Chương 1: Các khái niệm cơ bản về sản xuất cơ khí Mã chương: MHCG 10 - 1 Giới thiệu: “Các khái niệm cơ bản về sản xuất cơ khí” chủ yếu giới thiệu các khái niệm cơ bản về quá trình sản xuất và quá trình công nghệ và các dạng sản xuất. Trình bày và giải thích được các khái niệm cơ bản của SX cơ khí - Trình bày được khái niệm, yếu tố tạo thành chất lượng bề mặt sản phẩm. - Trình bày được khái niệm và các yếu tố tạo nên độ chính xác gia công cơ khí. Các khái niệm về quá trình sản xuất 1.
Sơ đồ quá trình sản xuất cơ khí Kỹ thuật cơ khí là môn học giới thiệu một cách khái quát quá trình sản xuất cơ khí và phương pháp công nghệ gia công kim loại và hợp kim để chế tạo các chi tiết máy hoặc kết cấu máy. Quá trình sản xuất và chế tạo đó bao gồm nhiều giai đoạn khác nhau được tóm tắt như sau: 9 1. Quá trình thiết kế Là quá trình khởi thảo, tính toán, thiết kế ra một dạng sản phẩm thể hiện trên bản vẽ kỹ thuật, thuyết minh, tính toán, công trình v.Đó là quá trình tích luỹ kinh nghiệm, sử dụng những thành tựu khoa học kỹ thuật để sáng tạo ra những sản phẩm mới ngày càng hoàn thiện. Bản thiết kế là cơ sở để thực hiện quá trình sản xuất, là cơ sở pháp lý để kiểm tra, đo lường, thực hiện các hợp đồng.
Quá trình sản xuất Quá trình sản xuất là quá trình tác động trực tiếp của con ng−ời thông qua công cụ sản xuất nhằm biến đổi tài nguyên thiên nhiên hoặc bán thành phẩm thành sản phẩm cụ thể đáp ứng yêu cầu của xã hội. Quá trình sản xuất thường bao gồm nhiều giai đoạn. Mỗi giai đoạn tương ứng với một công đoạn, một phân xưởng hay một bộ phận.làm những nhiệm vụ chuyên môn khác nhau. Quá trình sản xuất được chia ra các công đoạn nhỏ, theo một quá trình công nghệ.
Qui trình công nghệ QTCN là một phần của quá trình sản xuất nhằm trực tiếp làm thay đổi trạng thái của đối tượng sản xuất theo một thứ tự chặt chẽ, bằng một công nghệ nhất định. Ví dụ: QTCN nhiệt luyện nhằm làm thay đổi tính chất vật lý của vật liệu chi tiết như độ cứng, độ bền.Các thành phần của quy trình công nghệ bao gồm: a/ Nguyên công: là một phần của quá trình công nghệ do một hoặc một nhóm công nhân thực hiện liên tục tại một chỗ làm việc để gia công chi tiết (hay một nhóm chi tiết cùng gia công một lần). b/ Bước: là một phần của nguyên công để trực tiếp làm thay đổi trạng thái hình dáng kỹ thuật của sản phẩm bằng một hay một tập hợp dụng cụ với chế độ làm việc không đổi. Khi thay đổi dụng cụ, thay đổi bề mặt, thay đổi chế độ.ta đã chuyển sang một bước mới.
c/ Động tác: là tập hợp các hoạt động, thao tác của công nhân để thực hiện nhiệm vụ của bước hoặc nguyên công. Dạng sản xuất Tuỳ theo quy mô sản xuất, đặc trưng về tổ chức, trang bị kỹ thuật và quy trình công nghệ mà có các dạng sản xuất sau: a/ Sản xuất đơn chiếc: là dạng sản xuất mà sản phẩm được sản xuất ra với số lượng ít và thường ít lặp lại và không theo một quy luật nào. Chủng loại mặt hàng rất đa dạng, số lượng mỗi loại rất ít vì thế phân xưởng, nhà máy thường sử dụng các dụng cụ, thiết bị vạn năng. Đây là dạng sản xuất thường dùng trong sửa chữa, thay thế.
10 b/ Sản xuất hàng loạt: là dạng sản xuất mà sản phẩm được chế tạo theo lô (loạt) được lặp đi lặp lại thường xuyên sau một khoảng thời gian nhất định với số lượng trong loạt tương đối nhiều (vài trăm đến hàng nghìn) như sản phẩm của máy bơm, động cơ điện.Tuỳ theo khối lượng, kích thước, mức độ phức tạp và số lượng mà phân ra dạng sản xuất hàng loạt nhỏ, vừa và lớn. Trong sản xuất hàng loạt các dụng cụ, thiết bị sử dụng là các loại chuyên môn hoá có kèm cả loại vạn năng hẹp. c/ Sản xuất hàng khối: hay sản xuất đồng loạt là dạng sản xuất trong đó sản phẩm được sản xuất liên tục trong một thời gian dài với số lượng rất lớn. Dạng sản xuất này rất dể cơ khí hoá và tự động hoá như xí nghiệp sản xuất đồng hồ, xe máy, ô tô, xe đạp.
Khái niệm về sản phẩm và phôi a/ Sản phẩm: là một danh từ quy ước để chỉ một vật phẩm được tạo ra ở giai đoạn cuối cùng của một quá trình sản xuất, tại một cơ sở sản xuất. Sản phẩm có thể là máy móc hoàn chỉnh hay một bộ phận, cụm máy, chi tiết.dùng để lắp ráp hay thay thế. b/ Chi tiết máy: là đơn vị nhỏ nhất và hoàn chỉnh về mặt kỹ thuật của máy như bánh răng, trục cơ, bi v. c/ Phôi: còn gọi là bán thành phẩm là danh từ kỹ thuật được quy ước để chỉ vật phẩm được tạo ra từ một quá trình sản xuất này chuyển sang một quá trình sản xuất khác.
Ví dụ: sản phẩm đúc có thể là chi tiết đúc (nếu đem dùng ngay) có thể là phôi đúc nếu nó cần gia công thêm (cắt gọt, nhiệt luyện, rèn dập.) trước khi dùng. Các phân xưởng chế tạo phôi là đúc, rèn, dập, hàn, gò, cắt kim loại v. Khái niêm về cơ cấu máy và bộ phận máy a/ Bộ phận máy: đây là một phần của máy, bao gồm 2 hay nhiều chi tiết máy được liên kết với nhau theo những nguyên lý máy nhất định (liên kết động hay liên kết cố định) như hộp tốc độ, mayơ xe đạp v. b/ Cơ cấu máy: đây là một phần của máy hoặc bộ phận máy có nhiện vụ nhất định trong máy.
Ví dụ: Đĩa, xích, líp của xe đạp tạo thành cơ cấu chuyển động xích trong xe đạp. Khái niệm về chất lượng bề mặt của sản phẩm Chất lượng bề mặt của các chi tiết máy đóng một vài trò rất quan trọng cho các máy móc thiết bị có khả năng làm việc chính xác để chịu tải trọng, tốc độ cao, áp lực lớn, nhiệt độ. Nó được đánh giá bởi độ nhẵn bề mặt và tính chất cơ lý của lớp kim loại bề mặt. Độ nhẵn bề mặt (nhám) Bề mặt chi tiết sau khi gia công không bằng phẳng một cách lý tưởng như trên bản vẽ mà có độ nhấp nhô.
Những nhấp nhô này là do vết dao để lại, của rung động trong quá trình cắt. Độ bóng bề mặt là độ nhấp nhô tế vi của lớp bề mặt (H.2) gồm độ lồi lõm, độ sóng, độ bóng (nhám). Để đánh giá độ nhấp nhô bề mặt sau khi gia công người ta dùng hai chỉ tiêu đó là Ra và Rz (àm). • Ra là sai lệch trung bình số học các khoảng cách từ những điểm của profil đo được đến đường trung bình ox đo theo phương vuông góc với đường trung bình của độ nhấp nhô tế vi trên chiều dài chuẩn L.
Ta có thể tính: • Rz là chiều cao nhấp nhô tế vi trên chiều dài chuẩn L với giá trị trung bình của tổng các giá trị tuyệt đối của chiều cao 5 đỉnh cao nhất h1, h3, h5, h7, h9 và chiều sâu của 5 đáy thấp nhất h2, h4, h6, h8, h10 của profin trong khoảng chiều dài chuẩn. Từ cấp 6 ữ 12, chủ yếu dùng Ra, còn đối với các cấp 1 = 5 và 13= 14 dùng R z. khi ghi trên bản vẽ độ bóng được thể hiện như H.3 12 Trong thực tế sản xuất, tuỳ theo các phương pháp gia công khác nhau ta có các cấp độ bóng khác nhau. Ví dụ: - Bề mặt rất thô, thô đạt cấp 1 = 3 (Rz = 320 = 40): đúc, rèn Gia công nửa tinh và tinh đạt cấp 4 = 6 (Rz = 40-10, Ra = 2,5): tiện, phay, khoan.
- Gia công tinh đạt cấp 6 = 8 (Ra = 2,5 = 0,32): khoét, doa, mài. Các giá trị thông số độ nhám bề mặt (TCVN 2511 - 78) Cấp Trị số nhám (àm) Chiều dài Phương pháp Ưng dụng độ Ra Rz chuẩn gia công nhám L(mm) 1 - 320 - 160 8 Tiện thô, cưa, Các bề mặt không tiếp xúc, không quan 2 - 160 - 80 8 dũa, khoan. trọng: giá đỡ, chân máy 3 - 80 - 40 8 v. 4 - 40 - 20 2,5 Tiện tinh, dũa Bề mặt tiếp xúc tĩnh, 5 - 20 - 10 2,5 tinh, phay.
6 2,5-1,25 - 2,5 Doa, mài, đánh Bề mặt tiếp xúc động: 7 1,25-0,63 - 0,8 bóng v. mặt răng, mặt pittông, 8 0,63-0,32 - 0,8 xi lanh, chốt v. 9 0,32-0,16 - 0,8 Mài tinh mỏng, Bề mặt mút, van, bi, con 10 0,16-0,08 - 0,25 nghiền, rà, gia lăn, dụng cụ đo, căn 11 0,08-0,04 - 0,25 công đặc biệt, mẫu v. pháp khác 13 - 0,1 - 0,05 0,08 Bề mặt làm việc chi tiết 14 - 0,05 - 0,025 0,08 chính xác, dụng cụ đo 1.
Tính chất cơ lý của lớp bề mặt sản phẩm Tính chất cơ lý của lớp bề mặt gồm cấu trúc tế vi bề mặt, độ cứng tế vi, trị số và dấu của ứng suất dư bề mặt. Chúng ảnh hưởng nhiều đến tuổi thọ của chi tiết máy. Cấu trúc tế vi và tính chất cơ lý của lớp bề mặt chi tiết sau gia công được giới thiệu trên H.4: Mặt ngoài bị phá huỷ (1) do chịu lực ép và ma sát khi cắt gọt, nhiệt độ tăng cao. Ngoài cùng là màng khí hấp thụ dày khoảng 2=3 ăngstron (1Ă = 10 -8cm), nó hình thành khi tiếp xúc với không khí và mất đi khi bị nung nóng.
Sau đó là lớp bị ôxy hoá dày khoảng (40 = 80)Ă. Lớp cứng nguội (2) là lớp kim loại bị biến dạng dẻo có chiều dày khoảng 50.000Ă, với độ cứng cao thay đổi giảm dần từ ngoài vào, làm tính chất cơ lý thay đổi. Kim loại cơ bản từ vùng (3) trở vào. Khái niệm về độ chính xác gia công cơ khí 1.
Khái niệm về độ chính xác gia công Độ chính xác gia công của chi tiết máy là đặc tính quan trọng của ngành cơ khí nhằm đáp ứng yều cầu của máy móc thiết bị cần có khả năng làm việc chính xác để chịu tải trọng, tốc độ cao, áp lực lớn, nhiệt độ v. Độ chính xác gia công là mức độ chính xác đạt được khi gia công so với yêu cầu thiết kế. Trong thực tế độ chính xác gia công được biểu thị bằng các sai số về kích thước, sai lệch về hình dáng hình học, sai lệch về vị trí tương đối giữa các yếu tố hình học của chi tiết được biểu thị bằng dung sai.