Đồ án: Tính lượng dư cho một bề mặt và tra cho các bề mặt còn lại

Đồ án công nghệ chế tạo máy, trình bày chi tiết cách tính lượng dư cho một bề mặt và phương pháp tra lượng dư cho các bề mặt còn lại của chi tiết.

• Tác giả: Ngô Thanh Bình
• Người hướng dẫn: Thầy Nguyễn Đắc Lộc
• Chuyên ngành: Chế tạo máy
• Đề tài: Hướng dẫn tính và tra lượng dư gia công cơ khí chi tiết
• Loại tài liệu: Đồ án môn học

Tóm tắt

I. Khái niệm về lượng dư gia công cơ khí

Lượng dư gia công là lượng vật liệu cần phải loại bỏ từ bề mặt chi tiết trong quá trình gia công cơ khí để đạt được kích thước, độ chính xác và chất lượng bề mặt theo yêu cầu kỹ thuật. Đây là một khái niệm quan trọng trong công nghệ chế tạo máy, giúp kỹ sư xác định chính xác lượng vật liệu cần xử lý ở mỗi nguyên công. Việc tính toán lượng dư gia công hợp lý không chỉ ảnh hưởng đến hiệu suất sản xuất mà còn đến chất lượng chi tiết cuối cùng. Lượng dư phải được xác định dựa trên loại vật liệu, phương pháp gia công, trạng thái bề mặt ban đầu và yêu cầu kỹ thuật chi tiết.

1.1. Định nghĩa lượng dư gia công

Lượng dư gia công được định nghĩa là độ dày vật liệu cần loại bỏ từ bề mặt chi tiết. Nó được tính toán dựa trên sai số hình học, độ nhám bề mặt và yêu cầu chính xác của thiết kế. Lượng dư phải đủ lớn để xóa sạch các khiếm khuyết từ công đoạn trước nhưng không quá lớn để tránh lãng phí vật liệu và thời gian gia công.

1.2. Ý nghĩa của việc xác định lượng dư

Xác định chính xác lượng dư gia công giúp tối ưu hóa chi phí sản xuất, giảm thời gian gia công và đảm bảo chất lượng sản phẩm. Nó cũng giúp lập kế hoạch nguyên công hợp lý, chọn lựa công cụ, máy móc phù hợp và tính toán năng suất lao động một cách khoa học.

II. Các phương pháp tính lượng dư gia công

Trong công nghệ chế tạo, có nhiều phương pháp để tính toán lượng dư gia công cho các bề mặt khác nhau. Mỗi phương pháp có những ưu điểm và hạn chế riêng, tùy thuộc vào loại bề mặt, độ phức tạp của chi tiết và điều kiện sản xuất. Phương pháp tra bảng là phương pháp phổ biến nhất trong thực tế, được sử dụng rộng rãi nhờ tính khả thi và độ chính xác chấp nhận được. Ngoài ra, còn có phương pháp tính toán dựa trên công thức và phương pháp kinh nghiệm dựa trên các điều kiện cụ thể của sản xuất.

2.1. Phương pháp tra bảng tiêu chuẩn

Phương pháp tra bảng là cách xác định lượng dư gia công phổ biến nhất. Các bảng tiêu chuẩn liệt kê lượng dư dựa trên loại vật liệu, kích thước chi tiết, phương pháp gia công trước đó và yêu cầu chính xác. Kỹ sư chỉ cần tra bảng để tìm giá trị phù hợp, tiết kiệm thời gian thiết kế và đảm bảo tính nhất quán trong sản xuất hàng loạt.

2.2. Phương pháp tính toán theo công thức

Công thức tính lượng dư dựa trên các yếu tố như sai số công đoạn trước, độ nhám bề mặt yêu cầu và sai số định vị. Công thức thường có dạng: δ = δ₁ + δ₂ + δ₃, trong đó δ₁ là sai số hình học, δ₂ là độ nhám bề mặt, δ₃ là sai số định vị. Phương pháp này cho kết quả chính xác nhưng đòi hỏi hiểu biết sâu về gia công cơ khí.

III. Hướng dẫn tra lượng dư cho các bề mặt

Tra lượng dư gia công là quá trình tìm kiếm giá trị lượng dư thích hợp từ các bảng tiêu chuẩn dựa trên các điều kiện cụ thể. Mỗi bề mặt của chi tiết có những yêu cầu khác nhau, do đó cần tra riêng cho từng bề mặt. Quá trình tra bảng yêu cầu xác định chính xác loại vật liệu, kích thước chi tiết, công đoạn trước, yêu cầu về độ nhám và sai số định vị. Các bảng tiêu chuẩn quốc tế thường được sử dụng trong ngành chế tạo máy để đảm bảo tính thống nhất và chất lượng sản phẩm.

3.1. Các bước tra lượng dư từ bảng tiêu chuẩn

Bước 1: Xác định loại vật liệu và kích thước chi tiết. Bước 2: Xác định công đoạn gia công trước (ví dụ: đúc,锻造, cắt). Bước 3: Xác định yêu cầu về độ nhám bề mặt (Rz, Ra). Bước 4: Tra bảng tiêu chuẩn tương ứng. Bước 5: Ghi nhận giá trị lượng dư và áp dụng vào thiết kế nguyên công.

3.2. Tra lượng dư cho bề mặt trụ và mặt phẳng

Bề mặt trụ: Lượng dư thường từ 0,5-3mm tùy vào kích thước và vật liệu. Với gang, lượng dư lớn hơn vì có khuyết tật bề mặt. Với thép, lượng dư nhỏ hơn. Bề mặt phẳng: Lượng dư thường từ 0,5-2mm. Cần xem xét độ cong ban đầu của bề mặt. Bảng tiêu chuẩn sẽ giúp xác định chính xác lượng dư phù hợp.

IV. Ứng dụng lượng dư gia công trong lập nguyên công

Việc tính toán chính xác lượng dư gia công là bước quan trọng trong việc lập thứ tự nguyên công. Dựa vào lượng dư xác định được, kỹ sư có thể lập kế hoạch gia công hợp lý, xác định số lượng nguyên công cần thiết, chọn loại máy móc, công cụ phù hợp. Lượng dư cũng ảnh hưởng trực tiếp đến thời gian gia công, năng suất và chi phí sản xuất. Trong điều kiện sản xuất hàng loạt, việc xác định đúng lượng dư giúp tối ưu hóa toàn bộ quy trình sản xuất và nâng cao hiệu quả kinh tế kỹ thuật.

4.1. Ảnh hưởng của lượng dư đến lập nguyên công

Lượng dư quá lớn dẫn đến tăng số nguyên công hoặc bước gia công, làm tăng chi phí và thời gian. Lượng dư quá nhỏ có thể không loại bỏ được khiếm khuyết bề mặt, ảnh hưởng chất lượng chi tiết. Xác định lượng dư hợp lý giúp cân bằng giữa chi phí, thời gian và chất lượng, từ đó tối ưu hóa quy trình gia công.

4.2. Tính toán thời gian gia công dựa trên lượng dư

Thời gian gia công được tính dựa trên công thức: t = L/(n×f), trong đó L là lượng dư, n là tốc độ vòng quay, f là tiến độ. Lượng dư càng lớn, thời gian gia công càng dài. Việc xác định lượng dư chính xác giúp tính toán thời gian gia công cơ bản một cách chính xác, từ đó lập kế hoạch sản xuất khoa học.

Trích đoạn nội dung tài liệu

®å ¸n c«ng nghÖ ctm ng« thanh b×nh- c¬ tin 2-k44 Lêi nãi ®Çu HiÖn nay , c¸c ngµnh kinh tÕ nãi chung vµ ngµnh c¬ khÝ nãi riªng ®ßi hái kü s c¬ khÝ vµ c¸n bé kü thuËt c¬ khÝ ®îc ®µo t¹o ra ph¶i cã kiÕn thøc s©u réng , ®ång thêi ph¶i biÕt vËn dông nh÷ng kiÕn thøc ®ã ®Ó gi¶i quyÕt nh÷ng vÊn ®Ò cô thÓ thêng gÆp trong s¶n xuÊt , söa ch÷a vµ sö dông. Môc tiªu cña m«n häc lµ t¹o ®iÒu kiÖn cho ngêi häc n¾m v÷ng vµ vËn dông cã hiÖu qu¶ c¸c ph¬ng ph¸p thiÕt kÕ , x©y dùng vµ qu¶n lý c¸c qu¸ tr×nh chÕ t¹o s¶n phÈm c¬ khÝ vÒ kü thuËt s¶n xuÊt vµ tæ chøc s¶n xuÊt nh»m ®¹t ®îc c¸c chØ tiªu kinh tÕ kü thuËt theo yªu cÇu trong ®iÒu kiÖn vµ qui m« s¶n xuÊt cô thÓ. M«n häc cßn truyÒn ®¹t nh÷ng yªu cÇu vÒ chØ tiªu c«ng nghÖ trong qu¸ tr×nh thiÕt kÕ c¸c kÕt cÊu c¬ khÝ ®Ó gãp phÇn n©ng cao hiÖu qu¶ chÕ t¹o chóng. §å ¸n m«n häc c«ng nghÖ chÕ t¹o m¸y n»m trong ch¬ng tr×nh ®µo t¹o cña ngµnh chÕ t¹o m¸y thuéc khoa c¬ khÝ cã vai trß hÕt søc quan träng nh»m t¹o cho sinh viªn hiÓu mét c¸ch s©u s¾c vÒ nh÷ng vÊn ®Ò mµ ngê kü s gÆp ph¶i khi thiÕt kÕ mét qui tr×nh s¶n xuÊt chi tiÕt c¬ khÝ.

®å ¸n c«ng nghÖ ctm ng« thanh b×nh- c¬ tin 2-k44 §îc sù gióp ®ì tËn t×nh cña c¸c thÇy gi¸o ,®Æc biÖt lµ thÇy NguyÔn ®¾c léc ®· gióp em hoµn thµnh tèt ®å ¸n m«n häc nµy. Em xin ch©n thµnh c¶m ¬n. Sinh viªn :Ng« Thanh B×nh Môc lôc ®å ¸n c«ng nghÖ ctm ng« thanh b×nh- c¬ tin 2-k44 Lêi nãi ®Çu. Ch¬ng 1: Ph©n tÝch chøc n¨ng lµm viÖc 3 cña chi tiÕt.

Ch¬ng 2: Ph©n tÝch tÝnh c«ng nghÖ trong 3 kÕt cÊu cña chi tiÕt. Ch¬ng 3: X¸c ®Þnh d¹ng s¶n xuÊt. Ch¬ng 4: Chän ph¬ng ph¸p chÕ t¹o 5 ph«i. Ch¬ng 5: LËp thø tù c¸c nguyªn c«ng.

Ch¬ng 6: TÝnh lîng d cho mét bÒ mÆt vµ 8 tra lîng d cho c¸c bÒ mÆt cßn l¹i. Ch¬ng 7: TÝnh chÕ ®é c¾t cho mét 1 nguyªn c«ng. 0 Ch¬ng 8: TÝnh thêi gian gia c«ng c¬ b¶n 2 cho tÊt c¶ c¸c nguyªn c«ng. 2 Ch¬ng 9: TÝnh vµ thiÕt kÕ ®å 2 g¸.

6 Tµi liÖu tham kh¶o. 0 Ch¬ng 1: Ph©n tÝch chøc n¨ng lµm viÖc cña chi tiÕt. ®å ¸n c«ng nghÖ ctm ng« thanh b×nh- c¬ tin 2-k44 1.Chøc n¨ng lµm viÖc. Lµ bé phËn nèi gi÷a trôc ®iÒu khiÓn vµ c¸c b¸nh r¨ng di trît nh»m ®iÒu chØnh sù ¨n khíp cña c¸c cÆp b¸nh r¨ng (khi cÇn thay ®æi tû sè truyÒn trong hép tèc ®é).§iÒu kiÖn lµm viÖc: §iÒu kiÖn lµm viÖc kh«ng kh¾c nghiÖt, chi tiÕt chØ chÞu m« men xo¾n nhá khi lµm viÖc (g¹t cho c¸c b¸nh r¨ng ¨n khíp víi nhau) vµ chi tiÕt thêng xuyªn kh«ng chÞu t¶i, kh«ng mµi mßn, cã va ®Ëp khi cÆ p b¸nh r¨ng cè ®Þnh lµm viÖc, nhiÖt ®é lµm viÖc kh«ng cao.

cÆ p b¸nh r¨ng di tr­ î t cµng g¹t Ch¬ng 2: Ph©n tÝch tÝnh c«ng nghÖ trong kÕt cÊu cña chi tiÕt. Ph©n tÝch kÕt cÊu theo quan ®iÓm c«ng nghÖ trong kÕt cÊu cña chi tiÕt. PhÇn tö kÕt ®å ¸n c«ng nghÖ ctm ng« thanh b×nh- c¬ tin 2-k44 cÊu còng nh nh÷ng yªu cÇu kü thuËt cha hîp lý víi chøc n¨ng lµm viÖc cña ®èi tîng gia c«ng.VÒ yªu cÇu kü thuËt: Víi nh÷ng yªu cÇu kü thuËt trªn b¶n vÏ chi tiÕt lµ cha phï hîp ®Ó ®¶m b¶o chøc n¨ng vµ ®iÒu kiÖn lµm viÖc cña chi tiÕt lµ tèi u. §ã lµ bÒ mÆt trong lç 42 lµ cã ®é nh½n Ra=2,5 lµ kh«ng hîp lý v× bÒ mÆt nµy kh«ng lµm viÖc kh«ng cä s¸t nªn cã thÓ chØ cÇn lÊy lµ Rz = 40m.

§¬n gi¶n ho¸ kÕt cÊu: Ngoµi nh÷ng phÇn do ®¶m b¶o chøc n¨ng lµm viÖc kh«ng thÓ thay ®æi ®îc nh mÆt trô, mÆt lµm viÖc , ta xÐt c¸c bÒ mÆt cßn l¹i.  G©n trî lùc : Do khi lµm viÖc chi tiÕt cã chÞu va ®Ëp mµ vËt liÖu lµm b»ng gang dÔ vì ®ång thêi phÇn chuyÓn tiÕp gi÷a phÇn trô ë ®Çu vµ th©n cã kÝch thíc thay ®æi ®ét ngét nªn tËp trung øng suÊt , do ®ã t¹i vÞ trÝ nµy chi tiÕt dÔ bÞ g·y. §Ó tr¸nh viÖc chi tiÕt bÞ ph¸ huû cÇn cã g©n trî lùc, viÖc bá g©n trî lùc ®Ó ®¬n gi¶n kÕt cÊu lµ kh«ng thÓ ®îc.  Bè trÝ chi tiÕt ®èi xøng: Do h×nh d¹ng cña chi tiÕt nªn ta ghÐp hai chi tiÕt l¹i thµnh mét chi tiÕt cã h×nh d¹ng ®èi xøng lµm t¨ng ®é cøng v÷ng cho chi tiÕt khi gia c«ng, ®ång thêi lµm gi¶m sè lîng c¸c ®å ¸n c«ng nghÖ ctm ng« thanh b×nh- c¬ tin 2-k44 nguyªn c«ng (do chØ gia c«ng mét chi tiÕt sau ®ã cã nguyªn c«ng c¾t ®øt sau cïng).

ViÖc bè trÝ chi tiÕt ®èi xøng lµ kh«ng cã lîi v× nh thÕ sÏ lµm t¨ng nguyªn c«ng hoÆc bíc, ph¶i gia c«ng c¸c mÆt ®Çu qua 2 nguyªn c«ng hoÆc bíc vµ khi ®ã ®Þnh vÞ trªn chuÈn tinh thèng nhÊt chi tiÕt cã ®é cøng v÷ng kh«ng cao. ViÖc thay thÕ kÕt cÊu b»ng hµn , l¾p ghÐp ®Òu kh«ng ®em l¹i hiÖu qu¶ kinh tÕ vµ kü thuËt. Kh¶ n¨ng ¸p dông c¸c ph¬ng ph¸p gia c«ng tiªn tiÕn C¸c ph¬ng ph¸p gia c«ng b»ng c«ng nghÖ tiªn tiÕn ®Òu kh«ng phï hîp víi ®iÒu kiÖn kü thuËt vµ ®iÒu kiÖn s¶n xuÊt.  Gia c«ng b»ng ph¬ng ph¸p c¾t d©y vµ tia löa ®iÖn cho n¨ng suÊt kh«ng cao vµ chÊt lîng bÒ mÆt kh«ng ®ßi hái cao.

 Gia c«ng b»ng ph¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn sè CNC kh«ng phï hîp víi ®iÒu kiÖn s¶n xuÊt ë níc ta. Ch¬ng 3: X¸c ®Þnh d¹ng s¶n xuÊt. S¶n lîng hµng n¨m ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau ®©y: Trong ®ã: ®å ¸n c«ng nghÖ ctm ng« thanh b×nh- c¬ tin 2-k44 N: Sè lîng chi tiÕt ®îc s¶n xuÊt trong mét n¨m. N1: Sè s¶n phÈm(sè m¸y) ®îc s¶n xuÊt trong mét n¨m.

m: Sè chi tiÕt trong mét s¶n phÈm, m=1.  : Sè chi tiÕt ®îc chÕ t¹o thªm ®Ó dù tr÷(5%).  : Sè phÕ phÈm(3%). Träng lîng cña chi tiÕt: Q=V. Trong ®ã:  : Träng lîng riªng cña vËt liÖu.

V: ThÓ tÝch chi tiÕt. Tra b¶ng 2 trang 13[5], ta ®îc d¹ng s¶n xuÊt lµ hµng lo¹t lín. Ch¬ng 4: Chän ph¬ng ph¸p chÕ t¹o ph«i.X¸c ®Þnh ph¬ng ph¸p chÕ t¹o ph«i: §èi víi chi tiÕt ®· cã , cã thÓ ¸p dông c¸c ph- ¬ng ph¸p chÕ t¹o ph«i sau ®©y: 1.Ph«i dËp: Ph«i dËp thêng dïng cho c¸c lo¹i chi tiÕt sau ®©y: trôc r¨ng c«n, trôc r¨ng th¼ng, c¸c lo¹i ®å ¸n c«ng nghÖ ctm ng« thanh b×nh- c¬ tin 2-k44 b¸nh r¨ng kh¸c , c¸c chi tiÕt d¹ng cµng , trôc ch÷ thËp, trôc khuûu.cã c¸c ®Æc ®iÓm: Sö dông mét bé khu«n cã kÝch thíc lßng khu«n gÇn gièng vËt gia c«ng. §é chÝnh x¸c cña vËt dËp cao , ®Æc biÖt lµ c¸c kÝch thíc theo chiÒu cao vµ sai lÖch gi÷a hai nöa khu«n.

Th«ng thêng ®é bãng cña dËp thÓ tÝch ®¹t ®îc tõ  2  4 ,®é chÝnh x¸c ®¹t ®îc  0,1  0,05. Tr¹ng th¸i øng suÊt vËt gia c«ng nãi chung lµ nÐn khèi, do ®ã kim lo¹i cã tÝnh dÎo tèt h¬n , biÕn d¹ng triÖt ®Ó h¬n , c¬ tÝnh s¶n phÈm cao h¬n vµ cã thÓ gia c«ng vËt phøc t¹p. DÔ c¬ khÝ ho¸ nªn n¨ng suÊt cao. HÖ sè sö dông vËt liÖu cao.

ThiÕt bÞ sö dông cã c«ng suÊt lín , chuyÓn ®éng chÝnh x¸c , chÕ t¹o khu«n ®¾t tiÒn. Do nh÷ng ®Æc ®iÓm trªn nªn dËp thÓ tÝch chØ dïng trong s¶n xuÊt hµng lo¹t vµ hµng khèi. ¦u ®iÓm cña rÌn tù do: ThiÕt bÞ rÌn ®¬n gi¶n , vèn ®Çu t Ýt. Cã kh¶ n¨ng lo¹i trõ c¸c khuyÕt tËt ®óc nh rç khÝ, rç co.BiÕn tæ chøc h¹t thµnh tæ chøc thí , t¹o ®îc c¸c tæ chøc thí uèn xo¾n , do ®ã lµm t¨ng c¬ tÝnh s¶n phÈm.

Lîng hao phÝ kim lo¹i khi rÌn Ýt h¬n khi gia c«ng c¾t gät. C¸c nhîc ®iÓm cña rÌn tù do: ®å ¸n c«ng nghÖ ctm ng« thanh b×nh- c¬ tin 2-k44 §é chÝnh x¸c kÝch thíc , ®é bãng bÒ mÆt kÐm. ChÊt lîng vËt rÌn kh«ng ®ång ®Òu trong tõng phÇn cña chi tiÕt vµ gi÷a c¸c lo¹t gia c«ng chÊt lîng gia c«ng cßn phô thuéc vµo tr×nh ®é c«ng nh©n vµ tr×nh ®é tæ chøc n¬i lµm viÖc. N¨ng suÊt lao ®éng thÊp , lîng d , dung sai vµ thêi gian gia c«ng lín , hiÖu qu¶ kinh tÕ kh«ng cao.

Sö dông trong s¶n xuÊt ®¬n chiÕc, lo¹t nhá, phôc vô c«ng nghiÖp söa ch÷a, chÕ t¹o m¸y.§óc trong khu«n kim lo¹i: Cã thÓ t¹o ra s¶n phÈm cã chÊt lîng cao, kÝch thíc chÝnh x¸c, ®é bãng bÒ mÆt cao, cã kh¶ n¨ng c¬ khÝ ho¸ , tù ®éng ho¸ cao. Gi¸ thµnh s¶n xuÊt ®óc nãi chung h¹ h¬n so víi c¸c d¹ng s¶n xuÊt kh¸c. VËt ®óc dÔ tån t¹i c¸c d¹ng rç co , rç khÝ , nøt. Tiªu hao mét phÇn kim lo¹i do hÖ thèng rãt , ®Ëu ngãt.

Khi ®óc trong khu«n kim lo¹i, tÝnh dÉn nhiÖt cña khu«n cao nªn kh¶ n¨ng ®iÒn ®Çy kÐm. MÆt kh¸c cã sù c¶n c¬ cña khu«n kim lo¹i lín nªn dÔ g©y ra nøt. Tãm l¹i: Tõ chøc n¨ng , ®iÒu kiÖn lµm viÖc vµ s¶n lîng cña chi tiÕt ta chän ph¬ng ph¸p chÕ t¹o ph«i ®óc trong khu«n kim lo¹i lµ phï hîp nhÊt.B¶n vÏ chi tiÕt lång ph«i: ®å ¸n c«ng nghÖ ctm ng« thanh b×nh- c¬ tin 2-k44 1.X¸c ®Þnh lîng d gia c«ng c¬: X¸c ®Þnh lîng d gia c«ng c¬ phô thuéc hîp kim ®óc , kÝch thíc lín nhÊt cña vËt ®óc, tÝnh chÊt s¶n xuÊt, møc ®é phøc t¹p cña chi tiÕt, ph¬ng ph¸p lµm khu«n(b»ng tay hay b»ng m¸y ) , vÞ trÝ bÒ mÆt trong khu«n vµ cÊp chÝnh x¸c cña vËt ®óc. Víi nh÷ng vËt ®óc trong khu«n kim lo¹i ta cã cÊp chÝnh x¸c 2.

Tra b¶ng (3-110)[7] ta ®îc lîng d gia c«ng c¬ lµ: MÆt trªn: 2,5 mm. Dung sai vËt ®óc lµ  1,0mm.X¸c ®Þnh ®é dèc rót mÉu: Tra b¶ng I-6 [5] ta ®îc: §é dèc rót mÉu mÆt ngoµi: 1 00 §é dèc rót mÉu mÆt trong: 2 00 Ghi chó: MÆt cã gia c«ng c¬ ®é xiªn ph¶i lÊy chïm lªn ®é d gia c«ng c¬. MÆt kh«ng gia c«ng c¬ ®é xiªn lÊy nh sau:  Thµnh dµy < 5mm ®é xiªn lµm t¨ng chiÒu dµy.  Thµnh dµy 5 10mm ®é xiªn t¨ng mét phÇn vµ gi¶m mét phÇn.

 Thµnh dµy >10mm ®é xiªn lµm gi¶m chiÒu dµy. ®å ¸n c«ng nghÖ ctm ng« thanh b×nh- c¬ tin 2-k44  Trªn c¸c g©n t¨ng cøng v÷ng gãc nghiªng thêng lÊy 5  8 .X¸c ®Þnh trÞ sè gãc ®óc: Nh÷ng chç giao nhau gi÷a c¸c thµnh vËt ®óc cã c¸c gãc lîn b»ng (1/5 1/3) tæng chiÒu dµy vËt ®óc.  B¸n kÝnh gi÷a phÇn trô ®Æc vµ g©n : 5mm.