  dao  dạng tròn  là  r1  thì  hình  thành  dạng  nhấp  nhô  cũng  có  đáy  lõm  tròn  Nếu tăng bán kính mũi dao lên r2 thì chiều cao nhấp nhô Rz2 sẽ giảm 

Hình 1­4  nh hả ưởng hình dáng hình h c c a dao,ch  đ  c t đ n nh p nhô b  ọ ủ ế ộ ắ ế ấ ề

m t ặ Những hiện tượng phát sinh trong quá trình c tắ  và có liên quan đến biến d ngạ

dẻo c a lủ ớp bề m tặ

Tốc độ cắt V có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng bề mặt, V cao phoi dễ tách, biến dạng giảm, vì vậy độ nhấp nhô bề mặt ít, đ  ộ bóng tăng

   Khi thay đổi tốc độ cắt khoảng 10 ÷ 30 m /ph, nhiệt cắt, l cự  cắt đều lớn gây ra chảy dẻo ở mặt trước và sau dao. Đến một  lúc  nào đó lớp kim loại 

bị  nén  chặt  ở  mặt  trước  c a dủ ao,  hình  thành  một  lẹo  dao  có  chu  kỳ  rất nhanh (có  rồi lại mất) gây ra rung động ảnh

  ­  Ảnh hư n ở g đến biến cứng bề m t ặ

Khi thay đổi chế độ cắt làm tăng l cự  cắt và m cứ  độ biến dạng dẻo thì mức 

độ  biến cứng  bề  mặt  tăng.  nếu  kéo  dài tác  dụng  c aủ   l cự   cắt  trên bề  mặt 

kim  loại  sẽ  làm  tăng  chiều  sâu  lớp  biến  cứng  bề  mặt.  Khi  tiện,  m cứ   độ biến cứng bề mặt chi tiết gia công sẽ tăng nếu tăng lượng tiến dao S và bán kính mũi dao r 

  ­   Ảnh   hư n ở g   đến   ứng su t ấ  d  bư ề m tặ

Khi  cắt  quá  trình  hình  thành ứng  suất  dư  trên  lớp  bề  mặt  quyết định bởi biến dạng đàn hồi, biến dạng dẻo, biến đổi nhiệt và chuyển pha trong kim loại

   Quá trình này rất ph c ứ tạp

   Nói chung,  chế  độ  cắt  ,hình dạng  hình  học  c aủ   dụng cụ  cắt,  dung dịch trơn  nguội  là những  yếu  tố  có  ảnh  hưởng  nhiều  đến  sự  hình  thành  ứng suất  dư  trên  bề  mặt  chi  tiết  gia công,  kể  cả  những  ứng  suất  tiếp  tuyến, pháp  tuyến  và  hướng  trục.  Tuy nhiên  rất  khó  xác lập các quan hệ cụ thể. Các phần khác nhau trên bề mặt gia công thường có ứng suất khác nhau về trị số và dấu, nên ảnh hưởng của chế độ cắt, c aủ  thông số hình học dụng 

cụ cắt, c aủ  dung dịch trơn nguội v.v  đối với ứng suất dư  cũng khác nhau

    4.3 Các phương pháp nâng cao ch t ấ  lượng bề m t ặ  gia công chi ti tế  máy

Chất  lượng bề mặt chi tiết  máy là một chỉ tiêu rất quan trọng đối với quá trình gia công chi tiết  máy,  nhất  là ở giai đoạn gia công tinh. Để đảm bảo chất  lượng  bề  mặt  gia công, trước hết phải chuẩn bị hệ thống công nghệ thật tốt. Mặt khác, khi thiết kế quá trình gia công chi tiết máy, cần phải xét khả năng đạt được cấp độ bóng bề mặt c aủ  từng phương pháp gia công.Khả năng đạt  được chất  lượng bề mặt c aủ  từng phương pháp gia công đã được  kiểm nghiệm  có  hiệu  quả  và  được  tổng  kết  trong  các  sổ  tay  “Công nghệ chế tạo máy” hoặc s  ổ tay “Chế độ cắt khi gia công cơ”

   4.4.  Phư n ơ g pháp đ tạ  độ bóng bề m t ặ

Xuất  phát  từ  các  nguyên  nhân  ảnh  hưởng  nói  trên  ta  có  thể  chọn  chế  độ 

cắt  g tọ   và phương pháp gia công hợp lý để đảm bảo độ nhẵn bóng bề mặt theo  yêu  cầu.  Khả  năng  đạt được  độ  nhẵn  bóng  bề  mặt  c aủ   các  phương pháp gia công như bảng 1.2.

Ngoài ra  còn  cần  cải  thiện  các  yếu  tố  hình  học  c aủ   dụng  cụ  cắt  và  chất lượng  mài dụng c ,ụ  bởi đây là những nguyên nhân mang tính chất hình học ảnh hưởng tr cự  tiếp đến chất lượng bề mặt

Làm  chắc  bề  mặt  có  thể  dùng  các  phương  pháp  nhiệt  luyện  và  hóa luyện (tôi, thấm than, xi mạ hóa, mạ crôm, mạ thép v.v…). Các phương pháp này trình bày nhiều trong các sách riêng thuộc ngành chuyên sâu, 

    Gi i thi u bài:ớ ệ

   Trước khi gia công m t chi ti t b t k  trên máy c t g t nào đi chăng n a thì ộ ế ấ ỳ ắ ọ ữ

vi c ch n chu n là v n đ  quan tr ng nh t,nó quy t đ nh s  thành công c a ệ ọ ẩ ấ ề ọ ấ ế ị ự ủ

người th  trong quá trình gia công ợ

    M c tiêu: ụ

Trình bày được khái ni m chu n là gì.ệ ẩ

Phân lo i đạ ược chu nẩ

Hi u để ươc quy trình thi t k  gia công.ế ế

  1. Đ nhị  nghĩa và phân lo iạ  chuẩn

Để  máy  móc  có  thể  làm  việc  được  ổn  định  và  chính  xác  cần  phải  đảm bảo  vị trí tương quan gi aữ  các chi tiết, các c mụ  c aủ  nó

  Khi gia công trên máy, phôi cũng cần phải có vị trí chính xác tương đối so với các c  ơ cấu  c aủ   máy  mà  xác  định  quỹ  đạo  dịch  chuyển  c aủ   dụng  cụ cắt  (sống trượt, bàn xe dao, đầu dao phay, cữ tỳ, cơ cấu chép hình v.v ). Sai lệch về hình dáng hình học, kích thước c aủ  chi tiết gia công một phần cũng  là  do  sai  lệch  về  vị  trí  c aủ   lưỡi  cắt  và  c aủ   phôi  so  với quỹ  đạo chuyển động tạo hình đã cho

  Mặt  khác đối với bản thân từng chi tiết,  các  điểm,  đường, bề  mặt  trên chúng  cũng phải  đảm  bảo  những  điều  kiện  ràng  buộc  xác  định.  Điều kiện ràng  buộc này có  thể được biểu thị bằng quan hệ kích thước , về vị trí tương quan v.v

Vấn đề xác định vị trí tương quan giữa các chi tiết trong máy khi lắp ráp hoặc  vị  trí phôi  trên  máy  khi  gia  công  được  giải  quyết  bằng  cách  chọn 

30

  1.2.1.Chu n thi t kẩ ế ế là chu n dùng đ  xác đ nh v  trí c a nh ng b  ẩ ể ị ị ủ ữ ề

m t,đặ ường hay đi m c a b n thân chi ti t hay c a nh ng chi ti t khác c a ể ủ ả ế ủ ữ ế ủ

s n ph m trong quá trình thi t k ,chu n này hình thành khi l p chu i kích ả ẩ ế ế ẩ ậ ỗ

thước trong quá trình thi t k  Chu n thi t k  có th  là chu n th c hay chu nế ế ẩ ế ế ể ẩ ự ẩ  o

ả

Hình 2­1 s  đ  chu n thi t kơ ồ ẩ ế ế

31

Chuẩn gia công (chuẩn định vị gia công) có thể trùng hoặc không trùng với mặt t  ỳ c aủ  chi tiết lên đồ gá hoặc lên bàn máy.

Chuẩn gia công được chia làm chuẩn thô và chuẩn tinh:

Chu nẩ  thô là chuẩn xác định trên những bề mặt ch aư  được gia công, mang các yếu t  hố ình học th cự  c aủ  phôi ch aư  gia công. Có khi trong sản xuất hạng nặng,

32

khác, khi lắp ráp không dùng n a ­ữ  đó là chuẩn tinh ph       ụ  

Chu nẩ  điều ch nh:ỉ  là bề mặt có th cự  trên đồ gá hay máy dùng để điều chỉnh 

Chuẩn lắp ráp có thể trùng với mặt ty, cũng có th  ể  là những bề mặt dùng để kiểm tra vị trí c aủ  các chi tiết khi lắp ráp mà không phải là mặt tỳ lắp ráp

Ví d :ụ  Hình 2­2a: 0 ­ chuẩn thiết kế, A­ chuẩn đo lường, B­ chuẩn lắp ráp, 

C  ­  chuẩn  công  nghệ  (mặt  côn  ở  lỗ  tâm).  Hình  2­2b:    chuẩn  thiết  kế, chuẩn công nghệ, đo lường, lắp ráp đều là mặt  A

33

Hình 2­3 chi ti t có các lo i chu n không trùng nhau,trùng nhauế ạ ẩ

Trong th cự  tế có khi chuẩn thiết kế, công nghệ, đo lường, lắp ráp không trùng nhau; khi hoàn toàn trùng nhau

     2.Đ nh m c ch  tiêu kinh t  k  thu tị ứ ỉ ế ỹ ậ

     Ch  tiêu kinh t  ­ k  thu t bao g m:ỉ ế ỹ ậ ổ

      2.1Ch  tiêu v  th i gian Tỉ ề ờ

    Ch  tiêu k  thu t v  th i gian là th i gian c n đ  đ  hoàn thành m t côngỉ ỹ ậ ề ờ ờ ầ ủ ể ộ  

vi c nh t đ nh trong đi u ki n s n xu t bình thệ ấ ị ề ệ ả ấ ường c a nhà máy (phânủ  

xưởng) có tính đ n kinh nghi m và nh ng thành t u m i v  k  thu t cũngế ệ ữ ự ớ ề ỹ ậ  

khi đó không tác đ ng đ n hình d ng, kích thộ ế ạ ước và tính ch t c a chi ti tấ ủ ế  

nh : th i gian gá, tháo chi ti t, đo lư ờ ế ường

Tnc  = T0  + Tph, là th i gian nguyên công.ờ

+ T pv : th i gian ph c v  trông nom cho máy làm vi c, có th  ph c vờ ụ ụ ệ ể ụ ụ 

v  k  thu t nh : đ i d ng c , s a đá, mài dao  hay ph c v  v  t  ch cề ỹ ậ ư ổ ụ ụ ử ụ ụ ề ổ ứ  

nh : tra d u, bànư ầ

     N u gia công hàng lo t chi ti t, c n có th  đi u ch nh thì ta có thêmế ạ ế ầ ợ ề ỉ  

th i gian chu n b  k t thúc, bao g m nh ng vi c có liên quan đ n vi cờ ẩ ị ế ổ ữ ệ ế ệ  chu n b  đ  gia công m t lo t chi ti t và thu d n khi k t thúc nh : đi uẩ ị ể ộ ạ ế ọ ế ư ề  

ch nh máy, d ng c c t,đ gál pỉ ụ ụ ắ ổ ắ

  Ch  tiêu v  năng su t Q đ i v i m t nguyên công ho c c  s n ph m.ỉ ề ấ ố ớ ộ ặ ả ả ẩ

  Ch  tiêu k  thu t v  năng su t Q là năng su t lao đ ng xác đ nh b ng s  ỉ ỹ ậ ề ấ ấ ộ ị ằ ố

lượng s n ph m đả ẩ ược ch  t o ra trong m t đ n v  th i gian vói, m là th i ế ạ ộ ơ ị ờ ờgian (m t ca, gi  hay phút).ộ ờ

   + B: là phí t n c  đ nh nh  lổ ố ị ư ương công nhân đi u ch nh máy, đ  gá, thi t bề ỉ ổ ế ị chuyên dùng  tính cho t ng chi ti t, phí t n này càng nh  khi x càng lón.ừ ế ổ ỏ

   T  đó, ta có giá thành m t s n ph m: g = G/n, d a vào đây mà ta đánh giá vàừ ộ ả ẩ ự  

ch n phọ ương án công ngh  có giá thành th p nh t.ệ ấ ấ

    Gi  s , ta có hai phả ử ương án công ngh  vói giá thành s n ph m đệ ả ẩ ược bi uể  

nào đó (lượng tăng này b ng vói chi phí c  đ nh tăng thêm). Đ n lúc đó, ta l iằ ố ị ế ạ  

ph i xét ti p phả ế ương án nào có giá thành th p h n thì ch n.ấ ơ ọ

Hình 2­4 Giá thành s n ph mả ẩ

    2.3.Bi n pháp tăng năng suat, h  giá thành s n ệ ạ ả ph mẩ

    Nói đ n năng su t và h  giá thành là m t ph m trù r t r ng, có th  ph mế ấ ạ ộ ạ ấ ộ ể ạ  

vi k  thu t, ph m vi t  ch c ho c k t h p c  hai m t đó l i.ỹ ậ ạ ổ ứ ặ ế ợ ả ặ ạ

Trong th c t  có th  áp d ng nhi u phự ế ể ụ ề ương pháp tăng năng su t và h  giáấ ạ  thành

gia công qua cách gi m đ i lả ạ ượng th i gian c  b n Tờ ơ ả 0 và th i gian ph  Tờ ụ ph.trong đó, L: chi u dài c t (mm).ề ắ

v: t c đ  c t (m/ph).ố ộ ắS: lượng ch y dao (mm/v).ạn: s  vòng quay c a tr c chính (v/ph).ố ủ ụi: s  l n ch y dao.ố ầ ạ

t: chi u sâu c t (mm).ề ắz: lượng d  gia công c  (mm).ư ơ

36

   Tăng ch  đ  c t (ch n tế ộ ắ ọ max, Smax đ m b o đ  bóng b  m t, tăng v n t c c tả ả ộ ề ặ ậ ố ắ  

nh ng v n đ m b o tu i b n kinh t  c a d ng c  c t, đ m b o ch t lư ẫ ả ả ổ ề ế ủ ụ ụ ắ ả ả ấ ượ  nggia công)

   Gia công nhi u b  m t cùng m t lúc b ng dao đ nh hình ho c b ng nhi uề ề ặ ộ ằ ị ặ ằ ề  dao th c hi n trên các máy t  đ ng và bán t  đ ng nhi u tr c.ự ệ ự ộ ự ộ ề ụ

   C  khí hóa, t  đ ng hóa quá trình công ngh , gi m th i gian v n chuy n chiơ ự ộ ệ ả ờ ậ ể  

ti t, gi m th i gian d ng máy đ  đo, dùng máy đi u khi n theo chế ả ờ ừ ể ề ể ương 

trình

    Dùng dao chuyên dùng đ  gia công để ược nhi u b  m t, gi m th i gian thayề ề ặ ả ờ  dao, đi u ch nh dao ề ỉ

   T  ch c làm vi c h p lý.ổ ứ ệ ợ

   3.Thi t k  quy trình công ngh  gia công cế ế ệ ơ

   3.1.Ph ương pháp thi t k  qtcn gia công chi ti t máyế ế ế

37