Bài giảng Công nghệ chế tạo máy Đại học bách khoa Hà Nôi

MÔN HỌC
CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY
TS. Phùng Xuân Lan
Bộ môn CNCTM
Viện Cơ Khí

1


TS. Phùng Xuân Lan, Bm CNCTM, Viện Cơ Khí, ĐHBKHN

Thông tin về môn học


Tên môn học: Công nghệ chế tạo máy - ME3170



Số đơn vị học trình: 4 tín chỉ



Thời gian lên lớp:






Lý thuyết: 60 tiết

Nhiệm vụ của sinh viên:


Dự lớp



Kiểm tra giữa kỳ



Thi cuối kỳ

Đánh giá sinh viên


Kiểm tra giữa kỳ



Thi cuối kỳ



Dự lớp

2


Thông tin về môn học

TS. Phùng Xuân Lan, Bm CNCTM, Viện Cơ Khí, ĐHBKHN



Mục tiêu của môn học


Hiểu rõ các yếu tố cơ bản của công nghệ gia công chi tiết
(chất lượng bề mặt và độ chính xác gia công…)



Nắm vững những kiến thức cơ bản về công nghệ chế tạo chi
tiết cơ khí (chuẩn, lượng dư gia công…)





Nắm vững các phương pháp gia công cắt gọt (tiện, phay…)

Giáo viên


TS. Phùng Xuân Lan



Bộ môn Công nghệ chế tạo máy, Viện Cơ khí, ĐHBKHN



Địa chỉ: Bộ môn CNCTM 112 C5



Điện thoại: 0935 888 435



Email:

3


Lịch trình học
Tuần

Nội dung

1

Giới thiệu về môn học, những khái niệm cơ bản.

2

Chất lượng bề mặt gia công

3+4

Độ chính xác gia công

5+6

Chuẩn

7

Lập sơ đồ gá đặt (ví dụ)

8

Lượng dư gia công, tính công nghệ trong kết cấu, chọn và phương
pháp chuẩn bị phôi

9

Kiểm tra giữa kỳ

10

Các phương pháp gia công cắt gọt (tiện)

11

Các phương pháp gia công cắt gọt (bào, xọc, phay, chuốt)

12

Các phương pháp gia công cắt gọt (khoan, khoét, doa, taro)

13

Các phương pháp gia công cắt gọt (mài)

14

Các phương pháp gia công cắt gọt (mài nghiền, mài khôn, mài siêu
tinh).

15

Đánh bóng. Công nghệ bôi trơn làm nguội tối thiểu, gia công tinh
bằng biến dạng dẻo. Các phương pháp gia công tiên tiến
4


Thông tin về môn học

TS. Phùng Xuân Lan, Bm CNCTM, Viện Cơ Khí, ĐHBKHN



Tài liệu tham khảo

- GS.TS. Trần Văn Địch
- Công nghệ chế tạo máy
- NXB KHKT 2003

- GVC Phí Trọng Hảo,
Nguyễn Thanh Mai
- Giáo trình công nghệ
chế tạo máy
- NXB GD 2004

- Ph.A.Barobasop
- Dịch Trần Văn Địch
- Kỹ thuật phay
- NXB CNKT HN

- P.M.ĐENHEJNUI
- Dịch Nguyễn Quang Châu
- Kỹ thuật tiện
- NXB CNKT HN

5


CHƯƠNG 1
NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN
TS. Phùng Xuân Lan
Bộ môn CNCTM
Viện Cơ Khí

6


1.1 QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT VÀ QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ
Quá trình sản xuất

TS. Phùng Xuân Lan, Bm CNCTM, Viện Cơ Khí, ĐHBKHN



7


1.1 QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT VÀ QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ


Quá trình sản xuất

TS. Phùng Xuân Lan, Bm CNCTM, Viện Cơ Khí, ĐHBKHN



“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”

8


1.1 QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT VÀ QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ


Quá trình công nghệ

TS. Phùng Xuân Lan, Bm CNCTM, Viện Cơ Khí, ĐHBKHN



“Quá trình công nghệ là một phần của quá trình sản xuất trực
tiếp làm thay đổi trạng thái và tính chất của đối tượng sản xuất”





Thay đổi hình dạng,



Thay đổi kích thước,



Thay đổi tính chất cơ lí hoá của vật liệu



Thay đổi vị trí tương quan của các bộ phận của chi tiết.

Nhằm thỏa mãn các yêu cầu


Độ chính xác gia công



Độ nhám bề mặt,

9


1.3 THÀNH PHẦN CỦA QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ


Nguyên công

TS. Phùng Xuân Lan, Bm CNCTM, Viện Cơ Khí, ĐHBKHN



“Nguyên công là một phần của quy trình công nghệ được hoàn
thành liên tục tại một chỗ làm việc do một hay một nhóm công
nhân thực hiện để gia công một hoặc một số chi tiết cùng lúc”



Khi không có công nhân nào phục vụ thì đó là nguyên công
được tự động hoá hoàn toàn

Gia công chi tiết trục

10


1.3 THÀNH PHẦN CỦA QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ

TS. Phùng Xuân Lan, Bm CNCTM, Viện Cơ Khí, ĐHBKHN



Nguyên công


Nguyên công là đơn vị cơ bản của quy trình công nghệ.



Phân chia quy trình công nghệ ra thành các nguyên công có ý
nghĩa kỹ thuật và ý nghĩa kinh tế.


Ý nghĩa kỹ thuật ở chỗ tuỳ theo yêu cầu kỹ thuật của chi tiết mà
phải ra công bề mặt nào đó bằng phương pháp bào, phay hay mài.



Ý nghĩa kinh tế là ở chỗ tuỳ theo sản lượng và điều kiện sản xuất cụ
thể mà chia quy trình công nghệ ra làm nhiều nguyên công.



Gá


“Gá là một phần của nguyên công được hoàn thành trong một

lần gá đặt một hoặc nhiều chi tiết cùng lúc”

11


1.3 THÀNH PHẦN CỦA QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ


Bước

TS. Phùng Xuân Lan, Bm CNCTM, Viện Cơ Khí, ĐHBKHN



“Bước là một phần của nguyên công để tiến hành gia công một
bề mặt (hoặc nhiều bề mặt) bằng một dao hoặc nhiều dao với
chế độ cắt không thay đổi”

Gia công chi tiết trục
a) Gia công bằng 2 dao; b) Gia công bằng 1 dao
12


1.3 THÀNH PHẦN CỦA QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ


Vị trí

TS. Phùng Xuân Lan, Bm CNCTM, Viện Cơ Khí, ĐHBKHN



“Vị trí là một phần của nguyên công được xác định bởi một vị
trí tương quan giữa chi tiết gia công và máy hoặc giữa chi tiết
gia công và đồ gá hay dụng cụ cắt”

Gia công chi tiết trên máy khoan 3 trục
1. Vị trí để gá, tháo chi tiết; 2. Khoan; 3. Khoét; 4. Doa;

5. Bàn máy.

13


1.3 THÀNH PHẦN CỦA QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ


Đường chuyển dao

TS. Phùng Xuân Lan, Bm CNCTM, Viện Cơ Khí, ĐHBKHN



“Đường chuyển dao là một phần của bước để hớt đi một lớp vật
liệu có cùng chế độ cắt và bằng cùng một dao”

Ví dụ đường chuyển dao
1, 2: Đoạn trục; a, b: 2 lần chuyển dao


Động tác


“Động tác là một hành động của người công nhân để điều
khiển máy khi gia công hoặc lắp ráp”
14


1.4 CÁC DẠNG SẢN XUẤT


Sản xuất đơn chiếc

TS. Phùng Xuân Lan, Bm CNCTM, Viện Cơ Khí, ĐHBKHN



Sản xuất đơn chiếc là sản xuất có số lượng sản phẩm hàng
năm rất ít (thường từ một đến vài chục chiếc), sản phẩm không
ổn định do chủng loại nhiều, chu kỳ chế tạo lại không được xác
định.



Đặc điểm


Các trang bị, dụng cụ vạn năng



Máy công cụ được bố trí theo loại



Tài liệu công nghệ dưới dạng phiếu tiến trình công nghệ



Trình độ thợ có tay nghề cao



Năng suất lao động thấp, giá thành cao

15


1.4 CÁC DẠNG SẢN XUẤT


Sản xuất hàng loạt

TS. Phùng Xuân Lan, Bm CNCTM, Viện Cơ Khí, ĐHBKHN



Sản xuất hàng loạt là dạng sản xuất có sản lượng hàng năm
không quá ít, sản phẩm được chế tạo theo từng loại với chu kỳ
xác định. Sản phẩm tương đối ổn định.



Sản xuất hàng loạt là dạng phổ biến nhất trong ngành chế tạo
máy.



Tuỳ theo sản lượng và mức độ ổn định của sản phẩm mà người
ta chia ra: sản xuất hàng loạt nhỏ, sản xuất hàng loạt vừa và
sản xuất hàng loạt lớn.



Đặc điểm


Các máy được bố chính theo quy trình công nghệ



Sử dụng các máy vạn năng, đồ gá chuyên dùng.



Có quy trình công nghệ tỉ mỉ



Công nhân có trình độ tay nghề trung bình

16


1.4 CÁC DẠNG SẢN XUẤT


Sản xuất hàng khối

TS. Phùng Xuân Lan, Bm CNCTM, Viện Cơ Khí, ĐHBKHN



Sản xuất hàng khối là dạng sản xuất có sản lượng rất lớn sản
phẩm ổn định trong thời gian dài (có thể từ 1-5 năm)



Đặc điểm


Các máy được bố trí theo quy trình công nghệ rất chặt chẽ.



Sử dụng nhiều máy tổ hợp máy tự đông máy chuyên dùng và
đường dây tự động



Sử dụng đồ gá chuyên dùng, dụng cụ chuyên dùng và các thiết

bị đo tự động hoá.



Năng suất lao động cao giá thành sản phẩm hạ.



Công nhân đứng máy có trình độ tay nghề không cao nhưng
thợ điều chỉnh máy lại có trình độ tay nghề cao.

17


1.6 XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT


Sản lượng và sản lượng hàng năm

TS. Phùng Xuân Lan, Bm CNCTM, Viện Cơ Khí, ĐHBKHN



Sản lượng là số lượng sản phẩm được chế tạo ra trong một
đơn vị thời gian (năm, quý, tháng).



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



N - số chi tiết sản xuất trong một năm;



N1- số chi tiết được yêu cầu sản xuất trong môt năm;



M - số chi tiết trong một sản phẩm;



 - số chi tiết được chế tạo thêm để dự phòng (  = 5  7% );



- số chi tiết phế phẩm ( = 3  6%)

18


1.6 XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT


Khối lượng Q của chi tiết

TS. Phùng Xuân Lan, Bm CNCTM, Viện Cơ Khí, ĐHBKHN



Khối lượng Q của chi tiết được xác định theo công thức:



V - thể tích của chi tiết (dm3);



 - khối lượng của vật liệu ( của thép là 7,825kg/dm3;  của gang
dẻo là 7,3kg/ dm3 ;  của nhôm là 2,7 kg/dm3 và  của đồng là 8.72
kg/dm3 )



Xác định dạng sản xuất căn cứ vào sản lượng hàng năm N
và khối lượng chi tiết Q
Dạng sản xuất
Đơn chiếc
Hàng loạt nhỏ
Hàng loạt vừa
Hàng loạt lớn
Hàng khối

Q- khối lượng của chi tiết
>200 kg
4  200 kg
< 4 kg

Sản lượng hàng năm của chi tiết ( chiếc )
<5
< 10
< 100
55 – 100
10 – 200
100 – 500
100 – 300
200 – 500
500 – 5000
300 – 1000
500 – 5000
5000 – 50000
> 1000
> 5000
> 50000
Xác định dạng sản xuất

19


1.7 TẬP TRUNG VÀ PHÂN TÁN NGUYÊN CÔNG


Phương pháp tập trung nguyên công

TS. Phùng Xuân Lan, Bm CNCTM, Viện Cơ Khí, ĐHBKHN



Tập trung nguyên công có nghĩa là bố trí nhiều bước công nghệ
vào một nguyên công và được thực hiện trên một máy



Được ứng dụng cho những chi tiết phức tạp có nhiều bề mặt
cần gia công  dùng máy có năng suất cao.



Cho phép nâng cao hệ số sử dụng mặt bằng sản xuất



Cân dùng máy có độ phức tạp cao và điều chỉnh máy cũng rất
khó khăn.



Phương pháp phân tán nguyên công


Phân tán nguyên công có nghĩa là chia quy trình công nghệ ra
nhiều nguyên công nhỏ, mỗi nguyên công được thực hiện trên
một máy



Sử dụng các máy thông dụng, các dụng cụ tiêu chuẩn và các
trang thiết bị đơn giản.

20


CHƯƠNG 2
CHẤT LƯỢNG BỀ MẶT GIA CÔNG
TS.Phùng Xuân Lan
Bộ môn CNCTM
Viện Cơ Khí

21


2.1 CHẤT LƯỢNG BỀ MẶT GIA CÔNG


Khái niệm

TS. Phùng Xuân Lan, Bm CNCTM, Viện Cơ Khí, ĐHBKHN



Chất lượng bề mặt chi tiết máy là những tính chất bề mặt của
nó được tạo thành bởi tính chất của kim loại và phương pháp
gia công cơ.





Chất lượng bề mặt gia công phụ thuộc vào các yếu tố sau:



Tính chất của vật liệu gia công



Phương pháp gia công (tiện, phay, bào, mài…)



Chế độ cắt



Độ cứng vững của hệ thống



Thông số hình học của dao



Dung dịch trơn nguội

Chất lượng bề mặt được đánh giá theo chỉ tiêu sau đây:


Đặc tính hình học của bề mặt



Tính chất cơ lý của bề mặt

22


2.1 CHẤT LƯỢNG BỀ MẶT GIA CÔNG


Đặc tính hình học của bề mặt - Độ nhám bề mặt

TS. Phùng Xuân Lan, Bm CNCTM, Viện Cơ Khí, ĐHBKHN



Độ nhám bề mặt là tập hợp tất cả những vết lồi lõm với bước
cực ngắn để tạo thành profin bề mặt chi tiết trong phạm vi chiều
dài chuẩn l



Độ nhám bề mặt được hình thành do tác động của bề mặt gia
công với dụng cụ cắt



Phân loại độ nhám


Độ nhám dọc (trùng với phương của vectơ tốc độ cắt)



Độ nhám ngang (vuông góc với phương của vectơ tốc độ cắt).

Độ nhám dọc (a) và độ nhám ngang (b)
23


2.1 CHẤT LƯỢNG BỀ MẶT GIA CÔNG


Đặc tính hình học của bề mặt - Độ nhám bề mặt

TS. Phùng Xuân Lan, Bm CNCTM, Viện Cơ Khí, ĐHBKHN



Độ nhám bề mặt được đo bằng chiều cao nhấp nhô (Rz) và sai
lệch profin trung bình cộng (Ra) của lớp bề mặt.



Chiều cao nhấp nhô (Rz)


Là tổng trung bình của năm giá trị lớn nhất hmax và năm giá trị nhỏ
nhất hmin trong phạm vi chiều dài chuẩn l



himax, himin: tung độ của năm đỉnh cao nhất và năm đỉnh thấp nhất
(trong phạm vi chiều dài chuẩn l) và được xác định từ đường cách
đều của đường trung bình và không cắt profin bề mặt



Sai lệch profin trung bình cộng (Ra)


Là giá trị trung bình cộng của tất cả các sai số profin yi trong phạm
vi chiều dài chuẩn l
24


2.1 CHẤT LƯỢNG BỀ MẶT GIA CÔNG


Đặc tính hình học của bề mặt - Độ nhám bề mặt
Chiều cao nhấp nhô (Rz) và sai lệch profin trung bình cộng (Ra)

TS. Phùng Xuân Lan, Bm CNCTM, Viện Cơ Khí, ĐHBKHN



25