CHƯƠNG TRÌNH MÔ ĐUN ĐÀO TẠO

1

LỜI MỞ ĐẦU

Hướng tới mục tiêu nâng cao chất lượng đào tạo nghề, nhằm đáp ứng

yêu cầu của thị trường lao động kỹ thuật và hội nhập.

Bộ Lao Động thương Binh và Xã Hội đã ban hành chương trình khung

Cao Đẳng Nghề, Trung Cấp Nghề Cắt gọt kim loại.

Khoa cơ khí Chế tạo – Trường Cao đẳng nghề Kỹ thuật Công nghệ TP.

HCM được giao nhiệm vụ đào tạo nguồn lao động có tay nghề cao trong lĩnh

vực gia công cơ khí, với quy mô trang thiết bị luôn được đầu tư mới, năng lực

đội ngũ giáo viên ngày càng được tăng cường. Việc biên soạn giáo trình phục

vụ công tác đào tạo của nhà Trường, đáp ứng yêu cầu mục tiêu của chương

trình khung do Bộ LĐTB và XH ban hành cũng nhằm đáp ứng các yêu cầu sau

đây:

Yêu cầu của người học.

Nhu cầu về chất lượng nguồn nhân lực.

Cung cấp lao động kỹ thuật cho Doanh nghiệp và xuất khẩu lao

động.

Nội dung giáo trình Công nghệ chế tạo máy có thể đáp ứng để đào tạo

cấp trình độ Cao đẳng nghề và có tính liên thông cho cấp trình độ Cao đẳng

nghề nhằm trang bị cho người học kiến thức những vấn đề cơ bản về gia công

cơ khí, vận dụng những kiến thức của môn học để tính toán, thiết kế qui trình

công nghệ gia công cơ. . Để giúp người học nắm vững những kiến thức cơ bản

cần thiết và sau mỗi bài cần giao bài tập đến từng học sinh. Các bài tập chỉ ở

mức độ đơn giản, trung bình phù hợp với phần lý thuyết đã học.

Trong quá trình biên soạn giáo trình Khoa đã tham khảo ý kiến từ các

Doanh nghệp trong nước, giáo trình của các trường Đại học, học viện, ... Việc

biên soạn đã hết sức cố gắng để giáo trình đạt được chất lượng tốt nhất.

Trong quá trình biên soạn không thể tránh khỏi thiếu sót, rất mong nhận được

ý kiến đóng góp từ các đồng nghiệp, các bạn đọc để giáo trình được hoàn

thiện hơn.

2

MỤC LỤC

Trang

Lời mở đầu .................................................................................................... 1

Mục lục .......................................................................................................... 2

Bài 1: Những định nghĩa và khái niệm cơ bản. ........................................ 4

1. Quá trình sản xuất và quá trình công nghệ. ............................................... 4

2. Các dạng sản xuất. ..................................................................................... 4

Bài 2: Gá đặt chi tiết gia công .................................................................... 7

1. Khái niệm. ................................................................................................. 7

2. Nguyên tắc định vị và kẹp chặt chi tiết gia công. ................................... 10

3. Phương pháp gá đặt chi tiết khi gia công. ............................................... 13

4. Nguyên tắc chọn chuẩn gia công. ........................................................... 15

Bài 3: Độ chính xác gia công .................................................................... 18

1. Khái niệm. ............................................................................................... 18

2. Các phương pháp đạt độ chính xác gia công. ......................................... 20

3. Các nguyên nhân gây ra sai số gia công. ................................................ 22

4. Các phương pháp nghiên cứu độ chính xác gia công. ............................ 25

Bài 4: Phôi và lƣợng dƣ gia công ............................................................ 26

1. Các loại phôi. ........................................................................................... 26

2. Nguyên tắc chọn phôi. ............................................................................. 31

3. Lượng dư gia công. ................................................................................. 31

4. Phương pháp xác định lượng dư. ............................................................ 34

5. Gia công chuẩn bị phôi. .......................................................................... 37

Bài 5: Nguyên tắc thiết kế quy trình công nghệ .................................... 44

1. Các thành phần của quá trình công nghệ. ............................................... 44

2. Phương pháp thiết kế quá trình công nghệ. ............................................. 45

Bài 6: Gia công mặt phẳng ...................................................................... 49

1. Khái niệm, phân loại và yêu cầu kỹ thuật. .............................................. 49

2. Các phương pháp gia công mặt phẳng. ................................................... 50

3. Kiểm tra. .................................................................................................. 56

Bài 7: Gia công mặt ngoài tròn xoay ...................................................... 58


2. Các phương pháp gia công mặt ngoài tròn xoay. .................................... 59

Bài 8: Gia công mặt trong tròn xoay ....................................................... 64


2. Các phương pháp gia công mặt trong tròn xoay. .................................... 65

3. Kiểm tra. .................................................................................................. 81

Bài 9: Gia công ren .................................................................................... 83


2. Các phương pháp gia công mối ghép ren. ............................................... 83

3. Kiểm tra. .................................................................................................. 92

Bài 10: Gia công then và then hoa ........................................................... 93

3


2. Các phương pháp gia công. ..................................................................... 93

3. Kiểm tra. .................................................................................................. 93

Bài 11: Gia công mặt định hình ............................................................... 94

1. Khái niệm ................................................................................................ 94

2. Phương pháp gia công ............................................................................. 94

3. Kiểm tra ................................................................................................... 95

Bài 12: Gia công bánh răng ...................................................................... 96


2. Các phương pháp gia công. ..................................................................... 97

3. Kiểm tra. .................................................................................................. 99

TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................... 100

4

Bài 1: NHỮNG ĐỊNH NGHĨA VÀ KHÁI NIỆM CƠ BẢN

* Mục tiêu

- Phân biệt được quá trình sản xuất và quá trình công nghệ.

- Xác định đúng dạng sản xuất.

- Rèn luyện tính kỷ luật, kiên trì, cẩn thận, nghiêm túc, chủ động và tích

cực sáng tạo trong học tập.

1. Quá trình sản xuất và quá trình công nghệ.

1.1. Quá trình sản xuất.

Quá trình sản xuất là quá trình con người tác động vào tài nguyên thiên

nhiên để biến nó thành sản phẩm phục vụ cho lợi ích của con người.

Quá trình sản xuất trong nhà máy cơ khí là tập hợp các hoạt động có ích để

biến nguyên vật liệu hay bán thành sản phẩm. Ví dụ: Sản phẩm cơ khí thì phải

qua khai thác quặng, luyện kim, chế tạo phôi, gia công cơ khí, gia công nhiệt

hóa, kiểm tra, lắp ráp và hàng loạt các quá trình phụ như : vận chuyển, chế tạo

dụng cụ, bảo quản, sửa chữa thiết bị, chạy thử, điều chỉnh, sơn, bao bì đóng

gói.

1.2. Quá trình công nghệ.

Quá trình công nghệ là một phần của quá trình sản xuất trực tiếp làm

thay đổi hình dáng kích thứơc, tính chất lý hoá của bản thân chi tiết và vị trí

tương quan giữa các chi tiết trong sản phẩm.

Quá trình công nghệ gia công cơ là quá trình cắt gọt phôi để làm thay

đổi hình dáng và kích thước của nó.

Quá trình công nghệ nhiệt luyện là quá trình làm thay đổi tính chất lý

hoá của vật liệu chi tiết.

Quá trình công nghệ lắp ráp là quá trình tạo thành những quan hệ tương

quan giữa các chi tiết thông qua các loại liên kết mối lắp ghép.

Xác định quá trình công nghệ hợp lý rồi ghi thành văn kiện công nghệ thì

các văn kiện công nghệ đó gọi là quy trình công nghệ.

2. Các dạng sản xuất.

Mỗi dạng sản xuất có những đặc điểm riêng , phụ thuộc vào nhiều yếu

tố khác nhau , tuy nhiên ở đây không đi sâu vào nghiên cứu những đặc điểm

của từng dạng sản xuất mà chỉ nghiên cứu cách xác định chúng theo phương

pháp tính toán .

5

Muốn xác định được dạng sản xuất trước hết phải biết sản lượng hàng

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

sau đây :

N = N1 . m (1 + 100

) (chiếc/năm)

Trong đó :

N là số chi tiết sản xuất trong một năm .

N1 là số sản phẩm ( số máy ) được sản xuất trong một năm .

m là số chi tiết giống trong một sản phẩm .

là số chi tiết được chế tạo thêm để dự trữ ( = 5% 7% ) .

Nếu tính đến số % phế phẩm chủ yếu trong các phân xưởng đúc và rèn

thì ta có :

N = N1 . m (1 + 100

) (chiếc/năm)

Trong đó

= 3% 6%

Sau khi xác định được sản lượng hàng năm của chi tiết ta phải xác định

trọng lượng của chi tiết . Trọng lượng của chi tiết được xác định theo công

thức sau đây :

Q1 = V . (Kg)

Trong đó :

Q1 là trọng lượng của chi tiết (Kg)

V là thể tích của chi tiết (dm3)

là trọng lượng riêng của vật liệu

THÉP = 7.852 Kg/dm3

GANG DẺO = (7.2 7.4 ) Kg/dm3

GANG XÁM = ( 6.8 7.4 ) Kg/dm3

NHÔM = ( 2.6 2.8 ) Kg/dm3

ĐỒNG = 8.72 Kg/dm3

Sau khi xác định được N và Q1 ta dựa vào bảng để xác định dạng sản xuất

của chi tiết cho phù hợp :

6

Dạng sản xuất

Trọng lƣợng của chi tiết

> 200 Kg 4200 Kg < 4 Kg

Sản lƣợng hàng năm của chi tiết (chiếc )

Đơn chiếc < 5 < 10 < 100

Hàng loạt nhỏ 55 100 10 200 100 500

Hàng loạt vừa 100 300 200 500 500 5000

Hàng loạt lớn 300 1000 500 1000 5000 50.000

Hàng khối > 1000 > 5000 > 50.000

2.1. Sản xuất đơn chiếc.

Sản xuất đơn chiếc là dạng sản xuất mà sản phẩm được sản xuất ra với số

lượng ít và thường ít lặp lại và không theo một quy luật nào. Chủng loại mặt

hàng rất đa dạng, số lượng mỗi loại rất ít vì thế phân xưởng, nhà máy thường

sử dụng các dụng cụ, thiết bị vạn năng. Đây là dạng sản xuất thường dùng

trong sửa chữa, thay thế...

2.2. Sản xuất hàng loạt.

Sản xuất hàng loạt là dạng sản xuất mà sản phẩm được chế tạo theo lô

(loạt) được lặp đi lặp lại thường xuyên sau một khoảng thời gian nhất định với

số lượng trong loạt tương đối nhiều (vài trăm đến hàng nghìn) như sản phẩm

của máy bơm, động cơ điện.v.v...Tuỳ theo khối lượng, kích thước, mức độ

phức tạp và số lượng mà phân ra dạng sản xuất hàng loạt nhỏ, vừa và lớn.

Trong sản xuất hàng loạt các dụng cụ, thiết bị sử dụng là các loại chuyên môn

hoá có kèm cả loại vạn năng hẹp.

2.3. Sản xuất hàng khối.

Sản xuất hàng khối hay sản xuất đồng loạt là dạng sản xuất trong đó sản

phẩm được sản xuất liên tục trong một thời gian dài với số lượng rất lớn. Dạng

sản xuất này rất dể cơ khí hoá và tự động hoá như xí nghiệp sản xuất đồng hồ,

xe máy, ô tô, xe đạp.v.v...

7

Bài 2: GÁ ĐẶT CHI TIẾT GIA CÔNG

* Mục tiêu

- Phân biệt được quá trình định vị và quá trình kẹp chặt.

- Phân loại được chuẩn.

- Thực hiện được cách gá đặt, định vị, kẹp chặt chi tiết gia công.

- Tính được các loại sai số.

- Rèn luyện tính kỷ luật, kiên trì, cẩn thận, nghiêm túc, chủ động và tích cực

sáng tạo trong học tập.

1. Khái niệm.

1.1. Quá trình gá đặt.

Gá đặt chi tiết gồm 2 quá trình : Định vị chi tiết và kẹp chặt.

1.1.1. Quá trình định vị chi tiết

Là xác định vị trí chính xác của chi tiết tương đối so với máy hoặc dụng

cụ cắt. Quá trình định vị xác định độ chính xác gia công.

Ví dụ:

Trên hình a định vị bằng mặt A để phay mặt B sao cho dảm bảo kích

thước H

1.1.2. Quá trình kẹp chặt

Là quá trình cố định vị trí của chi tiết sau khi đã định vị để chống lại

tác dụng của ngoại lực, chủ yếu của lực cắt.

Hình 2.1 Sơ đồ định vị để phay mặt phẳng (a) và định vị để tiện (b)

8

Ví dụ hình 2.1b, sau khi đưa chi tiết lên mâm cặp vặn cho các chấu cặp

tiến vào sao cho tâm của chi tiết trùng với tâm trục chính của máy, đó là quá

trình định vị. Sau đó vặn cho các chấu cặp tạo nên lực kẹp chi tiết để gia công

chi tiết không bị dịch chuyển. Đó là quá trình kẹp chặt.

Chú ý rằng trong quá trình ,bao giờ quá trình định vị cũng xảy ra trước

rồi mới tới quá trình kẹp chặt. Không bao giờ hai quá trình xảy ra đồng thời.

Quá trình gá đặt có hợp lý hay không là một trong những vấn đề cơ

bản của vịêc thiết kế quy trình công nghệ. Vì khi đã khống chế được các

nguyên nhân khác sinh ra sai số gia công trong một mức độ nhất định thì độ

chính xác của chi tiết gia công chủ yếu do quá trình gá đặt quyết định. Chọn

phương án gá đặt hợp lý còn giảm được thời gian phụ, đảm bảo độ cứng vững

tốt để nâng cao chế độ cắt.

1.2. Chuẩn và các lọai chuẩn.

1.2.1. Khái niệm.

Chuẩn là tập hợp các điểm, đường hoặc bề mặt của một chi tiết mà người

ta căn cứ vào đó để xác định vị trí các điểm, đường, hoặc bề mặt khác của bản

thân chi tiết đó hoặc của các chi tiết khác trong quá trình thiết kế, gia công, đo

lường, lắp ráp. . .

1.2.2. Phân loại.

a. Chuẩn thiết kế

Là chuẩn dùng để xác định vị trí của những bề mặt, đường hoặc điểm

của bản thân chi tiết hay của những chi tiết khác của sản phẩm trong quá trình

thiết kế. Chuẩn này được hình thành khi lập chuẩn kích thước trong quá trình

thiết kế. Chuẩn thiết kế có thể là chuẩn thực hay hay chuẩn ảo.

Ví dụ :

Mặt A là chuẩn thực để xác định các bậc của chi tiết (hình 2.3a ).

Tâm 0 của lỗ là chuẩn ảo.

Hình 2.3 Chuẩn thết kế

9

b. Chuẩn công nghệ

Là chuẩn được dùng để xác định vị trí của phôi hoặc của chi tiết trong quá

trình chế tạo và sửa chữa.

Người ta chia chuẩn công nghệ làm 4 loại:

* Chuẩn định vị – Chuẩn gia công :

Chuẩn định vị là tập hợp những bề mặt có thực trên chi tiết gia công dùng

để định vị khi gia công. Chuẩn này luôn là chuẩn thực.

Chuẩn gia công có thể trùng hoặc không trùng với mặt tỳ của chi tiết lên đồ

gá hoặc lên bàn máy.

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

+ Chuẩn thô là chuẩn xác định trên bề mặt chưa được gia công.

Nếu khi sản xuất phôi rèn, phôi đúc rất to để giảm khối lượng gia công cơ

và vận chuyển người ta gia công sơ bộ thì chuẩn thô bây giờ mới là các bề mặt

đã gia công.

+ Chuẩn tinh là chuẩn xác định trên những bề mặt đã được gia công.

Nếu chuẩn này đã được dùng trong lắp ráp sau đó thì gọi là chuẩn tinh

chính, ngược lại là chuẩn tinh phụ.

Vídụ :

Hình 2.4 Chuẩn tinh

Mặt lỗ A của bánh răng hình 2.4a được dùng làm chuẩn tinh chính vì :

+ Mặt lỗ A dùng để gá đặt khi gia công răng.

+ Mặt lỗ A được dùng làm chuẩn khi lắp ráp với trục.

Mặt B và gờ C: của piston chỉ được dùng làm chuẩn tinh để gia công kích

thước khác, khi lắp ráp không dùng nữa đó là chuẩn tinh phụ.

* Chuẩn đo lường

Chuẩn đo lường là bề mặt có thực trên chi tiết hoặc một phần của bề

mặt đó mà ta lấy làm gốc để đo vị trí của bề mặt gia công.

10

* Chuẩn điều chỉnh

Là bề mặt có thực trên đồ gá hay máy dùng để điều chỉnh dụng cụ cắt.

* Chuẩn lắp ráp

Là những bề mặt, đường, điểm dùng để xác định vị trí tương quan giữa

các chi tiết khác nhau trong quá trình lắp ráp sản phẩm.

Ví dụ 1 :

Hình 2.5 Chi tiết gá trên mặt phẳng

Ví dụ 2:

Hình 2.6 Chi tiết gá trên mũi chống tâm

2. Nguyên tắc định vị và kẹp chặt chi tiết gia công.

2.1. Nguyên tắc 6 điểm khi định vị.

2.1.1. Chuyển động của vật rắn trong không gian

Trong không gian ba chiều một vật thể có 6 bậc tự do chuyển động, khi ta

đặt nó trong hệ toạ độ đecac (hình 2.7) đó là :

11

Hình 2.7

- 3 bậc tịnh tiến dọc theo 3 trục ox, oy, oz.

- 3 bậc quay quanh 3 trục tọa độ :ox ; oy ; oz.

Muốn bảo đảm cho chi tiết có vị trí xác

định trong không gian ta phải khống chế các

bậc tự do của nó.

Ví dụ : Khi đặt một khối lập phương

trong hệ toạ độ đecac có thể thống các

chuyển động trên được khống chế (Hình

2.8) như sau :

- Mặt phẳng xoy khống chế 3 bậc tự do :

không tịnh tiến oz, không quay ox, không

quay oy

- Mặt phẳng yoz khống chế 2 bậc tự do :

không tịnh tiến ox, không quay oz.

- Mặt phẳng xoz khống chế 1 bậc tự do :

không tịnh tiến oy.

Như vậy 6 bậc tự do chuyển động của

vật thể rắn tuyệt đối đã được khống chế hay

nói cách khác ta đã xác định được vị trí duy

nhất của vật thể rắn trong không gian và chỉ

một vị trí mà thôi.

Cần chú ý rằng mỗi mặt phẳng đều có

khã năng khống chế 3 bậc tự do, nhưng ở

những mặt phẳng yoz và xoz chỉ cần khống

chế 2 bậc và 1 bậc tự do vì những bậc tự do

Hình 2.8 Nguyên tắc 6 điểm khi

định vị

12

ở mặt này có thể khống chế thì ở mặt xoy đã khống chế rồi.

2.1.2 . Nguyên tắc định vị 6 điểm

Khi dùng 6 điểm đặt để khống chế 6 chuyển động của vật thì vật sẽ có vị trí

xác định trong không gian. Nếu chỉ cần để cho vật thể được chuyển động theo

một bậc tự do nào đó thì vật thể đó sẽ có vô số vị trí và do đó không có vị trí

cố định trong không gian.

Người ta dùng nguyên tắc 6 điểm này để định vị chi tiết khi gia công, khi

đó ta xem chi tiết như là một vật rắn tuyệt đối và đặc nó vào hệ toạ độ đecac

và chi tiết đã được khống chế bằng các điểm nêu trên.

Không phải lúc nào cũng phải cần hạn chế cả 6 bậc tự do mà tuỳ theo yêu

cầu gia công mà số bậc tự do sẽ bị khống chế từ 1 ÷ 6.

2.2. Nguyên tắc kẹp chặt.

2.2.1. Yêu cầu kẹp chặt.

- Không được phá vỡ vị trí đã định vị của chi tiết gia công .

- Lực kẹp phải vừa đủ không bé hơn lực kẹp cần thiết đồng thời cũng

không quá lớn để tránh cho chi tiết bị biến dạng .

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

- Đảm bảo thao tác phải nhanh, nhẹ, thao tác thuận lợi, an toàn .

- Cơ cấu kẹp chặt phải nhỏ gọn, đơn giản, gắn liền thành một khối.

2.2.2. Lực kẹp chặt.

- Phương và chiều của lực kẹp có liên quan mật thiết với chuẩn định vị

chính, chiều của lực cắt và chiều của trọng lượng bản thân vật gia công.

- Phương của lực kẹp nên cố gắng thẳng góc với mặt chuẩn định vị chính

(mặt hạn chế ba bậc tự do), vì như thế ta có diện tích tiếp xúc lớn nhất.

- Chiều của lực đi từ ngoài vào mặt định vị, chiều của lực kẹp không nên

ngược chiều với chiều của lực cắt và trọng lượng của vật gia công vì như thế

lực kẹp sẽ phải rất lớn, cơ cấu kẹp cồng kềnh, thao tác rất tốn sức. Tốt nhất lực

kẹp nên cùng chiều lực cắt và trọng lượng của bản thân chi tiết gia công

nhưng đôi khi do kết cấu chi tiết gia công không cho phép thì ta chọn chúng

thẳng góc với nhau.

- Điểm đặt của lực kẹp phải tác dụng vào chỗ có độ cứng vững nhất vì

như thế chi tiết gia công sẽ khó bị biến dạng nhất.

- Khi kẹp không gây ra momen quay đối với vật gia công vì vậy điểm đặt

lực phải tác dụng ở trong diện tích mặt định vị hoặc ở trong mấy điểm đỡ và

phải ở gần mặt gia công.

13

3. Phƣơng pháp gá đặt chi tiết khi gia công.

3.1. Phương pháp rà gá.

Có 2 trường hợp : Rà gá trực tiếp trên máy và rà theo dấu vạch sẵn.

3.1.1. Rà gá theo mặt chi tiết gia công.

Theo phương pháp này người công nhân dùng mắt kết hợp với dụng cụ

khác như đồng hồ đo, mũi rà, bàn rà để xác định vị trí của chi tiết so với máy

hoặc dụng cụ cắt.

Ví dụ :

Hình 2.2a, khoan lỗ d2 của bạc lệch tâm trên mâm cặp 4 chấu rà sao cho

tâm 02 trùng với tâm chính của máy (tâm 0)

* Ưu điểm của phương pháp :

- Có thể đạt độ chính xác từ thấp đến cao, từ 0.005 0.001mm (bằng

đồng hồ so )

- Có thể tận dụng được các phôi kém chính xác như phôi đúc, bằng cách

linh động phân phối lượng dư.

- Loại trừ ảnh hưởng của dao mòn do mỗi chi tiết đều được rà gá.

- Không cần những đồ gá phức tạp.

* Nhược điểm của phương pháp :

- Tốn nhiều thời gian rà vạch dấu.

- Đòi hỏi thợ có tay nghề cao.

- Đường vạch dấu có chiều rộng, nên khi rà theo đường vạch dấu sẽ gây

ra sai số, chỉ chính xác từ 0,2 – 0,5mm.

Do vậy phương pháp này dùng trong sản suất đơn chiếc và loạt nhỏ,

trong trường hợp bề mặt phôi quá thô, khó dùng để gá.

Hình 2 .2

Sơ đồ gá đặt bằng phƣơng pháp rà gá (a) và tự động đạt kích thƣớc(b)

14

3.1.2. Phương pháp rà theo dấu vạch.

3.2. Phương pháp dùng đồ gá chuyên dùng.

- Đồ gá vạn năng thông dụng

Đồ gá vạn năng thông dụng có thể gọi là đồ gá vạn năng không điều

chỉnh. Khi sử dụng đò gá vạn năng thông dụng không cần phải lắp bổ xung

thêm các chi tiết và bộ phận khác vào đồ gá. Loại đồ gá này được dùng để

định vị và kẹp chặt các chi tiết có kích thước và hình dáng khác nhau trong

sản xuất đơn chiếc và hàng loạt nhỏ. Các đồ gá vạn năng thông dụng thường

được chế tạo như loại thiết bị phụ kèm theo máy của các nhà máy chế tạo công

cụ.

Ví dụ như : Mâm cặp vạn năng, êtô vạn năng, đầu phân độ vạn năng……

- Đồ gá vạn năng điều chỉnh :

Đồ gá này gồm có bộ phận cố định và bộ phận thay đổi. Bộ phận cố định

là cơ sở dùng cho mọi chi tiết gia công khác nhau. Bộ phận thay đổi là những

chi tiết của đồ gá được sử dụng tuỳ theo hình dạng và kích thuớc của chi tiết

gia công.

Ví dụ như: Các loại êtô khí nén dùng để phay, có má êtô thay đổi còn đế

êtô là phần cố định.

- Đồ gá chuyên môn hoá điều chỉnh :

Đồ gá này dùng để định vị và kẹp chặt một nhóm chi tiết có kích thước,

có kết cấu công nghệ gần như nhau, phương pháp gia công và đặc tính của các

bề mặt định vị tương tự nhau.

Đồ gá chuyên môn hoá điều chỉnh gồm 2 bộ phận : bộ phận vạn năng và

bộ phận thay thế. Bộ phận vạn năng thường không đổi và bao gồm : thân đồ

gá, truyền dẫn……, bộ phận thay thế gồm các chi tiết thay thế được chế tạo

thích hợp với hình dáng và kích thước của nhóm chi tiết gia công trên đồ gá.

Trên đồ gá chuyên môn hoá điều chỉnh có thể điều chỉnh các chi tiết định

vị để gá đặt các chi tiết cùng kiểu nhưng có kích thước khác nhau. Việc sử

dụng các chi tiết thay thế sẽ mỡ rộng khã năng công nghệ của đồ gá, giảm

được số lượng các đồ gá chuyên dùng, do đó rút ngắn được thời gian chuẩn bị

sản xuất khi chuyển sang sản xuất loại sản phẩm mới. Đồ gá chuyên môn hoá

điều chỉnh được dùng phổ biến trong sản xuất hàng loạt và hàng loạt lớn.

- Đồ gá chuyên môn :

Loại đồ gá này chỉ thực hiện được mộ nguyên công của một chi tiết cụ

thể nào đó. Khi thay đổi đối tượng sản xuất, loại này không dùng được.

Đồ gá chuyên dùng với ưu điểm là với một lần điều chỉnh máy có thể gia

công tất cả các chi tiết trong lô sản phẩm đạt độ chính xác đã cho. Do đó có

15

thể nâng cao năng suất lao động, giảm thời gian phụ và sức lao động của công

nhân. Ưu điểm này càng thể hiện rõ trong sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối.

Tuy nhiên trong sản xuất đơn chiếc và hàng loạt nhỏ sử dụng đồ gá

chuyên dùng sẽ không kinh tế vì chi phí cho thiết kế chế tạo đồ gá làm cho

giá thành sản phẩm cao, không rút ngắn được thời gian chuẩn bị sản xuất.

- Đồ gá tổ hợp : đồ gá tổ hợp là đồ gá lại từ những chi tiết và bộ phận

tiêu chuẩn hoá đã được chế tạo sẵn và được dùng lại nhiều lần để gá đặt được

nhiều loại chi tiết khác nhau. Đồ gá này được dùng trong sản xuất đơn chiếc,

hàng loạt nhỏ, hàng loạt lớn và hàng loạt khối. So với các đồ gá vạn năng và

đồ gá chuyên dùng, sử dụng đồ gá tổ hợp có hiệu quả kinh tế rất cao bởi vì chi

phí về thiết kế và chế tạo đồ gá loại này cho một sản phẩm cụ thể nào đó thấp,

rút ngắn được thời gian chuẩn bị sản xuất khi chuyển sang sản xuất loạt sản

phẩm mới.

4. Nguyên tắc chọn chuẩn gia công.

4.1. Chọn chuẩn thô.

Chuẩn thô dùng để gá đặt chi tiết gia công lần thứ nhất trong quá trình gia

công.Việc chọn chuẩn thô có ý nghĩa quyết định đối vối qui trình công nghệ,

nó ảnh hưởng đến những nguyên công sau và đến độ chính xác gia công của

chi tiết. Cần đảm bảo hai yêu cầu sau khi chọn chuẩn thô :

- Phân phối đủ lượng dư cho các bề mặt gia công.

- Đảm bảo độ chính xác cần thiết về vị trí tương quan giữa các bề mặt

không gia công với những mặt sắp gia công.

Chẳng hạn, khi gia công mặt A, B và lỗ O của một chi tiết hộp bằng phôi

đúc, ta chia ra hai trường hợp sau đây :

Hình 3.9 Chọn chuẩn

- Trường hợp đúc đặc, ta có thể lấy mặt A làm chuẩn thô để gia công lỗ, rồi

lại lấy lỗ làm chuẩn thô để gia công mặt A và lấy A để gia công mặt B.

- Trường hợp lỗ đúc rỗng thì phải lấy mặt rỗ làm chuẩn để gia công mặt A,

rồi lấy mặt A làm chuẩn để gia công lỗ và mặt B. Làm như vậy mới đảm bảo

lượng dư đồng đều khi gia công lỗ.

16

* Năm điểm cần tuân thủ khi chọn chuẩn thô :

- Nếu chi tiết gia công có một bề mặt không cần gia công thì nên lấy bề

mặt đó làm chuẩn thô, như vậy sẽ làm cho sự thay đổi vị trí tương quan giữa

bề mặt gia công và không gia công là nhỏ nhất.

Ví dụ : Khi gia công Piston (hình 3.10a) bằng gang đúc trong khuôn cát,

ta chọn ta chọn chuẩn thô là mặt trong ( không gia công ) để gia công mặt

ngoài. Như vậy sẽ đảm bảo thành Piston có bề dày đều đặn.

- Nếu có một số bề mặt không gia công thì nên chọn bề mặt không gia

công nào đó yêu cầu chính xác về vị trí tương quan cao nhất đối với các bề

mặt gia công làm chuẩn thô.

Hình 3.10 Chọn chuẩn

Ví dụ : Khi gia công lỗ biên (hình 3.10b) nên lấy mặt A và B làm chuẩn

thô để có để đảm bảo lỗ có bề dày đều đặn vì yêu cầu độ đồng tâm giữa lỗ với

mặt C cũng không gia công .

- Nếu tất cả bề mặt của chi tiết đều phải gia công thì chọn một bề mặt nào

đó có lượng dư yêu cầu đều, nhỏ nhất làm chuẩn thô.

- Bề mặt chọn làm chuẩn thô nên tương đối phẳng, không có mép rèn dập

(bavia), đậu hơi, đậu ngót hoặc quá ghồ ghề.

- Chuẩn thô chỉ nên dùng một lần trong quá trình công nghệ gia công

4.2. Chọn chuẩn tinh.

* Khi chọn chuẩn tinh nên tuân thủ 5 điểm sau :

- Cố gắng chọn chuẩn tinh là chuẩn tinh chính, như vậy sẽ làm cho chi

tiết gia công có vị trí tương tự lúc làm việc. Vấn đề này rất quan trọng khi gia

công.

Ví dụ: Khi gia công bành răng nên chọn chuẩn tinh là lỗ bánh răng vì lỗ

dùng để lắp với trục truyền động của bành răng sau này.

17

Hình 3.11 Chọn chuẩn tinh

- Cố gắng chọn chuẩn tinh là chuẩn tinh trùng gốc kích thước để sai số

chuẩn bằng 0.

- Chọn chuẩn tinh sao cho khi gia công không vì lực cắt, lực kẹp mà chi

tiết biến dạng quá nhiều. Lực kẹp phải gần bề mặt gia công, đồng thời mặt

định vị cần có đủ diện tích.

Ví dụ : Gia công lỗ tay biên, cần kẹp gần lỗ, không nên kẹp vào giữa ( mặt

C ) để tránh biến dạng.

Hình 3.12 Sơ đồ lực kẹp

- Chọn chuẩn tinh sao cho kết cấu đồ gá đơn giản và sử dụng tiện lợi.

- Cố gắng chọn chuẩn tinh thống nhất. Chọn chuẩn tinh thống nhất nghĩa

là trong nhiều lần gá đặt cũng chỉ dùng một chuẩn để thực hiện các nguyên

công của quy trình công nghệ, vì khi thay đổi chuẩn sẽ có sai số tích luỹ ở

những lần gá sau.

18

Bài 3: ĐỘ CHÍNH XÁC GIA CÔNG

* Mục tiêu:

- Trình bày được độ chính xác gia công, các yếu tố và mối quan hệ của

chúng.

- Xác định được các phương pháp đảm bảo độ chính xác.

- Nêu lên được các nguyên nhân gây ra sai số gia công và biện pháp

khắc phục.

- Trình bày được độ nhám bề mặt đến tính năng làm việc của chi tiết

máy.



1. Khái niệm.

Kỹ thuật ngày nay đòi hỏi máy móc, thiết bị phải gọn, đẹp, tinh vi, làm

việc chính xác, độ tin cậy và tuổi thọ cao. Muốn vậy từng chi tiết máy của nó

phải có kết cấu máy hợp lý, độ chính xác và độ nhẵn bóng bề mặt phù hợp với

yêu cầu làm việc, tính chất cơ lý của lớp bề mặt tốt. . .

Độ chính xác gia công của chi tiết máy là mức độ giống nhau về mặt hình

học, về tính chất cơ lý bề mặt của chi tiết máy được gia công so với chi tiết

máy lý tưởng trên bản vẽ thiết kế.

Mức độ giống nhau càng nhiều thì độ chính xác càng cao.

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

mà có sai lệch. Giá trị sai lệch 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 dộ chính xác gia công .

Sai số hệ thống và sai số ngẫu nhiên : khi gia công một loạt chi tiết

trong một điều kiện xác định mặc dù những nguyên nhân gây ra từng sai số

nói trên của 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 do tính chất

khác nhau của các sai số thành phần.

- Một sai số xuất hiện trên từng chi tiết của cả loạt đều có giá trị không

đổi hoặc thay đổi theo một quy luật nhất định. Những sai số này gọi là sai số

hệ thống không thay đổi hoặc sai số hệ thống thay đổi.

- Một sai số khác mà giá trị của chúng xuất hiện trên mỗi chi tiết không

theo một quy luật nào cả. Những sao số này gọi là sai số ngẫu nhiên.

19

Vì những lý do trên, kích thước thực của mỗi chi tiết trong cả loạt đều

khác nhau, khác cả vơi kích thước điều chỉnh gia công cả loạt.

1.1. Độ chính xác về kích thước.

Độ chính xác kích thước của bề mặt gia công là độ chính xác về kích

thước thẳng hoặc kích thước góc. Độ chính xác của 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 của kích thước đó.

1.2. Độ chính xác về hình dạng hình học.

Độ chính xác về hình dạng hình học của chi tiết máy là mức độ phù hợp

lớn nhất của chúng với hình dạng hình học lý tưởng của nó trên bản vẽ thiết kế

như : độ côn, độ ôvan, độ trống…đối với hình trụ; độ phẳng đối với mặt phẳng.

1.3. Độ chính xác về vị trí tương quan.

Độ chính xác về vị trí tương quan giữa hai bề mặt thực chất là sự xoay đi

một góc nào đó của bề mặt này so với mặt kia (dùng làm chuẩn). Độ chính

xác vị trí tương quan thường được ghi thành một điều kiện kỹ thuật riêng trên

bản vẽ thiết kế như: độ đồng tâm, độ song song, độ vuông góc …

1.4. Độ chính xác về chất lượng bề mặt.

Bề mặt chi tiết sau khi gia công không bằng phẳng một cách lý tưởng như

trên bản vẽ mà có độ nhấp nhô. Những nhấp nhô này là do vết dao để lại, của

rung động trong quá trình cắt.v.v...

Độ bóng bề mặt là độ nhấp nhô tế vi của lớp bề mặt (H.3.12A) gồm độ lồi lõm,

độ sóng, độ bóng (nhám). Để đánh giá độ nhấp nhô bề mặt sau khi gia công

người ta dùng hai chỉ tiêu đó là Ra và R

z (μm). TCVN 2511- 95 cũng như ISO

quy định 14 cấp độ nhám được ký hiệu √ kèm theo các trị số.

- Ra

là sai lệch trung bình số học các khoảng cách từ những điểm của

profil đo được đến đường trung bình ox đo theo phương vuông góc với đường

trung bình của độ nhấp nhô tế vi trên chiều dài chuẩn L. Ta có thể tính:

Hình 3.12A

20

- Rz là chiều cao nhấp nhô tế vi trên chiều dài chuẩn L với giá trị trung

bình của tổng các giá trị tuyệt đối của chiều cao 5 đỉnh cao nhất h1, h

3, h

5, h

7,

h9 và chiều sâu của 5 đáy thấp nhất h

2, h

4, h

6, h

8, h

10 của profin trong khoảng

chiều dài chuẩn.

Từ cấp 6 ÷ 12, chủ yếu dùng Ra, còn

đối với các cấp 1 ÷ 5 và 13 ÷ 14 dùng Rz.

khi ghi trên bản vẽ độ bóng được thể hiện

như H.1.3. Trong thực tế sản xuất, tuỳ

theo các phương pháp gia công khác nhau

ta có các cấp độ bóng khác nhau. Ví dụ:

• Bề mặt rất thô, thô đạt cấp 1 ÷ 3 (Rz = 320 ÷ 40): đúc, rèn …

• Gia công nửa tinh và tinh đạt cấp 4÷6 (Rz = 40÷10, R

a = 2,5): tiện, phay,

khoan.

• Gia công tinh đạt cấp 6 ÷ 8 (Ra = 2,5 ÷ 0,32): khoét, doa, mài.

2. Các phƣơng pháp đạt độ chính xác gia công.

2.1. Phương pháp cắt thử.

Sau khi gá chi tiết lên máy, người thợ đưa dao vào và cắt đi một đoạn rất

ngắn, sau đó dừng máy đo thử kích thước. Nếu chưa đạt kích thước yêu cầu

thì điều chỉnh dao vào sâu hơn nữa nhờ trên máy, rồi cắt thử một phần nhỏ, rồi

đo . . .Cứ thế tiếp tục cho đến khi đạt kích thước yêu cầu thì mới tiến hành cắt

toàn bộ chiều dài gia công.

Trứớc khi cắt thử thường phải lấy dấu để người thợ rà chuyển động

của 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.

* Ưu điểm :

- Có thể đạt độ chính xác cao nhờ tay nghề cao và dụng cụ đo chính xác .

- Loại trừ ảnh hưởng của mòn dao, vì khi rà gá công nhân đã bù lại các

sai số hệ thống thay đổi trên từng 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 trực tiếp.

Hình 3.12B

21

- Không cần đến đồ gá phức tạp.

* Nhược điểm :

- Độ chính xác gia công của phương pháp này 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 0,005mm, đối với dao tiện đã mòn

bề dày phoi không nhỏ hơn 0,02 – 0,05mm. Người thợ không thể nào điều

chỉnh được dụng cụ để lưỡi cắt có thể hớt đi một kích thước chiều dày của lớp

phoi nói trên và do đó không thể bảo đảm sai số bé hơn chiều dày lớp phoi đó.

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

- Trình độ tay nghề người thợ yêu cầu cao

- Năng suất thấp do phải cắt nhiều lần, tốn nhiều thời gian

- Do năng suất thấp, tay nghề của người thợ yêu cầu cao nên giá thành

cao.

Phương pháp này chỉ dùng trong sản xuất đơn chiết, hàng loạt nhỏ,

trong công nghệ sửa chữa và chế thử.

2.2. Phương pháp tự động đạt kích thước.

Trong sản suất hàng loạt 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 cố định tương quan với

chi tiết gia công, đó là vị trí mà ta đã điều chỉnh, Vị trí này được đảm bảo nhờ

cơ cấu định vị của đồ gá.

Hình 3.13 Phay bậc

Ví dụ :

Ở hình 3.13 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 chỉnh trước sao cho

22

mặt bên D của dao cách bề mặt bên của đồ định vị một khoảng bằng b cố định

và đường sinh thấp nhất của dao cách mặt bên của phiến định vị dưới một

khoảng bằng a. Do đó khi gia công cả loạt phôi, nếu không kể đến độ mòn của

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

* Ưu điểm :

- Đạt độ chính xác cao, giảm bớt phế phẩm. Độ chính xác không phụ

thuộc vào trình độ tay nghề của công nhân và bề dày bé nhất của lớp phoi hớt

đi.

- Chỉ cắt một lần là đạt kích thước yêu cầu, không mất thời gian cắt thử,

đo nhiều lần do đó năng suất cao.

- Không phụ thuộc tay nghề.

- Nâng cao hiệu quả kinh tế.

* Nhược điểm :

- Phí tổn về công và thời gian cho việc điều chỉnh có thể vượt quá hiệu

quả mà phương pháp này mang lại.

- Phí tổn về việc chế tạo phôi chính xác không bù lại được nếu số chi tiết

gia công quá ít.

- Nếu dụng cụ cắt mau mòn thì không đạt độ chính xác cao.

Trong những năm gần đây, nhờ sự phát triển nhanh chóng của lý thuyết

tự động và điều khiển tự động, để nâng cao độ chính xác gia công trong ngành

chế tạo máy, giảm bớt thời gian điều chỉnh máy, trên máy công cụ người ta đặt

thêm một thiết bị tự động đo và điều chỉnh. Nhờ đó khi kích thước gia công

vượt khỏi giới hạn dung sai cho phép mà biện pháp tự đo đã xác định được thì

biện pháp điều chỉnh sẽ tự động điều chỉnh lại kích thước quy định. Lúc này

tấc cả các chi tiết gia công đều là chính phẩm.

3. Các nguyên nhân gây ra sai số gia công.

3.1. Sai số của máy.

Máy công cụ cũng chỉ chế tạo được đến độ chính xác nhất định các sai số

của máy như :

- Độ đảo trục chính theo hướng kính.

- Độ đảo mặt đầu của trục chính

- Sai số của sóng trượt, của bàn máy…sẽ phản ánh một phần hoặc toàn bộ

lên chi tiết gia công dưới dạng sai số hệ thống.

- Ngoài ra việc hình thành các bề mặt gia công là do các chuyển động cắt

của những bộ phận chính như : trục chính, xe dao, bàn máy…nếu các bộ phận

này có sai số tất nhiên nó sẽ phản ánh lên chi tiết gia công.

23

Ví dụ :

- Nếu đường tâm trục chính máy tiện không song song với sóng trượt ở

thân máy trên mặt phẳng nằm ngang thì khi tiện chi tiết gia công sẽ có hình

côn. Nếu không song song trên mặt phẳng đứng thì tiện ra chi tiết có hình

Hyperloid.

Hình 3.14 Tiện trụ

-Nếu sóng trượt máy tiện không thẳng trên mặt phẳng nằm ngang sẽ làm

cho quỹ tích chuyển động của mũi dao sẽ không thẳng khiến cho đường kính

của chi tiết chỗ to chỗ nhỏ.

Hình 3.15 Tiện trụ

3.2. Ảnh hưởng do biến dạng đàn hồi của hệ thống công nghệ.

Hệ thống công nghệ : Máy – Đồ gá – Dao – chi tiết gia công không phải

là một hệ thống tuyệt đối cứng vững mà ngược lại khi chịu tác dụng của ngoại

lưc nó sẽ bị biến dạng đàn hồi và biến dạng tiếp xúc. Trong quá trình cắt, các

biến dạng này gây ra sai số kích thước và sai số biến dạng hình học của chi tiết

gia công.

Trong thực tế, một mặt lực tác dụng lên chi tiết gia công sau đó thông qua

đồ gá truyền đến bàn máy, mặt khác lực cắt cũng tác dụng lên dao cắt và thông

qua cán dao, bàn dao truyền đến thân máy. Bất kỳ một chi tiết nào của các cơ

cấu máy, đồ gá, dụng cụ hoặc chi tiết gia công khi chịu tác dụng của lực cắt ít

nhiều đều bị biến dạng.

Độ cứng vững của hệ thống công nghệ là khả năng chống lại ngoại lực

làm nó biến dạng nó được xác định bằng tỉ số giữa lực cắt và chuyển vị của

dao so với chi tiết gia công theo hướng tác dụng lực.

24

Độ mềm dẻo của hệ thống công nghệ là khả năng biến dạng đàn hồi của

hệ thống công nghệ dưới tác dụng của ngoại lực. Trong thực tế độ cứng vững

của hệ thống công nghệ không phải là hằng số mà thay đổi tuỳ theo tăng lực

hay giảm lực.

3.3. Sai số dao cắt.

- Độ chính xác chế tạo, mức độ mài mòn và sai số điều chỉnh dao trên

máy đều ảnh hưởng đến độ chính xác gia công.

- Các dao như mũi khoan, khoét,doa ảnh hưởng đến đường kính lỗ gia

công. Sai số về bước ren, góc nâng của ren và đường kính trung bình của tarô,

bàn ren đều phản ánh lên ren gia công. Các loại dao định hình như dao tiện

định hình, đá mài định hình, dao phay định hình nếu có sai số đều làm sai

dạng bề mặt gia công.

- Ngoài sai số do chế tạo vấn đề mài mòn của dao là một yếu tố ảnh

hưởng rất lớn đến độ chính xác gia công.

3.4. Ảnh hưởng do biến dạng nhiệt của hệ thống công nghệ đến độ

chính xác gia công.

Trong quá trình gia công liên tục hệ thống máy, dao, đồ gá đều bị đốt

nóng lên do đó ma sát và do ảnh hưởng nhiệt độ của môi trường xung quanh,

gây ra sai số hệ thống thay đổi.

Nguyên nhân sinh ra nhiệt là do tiêu hao ma sát trong các cơ cấu di

động như ổ lăn, bộ truyền bánh răng.

a. Biến dạng nhiệt của máy

Nguyên nhân cơ bản sinh nhiệt là tiêu hao ma sát trong các cơ cấu di

động ( ổ lăn ,bộ truyền bánh răng ) .Khi máy làm việc nhiệt độ các bộ phận

khác nhau gây ra biến dạng không đều và máy sẽ mất chính xác. Anh hưởng

lớn nhất đến độ chính xác gia công là việc đốt nóng ụ trục chính, bàn máy và

băng máy. Khi máy làm việc nhiệt sinh ra làm tâm trục chính xê dịch theo

hướng ngang và thẳng đứng.

b. Biến dạng nhiệt của dao

Lượng nhiệt trong quá trình cắt sẽ truyền một phần vào dao cắt làm cho

mũi dao dài ra.

Sự dãn dài của dao làm thay đổi kích thước của chi tiết gia công và gây

nên sai số gia công.

c. Biến dạng nhiệt của chi tiết gia công

Một phần lớn nhiệt cắt truyền vào chi tiết gia công. Nếu chi tiết được đốt

nóng đều toàn bộ thì gây nên sai số kích thước . Nhưng phần lớn các chi tiết

25

gia công khi cắt không được đốt nóng đều mà đốt nóng cục bộ gây ra sai số

hình dáng.

Ví dụ :

Hình 3.16 Biến dạng nhiệt của chi tiết gia công

Khi tiện một trục ,nhiệt độ xung quanh vùng cắt không đều nhau ,thay

đổi từ 10 ÷15 ·C và trường nhiệt độ đó lại thay đổi liên tục theo mũi dao từ

trái sang phải nên sau khi gia công xong chi tiết sẽ có dạng như hình bên.

Để khắc phục biến dạng nhiệt của chi tiết gia công cần phải dùng đủ

dung dịch trơn nguội.

3.5. Ảnh hưởng do rung động của hệ thống công nghệ đến độ chính xác

gia công.

Rung động của hệ thống công nghệ trong quá trình cắt không những làm

tăng độ nhám bề mặt và độ sóng, làm cho dao mòn nhanh mà còn làm cho lớp

kim loại bề mặt bị cứng nguội. Rung động làm cho vị trí của dao cắt và bề mặt

gia công thay đổi theo chu kỳ, do đó để lại trên bề mặt chi tiết hình dáng

không bằng phẳng.Nếu tần số thấp ,biên độ lớn sẽ sinh ra độ sóng bề mặt ;nếu

tần số cao ,biên độ nhỏ sẽ sinh ra độ nhám bề mặt.

3.6. Ảnh hưởng do phương pháp đo và dụng cụ đó đến độ chính xác gia công.

Để giảm bớt ảnh hưởng của đo lường đến độ chính xác gia công, khi đo

lường phải chọn dụng cụ đo và phương pháp cho phù hợp.

- Sai số do dụng cụ đo :

Tuy dụng cụ đo là dụng cụ dùng để đánh giá độ chính xác của chi tiết gia

công ,nhưng bản thân nó khi chế tạo, lắp ráp và điều chỉnh cũng có sai số. Sai

số đó sẽ trực tiếp gây ra sai số gia công.

- Sai số do phương pháp đo :

Trước khi đo, chi tiết gia công được đặt lên dụng cụ hoặc đồ gá đo cho

trùng với khâu cần đo. Cuối cùng là động tác đo, áp lực đo cũng gây ra sai số

đo và dẫn đến sai số gia công.

26

Bài 4: PHÔI VÀ LƢỢNG DƢ GIA CÔNG

* Mục tiêu:

- Trình bày được phương pháp chế tạo phôi, ưu khuyết và phạm vi sử dụng của

chúng.

- Chọn được phương pháp chế tạo phôi và xác định lương dư theo bảng hợp

lý.

- Chọn được các phương pháp gia công chuẩn bị thích hợp cho từng loại

phôi.



1. Các loại phôi.

1.1. Phôi cán.

- Có khối lượng lớn mà các phương pháp gia công phôi khác không thực

hiện được

- Đúc có thể gia công nhiều loại vật liệu khác nhau: Thép, gang, hợp kim

màu v.v... có khối lượng từ một vài gam đến hàng trăm tấn.

- Chế tạo được vật đúc có hình dạng, kết cấu phức tạp như thân máy công

cụ, vỏ động cơ v.v...mà các phương pháp khó khăn hoặc không chế tạo được.

- Độ chính xác về hình dáng, kích thước và độ bóng không cao (có thể đạt

cao nếu đúc đặc biệt như đúc áp lực, ... độ chính xác khoảng 0,001mm và độ

nhấp nhô bề mặt 1,25μm).

- Có thể đúc được nhiều lớp kim loại khác nhau trong một vật đúc.

- Giá thành chế tạo vật đúc rẻ vì vốn đầu tư ít, tính chất sản xuất linh hoạt,

năng suất tương đối cao.

- Có khả năng cơ khí hoá và tự động hoá.

- Tốn kim loại cho hệ thống rót, đậu ngót, đậu hơi.

- Do quá trình kết tinh từ thể lỏng nên trong vật đúc dễ tồn tại các dạng rỗ

co, rỗ khí, nứt, lẫn tạp chất ; dễ gây ra những khuyết tật như: thiếu hụt, rỗ khí,

cháy cát v.v...

- Kiểm tra khuyết tật bên trong vật đúc khó khăn, đòi hỏi thiết bị hiện đại.

1.2. Phương pháp rèn.

1.2.1. Rèn tự do.

27

a/ Thực chất: Rèn tự do là

một phương pháp gia công áp lực

mà kim loại biến dạng không bị

khống chế bởi một mặt nào khác

ngoài bề mặt tiếp xúc giữa phôi

kim loại với dụng cụ gia công

(búa và đe). Như hình 8.73, dưới

tác động của lực P do búa (1) gây

ra và phản lực N từ đe (3), khối

kim loại (2) biến dạng, sự biến

dạng chỉ bị khống chế bởi hai mặt trên và dưới, còn các mặt xung quanh hoàn

toàn tự do.

b/ Đặc điểm

- Độ chính xác, độ bóng bề mặt chi tiết không cao. Năng suất thấp

- Chất lượng và tính chất kim loại từng phần của chi tiết khó đảm bảo giống

nhau nên chỉ gia công các chi tiết đơn giản hay các bề mặt không định hình.

- Chất lượng sản phẩm phụ thuộc vào tay nghề của công nhân. Thiết bị và

dụng cụ rèn tự do đơn giản.

- Rèn tự do được dùng rộng rãi trong sản xuất đơn chiếc hay hàng loạt nhỏ.

Chủ yếu dùng cho sửa chữa, thay thế.

1.2.2. Rèn khuôn.

a/ Thực chất: Rèn khuôn là phương pháp dập thể tích là phương pháp gia

công áp lực trong đó kim loại biến dạng trong một không gian hạn chế bởi bề

mặt lòng khuôn.

Quá trình biến dạng của phôi trong

lòng khuôn phân thành 3 giai đoạn: giai

đoạn đầu chiều cao của phôi giảm, kim

loại biến dạng và chảy ra xung quanh,

theo phương thẳng đứng phôi chịu ứng

suất nén, còn phương ngang chịu ứng suất

kéo. Giai đoạn 2: kim loại bắt đầu lèn kín

cửa ba-via, kim loại chịu ứng suất nén

khối, mặt tiếp giáp giữa nữa khuôn trên và

dưới chưa áp sát vào nhau. Giai đoạn cuối:

kim loại chịu ứng suất nén khối triệt để,

điền đầy những phần sâu và mỏng của

lòng khuôn, phần kim loại thừa sẽ tràn qua

cửa bavia vào rãnh chứa bavia cho đến lúc

2 bề mặt của khuôn áp sát vào nhau.

H.4.17. Sơ đồ rèn tự do

H.4.18.

Sơ đồ kết cấu của một bộ khuôn rèn

1-khuôn trên; 2- rãnh chứa ba-via;

3- khuôn dưới; 4- chuôi đuôi én;

5- lòng khuôn; 6- cửa ba-via

28

b/ Đặc điểm

- Độ chính xác và độ bóng bề mặt phôi cao (cấp 6 - 7; RZ

= 80 ÷ 20)

- Chất lượng sản phẩm đồng đều và cao, ít phụ thuộc tay nghề công nhân.

- Có thể tạo phôi có hình dạng phức tạp hơn rèn tự do.

- Năng suất cao, dễ cơ khí hoá và tự động hóa.

- Thiết bị cần có công suất lớn, độ cứng vững và độ chính xác cao.

- Chi phí chế tạo khuôn cao, khuôn làm việc trong điều kiện nhiệt độ và áp

lực cao. Bởi vậy dập thể tích chủ yếu dùng trong sản xuất hàng loạt và hàng khối.

1.3. Phương pháp đúc.

1.3.1. Đúc trong khuôn cát.

Đúc trong khuôn cát là phương pháp tạo hình đã lâu đời nhưng cho tới

ngày nay vẫn còn chiếm một vị trí quan trọng trong kỹ nghệ đúc: 90% sản

lượng vật đúc của thế giới bằng khuôn cát do dễ chế tạo, rẻ, vốn đầu tư ít.

Ngoài ra khuôn cát lại rất vạn năng có thể đúc những vật đúc nhỏ từ 10g cho

tới vật có khối lượng hàng trăm tấn, đúc bất kỳ hợp kim nào.

Khuôn cát là loại khuôn đúc một lần (chỉ rót một lần rồi phá khuôn). Vật

đúc tạo hình trong khuôn cát có độ chính xác thấp độ bóng bề mặt kém lượng

dư gia công lớn. Nhưng khuôn cát tạo ra vật đúc có kết cấu phức tạp, khối

lượng lớn.

1.3.2. Đúc trong khuôn kim loại.

Đúc trong khuôn kim loại là rót kim loại lỏng vào khuôn bằng kim loại.

Phương pháp này có đặc điểm như sau:

- Khuôn có thể dùng được nhiều lần (vài trăm đến hàng vạn lần) tùy thuộc

vaứo kim loại vật đúc.

- Vật đúc có độ chính xác cao (cấp 7 - 9) và độ bóng bề mặt cao vì độ

chính xác và độ bóng bề mặt cao.

- Tổ chức hạt kim loại nhỏ mịn (do nguội nhanh) nên cơ tính tốt.

- Tiết kiệm được vật liệu làm khuôn và điều kiện lao động tốt.

Song đúc trong khuôn kim loại có nhược điểm:

- Giá thành khuôn đắt nên chỉ dùng trong sản xuất hàng loạt, hàng khối.

- Độ dẫn nhiệt của khuôn lớn nên giảm khả năng điền đầy của kim loại, do

đó khó đúc vật phức tạp và vật có thành mỏng.

- Độ dẫn nhiệt của khuôn lớn nên khi đúc gang dễ bị hoá trắng.

29

- Khuôn, lõi bằng kim loại nên không có tính lún, ngăn trở sự co của kim

loại nhiều làm cho vật đúc dễ nứt.

Tuy có một số nhược điểm nhưng do có nhiều ưu điểm nên khuôn kim loại

ngày nay được dùng rất rộng rãi để đúc các vật bằng thép, gang, đồng, nhôm,

magiê... khi chế tạo các chi tiết như ống dẫn khí áp lực cao, secmăng, xilanh của

bơm thuỷ lực, bàn là, van, pittông, biên, trục khuỷu, cam và những chi tiết khác...

1.3.3. Đúc ly tâm.

Đúc ly tâm là rót kim loại lỏng vào khuôn quay, nhờ lực ly tâm mà kim

loại lỏng được phân bố đều theo bề mặt bên trong của khuôn hoặc điền đầy

lỏng khuôn để tạo thành vật đúc.

Lực ly tâm tác dụng vào kim loại lỏng tính theo công thức:

P = m.r.2

Qua công thức trên ta thấy khối lượng riêng m của kim loại càng lớn, bán

kính quay r càng lớn, vân tốc quay ự càng lớn thì lực ly tâm càng lớn.

Đúc ly tâm có ưu điểm sau:

- Đúc được những chi tiết hình tròn xoay rỗng mà không cần dùng lõi, do

đó tiết kiệm được vật liệu và công làm lõi.

- Không cần dùng hệ thống rót nên tiết kiệm được kim loại vật đúc.

- Do tác dụng của lực ly tâm nên kim loại điền đầy vào khuôn tốt, có thể

đúc được vật thành mỏng, vật có đường gân hoặc hình nổi mỏng. Mặt khác vì

kim loại điền đầy khuôn tốt nên không cần đậu ngót bổ sung, do đó tiết kiệm

kim loại vật đúc.

- Vật đúc sạch do tạp chất, xỉ và phi kim nhẹ có lực ly tâm bé nên không

bị lẫn vào kim loại vật đúc.

- Tổ chức kim loại mịn chặt, không bị rỗ co, rỗ khí do đông đặc dưới tác

dụng của lực ly tâm.

Nhưng đúc ly tâm có nhược điểm sau:

- Chỉ thích ứng cho vật tròn xoay rỗng.

- Khuôn đúc cần có độ bền cao vì làm việc ở nhiệt độ cao, chịu tác dụng

của lực ly tâm, sức ép của kim loại lỏng lên thành khuôn lớn.

- Khó nhận được đường kính lỗ bên trong vật đúc chính xác vì khó định

được lượng kim loại rót vào khuôn chính xác.

- Chất lượng bề mặt trong vật đúc kém (đối với vật đúc tròn xoay) vì chứa

nhiều tạp chất và xỉ.

- Khuôn quay với tốc độ cao nên cần phải cân bằng và kín, điều này khó

đạt được chính xác.

30

- Vật đúc dễ bị thiên tích do trọng lượng riêng của các nguyên tố kim loại

trong hợp kim khác nhau nên chịu lực ly tâm khác nhau. Lợi dụng tính chất

này có thể chế tạo những chi tiết có nhiều lớp kim loại khác nhau. Ví dụ: chế

tạo bạc lót lớp trong bằng đồng thanh để chống mòn tốt, lớp ngoài bằng thép

để độ bền tốt.

Do những đặc điểm trên nên hiện nay đúc ly tâm được dùng rất rộng rãi để

chế tạo những chi tiết hình tròn xoay như bạc, ống, xecmăng và một số chi tiết

định hình khác bằng thép, gang, kim loại màu và phi kim.

1.3.4. Đúc áp lực.

Thực chất của quá trình đúc dưới áp lực là ép kim loại lỏng vào khuôn kim

loại với áp lực đến hàng trăm átmôtphe.

Đúc dưới áp lực có ưu điểm sau:

- Vật đúc có độ chính xác và độ bóng cao (độ chính xác đạt tới 0,01mm).

- Bề mặt bên trong của vật đúc cũng có độ bóng cao do dùng lõi kim loại

mà không dùng được lõi cát.

- Đúc được những vật mỏng (chiều dày > 0,3mm) và đúc được vật phức

tạp (đúc được lỗ có đường kính 1,5 3mm) do kim loại lỏng được ép vào

khuôn nên có khả năng điền dầy tốt.

- Do đúc trong khuôn kim loại nên vật đúc nguội nhanh, cơ tính tốt.

- Năng suất rất cao (100 200 vật đúc/giờ).

Nhưng đúc dưới áp lực có nhược điểm là:

- Không dùng được lõi cát nên hình dáng bên trong của vật đúc không

được quá phức tạp.

- Kim loại lỏng dẫn vào khuôn dưới áp lực cao, tốc độ lớn nên làm khuôn

mau mòn.

- Ít dùng để đúc kim loại đen vì nhiệt độ chảy của kim loại đen cao làm

cho tuổi bền khuôn giảm.

Đúc dưới áp lực dùng để chế tạo các chi tiết phức tạp như vỏ bơm xăng

dầu, nắp buồng ép, van dẫn khí, kèn đồng...

Hợp kim để đúc dưới áp lực thường là hợp kim thiếc, chì, kẽm, magiê, nhôm,

đồng. Tất cả những hợp kim này yêu cầu ít lẫn tạp chất sắt (vì sắt có nhiệt độ

nóng chảy cao làm giảm tính chảy loãng của hợp kim, nếu sắt chưa chảy dễ làm

cho khuôn mau mòn và tạo nên ôxyt sắt làm giảm cơ tính vật đúc); yêu cầu hợp

kim ít hoà tan khí vì khí hoà tan tạo nên rỗ khí, tạo nên ôxyt kim loại làm giảm cơ

tính vật đúc; yêu cầu hợp kim có khả năng chuyển động dễ dàng khi ở thể lỏng vì

đúc dưới áp lực có tốc độ chuyển động tới hàng ngàn mét/ giờ, nếu kim loại lỏng

31

khó chuyển động thì không điền đầy hết lòng khuôn; yêu cầu hợp kim co ít ở thể

lỏng và khi kết tinh vì ngược lại dễ làm vật đúc bị nứt.

1.3.5. Đúc trong khuôn mẫu chảy.

Đúc trong khuôn mẫu chảy thực chất là đúc trong khuôn cát nhưng mẫu

được làm bằng vật liệu dễ chảy.

Phương pháp này có ưu điểm sau:

- Có thể đúc được những vật đúc rất phức tạp và đúc được những hợp kim

khỏ chảy như thép không gỉ, thép gió...

- Độ chính xác và độ bóng bề mặt vật đúc rất cao vì: độ chính xác của mẫu

chảy lớn, không có mặt phân khuôn nên không có sự sai lệch khuôn và khuyết

tật do lắp ráp khuôn gây ra, không có nguyên công rút mẫu nên giảm được sai

số do việc rút mẫu, rót kim loại lỏng vào khuôn đã được nung nóng nên giảm

ứng suất nhiệt do đó vật đúc ít bị nứt, cong vênh.

Nhưng có nhược điểm là: cường độ lao động cao, chu trình sản xuất dài,

giá thành chế tạo khuôn cao.

Đúc trong khuôn mẫu chảy được dùng nhiều trong sản xuất hàng loạt để

chế tạo các loại dụng cụ như dao phay, dao chuốt; chế tạo các loại bánh răng;

líp xe đạp; đĩa môtô; các phụ tùng trong máy nổ... vật đúc có khối lượng từ

0,02 100kg; chiều dày đến 0,3mm và đường kính lỗ đến 2mm.

2. Nguyên tắc chọn phôi.

Loại phôi được xác định theo kết cấu của chi tiếc, vật liệu, điều kiện ,

dạng sản xuất và điều kiện sản xuất cụ thể của từng nhà máy xí nghiệp. Chọn

tức là chọn phương pháp chế tạo phôi, xác định lượng dư kích thước và dung

sai của phôi. Khi chọn phỉa chú ý sao cho hình dáng của phôi gần giống với

hình dáng của chi tiết gia công. Một số loại phôi thường dùng:

- Phôi thép thanh: dùng để chế tạo các loại chi tiết như : Con lăn, các loại

trục, bạc bánh răng có đường kính nhỏ.

- Phôi dập: Thường dùng cho các loại chi tiết sau : trục răng côn, trục

răng thẳng, các chi tiết dạng càng, trục khuỷu…..

- Phôi rèn tự do: Trong sản xuất đơn chiết và hàng loạt nhỏ, người ta thay

phôi bằng phôi rèn tự do, vì giá thành hạ không phải chế tạo khuôn dập

- Phôi đúc: Dùng cho các chi tiết như : các gối đỡ, các chi tiết dạng hộp

vật liệu dùng cho phôi đúc : đồng thép, đồng, nhôm,……..

3. Lƣợng dƣ gia công.

3.1. Định nghĩa.

32

Lượng dư gia công cơ là lớp kim loại được hớt đi trong quá trình gia công

cơ khí .

Trong cơ khí chế tạo, tùy theo dạng sản xuất mà chi phí vật liệu có thể

chiếm từ 30% đến 60% tổng chi phí chế tạo .

Xác định lượng dư gia công hợp lí về trị số và dung sai sẽ góp phần làm

giảm chi phí về vật liệu và đảm bảo hiệu quả kinh tế của quá trình công nghệ vì :

+ Lượng dư quá lớn sẽ tốn nguyên vật liệu ,tiêu hao lao động ,tiêu tốn nhiều

năng lượng điện, dụng cụ cắt ,vận chuyển nặng … dẫn đến giá thành tăng .

+ Ngược lại lượng dư quá nhỏ sẽ không đủ để hớt đi các sai lệch của hiện

tượng in dập từ phôi qua chi tiết gia công. Hệ số in dập giảm dần qua mỗi lần

gia công, vì vậy để hoàn thành một bề mặt đạt chất lượng phải qua nhiều lần

gia công. Lượng dư phải đủ để thực hiện các nguyên công cần thiết đó . Mặt

khác lượng dư quá nhỏ có thể gây ra hiện tượng trượt giữa dao và chi tiết gia

công , dao sẽ mau mòn , bề mặt không đạt được độ bóng theo yêu cầu .

3.2. Phân loại.

Để hoàn thành một bề mặt phải qua nhiều bước gia công nên có hai khái

niệm quan trọng : lượng dư tổng cộng và lượng dư trung gian .

3.2.1. Lượng dư trung gian Zi.

Lượng dư gia công trung gian (kí hiệu là Zi ) là lớp kim loại được hớt đi

qua mỗi bước công nghệ hay mỗi nguyên công .

3.2.2. Lượng dư tổng cộng Z0.

Lượng dư gia công tổng cộng (kí hiệu là Z0 ) là toàn bộ lớp kim loại được

hớt đi trong quá trình gia công qua tất cả các nguyên công hay bước công nghệ.

Quan hệ giữa Z0 và Zi : Z0 = n

i

biZ (n là số nguyên công hay bước công nghệ) .

a.Mặt ngoài b) Mặt trong

Hình 4.19 : Lượng dư gia công trung gian Zb .

33

Trên hình 4.19 thể hiện việc gia công ở nguyên công thứ I nào đó ,ta

có :

*Đối với mặt ngoài : Zb = a – b

*Đối với mặt trong : Zb = b – a

trong đó :

b – là kích thước của bước hay nguyên công đang thực hiện .

a – là kích thước cảu bước hay nguyên công sát trước để lại .

Lượng dư tổng cộng được xác định như sau :

*Đối với mặt ngoài :

Z0 = Kích thước phôi – Kích thước chi tiết = n

i

biZ .

*Đối với mặt trong :

Z0 = Kích thước chi tiết – Kích thước phôi = n

i

biZ .

Hình 4.20 : Lượng dư đối xứng

Khi xác định lượng dư cho các bề mặt đối xứng :

Trên hình 4.20 ta có :

*Đối với mặt ngoài : 2Zb = da – db .

*Đối với mặt trong : 2Zb = db – da .

trong đó :

db là kích thước đường kính đang thực hiện .

34

da là kích thước đường kính của nguyên công hay bước sát trước

để lại.

Lượng dư tổng cộng của bề mặt đối xứng sẽ là :

*Đối với mặt ngoài : 2Z0 = n

i

biZ2 = dphôi – dchi tiết .

*Đối với mặt trong : 2Z0 = n

i

biZ2 = dchi tiết – dphôi .

4. Phƣơng pháp xác định lƣợng dƣ.

Muốn xác định kích thước phôi ,ta phải xác định lượng dư tổng ,sau đó

cộng với kích thước chi tiết .Trong ngành cơ khí chế tạo máy thường áp dụng

hai phương pháp chính ,đó là :

*Phương pháp tra bảng .

*Phương pháp tính toán .

4.1. Phương pháp thống kê kinh nghiệm.

Phương pháp tra bảng : dựa vào cơ sở thống kê kinh nghiệm .Ở phương

pháp này lượng dư được tra trong các bảng của sổ tay công nghệ chế tạo máy

hoặc các sổ tay tra cứu chuyên dùng thuộc các phân xưởng sản xuất . việc lập

các bảng này dựa vào thống kê kinh nghiệm .Ưu điểm của phương pháp này là

nhanh dễ thực hiện ,nhưng nhược điểm của nó là không xét đến điều kiện gia

công cụ thể nên giá trị lượng dư thường lớn hơn giá trị lượng dư thực tế .

4.2. Phương pháp tính toán phân tích.

Phương pháp tính toán : dựa trên việc phân tích và tổng hợp các yếu tố tạo

thành lớp kim loại cần hớt bỏ để có một chi tiết hoàn thiện . Phương pháp này

đưa lại hiệu quả kinh tế lớn nên có nhiều nhà khoa học đã nghiên cứu và đưa

ra phương pháp tính toán riêng.

4.2.1 Phương pháp tính toán lượng dư của Kôvan :

Khi gia công một loại phôi cùng loại trên cùng một máy đã điều chỉnh

sẵn , vì kích thước phôi dao động trong giới hạn dung sai phôi nên lượng dư

gia công cũng sẽ dao động :

*Ở những phôi có kích thước amin khi gia công xong có thước bmin ,lượng

dư gia công cũng sẽ là Zbmin .

*Ở những phôi có kích thước amax khi gia công xong sẽ có kích thước bmax ,

lượng dư gia công sẽ là Zbmax .

Lượng dư thực khi gia công cả loạt sẽ dao động từ Zbmin Zbmax

35

Hình 4.21 : Gia công mặt ngoài .

Khi gia công mặt ngoài trên máy điều chỉnh sẵn như hình 4.21 ta có :

Zbmin = amin – bmin .

Zbmax = amax – bmax .

Hình 4.22 : Gia công mặt trong .

Khi gia công mặt trong trên máy điều chỉnh sẵn như hình 4.22 ta có :

Zbmin = bmax – amax .

Zbmax = bmin – amin .

Trong đó :

Ch là kích thước điều chỉnh

b là kích thước đạt được ở nguyên công hay bước đang thực hiện.

a là kích thước đạt được ở nguyên công hay bước sát trước để lại.

36

*Đối với mặt ngoài đối xứng :

2Zb min = Da min – Db min .

2Zb max = Da max – Db max .

*Đối với mặt trong đối xứng :

2Zb min = Db max – Da max .

2Zb max = Db min – Da min .

Giữa kích thước max và kích thước min sai lệch nhau một lượng , nên ta

có :

z = Zb max – Zb min = a - b .

*Mặt đối xứng :

z = 2Zb max –Zb min = Da - Db .

Các công thức trên đây dùng để tính kích thước trung gian của các

nguyên công hay bước khi đã biết lượng dư trung gian .

4.2.2. Công thức tính toán lượng dư trung gian theo Kôvan :

Đối với mặt phẳng : Zb min = (Rza + Ta ) + a + b .

Đối với mặt đối xứng : 2Zb min = 2[ (Ra + Ta) + ba22 ] .

Trong đó :

Rza là chiều cao trung bình lớp nhấp nhô bề mặt do nguyên công

hay bước sát trước để lại .

Ta là chiều sâu lớp hư hỏng bề mặt do nguyên công hay bước sát

trước để lại .

a là sai lệch về vị trí không gian do nguyên công hay bước sát

trước để lại.

b là sai số gá đặt do nguyên công đang thực hiện gây ra .

Cần chú ý :

*Sau nguyên công thứ nhất đối với các chi tiết làm bằng gang hay kim loại

màu thì không còn Ta trong công thức nữa ,bởi vì lớp kim loại hỏng tạo nên là

do biến dạng dẻo ,mà đối với kim loại có độ hạt to như gang hay kim loại màu

thì hiện tượng đó không đáng kể .

*Sau nhiệt luyện mà đem mài thì không tính Ta trong công thức lượng dư

mài bởi vì Ta là lớp kim lọai được làm cứng do nhiệt luyện .

37

*Một số nguyên công như : doa ,chuốt lỗ , mài nghiền , mài vô tâm … thì

không khắc phục được sai số trung gian và sai số gá đặt nên không tính a và

b vào trong công thức lượng dư ,như vậy : 2Zb min = 2(Rza + Ta) .

*Có nhiều nguyên công chỉ nhằm mục đích nâng cao độ bóng bề mặt như :

đánh bóng , mài nghiền lần cuối … thì công thức lượng dư đối với mặt tròn

xoay chỉ là : 2Zb min = 2Rza .

*Các thành phần lượng dư kể trên phải tra bảng và tính toán .

5. Gia công chuẩn bị phôi.

Gia công chuẩn bị phôi là những nguyên công mở đầu cho quá trình công

nghệ gia công cơ. Cần có các nguyên công gia công chuẩn bị phôi vì những lý

do sau:

- Phôi được chế tạo ra có chất lượng bề mặt còn quá xấu so với yêu cầu:

xù xì, rỗ nứt, chai cứng … đó là nguyên nhân làm cho dao bị hỏng, mòn nhanh,

chế độ cắt (v, s, t) khi cắt bị hạn chế. Quá trình cắt dễ sinh ra va đập và rung

động làm máy chóng hỏng hoặc giảm độ chính xác ban đầu.

- Phôi có nhiều sai lệch so với yêu cầu của chi tiết: méo, ôvan, độ côn ,

cong … Theo qui luật in dập sai số, nếu sai lệch của phôi lớn thì sai lệch in

dập lại trên chi tiết sẽ lớn, khiến cho khi cắt ta phải thực hiện nhiều lần chạy

dao. Nếu ta dùng những máy có công suất lớn, độ cứng vững cao để gia công

phá đi lần đầu (thường gọi là gia công bóc vỏ ) thì ở các nguyên công về sau

tức là khi gia công bán tinh và tinh ta dễ đạt độ chính xác cao mà không phải

cắt nhiều lần.

- Đối với các loại phôi thanh, dễ bi cong vênh khi vận chuyển, phải nắn

thẳng trước khi đưa lên máy để gia công; nhất là đối với những máy tiện cần

cấp phôi tự động. Trong nhiều trường hợp lại phải cắt thanh thành từng đoạn

phù hợp với chiều dài chi tiết.

- Vì phôi còn xu xì, cong vênh … nên quá trình gá đặt (định vị và kẹp

chặt) gặp nhiều khó khăn.

Việc gia công chuẩn bị bao gồm:

- Làm sạch phôi;

- Nắn thẳng phôi;

- Gia công phá (gia công bóc vỏ);

- Cắt đứt phôi (đậu ngót, đậu rót);

- Gia công lỗ tâm.

Chú ý rằng không phải bất cứ loại phôi nào cũng phải qua toàn bộ các

nguyên công chuẩn bị trên, mà còn tùy thuộc vào dạng phôi, dạng sản xuất và

tình hình cụ thể của thiết bị.

38

5.1. Làm sạch phôi.

Đối với phôi đúc hoặc rèn dập ra ta phải tiến hành:

- Làm sạch ba via, đậu rót, đậu ngót.

- Làm sạch cát bám.

Tùy theo các chi tiết có kích thước khác nhau và sản lượng khác nhau mà

ta chọn các phương pháp làm sạch thích ứng. Khi sản lượng nhỏ người ta làm

sạch theo phương pháp thủ công bằng những dụng cụ đơn giản như bàn chải

sắt, chổi sắt, dũa, búa v.v… Phương pháp này đạt năng suất thấp. Với sản

lượng nhiều, chi tiết nhỏ ta có thể làm sạch bằng cách cho vào một thùng quay,

làm cho các chi tiết va đập vào nhau, các lớp bavia, đậu rót, đậu ngót sẽ rơi ra.

Trong sản suất hàng loạt và hàng khối người ta làm sạch các vật đúc, rèn nhờ

các thiết bị chuyên dùng, cơ khí hóa.

5.2. Nắn thẳng phôi

Đối với những phôi cán dài, không những vần nắn thẳng trong nguyên

công đầu tiên mà ngay giữa các nguyên công cũng cần nắn thẳng như: trước

khi mài sau khi tiện… Sau khi nắn thẳng, lượng dư đều, giảm sai số gia công,

bảo đảm đẩy phôi dễ, kẹp chặt tốt. Có thể nắn thẳng bằng các phương pháp

sau đây:

- Ngắm bằng mắt, nắn bằng búa tay. Là phương pháp thủ công, năng suất

thấp, độ chính xác kém.

- Ép thẳng: lắp phôi trên 2 mũi nhọn của máy tiện rồi dùng bàn dao hoặc

đòn bẩy nắn thẳng. Phương pháp này không nên dùng vì nó phá hoại độ chính

xác của máy. Cũng có thể dùng đồ gá để nắn trên máy ép: dùng cho phôi đơn

giản, mặt cắt hình tròn hoặc không tròn, nắn thẳng trên máy ép bằng 2 cách:

a) Nắn thẳng trên 2 khối V (hình 4.23a);

b) Nắn thẳng trên 2 mũi tâm, một mũi cố định, một mũi điều chỉnh được.

Khi ép, vật và mũi tâm đều di chuyển xuống nhờ lò xo, nắn xong là lại di

chuyển về vị trí ban đầu (hình 4.23b).

c) Nắn trên máy nắn chuyên dùng. Máy gồm có một thùng quay. Trong

thùng có những bộ con lăn hình Hybepolôit đặt chéo nhau (hình 4.24). Trong

hình: 1,2,3 - các bộ phận con lăn; 4 - vành gỗ đựng bột mài làm nhẵn; 5,9 - xe

lăn đỡ phôi; 6 - hệ thống bánh truyền chuyển động từ động cơ tới thùng quay

7; 8 – phôi.

Những con lăn 1,2,3 vừa quay theo thùng 7 vừa quay quanh bản thân nó.

Chúng làm nhiệm vụ nắn thẳng phôi và dẫn phôi đi. Phôi được đặt vào giữa

các bộ con lăn nhờ 2 xe nhỏ 5,9 giữa 2 đầu phôi. Khoảng cách giữa 2 con lăn

có thể điều chỉnh được để thích ứng với các loại đường kính khác nhau.

39

d) Nắn trên máy cắn ren phẳng: khi đó ta thay bàn cán ren bằng bàn phẳng

( hình 4.25). Máy này có thể nắn những đoạn ngắn. Độ chính xác đạt được từ

0.05-0.15 μm đối với mỗi mm đường kính trên chiều dài 1m đường kính.Năng

suất rất cao.

5.3. Cắt đứt phôi.

Đối với phôi thanh ta phải cắt đứt thành từng đọan ứng với chiều dài chi

tiết hoặc bội số của nó. Đối với phôi đúc ta phải cắt đậu ngót đậu rót. Khi chọn

phương pháp cắt đứt ta phải xét tới một số yếu tố sau đây:

- Lượng dư ở đầu chi tiết;

4.23

4.24

4.25

40

- Độ chính xác cắt đứt;

- Bề rộng miệng cắt;

- Năng suất cắt.

Có rất nhiều phương pháp cắt đứt phôi:

- Cưa tay: năng suất rất thấp, mất nhiều công sức, miệng cưa khó thẳng,

nhưng tiết kiệm được vật liệu vì miệng cưa hẹp, đồng thời không đòi hỏi thiết

bị phức tạp.

- Cưa máy đi lại: máy cấu tạo đơn giản, một công nhân có thể đứng nhiều

máy, miệng cắt tương đối hẹp (từ 1-2,5 mm). So với cưa tay thì năng suất cao

hơn nhiều và giải phóng được sức người, nhưng so với các kiểu máy cưa khác

thì năng suất của máy cưa đi lại thấp hơn vì có hành trình chạy không. Các xí

nghiệp nhỏ trang bị loại máy cưa này thích hợp vì bỏ vốn ít.

- Cưa đĩa: dao giống như dao phay đĩa có đường kính từ 275 – 2000 mm,

miệng rộng từ 3 – 15 mm. Cưa bằng dao phay đĩa là phương pháp cắt năng

suất cao, chất lượng mặt cắt tốt nhưng miệng cắt rộng thường dùng trong sản

xuất hàng loạt lớn (hình 4.26)

- Cưa đai: là phương pháp cắt liên tục, có năng suất cao hơn loại cưa đi lại

nhưng thấp hơn cưa đĩa vì lưỡi cưa có độ cứng vững thấp , chế tạo phức tạp.

Miệng cắt 1-1,5 mm.

Loại cưa này dùng để cắt đậu ngót, đậu rót của các vật đúc bằng kim loại

màu trong sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối.

- Cắt đứt trên máy tiện: có thuận lợi là thực hiện chung trong một lần gá

với các bước khác như khoan tâm, tiện ngoài v.v… nhờ vậy mà độ chính xác

về vị trí tương quan tốt. Ta có thể cắt trên máy tiện thông thường, máy tiện

Revonve … Có loại máy lớn để cắt các vật đúc có đường kính từ Ø600 -

Ø3200 mm. Tuy nhiên, cắt đứt bằng phương pháp tiện thì năng suất kém,

miệng cắt lớn từ 3-7 mm; dao dể bị gãy. Có thể cắt đứt những thanh có tiết

diện tròn và cả những thanh có tiết diện định hình (hình 4.27)

4.26

41

- Cắt đứt trên máy mài: độ chính xác cao, mặt cắt nhẵn, sau khi cắt không

phải gia công lại nữa. Dùng để cắt các loại thép, thép đã tôi trong các phân

xưởng dụng cụ. Phương pháp này cho năng suất cắt so với cưa đĩa thì không

cao hơn nhưng chất lượng bề mặt lại tốt hơn. Những viên đá dùng để cắt có

chiều dày từ 1 – 3 mm.

- Cắt trên các máy cắt chuyên dùng: ở một số xí nghiệp dùng các máy cắt

chuyên dùng để cắt thép thanh và thép tấm. Năng suất cắt rất cao nhưng miệng

cắt không chính xác. Phần nhiều cắt ở phân xưởng rèn; đường kính vật không

được quá lớn.

- Cắt bằng cưa ma sát : dùng một đĩa làm lưỡi cưa thép, thường dày từ 1,5

– 3 mm, đường kính từ 300 – 1500 mm. Mặt tròn đĩa có khía, khi quay tròn

tiếp xúc với phôi sẽ phát nhiệt lớn khiến cho kim loại bi nóng chảy và bị cắt

đứt. Trong khi đó thì đĩa được làm nguội bằng một thùng nước hay vòi nước

(không tưới tại chổ cắt). Phương pháp này có năng suất cao, không tốn lưỡi

cưa đắt tiền nên giá thành nguyên công sẽ giảm. Nhưng có nhược điểm là độ

chính xác thấp, ồn ào và phải có bộ phận an toàn tốt.

- Cắt đứt bằng tia lửa điện;

- Cắt bằng tia Laser, Plasma v.v …

- Cũng có thể dùng bào, xọc, phay để cắt đứt.

5.4. Gia công phá.

Mục đích của gia công phá là bóc lớp vỏ ngoài của các loại phôi có bề

mặt xấu và có sai lệch quá lớn . Máy dùng để gia công phá cần có công suất

lớn, độ cứng vững cao để đạt năng suất cao, còn độ chính xác thì không cần

cao lắm.

5.5. Gia công lỗ tâm làm chuẩn phụ.

4.27

42

Lỗ tâm là một loại chuẩn tinh phụ dùng để định vị thống nhất đối với chi

tiết dạng trục (hình 4.28). Nó dùng trong quá trình gia công, kiểm tra , và cả

sửa chửa sau này nữa.

Dùng lỗ tâm để gá đặt thì nhanh chóng, bảo đảm kích thước hướng kính

tốt mặc dầu qua nhiều lần gá. Lỗ tâm có nhiều loại; thường dùng hai loại sau :

- Kiểu a (hình 4.29a): là kiểu lỗ tâm đơn giản nhất, góc côn của mặt tỳ

thường bằng 600. Chỉ trong trường hợp chi tiết lớn mới dùng loại có góc côn

lớn hơn (750 hoặc 900 ). Lỗ có đường kính d để cho đầu mũi tâm thoát khi

phần côn của mũi tâm tỳ sát vào lỗ côn.

- Kiểu b (hình 4.29b): có phần vát côn 1200 để bảo vệ lỗ tâm tránh sứt mẽ

ở cạnh; ngoài ra còn tạo điều kiện để có thể gia công suốt mặt đầu. Loại này

được dùng trong các trường hợp mà phải dùng lỗ tâm nhiều, trong thời gian

dài.

Hình 4.29

Lỗ tâm là loại chuẩn được dùng lâu dài nên yêu cầu kỹ thuật khi gia công

khá cao, bao gồm các yêu cầu sau :

- Lỗ tâm phải là mặt tựa vững chắc của chi tiết, diện tích tiếp xúc phải đủ,

góc côn phải chính xác, độ sâu lỗ tâm phải đảm bảo.

- Lỗ tâm phải nhẳn bóng để chống mòn và giảm bớt biến dạng tiếp xúc,

tăng cường độ cứng vững.

4.28

43

- Hai lỗ tâm phải nằm trên một đường tâm để tránh tình trạng mũi dao tiếp

xúc không đều, chóng mòn làm mất độ chính xác ban đầu (hình 4.28)

Các phương pháp gia công lỗ tâm:

Trong sản xuất hàng loạt nhỏ, người ta có thể gia công các lỗ tâm trên

máy thông thường như máy tiện, máy khoan. Đối với các chi tiết lớn thì có thể

khoan mũi tâm theo dấu.

- Trong sản xuất hàng loạt nhỏ, người ta có thể gia công các lỗ tâm trên

máy thông thường như máy tiện, máy khoan. Đối với các chi tiết lớn thì có thể

khoan mũi tâm theo dấu.

Sai lệch của lỗ tâm khi dùng các phương pháp trên thường là do trở đầu

chi tiết để gia công lỗ tâm thứ hai. Sai số hình dáng của lỗ tâm thường do dụng

cụ gia công lỗ tâm không chính xác.

- Trong sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối, ta dùng những máy chuyên

dùng để khoan tâm. Trên các máy này, chi tiết được định tâm bằng khối V và

có thể khoan cả hai đầu đồng thời. Ngoài ra còn dùng loại máy liên hợp vừa

phay mặt đầu vừa khoan tâm.

Sau khi phay xong, bàn mang vật dịch chuyển sang vị trí khoan tâm.

Khi khoan tâm có thể dùng mũi khoan nhỏ khoan trước rồi dùng mũi

khoan lớn, khoét thêm phần côn. Cách này thường dùng khi không có mũi

khoan tâm chuyên dùng, sản xuất nhỏ. Trong sản xuất hàng loạt và hàng khối

thì tốt nhất là dùng mũi khoan tâm chuyên dùng.

Cần chú ý sau khi nhiệt luyện, trục bị biến dạng nên trước khi gia công

tinh ta phải sửa lại lỗ tâm để có hình dạng đúng. Muốn sửa lại, ta phải dùng đá

mài hình côn hoặc mài nghiền bằng bột mài.

44

Bài 5: NGUYÊN TẮC THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

* Mục tiêu:

- Trìmh bày được ý nghĩa của việc thiết kế quy trình công nghệ.

- Phân tích và chọn phương án hợp lý, sử dụng dược các loại sổ tay công

nghệ khi thiết kế.

- Xác định được các biện pháp nâng cao năng suất lao động và áp dụng

khi xây dựng quy trình.



1. Các thành phần của quá trình công nghệ.

1.1. Nguyên công.

Là một phần của quá trình công nghệ, được hoàn thành liên tục, tại một

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 dụ :Tiện một trục bậc như hình 5.30 có thể có 3 phương án gia công

như sau :

Hình 5.30 Tiện trụ bậc

- Phương án 1: Tiện đầu B xong rồi trở tiện đầu C ngay, đó là một

nguyên công.

- Phương án 2: Tiện đầu B cho cả loạt, xong mới tiện đầu C cũng cho cả

loạt trên máy đó, như vậy ta đã chia thành hai nguyên công vì tính liên tục

không bảo đảm.

45

- Phương án 3: Tiện đầu B trên máy số 1; tiện đầu C trên máy số 2; như

vậy cũng là hai nguyên công vì chỗ làm việc đã thay đổi mặc dù tính liên tục

vẫn bảo đảm.

1.2. Gá.

Là một thành phần của nguyên công được hoàn thành trong một lần gá

đặt chi tiết ( một lần kẹp chặt ). Một nguyên công có thể có một hay nhiều lần

gá.

Ví dụ : Tiện một đầu rồi trở đầu kia (hình 5.30) để tiện là hai lần gá.

1.3. Vị trí.

Là một phần của nguyên công được xác định bởi một vị trí tương quan

giữa chi tiết gia công với máy hoặc dụng cụ cắt.

1.4. Bước.

Là một phần của nguyên công được đặc trưng bởi:

- Gia công một bề mặt hoặc nhiều bề mặt cùng lúc;

- Sử dụng một dao hoặc một nhóm dao ghép;

- Cùng một chế độ cắt.

Thay đổi một trong 3 yếu tố trên là ta đã chuyển qua bước khác.

1.5. 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 của trục (hình 5.30), 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 dụng chế độ cắt khác thì đó là hai bước

chứ không phải là hai đường chuyển dao.

1.6. Động tác.

Là một hành động của công nhân để điều khiển máy thực hiện việc gia

công hay lắp ráp.

Ví dụ : Nhấn nút, quay ụ dao, xiết mâm cặp. . .

2. Phƣơng pháp thiết kế quá trình công nghệ.

2.1. Ý nghĩa của việc thiết kế quá trình công nghệ.

Một trong những nguyên tắc cơ bản khi xây dựng quy trình công nghệ là

kết hợp các vấn đề kinh tế, kỹ thuật và tổ chức trong từng điều kiện sản xuất

cụ thể. Quy trình công nghệ phải hoàn toàn bảo đảm việc thực hiện mọi yêu

cầu kỹ thuật về độ chính xác và chất lượng của chi tiết và sản phẩm với khối

lượng lao động ít nhất và giá thành sản phẩm thấp nhất. Cùng một lúc có thể

46

có nhiều phương án công nghệ đáp ứng được mọi yêu cầu kỹ thuật nhưng giá

thành lại khác nhau. Trong những điều kiện cụ thể và quy mô sản xuất cụ thể,

cần phải chọn phương án nào thoả mãn được cao nhất phần lớn các yêu cầu đã

đề ra. Để chọn phương án công nghệ tối ưu, cần phải tính toán và so sánh hiệu

quả kinh tế của các phương án.

2.2. Các tài liệu cần thiết.

Những tài liệu ban đầu để thiết kế quy trình công nghệ gia công cơ là:

nhiệm vụ kế hoạch; bản vẽ và các yêu cầu kỹ thuật chế tạo và nghiệm thu sản

phẩm; các phôi (phụ thuộc vào qui mô của loạt), vật liệu, hình dạng hình học và

kích thước của chi tiết ….

Có hai trường hợp lập quy trình công nghệ:

- Trường hợp thứ nhất, là khi, để sản xuất máy, phải thiết kế phân xưởng

hoặc nhà máy mới. Trong trường hợp này điều kiện chọn thiết bị, diện tích sản

xuất và những trang bị khác rộng rãi hơn;

- Trường hợp thứ hai (phổ biến hơn) là lập quy trình công nghệ chế tạo

vật phẩm mới trên cơ sở của xưởng máy hiện hành có chú ý đến các trang thiết

bị kỹ thuật. Trong trường hợp này, việc lập quy trình công nghệ phụ thuộc vào

điều kiện sản xuất cụ thể.

2.3. Trình tự thiết kế.

2.3.1. Các bước thực hiện.

Lập quy trình công nghệ nên theo trình tự sau:

1. Nghiên cứu công dụng của chi tiết, nắm vững bản vẽ chi tiết và các yêu

cầu kỹ thuật gia công.

2. Chọn phương án chế tạo phôi phụ thuộc vào quy mô của loạt và vật

liệu. Xác định lượng dư gia công.

3. Căn cứ vào bản vẽ chi tiết, xác định mặt chuẩn (thô và tinh) để định vị

và kẹp chặt chi tiết. Chọn chuẩn thô cho nguyên công đầu tiên.

4. Trình tự và đặc điểm của nguyên công được xác định bằng hình dạng,

độ chính xác và độ bóng bề mặt gia công đã cho trên bản vẽ.

Đối với phần lớn chi tiết gia công, thực hiện theo trình tự công nghệ sau

đây là hợp lý:

a/ Gia công thô: nhằm hớt đi phần chủ yếu của toàn bộ lượng dư gia

công;

b/ Gia công nửa tinh và tinh: nhằm đảm bảo độ chính xác của chi tiết theo

yêu cầu về cơ bản;

47

c/ Gia công tinh lần cuối: nhằm đạt độ chính xác về kích thước, hình dạng

và độ bóng bề mặt.

5. Chọn máy, đồ gá, dụng cụ cắt, dụng cụ phụ, dụng cụ đo, dung dịch

trơn nguôi, có tính đến số chi tiết gia công đồng thời cho mỗi nguyên công.

6. Xác định kích thước gia công, số lần chạy dao và chế độ cắt cho mỗi

bước.

7. Xác định thời gian máy và thời gian phụ cho mỗi bước.

8. Xác định bậc thợ cho từng nguyên công.

9. Định mức thời gian và tính toán năng suất thực tế

Khi thiết kế quy trình công nghệ gia công cơ cho sản xuất hàng khối và

hàng loạt lớn nên theo hai phương pháp: tập trung nguyên công và phân tán

nguyên công.

Tập trung nguyên công là kết hợp nhiều nguyên công lại thành một

nguyên công phức tạp hơn.

Phân tán nguyên công là tách một nguyên công ra thành nhiều nguyên

công đơn giản hơn.

Gia công chi tiết bằng tổ hợp dao phay, gia công trên các máy nhiều trục,

máy tiện tự động và nửa tự động, máy tổ hợp là thực hiện theo phương pháp

tập trung nguyên công.

Đối với chi tiết điển hình nên lập 2-3 phương án công nghệ rồi sau đó

đem so sánh để chọn một phương án kinh tế nhất.

2.3.2. So sánh phương án công nghệ.

Khi thiết kế các quá trình công nghệ, ta phải so sánh các phương án công

nghệ khác nhau để tìm ra phương án tối ưu. Chỉ tiêu để đánh giá là năng suất

và gía thành.

* Giảm thời gian cơ bản to bằng cách :

- Tăng độ chính xác của phôi, xử lý nhiệt để cải thiện điều kiện cắt gọt.

- Cắt nhiều dao đồng thời để giảm hành trình chạy dao, xác định hợp lý

lượng ăn tới và vượt quá của dao.

- Chọn chế độ cắt cao khi gia công thô.

- Gia công đồng thời nhiều mặt bằng dụng cụ định hình hoặc ghép nhiều

dụng cụ cắt; xử dụng máy nhiều trục chính, lúc này to trùng với to.

* Giảm thời gian phụ tp bằng cách :

- Giảm thời gian gá đặt chi tiết gia công bằng cách dùng đồ gá kẹp nhanh

(đồ gá khí nén, khí ép, từ, điện cơ…..)

48

- Thiết kế hệ thống kiểm tra tự động trong khi đang gia công để giảm phí

tổn về thời gian kiểm tra.

- Làm trùng thời gian phụ với thời gian cơ bản tp trùng với to như dùng đồ

gá bàn quay để gá nhiều chi tiết hoặc vừa cắt vừa tháo lắp phôi; thực hiện quá

trình cắt khứ hồi; tiến hành cấp phôi và gá đặt tự động.

- Giảm thời gian thay đổi và điều chỉnh dụng cụ cắt bằng cách dùng dụng

cụ cắt tổ hợp; dụng cụ chuyên dùng; sử dụng phương pháp tự điều chỉnh máy.

- Trong quá trình định mức ta chưa kể đến các loại tổn thất khác như: do

bố trí chỗ làm việc thiếu hợp lý dẫn đến thao tác chậm bàn giao ca kíp không

đúng thời gian; cúp điện, nước; thay đổi nhân sự bất thường; trục trặc về thiết

bị công nghe. Để tính đến những sự cố đó, khi định mức có thể chọn thêm các

hệ số khác.

2.4. Các văn bản công nghệ.

Các sổ tay cơ khí hợp chuẩn cho các nguyên công thiết kế, công nghệ gia

công, …

49

Bài 6: GIA CÔNG MẶT PHẲNG

* Mục tiêu:

- Nêu lên được YCKT và phương pháp kiểm tra các YCKT đối với mặt

phẳng.

- Trình bày được các phương pháp gia công mặt phẳng.



1. Khái niệm, phân loại và yêu cầu kỹ thuật.

1.1. Khái niệm.

Trên các chi tiết máy mặt phẳng là loại bề mặt đơn giản nhất và cũng

thường hay gặp nhất.

Ví dụ: Các mặt trượt của thân máy và bàn máy, các mặt đế và các mặt tiếp

xúc khác trên thân máy...

1.2. Phân loại.

Có các loại mặt phẳng như: mặt phẳng đơn, các mặt phẳng liên tiếp và

mặt phẳng nghiêng.

Mỗi loại mặt phẳng đó được gia công theo các cách thức khác nhau và có

những yêu cầu kỹ thuật cụ thể khác nhau.

1.3. Yêu cầu kỹ thuật.

Đối với từng loại mặt phẳng yêu cầu kỹ thuật chủ yếu là:

- Độ chính xác kích thước là kích thước phù hợp với dung sai cho trên bản

vẽ.

- Sai số về hình dáng hình học (hình 6.31) của bề mặt chi tiết gia công

(Độ không thẳng, độ không phẳng… ).

- Độ phẳng của một chi tiết được coi là tốt nhất khi đặt thước kiểm lên

theo mọi hướng (ngang, dọc, chéo) đều có khe hở nhỏ nhất và phân bố đều

đặn.

50

- Sai số về vị trí tương quan giữ bề mặt của chi tiết gia công với các bề

mặt không gia công

2. Các phƣơng pháp gia công mặt phẳng.

2.1. Bào và xọc mặt phẳng.

Bào và xọc là những phương pháp gia công được dùng rộng rãi trong sản

xuất hàng loạt nhỏ và đơn chiếc.

Những công việc được thực hiện trên máy bào và xọc không cần tới đồ

gá và dao cụ phức tạp như khi thực hiện trên các loại máy khác. Bào và xọc là

phương pháp gia công cắt gọt những phôi có mặt phẳng.

Tuy nhiên phương pháp này ngày nay ít dùng vì có nhiều nhược điểm

nên trong các nhà máy cơ khí chiếm tỷ lệ ít.

Bào và xọc là phương pháp gia công có tính vạn năng cao và có khả

năng công nghệ cũng khác nhau. Tuy nhiên, năng suất của chúng đều thấp vì

những lí do sau đây:

- Số lưỡi cắt tham gia cắt gọt ít;

- Tốn nhiều thời gian cho hành trình chạy dao không;

- Vận tốc cắt thấp vì thực hiện chuyển động thẳng khứ hồi với vận tốc

lớn sẽ vô cùng khó khăn do lực quán tính sẽ rất lớn khi đổi chiều chuyển động.

Đa số các máy bào có vận tốc cắt khoảng từ 12 – 22 m/ph, còn vận tốc

cắt của máy xọc không vượt quá 12 m/ph. Đối với các máy bào hiện đại vận

tốc cũng không vượt quá 50 m/ph. Riêng với máy bào giường cao tốc đặc biệt

thì vận tốc cắt có thể tới 90 m/ph, song máy khá phức tạp và không phổ biến.

Hiện nay bào, xọc còn sử dụng rất ít, chủ yếu trong dạng sản xuất loạt

nhỏ và đơn chiếc. Bào có ưu điểm là khi chuyển từ gia công mặt hàng này

sang mặt hàng khác thì mọi phí tổn và thời gian chuẩn bị đều ít nên thích hợp.

Hình 6.31:

51

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

sinh thẳng. Với các rãnh hẹp và dài thì gia công trên máy bào có năng suất

hơn phay. Còn xọc thì chủ yếu để gia công các mặt trong lỗ lớn như rãnh then

tren bánh răng (hình 6.32).

Bào có thể gia công thô, tinh và tinh mỏng. Bằng dao bào rộng bản có thể

gia công lần cuối đạt độ chính xác và độ nhẳn bóng cao, chất lượng đạt được

trong bảng 6.1;

Bảng 6.1. Độ chính xác và độ nhám đạt được khi bào

Với các chi tiết lớn và phức tạp có thể cắt đồng thời nhiều mặt khác nhau,

thường gia công trên máy bào giường (hình 6.33).

Để tăng năng suất khi bào người ta có thể thực hiện như sau:

- Các chi tiết hẹp nên gá nối tiếp thành hàng dọc theo phương chuyển

động cắt.

6.32

6.33

52

- Dùng nhiều đầu dao cùng cắt. Dùng nhiều dao trên một đầu dao, phương

pháp này chủ yếu dùng trên máy bào giường có nhiều ụ dao, trên mổi ụ dao

lắp được từ 2– 3 dao.

Dao có thể gá theo cách phân chia chiều sâu cắt hoặc phân chia theo

phương chạy dao.

Trường hợp này nếu độ mòn của 3 dao không đều nhau, thì cũng ít ảnh

hưởng đến chất lượng bề mặt gia công vì chất lượng bề mặt ở đây do dao thứ

ba quyết định. Nếu gá dao theo cách phân chia lượng chạy dao thì cho phép

thực hiện được lượng chạy dao khá lớn. Lượng chạy dao đó chia nhỏ cho

nhiều dao, lúc này dao được bố trí theo chiều dọc và lệch nhau một lượng S/Z

(S-mm/ hành trình kép; Z - số dao).

2.2. Phay mặt phẳng.

Mặt phẳng được phay theo hai phương pháp cơ bản: Phay mặt phẳng bằng

dao phay trụ (hình 6.34a), phay mặt phẳng bằng dao phay có lưỡi cắt mặt đầu

(hình 6.34b).

2.2.1. Phay mặt phẳng bằng dao phay mặt trụ

Khi phay mặt phẳng bằng dao phay trụ hay dao phay đĩa người ta phân

biệt 2 phương pháp phay: là phay thuận và phay nghịch.

* Phay thuận (hình 6.35a): Khi chiều quay của dao cùng với chiều tịnh

tiến của phôi.

Đặc điểm:

- Thành phần lực cắt theo phương thẳng đứng ép xuống bàn máy do đó

cần lực kẹp nhỏ.

a. b.

Hình 6.34: Phay mặt phẳng.

53

- Chiều dầy tiết diện cắt thay đổi từ amax (điểm vào của răng) đến amin= 0

(điểm ra của răng) không gây hiện tượng trượt. Nhưng lớp bề mặt có lớp vỏ

cứng thì dao dễ bị mẻ vì sự va đập ban đầu vào ngay lớp vỏ cứng đó.

- Dao quay cùng chiều với hướng tịnh tiến của phôi nên không khử hết

độ dơ giữa bàn máy với trục visme nên dễ gây rung động.

* Phay nghịch (hình 6.35b): Khi chiều quay của dao ngược với chiều tịnh

tiến của phôi.

Đặc điểm:

- Thành phần lực cắt theo phương thẳng đứng có xu hướng nâng chi tiết

nên và dễ gây rung động, lực kẹp phôi phải lớn.

- Chiều dầy tiết diện cắt a thay đổi từ amin = 0 (điểm vào của răng) đến

amax (điểm ra của răng) nếu lượng chạy do nhỏ thì không cắt mà gây hiện

tượng trượt. Vì dao cắt từ dưới lên, quá trình cắt êm, tải trọng của máy tăng

dần.

- Trong cùng một điều kiện cắt, phay thuận dùng cho gia công tinh nhằm

nâng cao độ nhẵn bề mặt, còn phay nghịch dùng khi gia công thô nhằm nâng

cao độ năng suất của quá trình cắt gọt.

Hình 6.35

54

2.2.2. Phay mặt phẳng bằng dao phay mặt mặt đầu

Dao phay mặt đầu dùng để gia công các mặt phẳng trên máy phay đứng

hoặc máy phay nằm vạn năng. So với dao phay trụ thì dao phay mặt đầu có

các đặc điểm sau:

- Có thể dùng dao phay đường kính lớn mà không bị kích thước không

gian đầu máy hạn chế, do đó nâng cao năng suất gia công.

- Trục gá dao ngắn, đảm bảo độ cứng vững của dao, có thể nâng chế độ cắt.

- Nhiều lưỡi cắt đồng thời tham gia cắt nên quá trình cắt êm hơn dao

phay trụ.

- Chiều dài phoi hầu như không thay đổi do đó lực cắt không thay đổi

trong thời gian mỗi răng cắt.

- Có thể gia công đồng thời nhiều bề mặt khác nhau.

- Dễ chế tạo dao răng lắp cơ khí, dễ mài sắc dao.

2.3. Gia công tinh nhẵn.

2.3.2. Mài mặt phẳng.

Là phương pháp cơ bản gia công tinh mặt phẳng. Nó có thể dùng để gia

công lần cuối các mặt đã qua nhiệt luyện. Ngoài ra mài phẳng còn có thể thay

cho phay, bào trong sản xuất lớn hoặc gia công các chi tiết khó định vị và kẹp

chặt (như séc măng chẳng hạn).

Hiện nay có nhiều kiểu mài phẳng:

- Mài phẳng bằng mặt trụ của đá (hình 6.37d), có thể thực hiện trên máy

mài phẳng có chuyển động tịnh tiến khứ hồi Vp, chuyển động quay của đá Vr ,

chuyển động chạy dao ngang Vn và thẳng

đứng Vđ. Phương pháp này đảm bảo được

chính xác và độ nhẵn bóng bề mặt cao nhưng

vì diện tích tiếp xúc với chi tiết không lớn

nên năng suất thấp.

- Mài phẳng bằng mặt đầu của đá (hình

6.37e). Có thể dùng mặt đầu của đá hình chậu

nguyên hoặc răng chắp. Phương pháp này có

thể mở rộng được khả năng công nghệ của

mài vì có thể dùng nhiều trục đá để mài nhiều

mặt đồng thời (hình 6.36).

6.36

55

Mài phẳng bằng mặt đầu của đá cho năng suất cao. Tuy nhiên việc thoát

phoi, thoát nhiệt và tưới dung dịch trơn nguội khó khăn nên nói chung độ

chính xác và độ nhẵn bong bề mặt thấp hơn khi mài bằng mặt trụ của đá. Vì

vậy muốn đạt được độ chính xác và độ nhẵn bóng cao phải dùng chế độ cắt

thấp.

2.3.2. Cạo rà mặt phẳng.

Cạo là một phương pháp gia công tinh thực hiện bằng tay hay bán cơ khí.

Tuy cạo có năng suất thấp nhưng lại gia công được nhiều dạng bề mặt khác

nhau như mặt phẳng, mang cá, rãnh then, mặt trụ trong (các loại bạc) v.v… Vì

lẽ đó cạo được dùng phổ biến trong cả chế tạo, lắp ráp và sửa chữa.

Ưu điểm của phương pháp gia công này là:

Hình 6.37: Các dạng gia công mài.

56

- Có thể đạt độ chính xác cao về nhẵn bóng bề mặt hoặc vị trí tương quan

giữa chúng bằng những dụng cụ đơn giản. Vì vậy nó rất phù hợp với dạng sản

xuất nhỏ và đơn chiếc. Cạo có thể đạt độ phẳng 0,001/1000mm

- Gia công tinh lần cuối được nhữnh mặt phẳng có kết cấu phức tạp mà

các phương khác không gia công được.

- Có thể gia công tinh lần cuối những mặt phẳng của chi tiết lớn.

- Trong lắp ráp theo dạng sửa lắp dùng cạo đề gia công bổ sung, sửa lại

các chi tiết máy ngay tại chổ lắp ráp mà không cần đến thiết bị phức tạp.

- Bề mặt gia công lần cuối bằng cạo có thể giữ được lớp dầu đảm bảo bôi

trơn tốt trong quá trình làm việc.

Công việc cạo chủ yếu phụ thuộc vào trình độ tay nghề của công nhân.

Trước mỗi lần cạo phải dùng bản mẫu (âm bản) trát một lớp sơn đỏ rất mỏng

áp lên chi tiết để kiểm tra độ phẳng. Sau đó tìm những điểm cao có dính sơn

để cạo. Bề mặt sẽ đạt yêu cầu khi các điểm dính sơn phân bố đều. Nếu cạo thô

số điểm phân bố trong một phân vuông Anh (25,4 x 25,4mm2 ) là 12 - 18 điểm

còn cạo tinh là 20 - 25 điểm.

Khi cạo cần phải chú ý đến các vấn đề:

- Gá đặt chi tiết ổn định, vững vàng. Di chuyển và thay đổi vị trí của nó

nhẹ nhàng.

- Bản mẫu phải có độ chính xác và đô cứng vững cao.

- Trước khi cạo phải gia công tinh bề mặt bằng phay, bào, doa v.v… và

sửa hết cạnh sắc. Lượng dư để lại vừa phải.

Khuyết điểm của cạo:

- Tốn nhiều công sức. Hiện nay có xu hướng thay thế cạo bằng mài, mài

điện hoá v.v…

- Không cạo được vật liệu quá cứng.

3. Kiểm tra.

- Sau khi phay mặt phẳng trên chi tiết ta cần kiểm tra để phát hiện các

sai số về kích thước độ dài (chiều dài, chiều rộng, chiều cao), các sai số về

hình dạng của từng bề mặt (độ không thẳng, độ không phẳng và độ lồi lõm...)

đồng thời kiểm tra độ nhẵn bề mặt.

- Để kiểm tra kích thước chiều dài ta có thể dùng thước lá, thước cặp,

panme, thước đo sâu, thước đo cao hoặc đồng hồ lò xo.

- Về độ phẳng: Nếu đặt cạnh thước kiểm tra theo bất kì hướng nào trên mặt

phẳng đó cũng thấy khe hở nhỏ nhất và đều (không lồi lõm, nhấp nhô...) là

mặt phẳng tốt. Khe hở càng nhỏ thì độ phẳng càng cao.

- Loại dụng cụ gắn đồng hồ lò xo cho phép ta kiểm tra độ phẳng một cách

chính xác và nhanh.

57

- Để kiểm tra độ phẳng của toàn bộ bề mặt gia công, ta thường áp dụng

phương pháp so sánh với mặt phẳng chuẩn (bàn máp).

- Độ nhẵn bề mặt phay được kiểm tra bằng cách so sánh với mẫu độ nhẵn,

xấp xỉ với mẫu nào là bằng cấp độ nhẵn đó.

- Ngoài ra người ta còn kiểm tra bằng phương pháp: Xoa một lớp bột màu

lên bề mặt chi tiết, sau đó di bề mặt đó lên trên bàn máp, nếu thấy lớp bột màu

trên mặt phẳng đó mờ đều là được.

Hình 6.38. Kiểm tra độ không thẳng bằng dao kiểm tra phẳng

Đồng hồ so

Chi tiết

Mặt phẳng

Hình 6.39. Kiểm tra độ không thẳng bằng đồng hồ so

58

Bài 7: GIA CÔNG MẶT NGOÀI TRÒN XOAY

* Mục tiêu:

- Phân biệt được các loại trục, YCKT của trục.

- Nêu lên được các phương pháp gia công, phân tích đặc điểm, ưu khuyết

và phạm vi sử dụng.



1. Khái niệm, phân lọai và yêu cầu kỹ thuật.

1.1. Khái niệm.

Mặt trụ được tạo bởi một đường thẳng quay quanh một đường tâm song

song với nó.

Một số chi tiết như các loại trục, bánh răng, trục tâm, chốt, pittông, … có

mặt ngoài là hình trụ.

1.2. Phân loại trục.

Có nhiều cách phân loại chi tiết trục:

- Theo hình dạng chi tiết trục mà có: trục trơn, trục bậc, trục côn, trục ren.

- Theo kích thước chiều dài của trục có ba loại trục: trục ngắn (l < 5d chi

tiết có đường kính nhỏ, l < 1.5d trục có đường kính lớn), trục kém cứng vững

(5d < l < 12d), trục dài (l > 12d).


Yêu cầu đối với mặt trụ:

- Có đường sinh thẳng;

- Độ hình trụ: mọi mặt cắt

vuông góc với đường tâm đều bằng

nhau (không có hình côn, hình tang

trống, hình yên ngựa);

- Độ tròn: các mặt cắt bất kỳ

vuông góc với đường tâm có độ

tròn tròn xoay (không có hình

ôvan, không có góc cạnh);

- Độ đồng tâm: tâm của mọi mặt

cắt vuông góc với đường tâm đều nằm

Hình 7.40: Độ sai lệch về hình dáng của

mặt trụ.

a) Mặt côn; b) Mặt tang trống;

c) Mặt yên ngựa;

d) Hình ôvan; đ) hình nhiều cạnh.

59

trên một đường thẳng.

- Độ nhẵn bóng bề mặt.

Trong thực tế, không thể có những chi tiết có mặt ngoài là hình trụ tuyệt

đối vì trong quá trình gia công sẽ có những sai lệch xảy ra. Những sai lệch này

trong phạm vi cho phép về hình dáng, vị trí tương đối của các bề mặt được ghi

trên bản vẽ.

2. Các phƣơng pháp gia công mặt ngoài tròn xoay.

2.1. Tiện.


Tiện là phương pháp gia công cắt gọt thông dụng nhất, được thực hiện

bằng sự phối hợp hai chuyển động gồm chuyển động cắt chính là chuyển động

quay tròn của chi tiết (trong một số trường hợp sẽ là của dao) và chuyển động

chạy dao (chuyển động chạy dao dọc và chuyển động chạy dao ngang).

Tiện thường được thực hiện trên máy tiện. Ngoài ra còn có thể thực hiện

trên máy phay (gia công lỗ), máy khoan, máy doa ngang, doa đứng. Tiện

chiếm tỷ trọng rất lớn trong gia công kim loại bằng cắt, khoảng 25 - 50%. Vì

ngoài nguyên công tiện trên máy tiện còn có thể khoan, khoét, doa, ta rô v.v...

2.1.2. Cách gá đặt.

a. Đồ gá lắp trên trục chính:

- Mâm cặp: mâm cặp không tự định tâm và mâm cặp tự định tâm.

- Mâm đẩy tốc kẹp và tốc kẹp.

- Mũi tâm: mũi tâm cố định và mũi tâm quay.

b. Đồ gá lắp trên băng máy:

- Giá đỡ cố định.

- Giá đỡ di động.

2.1.3. Độ chính xác gia công.

Tùy theo vị trí gia công (mặt trong ,mặt ngoài ,mặt đầu ) hoặc phương

pháp gia công (tiện thô, tiện tinh). Chất lượng của chi tiết gia công có thề đạt

được độ bóng, độ chính xác khác nhau (bảng 3.1)

Độ chính xác về vị trí tương quan như độ đồng tâm giữa các bậc của trục

giữa mặt trong và mặt ngoài có thể đạt tới 0,01 mm tùy thuộc phương pháp gá

đặt phôi.

60

2.1.4. Chế độ cắt.

Thời gian cần thiết để cắt hết lớp lượng dư

gia công phụ thuộc vào tốc độ quay của chi tiết

gia công, kích thước lớp kim loại bị cắt sau một

lần chuyển dao và số lần chuyển dao. Tốc độ

quay của chi tiết gia công phụ thuộc vào tốc độ

cắt (v), kích thước lớp kim loại bị cắt phụ thuộc

vào chiều sâu cắt (t) và lượng chạy dao (s). Như

Hình 7.41: Các yếu tố cắt gọt khi tiện

trụ ngoài.

61

vậy, quá trình cắt gọt trên máy tiện được đặc trưng bởi chế độ cắt bao gồm: tốc độ cắt

(v), chiều sâu cắt (t) và lượng chạy dao (s) (Hình 7.41).

2.1.5. Biện pháp nâng cao năng suất khi tiện.

Gia công trên máy tiện cũng như các phương pháp gia công khác, cần

phải lựa chọn một chế độ cắt để tận dụng công suất của máy, tuổi thọ của dao,

đảm bảo chất lượng của chi tiết gia công, giảm giá thành sản phẩm và đảm bảo

an toàn lao động, …. Chế độ cắt đó gọi là chế độ cắt hợp lý.

Chế độ cắt hợp lý được tra trong sổ tay kỹ thuật. Các số liệu trong sổ tay

kỹ thuật là kết quả tính toán theo công thức về lý thuyết cắt gọt kim loại kết

hợp với kinh nghiệm trong sản xuất.

Ví dụ: Lựa chọn theo bảng chế độ cắt hợp lý để gia công trục có 80 mm,

từ thép 45 có b = 85 kG/mm2, dao phá thẳng hàn hợp kim cứng T5K10 ( =

600, 1 = 30

0, r = 1 mm) có tiết diện thân dao 16 x 25, tuổi thọ của dao 60 phút,

lượng dư gia công 3 mm, độ trơn láng5, máy 16K20 (Nđộng cơ = 10 kW, =

0,8).

Trình tự thực hiện như sau:

1 – Xác định chiều sâu cắt t: căn cứ vào độ trơn láng bề mặt theop yêu

cầu là không cao (5), chọn chiều sâu cắt t = 3 mm (1 lát cắt).

2 – Theo sổ tay thợ tiện (Bảng 50), căn cứ vào độ trơn láng 5, chọn s =

0,3 – 0,45 mm/vòng. Theo bảng thuyết minh của máy, lấy s = 0,4 mm/vòng.

3 – Từ bảng 53 trong sổ tay thợ tiện, với t = 3 mm, s = 0,3 mm/vòng thì v

= 198 m/phút; nếu s = 0,5 mm/vòng thì v = 166m/phút. Vậy s = 0,4 mm/vòng

lấy tốc độ cắt vbảng = 182 m/phút.

Theo bảng 55 chọn thép có b = 80 kG/mm2, KMv = 0,88.

Tốc độ cắt hợp lý sẽ là: v = vbảng.KMv = 182.0,88 = 160 m/phút.

4 – Xác định số vòng quay của trục chính:

N = (1000v)/(d) = 1000.160/(3,14.80) = 637 vòng/phút

Theo bảng thuyết minh của máy, chọn n = 630 vòng/phút

Vậy nthực tế = 630 vòng/phút.

2.2. Mài.


Mài là nguyên công gia công tinh. Về nguyên lý mài có tính chất tương tự

giống phay, chỉ khác về kích thước và số lượng lưỡi cắt ở dao phay và đá mài.

62

Bản chất của quá trình mài là sự cọ xát tế vi bề mặt vật rắn bằng những hạt

mài có vận tốc cao.

Gia công bằng phương pháp mài khi mài thô, có thể đạt độ chính xác cấp

9 và độ nhám bề mặt Ra = 2,5 - 1,25 μm (6 - 7), khi mài tinh có thể đạt độ

chính xác cấp 8 -7 và độ nhám bề mặt Ra = 1,25 - 0,63 μm (7 - 8). Còn khi

mài tinh mỏng (siêu tinh) thì đạt độ chính xác cấp 7 - 6 và độ nhám bề mặt Ra

= 0,32 - 0,16 (9 -10) μm.

Mài có thể gia công được các vật liệu rất cứng, nhưng lại không phù hợp

với vật liệu quá mềm.

2.2.2. Các Phương pháp mài.

Mài có thể gia công được nhiều dạng bề mặt khác nhau như mặt phẳng,

mặt trụ trong và ngoài, các mặt định hình …

2.3. Gia công tinh nhẵn.

2.3.1. Đánh bóng.

Đánh bóng là phương pháp gia công tinh bằng cách dùng hạt mài rất nhỏ

trộn với dầu nhờn đặc rồi bôi lên bánh đánh bóng đàn hồi. Bánh này quay với

tốc độ rất cao từ 20 - 40 m/s.

Đánh bóng bao gồm hai quá trình :

- Lớp kim loại rất mỏng được hớt đi nhờ tốc độ rất lớn;

- Còn phần lớn lượng dư được bốc đi nhờ nhiệt độ cao, có ma sát và các

hạt mài chuyển động tự do trên mặt gia công. Khi đó trên lớp bề mặt rất mỏng

của kim loại có hiện tượng như lằn ép và sinh ra nhiệt dẻo.

Để đánh bóng người ta dùng những bánh mài bằng gỗ, bằng vải hoặc da

ép lại quay với tốc độ khá nhanh.

Bánh đánh bóng bằng gỗ dùng để đánh bóng sơ bộ. Bánh này có độ bền

nhỏ, khi có lực li tâm dễ bị vênh.

Bánh đánh bóng bằng vải thô dùng hạt mài lớn để gia công những chi tiết

lớn.

Bánh đánh bóng bằng vải mềm dùng rộng rãi để đánh bóng tinh.

Bánh đánh bóng bằng vải ép dùng để đánh bóng rất tinh như đánh bóng

dụng cụ y học, thủy tinh…. Người ta còn đánh bóng bằng dây đai có dính hạt

mài (dưới hình thức dây đai dẹt) để đạt năng suất cao hoặc dùng những bánh

mài có đính thêm than chì (graphit) để dễ đạt Ra 0.02 μm và năng suất cũng

cao hơn.

Trước khi đánh bóng, chi tiết phải được mài hoặc gia công tinh khác.

Đánh bóng chỉ tăng thêm độ bóng bề mặt, không có khả năng sửa chữa các sai

63

lệch về hình dáng và vị trí tương quan và cả những khuyết tật để lại trên mặt

(rỗ, lõm). Nó có thể là nguyên công trước khi mạ.

Có thể chia đánh bóng bằng hai hoặc ba lần. Càng về sau hạt mài càng

nhỏ.

Lượng dư đánh bóng chỉ khoảng 5μm.

Khi đánh bóng có thể áp chi tiết vào đá mài bằng tay hoặc bằng máy.

Trong sản xuất lớn để giảm lao động nặng nhọc, đánh bóng thường thực hiện

trên máy chuyên dùng đơn giản.

2.3.2. Công nghệ mài siêu tinh xác.

Mài siêu tinh xác là một phương pháp gia công lần cuối, có thể độ bóng

bề mặt cao. Ngoài chuyển động quay của chi tiết gia công để tạo nên chuyển

động cắt, và chuyển động tịnh tiến chậm của dụng cụ, dọc theo hướng trục

mặt gia công giống như mài khôn. Thì mài siêu tinh xác còn có thêm chuyển

động lắc ngắn dọc trục với tần số cao (khoảng 500 - 1200 hành trình kép trong

một phút), nhưng chiều dài hành trình rất ngắn (hình 7.42).

Chính nhờ chuyển động phức tạp như trên, nên các vết cắt mới xóa đều

lên nhau làm cho độ nhẵn bóng cao.

Vì áp lực của đá mài tác dụng lên vật gia công rất nhỏ, nên mài siêu tinh

xác không sửa được sai lệch về hình dáng (ô van, méo) và vị trí tương quan.

Do đó lượng dư để mài siêu tinh xác chỉ khoảng 5 – 7 μm.

Hình 7.42: Sơ đồ mài siêu tinh xác mặt trụ

64

Bài 8: GIA CÔNG MẶT TRONG TRÒN XOAY

* Mục tiêu:

- Phân biệt được các loại trục, yêu cầu kỹ thuật của trục.

- Trình bày được các phương pháp gia công, phân tích đặc điểm, ưu khuyết

và phạm vi sử dụng.




1.1. Khái niệm.

Trong chế tạo máy đa số các loại chi tiết đều có lỗ cần gia công. Việc chọn

công nghệ gia công lỗ phụ thuộc vào đặc điểm hình dạng, kích thước, độ

chính xác và yêu cầu về chất lượng bể mặt của lỗ. So với gia công mặt trụ

ngoài thì gia công lỗ gặp nhiều khó khăn hơn vì dụng cụ gia công phải chọn

theo lỗ, đo đó dụng cụ thường có độ cứng vững thấp hơn, vị trí làm việc và

dẫn hướng dụng cụ khó khăn hơn, không thể quan sái được quá trình cắt gọt

đang xảy ra.

1.2. Phân loại lỗ.

Để thuận liên hơn trong việc xác định giải pháp công nghệ khi gia công lỗ,

thường người ta tiến hành phân loại lỗ theo đường kính, (d), chiểu sâu lỗ (l),

độ chính xác và chất lượng bé mặt gia công, Theo tỉ lệ giữa (1/d) có thể chia

ra : lỗ ngắn khi l/d < 0,5, lỗ thường khi 0,5 < 1/d < 3, lỗ dài khi 3< l/d < 10 và

lỗ sâu khi 1/d > 10.

1.3. Các yêu cầu kỹ thuật khi gia công lỗ.

Độ chính xác của các lỗ gia công bao gồm độ chính xác kích thước đường

kính, chiều dài, hình dáng của lỗ, độ thẳng của đường tâm lỗ, độ vuông góc

của đường tâm lổ và mặt đầu, vị trí của lỗ so với mặt ngoài hoặc so với các lỗ

khác. Tuỳ theo yêu cầu sử dụng, đường kính các lỗ có thể đạt cấp chính xác từ

cấp 10 - 6, sai số hình dáng nhỏ hơn dung sai đường kính lỗ.

Độ nhám bề mặt lỗ chính xác ^2,5-5-0,63 đôi khi cần đạt R/),32^0,I6.

Thông thường các lỗ bắt bu lông, lỗ ren... có độ chính xác không cao, chỉ

cần khoan là đủ; với các lỗ có sẵn (đúc, dập sẩn) thường dùng khoét lỗ, tiện lỗ

dễ sửa những sai lệch vị trí của lỗ; với những lỗ chính xác cao, chưa có lỗ sẵn

sau khi khoan tuỳ theo yêu cầu chất lượng có thể khoét, doa, tiện rộng lỗ hoặc

65

chuốt lỗ, mài lỗ, các lỗ có yêu cầu chất lượng cao sau đó còn mài nghiền lỗ,

mài khôn lỗ...

2. Các phƣơng pháp gia công lỗ.

2.1. Khoan lỗ.

2.1.1. Cấu tạo mũi khoan ruột gà.

Kết cấu của mũi khoan xoắn gồm ba phần chính (Hình 4.34): phần làm

việc (5), phần cổ (2) và phần chuôi mũi khoan (4):

a. Phần làm việc:

Trên phần làm việc có hai rãnh

xoắn với góc nghiêng của rãnh

xoắn = 200 – 30

0, hai rãnh xoắn

này nhằm tạo ra mặt trước của mũi

khoan và còn là nơi để chứa phoi,

phoi thoát ra từ hai rãnh xoắn này,

đồng thời dung dịch làm nguội

cũng theo hai rãnh xoắn tới làm

nguội cho lưỡi cắt. Phần làm việc

được chia thành hai phần: phần cắt

gọt (1) và phần dẫn hướng, dự trữ

để mài lại phần cắt gọt.

- Phần cắt gọt gồm có hai lưỡi cắt chính (10) được tạo thành bởi các giao

tuyến của các mặt trước (11) và mặt sau (6). Góc giữa hai lưỡi cắt chính được

gọi là góc đỉnh mũi khoan 2, giá trị của góc đỉnh mũi khoan phụ thuộc vào

vật liệu gia công:

+ Thép, gang và đồng thanh cứng:

2 = 1160 – 118

0;

+ Đồng thau và đồng thanh mềm:

2 = 1300 – 135

0;

+ Nhôm và babít: 2 = 1400;

+ Đồng đỏ: 2 = 1250;

+ Chất dẻo: 2 = 500 – 90

0.

Ngoài hai lưỡi cắt chính, phần cắt gọt còn có lưỡi cắt ngang (8) với góc

nghiêng = 550, lưỡi cắt ngang không tham gia cắt gọt.

- Phần dẫn hướng: để giảm ma sát giữa mũi khoan và thành lỗ, phần này

được mài thành hai dải hẹp và được gọi là đường me của mũi khoan (7), hai

đường me này ngoài tác dụng dẫn hướng mũi khoan còn tạo ra mũi cắt phụ.

Hình 4.34: Cấu tạo của mũi khoan xoắn ốc

66

b. Phần cổ:

Phần cổ mũi khoan (2) nối giữa phần làm việc và phần chuôi mũi khoan.

Phần cổ mũi khoan dùng để ghi ký hiệu và đường kính của mũi khoan (ví dụ:

12HSS).

c. Phần chuôi mũi khoan:

Phần chuôi mũi khoan (4) dùng để kẹp chặt mũi khoan. Chuôi mũi khoan

có hai loại: chuôi trụ và chuôi côn.

- Mũi khoan có chuôi trụ thường được chế tạo với đường kính 20 – 22 mm.

mũi khoan chuôi trụ thường được kẹp chặt trong đầu cặp ba chấu tự định tâm.

Đầu cặp ba chấu tự định tâm có hai loại: loại đầu cặp ba chấu vòng ngoài có

răng ăn khớp với răng của chìa vặn và loại đầu cặp ba chấu tự định tâm có vỏ

ngoài không có răng ăn khớp với răng của chìa vặn. Khi quay vòng ngoài

bằng chìa vặn hoặc bằng tay thì ba chấu kẹp được rút vào để kẹp chặt mũi

khoan hoặc ba chấu được đẩy ra để tháo lỏng mũi khoan.

- Mũi khoan có chuôi côn thường được chế tạo theo tiêu chuẩn (côn Morse

1, 2, 3, 4, 5 với góc côn là 1026’). Chuôi côn có tác dụng định tâm chính xác

và giữ cho mũi khoan không bị xoay trong quá trình cắt gọt. Trên phần chuôi

côn còn có phần vát (3) có tác dụng làm cữ tỳ để tháo mũi khoan ra khỏi lỗ

trục chính (ụ sau) hoặc tháo mũi khoan ra khỏi lỗ bạc côn trung gian.

2.1.2. Các yêu cầu của mũi khoan:

Đối với mũi khoan xoắn tiêu chuẩn thông thường, khi mài cần phải bảo

đảm các yêu cầu sau:

- Hai lưỡi cắt chính phải đối xứng với nhau, chiều dài hai lưỡi cắt chính

phải bằng nhau, nếu không bằng nhau thì khi khoan sẽ làm cho lỗ khoan rộng

ra.

- Góc nghiêng của lưỡi cắt ngang phải không chế trong phạm vi 500 – 55

0,

nếu không sẽ làm cho góc sau của mũi khoan lớn quá hoặc nhỏ quá.

- Phần cắt gọt của mũi khoan khi mài không được bị cháy hoặc bị ủ non.

2.1.3. Chọn chế độ cắt bằng số.

Chọn chế độ cắt khi khoan chỉ thực hiện khi khoan có chạy dao tự động.

Chế độ cắt khi khoan được chọn tùy thuộc vào loại mũi khoan, vật liệu chế tạo

mũi khoan, vật liệu gia công và chiều sâu lỗ khoan.

Mũi khoan thường được chế tạo với ba kiểu ứng với góc ở đỉnh mũi

khoan và góc xoắn khác nhau được ký hiệu là N, H, W (Hình 4.35).

Trong ba loại mũi khoan nêu trên, loại mũi khoan có ký hiệu N được sử

dụng thông dụng nhất. Loại này chủ yếu dùng để khoan các vật liệu bằng thép

có độ bền và độ cứng thông thường.

67

Mũi khoan kiểu H dùng để khoan những vật liệu cứng và vật liệu giòn.

Mũi khoan kiểu W chủ yếu dùng để khoan những vật liệu dẻo.

Chế độ cắt:

- Chiều sâu cắt t: Chiều sâu cắt khi

khoan bằng ½ đường kính của mũi

khoan khi khoan lỗ đặc: t = D/2 (mm);

Khi khoan rộng lỗ thì chiều sâu

cắt bằng ½ hiệu đường kính của lỗ

khoan sau và lỗ khoan trước: t = (D -

d)/2

- Bước tiến s: là khoảng dịch

chuyển của mũi khoan sau một vòng

quay của vật gia công. Đơn vị tính:

mm/vòng.

Như hình 4.36, với mũi khoan 2 lưỡi cắt thì mỗi lưỡi cắt tính được: Sz = S/2.

- Chiều dày cắt a:

a = Sz.sin = S/2.sin (mm)

- Chiều rộng cắt b :

+ Đối với chi tiết đặc :

Hình 4.36: Thông số hình học lớp cắt.

Hình 4.35: Kyù hieäu caùc loaïi muõi khoan.

68

sin 2.sin

t Db b

(mm)

+ Đối với chi tiết rỗng :

sin 2.sin

t D db b

(mm)

- Tốc độ cắt thực tế v (m/phút): tương tự như khi tiện, nó phụ thuộc vào

đường kính mũi khoan và số vòng quay của vật gia công.

Bảng 4.7: Chế độ cắt của mũi khoan xoắn bằng thép gió (HSS).

Vật liệu gia

công

Kiểu

mũi

khoan

Góc

đỉnh

mũi

khoan

Chiều

sâu lỗ

khoan

V

(m/ph

)

S (mm/vg)

d = 4 – 10

(mm)

d = 12,5 –

25 (mm)

Thép thường có

độ bền = 700

N/mm2

N 1180

Tới 5.d 32 0,08 - 0,16 0,20 – 0,31

N 1180 (5 -10)d 25 0,06 - 0,12 0,16 – 0,25

Thép thường có

độ bền > 700

N/mm2

N 1180 Tới 5.d 20 0,08 - 0,16 0,20 – 0,31

N 1180 (5 -10)d 16 0,06 – 0,12 0,16 – 0,25

Thép thường có

độ bền >1000

N/mm2

N 1180 Tới 5.d 12 0,06 – 0,10 0,12 - 0,20

N 1180 (5 -10)d 10 0,04 – 0,08 0,10 – 0,16

Gang đúc có độ

bền = 250

N/mm2

N 1180 Tới 5.d 16 0,10 – 0,20 0,25 – 0,40

N 1180 (5 -10)d 12,5 0,08 – 0,16 0,20 – 0,31

Gang dẻo và

gang cầu

N 1180 Tới 5.d 20 0,10 – 0,20 0,26 – 0,40

N 1180 (5 -10)d 16 0,08 – 0,16 0,20 – 0,31

Nhôm – vật liệu

dẻo

N/W 118

0/130

0 Tới 5.d 63 0,12 – 0,25 0,25 – 0,50

N/W 118

0/130

0

(5 -10)d 50 0,10 – 0,20 0,25 – 0,40

69

2.1.4. Lực cắt khi khoan (hình 4.37)

Tại mổi điểm của lưỡi cắt, lực tác dụng khác nhau. Để tiện cho việc

nghiên cứu, ta coi hợp lực của các lực phân bố trên lưỡi cắt tập trung tại điểm

A cách tâm mũi khoan một đoạn bằng D/4 hay R/2. Lực cắt khi khoan chia

làm 3 thành phần :

- Lực P: lực hướng kính. Lực này có tác dụng lên hai lưỡi cắt chính có

giá trị bằng nhau và ngược chiều nhau nên chúng triệt tiêu lẫn nhau. Trên hai

lưỡi cắt phụ thì lực P'y cũng triệt tiêu.

- Lực P0 : lực chiều trục. Lực này có khuynh hướng chống lại lực chạy

dao. Lực P0 bằng tổng các lực sau:

+ Lực chiều trục Px tác dụng lên lưỡi cắt chính. chiếm khoảng 40% lực P0.

+ Lực chiều trục P'x tác

dụng lên lưỡi cắt phụ,

chiếm khoảng 3% lực P0.

+ Lực chiều trục Pn tác

dụng lên lưỡi cắt ngang,

chiếm khoảng 57% lực P0.

- Lực Pz : lực tiếp tuyến.

Lực này tạo ra momen cắt

chính. Qua thực nghiệm

chứng tỏ rằng 80% momen

do lực tiếp tuyến tác dụng

lên lưỡi cắt chính; 12%

momen là do lực tiếp tuyến

tác dụng lên lưỡi cắt phụ; còn 8% trên lưỡi cắt ngang.

Hiện nay chưa có công thức lý thuyết tính momen cắt và lực chiều trục.

Người ta dùng công thức thực nghiệm sau:

- Momen cắt:

M = Cm Dxm

Sym

Km (Nm)

- Lực chiều trục:

P0 = C0 Dxp

Syp

Kp (N)

Trong đó:

C0, Cm: hệ số phụ thuộc tính chất vật liệu gia công;

Km, Kp :hệ số điều chỉnh.

Hình 4.37:

Lực cắt khi khoan

70

d) Một số biện pháp công nghệ khi khoan

Khoan đạt độ chính xác thấp vì:

- Kết cấu của mũi khoan chưa hoàn thiện

- Sai số do chế tạo và mài mũi khoan sinh ra (mài không đối xứng hai lưỡi

cắt chính) sẽ làm cho lỗ gia công bị lay rộng ra. Mặt khác, phần trụ định

hướng của mũi khoan có độ côn ngược về phía chuôi (giảm ma sát khi khoan),

khi mũi khoan phải mài lại, lượng mài càng nhiều thì kích thước lỗ sẽ càng

nhỏ đi. Nếu mài hai luỡi cắt của khoan không đều, lực tác dụng dọc trục của

mũi khoan sẽ không đều làm cho lỗ khoan bị cong hoặc lệch đi (hình 4.38a).

Trường hợp lỗ sau khi khoan bị cong hoặc lệch thường xuất hiện trên máy

khoan hoặc máy phay (chi tiết đứng yên), còn lỗ bị loe chủ yếu xuất hiện khi

khoan trên máy tiện (hình 4.38b).

- Độ cứng vững của mũi khoan yếu, lại thêm có lưỡi cắt ngang nên khi ăn

vào chi tiết gia công, mũi khoan dể bị lệch khỏi tâm quay.

Để khắc phục những sai số đó, ngoài các yêu cầu đảm bảo về máy, dao …

còn có các biện pháp công nghệ sau đây :

- Thực hiện khoan bằng cách cho vật quay, dao tịnh tiến như khi khoan

trên máy tiện.

Biện pháp này có hiệu quả khi khoan lỗ sâu (hình 4.39 a,b).

- Dùng bạc dẫn khoan, đây là biện pháp tích cực, vừa có thể nâng cao độ

cứng vững của mũi khoan vừa đảm bảo chính xác vị trí tâm của mũi khoan.

- Dùng lượng chạy dao nhỏ để ít chịu ảnh hưởng của lực cắt.

- Khi khoan lỗ nhỏ, có thể dùng mũi khoan to, ngắn, có độ cứng vững cao

để khoan mồi trước, định tâm cho mũi khoan sau.

Để tăng năng suất khi khoan, ngoài việc sử dụng các kết cấu hợp lý và

tiên tiến của mũi khoan, còn có thể dùng các biện pháp sau đây :

- Dùng đồ gá để giảm bớt thời gian phụ và nguyên công lấy dấu.

- Dùng đầu khoan nhiều trục để gia công nhiều lỗ cùng một lúc.

- Dùng đầu khoan Rơvonve để giảm thời gian thay dao khi cần gia công

nhiều bước trên một nguyên công.

- Cung cấp đầy đủ dung dịch trơn nguội để có khả năng tăng năng suất và

độ chính xác gia công.

71

2.2 Kho t và các yếu tố cắt khi kho t

2.2.1. Đặc điểm và yêu cầu kỹ thuật của lỗ khi gia công bằng mũi khoét:

Khi gia công lỗ khó đảm bảo độ chính xác về kích thước và độ trơn láng

hơn khi gia công trục, nhất là những chi tiết có lỗ sâu và đường kính nhỏ. Để

nâng cao năng suất lao động và độ chính xác khi gia công lỗ, ta sử dụng một

dụng cụ cắt khác gọi là mũi khoét.

Khoét được dùng như một nguyên công sơ bộ khi gia công các lỗ có sẵn

từ nguyên công khoan, đúc hoặc các lỗ dập. Trước khi khoét lỗ từ nguyên

công đúc hoặc dập cần tiện trong bằng dao tiện lỗ với chiều dài lỗ từ 5 – 10

mm để tạo thành lỗ dẫn hướng mũi khoét. Dùng mũi khoét không hiệu chỉnh

được đường tâm của lỗ. Nếu trước khi khoét, lỗ bị đảo thì sau khi khoét vẫn

không thay đổi.

Khoét đảm bảo độ chính xác gia công lỗ trong giới hạn cấp chính xác 8 –

13 và độ nhám bề mặt đạt được (tính theo Ra) từ 12,5 – 1,6.

4.38

4.39

72

2.1.2. Kết cấu mũi khoét:

Mũi khoét gồm có các loại sau: Mũi khoét chuôi liền, mũi khoét chuôi rời.

- Mũi khoét trụ răng xoắn, mũi khoét côn răng thẳng và răng nghiêng. Mũi

khoét côn thường được chế tạo với góc côn ở phần làm việc bằng = 450, 60

0, 75

0,

900, 120

0 (Hình 4.40).

Theo kết cấu của răng cắt: mũi khoét răng liền và mũi khoét răng chắp

(Hình 4.41).

Hình 4.40: Muõi khoeùt coân.

Hình 4.41: Mũi khoét.

a. Cấu tạo mũi khoét

b. Mũi khoét chuôi liền bằng thép gió có 4 lưỡi cắt.

c. Mũi khoét gắn hợp kim cứng.

d. Mũi khoét lắp ghép từ các miếng dao bằng thép gió.

đ. Mũi khoét lắp ghép từ các miếng dao bằng hợp kim cứng.

e. Mũi khoét lắp các lưỡi cắt.

73

Căn cứ theo vật liệu chế tạo răng cắt: Mũi khoét thép gió và mũi khoét

hợp kim cứng (Hình 4.42).

Mũi khoét lỗ bậc có phần trụ dẫn hướng HÌNH 4.43 và mũi khoét lỗ bậc liên

hợp có răng cắt ở cả hai bậc HÌNH 4.43a. Mũi khoét lỗ bậc liên hợp thường dùng

trong gia công hàng loạt các lỗ bậc có đường kính từ 10 – 70 mm.

Kết cấu của mũi khoét chuôi liền và mũi khoét chuôi rời được trình bày ở

Hình 4.41.

Kết cấu của mũi khoét chuôi liền (Hình 4.44) tương tự như mũi khoan gồm

ba phần chính: phần làm việc, phần cổ và phần chuôi.

Phần chuôi của mũi khoét cũng được chế tạo với mũi khoét chuôi trụ và mũi

khoét chuôi côn Morse. Phần làm việc của mũi khoét được chia làm hai phần:

phần cắt gọt và phần dẫn hướng, dự trữ để mài lại mũi khoét.

Trên phần dẫn hướng của mũi khoét có các đường viền (đường me) làm giảm

ma sát giữa mũi khoét và thành lỗ, đồng thời dẫn hướng mũi khoét, chiều rộng

đường me được chọn trong khoảng f = 0,8 – 2 mm. Phần dẫn hướng được chế tạo

côn ngược (đường kính giảm dần về phía chuôi, lượng giảm đường kính từ 0,05 –

0,10 mm trên chiều dài 100 mm).

Hình 4.42: Muõi khoeùt raêng chaép hôïp kim cöùng.

Hình 4.43: Mũi khoét bậc.

74

Góc nghiêng của rãnh xoắn thay đổi trong khoảng 100 – 30

0. Khi gia

công kim loại cứng, cần dùng mũi khoét có góc nghiêng rãnh xoắn nhỏ, còn

khi khoét vật liệu mềm sử dụng mũi khoét có lớn.

Khi khoét lỗ trên các phôi gang, sử dụng mũi khoét răng thẳng = 00.

khi khoét các lỗ có rãnh bên trong cần chọn mũi khoét có góc nghiêng xoắn

= 150 - 20

0.

Góc sau của mũi khoét được cho trong khoảng = 80 – 10

0. Góc trước

được chọn phụ thuộc vào vật liệu gia công và vật liệu chế tạo mũi khoét. Đối

với mũi khoét hợp kim cứng, góc trước được chọn trong khoảng = 80 – 10

0

và mũi khoét thép gió, góc trước được chọn trong khoảng = 150 – 20

0.

Phần cắt gọt, các lưỡi cắt thường được mài với góc nghiêng = 600. Mũi

khoét thường được chế tạo từ 3 – 4 lưỡi cắt, đôi khi cũng được chế tạo có hai

lưỡi cắt và không có lưỡi cắt ngang.

2.1.3. Phương pháp gia công lỗ bằng mũi khoét:

Khi khoét lỗ trên máy tiện, mũi khoét cũng được gá tương tự như khi gá

mũi khoan và quá trình khoét cũng được thực hiện chạy dao bằng tay và chạy

dao tự dộng. Khi khoét lỗ chạy dao bằng tay cần phải quay bước tiến chậm

hơn khi khoan.

Lượng dư để khoét được chọn trong khoảng từ 0,5 – 2 mm (tính theo bán

kính) hoặc được chọn trong Bảng 3 tùy theo đường kính lỗ.

Bước tiến s (mm/vòng) khi khoét được chọn theo vật liệu chế tạo mũi khoét:

Mũi khoét được chế tạo bằng thép gió, bước tiến chọn trong khoảng 0,3 – 1,2

Hình 4.44: Kết cấu và thông số hình học của mũi khoét.

75

mm/vòng; đối với mũi khoét bằng hợp kim cứng, bước tiến được chọn trong

khoảng 0,4 – 1,5 mm/vòng.

Tốc độ cắt khi khoét được chọn phụ thuộc vào vật liệu gia công, vật liệu

làm dao khoét và được cho trong Bảng 4.8.

Bảng 4.8: Tốc độ cắt khi khoét.

Vật liệu gia

công

Mũi khoét bằng thép gió Mũi khoét HKC

Mũi

khoét

răng

xoắn

chuôi

rời

Mũi

khoét

chuôi

rời

Mũi

khoét

bậc

Mũi

khoét

răng

xoắn

chuôi

rời

Mũi khoét chuôi rời

V

(m/ph)

V

(m/ph)

V

(m/ph)

V

(m/ph)

V (m/ph)

Thép có độ

bền:

- Tới 500

N/mm2

15 - 20 12 –

14

10 –

12 20 – 30 15 – 28

- Tới 1200

N/mm2

10 –

15 6 – 8 5 – 8 20 – 30 15 – 28

Thép hợp

kim có độ

bền tới 1200

N/mm2

10 –

15 8 – 10 5 – 8 20 – 30 15 – 28

Gang 15 - 20 9 – 11

12 –

14 20 – 30 15 – 20

Đồng 50 –

80

25 –

30

30 –

40 30 – 80 20 – 70

Hợp kim

đồng nhôm

30 –

40

20 –

25

20 –

25 35 – 45 30 – 40

Chất dẻo 70 – 80 60 – 70

76

2.3. Doa lỗ

2.3.1 Đặc điểm và yêu cầu kỹ thuật của lỗ khi gia công bằng mũi doa:

Doa là nguyên công gia công

tinh lỗ có đường kính tới 100 mm

đạt năng suất cao. Doa thường được

thực hiện sau nguyên công khoét

hoặc sau khi tiện bán tinh lỗ. Doa có

thể đạt được lỗ với cấp chính xác 7 –

9 và độ nhám bề mặt đạt được (tính

theo Ra) từ 6,3 – 0,4.

Trước khi doa cần đảm bảo lỗ

không bị đảo hoặc không có vỏ

cứng. Nếu lỗ bị đảo hoặc còn vỏ

cứng phải gia công sơ bộ để bóc

hết lớp vỏ cứng và đảm bảo lỗ

đồng tâm trước khi doa. Vì nguyên

công doa không khắc phục được

hiện tượng lỗ bị đảo hay bị lệch

tâm do các bước hoặc nguyên công

trước để lại.

2.3.2. Kết cấu mũi doa:

Mũi doa gồm có các loại:

- Doa tay (doa nguội), doa máy.

- Mũi doa có chuôi liền và

chuôi rời.

- Mũi doa liền khối và mũi doa

chắp (lắp các lưỡi dao).

Mũi doa chắp có thể điều

chỉnh được kích thước với một giới

hạn nhỏ.

Cấu tạo của mũi doa gồm có

phần làm việc, cổ và chuôi (Hình

4.45). Mũi doa máy có chuôi côn

(theo côn Moóc), còn mũi doa tay có

chuôi trụ, phía cuối chuôi có tiết

diện vuông.

Trên phần làm việc của mũi doa gồm các bộ phận sau: Phần côn dẫn

hướng, phần côn lắp ghép và phần hiệu chỉnh.

Hình 2.14: Mũi doa răng xoắn.

Hình 4.45: Cấu tạo và hình dáng hình học

của mũi doa.

77

- Phần côn dẫn hướng: để cho mũi doa lọt vào lỗ dễ dàng.

- Phần côn lắp ghép: là phần cắt

gọt chính của mũi doa. Các lưỡi cắt

ở phần này được mài sắc, góc 2 =

80 – 12

0 khi gia công gang và 2 =

240 – 30

0 khi gia công thép.

- Phần hiệu chỉnh: là phần trụ

của mũi doa đúng lỗ đồng thời hiệu

chỉnh lỗ. Các lưỡi cắt ở phần này

được mài thành các dải hẹp (đường

me) rộng từ 0,05 – 0,2 mm dọc

theo lưỡi cắt. Để đưa mũi doa ra

khỏi lỗ được dễ dàng trên phần

hiệu chỉnh được mài côn dọc theo

đường me, đường kính giảm dần về

phía phần chuôi mũi doa một khoảng 0,04 – 0,08 mm.

Đường kính của mũi doa được đo trên các đường me của hai rãnh đối diện.

Bước giữa các răng trên mũi doa không đều nhau. Ví dụ: nếu mũi doa có

12 răng thì góc hướng tâm giữa hai răng không phải bằng 300 mà bằng 33

0,

34030’, 37

030’, 39

0. Do các bước răng không đều nhau cho nên khi gia công

đảm bảo lỗ tròn đều (không bị gãy khúc).

2.3.3. Phương pháp gia công lỗ bằng mũi doa:

Khi doa lỗ trên máy tiện, mũi doa cũng được gá tương tự như khi khoan,

khoét trên máy tiện và cũng được thực hiện chạy dao bằng tay và chạy dao tự

động.

Hình 4.47: Chiều dài phần cắt gọt của mũi doa tay, mũi doa máy.

Hình 4.46: Mũi doa máy lỗ trụ và lỗ côn.

78

Chiều sâu cắt khi doa phụ thuộc vào đường kính của lỗ và vật liệu gia

công, thường được chọn trong khoảng 0,08 – 0,2 mm (về một phía). Nếu chọn

lượng dư quá lớn sẽ làm giảm chất lượng bề mặt. Kích thước của mũi doa

chọn phụ thuộc vào kích thước của lỗ gia công được cho trong Bảng 4.6.

Nếu cùng đường kính thì bước tiến khi doa lỗ lớn gấp 2 – 3 lần khi khoan,

còn tốc độ cắt nhỏ hơn 2 -3 lần. Tốc độ cắt v và bước tiến s khi doa lỗ được

chọn phụ thuộc vào vật liệu gia công, vật liệu làm dao được cho trong Bảng

4.9.

Bảng 4.9 : Tốc độ cắt và lượng chạy dao khi doa.

Vật liệu gia công Mũi doa thép gió Mũi doa hợp kim cứng

V (m/ph) s (mm/vg) V (m/ph) s (mm/vg)

Thép có độ bền:

- Tới 500 N/mm2 8 – 10 0,3 – 1,2 12 – 16 0,2 – 0,6

- Tới 1100N/mm2 3 – 5 0,16 – 0,8 8 – 12 0,2 – 0,6

Thép hợp kim có độ bền tới

1200 N/mm2

2 – 3 0,1 – 0,6 5 – 8 0,1 – 0,4

Gang 7 – 9 0,4 – 2,0 12 – 15 0,25 – 1,0

Đồng, hợp kim của đồng 14 – 17 0,4 – 2,0 15 – 20 0,25 – 0,7

Nhôm, hợp kim của nhôm 11 – 14 0,4 – 2,0 12 – 15 0,2 – 0,8

Để tăng độ bóng bề mặt, khắc phục hiện tượng lẹo dao xuất hiện trong quá

trình doa nên chọn tốc độ cắt nhỏ.

Trị số bước tiến không ảnh hưởng đến độ trơn láng của bề mặt gia công mà

nó chỉ phụ thuộc vào hình dáng của lưỡi cắt trên phần hiệu chỉnh.

Trước khi doa cần phải lau sạch phoi và bụi bẩn trên mũi doa và lỗ cần doa

bằng vải sạch.

* Khi doa lỗ bằng mũi doa tay (Hình 4.48a), cần sử dụng tay quay tarô kẹp

chặt mũi doa tại tiết diện vuông ở phần chuôi (cán).

79

Tiếp theo, tay trái đỡ mũi doa và đưa phần côn 450 dẫn hướng cho mũi doa

vào lỗ cần doa, tay phải quay tay quay nòng ụ động để dịch chuyển mũi tâm ở ụ

động tịnh tiến tới định vị vào lỗ tâm ở mũi doa (kết hợp với tay trái đỡ mũi doa),

sau đó quay tay quay tarô để một đầu tay quay tỳ vào ổ dao hoặc tỳ vào bàn dao

ngang.

Mở máy cho phôi quay tròn và quay tay quay ụ động chậm và đều để thực

hiện quá trình doa lỗ (cần phải đảm bảo mũi tâm ở ụ động luôn luôn được định

vị trong lỗ tâm ở mũi doa cho tới khi qu trình doa kết thúc).

Doa lỗ bằng mũi doa máy (Hình 4.48b): gá mũi doa vào lỗ côn ở ụ động

hoặc trong đồ gá chuyên dùng trên ổ dao, đưa mũi doa tới gần mặt đầu của lỗ

cần doa, chọn chế độ cắt theo bảng nếu thực hiện quá trình doa lỗ với chạy

dao tự động. Còn khi doa lỗ chạy bằng tay, chọn tốc độ cắt, sau đó mở máy

cho phôi quay tròn, quay tay quay ụ động (trước đó đã hãm chặt ụ động vào

băng máy) chậm và đều để đảm bảo độ nhẵn bề mặt. Trong quá trình doa cần

phải tưới dung dịch làm mát liên tục.

Hình 4.48: Mũi doa tay (a) và mũi doa máy (b).

Hình 4.49: Mũi doa máy chuôi rời.

Hình 4.50: Mũi doa có răng nghiêng.

80

Sau khi doa hết chiều dài của lỗ cần doa, mũi doa được rút ra khỏi lỗ theo

chiều ngược lại trong khi trục chính của máy mang phôi vẫn quay tròn. Sau đó,

lau sạch phoi trên mũi doa bằng vải sạch và lau sạch phoi trong lỗ gia công và

trên bàn dao bằng chổi mềm.

Khi doa, mũi doa được gá trực tiếp vào lỗ côn ở ụ động, độ không đồng

tâm rất nhỏ giữa phần chuôi và phần làm việc của mũi doa, độ lệch tâm của

tâm ụ động so với tâm máy sẽ gây nên hiện tượng doa với lượng dư không

đồng đều, lỗ gia công sẽ bị loe ở hai đầu. Để đảm bảo độ đồng tâm giữa mũi

doa và tâm máy nhằm tránh hiện tượng lỗ bị loe sau khi doa, có thể lắp mũi

doa vào trục gá tự lựa (mũi doa có thể lắc theo mọi hướng) (Hình 4.51).

Khi doa các lỗ có rãnh dọc trục (rãnh then, …) can chọn mũi doa răng

nghiêng để doa. Nếu doa bằng mũi doa răng thẳng, khi một răng nào đó của

mũi doa nằm trong rãnh của lỗ, răng đó sẽ không tham gia cắt gọt. Trong khi

đó răng đối diện với răng nằm trong rãnh sẽ cắt gọt, dưới tác dụng của lực cắt,

mũi doa bị đẩy về phía răng không tham gia cắt gọt, sẽ làm cho đường kính

của lỗ doa tăng lên.

2.4. Tiện trong.

Tiện lỗ ỉà phương pháp thường đùng để gia công các lỗ có sẵn khi tạo phôi

(lỗ rèn, đúc sẵn), các lỗ phi tiêu chuẩn, lồ lớn, lỗ ngắn. Vì khi gia công những

lổ nhỏ, dài, kích thước dao tiện lỗ bị giới hạn bởi kích thước lỗ gia công nên

độ cứng vững của trục dao thấp.

Tiện lỗ tùy thuộc vào hình dạng và kích thước chi tiết, có thể thực hiện

theo một trong hai cách :

+ Cách thứ nhất là chi tiết quay, dao thực hiện chuyển động tiến dao, cách

này thường dùng trên các máy tiện vạn năng, tiện đứng, tiện rơ-vôn-ve...

+ Cách thứ hai là chi tiết đứng yên, dao quay kết hợp với tiến dao thường

dùng trên các máy doa.

Hình 4.51: Trục gá tự lựa để gá mũi doa.

81

Để nâng cao độ chính xác và chất lượng bề mặt khi tiện lỗ, người ta thường

dùng bạc đẫn hướng dể nâng cao độ cứng vững của trục dao.Trên máy tiện,

bạc dẫn hướng có thể gá dặt trên đồ gá hoặc trên máy và điều chỉnh để đường

tâm trục dao trùng với lâm quay cùa chi tiết.

2.5. Mài lỗ.

Mài lỗ là phương pháp gia công tinh các lỗ có yêu Cầu độ chính xác và độ

nhẵn bóng bề mặt cao. Mài lỗ có thể đạt cáp chính xác 7 - 6, Ra - 3,2 - 0,2 |m.

Chuyển động cắt và bán chất của quá trình mài lỗ tương tự như mài tròn

ngoài nhưng phạm vi sử dụng hạn chế nhiều so với mài tròn ngoài, vì kích

thước của đá mài lỗ bị khống chế bởi kích thước lỗ gia công.

Để đảm báo dộ chính xác, chất lượng bề mặt khi gia công cũng như nâng

cao năng suất, trục đá và đá mài cần chọn đủ lớn để đảm bảo độ cứng vững

khi gia công. Đường kính đá mài thường chọn từ 0,7 - 0,9 đường kính lỗ gia

công.

3. Kiểm tra.

Các lỗ sau khi gia công xong phải tiến hành kiểm tra. Tuỳ theo vị trí của lỗ

trên chi tiết có thể có các yêu cầu kiểm tra khác nhau:

* Dối với các chi tiết dạng bạc: thường phải kiểm tra các yếu tố về kích

thước như đường kính lỗ, chiều dài lỗ bạc, chiều dày thành bạc, độ nhám bề

mặt... các yêu cầu kỹ thuật về vị trí tương quan cần kiểm tra bao gồm độ

không đồng tâm giữa lỗ và đường kính ngoài, độ không vuông góc giữa lỗ và

mặl đầu của bạc...

* Đối với các chi tiết dạng càng: ngoài kiểm tra các kích thước và độ

nhám bề mặt của lỗ còn kiểm tra khỏang cách tâm giữa các lỗ cơ bản, độ

không song song của đường tâm các lỗ, độ không vuông góc giữa mặt đầu và

đường tâm lỗ.

* Đối với các chi tiết dạng hộp: có hệ thống lỗ phức tạp, ngoài kiểm tra

các kích thước và độ nhám bề mặt còn kiểm tra các yêu cầu kỹ thuật về vị trí

tương quan như độ không đồng tâm của các lỗ trên cùng một đường tâm, độ

không song song, độ không vuông góc giữa đường tâm các lỗ trên các đường

82

tâm khác nhau,, giữa đường tâm lỗ so với mặt phẳng đáy. độ không vuông góc

giữa đường tâm lỗ với mặt đầu của lỗ ...

Kích thước và hình dáng hình học của lỗ thường được kiểm tra bằng thước

cặp, panme đo lỗ, đồng hồ đo lỗ, calip nút... tuỳ theo độ chính xác lỗ cần kiểm

tra và điều kiện sản xuất.

Kiểm tra các yếu tố về vị trí tương quan của lỗ so với các bề mặt khác, dối

với các chi tiết dạng bạc có thể gá đặt trục kiểm vào lỗ. Nếu yêu cầu độ chính

xác cao khi kiểm tra, người ta dùng trục kiểm côn có độ côn 1/2000 - 1/5000

gá vào trong lỗ, trục kiểm được chống tâm hai đầu, đồng hồ so đo ớ các vị trí

cần kiểm tra, khi quay trục kiểm có đánh giá độ đồng tâm giữa lỗ với đường

kính ngoài, độ vuông góc giữa lỗ với mặt đầu của bạc.

83

BÀI 9: GIA CÔNG REN

Mục tiêu:

- Nêu lên được yêu cầu kỹ thuật khi gia công ren.

- Trình bày được các phương pháp gia công ren, đặc điểm và phạm vi

sử dụng từng phương pháp.




1.1. Khái niệm.

Gia công ren có nhiều phương pháp khác nhau tùy thuộc vào mục đích sử

dụng và độ chính xác yêu cầu của ren. Trong chế lạo máy, ren được sử dụng

vào các mục đích: để lắp chặt các chi tiết khi lắp ghép, để đảm bao độ kín khít

và để truyền dộng.

1.2. Phân loại.


Những yêu cầu cơ bản khi gia công ren là: độ chính xác bước ren, chiều dày

ren trên đuờng kính trung bình, độ chính xác hình dạng biên dạng ren, độ nhẵn

bóng sườn ren. Riêng đối với ren dùng trong dẫn động như vít me trục chính

còn yêu cầu độ đồng tâm của bề mặt ren so với cổ trục, độ chính xác cổ trục

lắp trong gối đỡ...

Thông thường gia công ren có thể thực hiện bằng các phương pháp như tiện

ren, phay ren, cán ren, mài ren...

2. Các phương pháp gia công mối ghép ren.

2.1. Gia công ren trên máy tiện.

2.1.1. Cấu tạo dao tiện ren.

Trong sản xuất đơn chiếc hoặc loạt nhỏ người ta cần đảm bảo độ đồng tâm

giữa mặt ren với các bề mặt khác của chi tiết người ta thường tiện ren tam

giác bằng dao thép gió hoặc dao hợp kim cứng trên máy tiện.

Tùy theo hình dáng và góc trắc diện của ren mà đầu dao có trắc diện tương

ứng. Góc mũi dao = 600 khi tiện ren tam giác hệ mét, khi tiện ren tam giác

hệ Anh góc = 550. Trong thực tế để tránh rãnh ren bị biến dạng

người ta mài

dao có góc mũi dao nhỏ hơn so với lý thuyết 20 – 30”. Khi tiện thô góc thoát

thường mài khoảng 50 - 10

0, khi tiện tinh góc = 0

0.

84

Muốn prôfin của ren đúng, ngoài việc mài góc mũi dao bằng prôfin của

ren thì mũi dao phải gá đúng tâm máy.

Để tránh làm thay đổi trắc diện của ren, góc thoát của dao tiện ren khi tiện

tinh mài = 00, khi tiện thô = 5-10

0, góc sát = 12 - 15

0, còn khi cắt ren

trong = 180.

Góc sát phụ hai bên = 2 = 3 - 5

0.

Dao tiện ren là một dạng của dao tiện định hình. Thường dùng dao tiện ren

là dao thanh, đầu dao và thân dao làm một loại vật liệu làm dao - thép

gió, dao có hàn gắn hợp kim cứng (hình 6.63), dao có gắn hợp kim cứng

bằng bích - bu lông (hình 6.64), thỉnh thoảng khi gia công ren cần độ chính

xác cao hoặc tiện tinh sử dụng dao thanh đàn hồi (hình 6.65).

Khi cắt ren hàng loạt có thể sử dụng dao lăng trụ (hình 6.66a) hoặc dao

đĩa tròn (hình 6.66b), các loại dao này có thể mài lại nhiều lần không làm thay

đổi trắc diện của dao.

Hình 6.63. Dao tiện ren

a- Sơ đồ tiện ren ngoài. b. Dao tiện ren ngoài có hàn hợp kim

cứng

Hình 6.64. Dao tiện ren có cơ cấu kẹp mẫu hợp kim

1- Thân dao. 2- Miếng đệm. 3- Mẫu hợp kim cứng. 4. Miếng kẹp. 5.

Vít kẹp

85

2.1.2. Yếu tố cắt.

- Vận tốc cắt: v (mm/phút); chọn vận tốc cắt dựa vào vật liệu làm dao, tức

là tuổi thọ của dao (khả năng chịu nhiệt và chống mài mòn của lưỡi dao) và

vật liệu chi tiết gia công.

Ví dụ: Gia công thép bằng dao HSS; v = 20 – 35 mm/ph

Gia công gang bằng dao HSS: v = 10 – 15 mm/ph;

Gia công thép bằng dao HKC: v = 100 – 150 mm/ph.

Khi tiện tinh ren ngoài, vận tốc cắt tăng từ 1,5 – 2 lần.

- Lượng chạy dao: s (mm/vòng); khi tiện ren bước tiến của chuyển động

chạy dao được chọn bằng với bước ren cần cắt. Căn cứ vào loại ren và bước

ren cần cắt, dựa vào các bảng ren được gắn trên ụ trục chính của máy, từ bước

ren cần cắt chọn vị trí các tay gạt. Điều chỉnh các tay gạt ở hộp chạy dao

tương ứng với các vị trí đã chọn để được bước ren cần cắt.

- Chiều sâu cắt: t (mm); xác định theo số lát cắt. Chiều sâu cắt khi tiện ren

phụ thuộc vào phương pháp tiến dao, tính chất gia công (tiện thô, tiện tinh) và

vật liệu gia công. Chiều sâu cắt cho mỗi lát cắt chọn trong khoảng 0,05 – 0,3

mm, giá trị lớn cho tiện thô còn giá trị nhỏ dùng cho tiện tinh.

2.1.3. Phương pháp tiện ren chẵn và ren lẻ

a. Khái niệm

* Ren chẳn (ren hợp)

Ren thực hiện là ren chẳn khi bước ren của vít me chia hết cho bước ren

thực hiện là một số nguyên lần

Ví dụ 1: Bước ren trục vít me Pm = 12 mm có các bước xoắn cần tiện là

ren chẳn: Pn = 1; Pn = 1,5 mm; Pn = 2 mm; Pn = 3 mm; Pn = 4 mm; Pn = 6

mm.

Hình 6.65. Dao tiện ren đàn hồi

Hình 6.66. Dao tiện ren

a.dao lăng trụ. b. dao đĩa tròn

86

Ví dụ 2: Pm = 6 mm có các bước xoắn chẳn Pn = 1 mm; Pn = 1,5 mm; Pn

= 2mm; Pn = 3 mm; Pn = 6 mm.

Ví dụ 3: có các bước xoắn chẳn:

* Ren lẻ (ren không hợp):

Ren thực hiện là ren lẻ khi bước ren của vít me chia cho bước ren thực

hiện không phải là một số nguyên lần chẳn.

Ví dụ : Pm = 12 mm có bước xoắn lẻ Pn = 1,25 mm

Pm = 6 mm có bước xoắn lẻ Pn = 1,75 mm; Pn = 4 mm;

Pn = 8 mm v.v...

b. Phương pháp tiện

* Phương pháp tiện ren chẳn:

Trước khi tiện đưa dao về cách mặt đầu của phôi một khoảng 2 - 3 bước

ren, khởi động trục chính quay, tiến dao ngang một khoảng bằng chiều sâu cắt

(lát cắt) đã được xác định rồi đóng đai ốc hai nữa để tiện ren. Khi dao cắt

đúng chiều dài ren quay nhanh tay quay bàn trượt ngang ngược chiều kim

đồng hồ để đưa dao ra khỏi mặt ren, gạt tay gạt mở đai ốc của trục vít me và

đưa xe dao về vị trí ban đầu bằng tay quay xe dao hoặc dùng nút bấm điều

khiển chạy bàn nhanh. Điều chỉnh chiều sâu cắt, đóng đai ốc vít me và cứ như

thế tiện ren cho đến khi đúng kích thước. Trong cả quá trình tiện ren không

cần dừng trục chính.

Tiện ren bằng phương pháp này có thể đóng, mở đai ốc hai nữa ở bất kỳ vị

trí nào trên băng máy nhưng dao vẫn cắt đúng đường xoắn cũ.

Khi tiện ren có chiều dài ren ngắn có thể dùng phương áp phản hồi mau.

* Phương pháp tiện ren lẻ:

- Cách tiện ren lẻ bằng phương pháp phản hồi mau:

Phương pháp này dể thực hiện nhưng khi tiện những đoạn ren dài thời

gian chờ đợi để chạy dao không tải về vị trí khởi đầu mất nhiều thời gian dẩn

đến năng suất thấp.

Thứ tự thực hiện:

Đưa dao về vị trí giữa khoảng chiều dài ren cần cắt.

87

Đặt dao cách xa mặt ngoài một khoảng, điều chỉnh tốc độ quay của trục

chính và bước ren cần cắt.

Chạy thử trục chính để kiểm tra tốc độ trục chính và đóng đai ốc trục vít

me cho dao cắt một đường mờ để kiểm tra bước ren.

Đưa dao về phía cuối cách mặt đầu và mặt ngoài phôi một khoảng ít nhất

bằng bước ren cần cắt, điều chỉnh chiều sâu cắt, một tay giữ tay quay bàn

trượt ngang, một tay giữ tay gạt khởi động, hãm và đảo chiều trục chính.

- Cách tiện ren lẻ bằng đồng hồ chỉ đầu ren

Hầu hết các máy tiện đều có đồng hồ chỉ đầu ren lắp bên hông xe dao để

chỉ thời điểm đai ốc hai nữa ăn khớp với trục vít me như hình 6.67.

Bánh răng Z của đồng hồ ăn khớp với ren của trục vít me F. Khi trục vít

me F quay thì bánh răng Z quay, làm cho trục C có lắp mặt đồng hồ Vquay.

Trên mặt đồng hồ V có khắc vạch nhằm nêu ra thời điểm cần đóng đai ốc hai

nữa ăn khớp với trục vít me để dao cắt chạy đúng rãnh cắt trước đó.

- Khi tiện ren chẳn sử dụng vạch bất kỳ

- Khi tiện ren lẻ phải sử dụng cách vạch: 1,3,5,7,9,11 hoặc 2,4,6,8,10,12.

2.1.4. Phương pháp tiện ren trái

Quy trình tiện ren trái giống như khi tiện ren phải chỉ khác là đảo chiều

quay của trục vít me ngược chiều với chiều tiện ren phải, tiện rãnh vào dao

đầu bên trái của ren cần tiện. Trục chính quay thuận chiều (ngược chiều kim

đồng hồ), dao tiện ren gá ngữa bình thường, dao di chuyển ụ trước về phía ụ

sau.

2.2. Gia công ren bằng bàn ren, tarô.

2.2.1 Cấu tạo dụng cụ cắt:

Hình 6.67. Đồng hồ chỉ đầu ren

A- Bản lề. O- Chốt bản lề. B- Thân trục đồng hồ.

C- Trục đồng hồ. Z- Bánh răng.

F- Trục vít me. V- Mặt đồng hồ.

88

a. Bàn ren:

Bàn ren dùng để cắt ren tam giác có bước S 2 mm hay dùng để điều

chỉnh lại ren có bước tiến lớn sau khi đã tiện thô.

Bàn ren có cấu tạo như một đai ốc. Trên mặt bàn ren có khoan từ 3 6

lỗ (phụ thuộc vào kích thước bán ren), giao tuyến giữ các lỗ này và mặt ren

tạo thành các lưỡi cắt hình lược. Lưỡi cắt hình lược được vát 2 đầu tạo thành

phần côn lắp ghép nên ngay từ đầu bán ren có thể cắt gọt dễ dàng.

Bàn ren được sử dụng 2 mặt và có thể điều chỉnh đường kính trung

bình bằng vít điều chỉnh trên tay quay bán ren.

Trên mặt đầu bàn ren có ghi các kích thước ren và vật liệu chế tạo.

b. Taro:

Tarô dùng để gia công ren trong có đường kính 30 mm. Tarô có cấu tạo

như cây vít trên thân có các rãnh dọc (3 hoặc 4 rãnh) hợp với mặt ren thành

các lưỡi cắt hình lược và để thoát phoi.

Hình 6.68.

89

Phần còn dẫn hướng cío rãnh với chiều cao tăng dần nên khi cắt mỗi răng

sẽ cắt một lượng dư nhỏ đến khi ta rô tiến hết phần côn dẫn hướng, trắc diện

ren mới hình thành đầu đủ. Mặt sát ở phần này được mài hớt lưng tạo thành

góc sát .

Trên phần hiệu chỉnh thì không mài góc sát phần này hiệu chỉnh đúng

trắc diện ren và nâng cao độ bóng bề mặt.

Một bộ ta rô gồm 2 hoặc 3 cây trong đó phân bố lượng dư cắt gọt cho

từng chiếc khác nhau. Trên thân ta rô có qui định kỳ hiệu vật liệu, loại ren và

để phân biệt thứ tự từng cây trong một bộ người ta còn đánh số hay khắc một

số vạch hay một số vòng ở cán ta rô.

2.2.2. Phương pháp cắt ren bằng bàn ren – taro:

Khi cắt ren bằng bàn ren hay ta rô ta phải tăng hay giảm đường kính chi

tiết 1 khoảng bằng 0,15 Sct để bù lại sự giãn nở kim loại khi cắt phải vát côn

đầu chi tiết để cắt gọt dễ dàng.

Khi cắt ren, ta ép bán ren hay ta rô vào đầu chi tiết, sau khi cắt được 2

3 vòng ren thì dụng cụ cắt sẽ tiến vào chi tiết. Một đầu của tay quay sẽ tỳ

vào xa dao và phải giữ cho tâm chi tiết không lệch với tâm dụng cụ cắt.

Hình 6.69.

90

Tốc độ cắt V = 2 4 m/p khi cắt ren của gang, thép còn đối với kim

loại màu V =10 m/p.Trong quá trình cắt gọt dùng dung dịch tưới trơn (dầu

khoáng. .) đối với thép. Đối với gang ta phải dùng dầu lửa.

2.3. Gia công ren bằng đầu cắt ren.

Thường dùng trong sán xuất hàng loạt, gia công bằng đầu cắt ren có thể

dùng tốc độ cắt tương đối lớn 15 - 20 m/ph và cho năng suất cao hơn hẳn các

phương pháp trước. Các lưỡi cắt có thể lắp tiếp tuyến và hướng kính so với chi

tiết gia công.

Loại đầu cắt ren có các dao lắp tiếp tuyến thường hay được dùng vì thời

gian sử dụng dài hơn, nhờ có thể mài sắc dao nhiều lần.

2.4. Tiện cao tốc.

Để tiện ren cao tốc, người ta dùng một đầu cắt ren đặc biệt lắp trên các

máy tiện vạn năng hoặc máy chuyên dùng. Nguyên lý cắt ren ngoài và ren

trong hình:

Khi chi tiết quay, đầu dao ngoài chuyển động quay sinh ra vận tốc cắt,

đồng thời còn có chuyển động tiến dao dọc nhờ một vit me truyền động

Đầu tiện ren cao tốc thường được lắp từ 4 – 6 daovaf được lắp lệch tâm so

với tâm chi tiết,. Khi quay, mỗi lưỡi dao hớt đi một lượng dư hình vòng cung,

chiều sâu không quá 0.1 – 0.15 mm. Đầu ren cao tốc có thể dùng vận tốc cắt

lớn vì các dao cắt không liên tục nên thoát phoi và thoát nhiệt tốt. Nếu dùng

dao thép gió v= 80 – 100 mm/phut, còn dùng dao mảnh hợp kim cứng vận tốc

có thể tới 300mm/ph vì vậy năng suất khi cắt ren rất cao.

91

2.5. Phay ren.

Phay ren là phương pháp gia công ren trong và ren ngoài đạt độ chính xác và

năng suất cao. Phay ren dùng gia-công ren trong sán xuất hàng lọat trên máy

phay ren chuyên dùng.

2.6. Cán ren.

Cán ren là phương pháp gia công ren bằng biến dạng dẻo kim loại, nhờ đó ren

có thể đạt cơ tính tốt, tuổi bền của ren cao

2.7. Mài ren.

Mài ren dùng để gia công tinh ren có yêu cầu độ chính xác cao và gia công bệ

mặt ren đã qua nhiệt luyện.

Ren có bước p >2mm thường được gia công tạo hình ren trựớc khi nhiệt luyện,

để lại lượng dư cho mài ren lừ 0,l-0,3mm tùy theo bước ren, còn ren có bước p

< 2mm thường mài ren trực tiếp iron trục trơn sẽ có hiệu quá kinh tế cao hơn.

Về bản chất công nghệ, phương pháp mài ren tương tự như phương pháp mài

nói chung. Đá mài ren có thể là đá mài đơn định hình hoặc dạng rămg lược

92

3. Kiểm tra.

Thông thường ren được xác định bởi 5 thông số cơ bản sau:

+ Đường kính ngoài d ;

+ Đường kính trong d1 ;

+ Đường kính trung bình d2 ;

+ Bước ren S ;

+ Góc nửa prôfin ren 1| và. 2

Trong các thông số đó, dường kính trung bình, góc nửa profin và bước ren là

quan trọng hơn cả.

Để đo đường kính trung bình của ren có thể áp dụng phương pláp quang học

hoặc phương pháp cơ khí. Một trong những phương pháp cơ khí thông dụng

nhất để đo đường kính trung bình của ren là phương pháp đo dùng 3 que đo

ren. Các que đo ren được chế tạo theo từng bộ, gồm 3 chiếc có đường kính

tương ứng với các bước ren tiêu chuẩn trong và ngoài với sai lệch kích thuớc

đường kính và hình dáng hình học không quá ± 0,5m. Khi đo, hai que đo

được đặt ở hai rãnh ren kế tiếp nhau, một que đo được đặt ở rãnh ren đối diện.

Việc đo đường kính trung bình của ren trở thành phép đo gián tiếp qua kích

thước M bằng những dụng cụ đo chiều dài thích hợp tuỳ theo độ chính xác yêu

cầu.

93

Bài 10: GIA CÔNG THEN VÀ THEN HOA

Mục tiêu:

- Nêu lên được yêu cầu kỹ thuật khi gia công then và then hoa.

- Trình bày được các phương pháp gia công then và then hoc, đặc điểm và

phạm vi sử dụng từng phương pháp.




1.1. Khái niệm.

1.2. Phân loại.


2. Phương pháp gia công.

2.1. Phương pháp gia công then bằng.

2.1.1. Phay rãnh then trên máy phay chuyên dùng.

2.1.2. Phay rãnh then bằng máy phay vạn năng.

2.2. Phay rãnh then bán nguyệt.

2.3. Gia công mối ghép then hoa.

2.3.1. Phương pháp định tâm mối ghép then hoa.

2.3.2. Đường lối công nghệ gia công mối ghép then hoa.

2.3.3. Các phương pháp gia công trục then hoa.

3. Kiểm tra.

94

Bài 11: GIA CÔNG MẶT ĐỊNH HÌNH

Mục tiêu:

- Trình bày được loại mặt định hình.

- Mô tả được các nguyên lý chuyển động tạo hình và phương pháp gia công.



1. Khái niệm.

Bề mặt định hình có thể gia công bằng dao định hình, bằng dao thông

thường trên các đồ gá chép hình và trẻn các máy chuyên dừng.


2.1. Tiện.

Tiện côn:

ngoài việc dùng dao định hình, khi tiện côn có thể dùng các phương pháp sau:

Tiên côn bằng cách dịch chuyển ụ dộng theo phương ngang

Tiện côn bằng cách xoay bàn dao trên, khi đó nới lỏng bàn dao trên và

xoay đi góc côn lương ứng, sau đó kẹp chặt

Tiện côn dùng đồ gá chép hình

Tiện mặt định hình:

Dùng cơ cấu chép hình khi thay dưỡng khác nhau có thể gia công đuợc các

mặt định hình tròn xoay khác. Dùng đồ gá chép hình còn có thể gia công các

bể mặt cầu, cam đĩa

95

2.2. Phay.

Phay mặt định hình theo dưỡng chép hình trên đồ gá có thể dùng dao phay

thông thường.

Độ chính xác của mặt định hình được gia công phụ thuộc vào độ chính xác

của mẫu. dưỡng, vào chuyển động của máy và các cơ cấu phụ khác. Thông

thường để giảm bớt sai số gia cống, dưỡng, mẫu được làm lớn hơn so với bề

mặt cần gia công.

3. Kiểm tra

96

Bài 12: GIA CÔNG BÁNH RĂNG

Mục tiêu:

- Trình bày được yêu cầu kỹ thuật của bánh răng.

- Nêu lên được các phương pháp gia công bánh răng, ưu khuyết và phạm vi

sử dụng của từng phương pháp.




1.1. Khái niệm.

Bánh răng nói chung là những chi tiết dùng để truyền lực và truyền chuyển

động giữa các trục, cơ cấu trong các máy khác nhau.

1.2. Phân loại.

Theo dạng truyền động, các chi tiết dạng bánh răng có thể chia thành các loại:

+ Bánh ràng hình trụ dùng để truyền động giữa các trục song song, gồm: bánh

răng trụ, răng thẳng và răng nghiêng.

+ Bánh răng côn dùng để truyền động giữa hai trục không song song, thường

là hai trục vuông góc nhau, bao gồm bánh răng côn răng thẳng, răng nghiêng

và răng xoắn.

+ Bánh vít ăn khớp với trục vít dùng để truyền động giữa hai trục vuông góc

có tỷ số truyền lớn.

+ Thanh răng ăn khớp với bánh răng là chi tiết dùng để truyền từ chuyển động

quay sang chuyển đông tịnh tiến hoặc ngược lại.

Dựa theo kiểu ăn khớp có các loại bánh răng ãn khớp trong và ăn khớp ngoài.

Dựa theo hình dạng kích thuốc có các loại bánh răng liền trục, bánh răng có lỗ

với các kích thước lớn, trung bình và nhỏ.


Về độ chính xác, tuỳ theo công dụng mà bánh răng có độ chính xác khác nhau.

Theo tiêu chuẩn Nhà nước (TCVN), bánh răng được chia thành 12 cấp chính

xác, từ cấp 1 (cấp cao nhất) đến cấp 12 (cấp thấp nhất). Trong ngành chế tạo

máy đùng nhiều bánh răng từ cấp 1 đến cấp 4 và cấp 5.

Trong TCVN cũng đưa ra các chỉ tiêu đánh giá độ chính xác của bánh răng,

bao gồm:

97

+ Độ chính xác động học: đánh giá sai lệch về góc quay truyền động xuất hiện

trong một vòng quay được đánh giá qua sai số bước vòng và sai lệch khoảng

pháp tuyến chung.

+ Độ ổn định khi làm việc: đánh giá mức độ êm khi làm việc do sự thay đổi

tốc độ quay qua sai lệch bước cơ sở.

+ Độ chính xác tiếp xúc: đánh giá mức độ, diện tiếp xúc của hai mặt răng ãn

khớp qua vết tiếp xúc của biên dạng răng.

+ Độ chính xác khe hở cạnh răng: đánh giá mức hở giữa hai biỗn dạng răng ờ

phía không làm việc để tránh hiện tượng kẹt răng và độ chính xác truyén động

khi đảo chiều quay.


2.1. Các phương pháp gia công bánh răng trụ.

Gia công răng theo phương pháp định hình

Phay định hình: Theo phương pháp này chi tiết thường được gá trên đầu

chia độ vạn năng , dùng dao phay đĩa môđun trên máy phay nằm ngang

để cắt từng rãnh răng, sau đó dùng cơ cấu phân độ để quay chi tiết đi

một góc 3600/z (Z: số răng của bánh răng cần gia công), để phay rãnh

tiếp theo cho đến khi gia công xong các rãnh răng.

Chuốt định hình: là phương pháp gia công răng cho năng suất và độ

chính xác cao, thường được sử dụng trong sản xuất hàng loạt lớn và

hàng khối. Dao chuốt được chế tạo có biên dạng như biên dạng của rãnh

răng. Có thể chuốt một hoặc nhiểu rãnh răng cùng một lúc, tuy nhiên

chuốt toàn bộ các rãnh của bánh răng thường ít dùng vì kết cấu dao

phức tạp, lực cắt khi chuốt rất lớn đo các lưỡi cắt cùa dao có lượng nâng

sd và cùng tham gia vào cắt.

Sau mỗi hành trình cùa đao chuốt, bánh răng được quay đi một góc nhờ cơ cấu

phân độ để gia công cung răng tiếp theo.

98

Gia công răng theo phương pháp bao hình

Gia công răng theo phương pháp bao hình được tiến hành theo nguyên lý ăn

khớp của hai bánh răng hoặc một bánh răng và một thanh rãng, trong đó một

là dụng cụ cắt còn một là chi tiết gia công.

Các phương pháp gia công răng theo nguyên lý bao hình gồm:

Phay lăn răng

Xọc răng

2.2. Gia công bánh răng côn.

Răng của bánh răng côn được gia công bằng phương pháp bào, phay hoặc

chuốt... Gia công răng côn có thể thực hiện theo phương pháp định hình và

phương pháp bao hình.

Phương pháp định hình:

Gia công theo phương pháp định hình có thể dùng phay bàng dao phay dĩa

môđun trên máy phay vạn năng có đầu chia độ và phay lừng rãnh răng. Bánh

răng được gá lên ụ chia độ và nghiêng đi một góc sao cho phù hợp với góc côn

chản răng

Phương pháp bao hình:

Cơ sở của nguyên lý cắt răng côn theo phương pháp bao hình là dựa vào sự ăn

khớp giữa bánh răng cón cần gia công với bánh răng côn dẹt sinh ảo mà mặt

lăn của nó là mặt phẳng và biên dạng răng là dường thẳng. Nhờ đó có thể

dùng lưỡi cắt có dạng cạnh răng, đóng vai trò như mặt răng của bánh dẹt sinh,

do vậy lưỡi cắt thẳng dễ chế tạo. Khi gia công dụng cụ là một hoặc hai dao

thực hiện chuyển động đi lại để cắt răng, còn dầu dao nơi gá đụng cụ Ihực

hiện chuyển động ãn khớp với bánh răng côn cần gia công. Hiên tại có một sô'

phương pháp gia công theo nguyên lý nêu trên

2.3. Cắt răng bánh vít.

Ngoài gia công bánh ràng, trên máy phay lăn răng chuyên dùng còn dùng dao

phay lăn dạng trục vít để gia công được bánh vít theo hai phương pháp: tiến

dao hướng kính và tiến dao tiếp tuyến.

Phương pháp tiến dao hướng kính. Ngoài chuyển động quay ăn khớp

theo xích bao hình giữa dao và chi tiết, còn có chuyển động tiến dao

hướng kính của bánh vít về phía dao

Phương pháp tiến dao hướng tiếp tuyến: dao phay ngoài chuyển động

quay còn có chuyển động tiến dao tiếp tuyến với bánh vít, vì thế bàn

máy .cần phải thực hiện thêm chuyển động quay nhờ bộ truyền vi sai để

bù lượng dịch chuyển tiếp tuyến, bảo đảm nguyên lý ăn khớp giữa dao

và chi tiết.

99

3. Kiểm tra.

Khi kiểm tra bánh răng cần căn cứ vào yêu cầu sử dụng và điểu kiện kỹ

thuật của bánh răng để tiến hành kiểm tra. Kiểm tra bánh răng có thể căn cứ

vào các chỉ tiêu về độ chính xác truyền động theo tiêu chuẩn như sau:

Kiểm tra độ chính xác động học dùng khi bánh răng có yêu cầu truyền

động chính xác như bánh răng trong máy đo, máy gia công chính xác, đầu

quang học. Kiểm tra độ chính xác động học bao gồm:

+ Kiểm tra sai số động học hay kiểm tra tổng hợp bánh răng ăn khớp

một bên nghĩa là đo sai số góc quay lớn nhất khi chi tiết quay một vòng.

+ Kiểm tra sai số tích luỹ bước răng.

+ Kiểm tra độ đảo hướng kính.

+ Kiểm tra sai lệch chiều dài khoang pháp tuyến chung.

+ Kiểm tra sai lệch khoảng cách tâm.

Kiểm tra độ ổn định khi làm việc dùng khi bánh răng làm việc ở tóc độ

cao, bao gồm:

+ Kiểm tra sai số biến dạng răng.

+ Kiểm tra sai số bứớc vòng.

+ Kiểm tra sai lệch bước cơ sở.

Kiểm tra độ chính xác tiếp xúc dùng khi bánh răng làm việc với tài

trọng lớn, bao gồm:

+ Xác định vết tiếp xúc.

+ Đo sai số hướng răng

100

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Phí Trọng Hảo, Nguyễn Thanh Mai – Giáo trình công nghệ chế tạo máy –

NXB Giáo dục, 2004

[2] Nguyễn Ngọc Đào, Hồ Viết Bình, Nguyễn Minh Thanh – Cơ sở công nghệ

chế tạo máy – ebook Đại học Sư phạm kỹ thuật TP. HCM, 2004

CHƯƠNG TRÌNH MÔ ĐUN ĐÀO TẠO

Documents

Transcript of CHƯƠNG TRÌNH MÔ ĐUN ĐÀO TẠO