Bài giảng công nghệ chế tạo máy 1

TR NG
I H C PH M V N
NG
KHOA K THU T CÔNG NGH
-----  -----

TR

NG QUANG D NG (B)

Bài Gi νγ
CÔNG NGH CH T O MÁY 1
(Dùng cho b c C - Ngành CNKT c khí)

Qu ng Ngãi , 12/2014


L I NÓI

U

Hi n nay, trong s nghi p công nghi p hóa - hi n đ i hóa đ t n
m t ngành quan tr ng c a n n kinh t qu c dân đ

c, ch t o máy là

c s d ng trong h u h t các l nh v c

công, nông nghi p. Các cán b k thu t trong ngành ch

t o máy đ

c đào t o ph i có

ki n th c k thu t c b n đ ng th i ph i bi t v n d ng nh ng ki n th c đó đ gi i quy t
nh ng v n đ c th trong th c t s n xu t c ng nh ch t o, l p ráp, s a ch a …
V i m c đích đó, tài li u này cung c p m t l
áp d ng giúp cho ng

ng ki n th c có h th ng, c th , d

i đ c nhanh chóng l a ch n các n i dung v lý thuy t c b n nh t

trong l nh v c công ngh ch t o máy, nh ng y u t

nh h

ng đ n ch t l

ng khi gia

công c khí, nguyên nhân gây sai s trong quá trình gia công, đ gá gia công c .
th i gi i thi u các ph

ng

ng pháp gia công thông d ng đ ch t o ra các d ng b m t đ t

yêu c u khác nhau v ch t l

ng gia công. Tài li u dùng cho SV ngành công ngh k

thu t c khí trong vi c h c t p môn công ngh ch t o máy và c ng là tài li u tham kh o
cho SV các ngành h c liên quan.
Trong quá trình biên so n tuy đã c g ng, nh ng c ng không tránh kh i nh ng
thi u sót. Tác gi mong nh n đ

c nh ng ý ki n đóng góp c a b n đ c và đ ng nghi p.

Các ý ki n đóng góp xin g i v ; B môn C khí – Khoa
K thu t công ngh , tr

ng

i h c Ph m V n

ng.

Tác gi


M CL C
N i dung
Ch

ng 1. CÁC KHÁI NI M VÀ

NH NGH A C

Trang
B N

1

1.1. Khái ni m v s n ph m, chi ti t máy, b ph n, c c u máy và phôi

1

1.2. Quá trình s n xu t, quá trình công ngh

2

1.3. Các thành ph n c a quá trình công ngh gia công c

3

1.4. Các d ng s n xu t và các hình th c t ch c s n xu t

7

Ch

12

ng 2. CH T L

NG S N PH M

2.1. Khái ni m

12

2.2. Ch t l

12

2.3.
Ch

ng b m t gia công

chính xác gia công
ng 3. GÁ

27

T CHI TI T TRÊN MÁY C T KIM LO I

52

3.1. Quá trình gá đ t chi ti t gia công

52

3.2.

57

nh ngh a và phân lo i chu n

3.3. Sai s gá đ t

61

3.4. Nguyên t c ch n chu n

68

Ch

ng 4.

GÁ GIA CÔNG C

KHÍ

73

4.1. Khái ni m v đ gá

73

4.2. C c u đ nh v c a đ gá

74

4.3. K p ch t và các c c u k p ch t

82

4.4. C c u d n h

97

ng d ng c c t

4.5. C c u so dao

99

4.6. C c u quay và phân đ

100

4.7. Thân đ gá

101

Ch

103

ng 5. GIA CÔNG CÁC B M T I N HÌNH

5.1. Ch n phôi và các ph
5.2. Gia công m t ph ng

ng pháp gia công chu n b

103
112

.

5.3. Gia công m t tr ngoài

121

5.4. Gia công m t tr trong

129

5.5. Gia công ren

139

5.6. Gia công rãnh then và then hoa

145

5.7. Gia công m t đ nh hình

147


CH

NG 1.

CÁC KHÁI NI M VĨ

NH NGH A C

B N

M c đích:
Nh m trang b cho SV nh ng ki n th c c b n và hi u sâu s c v quá trình
s n xu t, quá trình công ngh , các thành ph n c a quá trình công ngh , các d ng
s n xu t; các ki n th c v s n ph m và phôi. Qua đó giúp cho các em bi t đ

c các

hình th c t ch c s n xu t.
1.1. Khái ni m v s n ph m, chi ti t máy, b ph n, c c u máy vƠ phôi
1.1.1. S n ph m
S n ph m là m t danh t quy

c đ ch m t v t ph m đ

c ch t o ra

giai

đo n cu i cùng c a m t quá trình s n xu t, t i m t c s s n xu t. S n ph m có th
là máy móc thi t b hoàn ch nh, s d ng đ

c ngay nh ng c ng có th là b ph n,

c m má y ha y chi ti t …dùng đ l p rá p ha y tha y t h .
Ví d 1:

+ Nhà máy s n xu t xe đ p, xe máy, ô tô.... có s n ph m là xe đ p, xe máy, ô tô
+ Nhà máy s n xu t

bi thì s n ph m l i là các

bi.

1.1.2. Chi ti t máy
Chi ti t máy là đ n v nh nh t và hoàn ch nh v m t k thu t, không th
tháo r i đ

c đ c u t o nên máy.

Ví d 2: Bánh r ng, tr c, vít, l p…
1.1.3. B ph n máy (c m máy)
B ph n máy là hai hay nhi u chi ti t máy đ

c liên k t v i nhau theo nh ng

nguyên lý và quy lu t nh t đ nh. Nh ng t nó ch a th ho t đ ng đ c l p đ

c mà

ph i l p ghép hay liên k t vào thành m t s n ph m hoàn ch nh đ ho t đ ng.
Ví d 3: Xích, líp, moay …có quy lu t làm vi c riêng nh ng ph i l p vào xe
đ p m i ho t đ ng đ

c.

1.1.4. C c u máy

C c u máy là m t t h p g m hai hay nhi u chi ti t máy đ th c hi n m t
nhi m v xác đ nh.

GV: Tr

ng Quang D ng

Trang 1

Công ngh ch t o máy 1


Ví d 4: c c u bánh r ng di tr

t, dùng đ thay đ i t s truy n gi a hai

tr c.
M t c c u máy có th là m t b ph n máy, nh ng các chi ti t máy trong
m t c c u có th n m trong các c m khác nhau.
1.1.5. Phôi
Phôi ho c bán thành ph m là danh t k
t o ra t

thu t đ

ch v t p h m đ

c

m t qu á trình s n xu t nà y chu y n sa ng m t q uá trình s n

xu t khác.
Ví d 5: Quá trình đúc, là quá trình rót kim lo i l ng vào khuôn, sau khi kim
lo i đông đ c trong khuôn ta nh n đ

c m t v t đúc kim lo i có hình dáng, kích th

theo yêu c u. Nh ng v t đúc này có th là:
- S n ph m c a quá trình đúc.
- Chi ti t đúc n u không c n gia công c t g t n a, có th s d ng đ

c ngay.

- Phôi đúc n u v t đúc ph i qua gia công c t g t nh ti n, phay, bào ...
1.2. Quá trình s n xu t, quá trình công ngh
1.2.1. Quá trình s n xu t
Nói m t cách t ng quát, quá trình s n xu t là quá trình con ng

i tác đ ng vào

tài nguyên thiên nhiên đ bi n nó thành s n ph m ph c v cho l i ích c a con
ng

i.
nh ngh a này r t r ng, có th bao g m nhi u giai đo n. Ví d , đ có m t s n

ph m c khí thì ph i qua các giai đo n: Khai thác qu ng, luy n kim, gia công c
khí, gia công nhi t, l p ráp v.v...
N u nói h p h n trong m t nhà máy c khí, quá trình s n xu t là quá trình t ng
h p các ho t đ ng có ích đ bi n nguyên li u và bán thành ph m thành s n ph m

có giá tr s d ng nh t đ nh, bao g m các quá trình chính nh : Ch t o phôi, gia
công c t g t, gia công nhi t, ki m tra, l p ráp và các quá trình ph nh : v n chuy n,
ch t o d ng c , s a ch a máy, b o qu n trong kho, ch y th , đi u ch nh, s n lót,
bao bì,đóng gói v.v... T t c các quá trình trên đ
đ ng b nh p nhàng đ cho quá trình s n xu t đ

GV: Tr

ng Quang D ng

Trang 2

c t ch c th c hi n m t cách

c liên t c.

Công ngh ch t o máy 1

c


S

nh h

ng c a các quá trình nêu trên đ n n ng su t, ch t l

trình s n xu t có m c đ khác nhau. nh h

ng c a quá

ng nhi u nh t đ n ch t l

ng, n ng

su t c a quá trình s n xu t là nh ng quá trình có tác đ ng làm thay đ i v tr ng
thái, tính ch t c a đ i t

ng s n xu t, đó chính là các quá trình công ngh .

1.2.2 Quá trình công ngh
Quá trình công ngh là m t ph n c a quá trình s n xu t tr c ti p làm thay đ i
tr ng thái và tính ch t c a đ i t

ng s n xu t. Thay đ i tính ch t và tr ng thái bao

hàm; Thay đ i hình d ng, thay đ i kích th
li u và thay đ i v trí t

c, thay đ i tính ch t c lý hóa c a v t

ng quan gi a các b ph n c a chi ti t.

Quá trình công ngh gia công c là quá trình c t g t phôi đ làm thay đ i kích
th

c và hình dáng c a nó.
Quá trình công ngh nhi t luy n là quá trình thay đ i tính ch t v t lý và hóa

h c c a v t li u chi ti t.

Quá trình công ngh l p ráp là quá trình t o thành nh ng quan h t

ng quan

gi a các chi ti t thông qua các lo i liên k t m i l p ghép.
Ngoài ra còn có các quá trình công ngh nh ch t o phôi, nh qúa trình đúc,
quá trình gia công áp l c, vv…
Quá trình công ngh h p lý là quá trình công ngh th a mãn đ
c a chi ti t nh đ chính xác gia công, đ nhám b m t, v trí t

c các yêu c u

ng quan gi a các

b m t, đ chính xác v hình dáng hình h c…
Quá trình công ngh đ

c th c hi n t i các ch làm vi c.

1.3. Các thƠnh ph n c a quá trình công ngh
1.3.1. Nguyên công
Nguyên công là m t ph n c a quá trình công ngh , đ

c hoàn thành m t cách

liên t c t i m t ch làm vi c do m t hay m t nhóm công nhân th c hi n đ i v i m t
đ it

ng s n xu t không đ i.
đây, nguyên công đ

và tính liên t c trên đ i t

c đ c tr ng b i 3 đi u ki n c b n, đó là hoàn thành

ng s n xu t và v trí làm vi c. Trong quá trình th c hi n

quy trình công ngh n u chúng ta thay đ i 1 trong 3 đi u ki n trên thì ta đã chuy n
sang m t nguyên công khác.

GV: Tr

ng Quang D ng

Trang 3

Công ngh ch t o máy 1


Ví d 6: Ti n tr c có hình nh sau:

Hình 1.1. Chi ti t tr c
N u ta ti n đ u A r i tr đ u đ ti n đ u B (ho c ng

c l i) thì v n thu c m t

nguyên công vì v n đ m b o tính ch t liên t c và v trí làm vi c. Nh ng n u ti n
đ u A cho c lo t xong r i m i tr l i ti n đ u B c ng cho c lo t đó thì thành hai
nguyên công vì đã không đ m b o đ

c tính liên t c, có s gián đo n khi ti n các

b m t khác nhau trên chi ti t. Ho c ti n đ u A

máy này, đ u B ti n

máy khác

thì rõ ràng đã hai nguyên công vì v trí làm vi c đã thay đ i.
Nguyên công là đ n v c b n c a quá trình công ngh đ h ch toán và t ch c
s n xu t. Vi c ch n s l

ng nguyên công s

nh h

ng l n đ n ch t l

ng và giá

thành s n ph m, vi c phân chia quá trình công ngh ra thành các nguyên công có ý
ngh a k thu t và kinh t .
Ý ngh a k thu t: M i m t ph

ng pháp c t g t có m t kh n ng công ngh

nh t đ nh (kh n ng v t o hình b m t c ng nh ch t l

ng đ t đ

c). Vì v y, xu t

phát t yêu c u k thu t và d ng b m t c n t o hình mà ta ph i ch n ph
gia công t

ng pháp

ng ng hay nói cách khác ch n nguyên công phù h p.

Ta không th th c hi n đ

c vi c ti n các c tr c và phay rãnh then

m t ch làm vi c. Ti n các c tr c đ

cùng

c th c hi n trên máy ti n, phay rãnh then

th c hi n trên máy phay.
Ý ngh a kinh t : Khi th c hi n công vi c, tùy thu c m c đ ph c t p c a hình
d ng b m t, tùy thu c s l

ng chi ti t c n gia công, đ chính xác, ch t l

ng b

m t yêu c u mà ta phân tán ho c t p trung nguyên công nh m m c đích đ m b o s
cân b ng cho nh p s n xu t, đ t hi u q a kinh t nh t.
Trên m t máy, không nên gia công c thô và tinh mà nên chia gia công thô và

tinh trên hai máy. Vì khi gia công thô c n máy có công su t l n, n ng su t cao,

GV: Tr

ng Quang D ng

Trang 4

Công ngh ch t o máy 1


không c n chính xác cao đ đ t hi u qu kinh t (l y ph n l n l

ng d ); khi gia

công tinh thì c n máy có đ chính xác cao đ đ m b o các yêu c u k thu t c a chi
ti t.
1.3.2. Gá
Tr

c khi gia công, ta ph i xác đ nh v trí t

ng quan gi a chi ti t so v i máy,

d ng c c t và tác d ng lên chi ti t m t l c đ ch ng l i s xê d ch do l c c t và các
y u t khác gây ra khi gia công nh m đ m b o chính xác v trí t

ng quan đó. Quá

trình nay ta g i là quá trình gá đ t chi ti t.

Gá là m t ph n c a nguyên công, đ

c hoàn thành trong m t l n gá đ t chi

ti t.Trong m t nguyên công có th có m t ho c nhi u l n gá, t t nh t nên dùng s
l n gá ít nh t trong m t nguyên công.
Ví d 7:

ti n các m t tr b c A, B, C ta th c hi n 2 l n gá:

Hình 1.2. Chi ti t tr c
- L n gá 1: Gá lên 2 m i ch ng tâm và truy n mômen quay b ng t c đ gia
công các b m t C và B.
- L n gá 2:
l n gá tr

i đ u đ gia công b m t A (vì m t này ch a đ

c gia công

c do ph i l p v i t c).

1.3.3. V trí
V trí là m t ph n c a nguyên công, đ

c xác đ nh b i m t v trí t

ng quan

gi a chi ti t v i máy ho c gi a chi ti t v i d ng c c t. M t l n gá có th có m t

ho c nhi u v trí.
Ví d 8: Khi phay bánh r ng b ng dao phay đ nh hình, m i l n phay m t r ng,
ho c khoan m t l trên chi ti t có nhi u l đ

c g i là m t v trí (m t l n gá có

nhi u v trí). Còn khi phay bánh r ng b ng dao phay l n r ng, m i l n phay là m t
v trí (nh ng do t t c các r ng đ u đ

GV: Tr

ng Quang D ng

c gia công nên l n gá này có m t v trí).

Trang 5

Công ngh ch t o máy 1


Khi thi t k qui trình công ngh c n l u ý là gi m s l n gá đ t (trong khi v n
gi đ

c v trí c n thi t) b i vì m i m t l n gá đ t s gây ra sai s gia công.

1.3.4. B
B

c

c c ng là m t ph n c a nguyên công khi th c hi n gia công m t b m t

(ho c m t t p h p b m t) s d ng m t d ng c c t (ho c m t b d ng c ) v i ch
đ làm vi c c a máy duy trì không đ i (v, s, t, không đ i).
N u thay đ i m t trong các đi u ki n nh : b m t gia công ho c ch đ c t
(t c đ , l
B

ng ch y dao ho c chi u sâu c t)thì ta đã chuy n sang b
c có th là b

g m ba đo n v i đ

c đ n gi n và b

c khác.

c ph c t p. ví d , khi tiên m t tr c bâc

ng kính khác nhau (b ng m t dao) thì ta ph i th c hi n ba

b

c đ n gi n. Còn khi ti n tr c b c đó đ ng th i b ng nhi u dao thì ta có m t

b

c ph c t p.
Khi l p ráp b

cđ

c xem là m t quá trình n i ghép các chi ti t l i v i nhau

đ đ t đ chính xác c n thi t ho c các quá trình khác nhau nh c o s a then đ l p
nó vào v trí, l p m t vòng bi trên tr c…
M t nguyên công có th có m t ho c nhi u b

c.

Ví d 9: C ng là gia công hai đo n tr c nh ng n u gia công đ ng th i b ng
hai dao là m t b

c; còn gia công b ng m t dao trên t ng đo n tr c là hai b

c.

Hình 1.3. Gia công chi ti t tr c
Khi có s trùng b

c (nh ti n b ng 3 dao cho 3 b m t cùng m t lúc), th i

gian gia công ch c n tính cho m t b m t gia công có chi u dài l n nh t.
ng chuy n dao

1.3.5.

ng chuy n dao là m t ph n c a m t b

c (ho c m t nguyên công) đ h t

đi m t l p v t li u có cùng ch đ c t và b ng cùng m t dao.
M ib

GV: Tr

c có th có m t ho c nhi u đ

ng Quang D ng

ng chuy n dao.

Trang 6

Công ngh ch t o máy 1


Ví d 10:

ti n ngoài m t m t tr có th dùng cùng m t ch đ c t, cùng

m t dao đ h t làm nhi u l n; m i l n là m t đ

ng chuy n dao.

ng tác

1.3.6.

ng tác là m t hành đ ng c a công nhân đ đi u khi n máy th c hi n vi c

gia công ho c l p ráp.
Ví d 11: B m nút, quay dao, đ y đ ng ...
ng tác là đ n v nh nh t c a quá trình công ngh .
Vi c phân chia thành đ ng tác r t c n thi t đ đ nh m c th i gian, nghiên c u
n ng su t lao đ ng và t đ ng hóa nguyên công.
1.4. Các d ng s n xu t vƠ các hình th c t ch c s n xu t
1.4.1. Các d ng s n xu t
S nl

ng là s l

ng máy, chi ti t ho c phôi đ

c ch t o ra trong m t đ n v

th i gian (n m, quí, tháng).
S nl

ng hàng n m c a chi ti t đ
N  N1.m.(1 

đây: N - s chi ti t đ

 
100

c xác đ nh theo công th c:
)

c s n xu t trong m t n m.

N1 - s s n ph m (s máy) đ

c s n xu t trong m t n m.

m - s chi ti t trong m t s n ph m (m t máy).
 - S chi ti t ph ph m (  3  6%)
 - s chi ti t đ c ch t o thêm đ d phòng ( =5÷7%)
Qui trình công ngh mà ta thi t k ph i đ m b o đ c đ chính xác và ch t

l

ng gia công, đ ng th i ph i đ m b o t ng n ng su t lao đ ng và gi m giá thành.

Qui trình công ngh này ph i đ m b o đ
tiêu trên đây thì qui trình công ngh ph i đ
Tùy theo s n l

cs nl

ng đ t ra.

đ tđ

c các ch

c thi t k thích h p v i d ng s n xu t.

ng hàng n m và m c đ

n đ nh c a s n ph m mà ta chia ra

ba d ng s n xu t sau:
1.4.1.1. S n xu t đ n chi c

GV: Tr

ng Quang D ng

Trang 7

Công ngh ch t o máy 1


D ng s n xu t đ n chi c là s n l

ng hàng n m ít, th

ng t m t đ n vài ch c

chi c. S n ph m không n đ nh do ch ng lo i nhi u. Chu k ch t o không đ

c

xác đ nh.
D ng s n xu t đ n chi c có nh ng đ c đi m sau:
-T i m i ch làm vi c đ

c gia công nhi u lo i chi ti t khác nhau.

- Gia công chi ti t và l p ráp s n ph m đ

c th c hi n theo ti n trình công ngh .

- S d ng các thi t b và d ng c v n n ng. Thi t b đ

c b trí theo t ng lo i và

theo t ng b ph n s n xu t khác nhau.
- S d ng các đ gá v n n ng.
nh ng chi ti t th

ng xuyên đ

- Không th c hi n đ
ráp đi u đ

gá chuyên dùng ch đ

c s d ng đ gia công

c l p l i.

c vi c l p l n hoàn toàn, có ngh a là ph n l n công vi c l p

c th c hi n b ng ph

ng pháp c o s a.

- Công nhân ph i có trình đ tay ngh cao.

- N ng su t lao đ ng th p, giá thành s n ph m cao.
S n xu t đ n chi c th

ng đ

c s d ng trong công ngh s a ch a, ch

th …
1.4.1.2. S n xu t hàng lo t
S n xu t hàng lo t là d ng s n xu t hàng n m không quá ít, s n ph m đ
ch t o theo t ng lo t v i chu k xác đ nh, s n ph m t

c

ng đ i n đ nh.

S n xu t hàng lo t có nh ng đ c đi m sau:
- T i các ch làm vi c đ

c th c hi n m t s nguyên công có chu k l p l i n

đ nh.
- Gia công c và l p ráp đ

c th c hi n theo qui trình công ngh .

- S d ng các máy v n n ng và chuyên dùng.
- Các máy đ

c b trí theo qui trình công ngh .

- S d ng nhi u d ng c và đ gá chuyên dùng.
-

m b o nguyên t c l p l n hoàn toàn.

- Công nhân có trình đ trung bình.
Ví d 12: d ng s n xu t hàng lo t có th là ch t o máy công c , ch t o máy
công c …

GV: Tr

ng Quang D ng

Trang 8

Công ngh ch t o máy 1


S n xu t hàng lo t là d ng s n xu t ph bi n trong ngành ch t o máy. Tùy
theo s n l

ng và m c đ

n đ nh c a s n ph m chia thành: s n xu t lo t nh , v a

và l n. S n xu t lo t nh th

ng g n v i s n xu t đ n chi c. S n xu t lo t l n g n

v i s n xu t hàng kh i.
1.4.1.3. D ng s n xu t hàng kh i
S n xu t hàng kh i là d ng s n xu t trong đó s n ph m đ
t c trong m t th i gian dài v i s l

c s n xu t liên

ng r t l n (m t hàng n đ nh, ít thay đ i) th c

hi n n đ nh t i t ng đ a đi m. Xí nghi p s n xu t hàng kh i th

ng phân chia

thành nhi u nguyên công nh .
D ng s n xu t hàng kh i có đ c đi m là:
-S nl

ng hàng n m r t l n.

- S n ph m r t n đ nh.
- Trình đ chuyên môn hóa s n xu t cao.
i v i d ng s n xu t này ta ph i t ch c k thu t và công ngh nh sau:
- Trang thi t b , d ng c công ngh th
- Quá trình công ngh đ

ng la chuyên dùng.

c thi t k và tính toán chính xác, ghi thanh các tài li u

công ngh có n i dung c th và t m .

- Trình đ th đ ng máy không c n cao nh ng đòi h i ph i có th đi u ch nh máy
gi i.
- T ch c s n xu t theo dây chuy n.
D ng s n xu t hàng kh i cho phép áp d ng các ph

ng pháp công ngh tiên

ti n, có đi u ki n c khí hóa và t đ ng hóa s n xu t, t o đi u ki n t ch c các
đ

ng dây gia công chuyên môn hóa. Các máy

d ng s n xu t này th

ng đ

cb

trí theo theo th t nguyên công c a quá trình công ngh .
Ngoài ra, c n ph i n m v ng các hình th c t ch c s n xu t đ s d ng thích
h p cho các d ng s n xu t khác nhau.
Sau khi xác đ nh đ
kh i l

cs nl

ng c a chi ti t. Kh i l

ng hàng n m N c a chi ti t ta ph i xác đ nh

ng Q c a chi ti t đ

c xác đ nh theo công th c :

Q = V. (kg)
đây: V- th tích c a chi ti t (dm3);

GV: Tr

ng Quang D ng

Trang 9

Công ngh ch t o máy 1


 -kh i l

ng riêng c a v t li u ( c a thép là 7,852kg/dm3;  c a gang d o

là 7,2kg/dm3;  c a gang xám là 7kg/dm3 ;  c a nhôm là 2,7kg/dm3 và  c a đ ng
là 8,72kg/dm3 ).
Khi có N và Q d a vào b ng 1.1 đ ch n d ng s n xu t phù h p.
Q – kh i l
D ng s n xu t

4 – 200 kg

> 200 kg
S nl

n chi c

B ng 1.1. Xác đ nh d ng s n xu t
ng c a chi ti t (kg)
< 4 kg

ng hàng n m c a chi ti t (chi c)

<5

< 10

< 100

Hàng lo t nh

55 – 100

10 - 200

100 – 500

Hàng lo t v a

100 – 300

200 – 500

500 – 5000

Hang lo t l n

300 – 1000

500 – 1000

5000 – 50000

Hàng kh i

> 1000

> 5000

> 50000

1.4.2. Các hình th c t ch c s n xu t
Có hai hình th c t ch c s n xu t:
1.4.2.1. S n xu t dây chuy n
Trong s n hàng kh i và hàng lo t l n ng

i ta th

ng dùng ph

theo dây chuy n (gia công c và dây chuy n l p ráp) theo ph
máy đ

ng pháp

ng pháp này các

c s p x p theo th t nguyên công. Sau khi hoàn thành vi c gia công m t

nguyên công, đ i t

ng s chuy n sang máy ti p theo đ th c hi n nguyên công k .

S máy và n ng su t c a máy c n tính toán đ đ m b o dây chuy n n đ nh,
bình th

ng, không

đ ng. Gia công ph i đ ng b (đ m b o nh p s n xu t). Nh p

s n xu t là kho ng th i gian l p l i c a chu k gia công ho c l p ráp và đ

c tính

theo công th c:
tn 

T
N

(phút/chi c)

Trong đó: T- Kho ng th i gian làm vi c (phút),
N- s đ i t

ng s n xu t ra trong kho ng th i gian T.

1.4.2.2. S n xu t không dây chuy n

GV: Tr

ng Quang D ng

Trang 10

Công ngh ch t o máy 1


Trong đó m i nguyên công đ

c th c hi n đ c l p, không liên quan v th i

gian, đ a đi m làm vi c đ i v i các nguyên công khác, th

ng dùng cho s n xu t

đ n chi c, lo t nh , n ng xu t và hi u qu s n xu t th p.

CÂU H I ÔN T P
1. Hãy phân bi t các khái ni m v s n ph m, chi ti t máy, b ph n, c c u máy và
phôi.
2. Quá trình công ngh là gì? Hãy nêu các thành ph n c a quá trình công ngh . Cho
ví d minh h a.
3. Có m y d ng s n xu t? Hãy nêu đ c đi m, ph m vi ng d ng c a m i lo i.

GV: Tr

ng Quang D ng

Trang 11

Công ngh ch t o máy 1


CH

CH T L

NG 2.

NG S N PH M

M c đích:
Trang b cho SV các ki n th c v ch t l
ch t l

ng b m t, bi t đ

m t đ n ch t l

ng b m t, các thông s đánh giá

c các c p đ nhám c ng nh

nh h

ng c a nhám b

ng s n ph m. Bên c nh đó, các em còn n m đ

c các ph

ng

pháp đ t đ chính xác gia công, nguyên nhân gây sai s trong quá trình gia công.
2.1. Khái ni m
Ch t l

ng s n ph m là m t ch tiêu quan tr ng c n ph i đ c bi t quan tâm

khi ch t o các s n ph m c khí. Ch t l
ch t o chi ti t máy và ch t l

ng s n ph m c khí bao g m ch t l

ng

ng l p ráp chúng thành s n ph m hoàn ch nh.

i v i các chi ti t máy riêng bi t thì ch t l

ng ch t o chúng đ

c đánh

giá b ng các thông s c b n sau đây:
-

chính xác v m t kích th

-

chính xác v hình dáng hình h c c a các b m t.

-

chính xác v v trí t

- Ch t l

c các b m t.

ng quan gi a các b m t.

ng b m t.

2.2. Ch t l

ng b m t gia công

2.2.1. Khái ni m
Ch t l
h

ng b m t là m t ch tiêu trong ch t l

ng ch t o chi ti t, nó có nh

ng r t l n đ n kh n ng làm vi c c a chi ti t máy. Ch t l

ph thu c vào ph
tiêu ch y u c n đ t

ng pháp và đi u ki n gia công c th . Ch t l
b

ng b m t là m c

c gia công tinh. Sau đây là các y u t đ c tr ng c b n.

2.2.1.1. Các y u t đ c tr ng ch t l
Ch t l

ng b m t gia công

ng b m t

ng b m t c a chi ti t máy đ

c đ c tr ng b ng các y u t sau:

- Hình dáng, l p b m t (đ sóng, đ nhám…)
- Tr ng thái và tính ch t c lý c a l p b m t (đ c ng, chi u sâu bi n c ng, ng
su t d …)

- Ph n ng c a l p b m t v i môi tr

ng làm vi c (tính ch ng mòn, kh n ng

ch ng xâm th c hóa h c, đ b n…)
GV: Tr

ng Quang D ng

Trang 12

Công ngh ch t o máy 1


Trong ph m vi này chúng ta c n đi sâu vào tính ch t hình h c và tính ch t c
lý c a b m t gia công.
2.2.1.2. Các ch tiêu đánh giá ch t l

ng b m t

1. Tính ch t hình h c c a b m t gia công
a.

nh p nhô t vi (đ nhám)

Trong quá trình gia công d
nh ng t x

il

i c t d ng c và s hìnht hành phoi t o ra

t c c b , nh trên b m t gia công và làm cho b m t có đ nhám.

nhám b m t là đ nh p nhô t vi c a l p b m t (hình 1.4), g m đ l i, lõm, đ
sóng, đ nh n (đ nhám).
đ

c th hi n b ng đ i l

ó là ch tiêu đánh giá đ nh p nhô b m t khi gia công,
ng Ra và Rz tính b ng micromét ( m).

- Ra là sai l ch trung bình s h c các kho ng cách đo theo ph
nh p nhô đ n đ

ng y t các đ nh

ng trung bình trên chi u dài chu n l. Ta có th tính:

- Tính g n đúng:

1 n
Ra   yi
n i 1

- Tính chính xác:

1
Ra   yi dx

l0

1

Hình 2.1. S đ xác đ nh đ nhám b m t
Chi u cao nh p nhô Rz là tr s trung bình c a 5 kho ng cách t 5 đ nh cao nh t
đ n5 đáy th p nh t c a nh p nhô trên b m t đo đ n m t đ
v iđ

ngg trun bình trong chi u dài chu n l. Tr s Rz đ

Rz 
GV: Tr

ng Quang D ng

ng th ng song song

c tínhh nh sau:

 h1  h3  h5  h 7  h9  h2  h4  h6  h8  h10 
5
Trang 13

Công ngh ch t o máy 1


5

Rz 

Hay:

h

cao

i 1

5

  hthap
i 1

5

nhám b m t là c s đ đánh giá đ bóng (đ nh n, đ nh n bóng) b
m t trong ph m vi chi u dài c s l. Theo tiêu chu n Vi t Nam thì đ bóng b m t
chia làm 14 c p t

ng ng v i các giá tr Rz và Ra.

nhám b m t cao nh t ng

v i c p 14 (Ra = 0.01m ; Rz = 0.05 m). Trên b n v chi ti t máy, yêu c u v đ
nhám b m t đ

c cho theo giá tr c a Ra ho c Rz. Tr s Ra đ

c cho khi yêu c u

đ nhám b m t (đ nh n bóng b m t) c n đ t t c p 6 đ n c p 12 (Ra = 2.5  0.04
m). Tr s Rz đ

c ghi trên b n v n u yêu c u đ nhám b m t c n đ t trong

ph m vi t c p 1 đ n c p 5 (Rz = 320  20 m) ho c t c p 13 đ n 14 (Rz = 0.08 
0.05 m). Trong th c t s n xu t r t nhi u khi ng

i ta đánh giá đ nhám b m t

chi ti t máy theo các m c đ : thô (c p 1  4), bán tinh (c p 5  7), tinh (c p 8  11),
và siêu tinh (c p 12 14).
B ng 2.1. Các giá tr thông s đ nhám b m t (TCVN 2511 - 78)
C p
đ
nhám

Ra

Rz

Chi u
dài
chu n L
(mm)

1

-

320-160

8

2

-

160-80

8

3

-

80-40

8

4

-

40-20

2,5

5

-

20-10

2,5

6

2,5-1,25

-

2,5

7

1,25-0,63

-

0,8

8

0,63-0,32

-

0,8

9

0,32-0,16

-

0,8

10

0,16-0,08

-

0,25

11

0,08-0,04

-

0,25

12

0,04-0,02

-

0,25

GV: Tr

Tr s đ nhám ( m)

ng Quang D ng

Ph ng
pháp gia
công

ng d ng

Ti n thô, Các b m t không ti p
c a, d a, xúc, b m t không quan
khoan…
tr ng : chân máy, giá
đ …
Ti n tinh, B m t ti p xúc t nh,
d a tinh, đ ng, tr c vít, m t mút
phay…
bánh r ng…
Doa, mài, B m t ti p xúc đ ng: b
mài, đánh m t r ng, b m t pittông,
bóng…
b m t xilanh, b m t
ch t…
Mài tinh B m t nút, van, bi, con

m ng,
l n, d ng c đo, c n mâu
nghi n, rà, …
gia công
đ c
bi t,

Trang 14

Công ngh ch t o máy 1


13

-

0,1-0,05

0,08

14

-

0,05-0,025

0,08

b.

ph ng
pháp
khác…

B m t làm vi c các chi
ti t chính xác cao, d ng
c đo, c n m u chu n…

sóng b m t:
sóng b m t là chu k không b ng ph ng c a b m t chi ti t máy đ

c

quan sát trong ph m vi l n h n đ nhám b m t, quan sát trong ph m vi t
1÷10mm. ây là ch tiêu trung gian gi a sai l ch t vi và sai l ch đ i quan v hình
dáng hình h c c a chi ti t. C n c vào t l gi a chi u cao nh p nhô và b

c sóng

đ phân bi t đ nh p nhô t vi b m t và đ sóng b m t.

Hình 2.2. Sóng b m t và nhám b m t
- Nhám b m t:

l/h = 0÷50

- Sóng b m t:

L/H = 50÷100

2. Tính ch t c lí c a l p b m t
Tính ch t c lý l p b m t đ
su t d

c bi u th b ng đ c ng t vi và giá tr

ng

trong l p b m t.
a. Hi n t

ng bi n c ng: L c c t gây nên bi n d ng d o kim lo i, t i vùng

c t làm xô l ch m ng tinh th và làm xu t hi n ng su t gi a các h t tinh th làm
th tích riêng t ng và m t đ kim lo i gi m. Làm t ng đ c ng, dòn và gi m đ d o,
dai c a v t li u. Ngoài ra, còn làm thay đ i tính d n t , d n đi nc ng nh m t s
tính ch t khác.
K t qu là l p kim lo i trên b m t gia công b c ng ngu i r n ch c l i so v i
kim lo i b n ch t.
M c đ bi n c ng và chi u sâu l p bi n c ng b m t ph thu c vào tác d ng
c a l c c t, ph thu c vào quái tình bi n d ng d o kim lo i và ph thu c vào nhi t
GV: Tr

ng Quang D ng

Trang 15

Công ngh ch t o máy 1

c t sinh ra. N u l c c t t ng m c đ bi n d ng d o cu a t li u t ng, th i gian tác
d ng c a chúng kéo dài thì s làm m c đ bi n c ng và chi u sâu l p bi n c ng đ u
t ng. Ng

c l i n u nhi t đ c t sinh ra l n, th i gian tác d ng kéo dài thì s làm

gi m m c đ bi n c ng.
b. Hi n t

ng ng su t d ,:

Khi gia công trong l p b m t chi ti t xu t hi n ng su t d . Các nguyên
nhân chính gây ra ng su t d trong l p b m t gia công là :
Khi c t m t l p m ng v t li u tr
Khi tr

ng l c gây ra bi n d ng d o không đ u.

ng l c m t đi bi n d ng d o gây ra ng su t d .
Bi n d ng d o khi c t làm ch c l p kim lo i b m t. L p kim lo i bên trong

do không bi n d ng d o nên v n bình th
t ng th tích nh ng không t ng đ

ng. L p kim lo i bên ngoài có xu h

ng

c nên gây ra ng su t nén, đ cân b ng l p bên

trong gây ra ng su t kéo.
Nhi t sinh ra t i vùng c t nung nóng c c b b m t, làm gi m môđun đàn h i
c a v t li u. Sau khi c t l p b m t ngu i nhanh, co l i gây ra ng su t d kéo, đ
cân b ng l p trong gây ra ng su t d nén.
Kim lo i chuy n pha và nhi t c t làm thay đ i c u trúc l p kim lo i b m t
và gây ra ng su t d nén n u có xu h

ng t ng th tích.

2.2.2. Ch t l ng b m t nh h ng đ n kh n ng lƠm vi c c a chi ti t máy
Ch t l ng b m t nh h ng nhi u đ n kh n ng làm vi c c a chi ti t máy:
tính ch ng mòn, đ b n m i, tính ch ng n mòn hóa h c, đ chính xác m i l p
ghép.
2.2.2.1. nh h
a. nh h

ng đ n tính ch ng mòn

ng c a đ nhám b m t

Do b m t hai chi ti t ti p xúc v i nhau có nh p nhô t vi nên

giai đo n

đ u hai b m t này ch ti p xúc v i nhau trên m t s đ nh nh p nhô cao, di n tích
ti p xúc ch b ng m t ph n di n tích tính toán và t i đó có áp su t r t l n, th
v

t quá gi i h n ch y, có khi v

ng

t c gi i h n b n c a v t li u, làm cho các đi m

ti p xúc b nén đàn h i và bi n d ng d o các nh p nhô, đó là bi n d ng ti p xúc.
Bi n d ng ti p xúc đ

c xác đ nh theo công th c kinh nghi m sau :

  Cp x ( m)
GV: Tr

ng Quang D ng

Trang 16

Công ngh ch t o máy 1


V i: C,x là h s và s m ph thu c vào đi u ki n th c nghi m (d ng ti p
xúc, v t li u…); p- Áp su t ti p xúc (KG/cm2 ho c N/mm2).
Khi hai b m t chuy n đ ng t
nh p nhô d n đ n hi n t
t

ng đ i v i nhau x y ra tr

td o

các đ nh

ng mòn nhanh chóng ban đ u, khe h t ng lên. ó là hi n

ng mòn ban đ u; trong đi u ki n làm vi c nh và trung bình mòn ban đ u có th

làm cho chi u cao nh p nhô gi m 65 ÷ 75%, lúc đó di n tích ti p xúc th c t ng lên
và áp xu t gi m xu ng. Sau giai đo n này mòn tr nên bình th

ng và ch m, giai

đo n này g i là mòn làm vi c. Sau mòn làm vi c b m t làm vi c b tróc ra, k t c u
b m t b phá h y, phá h ng, giai đo n này g i là mòn phá h y.
tr

i v i chi ti t máy

c khi b mòn phá h y x y ra , b m t làm vi c còn có th ph c h i, còn sau khi

mòn phá h y x y ra chi ti t không th ph c h i đ

c kh n ng làm vi c.

Quá trình mài mòn c a m t c p chi ti t ma sát v i nhau th

ng qua 3 giai

đo n. Quy lu t mòn nh sau:
- Giai đo n I là giai đo n mòn kh c li t (mòn nhanh)
- Giai đo n II là giai đo n mòn n đ nh (mòn ch m)
- Giai đo n III là giai đo n mòn phá h y, mòn r t nhanh d n đ n s phá h y.

Hình 2.3. Quá trình mài mòn c a m t c p
chi ti t ma sát v i nhau
Trên hình 2.3 bi u th m i quan h gi a l

ng mòn và th i gian s d ng c a

ba c p chi ti t có đ nhám khác nhau. C p c có đ nhám l n nh t, th i gian mòn
ban đ u x y ra nhanh nh t, th i gian s

d ng ng n nh t. Ngh a là

Rz (c )  Rz (b )  Rz ( a ) thì Tc < Tb < Ta. Nh v y giá tr đ nhám b m t nh h ng
đ n tu i th c a chi ti t máy.

nh n bóng cao thì th i gian làm vi c càng dài. Tuy

v y tùy theo đi u ki n làm vi c c th đ ch n đ nh n bóng b m t t i u.
GV: Tr

ng Quang D ng

Trang 17

Công ngh ch t o máy 1


Qua th c nghi m ng

i ta ch ng t r ng, v i m i ch đ làm vi c nh t đ nh

s t i u v i m t tr s chi u cao nh p nhô t i u Ra đ cho đ mòn ban đ u là nh
nh t và do đó làmh co tu i th c a chi ti t là dài nh t.
Hình 2.4 bi u th m i quan h gi a đ mòn ban đ u (u)và tr s Ra, tùy theo
đi u ki n làm vi c n ng (1) hay nh (2).
L

ng mòn ban đ u ít nh t ng v i giá tr t i các đi m Ra1 và Ra2; đó là giá

tr t i u c a Ra. N u giá tr c a Ra nh h n tr s t i u Ra1, Ra2 thì s b mòn k ch
li t vifcacs ph n t kim lo i d b khu ch tán. Ng
u Ra1, Ra2 thì l

c l i, giá tr Ra l n h n tr s t i

ng mòn s t ng lên vì các nh p nhô b m t b phá v và c t đ t.

Hình 2.4. Quan h gi a l ng mòn ban
đ u u và đ nh p nhô t vi Ra
b. nh h

ng c a l p bi n c ng

L p bi n c ng c a b m t kim lo i ng n c n s phát tri n bi n d ng d o,
gi m tác đ ng t

ng h gi a các ph n t và tác đ ng c h c ch ti p xúc, làm t ng

s khu ch tán ôxy lên b m t kim lo i d n đ n s

n mòn l p b m t và chúng d b

phá hu .
c. nh h

ng c a ng su t d

ng su t d trên b m t sinh ra trong quá trình gia công không có nh h

ng

gì đ n tính ch ng mòn c a b m t chi ti t nh ng ng su t d bên trong thì nh
h

ng đ n tính ch t làm vi c và c
2.2.2.2. nh h

GV: Tr

ng đ mòn c a chúng.

ng đ n đ b n m i c a chi ti t

ng Quang D ng

Trang 18

Công ngh ch t o máy 1

a. nh h

ng c a đ nhám b m t

nh n b m t nh h

ng nhi u đ n đ b n m i c a chi ti t nh t là khi

chúng ch u t i tr ng chu k d u thay đ i vì
su t t p trung v i tr s l n, có khi v

đáy các nh p nhô (hình 1.6) có ng

t quá gi i h n m i c a v t li u. ó là ngu n

g c các v t n t phá h ng chi ti t.
Ví d , ti n v t li u C45 v i chi u cao nh p nhô 75 m s có gi i h n m i
-1 = 195N/mm2, n u chi u cao nh p nhô gi m xu ng còn 2 m thì gi i h n
m i là -1 = 287N/mm2, ngh a là t ng 47%.
nh n b m t t ng c ng làm cho đ b n khi ch u t i tr ng va đ p t ng lên.
N u t ng đ nh n b m t t c p 1 đ n c p 11 thì đ b n va đ p t ng 17%.
b. nh h

ng c a bi n c ng trên l p b m t

T ng đ bi n c ng b m t có th làm t ng đ b n m i lên 1520%. Chi u và
m c đ bi n c ng đ u có nh h

ng đ n đ b n m i vì nó làm cho v t n t t vi phá

ho i chi ti t khó hình thành nh t là khi b m t có ng su t d nén do đó có th t o
l p bi n c ng b m t t ng b ng các ph

ng pháp gia công nh phun bi, l n ép,

nong ép, đánh bóng… Bi n c ng có h i khi chi ti t làm vi c

nhi t đ cao vì nó

thúc đ y quá trình khu ch tán lên l p b m t.
c. nh h

ng ng su t d trên l p b m t

ng su t d nén trên l p b m t nâng cao đ b n m i, còn ng su t d kéo
trên l p b m t làm gi m đ b n m i.

ng su t d thay đ i trong kho ng t +500

đ n –500 N/mm2 thì gi i h n m i thay đ i g n g p đôi. Chi ti t làm vi c lâu
đ cao thì nh h

ng c a ng su t d gi m.

2.2.2.3. nh h
a. nh h

nhi t

ng đ n tính ch ng n mòn hóa h c

ng c a đ nh p nhô b m t

Ch lõm c a l p b m t là n i ch a axít, mu i và t p ch t, làm cho l p kim
lo i b n mòn d n theo các l p t ngoài vào trong theo chi u m i tên (nh p nhô c nét li n, nh p nhô m i- nét đ t)
Vì v y b m t kim lo i càng nh n thì càng ít b

n mòn. Bán kính đáy lõm

càng l n thì m c đ ch ng n mòn càng cao do đó đ ch ng n mòn ta th

ng ph

lên b m t m t l p b o v nh m crôm hay niken.

GV: Tr

ng Quang D ng

Trang 19

Công ngh ch t o máy 1


b. nh h

ng c a bi n c ng l p b m t

Sau gia công c , l p b m t kim lo i b bi n c ng và làm xô l ch m ng
nguyên t . Hình d ng, tính ch t, t ch c, đ h t l p b m t làm co bi n d ng d o và

bi n c ng khác nhau. pherit bi n d ng và bi n c ng nhi u h n peclit. Khi pherit
bi n d ng nhi u tr thành catôt, peclit bi n d ng ít tr thành an t, làm cho quá trình
n mòn và khu ch tán nhanh.
c. nh h

ng c a ng su t d

ng su t d h u nh không nh h
2.2.2.4. nh h

ng đ n tính n mòn

ng đ n đ chính xác m i l p ghép

chính xác c a m i l p quy t đ nh b i khe h hay đ dôi. Ph n quy t đ nh
l i do đ nh n b m t l p ghép v i nhau vì chi u cao nh p nhô trung bình tham gia
vào vùng dung sai ch t o chi ti t và s mài mòn ban đ u nh h
khe h m i l p (th

ng tr c ti p đ n

ng m i l p gi m đi m t c p).

b n m i l p ghép có quan h tr c ti p đ n đ nh n b m t. N u đ nh p
nhô b m t t ng thì đ b n m i l p gi m và ng
2.2.3. Các y u t

nh h

c l i.

ng đ n đ bóng b m t

Quá trình hình thành tính ch t hình h c và tính ch t c lý l p b m t r t ph c
t p. Nh ng nguyên nhân có nh h

ng tr c ti p là s in d p hình h c lên b m t,

bi n d ng d o l p b m t, đ c ng v ng và dao đ ng c a h th ng công ngh .
2.2.3.1. Các y u t

nh h

ng mang tính ch t hình h c c a ch đ c t và dao

c t
Qua th c nghi m đ i v i ph

ng pháp ti n ng

quan h gi a các thông s đ nhám Rz, l

i ta đã xác đ nh đ

cm i

ng ti n dao S, bán kính m i dao r và

chi u dày phôi nh nh t hmin.
đây khi ti n, sau m t vòng quay c a chi tiêt gia công dao th c hi n m t

l

ng n dao S1 (mm/vòng) và d ch chuy n t v trí 1 sang v trí 2 (hình2.5.a).

Trong tr

ng h p này trên b m t gia công còn l i ph n kim lo i ch a đ

c h t đi

(ph n m). ph n m này chính là đ nhám b m t sau khi gia công. Ta th y, hình dáng
và giá tr c a đ nhám b m t ph thu c vào l
l

i c t. Ví d , khi gi m l

GV: Tr

ng Quang D ng

ng ch y dao S1 và hình dáng c a

ng ch y dao t S1 xu ng S2, chi u cao nh p nhô t vi Rz

Trang 20

Công ngh ch t o máy 1


gi m xu ng Rz” (hình b) . Khi l

g n nh không c t mà tr

ng ch y dao quá nh (S < 0,02 mm/vòng), dao

t trên b m t, làm bi n d ng d o, đ nh n gi m. Ng

c

l i n u S l n t o nên v t nh p nhô b m t l n và đ nh n gi m.
Chi u sâu c t t: có nh h

ng đ n Rz t

ng t nh

nh h

ng c a l

ng ti n

dao s, ngh a là n u ta gi m t s d n đ n gi m Rz.
N u thay đ i góc nghiêng chính

và góc nghiêng ph 1 thì chi u cao và hình

dáng c a đ nhám s thay đ i (hình c). khi gia công b ng dao có bán kính m i dao
l n thì hình dáng c a đ nhám c ng có d ng đ

c vê tròn (hình d). N u t ng bán

kính m i dao t i r2 thì chi u cao c a đ nhám Rz gi m xu ng (hình e).

Rz 

S
Cotg  Cotg1

(mm)

Hình 2.5. nh h ng hình dáng hình h c c a d ng c
c t và ch đ c t đ n đ nhám b m t khi ti n
GV: Tr

ng Quang D ng

Trang 21

Công ngh ch t o máy 1