Cơ sở công nghệ chế tạo máy - Phần 2 pptx

C¬ së CNCTM-CD Thskt.GVC. NguyÔn B¸ Héi
HọC TRìNH II
THIếT Kế QUá TRìNH CÔNG NGHệ
GIA CÔNG CHI TIếT MáY.
1. ý nghĩa của công việc chuẩn bị sản xuất.
Bất cứ sản phẩm nào trước khi đưa vào sản xuất đều phải chuẩn bị sản xuất. Thiết
kế quá trình công nghệ gia công chi tiết máy là một nội dung của quá trình chuẩn bị sản
xuất.
Với một loại sản có thể có nhiều phương án công nghệ khác nhau. Vấn đề là làm thế
nào chọn được phương án hợp lý(hoặc tối ưu), đó chính là xác định các thông số đầu vào
để đạt được thông số đầu ra, với yêu cầu. Một quá trình công nghệ hợp lý, bảo đảm yêu
cầu về chất lượng sản phẩm, giá thành rẻ, thời gian đáp ứng được yêu cầu xã hội. Có hai
trường hợp thiết kế quá trình công nghệ (QTCN): Thiết kế nhà máy mới và thiết kế quá
trình công nghệ cho nhà máy đang hoạt động. Quá trình công nghệ được thiết kế nhằm
mục đích hướng dẫn công nghệ , lập các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật, lập kế hoăch sản xuất
và điều hành sản xuất. Trong điều kiện sản phẩm theo nhu cầu xa hội luôn thay đổi nên
tính chất, hình dạng chi tiết (sản phẩm) cũng luôn thay đổi - để đáp ứng yêu cầu sản xuất
người ta áp dụng QTCN linh hoạt (mềm).
Một quá trình công nghệ được xác lập phảI có độ tin cậy theo yêu cầu nhất định phụ
thuộc vào nhiều yếu tố khách quan, chủ quan.
Một quá trình công nghệ có n nguyên công biểu diễn theo hàm Markov đơn giản ,
nghĩa là với giả thiết rằng hiệu quả của nguyên công trước chỉ ảnh hưởng trực tiếp đến
nguyên công tiếp theo thì:
∏
+
−
==
n
i
i
i

n
n
t
NC
NC
RNCR
NC
NC
R
NC
NC
R
NC
NC
RNCRR ).()()() ().().(
1
1
12
3
1
2
1

Với Rt: Độ tin cậy của quá trình công nghệ
R(NC
1
): Độ tin cậy của nguyên công 1.
R(NC
i+1
/NC

i
): Độ tin cậy của nguyên công i+1 trên cơ sở độ tin cậy của nguyên
công i.
Muốn bảo đảm quá trình công nghệ liên tục từ nguyên công I sang nguyên công
(i+1), trên cơ sở bảo đảm các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật, cần phảI có điều kiện:
1
C¬ së CNCTM-CD Thskt.GVC. NguyÔn B¸ Héi
R(NCi) = R(NC
i+1
) = không đổi.
Độ tin cậy của từng nguyên công của qúa trình công nghệ được xác định:
p
i
i
M
M
NCR =)(
Trong đó: M
i
: Số lượng chi tiết bảo đảm chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật (Chất lượng, thời
gian, năng suất, giá thành)
M
p
: Số lượng chi tiết cần gia công theo kế hoặch tính theo thời gian nhất định.
Có thể viế :
p
i
p
i
M

M
M
M
1+
=
, do đó M
i
= M
i+1
. M
i
không phải luôn cố định, mà có thể
thay đổi trong phạm vi cho phép.
Quá trình công nghệ có thể được mô tả như hình vẽ.
2. Phương pháp thiết kế nguyên công.
Khi tiến hành thiết kế quá trình công nghệ gia công cơ của một chi tiết hay một sản
phẩm cần thực hiện các bước sau đây:
- Tìm hiểu tính năng sử dụng , điều kiện làm việc của chi tiết hay sản phẩm,
tính ổn định của sản phẩm theo yêu cầu của xã hội.
- Nghiên cứu về yêu cầu kỹ thuật, kết cấu chi tiết sản phẩm.
- Xác định quy mô sản xuất và điều kiện sản xuất cụ thể.
- Xác định thứ tự nguyên công, cách gá đặt chi tiết, cách ga đặt chi tiết, lập hồ
sơ nguyên công .
- Chọn phôI và phương pháp chế tạo phôi.
- Chọn máy cho nguyên công.
- Xác định lượng dư cho nguyên công, dung sai, từ đó xác định kích thước cần
thiết của phôi.
- Xác định dụng cắt, dụng cụ kiểm tra. Thiết kế dụng cụ dặc biệt nếu cần.
- Xác định thông số công nghệ .
2

C¬ së CNCTM-CD Thskt.GVC. NguyÔn B¸ Héi
- Xác định đồ gá, thiết kế đồ gá khi cần.
- Xác định thời gian và năng suất, so sánh phương án công nghệ
- Xác định bậc thợ gai công.
3. MộT Số Bước thiết kế cơ bản
Quá trình thực hiện thiết kế QTCN gia công được thực hiện tùy thuộc vào
yêu cầu thực tế của sản phẩm thiết kế mới hay bổ sung QTCN đã có. Như vậy có
thể khi thiết kế QTCN không phải lúc nào cũng thực hiện đầy đủ các bước đã nêu
ở trên, mà tùy thuộc vào tình hình thực tế. Nói chung quá trình QTCN đều qua các
bước cơ bản sau đây:
3.1. Kiểm tra tính công nghệ trong kết cấu chi tiết.
Tính công nghệ trong kết cấu là tính kết cấu hợp lý về công nghệ gia công
mà vẫn bảo đảm yêu cầu kỷ thuật chi tiết. Tính công nghệ trong kết cấu là tính chất
quan trọng của sản phẩm cơ khí nhằm đảm bảo tiêu hao kim loại ít nhất, khối
lượng gia công, lắp ráp ít nhất, giá thành chế tạo thấp nhất ( có thể ).
Để xác định tính công nghệ trong kết cấu cơ khí cần phải hiểu các cơ sở
sau:
- Tính công nghệ của kết cấu cơ khí phụ thuộc rất nhiều vào quy mô sản xuất
cũng như tính chất hàng loạt của sản phẩm.
- Tính công nghệ của kết cấu phải được nghiên cứu đồng bộ với kết cấu tổng
thể sản phẩm, không tách riêng từng phần tử kết cấu, trên cơ sở đảm bảo chức năng
và điều kiện làm việc của nó.
- Tính công nghệ của kết cấu phải được chú trọng trong từng giai đoạn của
quá trình chế tạo sản phẩm cơ khí.
- Tính công nghệ trong kết cấu phải được nghiên cứu triệt để theo điều kiện
sản xuất cụ thể.
Vì khối lượng lao động và vật liệu tiêu hao chỉ có thể được xác định chính
xác nếu quá trình công nghệ đã được thiết kế hoàn chỉnh nên tính công nghệ trong
kết cấu cơ khí thường được đánh giá gần đúng theo những chỉ tiêu sau:
- Trọng lượng kết cấu nhỏ nhất.

- Sử dụng vật liệu thống nhất, tiêu chuẩn, dễ kiếm, rẻ.
- Sử dụng chi tiết máy và bề mặt trên chi tiết máy thống nhất, tiêu chuẩn.
- Kết cấu hợp lý để gia công cơ khí, lắp ráp thuận tiện ( ít mối ghép, chuỗi
kích thước hợp lý, tính lắp lẫn thích hợp, tạo khả năng lắp ráp năng suất cao ).
3
C¬ së CNCTM-CD Thskt.GVC. NguyÔn B¸ Héi
Để đảm bảo hiệu quả chung của quá trình chế tạo sản phẩm thì tính công
nghệ trong kết cấu sản phẩm phải được chú trọng phê phán, nghiên cứu từ đầu khi
thiết kế sản phẩm.
Trước khi thiết kế QTCN cần phải kiểm tra tính công nghệ trong kết cấu của
chi tiết, cụm, bộ phận trong kết cấu tổng thể của sản phẩm. Cần chú ý, quan tâm
đến mối liên hệ giữa chức năng, điều kiện làm việc và tính công nghệ trong kết cấu
cơ khí. Hạn chế tối đa việc đề ra các yêu cầu không cần thiết, từ đó giảm được chi
phí sản xuất.
Với quá trình cắt gọt chi tiết máy thì tính công nghệ trong kết cấu được xem
xét trên cơ sở các yêu cầu cụ thể sau đây:
- Giảm lượng vật liệu cắt gọt bằng cách thiết kế phôi và các bề mặt gia công
hợp lý, xác định chính xác lượng dư gia công, giới hạn khối lượng cắt gọt chỉ ở
các bề mặt quan trọng
- Giảm quảng đường chạy dao khi cắt.
- Đơn giản hóa kết cấu, đảm bảo gia công kinh tế ( … ).
- Tạo điều kiện sử dụng dụng cụ thống nhất tiêu chuẩn.
- Đảm bảo dụng cụ cắt làm việc thuận tiện, không bị va đập khi cắt.
- Chi tiết đủ cứng, vững tạo điều kiện thực hiện chế độ cắt lớn ( tăng năng
suất ).
- Giảm phí tổn do điều chỉnh trang thiết bị công nghệ, giảm số lần gá đặt chi
tiết gia công ( nâng cao độ chính xác, năng suất cao ).
- Phân biệt rõ ràng bề mặt gia công và không gia công, cũng như giữa các bề
mặt gia công khác nhau.
- Chú ý riêng về đặc tính, kết cấu chi tiết, sản phẩm trong trường hợp áp dụng

phương pháp gia công đặc biệt hoặc trang bị công nghệ chuyên dùng.
Để thực hiện được các yêu cầu trên cần có sự phối hợp chặt chẽ của nhà
thiết kế, nhà công nghệ, giữa thiết kế kỷ thuật - công nghệ với khoa học lao động,
sự giúp đỡ của các chuyên gia kinh tế - tổ chức sản xuất.
Hình vẽ minh họa:
4
C¬ së CNCTM-CD Thskt.GVC. NguyÔn B¸ Héi
a) hîp lý
d) Chua hîp lý
a) Chua hîp lý
c) Chua hîp lý
f) Chua hîp lý
h) Chua hîp lý
e) hîp lý
g) hîp lý
i) hîp lý
3.2. Xác định lượng dư gia công, chọn phôi và phương pháp chế tạo phôi .
Chi phí có khi chiếm 30% đến 60% chi phí chế tạo chi tiết máy. Vì vậy, vấn
đề lựa chọn phôi, chế tạo phôi và chọn lượng dư gia công hợp lý là vấn đề quan
trọng. Phôi và dung sai chế tạo sẽ góp phần đảm bảo hiệu quả kinh tế của quá trình
công nghệ vì:
- Nếu chọn lượng dư quá lớn ( phôi lớn ) sẽ tăng khối lượng vật liệu, tiêu hao
nhiều thời gian gia công ( nhiều lần cắt ), tiêu hao năng lượng nhiều, vận chuyển
nặng, giá thành tăng…
- Nếu chọn lượng dư quá nhỏ sẽ không đủ để hớt đi lớp vật liệu cần thiết ( sai
lệch của phôi ) để tạo nên kích thước chi tiết hoàn thiện. Vì theo các yếu tố ảnh
hưởng đến độ chính xác gia công thì sai lệch hình dạng phôi sẽ được giảm đi sau
một lần cắt theo hệ số giảm sai:
5
C¬ së CNCTM-CD Thskt.GVC. NguyÔn B¸ Héi

Hệ số giảm sai:
ph
ct
k
∆
∆
=
Vì vậy mà một quá trình công nghệ được chia ra nhiều nguyên công, nhiều
bước để hớt dần lớp kim loại mang sai số in dập hình học do nguyên công trước
phảI để lại lượng dư phảI đủ để thực hiện các nguyên công cần thiết đó. Lượng dư
quá bé sẽ xẩy ra hiện tượng trượt dao trên bề mặt gia công làm chất lượng bề mặt
kém đi.
Vậy lượng dư gia công là lớp kim loại bị hớt đi trong quá trình gia công cơ
khí.
Lượng dư trung gian là lượng kim loại được hớt đi sau một lượt cắt( Z
b
)
Lượng dư gia công tổng cộng ( Z
0
) là tổng lượng dư gia công của tất cả các
bước trong quá trình công nghệ.
Lượng dư gia công đối xứng là lượng dư gia công trên các bề mặt đối xứng (
tròn ngoài, trong )
Lượng dư gia công trung gian (Zb) được xác định bàng hiệu số giữa kích
thược bước trước và bước sau ( đang thực hiện)
Zb = a - b Zb = b - a
Lượng dư gia công tổng cộng Z0 được xác định bằng hiẹu số giữa kích thước phôI
và chi tiết hoàn chỉnh.
Đối với mặt ngoài: Z0 = K
f

– K
ct

Đối với mặt trong: Z0 = K
ct
– K
f
Lượng dư gia công đối xứng được xác định bằng hiệu số kích thước giữa
đường kính phôI và đường kính chi tiết hoàn chỉnh.
- Với mặt ngoài:
)(2
2
ctfb
ctf
b
ddZ
dd
Z −=→
−
=
.
6





K
f
: kích thước phôi.

K
ct
: Kích thước chi tiết
Cơ sở CNCTM-CD Thskt.GVC. Nguyễn Bá Hội
- Vi mt trong:
)(2
2
fctb
fct
b
ddZ
dd
Z =

=
.
mặt trong
mặt ngoài
Lng d gia cụng tng cng Z
0
:

=
=
n
i
bi
ZZ
1
0

, Vi Z
bi
, lng d gia cụng lp ct th i.
Lng d gia cụng tng cng cho b mt i xng s l:
Mt ngoi:
ctf
n
i
i
ddZZ ==

=1
0
.22
Mt trong:
fct
n
i
i
ddZZ ==

=1
0
.22
trong ch to mỏy thng ỏp dng cỏc phng phỏp tớnh lng d
sau õy:
- phng phỏp thng kờ kinh ngim
- phng phỏp tớnh toỏn phõn tớch
7
C¬ së CNCTM-CD Thskt.GVC. NguyÔn B¸ Héi

a) phương pháp thống kê kinh nghiệm:
Theo phương pháp này được dùng phổ biến trong sản xuất. Lương
dư dược xác định bàng tổng giá trị lượng dư các bước gia công kinh
nghiêm. các giá trị này được tổng kết trong các sổ tay công nghệ.
Nhược điểm của phương pháp này là không kể đến các điều kiện
gia công củ thể nen có thể lượng dư chọn thường lớn hơn cần thiết.
b) phương pháp tính toán phân tích:
Phương pháp nay dựa trên cơ sở phân tích các yéu tố tạo nên lượng dư
trung gian do giáo sư Kêvan dề xuất, có hai trường hợp:
- dụng cụ cắt được điều cgỉnh sẵn trên máy, phôI được xác định vị
trí nhờ đồ gá
- phôI được rà gá sẵn trên máy
trong trường hợp gia công một loạt chi tiết với cùng một loại phôI trên
máy đã điều chỉnh sẵn sẽ xảy ra các trường hợp:
- kích thước phôi giao động trong giới han dung sai nên giá trị của
lượng dư gia công cũg giao động, va nếu kích thước phôI la min (a
min) thì sau khi gia công sẽ có kích thước ch tiết là b min, lượng
dư gia công là Zb min.
- tương tự như treen, nếu kích thước phôI giao động trong giới han
dung sai và là lớn nhất a max thì sau khi gia công sẽ có kích thước
là b max, lượng dư gia công là Zb max.
giá trị thực tế của lượng dư gia công sẽ nằm trong pham vi giá trị Zb
max, Zb min, với cả loạt phôi
Z
bmin
= a
min
– b
min
Z

bmax
= a
max
– b
max
8
C¬ së CNCTM-CD Thskt.GVC. NguyÔn B¸ Héi
Vì chiều sâu cắt được điều chỉnh cho ca loạt phôI với kích thước
cho trước H. nếu phôI nào đó có kích thước a min thi khi gia công sẽ bị cắt đI
với chiều sâu cắt nhỉ nhất, các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình cắt là nho nhất, biến
dạng phôI là y min, như vậy lượng dư gia công là Zb min, kích thước sau khi gia
cong là: H + y min
Ngược lại nếu có phôI với kích thước ban dầu là a max thì sẽ bị cát với
chiều sâu cắt lớn nhất, các yếu tố ảnh hưởng dến quá trình cắt sẽ lớn nhất, biến
dạng phôI do lực sẽ la y max, va lượng dư se la Zb max, kích thước gia công nhận
được la:
H + y max
Ta có mối quan hệ sau đây:
Z
bmin
= a
min
– (H + y
min
) = a
min
– b
min
Z
bmax

= a
max
– ( H+ y
max
) = a
max
– b
max
Nếu thay trị số về dung sai của các kích thước a,b là
ba
δδ
,
ta sẻ có:
a
max
= a
min
+
a
δ
bminmax
δbb +=
babba
ZbaZ
δδδδ
−+=−+−=
minminminmax
)(
Đối với lượng dư danh nghĩa ( lượng chênh lệch giữa hai kích thước danh
nghĩa a

dn
, b
dn
, ta có:
- Đối với mặt ngoài:
Z
bmin
= a
dn
– b
dn
=(a
min
+ H
a
) - ( b
min
+ H
b
) = a min + Ha – bmin – Hb
9
C¬ së CNCTM-CD Thskt.GVC. NguyÔn B¸ Héi
= Z
bmin
+ H
a
- H
b
a
max

a
dn
a
min
b
min
b
dn
b
max
- a
max
, b
max
: Kích thước giới han lớn nhất của a
nd
va b
dn
.
- B
a
, B
b
: sai lệch trên của kích thước a,b.
- H
a
, H
b
: sai lệch dưới của kích thước a,b.
Đối với mặt trong:

Zb
min
= b
max
- a
max
; a
max
= a
min
+
a
δ
.
Zb
max
= b
min
- a
min
; b
max
= b
min
+
b
δ
Zb
max
= Zb

min
+
a
δ
-
b
δ
Zb
dn
= b
dn
-a
dn
= ( b
max
- B
b
) - (a
max
- B
a
) = (b
max
- a
max
) + B
b
- B
a
Đối với mặt đối xứng:

- Mặt ngoài:
2Zb
min
= Da
min
- Db
min

2Zb
max
= Da
max
- Db
max
= 2Zb
min
+
DbDa
δδ
−
2Zb
dn
= 2Zb
min
+ H
Da
- H
Db.
DbDa
δδ

,
: dung sai kích thước D
a
, D
b
.
H
Da
, H
Db
: sai lệch dưới của D
a
, D
b
.
10
C¬ së CNCTM-CD Thskt.GVC. NguyÔn B¸ Héi
Sau khi đã xác định lượng dư trung gian cho từng nguyên công hoặc từng
bước công nghệ theo diễn giải ở trên, cần tổng tổng hợp các giá trị lượng dư trung
gian để được lượng dư tổng cộng (Z
0
)
Lượng dư trung gian là lượng dư gia công ứng với tường bước công nghệ , phải
đảm bảo loai trừ được các sai số ở bước công nghệ sát trước và sai số gá đặt phối ở
bước đang 5

thực hiện . Nó bao gồm các yếu tố sau :
-
Chiều cao nhấp nhô tế vi do bước công nghệ sát trước để lại :R
za

(ỡm)
-
Chiều sâu lớp hư hỏng bề mặt do bước công nghệ sát trước để lại : T
a
-
Sai lệch về vị trí không gian do bước công nghệ sát trước để lại ủ
a
, (Độ cong
vênh đồng tâm , Song song…)
-
Sai số gá đặt chi tiết ở bước công nghệ đang thực hiện : ε
b
Như vậy giá trị nhỏ nhất của lượng dư gia công tính cho bước công nghệ
đang thược hiện được xác định như sau:
Đối với mặt trong hoặc mặt ngoài không đố xứng:
+ Mặt ngoài :Z
bmin
= a
min

– b
min
= (R
za
+τ
a
) +
a
ρ
+ ε

b

+ Mặt trong: Z
bmin
= b
min

– a
min
= (R
za
+τ
a
) +
a
ρ
+ ε
b
ủ
a
,ε
b
là đại lượng véc tơ,có phương chiều, trị số nhất định,vì vậy lượng dư nhỏ
nhất tính cho từng bước công nghệ đang thực hiện là ;
2Z
bmin
= 2(R
za
+ τ
a

+|
a
ρ
+
ε

b

Khi biết phương chiều của
a
ρ
,ε
b
có thể xác định lượng dư theo phép cộng
véc tơ:
11
C¬ së CNCTM-CD Thskt.GVC. NguyÔn B¸ Héi

babababa
ερερερερ
.cos 2)()(
22
−+=+
Khi phương chiều ủ
a
,ε
b
khó xác định thì có thể tính lượng dư gia công theo
công thức:

)(22
22
min baaZab
RZ
ερτ
+++=
Tuỳ điều kiện gia công cụ thể ,mà các yếu tố trên sẽ có trị số khác nhau:
Ví dụ:
-
Sau bước công nghệ hoặc nguyên công đầu tiên với gang hoăc kim loại màu
thì ta coi như có ảnh hưởng không đáng kể đối với trị số của lượng dư gia
công cho các bước tiêp theo, nghĩa là τ
a
( ít biến dạng dẻo,do độ hạt lớn)
-
Khi chuẩn định vị choi tiết trùng với măt gia công (mài không tâm, don tuỳ
động,chột lỗ, mài nghiền) thì sai số chuẩn của kích thước thực hiện bằng
không(ε
c
= 0)>Nêu bỏ qua sai số kẹp chặt và sai số đồ ga thì sai số gá đặt
chi tiết ở bước đang thực hiện sẽ bằng không (ε
b
=0)
-
Đối với những nguyên công cuối cùng của quá trình nhằm nâng cao độ nhẵn
bóng bề mắt thì ảnh hưởng của đại lượng τ
a
, ủ
a
, ε

b
coi như có giá trị bằng
khôngτ
a
=0, ủ
a
=0, ε
b
=0)
-
Bề mặt qua nhiệt luyện,sau đó qua mài, khi mài phảI giữ lại lớp bề mặtđã
xửt lý nhiệt nên đại lượng τ
a
đối với quá trình mài sau nhiệt luyện cũng lấy
giá trị bằng không(τ
a
=0)
-
Trị số đại lượng ủ
a
phụ thuộc vào dạng phôI và kích thước của phôI,ví dụ
+ Độ lệch trục phôI dập:
22
ctlka
ρρρ
+=
với ủ
lk
: độ lệch khuôn dập;
ủ

ct
độ cong của đường trục phôI tuỳ theo chiều dài phôI : ủ
ct
=∆
c
.L
c
Trong đó ∆
c
: độ cong đơn vị (ỡm /mm)
L
c
: chiều dài phôi
-
Đối với các bước công nghệ tiếp theo cần chú ý tới trị số sai lệch của sai
lệch không gian còn lại theo giá trị ban đầu (do xét đến hệ số giảm sai K
s
),ví
dụ:
+ Sau tiện thô: ủ'
a
= 0,05 ủ
fh
với K
s
=0,06.
+ Sau tiện tinh: ủ"
a
= 0,04 ủ'
a

với K
s
=0,04, trong đó
ủ
ph – sai lệch
vị trí không gian của phôi trước khi tiện thô.
12
C¬ së CNCTM-CD Thskt.GVC. NguyÔn B¸ Héi
Sai số gá đặtchi tiết gia công ở bước đang thực hiện(ε
b
) được xác định bằng
tổng các vét tơ sai số chuẩn

(
ε

) với sai số kẹp chặt(
ε

kc
) nếu không kể đến sai số
đồ gá :
ε

b
=
ε

c
+

ε

kc

Khi phương chiều
ε

c
,
ε

kc
được xác định thì ε
b
sẽ là:

kckckc
εεεεεεε
.cos 2)()(
22
−+=
Nếu khó xác định
ε

c
,
ε

kc
thì lấy:

22
kcb
εεε
+=
-
Đối với phương pháp mài nghiền bề mặt thì lượng dư gioa công được xác
định như sau:
+ Bề mặt không đối xứng : Z
bmin
=KR
za
+ Bề mặt đối xứng : 2Z
bmin
=2K(R
za
+∆φ
a
)
Trong đó: K – hệ số xet đến khuyết tật của bề mặt gia công do bước gia công
sát trước để lại K = 1,2÷1,5
∆φ
a
là sai lệch về hình dạng hình học của bề mặt gia công do bước sát trước
để lại (méo, côn, ovan, trụ…)
Trình tự xác định lượng dư gia công trung gian và kích thước giới hạn cho
từng bước công nghệ với từng bề mặt chi tiết máyđược thực hiện như sau:
1-
Lập quá trình công nghệ và phương án gá đặt phôI cho các nguyên công và
các bước công nghệ.
2-

Xác định các bề mặt gia công và thứ tự các bước công nghệ cho từng bề mặt
3-
Xác định giá trị của các đại lượng R
za
, τ
a
,ε
b
δ
a
4-
Xác định trị số tính toán Z
bmin
cho tất cả các bước công nghệ ứng vơi từng bề
mặt trong , mặt ngoài thì sẽ có cách thực hiện khác nhau,
Mặt trong:
5 - Ghi kích thước tính toán ở từng bước công nghệ cuối cùng theo bản vẽ (kích
thước giới hạn max).
6 - Xác định kính thước cho bước công nghệ bằng cách lấy kích thước tính toán
của bước công nghệ tiếp theo trừ đi lượng dư Z
bmin
tương ứng.
13
C¬ së CNCTM-CD Thskt.GVC. NguyÔn B¸ Héi
7 - Ghi kích thước giới hạn lớn nhất ứng với từng bước công nghẹ trên cơ sở quy
tròn giá trị kích thước tính toán tương ứng theo hằng số có nghĩa dung sai ở từng
bước công nghệ.
8 - Xác định kích thước nhỏ nhất ứng với từng bước công nghệ bằng cách trừ
từng kích thước giới hạn lớn nhất, đã quy tròn theo dung sai tương ứng, một
lượng bằng dung sai của mỗi bước công nghệ.

9 - Xác định giá trị của lượng dư theo từng cặp bước công nghệ nối tiếp nhau:
Z
bmax
: hiệu hai kích thước lớn nhât.
Z
bmin
: hiệu hai kích thước nhỏ nhất.
11 - Xác định lượng dư tổng cộng cho từng bề mặt gia công Z
omax
và Z
omin
bằng
cách cộng tất cả các giá trị lượng dư trung gian tương ứng.
12 - Kiểm tra kết quả tính toán bằng cách tìm hiệu số lượng dư và hiệu số dung
sai rồi so sánh kết quả.
Mặt ngoài:
5-
Ghi kích thước tính toán ở từng bước công nghệ cuối cùng theo bản vẽ (kích
thước giới hạn min)
6-
Xác định kính thước cho bước sát trước bằng cách cộng giá trị Z
bmin
với kích
thước giới hạn nhỏ nhất theo bản vẽ.
7-
Xác định kính thước cho từng bước còn lại bằng cách cộng giá trị Z
bmin
tương
ứng với kích thước tính toán của bước công nghệ tiếp theo.
8-

Ghi kích thước giới hạn nhỏ nhất ứng với từng bước công nghệ trên cơ sở quy
tròn giá trị kích thước tính toán tương ứng theo hằng số có nghĩa dung sai ở
từng bước công nghệ
9-
Xác định kích thước giới hạn lớn nhất cho từng bước công nghệ bằng cách
cộng thêm dung sai ở từng bước với kích thước giới hạn nhỏ nhất đã quy tròn
theo dung sai
10-
Xác định giá trị của lượng dư theo từng cặp bước công nghệ nối tiếp nhau:
Z
bmax
: hiệu hai kích thước lớn nhât
Z
bmin
: hiệu hai kích thước nhỏ nhất
Bước 11, 12 đối với mặt ngoài tương tự như đối với mặt trong.
14
e
b
e
b
r
a
WW
C¬ së CNCTM-CD Thskt.GVC. NguyÔn B¸ Héi
Kết quả tính toan được ghi vào bảng.
Các yếu tố hình thành lượng dư trung gian Bảng:
Bảng tính lượng dư trung gian:
Thứ tự
các NC

và các
bước của
bề mặt
phảI tính
lượng dư
Các yếu tố tạo thành lượng dư Giá trị tính toán Dúng sai
ọ (ỡm)
Kích thước
giới hạn
Trị giới hạn
của lượng dư
R
Za
ụ
a
ủ
a
Äễ
a
ồ
b
Lượng
dư tính
toán
2Z
bmin
kích
thước
tính toán
mm

Max Min Max Min
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
Phôi
Tiện phôi
Tiện tinh
Nhiệt
luyện
Mài thô
Mài tinh
150
80
20
60
6.3
1.6
15
0
120
30
-
-
-
9
0.54
0.02
120
7.2
-
-
-

9.3
100
50
-
50
50
800
500
-
245.4
113.6
9.698
8.898
8.398
-
8.153
8.039
400
200
100
-
100
85
10.15.
2009
9.1
8.5
-
8.3
8.124

9.7
8.9
8.4
-
8.2
8.039
1000
600
-
200
176
800
500
-
200
161
Như vậy phương pháp tính toán lượng dư gia công theo các yếu tố cơ bản
tạo thành lượng dư trung gian sẽ xác định được kích thươc phôi hợp lý, góp phần
15
C¬ së CNCTM-CD Thskt.GVC. NguyÔn B¸ Héi
nâng cao hiêu quả sử dụng vật liệu và đảm bảo hiệu quả kinh tế của quá trình công
nghệ – sau đây là ví dụ về tính lương dư :
Có chi tiết máy: pít tông bơm cao áp động cơ điezen D
12
– có kích thước như hình
vẽ:
Các yêu cầu kỹ thuật:
- Vật liệu usx15; độ cứng cần :60÷62HRC
- Sai số hình dạng:
+ độ méo nhỏ hơn 0,0005mm

+ độkhông thẳng nhỏ hơn 0,0015mm
+ độ còn nhỏ hơn 0,001mm
Quá trinh gia công bề mặt trụ
05.0
02.0
+
−
Φ
L =60 gồm các nguyên công (bước) sau đây:
1 – tiện thô từ phôi thanh 4 – mai thô
2- Tiện tinh 5 – mài tinh
3- nhiệt luyện 8 _ nghiền tinh
6- nhhiền thô
7- nghiền bán tỉnh
16
Ra = 0.02
C¬ së CNCTM-CD Thskt.GVC. NguyÔn B¸ Héi
Các nguyên công tiện và mài có chuẩn tiện định vị là hai lỗ tâm- cac nguyên
côpng nghiền có chuẩn định vị trí là mặt trụ φ8.
áp dụng công thức tính lượng dư cho bề mặt đối xứng ngoài:

)(22
22
2min baaab
RZ
ερτ
+++=
Lượng dư gia công trung gian ứng vớitừng nguyên công
-
tiện thô từ phôI thanh,gá trên hai mũi tâm:

+ phôI thanh : theo bảng Vii -7 trang 511 “ sổ tay công nghệ CTM” có
các giá trị sau:R
za
=150 ỡm ,τ
a
=150 ỡm; ủ
a
= ∆
k
.L ở đây ∆
k
= 0,15 ỡm /mm
( theo bảng VII-8)
ủ
a
=

0,15.60 = 9mm.
+ Tiện thô: gá trên hai mũi tâm , sai số gá đặt bằng độ lệch tâm của hai lỗ tâm
(sai số định vị)
ε
b
= ε
lt
= 0,25 δ
d
= 0,25.400 ỡm =100 ỡm
Ta có :
mZ
b

µ
800)9100150150(22
22
min
=+++=
-
Tiện tinh : gá tên hai mũi tâm.
Sau khi tiện thô:R
za
=80 ỡm ,τ
a
=120 ỡm
ủ’
a
= 0,06 ủ
a
=0,06.9=0,54
Tiện tinh chuẩn là 2 lỗ tâm nên:
ε
b
=ε
lt
= 0,25δ
D
= 0,25.200 ỡm = 50 ỡm
Ta có:
mZ
b
µ
500)54.05012080(22

22
min
=+++=
Sau tiện tinh bề mặt trụ φ8 đạt: R
z
=20 ỡm (độ bóng cấp 5),τ
a
=30 ỡm, S rất nhỏ,
δ
D
= 100 ỡm
Sau nhiệt luyện :
Mặt trụ φ8 có độ chính xác giảm đi một cấp, độ nhám bề mặt tăng 1 đến 2 cấp,
bị cong vênh, các giá trị tương ứng sau nhiệt luyện mặt φ8 là:
R
z
= 60 ỡm (độ bóng cấp 3, cấp 4); τ
a
=60 ỡm; ủ
a
=∆
k
.L = 2 x 60 ỡm =120 ỡm
17
C¬ së CNCTM-CD Thskt.GVC. NguyÔn B¸ Héi
Theo bảng VII-10 trang 512 “sổ tay CNCTM”
-
Mài thô, gá trên hai mũi tâm (chuẩn là hai mũi tâm) τ
a
sau nhiệt luyện không

tính nữa : ủ
a
=120 ỡm; R
za
=60 ỡm; ε
b
=0,25 ;δ
D
= 0,25.200=50 ỡm ;
( sau nhiệt luyện ,phải mài lại lỗ tâm)
mZ
b
µ
4.254)1205060(22
22
min
=++=
-
Mài tinh, gá trên hai mũi tâm như mài thô.
Sau khi mài thô: R
za
=6,3 ỡm (cấp 7) τ
a
=20 ỡm;
ủ
a
= 0,06.120 ỡm =7,2 ỡm
Gá đặt chi tiết khi mài giống mài thô nên: ε
b
=50 ỡm; ta có:

mZ
b
µ
6.113)2.7503.6(22
22
min
=++=
Kiểm tra kết quả tính toán
-
Lượng dư tổng cộng : δ
Zo
=Z
omax
- Z
omin
=1976-1661=315 ỡm = δ
f
- δ
ct
= 400 -
85=315 ỡm.
-
Lượng dư trung gian:
Tiện tinh: δ
Z3
=Z
3max
-Z
3min

= 600-500=100 ỡm = δ
2
-δ
3
=200-100=100 ỡm
Như vậy: khi xác định loại phôi và phương phác chế tạo phôi cho chi tiết
máy phải chú ý tơi các yếu tố sau đây:(hình dạng, kích thước , chức năng, điều
kiện làm việc).
1 – Đặc điểm về kết cấu và yêu cầu chịu tải khi làm việc của chi tiết máy(.)
2 – Sản lượng hàng năm của chi tiết máy, kể cả lượng dự trữ, tỷ lệ phế phẩm
trong sản xuất
3 - Điều kiện sản xuất thực tế xét về mặt kỹ thuật sản xuất và tổ chức sản xuất
(khả năng về trang thiết bị tạo phôi, trình độ kỷ thuật về chế tạo phôi,khả năng
hợp tác trong ché tạo phôi )
Xác định loại phôi và phương pháp chế tạo phôi là một bài toán tổng hợp
,phải nhằm bảo đảm hiệu quả kinh tế- kỹ thuật chung của quá trình chê tạo chi
tiết máy-cần phải có sự cộng tác của các bộ phận thiết kế-công nghệ-phương án
18
C¬ së CNCTM-CD Thskt.GVC. NguyÔn B¸ Héi
hợp lý nhất là tổng chi phí sản xuất phôi là nhỏ nhất với kết cấu phôi,phù hợp
yêu cầu gia công cơ,đo lường,lắp ráp sản phẩm.
Các loại phôi:
-
Phôi đúc: khả năng tạo hình phụ thuộc vào khuôn-độ chính xác không
cao,nếu sử dụng phương pháp đúc có độ chính xác cao thì giá thành cao
-
Phôi rèn: có phôi rèn tự do và rèn khuôn.rèn tư do có dung sai lớn,trang bị
chế tạo phôi là dụng cụ vạn năng,đơn giản.Rèn khuôn phải dùng cho từng
loại chi tiết(khuôn chuyên dùng) phí tổn chế tao phôi cao
-

Phôi bằng vật liệu định hình: kích thước và chất lượng của phôi được tiêu
chuẩn hoá-phôi được chế tạo từ thép thanh(cán nóng hay cán nguội)-phôi
cán nóng co dung sai lớn hơn cán nguội-phí tổn cán nguội cao hơn cán nóng.
Trong thực tế người ta con dùng phôi hàn để chế tạo chi tiết máy,nhưng
chỉ dùng trong sản xuất đơn chiếc
Giá trị lượng dư phải được xác định hợp lý ,nếu quá lớn sẽ gây lãng phí về
nhiều mặt,nhưng nếu nhỏ quá sẽ ảnh hưởng đến chaats lượng gia công.
Lượng dư của phôi đúc và phôi rèn thường được quy định theo tiêu chuẩn
-
Phôi đúc lương dư mặt ngoài tuỳ theo trọng lượng và kích thước chi tiết có
trị số từ 1-6 mm,bề mặt khác có giá trị khoảng 1÷2mm
-
Phôi rèn tự do có lượng dư gia công ứnh với các bề mặt phôi khoảng từ
1,5÷3mm
-
Phôi rèn khuôn có lượng dư khoảng 0,5÷1,5mm.
Tóm lại chọn phôi và phương pháp gia công chuẩn bị phôi đòi hỏi phải có
hiểu biết sâu về vật liệu(cơ tinh, ứng dụng, công nghệ) về yêu cầu chất lượng
của chi tiết máy(về kích thước, hình dạng,tính chất cơ lý,chất lượng bề mặt và
các yêu cầu khác) Có như vậy mới chọn được loại phôi;kích thước phôi;hợp
lý,tạo điều kiên cho quá trình gia công cơ đạt yêu cầu:chi phí ít nhất,chất lượng
bảo đảm theo hình vẽ.
3-3. Xác định trình tự gia công hợp lý:
Để thiết kế quá trình công nghệ gia công CTM cần phải xác định tiến trình
công nghệ ứng với các bề mặt của chi tiết.Với yêu cầu chu kỳ gia công hoàn
chỉnh chi tiết là ngắn nhất,góp phần hạn chế chi phí gia công,tăng hiệu quả của
19
C¬ së CNCTM-CD Thskt.GVC. NguyÔn B¸ Héi
quá trình sản xuất.Trình tự gia công hợp lý các nguyên công phụ thuộc tính chất
logic của quá trình biến đổi trạnh thái; tính chất của chi tiết máy, phụ thuộc vào

lý thuyết về chuẩn công nghệ và điều kiện sản xuất cụ thể.
Khi xác định tiến trình công nghệ cần phải dựa vào công nghệ gia công chi tiết
điển hình từ đó cụ thể hoá và quá trình công nghệ cho chi tiết máy cụ thể.
Ta dựa vào trạng thái cuối cùng của chi tieet gia công để lập tiến trình công
nghệ,quá trình công nghệ gia công các bề mặt theo nguyên tắc là trước hết phải
gia công các bề mặt chuẩn công nghệ.Mỗi bề mặt thường qua gia công tinh và
thô-có thể dựa vào các phương pháp: Graph,ma trận phương án công nghệ sơ
đồ khối…
Các phương pháp được ứng dụng để xây dựng tiến trình công nghệ trên cơ sở
liên kết cac nguyên công gia công chi tiết-mỗi nguyên công dựa trên cơ sở tạo
hình và phương pháp gia công cụ thể-vì vậy khi xác định tiến trình công nghệ
cần tuân thủ các yêu cầu sau:
-
Khả năng tạo hình của phương pháp gia công
-
Vị trí các bề mặt trên chi tiết gia công
-
Kích thước bề mặt gia công,kích thước tổng thể của chi tiết máy và phạm vi
gá đặt phôi trên máy thực hiện.
-
Độ chính xác đạt được của phương pháp gia công,cụ thể là độ chính xác về
kích thước,hinhf dang,vị trí,tính chất bề mặt gia công.
Giá trị nhỏ nhất của lượng dư có thể cắt thuận lợi ứng với tùng phương pháp gia
công.
-
Điều kiện sản xuất thực tế(vẽ kỹ thuật vá khả năng tổ chức sản xuất)
3.4-Thiết kế nguyên công.
Sau khi đã thiết lập tiến trình công nghệ hợp lý sẽ tiến hành thiết kế các nguyên
công công nghệ ta tiến hành từng nguyên công cắt gọt được một hệ thống công
nghệ thích hợp thực hiện,quan trọng nhất là máy công cụ.

Thiết kế nguyên công bao gồm các bước sau:
a. chọn máy: Là bước đầu tiên rất quan trọng của nội dung thiết kế nguyên
công-chọn máy cần dựa vào các nguyên tắc tổng quát sau:
20
C¬ së CNCTM-CD Thskt.GVC. NguyÔn B¸ Héi
-
Kiểu loại máy phải đảm bảo thực hiện được phương pháp gia công đã
chọn,phụ hợp với chi tiết gia công.
-
kích thước phạm vi làm việc của máy phải đảm bảo quá trình gia công thuận
tiện,an toàn,tương ứng với kích thước trang bị,dung cụ công nghệ và hành
trình cắt theo phương và chiều khác nhau.
-
Máy được chọn phải đảm bảo đạt yêu cầu chất lượng gia công chung của chi
tiết gia công.
-
Công suất,phạm vi điều chỉnh các thông số công nghệ của máy,tạo điều kiện
gia công tốt.
-
Chọn máy có năng xuất cao,nên sử dụng máy có phí tổn thời gian gia công
chi tiết là ít nhất
-
đảm bảo hệ số sủ dụng máy theo yêu cầu khả năng kỹ thuật và vốn thời gian
làm việc.
-
ở quy mô sản xuất nhỏ,đơn chiếc cần tập trung quá trinh gia công chi tiết
trên một vài máy để giảm chi phí vận chuyển, và chi phí khác.
-
chú ý điều kiện sản xuất cụ thể.
b. Xác định chuẩn công nghệ,phương án gá đặt phôi và trang bị công

nghệ.
Bước tiếp theo sau khi chọn máy là xác định bề mặt chuẩn công nghệ (gia
công,đo lường, lắp ráp),phương án gá đặt phôi và các loại trang bị công nghệ ứng
với từng loại phôi, từng chi tiết gia công-chuẩn được xác định theo các nguyên tắc
chọn chuẩn nhằm đảm bảo gá đặt phôi đạt hiệu quả kỹ thuật-kinh tế,gá đặt trên các
trang bị công nghệ tiêu chuẩn, trang bị công nghệ tổ hợp từ bộ phận tiêu
chuẩn,hoặc trang bị công nghệ chuyên dùng
c. Xác định thông số công nghệ: Các thông số công nghệ có ảnh hưởng
trực tiếp đến chất lượng gia công và hiệu quả kinh tế cuả quá trình công nghệ. Vì
vậy, trị số các thông số công nghệ phải được xác định hợp lý theo yêu cầu kỷ thuật
và kinh tế thích hợp theo điều kiện gia công cụ thể. Các thông số đó là: Vận tốc cắt
( v ), số vòng quay ( n ), lượng tiến dao ( S ), chiều sâu cắt ( t ), số lần cắt ( i ), các
giá trị này phụ thuộc vào từng phương pháp gia công từng kiểu máy, loại trang bị,
dụng cụ công nghệ và tính chất vật liệu gia công, trạng thái của phôi hoặc bán
thành phẩm
21
C¬ së CNCTM-CD Thskt.GVC. NguyÔn B¸ Héi
( chất lượng bề mặt, độ chính xác, kích thước, độ cứng vững, lượng dư ). Các
thông số công nghệ được xác định chủ yếu trong thực tế sản xuất bằng đồ thị hoặc
bằng sổ tay với các giá trị thống kê kinh nghiệm. Từ đó, ta đối chiếu với các trị số
có trên máy để lựa chọn một cách hợp lý.
Thông số công nghệ là cơ sở để xác định tổng thời gian thi công cần thiết
ứng với một chi tiết hoặc toàn bộ sản lượng, qua đó định mức thời gian gia công và
hạch toán kinh tế.
Thông số công nghệ được xác định phụ thuộc vào kết quả gia công nhận
được ( mong muốn ), có nghĩa là tùy theo mục tiêu cần đạt mà lựa chọn thông số
công nghệ. Ví dụ: Gia công thô thì chỉ quan tâm đến năng suất, thời gian gia công
nên chọn lượng tiến dao s, chiều sâu cắt t lớn và vận tốc nhỏ. Khi gia công tinh thì
phải chọn t nhỏ,s phù hợp yêu cầu của R
a

, R
2
, v lớn, vì lúc này cần chất lượng gia
công cao.
Tuổi bền kinh tế của dụng cụ cắt được xác định như sau:
T
Kt
=
Với y: số mũ tuổi bền; : chi phí dụng cụ cắt;
: Chi phí về máy; K
L
: chi phí về lượng.
Nếu chọn V
c
tăng thì năng suất tăng nhưng tuổi bền dao lại ngắn. Vì vậy, phải xác
định giá trị vận tốc cắt theo tuổi bền kinh tế của dụng cụ:
V
Kt
=
Với: vận tốc cắt tương ứng với tuổi bền 60 phút
Lượng tiến dao S = 1
22
C¬ së CNCTM-CD Thskt.GVC. NguyÔn B¸ Héi
Hệ số chiều sâu cắt.
Hệ số về góc ử của lưỡi cắt chính.
Hệ số vật liệu gia công.
P: số mũ của lượng tiến dao S.
Tuổi bền kinh tế của dụng cụ cắt.
Khi xác địh các thông số công nghệ cần tuân theo những trình tự sau:
-

Căn cứ vào lượng dư gia công đã tính được ( Z
b
)

, độ cứng của vật liệu gia
công và các thông số hình học dụng cụ cắt để xác định trị số chiều sâu cắt
lớn nhất ( t
Max
) và số lần cắt cần thiết ( i ): i =
-
Dựa vào t
Max
, độ chính xác yếu cầu, độ bóng bề mặt, độ cứng vững của hệ số
công nghệ, sức bền thân dao v.v để xác định lượng chạy dao lớn nhất ( S
Max
), từ S
Max
xác định giá trị thật theo số liệu trên máy ( S
máy
).
-
Xác định theo tiêu chuẩn trị số của tuổi bền ứng với dụng cụ cắt được sử
dụng. Xác định vận tốc cắt kinh tế ( ) theo các thông số đã biết đó là:
, , .
-
Xác định số vòng quay của máy theo vận tốc cắt kinh tế rồi so sánh với
trị số cấp vòng quay có trên máy để xác định số vòng quay thực.
23
C¬ së CNCTM-CD Thskt.GVC. NguyÔn B¸ Héi
-

Kiểm nghiệm lại lực cắt và công suất cắt theo máy đã chọn.
-
Thực tế thấy rằng, các thông số công nghệ đã được chọn coi là tối ưu, nhưng
là ngoài quá trình cắt, khi thực hiện cắt gọt ( động ) thì các thông số này có
thể thay đổi do các yếu tố ngẫu nhiên và sai khác với giá trị tối ưu đã xác
định. Vì vậy, xu hướng hiện nay là tối ưu hóa ngay trong khi gia công, nhằm
đảm bảo các giá trị thông số công nghệ luôn tối ưu.
d. Định mức thời gian gia công:
Thời gian gia công được xác định sao cho bảo đảm yêu cầu là tận dụng hiệu
quả vốn thời gian làm việc của hệ thống công nghệ, sức lao động.
Mục đích định mức thời gian là xác định thời gian cần thiết để hoàn thành
nội dung nguyên công và toàn bộ quá trình công nghệ trong điều kiện sản xuất
bình thường.
Thời gian gia công được xác định như sau:
-
Thời gian thực hiện: t
A
= t
N
+ t
V
-
Thời gian thực hiện nguyên công: T
N
= . + .
Với: : Thời gian từng chiếc.
: Số chi tiết gia công trong loạt.
-
: Thời gian chuẩn bị, kết thúc nguyên công.
-

-
Thời gian lãng phí vô ích ứng với nguyên công:
-
24
C¬ së CNCTM-CD Thskt.GVC. NguyÔn B¸ Héi
Với ời gian lãng phí do sức lao động gây ra; : Thời gian lãng phí không
do sức lao động gây ra ( không phụ thuộc sức lao động ).
-
Thời gian từng chiếc của nguyên công: = + +
-
Thời gian nguyên công: = + .
Với: ời gian cơ bản, trực tiếp cắt kim loại, ứng với từng phương pháp
gia công.
: Thời gian phụ ( gá đặt, điều chỉnh máy, dụng cụ… ) theo từng loại,
kiểu trang bị công nghệ.
-
Thời gian phục vụ: =
= +
Với: ời gian phục vụ kỷ thuật ( bảo dưỡng máy …)
Thời gian phục vụ tổ chức ( vận chuyển phôi, chờ đợi…)
-
Thời gian tự nhiên: =
Thực tế định mức thời gian có thể thực hiện theo phương pháp bấm giờ hoặc dựa
vào định mức tiêu chuẩn.
e. Xác định số lượng máy và công nhân:
25