Giáo trình Thiết kế quy trình công nghệ - Nghề: Cắt gọt kim loại

Bộ LAO ĐộNG - THƯƠNG BINH và Xã HộI
TổNG CụC DạY NGHề
tác giả biên soạn: KS. Phan Gia tiến

giáo trình

Thiết kế quy trình công nghệ
nghề: Cắt gọt kim loại
trình độ: Cao

dự án giáo dục kỹ thuật và dạy nghề (vtep)
Hà Nội 2008

1


Tuyên bố bản quyền:
Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình,
cho nên các nguồn thông tin có thể đợc
phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho
các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi
mục đích khác có ý đồ lệch lạc hoặc sử
dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành
mạnh sẽ bị nghiêm cấm.
Tổng cục Dạy nghề sẽ làm mọi cách
để bảo vệ bản quyền của mình.
Tổng cục Dạy nghề cám ơn và hoan
nghênh các thông tin giúp cho việc tu sửa
và hoàn thiện tốt hơn tài liệu này.
Địa chỉ liên hệ:
Tổng cục Dạy nghề

37B Nguyễn Bỉnh Khiêm - Hà Nội

114-2008/CXB/03-12/LĐXH

2

Mã số: 03 - 12
22 - 01


Lời Nói đầu
Giáo trình Thiết kế quy trình công nghệ đợc xây dựng và biên soạn trên cơ sở
chơng trình khung đào tạo nghề Cắt gọt kim loại đ đợc Giám đốc Dự án Giáo
dục kỹ thuật và Dạy nghề quốc gia phê duyệt dựa vào năng lực thực hiện của ngời
kỹ thuật viên trình độ lành nghề.
Trên cơ sở phân tích nghề và phân tích công việc (theo phơng pháp DACUM)
của các cán bộ, kỹ thuật viên có nhiều kinh nghiệm, đang trực tiếp sản xuất cùng với
các chuyên gia đ tổ chức nhiều hoạt động hội thảo, lấy ý kiến, v.v..., đồng thời căn
cứ vào tiêu chuẩn kiến thức, kỹ năng của nghề để biên soạn. Ban giáo trình Thiết kế
quy trình công nghệ do tập thể cán bộ, giảng viên, kỹ s của trờng Cao đẳng Công
nghiệp Huế và các kỹ thuật viên giàu kinh nghiệm biên soạn. Ngoài ra có sự đóng
góp tích cực của các giảng viên Trờng Đại học Bách khoa Hà Nội và cán bộ kỹ
thuật thuộc Công ty Cơ khí Phú Xuân, Công ty Ôtô Thống nhất, Công ty Sản xuất vật
liệu xây dựng Long Thọ.
Ban biên soạn xin chân thành cảm ơn Trờng Đại học Bách khoa Hà Nội, Công
ty Cơ khí Phú Xuân, Công ty Ôtô Thống nhất, Công ty Sản xuất vật liệu xây dựng
Long Thọ, Ban Quản lý Dự án GDKT&DN và các chuyên gia của Dự án đ cộng
tác, tạo điều kiện giúp đỡ trong việc biên soạn giáo trình. Trong quá trình thực hiện,
ban biên soạn đ nhận đợc nhiều ý kiến đóng góp thẳng thắn, khoa học và trách
nhiệm của nhiều chuyên gia, công nhân bậc cao trong lĩnh vực nghề Cắt gọt kim

loại. Song do điều kiện về thời gian, mặt khác đây là lần đầu tiên biên soạn giáo
trình dựa trên năng lực thực hiện, nên không tránh khỏi những thiếu sót nhất định.
Rất mong nhận đợc những ý kiến đóng góp để giáo trình mô đun Thiết kế quy trình
công nghệ đợc hoàn thiện hơn, đáp ứng đợc yêu cầu của thực tế sản xuất của các
doanh nghiệp hiện tại và trong tơng lai.
Giáo trình Thiết kế quy trình công nghệ đợc biên soạn theo các nguyên tắc:
Tính định hớng thị trờng lao động; Tính hệ thống và khoa học; Tính ổn định và
linh hoạt; Hớng tới liên thông, chuẩn đào tạo nghề khu vực và thế giới; Tính hiện
đại và sát thực với sản xuất.
Giáo trình Thiết kế quy trình công nghệ nghề Cắt gọt kim loại cấp trình độ Cao
đ đợc Hội đồng thẩm định Quốc gia nghiệm thu và nhất trí đa vào sử dụng và
đợc dùng làm giáo trình cho học viên trong các khóa đào tạo ngắn hạn hoặc cho
công nhân kỹ thuật, các nhà quản lý và ngời sử dụng nhân lực tham khảo.
Đây là tài liệu thử nghiệm sẽ đợc hoàn chỉnh để trở thành giáo trình chính thức
trong hệ thống dạy nghề.
Ngày 15 tháng 4 năm 2008
Hiệu trởng
Bùi Quang Chuyện

3


4


Giới thiệu về mô đun
I. Vị trí, ý nghĩa, vai trò mô đun:
Công nghệ chế tạo máy đóng một vai trò hết sức quan trọng trong nền phát triển
kinh tế, nó là động lực thúc đẩy cho các ngành kinh tế khác phát triển.
Công nghệ chế tạo máy là một ngành khoa học liên kết chặt chẽ giữa lý thuyết

và thực tế sản xuất. Nó đợc tổng kết từ thực tế sản xuất trải qua nhiều lần kiểm
nghiệm của sản xuất để không ngừng nâng cao trình độ kỹ thuật, rồi đợc đem ứng
dụng vào sản xuất để giải quyết những vấn đề phức tạp hơn.
Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo chi tiết máy là một lĩnh vực khoa học có
nhiệm vụ nghiên cứu, thiết kế và tổ chức thực hiện quá trình chế tạo sản phẩm cơ khí
đạt các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật nhất định trong điều kiện quy mô sản xuất nhất định.
Giúp ngời học nắm vững các phơng pháp gia công các chi tiết có hình dáng,
độ chính xác, vật liệu khác nhau... mà còn giúp cho ngời học có khả năng phân tích,
so sánh u nhợc điểm của từng phơng pháp để chọn ra phơng pháp gia công phù
hợp nhất.
Mục đích cuối cùng của thiết kế quy trình công nghệ là đạt đợc: chất lợng sản
phẩm, năng suất lao động và hiệu quả kinh tế cao.
II. Mục tiêu của mô đun:
Môđun này nhằm trang bị cho học sinh các kiến thức về quá trình công nghệ gia
công chi tiết máy, biết chọn đợc các phơng án gia công cụ thể cho từng loại
chi tiết.
Có kỹ năng lập quy trình công nghệ để gia công chi tiết đặt yêu cầu kỹ thuật,
năng suất và hiệu quả kinh tế cao nhất.
III. Mục tiêu thực hiện của mô đun:
Học xong môđun này học sinh có khả năng:
- Phát biểu đợc các định nghĩa, các thành phần của một quy trình công nghệ
gia công chi tiết máy.
- Phân tích đợc tính kết cấu của chi tiết để chọn phơng án chế tạo phôi,
phơng án gia công hợp lý.
- Chọn đợc máy, dụng cụ cắt tơng ứng khi gia công các chi tiết khác nhau.
5


- Giải thích và xác định đợc lợng d gia công của từng nguyên công và tổng
lợng d cho cả quá trình. Các yếu tố ảnh hởng đến lợng d gia công, các yêu cầu

cơ bản của phôi.
- Tính đợc chế độ cắt cho các phơng án gia công.
- Giải thích, xác định đợc thời gian gia công cơ bản.
- Lập đợc quy trình công nghệ gia công một số chi tiết điển hình.
IV. Nội dung chính của mô đun:
- ý nghĩa của việc chuẩn bị sản xuất.
- Các khái niệm cơ bản của quy trình công nghệ.
- Xác định đờng lối công nghệ.
- Nội dung của bản quy trình công nghệ gia công chi tiết.
- Nguyên tắc tập trung nguyên công và phân tán nguyên công.
- Nguyên tắc gia công tuần tự, gia công song song, gia công hỗn hợp.
- Chọn phơng pháp gia công.
- Lập tiến trình công nghệ.
- Các bớc thiết kế
Mô đun gồm có 8 bài:
Bài 1: Quá trình sản xuất và quá trình công nghệ; Mã bài: MĐ CG2 14 01
Bài 2: Các nguyên tắc xác định thứ tự các nguyên công ; Mã bài: MĐ CG2 14 02
Bài 3: Lập sơ đồ gá đặt, chọn máy, chọn dụng cụ cắt; Mã bài: MĐ CG2 14 03
Bài 4: Tính lợng d gia công; Mã bài: MĐ CG2 14 04
Bài 5: Chọn phôi cho các bớc công nghệ; Mã bài: MĐ CG2 14 05
Bài 6: Tính chế độ cắt; Mã bài: MĐ CG2 14 06
Bài 7: Thời gian gia công và cách tính thời gian gia công; Mã bài: MĐ CG2 14 07
Bài 8: Lập quy trình công nghệ gia công chi tiết đIển hình; Mã bài: MĐ CG2 14 08

6


7

MĐ CG1 34

Gia công trên
máy mài tròn

MĐ CG1 33
Gia công trên
máy mài phẳng

MĐ CG1 21
Tiện côn

công nghệ

Thiết kế quy trình

MĐ CG2 14

Thiết kế, chế tạo dao
và đồ gá đặc thù

MĐ CG2 15

Tính toán truyền động và kiểm nghiệm
độ bền của một số cụm truyền động

MĐ CG2 13

Khối kiến thức
chung

MĐ CG2 12. Lập chơng trình gia công sử dụng các chu

trình tự động, bù dao tự động trên máy phay CNC

MĐ CG2 11
Phay nâng cao

MĐ CG2 10
Bào nâng cao

E

B

(A+B+C+D+E)

MĐ CG1 37
Nâng cao hiệu
quả công việc

MH CG2 07

D

C

A

MĐ CG1 25
Tiện có gá lắp
phức tạp

Văn bằng
trình độ cao

Tốt nghiệp THPT
hoặc tơng đơng

Văn bằng trình độ
Lành nghề

MĐ CG 1 26
Gia công trên
máy tiện CNC

MĐ CG1 17
Tiện cơ bản

MH CG1 13
Vẽ kỹ thuật

Tổ chức và quản lý
sản xuất

MĐ CG1 24
Tiện định
hình

MĐ CG1 16
Nguội cơ bản

MH CG1 12

D.sai đo lờng

MĐ CG1 32
Gia công trên máy phay CNC

MĐ CG1 23
Tiện ren
truyền động

MĐ CG2 09 Lập chơng trình gia công sử dụng các chu
trình tự động, bù dao tự động trên máy tiện CNC

MĐ CG1 35
Mài định hình

MĐ CG1 31
Phay bánh răng, thanh răng

MĐ CG1 22
Tiên ren tam
giác

MĐ CG1 15
Nhập nghề

MH CG1 11
Vật liệu ck

MĐ CG2 08
Tiện nâng cao

MĐ CG1 36
Doa lỗ trên máy
doa vạn năng

MĐ CG1 30
Phay rãnh và góc

MĐ CG1 14

MH CG1 10
Cơ kỹ thuật

Kỹ thuật an toàn và bảo hộ lao động

MH CG1 09
Điện kỹ thuật

MĐ CG1 28
Bào rãnh và góc

MĐ CG1 29
Phay mặt phẳng

MĐ CG1 27
Bào mặt phẳng

MĐ CG1 20
Tiện lỗ

Khối
KT VH bổ trợ

MĐ CG1 19
Tiện kết hợp

Khối
kiến thức chung

MĐ CG1 18
Tiện trục dài không
dùng giá đỡ

TN THCS

Sơ đồ quan hệ theo trình tự học nghề


Ghi chú:
Thiết kế quy trình công nghệ là mô đun cơ bản và bắt buộc. Mọi học viên phải
học và đạt kết quả chấp nhận đợc đối với các bài kiểm tra đánh giá và thi kết thúc
nh đã đặt ra trong chơng trình đào tạo.
Những học viên qua kiểm tra và thi mà không đạt phải thu xếp cho học lại
những phần cha đạt ngay và phải đạt điểm chuẩn mới đợc phép học tiếp các mô
đun/ môn học tiếp theo.

8


Các hình thức học tập chính trong môđun

Hoạt động 1: Học trên lớp:
- Các khái niệm của quy trình công nghệ.
- Quá trình sản xuất và quá trình công nghệ.
- Các nguyên tắc xác định các mguyên công.
- Lập sơ đồ gá đặt, chọn máy, chọn dụng cụ cắt.
- Tính lợng d gia công.
- Chọn phôi cho các bớc công nghệ.
- Tính chế độ cắt
- Thời gian gia công và cách tính thời gian gia công.
- Lập quy trình công nghệ gia công chi tiết đIển hình
Hoạt động 2: Tự nghiên cứu các tài liệu liên quan đến phơng pháp gia công các
chi tiết máy
Hoạt động 3: Nhận biết các loại máy, dụng cụ cắt.
Hoạt động 4: Tính lợng d cho chi tiết gia công.
Hoạt động 5: Tính chế độ cắt.
Hoạt động 6: Lập các bớc công nghệ gia công.
Hoạt động 7: Xem trình diễn mẫu.
Hoạt động 8: Thực hành gia công.

9


Các yêu cầu đánh giá hoàn thành môđun
1. Kiến thức:
- Trình bày đợc các khái niệm của quy trình công nghệ.
- Các nguyên tắc lập quy trình công nghệ.
- Chuẩn và cách chọn chuẩn.
- Thời gian gia công.
- Thiết kế nguyên công.
Đợc đánh giá qua bài kiểm tra viết với câu tự luận, trắc nghiệm bằng bảng

kiểm đạt yêu cầu.
2. Kỹ năng:
- Phân tích đợc chức năng, tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết và điều
kiện làm việc của chi tiết.
- Lập đợc bảng lợng d gia công.
- Chọn đợc chế độ cắt.
- Chọn đợc máy, dụng cụ cắt.
- Lập quy trình công nghệ.
- So sánh các phơng án công nghệ.
Đợc đánh giá qua quá trình thực hiện, qua chất lợng sản phẩm bằng quan sát
và bảng kiểm đạt yêu cầu.
3. Thái độ:
Thể hiện đợc mức độ thận trọng trong quá trình sử dụng máy, quá trình gia
công, có tinh thần trách nhiệm và hợp tác trong khi làm việc.

10


Bài 1
Quá trình sản xuất và quá trình công nghệ
Mã bài: MĐ CG2 14 01

I. Giới thiệu:
- Quá trình sản xuất là một phần trong quá trình chế tạo các chi tiết thành sản
phẩm hoàn chỉnh, căn cứ vào từng đIều kiện sản xuất cụ thể để đa ra quá trình sản
xuất thích hợp nhằm bảo đảm chất lợng và tính kinh tế cao nhất.
- Căn cứ vào quá trình sản xuất và tính chất của sản phẩm nhằm đa ra quá trình
công nghệ phù hợp.
II. Mục tiêu thực hiện:
- Trình bày đầy đủ các nội dung của bản quy trình công nghệ gia công cơ khí.

- Trình bày, giải thích các nguyên tắc và các bớc cơ bản thiết kế quá trình công
nghệ gia công.
III. Nội dung chính:
- ý nghĩa của việc chuẩn bị sản xuất.
- Định nghĩa và các khái niệm cơ bản.
- Các nguyên tắc lập quy trình công nghệ.
- Các bớc thiết kế quy trình công nghệ.
IV. Các hình thức học tập:
- Học trên lớp: ý nghĩa của việc chuẩn bị sản xuất:, định nghĩa và các khái niệm
cơ bản, Các dạng sản xuất, các hình thức tổ chức sản xuất, các bớc thiết kế nguyên
công, nguyên tắc lập quy trình công nghệ.
- Học sinh thảo luận theo nhóm.
- Tự nghiên cứu tài liệu và làm các bài tập ở nhà.
- Tham quan, theo dõi sản xuất tại xởng.
1. ý nghĩa của việc chuẩn bị sản xuất:

Bất cứ một sản phẩm nào trớc khi đa vào sản xuất đều phải qua giai đoạn
chuẩn bị sản xuất. Thiết kế quá trình công nghệ gia công chi tiết máy là một nội
dung cơ bản của giai đoạn chuẩn bị sản xuất.
11


- Chuẩn bị nhân lực.
- Chuẩn bị máy, thiết bị, dụng cụ.
- Thiết kế quá trình công nghệ gia công chi tiết máy.
- Thao tác, vận hành máy để tiến hành gia công.
Ngày nay với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật đặc biệt là sự trợ giúp của máy vi
tính, vì vậy ngoài việc chuẩn bị các phần trên thì việc lập trình để gia công chi tiết là
không thể thiếu và đòi hỏi độ chính xác cao.
Với mỗi sản phẩm có thể có nhiều phơng án công nghệ khác nhau nhng làm

sao chọn đợc phơng án gia công hợp lý hoặc tối u nhất. Có thể hình dung quá
trình tạo ra một sản phẩm cơ khí nh sau:
Đầu vào

chuyển đổi

đầu ra

- Đầu vào:
+ Yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm:
1. Tính năng sử dụng.
2. Chỉ tiêu kỹ thuật.
3. Vật liệu.
+ Quy mô sản xuất:
1. Sản lợng.
2. Nhu cầu.
3. Thời gian.
+ Điều kiện sản xuất, khả năng công nghệ ở nơi thực hiện hoặc do bên ngoài
giúp đỡ và cộng tác
- Chuyển đổi: chọn phơng án, thiết kế quy trình công nghệ, tiến hành gia công.
- Đầu ra:
+ Quá trình công nghệ hợp lý.
+ Sản phẩm đạt yêu cầu.
Một quá trình công nghệ đợc xác lập phải có độ tin cậy theo yêu cầu nhất định,
độ tin cậy này chịu ảnh hởng của nhiều yếu tố chủ quan và khách quan. Độ tin cậy
của từng nguyên công đợc xác định:
R(nc) = Mi / Mp
Trong đó:
Mi_ số lợng chi tiết gia công đảm bảo chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật.
Mp_ tổng số lợng chi tiết gia công.

12


2. Định nghĩa và các khái niệm cơ bản:

2.1. Các thành phần của quy trình công nghệ:
2.1.1. Nguyên công:
- Là một phần của qui trình công nghệ đợc hoàn thành liên tục tại một chỗ làm
việc do một hay một nhóm ngời thực hiện. Nếu thay đổi một trong các điều kiện:
tính làm việc liên tục hoặc chỗ làm việc thì ta đã chuyển qua một nguyên công khác.
Ví dụ: để gia công chi tiết nh hình vẽ, ta thực hiện các phơng pháp sau:
D

C

B
A

Hình 14.1.1. chi tiết trục bậc

Phơng án 1:
+ Nguyên công 1: Tiện các mặt trụ
Bớc 1: Tiện mặt A
Bớc 2: Tiện mặt B
Bớc 3: Tiện mặt C
+ Nguyên công 2: Phay rãnh then D
Nếu thay đổi tính liên tục, thì ta có phơng án khác
Phơng án 2:
+ Nguyên công 1: Tiện các mặt trụ
Bớc 1: Tiện mặt A

Bớc 2: Tiện mặt B
+ Nguyên công 2: Phay rãnh then D
+ Nguyên công 3: Tiện mặt C
- ý nghĩa:
+ Kỹ thuật: tuỳ theo yêu cầu kỹ thuật mà phải gia công mặt phẳng đó bằng cách
nào...
13


+ Kinh tế: tuỳ theo sản lợng và điều kiện sản xuất cụ thể mà chia nhỏ ra làm
nhiều nguyên công (phân tán nguyên công) hoặc là tập trung một vài nguyên công
(tập trung nguyên công).
2.1.2. Gá:
Là một phần của nguyên công đợc hoàn thành trong một lần gá đặt chi tiết.
2.1.3. Vị trí:
Là một phần của nguyên công đợc xác định bởi một vị trí tơng quan giữa chi
tiết với máy hoặc giữa chi tiết với dao cắt.
2.1.4. Bớc:
Là một phần của nguyên công tiến hành gia công một bề mặt sử dụng một (hoặc
một bộ) dao đồng thời chế độ cắt của máy duy trì không đổi.
Nếu thay đổi một trong các điều kiện: bề mặt gia công hoặc chế độ làm việc của
máy thì đã chuyển sang một bớc khác.
2.1.5. Đờng chuyển dao:
Là một phần của bớc để hớt đi một lớp vật liệu có cùng chế độ cắt và bằng
cùng một dao.
2.1.6. Động tác:
Là một hành động của ngời gia công để điều khiển máy thực hiện việc gia công
hoặc lắp ráp.
2.2. Các dạng sản xuất:
Dạng sản xuất là một khái niệm đặc trng có tính tổng hợp giúp cho việc xác

định hợp lí đờng lối, biện pháp công nghệ và tổ chức sản xuất để chế tạo ra sản
phẩm đạt các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật. Các yếu tố đặc trng của dạng sản xuất là:
- Sản lợng.
- Tính ổn định của sản phẩm.
- Tính lặp lại của quá trình sản xuất.
- Mức độ chuyên môn hoá trong sản xuất.
Tuỳ theo sản lợng hàng năm và mức độ ổn định của sản phẩm mà ngời ta chia
làm 3 dạng sản xuất sau:
- Sản xuất đơn chiếc.
- Sản xuất hàng loạt.
- Sản xuất hàng khối.
2.2.1. Dạng sản xuất đơn chiếc: sản lợng hàng năm ít, thờng từ một đến vài
chục chiếc, sản phẩm không ổn định, chu kỳ chế tạo không đợc xác định. Do vậy
trong dạng sản xuất đơn chiếc thờng sử dụng các loại máy công cụ vạn năng.
14


2.2.2. Dạng sản xuất hàng loạt: sản lợng hàng năm không quá ít, sản phẩm
đợc chế tạo thành từng loạt theo chu kỳ xác định, sản phẩm tơng đối ổn định. Tuỳ
theo sản lợng và mức độ ổn định mà ngời ta chia sản xuất hàng loạt ra sản xuất
loạt nhỏ, loạt vừa, loạt lớn.
2.2.3. Dạng sản xuất hàng khối: có sản lợng rất lớn, sản phẩm ổn định, trình
độ chuyên môn hoá sản xuất cao, trang thiết bị dụng cụ công nghệ thờng là chuyên
dùng.
2.3. Hình thức tổ chức sản xuất:
Trong quá trình chế tạo sản phẩm cơ khí thờng đợc thực hiện theo hai hình
thức tổ chức sản xuất: sản xuất theo dây chuyền và sản xuất không theo dây chuyền.
2.3.1. Sản xuất theo dây chuyền: thờng đợc áp dụng ở quy mô sản xuất hàng
loạt lớn, hàng khối. Đặc điểm của hình thức này là:
- Máy đợc bố trí theo trình tự các nguyên công, nghĩa là mỗi nguyên công đợc

hoàn thành tại một vị trí nhất định. Sau khi thực hiện nguyên công đối tợng sản xuất
đợc chuyển qua máy tiếp theo.
- Số lợng máy và năng suất lao động phải đợc xác định hợp lí để đảm bảo tính
đồng bộ về thời gian giữa các nguyên công trên cơ sở nhịp sản xuất của dây chuyền.
2.3.2.Sản xuất không theo dây chuyền:
Các nguyên công đợc thực hiện không có sự ràng buộc lẫn nhau về thời gian và
địa điểm. Sản xuất không theo dây chuyền cho năng suất và hiệu quả kinh tế thấp
hơn hình thức sản xuất theo dây chuyền.
2.4. Quan hệ giữa đờng lối, biện pháp công nghệ và quy mô sản xuất:
- Số lợng các nguyên công của một quy trình công nghệ phụ thuộc vào phơng
pháp thiết kế các nguyên công. Trong thực tế ngời ta thờng áp dụng hai phơng
pháp thiết kế các nguyên công tuỳ theo trình độ phát triển sản xuất đó là phơng
pháp tập trung nguyên công và phơng pháp phân tán nguyên công.
- Tập trung nguyên công có nghĩa là bố trí nhiều bớc công nghệ trong phạm vi
một nguyên công, nh vậy số lợng nguyên công cảu quy trình công nghệ sẽ ít đi.
- Phân tán nguyên công có nghĩa là bố trí ít các bớc công nghệ trong phạm vi
một nguyên công, nh vậy số nguyên công của quy trình công nghệ sẽ nhiều lên.
- Mục đích của việc chuẩn bị công nghệlà đảm bảo quá trình chế tạo sản phẩm
cơ khí ổn định, đều đặn ứng với từng quy mô và điều kiện sản xuất nhất định, đảm
bảo đợc các chỉ tiêukinh tế kỹ thuật đã đợc xác định và đảm bảo kế hoạch sản
xuất.
- Nhiệm vụ của giai đoạn chuẩn bị công nghệ là thiết kế, thử nghiệm, giám sát
và điều hành quá trình trong thực tế sản xuất đạt hiệu quả tốt.
15


- Nh vậy quan hệ giữa chuẩn bị công nghệ và quá trình công nghệ có tính chất
tơng hỗ, hoàn thiện lẫn nhau.
- Quy mô sản xuất nhỏ thông thờng chỉ lập hồ sơ công nghệ dới dạng phiếu
tiến trình công nghệ.

- Quy mô sản xuất lớn phải lập hồ sơ công nghệ tỷ mỉ, chính xác, chia quy trình
công nghệ đến mức phân cấp nhỏ nhất. Hồ sơ gồm có: phiếu tiến trình công nghệ,
phiếu nguyên công, sơ đồ nguyên công với nội dung cụ thể về trang thiết bị, dụng
cụ, thông số công nghệ, định mức vật t, định mức thời gian và bậc thợ.
3. Các nguyên tắc lập quy trình công nghệ:

3.1. Xác định trình tự gia công hợp lý:
- Xác định phơng án gia công.
- Chọn máy, dụng cụ, trang bị phù hợp.
- Xác định vị trí của các bề mặt gia công.
- Xác định kích thớc của từng bề mặt không tách rời từng phần tử.
- Phạm vi gá đặt phôi.
- Độ chính xác đạt đợc.
- Xác định lợng d nhỏ nhất.
- Căn cứ điều kiện sản xuất thực tế.
3.2. Thiết kế nguyên công:
- Lập phơng án gia công.
- Chọn chuẩn và phơng án gá đặt.
- Chọn máy và các trang thiết bị kèm theo (các loại đồ gá).
- Chọn dụng cụ cắt thích hợp cho từng bớc.
- Chọn chế độ cắt:
+ Chiều sâu cắt: t
+ Lợng chạy dao: S
+ Tốc độ cắt: v
- Xác định thời gian cho từng nguyên công.
- Tính hiệu quả kinh tế đạt đợc.
4. Các bớc thiết kế quy trình công nghệ:

Khi tiến hành quy trình công nghệ gia công của một chi tiết cần thực hiện những
bớc sau đây.

16


- Nắm tính năng sử dụng, điều kiện làm việc của chi tiết, tính ổn định của sản
phẩm.
- Xác định yêu cầu kỹ thuật, tính kết cấu của chi tiết.
- Xác định quy mô sản xuất và điều kiện sản xuất.
- Xác định thứ tự các nguyên công.
- Lặp sơ đồ nguyên công và cách gá đặt.
- Chọn phôi và phơng pháp chế tạo phôi.
- Chọn máy cho mỗi nguyên công.
- Xác định lợng d và dung sai cho các nguyên công để căn cứ vào đó xác định
kích thớc cần thiết của phôi.
- Xác định dụng cụ cắt và các loại dụng cụ kiểm tra.
- Xác định chế độ cắt.
- Xác định các loại đồ gá kèm theo.
- Xác định thời gan.
- Tính năng suất đạt đợc.
Câu hỏi MĐ CG2 14 01

Câu 1. ý nghĩa của việc chuẩn bị sản xuất?
Câu 2. Các khái niệm cơ bản của quá trình sản xuất?
Câu 3. Các nguyên tắc lập quy trình công nghệ?
Câu 4. Các bớc thiết kế quy trình công nghệ?

17


Bài 2:
Các nguyên tắc xác định

thứ tự các nguyên công
Mã bài: MĐ CG2 14 02

I. Giới thiệu:
- Trong quá trình gia công các chi tiết, xác định đúng thứ tự các nguyên công
đóng vai trò rất quan trọng đến tính hiệu quả và chất lợng của sản phẩm. Để xác
định đúng thứ tự các nguyên công thì cần phải tuân thủ theo các nguyên tắc nh:
phân tích chức năng và điều kiện làm việc, tính công nghệ, độ bóng của chi tiết.
II. Mục tiêu thực hiện:
- Trình bày đợc yêu cầu kỹ thuật, chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết
gia công đầy đủ và rõ ràng.
- Liệt kê và giải thích đợc các nguyên tắc lập thứ tự các nguyên công, tính kinh
tế, các phơng pháp gia công.
III. Nội dung chính:
- Phân tích chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết.
- Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết.
- Độ bóng bề mặt đạt đợc bằng các phơng pháp gia công.
- Độ chính xác gia công chi tiết máy.
IV. Các hình thức học tập:
- Học trên lớp: chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết, tính công nghệ
trong kết cấu của chi tiết, độ bóng bề mặt đạt đợc bằng các phơng pháp gia công,
độ chính xác gia công chi tiết máy.
- Học sinh thảo luận theo nhóm.
- Tự nghiên cứu tài liệu và làm các bài tập ở nhà.
- Tham quan, theo dõi sản xuất tại xởng.
- Thực hành tại xởng để phân biệt tính kết cấu của các chi tiết máy.
18


1. Phân tích chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết:

Mỗi chi tiết máy đều có kết cấu và công dụng riêng, việc phân tích chức năng và
điều kiện làm việc của chi tiết đống vai trò hết sức quan trọng trong quá trình chuẩn
bị và tiến hành sản xuất. Cần nghiên cứu kết cấu, chức năng và điều kiện làm việc
của chi tiết, cụ thể là phải xác định đợc chi tiết làm việc ở bộ phận nào của máy,
những bề mặt nào của chi tiết là những bề mặt làm việc, những kích thớc nào là
quan trọng.
Trong một số trờng hợp, nếu không rõ chức năng làm việc của chi tiết thì phải
phân tích kết cấu, chức năng dựa trên những kiến thức của các môn học nh: vật liệu
cơ khí, chi tiết máy, cơ kỹ thuật...để xác định chức năng, nhiệm vụ của chi tiết và có
thể xếp các chi tiết đó vào các dạng chi tiết cơ bản nh: chi tiết dạng trục, chi tiết
dạng hộp, chi tiết dạng bạc, chi tiết dạng càng, chi tiết bánh răng... Từ đó có thể xác
định đợc những điều kiện kỹ thuật cơ bản của chi tiết.
Sau khi đã phân tích chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết, cần chọn vật
liệu thích hợp để chế tạo chi tiết đó và phân tích thành phần hoá học của vật liệu
đợc sử dụng. Ví dụ, thép 45 có thành phần hoá học nh trong bảng sau:
Bảng 2.1. Thành phần hoá học của thép 45
C

Si

0,4 - 0,5 0,17 - 0,37

Mn

S

P

Ni

Cr

0,5 - 0,8

0,045

0,045

0,30

0,30

2. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết:

Một quá trình công nghệ có thể đợc thiết kế hoàn toàn mới hoặc có thể đợc
xây dựng trên cơ sở điều chỉnh và bổ sung quy trình công nghệ sẵn có trong thực tế
sản xuất. Trong thực tế sản xuất, chi tiết gia công cần đợc phân tích kết cấu một
cách cẩn thận theo quan điểm công nghệ để tìm ra những phần tử kết cấu cũng nh
những yêu cầu kỹ thuật cha hợp lý với chức năng làm việc của đối tợng gia công.
Từ đó có thể đa ra những đề nghị sữa đổi và bổ sung kết cấu nhằm nâng cao tính
công nghệ, cho phép giảm khối lợng lao động, tăng hệ số sử dụng vật liệu và giảm
giá thành sản phẩm.
Tính công nghệ trong kết cấu là một tính chất hết sức quan trọng của chi tiết
(hoặc sản phẩm) cơ khí nhằm đảm bảo lợng tiêu hao kim loại ít nhất, khối lợng gia
công và lắp ráp ít nhất, giá thành chế tạo thấp nhất trong điều kiện quy mô sản xuất
nhất định.
Những cơ sở nhằm nâng cao tính công nghệ:
- Phụ thuộc vào quy mô sản xuất.
19

- Không tách riêng từng phần tử mà phải kết hợp đồng bộ với kết cấu tổng thể
của sản phẩm trên cơ sở đảm bảo chức năng và điều kiện làm việc của nó.
- Tuỳ thuộc vào điều kiện sản xuất cụ thể (sản xuất theo dây chuyền hay sản
xuất không theo dây chuyền).
Vì khối lợng lao động và vật liệu tiêu hao chỉ có thể đợc xác định chính xác
nếu quá trình công nghệ đợc thiết kế hoàn chỉnh nên tính công nghệ trong kết cấu
cơ khí thờng đợc đánh giá gần đúng theo những chỉ tiêu sau:
- Trọng lợng kết cấu nhỏ nhất.
- Sử dụng vật liệu thống nhất, dẽ kiếm.
- Kích thớc, dung sai, độ nhám bề mặt hợp lý.
- Kết cấu hợp lý để gia công và lắp ráp.
Đối với quá trình cắt gọt chi tiết máy, tính công nghệ đợc xét trên cơ sở các
yêu cầu sau:
- Xác định chính xác lợng d gia công nhằm giảm lợng vật liệu cắt gọt bằng
cách thiết kế phôi.
- Đơn giản hoá kết cấu, đảm bảo gia công kinh tế.
- Giảm quãng đờng chạy dao khi cắt.
- Sử dụng dụng cụ thống nhất, tiêu chuẩn.
- Đảm bảo dụng cụ cắt làm việc thuận tiện, không bị va đập.
- Đảm bảo chi tiết đủ cứng vững.
- Giảm các trang bị công nghệ, giảm số lần gá đặt.
- Phân biệt rõ bề mặt gia công và bề mặt không gia công cũng nh giữa các bề
mặt ứng với các nguyên công khác nhau.
Để đảm bảo tính công nghệ trong kết cấu chi tiết máy, đòi hỏi phải có sự hợp tác
chặt chẽ giữa các thành viên của bộ phận thiết kế, bộ phận tổ chức sản xuất.
2.1. Chi tiết dạng trục:
- Kết cấu của trục có cho phép gia công bằng dao tiện thờng không?
- Kích thớc của trục có giảm dần từ hai phía đầu trục hay không?

- Trờng hợp trên trục có các rãnh then kín, có thể thay thế chúng bằng các rãnh
then ở hay không?
- Trục có đủ độ cứng vững hay không?
- Trục có phải nhiệt luyện không và khả năng bị biến dạng khi nhiệt luyện?
- Khi gia công trục có cần lỗ tâm phụ hay không?
20


- Có thể thay trục bậc bằng trục trơn hay không? (vì gia công trục trơn đơn giản
hơn nhiều so với trục bậc).
2.2. Chi tiết dạng hộp:
- Kết cấu các bề mặt phải cho phép thoát dao một cách dễ dàng.
- Các lỗ trên hộp phải cho phép gia công đồng thời trên các máy nhiều trục.
- Có thể đa dao vào để gia công các lỗ, các bề mặt một cách dễ dàng hay
không?
- Trên hộp có các lỗ kín hay không? Có khả năng thay thế chúng bằng các lỗ
thông suốt không?
- Trên hộp có những bề mặt nghiêng so với đáy không? Có khả năng thay thế
chúng bằng các bề mặt song song hoặc vuông góc với đáy không?
- Trên hộp có những lỗ nghiêng so với bề mặt ăn dao không và khả năng thay
thế chúng?
- Chi tiết đủ độ cứng vững hay không?
- Các bề mặt làm chuẩn có đủ diện tích và khả năng dùng làm chuẩn phụ không?
- Có thể áp dụng khả năng chế tạo phôi tiên tiến.
2.3. Bánh răng:
Kết cấu của bánh răng phải có những đặc điểm sau đây:
- Hình dáng lỗ phải đơn giản.
- Hình dáng vành ngoài của bánh răng phải đơn giản. Bánh răng có tính công
nghệ cao nhất là bánh răng không có gờ.
- Nếu có gờ chỉ nên ở một phía, vì nếu gờ ở cả hai phía thời gian gia công sẽ

tăng lên rất nhiều.
- Kết cấu của bánh răng phải tạo điều kiện gia công bằng nhiều dao cùng
một lúc.
- Đối với các bánh răng nghiêng thì góc nghiêng nên nhỏ hơn 30 độ.
3. Chất lợng bề mặt chi tiết máy:

Chất lợng sản phẩm là một chỉ tiêu quan trọng phải đặc biệt quan tâm khi
chuẩn bị công nghệ chế tạo sản phẩm.
Chất lợng sản phẩm trong ngành chế tạo máy bao gồm: chất lợng chế tạo chi
tiết máy và chất lợng lắp ráp chúng thành sản phẩm hoàn chỉnh. Đối với các chi tiết
máy thì chất lợng chế tạo chúng đợc đánh giá bằng các thông số cơ bản sau đây:
- Độ chính xác về kích thớc của các bề mặt.
21


- Độ chính xác về hình dáng của các bề mặt.
- Độ chính xác về vị trí tơng quan giữa các bề mặt.
- Chất lợng bề mặt.
Khả năng làm việc của chi tiết máy phụ thuộc rất nhiều vào chất lợng của lớp
bề mặt. Chất lợng bề mặt là tập hợp của nhiều tính chất quan trọng của lớp bề
mặt nh:
- Hình dáng lớp bề mặt (độ sóng, độ nhám...).
- Trạng thái và tính chất cơ lý của lớp bề mặt ( độ cứng, chiều sâu biến cứng...).
- Phản ứng của lớp bề mặt đối với môi trờng làm việc ( tính chóng mòn, độ bền
mỏi...). Chất lợng bề mặt chi tiết máy phụ thuộc vào phơng pháp và điều kiện gia
công cụ thể.

Hình 2.1. Sơ đồ các đỉnh nhấp nhô trên chiều dài chuẩn

Chất lợng bề mặt là mục tiêu chủ yếu cần đạt ở bớc gia công tinh các bề mặt

chi tiết máy.
Độ nhám là cơ sở để đánh giá độ nhẵn bề mặt. Theo tiêu chuẩn nhà nớc thì độ
nhẵn bề mặt đợc chia làm 14 cấp ứng với giá trị của Rz và Ra
- Trị số Rz tơng ứng khi yêu cầu độ nhẵn bề mặt cần đạt trong phạm vi từ cấp 1
đến cấp 5 (Rz = 320 ữ20 àm) hoặc từ cấp 13 đến cấp 14 (Rz = 0.08 ữ0.05 àm)
- Trị số Ra tơng ứng khi yêu cầu độ nhẵn bề mặt cần đạt trong phạm vi từ cấp 6
đến cấp 12 (Ra = 2.5 ữ0.04 àm)
Bảng 2.2. Cấp nhẵn bóng bề mặt
Chất lợng
bề mặt
Thô

22

Cấp nhẵn
bóng
1
2
3
4

Ra (àm )
80
40
20
10

Rz (àm )
320
160

80
40

Chiều dài
chuẩn l (mm)
8
2,5


Chất lợng
bề mặt
Bán tinh

Tinh

Siêu tinh

Cấp nhẵn
bóng

Ra (àm )

Chiều dài
chuẩn l (mm)

Rz (àm )

5
6
7

5
2,5
1,25

20
10
6,3

8
9
10
11

0,63
0,32
0,16
0,08

3,2
1,6
0,8
0,4

12
13
14

0,04
0,02

0,01

0,2
0,08
0,05

2,5
0,8

0,25

0,08

Độ nhám bề mặt và độ chính xác về kích thớc có quan hệ với nhau chặt chẽ.
Theo kinh nghiệm, ngời ta dựa vào cấp chính xác về kích thớc để xác định độ
nhám bề mặt tơng ứng, cụ thể giá trị của độ nhám bề mặt khoảng (5 ữ 20 )% dung
sai của kích thớc cần đạt.
Bảng 2.3. Khả năng đạt độ nhẵn bóng bề mặt của các phơng pháp gia công
Phơng pháp gia công

Bào

Tiện

Phay

Độ nhẵn bóng bề mặt gia công
Rz (àm )

Cấp nhẵn bóng

Bào thô

40 - 100

3-4

Bào tinh

10 - 40

4-6

Bào tinh mỏng với 3,2 - 6,3
dao rộng bản

7-8

Tiện thô

40 - 100

3-4

Tiện bán tinh

10 - 40

4-6

Tiện tinh với dao 2,5 - 10
hợp kim cứng

6-9

Tiện tinh với dao 1 - 2,5
kim cơng

8 - 10

Phay thô

40 - 100

3-4

Phay bán tinh

10 - 40

4-6

Phay tinh

1,6 - 10

6-9
23

Phơng pháp gia công
Khoan
Doa
Chuốt

Mài
Mài khôn

Độ nhẵn bóng bề mặt gia công
Rz (àm )

Cấp nhẵn bóng

10 - 80

3-5

Doa thô

4 - 10

6-8

Doa tinh

0,4 - 4

8 - 11

Chuốt thô

2,5 - 10

6-9

Chuốt tinh

1 - 2,5

8 - 10

Mài thô

10 - 40

4-6

Mài bán tinh

4 - 10

6-8

Mài tinh

0,1 - 4

8 - 13

Mài khôn thờng

0,25 - 1

10 - 12

Mài khôn có dao 0,04 - 0,63
động

11 - 14

4. Độ chính xác gia công:

Với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, các máy móc, thiết bị phải gọn, đẹp,
làm việc chính xác, độ tin cậy cao. Muốn vậy từng chi tiết máy của nó phải có kết
cấu 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...
Trên cơ sở những yêu cầu làm việc của máy móc, thiết bị nh độ chính xác, độ
ổn định, độ bền lâu, năng suất làm việc, mức độ dễ điều khiển, mức độ an toàn khi
làm việc... mà ngời thiết kế xác lập nên những điều kiên kỹ thuật cần thiết và dung
sai cho phép của rừng chi tiết máy rồi ghi lên bản vẽ chế tạo. Tuy nhiên mọi kết quả
đều do ngời công nghệ quyết định vì ngời công nghệ là ngời trực tiếp chế tạo ra
sản phẩm đó và quyết định độ chính xác đạt đợc của chúng.
Độ chính xác gia công của chi tiết máy là mức độ giống nhau về hình học, kích
thớc, vị trí tơng quan, tính chất cơ lý lớp bề mặt chi tiết máy đợc gia công so với
chi tiết máy lý tởng trên bản vẽ.
Nói chung, độ chính xác của chi tiết máy đợc gia công là chỉ tiêu khó đạt nhất
và gây tốn kém nhất kể cả trong quá trình xác lập ra nó cũng nh trong quá trình
chế tạo.
Trong thực tế không thể chế tạo chi tiết máy tuyệt đối chính xác, vì vậy ngời ta
dùng giá trị sai lệch của nó để đánh gía độ chính xác gia công của chi tiết máy, giá

trị sai lệch đó càng lớn thì độ chính xác gia công càng thấp.
24


Độ chính xác gia công bao gồm 2 khái niệm: độ chính xác của một chi tiết và độ
chính xác của nhiều chi tiết.
4.1. Độ chính xác của một chi tiết:
+ Độ chính xác kích thớc: là độ chính xác về kích thớc thẳng hoặc kích thớc
góc. Độ chính xác kích thớc đợc đánh giá bằng sai số kích thớc thật so với kích
thớc lý tởng cần có và đợc thể hiện bằng dung sai của kích thớc đó.
+ Độ chính xác về vị trí tơng quan: độ chính xác về vị trí tơng quan giữa hai
bề mặt thực chất là sự xoay đi một góc nào đó của bề mặt này so với bề mặt kia
(dùng làm mặt chuẩn). Nh vậy độ chính xác về vị trí tơng quan đợc đánh giá theo
sai số về góc yêu cầu giữa vị trí bề mặt này với bề mặt kia trong hai mặt phẳng toạ
độ vuông góc với nhau và thờng đợc ghi thành một điều kiện kỹ thuật riêng trên
bản vẽ chế tạo.
+ Độ chính xác hình dáng hình học đại quan: là mức độ phù hợp lớn nhất của
chúng với hình dáng hình học lý tởng của nó.
+ Độ sóng: là chu kỳ không phẳng của bề mặt chi tiết máy đợc quan sát trong
phạm vi nhỏ (1-100 mm)
+ Độ nhám bề mặt (sai lệch hình học tế vi): đợc biểu thị bằng một trong hai chỉ
tiêu Ra hoặc Rz
+ Tính chất cơ lý lớp bề mặt: là một trong những chỉ tiêu quan trọng của độ
chính xác gia công, nó ảnh hởng lớn đến điều kiện làm việc của chi tiết máy.
4.2. Độ chính xác của loạt chi tiết:
Khi xem xét độ chính xác gia công của một nhóm chi tiết máy, ngoài những yếu
tố cần xem xét cho một chi tiết máy cần phải kể đến những yếu tố khác nhằm đảm
bảo sai số tổng cộng xuất hiện trên một chi tiết bất kỳ đều nhỏ hơn sai số cho phép.
Tổng sai số bao gồm: sai số hệ thống và sai số ngẫu nhiên.
+ Sai số hệ thống: sai số xuất hiện trên từng chi tiết của cả loạt điều 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 đổi hoặc sai số hệ thống thay đổi.
+ Sai số ngẫu nhiên: sai số mà giá trị của chúng xuất hiện trên mỗi chi tiết
không theo một quy luật nào cả.
Các nguyên nhân sinh ra sai số hệ thống không đổi:
+ Sai số lý thuyết của phơng pháp cắt.
+ Sai số chế tạo của máy, đồ gá, dụng cụ cắt.
+ Độ biến dạng của chi tiết gia công.
Các nguyên nhân sinh ra sai số hệ thống thay đổi:
+ Dụng cụ cắt bị mòn theo thời gian.
+ Biến dạng vì nhiệt của máy, đồ gá, dụng cụ cắt.
25