Đang tải... (xem toàn văn)
Giáo trình công nghệ chế tạo máy giới thiệu những vấn đề cơ sở của công nghệ chế tạo máy. Đặc trưng các phương pháp gia công cơ khí. Công nghệ gia công trên máy điều khiển số. Công nghệ lắp r
Giáo trình: Công nghệ chế tạo máy Lu đức bình Chơng Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết máy 7.1- ý nghĩa công việc chuẩn bị sản xuất Bất sản phẩm trớc đa vào sản xuất phải qua giai đoạn chuẩn bị sản xuất Một công việc công tác chuẩn bị sản xuất thiết lập quy trình công nghệ gia công Thiết kế quy trình công nghệ gia công lập nên văn kiện, tài liệu để phục vụ hớng dẫn cho việc gia công chi tiết máy, bao gồm việc thiết kế trang bị cần thiết Mục đích nhằm hớng dẫn công nghệ, lập tiêu kinh tế kỹ thuật, kế hoạch sản xuất điều hành sản xuất Mức độ phức tạp QTCN phụ thuộc vào dạng sản xuất Trong sản xuất loạt nhỏ, đơn quy trình công nghệ bao gồm trình tự nguyên công với số thông số cần thiết nh rõ máy, dao, thời gian gia công, bậc thợ Còn sản xuất loạt lớn, hàng khối quy trình quy mô, tỷ mỷ, bao gồm nhiều tài liệu khác Để quy trình công nghệ thiết kế đợc tốt phải có điều kiện sau: - Phải đảm bảo chất lợng sản phẩm - Phơng pháp gia công phải kinh tế - áp dụng đợc thành tựu khoa học kỹ thuật - Phải thích hợp với điều kiện cụ thể nhà máy, khả lực lợng cán bộ, công nhân, thiết bị - Phải tranh thủ sử dụng sáng kiến kinh nghiệm hợp lý hóa sản xuất - ứng dụng hình thức tổ chức sản xuất tiên tiến Có hai trờng hợp lập quy trình công nghệ, thiết kế nhà máy mới, hai điều kiện nhà máy hoạt động Lập quy trình công nghệ theo đồ án đợc dùng thiết kế nhà máy mới, phân xởng Lúc đầu ta thiết kế quy trình công nghệ theo tài liệu ban đầu vật phẩm chế tạo nhà máy đà cho Sau tính phụ tải máy, đồng thời sở quy trình đà thiết kế ta phải định trớc việc phân nhóm loạt thiết bị theo phân xởng riêng bố trí chúng Trờng hợp này, điều kiện để lựa chọn trang thiết bị rộng rÃi hơn, quy trình công nghệ phải linh hoạt để sửa đổi theo yêu cầu Lập quy trình công nghệ theo điều kiện sản xuất tồn đợc dùng phân xởng, nhà máy đà có phải chế tạo sản phẩm Khi lập quy trình công nghệ theo cách quy trình công nghệ chịu hạn chế chặt chẽ thiết bị, diện tích, tải trọng máy, kế hoạch sản xuất nhng lại đợc thừa kế kinh nghiệm sản xuất Khoa Cơ khí - Trờng Đại học Bách khoa 107 Giáo trình: Công nghệ chế tạo máy Lu đức bình 7.2- phơng pháp thiết kế qtcn gia công chi tiết máy 7.2.1- Những tài liệu ban đầu để thiết kế quy trình công nghệ Muốn thiết kế quy trình công nghệ tốt, trớc hết phải có tài liệu ban đầu sau: - Bản vẽ chế tạo chi tiết với đầy đủ: + Mặt cắt, hình chiếu diễn tả rõ ràng + Ghi đầy đủ kích thớc, dung sai điều kiện kỹ thuật khác + Ghi rõ chỗ cần gia công đặc biệt (ví dụ: gia công lắp) + Ghi rõ vật liệu, phơng pháp nhiệt luyện, độ cứng yêu cầu - Sản lợng chi tiết kể thành phần dự trữ - Hình vẽ phận sản phẩm có chi tiết gia công - Những tài liệu thiết bị: thuyết minh máy, tiêu chuẩn dao, đồ gá Ngoài ra, cần có tài liệu, sổ tay khác nh: tiêu chuẩn xác định lợng d, dung sai, vật liệu, sổ tay đồ gá, tiêu chuẩn chế độ cắt, định møc kinh tÕ - kü thuËt 7.2.2- Tr×nh tù thiết kế quy trình công nghệ Thiết kế quy trình công nghệ nên theo trình tự nh sau: - Nghiên cứu vẽ chi tiết, kiểm tra lại tính công nghệ - Phân loại chi tiết, đặt vào nhóm - Xác định dạng sản xuất - Chọn phôi phơng pháp chế tạo phôi - Xác định chuẩn chọn cách định vị, kẹp chặt cho nguyên công - Lập thứ tự nguyên công - Chọn máy cho nguyên công - Tính lợng d nguyên công dung sai nguyên công - Chọn dụng cụ cắt dụng cụ đo lờng - Chọn đồ gá, cần thiết kế đồ gá - Xác định chế độ cắt - Định bậc thợ - Định mức thời gian suất, tính toán kinh tế, so sánh phơng án - Ghi vào phiếu công nghệ, vẽ sơ đồ nguyên công 7.3- Một số bớc thiết kế quy trình công nghệ 7.3.1- Tính công nghệ kết cấu Tính công nghệ kết cấu tính chất quan trọng sản phẩm chi tiết khí nhằm đảm bảo lợng tiêu hao kim loại nhất, khối lợng gia công lắp ráp nhất, giá thành chế tạo thấp điều kiện quy mô sản xuất định Khoa Cơ khí - Trờng Đại học Bách khoa 108 Giáo trình: Công nghệ chế tạo máy Lu đức bình Khi nghiên cứu nâng cao tính công nghệ kết cấu khí, ta phải dựa vào số sở sau đây: Tính công nghƯ cđa kÕt cÊu phơ thc rÊt nhiỊu vµo quy mô sản xuất, tính chất hàng loạt sản phẩm Vì quy mô sản xuất tính hàng loạt định nhiều mức độ hợp lý việc sử dụng phơng pháp công nghệ hay phơng pháp công nghệ khác việc chế tạo sản phẩm Việc ứng dụng vào thực tế phơng hớng công nghệ đòi hỏi phải tiến hành hàng loạt công việc chi phí để trang bị máy móc, đồ gá, dụng cụ Do đó, thiết kế phải lu ý đến tính công nghệ kết cấu Tính công nghệ kết cấu cần phải đợc nghiên cứu toàn sản phẩm Nếu tách riêng chi tiết riêng lẻ để nghiên cứu tính công nghệ dẫn đến thay đổi nhiều, có xét toàn sản phẩm tính công nghệ kết cấu lại Nghiên cứu tính công nghệ kết cấu phải đợc đặt giải triệt để giai đoạn trình sản xuất Vì trình sản xuất mặt hàng phức tạp nên phải đợc xem xét bớc kết cấu để tìm cách giải hợp lý vấn đề nhằm đa lại hiệu kinh tế lớn Nghiên cứu tính công nghệ kết cấu phải tính đến đặc điểm nơi sản xuất sản phẩm Những điểm nói lên tính tơng đối tính công nghệ kết cấu gia công lắp ráp Một kết cấu có tính công nghệ cao xí nghiệp nhng cha cao xí nghiệp khác Để đánh giá đợc tính công nghệ cao hay thấp tiêu bao trùm dùng trờng hợp giá thành chế tạo sản phẩm Trong thực tế, thờng dùng hai tiêu khối lợng lao động khối lợng vật liệu tiêu tốn để chế tạo sản phẩm * Đối với trình gia công cắt gọt, tính công nghệ kết cấu chi tiết máy đợc xét sở yêu cầu cụ thể nh sau: - Giảm lợng vật liệu cắt gọt cách thiết kế phôi bề mặt gia công hợp lý, xác định xác lợng d gia công, giới hạn khối lợng cắt gọt bề mặt quan trọng - Giảm quÃng đờng chạy dao cắt - Đơn giản hóa kết cấu, đảm bảo gia công kinh tế (tách chi tiết phức tạp thành chi tiết đơn giản, dễ gia công, gá đợc nhiều chi tiết gia công) - Tạo điều kiện sử dụng dụng cụ tiêu chuẩn, thống - Đảm bảo dụng cụ cắt làm việc thuận tiện, không bị va đập cắt - Đảm bảo chi tiết đủ cứng vững, tạo điều kiện cắt gọt với chế độ cắt lớn - Góp phần giảm phí tổn điều chỉnh thiết bị, trang bị công nghệ, giảm số lần gá đặt chi tiết gia công - Phân biệt rõ ràng bề mặt gia công bề mặt không gia công Khoa Cơ khí - Trờng Đại học Bách khoa 109 Giáo trình: Công nghệ chế tạo máy Lu đức bình 7.3.2- Xác định lợng d gia công a) Khái niệm lợng d gia công Lợng d gia công lớp kim loại đợc lấy trình gia công khí Ta phải xác định lợng d gia công hợp lý vì: - Lợng d lớn tốn nguyên vật liệu, tiêu hao lao động để gia công nhiều, tốn lợng, dụng cụ cắt, vận chuyển nặng dẫn đến giá thành tăng - Nếu lợng d nhỏ không đủ để hớt sai lệch phôi sai số in dập phôi để lại, xảy tợng trợt dao chi tiết Lợng d trung gian đợc xác định hiệu số kích thớc bớc hay nguyên công sát trớc (a) để lại kích thớc bớc hay nguyên công thực (b) tạo nên, ký hiệu Zb - Đối với mặt ngoài: Zb Zb = a - b a b - Đối với mặt trong: b a Zb = b - a Zb Mặt Mặt Lợng d tổng cộng lớp kim loại cần phải hớt tất bớc nguyên công tức suốt trình gia công bề mặt để biến từ phôi thô thành chi tiết hoàn thiện, ký hiệu Z0 Lợng d tổng cộng đợc xác định hiệu số kích thớc phôi thô kích thớc chi tiết đà chế tạo xong - Đối với mặt ngoài: Z0 = aph - act - Đối với mặt trong: Z0 = act - aph Nh vậy, rõ ràng lợng d tổng cộng tổng lợng d trung gian n tất bớc trình công nghệ: Z = ∑ Z i , n lµ sè b−íc công nghệ i =1 Lợng d đối xứng, tồn gia công bề mặt tròn xoay tròn xoay trong, gia công song song bề mặt phẳng đối diện - Đối với mặt ngoài: Z b = da db - §èi víi mỈt trong: Z b = db − da Zb db da Mặt Zb Zb Zb da db Mặt Khoa Cơ khí - Trờng Đại học Bách khoa 110 Giáo trình: Công nghệ chế tạo máy Lu đức bình b) Phơng pháp xác định lợng d gia công hợp lý Trong Chế tạo máy có hai phơng pháp xác định lợng d: * Phơng pháp thống kê kinh nghiệm Với phơng pháp lợng d đợc xác định dựa tổng số lợng d bớc gia công theo kinh nghiệm Lợng d phôi đúc thờng lấy theo kinh nghiệm mà không tính tới bớc gia công Trong sổ tay thờng cho loại lợng d Song theo phơng pháp ta xác định lợng d gia công cách máy móc, không dựa bớc gia công, không tính tới sơ đồ định vị, kẹp chặt, điều kiện khác cắt nên lợng d thờng lớn yêu cầu, dẫn đến không kinh tế * Phơng pháp tính toán phân tích Phơng pháp GS Kôvan đề xuất, dựa việc phân tích tổng hợp yếu tố tạo nên lớp kim loại cần phải hớt để có chi tiết hoàn thiện Phơng pháp tÝnh l−ỵng d− cho hai tr−êng hỵp: - Tr−êng hỵp dao đợc điều chỉnh sẵn máy - Trờng hợp gá đặt chi tiết theo kiểu rà gá Các vấn đề trình bày sau chủ yếu thuộc trờng hợp dao đợc điều chỉnh sẵn máy, áp dụng vào trờng hợp rà gá cần bổ sung mà Đối với mặt Khi gia công loạt phôi loại máy đà điều chỉnh sẵn, kích thớc phôi dao động giới hạn dung sai nên lợng d gia công dao ®éng CH ymin Zb bmin amin CH ymax bmax amax Zb max phôi có kích thớc nhá nhÊt amin gia c«ng xong sÏ cã kÝch thớc bmin, lợng d gia công Zb min; phôi có kích thớc lớn amax gia công xong có kích thớc bmax, lợng d gia công Zb max Lợng d thực gia công nằm khoảng Zb ữ Zb max Hình 7.1- Giá trị lợng d gia công loạt phôi máy điều chỉnh sẵn Ta thÊy r»ng, nÕu ®iỊu chØnh dao theo kÝch th−íc CH để cắt loạt phôi gặp phôi có kích thớc amin cắt lớp chiều sâu cắt nhỏ nhất, lực cắt nhỏ biến dạng sÏ nhá nhÊt ymin, ta sÏ cã l−ỵng d− nhá Zb Kích thớc hình thành sau cắt CH + ymin Ngợc lại, gặp phôi có kích thớc amax cắt lớp chiều sâu cắt lớn nhất, lực cắt lớn nhất, biến dạng lớn nhÊt ymax, ta cã l−ỵng d− lín nhÊt Zb max Kích thớc hình thành sau cắt CH + ymax Khoa Cơ khí - Trờng Đại học Bách khoa 111 Giáo trình: Công nghệ chế tạo máy Lu đức b×nh VËy ta cã: Zb = amin - (CH + ymin) = amin - bmin Zb max = amax - (CH + ymax) = amax - bmax NÕu thay trị số dung sai kích thớc a, b lµ δa, δb: amax = amin + δa bmax = bmin + δb ta sÏ cã: Zb max = (amin + δa) - (bmin + δb) = amin - bmin + δa - δb Zb max = Zb + a - b Lợng d danh nghĩa (lợng chênh lƯch gi÷a hai kÝch th−íc danh nghÜa adn, amax Zb dn = and - bdn bdn): Ba = (amin + Ha) - (bmin + Hb) adn = amin - bmin + Ha - Hb Ha amin Zb dn = Zb + Ha - Hb Đối với mặt Làm tơng tự nh với mặt ngoài, ta có đợc: Zb = bmax - amax Zb max = bmin - amin Thay: amin = amax - δa; bmin = bmax - δb vµo Zb max ta cã: Zb max = Zb + δa - δb Zb dn = bnd - adn = (bmax - Bb) - (amax - Ba) = bmax - amax + Ba - Bb Zb dn = Zb + Ba - Bb §èi víi bỊ mặt đối xứng Lợng d bề mặt đối xứng đợc xác định tơng tự nh trên, ta có: - Mặt đối xứng: 2Zb = Da - Db 2Zb max = Da max - Db max = 2Zb + δD a - δD b 2Zb dn = 2Zb + HD a - HD b - Mặt đối xứng: 2Zb = Db max - Da max 2Zb max = Db - Da = 2Zb + δD a - δD b 2Zb dn = 2Zb + BD a - BD b Dung sai lợng d hiệu số lợng d lớn nhỏ nhất: - Bề mặt không đối xứng: z = Zb max - Zb = a - b - Bề mặt đối xứng: z = 2Zb max - 2Zb = δD a - D b Lấy tổng lợng d trung gian ta đợc lợng d tổng cộng Z0 Khoa Cơ khí - Trờng Đại học Bách khoa 112 Giáo trình: Công nghệ chế tạo máy Lu đức bình c) Các yếu tố tạo thành lợng d trung gian a Rza + Ta b bmin amin Zb b Phần kim loại cần phải hớt qua bớc hay nguyên công tức lợng d trung gian, bao gồm yếu tố sau đây: Rz a - Chiều cao trung bình lớp nhấp nhô bề mặt bớc công nghệ sát trớc để lại Ta - Chiều sâu lớp h hỏng bề mặt bớc công nghệ sát trớc để lại a - Sai lệch vị trí không gian chi tiết bớc công nghệ sát trớc để lại (độ không song song, độ cong vênh, độ lệch tâm ) a - Sai số gá đặt nguyên công thực gây Nh vậy, giá trị nhỏ lợng d gia công bề mặt không đối xứng tính cho bớc công nghệ thực đợc xác định nh sau: Zb = Rza + Ta + ρa + εb W W §èi víi bề mặt đối xứng, phơng a b khác nên ta phải tính theo phép céng vect¬: ( Z b = Rz a + Ta + ρ a + ε b H×nh 7.2- Các yếu tố tạo thành lợng d gia công ) Khi biết rõ phơng a b ta cộng hai vectơ theo công thức: ( a + ε b = ρ a + ε b + ρ a ε b cos ρ a , ε b 2 ) nhiªn, thực tế phơng hai vectơ khó xác định Vì vậy, ta lấy trị số trung bình theo x¸c suÊt: ρa + ε b = ρa + b 2 Nh vậy, công thức tính lợng d cho bề mặt đối xứng là: 2 Z b = ⎛ Rz a + Ta + ρ a + ε b ⎞ ⎜ ⎟ ⎝ Các công thức cho ta cách tính lợng d từ yếu tố hợp thành với trờng hợp tổng quát Còn số trờng hợp cụ thể, biểu thức tính lợng d không cần đầy đủ yếu tố Ví dụ: - Sau nguyên công thứ nhất, chi tiết làm gang kim loại màu không Ta biểu thức tính lợng d Sở dĩ nh vậy, lớp kim loại hỏng tạo nên biến dạng dẻo, mà kim loại có độ hạt to nh gang hay kim loại màu tợng không đáng kể - Khi chuẩn định vị trùng với mặt gia công (nh mài không tâm, doa tùy động, chuốt lỗ, mài nghiền) sai số chuẩn kích th−íc thùc hiƯn b»ng 0, vµ nÕu bá qua sai số kẹp chặt sai số đồ gá, lúc biểu thức tính b Khoa Cơ khí - Trờng Đại học Bách khoa 113 Giáo trình: Công nghệ chế tạo máy Lu đức bình - Đối với nguyên công cuối nhằm nâng cao độ bóng bề mặt (nh nghiền, mài siêu tinh) Ta, a, b = 0, lúc biểu thức Rza - Các bề mặt qua nhiệt luyện, sau qua mài biểu thức tính lợng d Ta mài phải giữ lại lớp bề mặt đà xử lý nhiệt Trình tự tính lợng d trung gian kích thớc giới hạn cho bớc công nghệ Lập quy trình công nghệ phơng án gá đặt phôi cho nguyên công Xác định bề mặt gia công thứ tự bớc công nghệ cho bề mặt Xác định giá trị đại lợng Rza, Ta, a, b Xác định trị số tính toán Zb cho tất bớc công nghệ Mặt Mặt Ghi kÝch th−íc tÝnh to¸n cđa b−íc Ghi kích thớc tính toán bớc công nghệ cuối theo vẽ (kích công nghệ cuối theo vẽ (kích thớc giới hạn lớn nhất) thớc giới hạn nhỏ nhất) Xác định kích thớc cho bớc sát Xác định kích thớc cho bớc sát trớc b»ng c¸ch céng Zb víi kÝch tr−íc b»ng c¸ch lấy kích thớc giới hạn lớn theo vẽ trừ Zb thớc giới hạn nhỏ theo vẽ Xác định kích thớc cho bớc Xác định kích thớc cho bớc công nghệ lại cách cộng giá công nghệ lại cách lấy kích trị Zb tơng ứng với kích thớc tính thớc tính toán bớc công nghệ tiếp toán bớc công nghệ theo trừ giá trị Zb tơng ứng Ghi kích th−íc giíi h¹n nhá nhÊt øng Ghi kÝch th−íc giới hạn nhỏ ứng với bớc công nghệ sở quy với bớc công nghệ sở quy tròn giá trị kích thớc tính toán theo tròn giá trị kích thớc tính toán theo hàng sè cã nghÜa cđa dung sai ë tõng hµng sè cã nghÜa cđa dung sai ë tõng b−íc c«ng nghƯ bớc công nghệ Xác định kích thớc giới hạn lớn Xác định kích thớc giới hạn nhỏ cho tõng b−íc c«ng nghƯ b»ng nhÊt cho tõng b−íc công nghệ cách cộng thêm dung sai bớc cách trừ kích thớc giới hạn lớn công nghệ với kích thớc giới hạn nhỏ đà quy tròn theo dung sai, lợng dung sai bớc đà quy tròn theo dung sai 10 Xác định giá trị lợng d theo 10 Xác định giá trị lợng d theo cặp bớc công nghệ nối tiếp nhau: cặp bớc công nghệ nèi tiÕp nhau: Zb max = hiƯu hai kÝch th−íc nhá nhÊt Zb max = hiƯu hai kÝch th−íc lín nhÊt Zb = hiƯu hai kÝch th−íc nhá nhÊt Zb = hiƯu hai kÝch th−íc lín nhÊt 11 Xác định lợng d tổng cộng cho bề mặt gia công Z0 max Z0 cách cộng tất giá trị lợng d trung gian tơng ứng 12 Kiểm tra kết tính toán cách tìm hiệu số lợng d hiệu số dung sai, đem so sánh kết với nhau: δz = Zb max - Zb = δa - δb ; hc δz = Z0 max - Z0 = δph - δct Khoa C¬ khÝ - Tr−êng Đại học Bách khoa 114 Giáo trình: Công nghệ chế tạo máy Lu đức bình Kết tính toán đợc ghi vào bảng sau đây: Các yếu tố tạo Thứ tự Kích thớc Lợng d Giá trị tính toán Dung thành lợng d bớc giới hạn giới hạn sai nguyên công (mm) (àm) (àm) T gia công bỊ Zb K.th−íc (µm) Max Min Max Min Rza Ta mặt b (àm) (mm) a (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) I (ph«i) x X x x X II x X x x x x X III x X x x x x X IX x X x x x x X X x X x x x x B/vÏ B/vẽ B/vẽ Cột 1: Ghi trình tự bớc công nghệ nguyên công gia công bề mặt hàng phôi, hàng cuối nguyên công phải đạt độ xác, Rz yêu cầu Cột 2, 3, 4, 5: Tra tính toán theo sổ tay, tài liệu Riêng ô I(5) để trống thân phôi có gá đặt Cột 6: Ô I(6) để trống, ô khác cột đợc tính theo công thức tính lợng d trung gian (tùy theo bề mặt mà dùng công thức cho hợp lý) Cột 7: Ghi kích thớc tính toán vào cột theo cách sau: - Đối với mặt ngoài: nguyên công cuối [tức ô X(7)] ghi kích thớc nhỏ theo vẽ [tức ô X(10)] Cộng kích thớc với lợng d tính toán cột đợc kích thớc tính toán nguyên công sát trớc Tiếp tục hết - Đối với mặt trong: nguyên công cuối [tức ô X(7)] ghi kích thớc lớn theo vẽ [tức ô IX(10)] Lấy kích thớc trừ lợng d tính toán cột đợc kích thớc tính toán nguyên công sát trớc Tiếp tục hết Cột 8: Hàng cuối [tức ô X(8)] ghi theo dung sai vẽ, tất ô lại cột đợc tra theo sổ tay Cột 9, 10: Hàng cuối [tức ô X(9), X(10)] ghi theo kích thớc giới hạn vẽ Còn ô lại đợc ghi theo cách sau: - Đối với mặt ngoài: Lấy kích thớc tính toán cột đem quy tròn (tùy theo hàng số có nghÜa cđa dung sai) råi ghi vµo cét 10 Sau ®ã, lÊy kÝch th−íc giíi h¹n ë cét 10 céng với dung sai đợc kích thớc cột - Đối với mặt ngoài: Lấy kích thớc tính toán cột đem quy tròn (lấy giảm đơn vị) ghi vào cột Sau đó, lấy kích thớc giới hạn cột trừ dung sai đợc kích thớc cột 10 Cột 11, 12: Ghi kết vào ô theo công thức: - Đối với mặt ngoài: Zb = amin - bmin; Zb max = amax - bmax - §èi víi mỈt trong: Zb = bmax - amax; Zb max = bmin - bmin Khoa Cơ khí - Trờng Đại học Bách khoa 115 Giáo trình: Công nghệ chế tạo máy Lu đức bình Cộng tất lợng d cột 11 ta có đợc lợng d tổng cộng lớn Z0 max [tức ô I(11)], cộng tất lợng d cột 12 ta có đợc lợng d tổng céng lín nhÊt Z0 [tøc « I(12)] KiĨm tra lại kết tính công thức: z = Zb max - Zb = δa - δb VÝ dô: Cần gia công trục từ phôi liệu ban đầu phôi cán, kích thớc đạt đợc sau gia công D = 350 - 0,215 Các bớc gia công, giá trị để tính toán lợng d gia công đợc cho bảng sau HÃy bổ sung số liệu thiếu (in đậm) Thứ tự gia công Các yếu tố tạo thành lợng d (àm) Rz (1) Phôi TiƯn th« TiƯn tinh T (2) (3) 3000 50 50 - - ε ρ (4) (5) 5500 105 1000 - - Dung Kích thớc sai giới hạn Giá trị tính T (mm) toán Zb K.thớc (àm) (àm) (mm) Max Min (6) (7) (8) (9) (10) 367,495 20000 388 368 - Max (11) - Min (12) - 17300 350,195 1350 410 349,785 215 Lợng d giới hạn (àm) 351,55 350,2 36450 17800 350 349,785 1550 415 Chó ý: - V× mặt đối xứng nên lợng d tính toán 2Zb không Zb min, không đợc chia - Việc quy tròn giá trị lợng d tính toán theo hàng số có nghĩa dung sai Nếu mặt lấy lên đơn vị; mặt lấy giảm đơn vị 7.3.3- Chọn phôi phơng pháp chế tạo phôi Trong thực tế sản xuất, phôi thờng đợc chọn theo hai hớng sau: - Theo hình dạng chi tiết gia công, với cách phôi có hình dạng kích thớc gần nh chi tiết hoàn chỉnh Lúc đó, chi phí gia công đợc giảm xuống nhng chi phí sản xuất phôi lớn, đặc biệt với sản xuất đơn loạt nhỏ (ví dụ nh phôi trục khuỷu) - Theo phôi liệu đợc sản xuất sẵn, sử dụng rộng rÃi (phôi cán) Trờng hợp lợng d gia công lớn, dẫn đến chi phí gia công cao nhng có u điểm chi phí cho việc chế tạo phôi thấp Việc chọn loại phơng pháp chế tạo phôi vấn đề tổng hợp nhằm mục đích đảm bảo hiệu kinh tế - kỹ thuật Phơng án phôi hợp lý phơng ¸n cã tỉng phÝ tỉn Ýt nhÊt Lùa chän ph−¬ng pháp chế tạo phôi vào yếu tố sau: - Căn vào vật liệu chế t¹o chi tiÕt VÝ dơ nh− chi tiÕt b»ng gang dùng phơng pháp đúc; thép dùng phơng pháp cán, rèn, dập, đúc - Căn vào hình dạng chi tiết yêu cầu kỹ thuật Chi tiết có hình dạng phức tạp dùng phơng pháp đúc; chi tiết đơn giản, kích thớc lớn dùng cán Khoa Cơ khí - Trờng Đại học Bách khoa 116 Giáo trình: Công nghệ chế tạo máy Lu đức bình - Căn vào dạng sản xuất Nếu sản xuất đơn chiếc, loạt nhỏ dùng đúc khuôn cát, đúc thủ công, hàn, rèn; sản xuất loạt lớn, hàng khối dùng đúc áp lực, đúc khuôn kim loại - Căn vào điều kiện cụ thể Xem xét điều kiện kỹ thuật nhà máy sản xuất có cho phép gia công đợc loại phôi nào, từ tìm hớng lựa chọn phơng pháp chế tạo phôi 7.4- Xác định trình tự gia công hợp lý Khi thiết kế QTCN gia công chi tiết máy phải ý xác định hợp lý tiến trình công nghệ ứng với bề mặt chi tiết, cho chu kỳ gia công hoàn chỉnh chi tiết ngắn nhất, góp phần hạn chế chi phí gia công, đảm bảo hiệu sản xuất Cơ sở việc xác định trình tự gia công hợp lý tiến trình công nghệ gia công chi tiết điển hình: càng, hộp, trục, bạc, bánh điều kiện cụ thể * Các nguyên tắc xác định trình tự gia công hợp lý: - Chọn chuẩn thô cách thực nguyên công thứ thật cẩn thận - Tiếp xác định trình tự nguyên công sau chọn chuẩn tinh - Căn vào yêu cầu độ xác độ nhám bề mặt mà chọn phơng pháp gia công lần cuối bề mặt quan trọng Ví dụ: Ta cần gia công lỗ có yêu yêu cầu đạt cấp xác 7, Ra = 1,25 Khi đó, với sản xuất loạt nhá ta cã thĨ dïng tr×nh tù: Khoan - Kht - Doa; hay Khoan - Tiện - Mài Nếu sản xuất loạt lớn dùng: Khoan - Chuốt - Cố gắng bảo đảm tính thống chuẩn tinh - Chú ý tới nguyên công sinh phế phẩm Những nguyên công nên đặt trớc để tránh lÃng phí bố trí thêm việc kiểm tra trung gian - Chú ý tới nguyên công dễ sinh biến dạng (nh gia công thô, nhiệt luyện) Tách nguyên công khỏi nguyên công gia công tinh thêm vào quy tình nguyên công chỉnh sửa nh nắn thẳng - Cố gắng giảm số lần gá, tăng số vị trí lần gá 7.5- thiết kế nguyên công 7.5.1- Chọn máy Khi gia công cắt gọt, máy cắt đợc xác định theo nguyên tắc sau: - Máy đợc chọn phải đảm bảo thực đợc phơng pháp gia công đà xác định, ứng với chi tiết gia công - Máy đợc chọn phải đảm bảo đạt yêu cầu chất lợng gia công Thông thờng chọn máy có cấp xác lớn cấp xác cần thực từ ữ cấp - Công suất phạm vi điều chỉnh thông số công nghệ máy phải tạo điều kiện gia công tốt, nghĩa đạt chất lợng suất gia công tốt - Tùy thuộc vào dạng sản xuất mà chọn máy cho hợp lý Với sản xuất loạt nhỏ, ta sử dụng máy vạn năng; với sản xuất lớn ta dùng máy chuyên dùng Khoa Cơ khí - Trờng Đại học Bách khoa 117 Giáo trình: Công nghệ chế tạo máy Lu đức bình 7.5.2- Chọn chuẩn, phơng án gá đặt phôi trang bị công nghệ Chọn chuẩn công nghệ nhằm đảm bảo gá đặt phôi đạt hiệu kỹ thuật kinh tế cao Phôi đợc gá đặt với trang bị công nghệ tiêu chuẩn, trang bị công nghệ tổ hợp từ phận tiêu chuẩn hay trang bị công nghệ chuyên dùng 7.5.3- Xác định thông số công nghệ Thông số công nghệ trình cắt gọt chi tiết máy là: vận tốc cắt, số vòng quay, lợng chạy dao, chiều sâu cắt, số lần cắt Giá trị thông số công nghệ phụ thuộc phơng pháp gia công, loại máy, kiểu trang bị công nghệ tính chất vật liệu gia công Việc xác định thông số công nghệ thực tế chủ yếu đồ thị tra sổ tay, đối chiếu với phạm vi giá trị thực máy, kết hợp với việc kiểm tra lại công suất suất gia công Để đảm bảo chất lợng gia công hiệu kinh tế, cần xác định giá trị tối u thông số công nghệ Nói chung, gia công thô mục tiêu chủ yếu đạt suất gia công cao; ngợc lại gia công tinh mục tiêu lại chất lợng gia công 7.5.4- Xác định thời gian gia công Thời gian gia công đợc xác định đảm bảo nguyên tắc tận dụng với hiệu cao vốn thời gian làm việc trang thiết bị, dụng cụ công nghệ sức lao động Trong thực tế, thờng xác định thời gian gia công theo hai phơng pháp bấm dựa vào định mức tiêu chuẩn Nói chung, phơng pháp bấm sát thực tế nên đạt hiệu tốt thời gian cần thiết để thực công việc trình gia công đợc xác định sở quan sát, phân tích động tác 7.5.5- Xác định số lợng máy công nhân Số lợng máy cần thiết cho nguyên công đợc xác định theo tổng khối lợng nguyên công, tính tổng máy cần thiết, sản lợng quy định vốn thời gian làm việc thực tế hàng năm máy tùy theo chế độ làm việc hàng ngày (mấy ca/ngày) T k M= m TM m víi, + Tm tổng máy cần thiết để gia công sản lợng chi tiết (giờ/năm) + k hệ số xét đến khả vợt định mức, tăng suất (k = 0,9 ữ 0,95) + TM vốn thời gian làm việc thực tế máy theo chế độ ca sản xuất hàng ngày (TM = 2200 giờ/năm) + m số ca sản xuất hàng ngày (m = ữ 3) + M số máy tính toán cần thiết cho nguyên công Số lợng công nhân cần thiết cho nguyên công đợc xác định sở tổng khối lợng lao động nguyên công hàng năm vốn thời gian làm việc thực Khoa Cơ khí - Trờng Đại học Bách khoa 118 Giáo trình: Công nghệ chế tạo máy Lu đức bình tế công nhân hàng năm theo chế độ ca sản xuất hàng ngày T k R= n TC với, + Tn tổng ngời cần thiết cho sản lợng (giờ/năm) + TC vốn thời gian làm việc thực tế công nhân theo chế độ ca sản xuất hàng ngày (TC = 2000 giờ/năm) 7.6- định mức tính chất kinh tế - kỹ thuật Một phơng án công nghệ đợc so sánh, phân tích mặt kinh tế Muốn chọn phơng hớng, biện pháp để tăng suất hạ giá thành phải có tiêu kinh tế - kỹ thuật để đánh giá 7.6.1- Chỉ tiêu kinh tÕ - kü thuËt ChØ tiªu kinh tÕ - kü tht bao gåm: ChØ tiªu vỊ thêi gian T Chỉ tiêu kỹ thuật thời gian thời gian cần đủ để hoàn thành công việc định điều kiện sản xuất bình thờng nhà máy (phân xởng) có tính đến kinh nghiệm thành tùu míi vỊ kü tht cịng nh− vỊ tỉ chøc sản xuất * Thời gian gia công chiếc: Ttc = T0 + Tph + Tpv + T tn đó, + T0: thời gian Thời gian cần thiết để biến đổi trực tiếp hình dạng, kích thớc tính chất lý chi tiết gia công thực tay hay máy, có công thức tính cho nguyên công + Tph: thời gian phụ, thời gian công nhân thao tác để hoàn thành công việc đợc lặp lại sau chi tiết hay nhóm chi tiết mà không tác động đến hình dạng, kích thớc tính chất chi tiết nh: thời gian gá, tháo chi tiết, đo lờng Tnc = T0 + Tph, thời gian nguyên công + Tpv: thời gian phục vụ trông nom cho máy làm viƯc, cã thĨ phơc vơ vỊ kü tht nh−: ®ỉi dụng cụ, sửa đá, mài dao hay phục vụ tổ chức nh: tra dầu, bàn a+b Tnc , với a, b hệ số tỷ lệ thêi gian (tra sæ tay) giao ca, quÐt dän Tpv = 100 + Ttn: thời gian nghỉ ngơi tự nhiên theo nhu cầu cần thiết ngời c Tpv = Tnc 100 ⎛ a+b+c⎞ VËy, thêi gian gia công là: Ttc = + Tnc 100 * Nếu gia công hàng loạt chi tiết, cần có thợ điều chỉnh ta có thêm thời gian chuẩn bị kết thúc, bao gồm việc có liên quan đến việc chuẩn bị để gia công loạt chi tiết thu dọn kết thúc nh: điều chỉnh máy, dụng cụ cắt, đồ gá lắp Khoa Cơ khí - Trờng Đại học Bách khoa 119 Giáo trình: Công nghệ chế tạo máy Ttc loạt = Ttc + Lu đức bình Tcbkt , với n số chi tiết loạt n Chỉ tiêu suất Q nguyên công sản phẩm Chỉ tiêu kỹ thuật suất Q suất lao động xác định số lợng sản phẩm đợc chế tạo đơn vị thời gian m m Q= k (từng chiếc), Q = k (hàng loạt) Ttc Ttc lo t với, m thời gian (một ca, hay phút) 7.6.2- Giá thành sản phẩm Một phơng án công nghệ phải đợc đánh giá mặt kinh tế, nghĩa chọn phơng án công nghệ kinh tế dẫn đến giá thành hạ Để đánh giá ta phải tính giá thành sản phẩm chi tiết: G = A.n + B = f(nhiỊu u tè) víi, + A: phí tổn thờng xuyên cho chi tiết nh vật liệu, khấu hao, lơng công nhân , dù sản lợng nhiều hay phí tổn không đổi + B: phí tổn cố định nh lơng công nhân điều chỉnh máy, đồ gá, thiết bị chuyªn dïng tÝnh cho tõng chi tiÕt, phÝ tỉn nhỏ x lớn Từ đó, ta có giá thành sản phẩm: g = G/n, dựa vào mà ta đánh giá chọn phơng án công nghệ có giá thành thấp Giả sử, ta có hai phơng án G công nghệ với giá thành sản phẩm đợc biểu diễn đờng G1 G2 Rõ ràng, số lợng chi tiết cần gia công n < n1, ta chọn G2 phơng án G1 Còn n > n1 B2 chọn phơng án G2 B1 G1 Tuy nhiªn, chi phÝ cè n định B phụ thuộc vào n nên đến n1 n'2 n2 n3 giá tị đờng Hình 7.3- Giá thành sản phẩm G1 G2 phải tăng lên lợng (lợng tăng với chi phí cố định tăng thêm) Đến lúc đó, ta lại phải xét tiếp phơng án có giá thành thấp chọn 7.6.3- Biện pháp tăng suất, hạ giá thành sản phẩm Nói đến suất hạ giá thành phạm trù rộng, cã thĨ ph¹m vi kü tht, ph¹m vi tỉ chøc kết hợp hai mặt lại Trong thực tế áp dụng nhiều phơng pháp tăng suất hạ giá thành Khoa Cơ khí - Trờng Đại học Bách khoa 120 Giáo trình: Công nghệ chế tạo máy Lu đức bình gia công qua cách giảm đại lợng thời gian T0 thời gian phô Tph L z π D L i L i T0 = = = Ta cã: 1000 v S n S n S t đó, L: chiều dài cắt (mm) v: tốc độ cắt (m/ph) S: lợng chạy dao (mm/v) n: sè vßng quay cđa trơc chÝnh (v/ph) i: số lần chạy dao t: chiều sâu cắt (mm) z: lợng d gia công (mm) Biện pháp giảm thời gian T0 - Nâng cao độ xác phôi phôi chế tạo có lợng d đều, xác i giảm Phôi đợc xử lý nhiệt (ram, ủ, thờng hóa) để tạo điều kiện cắt gọt dễ dàng - Rút ngắn chiều dài chạy dao cách: dùng nhiều dao, chọn lợng ăn tới thoát dao cách hợp lý - Tăng chế độ cắt (chọn tmax, Smax đảm bảo độ bóng bề mặt, tăng vận tốc cắt nhng đảm bảo tuổi bền kinh tế dụng cụ cắt, đảm bảo chất lợng gia công) - Gia công nhiều bề mặt lúc dao định hình nhiều dao thực máy tự động bán tự động nhiều trục Biện pháp giảm thời gian phụ Tph - Giảm thời gian gá đặt chi tiết gia công cách dùng cấu kẹp nhanh (khí nén, dầu ép), gá đặt tự động đạt kích thớc, dùng đồ gá vạn điều chỉnh - Làm cho thời gian phụ trùng với thời gian máy nh dùng đồ gá bàn quay, gá phay kiểu cắt, phay liên tục, kiểm tra tự động, cấp phôi tự động - Cơ khí hóa, tự động hóa trình công nghệ, giảm thời gian vận chuyển chi tiết, giảm thời gian dừng máy để đo, dùng máy điều khiển theo chơng trình - Dùng dao chuyên dùng để gia công đợc nhiều bề mặt, giảm thời gian thay dao, điều chỉnh dao - Tổ chức làm việc hợp lý Khoa Cơ khí - Trờng Đại học Bách khoa 121 .. .Giáo trình: Công nghệ chế tạo máy Lu đức bình 7. 2- phơng pháp thiết kế qtcn gia công chi tiết máy 7. 2. 1- Những tài liệu ban đầu để thiết kế quy trình công nghệ Muốn thiết kế quy trình công nghệ. .. trang bị công nghệ, giảm số lần gá đặt chi tiết gia công - Phân biệt rõ ràng bề mặt gia công bề mặt không gia công Khoa Cơ khí - Trờng Đại học Bách khoa 109 Giáo trình: Công nghệ chế tạo máy Lu... trang bị công nghệ tiêu chuẩn, trang bị công nghệ tổ hợp từ phận tiêu chuẩn hay trang bị công nghệ chuyên dùng 7. 5. 3- Xác định thông số công nghệ Thông số công nghệ trình cắt gọt chi tiết máy là: