Giáo trình Công nghệ chế tạo máy I - Lưu Đức Bình

§¹i häc §µ n½ng<br /> tr−êng ®¹i häc b¸ch khoa<br /> <br /> C«ng nghÖ chÕ t¹o m¸y I<br /> <br /> §µ N·ng 12-2005<br /> <br /> Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ chÕ t¹o m¸y<br /> <br /> L−u ®øc b×nh<br /> <br /> Ch−¬ng 1<br /> <br /> c¸c kh¸i niÖm c¬ b¶n<br /> 1.1- Më ®Çu<br /> Ngµnh ChÕ t¹o m¸y ®ãng vai trß quan träng trong viÖc s¶n xuÊt ra c¸c thiÕt bÞ,<br /> c«ng cô cho mäi ngµnh trong nÒn kinh tÕ quèc d©n, t¹o tiÒn ®Ò cÇn thiÕt ®Ó c¸c ngµnh<br /> nµy ph¸t triÓn m¹nh h¬n. V× vËy, viÖc ph¸t triÓn KH - KT trong lÜnh vùc C«ng nghÖ<br /> chÕ t¹o m¸y cã ý nghÜa hµng ®Çu nh»m thiÕt kÕ, hoµn thiÖn vµ vËn dông c¸c ph−¬ng<br /> ph¸p chÕ t¹o, tæ chøc vµ ®iÒu khiÓn qu¸ tr×nh s¶n xuÊt ®¹t hiÖu qu¶ kinh tÕ cao nhÊt.<br /> C«ng nghÖ chÕ t¹o m¸y lµ mét lÜnh vùc khoa häc kü thuËt cã nhiÖm vô nghiªn<br /> cøu, thiÕt kÕ vµ tæ chøc thùc hiÖn qu¸ tr×nh chÕ t¹o s¶n phÈm c¬ khÝ ®¹t c¸c chØ tiªu<br /> kinh tÕ kü thuËt nhÊt ®Þnh trong ®iÒu kiÖn quy m« s¶n xuÊt cô thÓ.<br /> Mét mÆt C«ng nghÖ chÕ t¹o m¸y lµ lý thuyÕt phôc vô cho c«ng viÖc chuÈn bÞ<br /> s¶n xuÊt vµ tæ chøc s¶n xuÊt cã hiÖu qu¶ nhÊt. MÆt kh¸c, nã lµ m«n häc nghiªn cøu<br /> c¸c qu¸ tr×nh h×nh thµnh c¸c bÒ mÆt chi tiÕt vµ l¾p r¸p chóng thµnh s¶n phÈm.<br /> C«ng nghÖ chÕ t¹o m¸y lµ mét m«n häc liªn hÖ chÆt chÏ gi÷a lý thuyÕt vµ thùc<br /> tiÔn s¶n xuÊt. Nã ®−îc tæng kÕt tõ thùc tÕ s¶n xuÊt tr¶i qua nhiÒu lÇn kiÓm nghiÖm ®Ó<br /> kh«ng ngõng n©ng cao tr×nh ®é kü thuËt, råi ®−îc ®em øng dông vµo s¶n xuÊt ®Ó gi¶i<br /> quyÕt nh÷ng vÊn ®Ò thùc tÕ phøc t¹p h¬n, khã kh¨n h¬n. V× thÕ, ph−¬ng ph¸p nghiªn<br /> cøu C«ng nghÖ chÕ t¹o m¸y ph¶i lu«n liªn hÖ chÆt chÏ víi ®iÒu kiÖn s¶n xuÊt thùc tÕ.<br /> Ngµy nay, khuynh h−íng tÊt yÕu cña ChÕ t¹o m¸y lµ tù ®éng hãa vµ ®iÒu khiÓn<br /> qu¸ tr×nh th«ng qua viÖc ®iÖn tö hãa vµ sö dông m¸y tÝnh tõ kh©u chuÈn bÞ s¶n xuÊt<br /> tíi khi s¶n phÈm ra x−ëng.<br /> §èi t−îng nghiªn cøu cña C«ng nghÖ chÕ t¹o m¸y lµ chi tiÕt gia c«ng khi nh×n<br /> theo khÝa c¹nh h×nh thµnh c¸c bÒ mÆt cña chóng vµ quan hÖ l¾p ghÐp chóng l¹i thµnh<br /> s¶n phÈm hoµn chØnh.<br /> §Ó lµm c«ng nghÖ ®−îc tèt cÇn cã sù hiÓu biÕt s©u réng vÒ c¸c m«n khoa häc<br /> c¬ së nh−: Søc bÒn vËt liÖu, Nguyªn lý m¸y, Chi tiÕt m¸y, M¸y c«ng cô, Nguyªn lý<br /> c¾t, Dông cô c¾t v.v... C¸c m«n häc TÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ ®å g¸, ThiÕt kÕ nhµ m¸y c¬<br /> khÝ, Tù ®éng hãa qu¸ tr×nh c«ng nghÖ sÏ hç trî tèt cho m«n häc C«ng nghÖ chÕ t¹o<br /> m¸y vµ lµ nh÷ng vÊn ®Ò cã quan hÖ kh¨ng khÝt víi m«n häc nµy.<br /> M«n häc C«ng nghÖ chÕ t¹o m¸y kh«ng nh÷ng gióp cho ng−êi häc n¾m v÷ng<br /> c¸c ph−¬ng ph¸p gia c«ng c¸c chi tiÕt cã h×nh d¸ng, ®é chÝnh x¸c, vËt liÖu kh¸c nhau<br /> vµ c«ng nghÖ l¾p r¸p chóng thµnh s¶n phÈm, mµ cßn gióp cho ng−êi häc kh¶ n¨ng<br /> ph©n tÝch so s¸nh −u, khuyÕt ®iÓm cña tõng ph−¬ng ph¸p ®Ó chän ra ph−¬ng ph¸p gia<br /> c«ng thÝch hîp nhÊt, biÕt chän qu¸ tr×nh c«ng nghÖ hoµn thiÖn nhÊt, vËn dông ®−îc kü<br /> thuËt míi vµ nh÷ng biÖn ph¸p tæ chøc s¶n xuÊt tèi −u ®Ó n©ng cao n¨ng suÊt lao ®éng.<br /> Môc ®Ých cuèi cïng cña C«ng nghÖ chÕ t¹o m¸y lµ nh»m ®¹t ®−îc: chÊt<br /> l−îng s¶n phÈm, n¨ng suÊt lao ®éng vµ hiÖu qu¶ kinh tÕ cao.<br /> Khoa C¬ khÝ - Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa<br /> <br /> 1<br /> <br /> Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ chÕ t¹o m¸y<br /> <br /> L−u ®øc b×nh<br /> <br /> 1.2- qu¸ tr×nh s¶n xuÊt vµ qu¸ tr×nh c«ng nghÖ<br /> 1.2.1- Qu¸ tr×nh s¶n xuÊt<br /> <br /> Nãi mét c¸ch tæng qu¸t, qu¸ tr×nh s¶n xuÊt lµ qu¸ tr×nh con ng−êi t¸c ®éng vµo<br /> tµi nguyªn thiªn nhiªn ®Ó biÕn nã thµnh s¶n phÈm phôc vô cho lîi Ých cña con ng−êi.<br /> §Þnh nghÜa nµy rÊt réng, cã thÓ bao gåm nhiÒu giai ®o¹n. VÝ dô, ®Ó cã mét s¶n<br /> phÈm c¬ khÝ th× ph¶i qua c¸c giai ®o¹n: Khai th¸c quÆng, luyÖn kim, gia c«ng c¬ khÝ,<br /> gia c«ng nhiÖt, l¾p r¸p v.v...<br /> NÕu nãi hÑp h¬n trong mét nhµ m¸y c¬ khÝ, qu¸ tr×nh s¶n xuÊt lµ qu¸ tr×nh tæng<br /> hîp c¸c ho¹t ®éng cã Ých ®Ó biÕn nguyªn liÖu vµ b¸n thµnh phÈm thµnh s¶n phÈm cã<br /> gi¸ trÞ sö dông nhÊt ®Þnh, bao gåm c¸c qu¸ tr×nh chÝnh nh−: ChÕ t¹o ph«i, gia c«ng c¾t<br /> gät, gia c«ng nhiÖt, kiÓm tra, l¾p r¸p vµ c¸c qu¸ tr×nh phô nh−: vËn chuyÓn, chÕ t¹o<br /> dông cô, söa ch÷a m¸y, b¶o qu¶n trong kho, ch¹y thö, ®iÒu chØnh, s¬n lãt, bao b×,<br /> ®ãng gãi v.v... TÊt c¶ c¸c qu¸ tr×nh trªn ®−îc tæ chøc thùc hiÖn mét c¸ch ®ång bé nhÞp<br /> nhµng ®Ó cho qu¸ tr×nh s¶n xuÊt ®−îc liªn tôc.<br /> Sù ¶nh h−ëng cña c¸c qu¸ tr×nh nªu trªn ®Õn n¨ng suÊt, chÊt l−îng cña qu¸ tr×nh<br /> s¶n xuÊt cã møc ®é kh¸c nhau. ¶nh h−ëng nhiÒu nhÊt ®Õn chÊt l−îng, n¨ng suÊt cña<br /> qu¸ tr×nh s¶n xuÊt lµ nh÷ng qu¸ tr×nh cã t¸c ®éng lµm thay ®æi vÒ tr¹ng th¸i, tÝnh chÊt<br /> cña ®èi t−îng s¶n xuÊt, ®ã chÝnh lµ c¸c qu¸ tr×nh c«ng nghÖ.<br /> 1.2.2- Qu¸ tr×nh c«ng nghÖ<br /> <br /> Qu¸ tr×nh c«ng nghÖ lµ mét phÇn cña qu¸ tr×nh s¶n xuÊt, trùc tiÕp lµm thay ®æi<br /> tr¹ng th¸i vµ tÝnh chÊt cña ®èi t−îng s¶n xuÊt.<br /> §èi víi s¶n xuÊt c¬ khÝ, sù thay ®æi tr¹ng th¸i vµ tÝnh chÊt bao gåm:<br /> - Thay ®æi tr¹ng th¸i h×nh häc (kÝch th−íc, h×nh d¸ng, vÞ trÝ t−¬ng quan<br /> gi÷a c¸c bé phËn cña chi tiÕt...)<br /> - Thay ®æi tÝnh chÊt (tÝnh chÊt c¬ lý nh− ®é cøng, ®é bÒn, øng suÊt d−...)<br /> * Qu¸ tr×nh c«ng nghÖ bao gåm:<br /> - Qu¸ tr×nh c«ng nghÖ t¹o ph«i: h×nh thµnh kÝch th−íc cña ph«i tõ vËt liÖu<br /> b»ng c¸c ph−¬ng ph¸p nh− ®óc, hµn, gia c«ng ¸p lùc ...<br /> - Qu¸ tr×nh c«ng nghÖ gia c«ng c¬: lµm thay ®æi tr¹ng th¸i h×nh häc vµ c¬<br /> lý tÝnh líp bÒ mÆt.<br /> - Qu¸ tr×nh c«ng nghÖ nhiÖt luyÖn: lµm thay ®æi tÝnh chÊt c¬ lý cña vËt<br /> liÖu chi tiÕt cô thÓ t¨ng ®é cøng, ®é bÒn.<br /> - Qu¸ tr×nh c«ng nghÖ l¾p r¸p: t¹o ra mét vÞ trÝ t−¬ng quan x¸c ®Þnh gi÷a<br /> c¸c chi tiÕt th«ng qua c¸c mèi l¾p ghÐp gi÷a chóng ®Ó t¹o thµnh s¶n phÈm hoµn thiÖn.<br /> Qu¸ tr×nh c«ng nghÖ cho mét ®èi t−îng s¶n xuÊt (chi tiÕt) ph¶i ®−îc x¸c ®Þnh<br /> phï hîp víi c¸c yªu cÇu vÒ chÊt l−îng vµ n¨ng suÊt cña ®èi t−îng. X¸c ®Þnh qu¸<br /> tr×nh c«ng nghÖ hîp lý råi ghi thµnh v¨n kiÖn c«ng nghÖ th× c¸c v¨n kiÖn c«ng<br /> nghÖ ®ã gäi lµ quy tr×nh c«ng nghÖ.<br /> Khoa C¬ khÝ - Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa<br /> <br /> 2<br /> <br /> Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ chÕ t¹o m¸y<br /> <br /> L−u ®øc b×nh<br /> <br /> 1.3- c¸c thµnh phÇn cña quy tr×nh c«ng nghÖ<br /> 1.3.1- Nguyªn c«ng<br /> <br /> Nguyªn c«ng lµ mét phÇn cña qu¸ tr×nh c«ng nghÖ, ®−îc hoµn thµnh mét<br /> c¸ch liªn tôc t¹i mét chç lµm viÖc do mét hay mét nhãm c«ng nh©n thùc hiÖn.<br /> ë ®©y, nguyªn c«ng ®−îc ®Æc tr−ng bëi 3 ®iÒu kiÖn c¬ b¶n, ®ã lµ hoµn thµnh vµ<br /> tÝnh liªn tôc trªn ®èi t−îng s¶n xuÊt vµ vÞ trÝ lµm viÖc. Trong qu¸ tr×nh thùc hiÖn quy<br /> tr×nh c«ng nghÖ nÕu chóng ta thay ®æi 1 trong 3 ®iÒu kiÖn trªn th× ta ®· chuyÓn sang<br /> mét nguyªn c«ng kh¸c.<br /> VÝ dô: TiÖn trôc cã h×nh nh− sau:<br /> NÕu ta tiÖn ®Çu A råi<br /> A<br /> B<br /> trë ®Çu ®Ó tiÖn ®Çu B (hoÆc<br /> ng−îc l¹i) th× vÉn thuéc<br /> mét nguyªn c«ng v× vÉn<br /> ®¶m b¶o tÝnh chÊt liªn tôc<br /> vµ vÞ trÝ lµm viÖc. Nh−ng<br /> nÕu tiÖn ®Çu A cho c¶ lo¹t<br /> xong råi míi trë l¹i tiÖn ®Çu<br /> B còng cho c¶ lo¹t ®ã th× thµnh hai nguyªn c«ng v× ®· kh«ng ®¶m b¶o ®−îc tÝnh liªn<br /> tôc, cã sù gi¸n ®o¹n khi tiÖn c¸c bÒ mÆt kh¸c nhau trªn chi tiÕt. HoÆc tiÖn ®Çu A ë<br /> m¸y nµy, ®Çu B tiÖn ë m¸y kh¸c th× râ rµng ®· hai nguyªn c«ng v× vÞ trÝ lµm viÖc ®·<br /> thay ®æi.<br /> Nguyªn c«ng lµ ®¬n vÞ c¬ b¶n cña qu¸ tr×nh c«ng nghÖ. ViÖc chän sè l−îng<br /> nguyªn c«ng sÏ ¶nh h−ëng lín ®Õn chÊt l−îng vµ gi¸ thµnh s¶n phÈm, viÖc ph©n chia<br /> qu¸ tr×nh c«ng nghÖ ra thµnh c¸c nguyªn c«ng cã ý nghÜa kü thuËt vµ kinh tÕ.<br /> * ý nghÜa kü thuËt: Mçi mét ph−¬ng ph¸p c¾t gät cã mét kh¶ n¨ng c«ng nghÖ<br /> nhÊt ®Þnh (kh¶ n¨ng vÒ t¹o h×nh bÒ mÆt còng nh− chÊt l−îng ®¹t ®−îc). V× vËy, xuÊt<br /> ph¸t tõ yªu cÇu kü thuËt vµ d¹ng bÒ mÆt cÇn t¹o h×nh mµ ta ph¶i chän ph−¬ng ph¸p<br /> gia c«ng t−¬ng øng hay nãi c¸ch kh¸c chän nguyªn c«ng phï hîp.<br /> VÝ dô: Ta kh«ng thÓ thùc hiÖn ®−îc viÖc tiÖn c¸c cæ trôc vµ phay r·nh then ë<br /> cïng mét chç lµm viÖc. TiÖn c¸c cæ trôc ®−îc thùc hiÖn trªn m¸y tiÖn, phay r·nh then<br /> thùc hiÖn trªn m¸y phay.<br /> * ý nghÜa kinh tÕ: Khi thùc hiÖn c«ng viÖc, tïy thuéc møc ®é phøc t¹p cña<br /> h×nh d¹ng bÒ mÆt, tïy thuéc sè l−îng chi tiÕt cÇn gia c«ng, ®é chÝnh x¸c, chÊt l−îng<br /> bÒ mÆt yªu cÇu mµ ta ph©n t¸n hoÆc tËp trung nguyªn c«ng nh»m môc ®Ých ®¶m b¶o<br /> sù c©n b»ng cho nhÞp s¶n xuÊt, ®¹t hiÖu qña kinh tÕ nhÊt.<br /> VÝ dô: Trªn mét m¸y, kh«ng nªn gia c«ng c¶ th« vµ tinh mµ nªn chia gia c«ng<br /> th« vµ tinh trªn hai m¸y. V× khi gia c«ng th« cÇn m¸y cã c«ng suÊt lín, n¨ng suÊt cao,<br /> kh«ng cÇn chÝnh x¸c cao ®Ó ®¹t hiÖu qu¶ kinh tÕ (lÊy phÇn lín l−îng d−); khi gia c«ng<br /> tinh th× cÇn m¸y cã ®é chÝnh x¸c cao ®Ó ®¶m b¶o c¸c yªu cÇu kü thuËt cña chi tiÕt.<br /> Khoa C¬ khÝ - Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa<br /> <br /> 3<br /> <br /> Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ chÕ t¹o m¸y<br /> <br /> L−u ®øc b×nh<br /> <br /> 1.3.2- G¸<br /> <br /> Tr−íc khi gia c«ng, ta ph¶i x¸c ®Þnh vÞ trÝ t−¬ng quan gi÷a chi tiÕt so víi m¸y,<br /> dông cô c¾t vµ t¸c dông lªn chi tiÕt mét lùc ®Ó chèng l¹i sù xª dÞch do lùc c¾t vµ c¸c<br /> yÕu tè kh¸c g©y ra khi gia c«ng nh»m ®¶m b¶o chÝnh x¸c vÞ trÝ t−¬ng quan ®ã. Qu¸<br /> tr×nh nµy ta gäi lµ qu¸ tr×nh g¸ ®Æt chi tiÕt.<br /> G¸ lµ mét phÇn cña nguyªn c«ng, ®−îc hoµn thµnh trong mét lÇn g¸ ®Æt chi<br /> tiÕt. Trong mét nguyªn c«ng cã thÓ cã mét hoÆc nhiÒu lÇn g¸.<br /> VÝ dô: §Ó tiÖn c¸c mÆt trô bËc A, B, C ta thùc hiÖn 2 lÇn g¸:<br /> C<br /> A<br /> B<br /> - LÇn g¸ 1: G¸ lªn 2 mòi chèng<br /> t©m vµ truyÒn m«men quay b»ng tèc<br /> ®Ó gia c«ng c¸c bÒ mÆt C vµ B.<br /> - LÇn g¸ 2: §æi ®Çu ®Ó gia c«ng bÒ<br /> mÆt B (v× mÆt nµy ch−a ®−îc gia c«ng<br /> ë lÇn g¸ tr−íc do ph¶i l¾p víi tèc).<br /> 1.3.3- VÞ trÝ<br /> <br /> VÞ trÝ lµ mét phÇn cña nguyªn c«ng, ®−îc x¸c ®Þnh bëi mét vÞ trÝ t−¬ng quan<br /> gi÷a chi tiÕt víi m¸y hoÆc gi÷a chi tiÕt víi dông cô c¾t. Mét lÇn g¸ cã thÓ cã mét<br /> hoÆc nhiÒu vÞ trÝ.<br /> VÝ dô: Khi phay b¸nh r¨ng b»ng dao phay ®Þnh h×nh, mçi lÇn phay mét r¨ng,<br /> hoÆc khoan mét lç trªn chi tiÕt cã nhiÒu lç ®−îc gäi lµ mét vÞ trÝ (mét lÇn g¸ cã nhiÒu<br /> vÞ trÝ). Cßn khi phay b¸nh r¨ng b»ng dao phay l¨n r¨ng, mçi lÇn phay lµ mét vÞ trÝ<br /> (nh−ng do tÊt c¶ c¸c r¨ng ®Òu ®−îc gia c«ng nªn lÇn g¸ nµy cã mét vÞ trÝ).<br /> 1.3.4- B−íc<br /> <br /> B−íc còng lµ mét phÇn cña nguyªn c«ng khi thùc hiÖn gia c«ng mét bÒ mÆt<br /> (hoÆc mét tËp hîp bÒ mÆt) sö dông mét dông cô c¾t (hoÆc mét bé dông cô) víi chÕ<br /> ®é c«ng nghÖ (v, s, t) kh«ng ®æi.<br /> Mét nguyªn c«ng cã thÓ cã mét hoÆc nhiÒu b−íc.<br /> <br /> VÝ dô: Còng lµ gia c«ng hai ®o¹n trôc nh−ng nÕu gia c«ng ®ång thêi b»ng hai<br /> dao lµ mét b−íc; cßn gia c«ng b»ng mét dao trªn tõng ®o¹n trôc lµ hai b−íc.<br /> * Khi cã sù trïng b−íc (nh− tiÖn b»ng 3 dao cho 3 bÒ mÆt cïng mét lóc), thêi<br /> gian gia c«ng chØ cÇn tÝnh cho mét bÒ mÆt gia c«ng cã chiÒu dµi lín nh¸t.<br /> Khoa C¬ khÝ - Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa<br /> <br /> 4<br /> <br />