MỞ ĐẦU: PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG - Để phân tích được chi tiết gia công cần phải có bản vẽ CTGC rõ ràng và chính xác (kèm theo bản vẽ lắp cụm máy hoặc bộ phận máy, thiết bị mà CTGC là một thành phần trong đó - trong SX thì phải có, trong BTL có thể không cần). - Phải có đầy đủ các tài liệu tham khảo cần thiết để quá trình thiết kế diễn ra thuận lợi, ngay cả những tài liệu tham khảo trên mạng hoặc các quy trình công nghệ tương tự của người khác thiết kế. - Chuẩn bị đầy đủ hồ sơ công nghệ về thiết bị, đồ gá có sẵn của phân xưởng, nhà máy, công ty. Khả năng thực hiện của các thiết bị, đồ gá đó.
Dựa vào bản vẽ được giao, SVHS phải nghiên cứu tỉ mỉ kết cấu, chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết, cụ thể là phải xác định được chi tiết làm việc ở bộ phận nào của máy, những bề mặt nào của chi tiết là những bề mặt làm việc chủ yếu, những kích thước, YCKT nào là quan trọng. Chi tiết gia công làm việc trong điều kiện, môi trường thuận lợi hay khắc nghiệt … Cá biệt, trong trường hợp không rõ chức năng làm việc của chi tiết thì phải phân tích theo kiến thức đã học ở học phần Nguyên lý – chi tiết máy, Máy cắt,. để sau đó có thể xếp CTGC vào các dạng chi tiết cơ bản mà ta đã học ở môn CNCTM. Dạng trục, hộp, bánh răng, càng, bạc từ đó có thể xác định những điều kiện kỹ thuật cơ bản của chi tiết và đường lối công nghệ.
Phân tích công dụng và điều kiện làm việc của CTGC Hình 1 Trục vít ụ động máy tiện HSSV phải trả lời các câu hỏi dưới đây khi viết phần này - CTGC có nhiệm vụ gì trong cụm máy, bộ phận máy, toàn máy? 10 - Điều kiện làm việc (môi trường, nhiệt độ, tốc độ chuyển động …) Nếu không biết rõ và được sự cho phép của GVHD thì HSSV không phải viết phần này. Thí dụ khi gia công chi tiết như hình 1 chúng ta có thể phân tích công dụng và điều kiện làm việc (để viết được phần này HSSV phải tìm hiểu) của trục vít ụ động máy tiện như sau: + Trục vít ăn khớp với đai ốc (lắp trong nòng ụ động) dùng để truyền chuyển động quay của trục vít thành chuyển động tịnh tiến của đai ốc (do đai ốc lắp cố định trên nòng ụ động, nòng ụ động được chống xoay nên sẽ có chuyển động tịnh tiến), tốc độ quay chậm do người thực hiện. + Ren trục vít làm việc trong môi trường khó bôi trơn nên thường được bôi trơn bằng mỡ. Phân tích vật liệu chế tạo CTGC.
Sau khi phân tích chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết, công việc tiếp theo là phải nêu lên quan điểm riêng về vật liệu và cảm thấy chưa hợp lý thì đề xuất với GVHD hoặc cán bộ Phòng kỹ thuật - thiết kế của nhà máy thay đổi bằng vật liệu khác hợp lý hơn. Từ vật liệu CTGC đã cho tra tài liệu [8, tr…], bảng … ta viết được: - Thành phần cấu tạo - Công dụng, tính công nghệ … - Một số tính chất cơ lý của vật liệu … - HSSV so sánh với 1.1 và cho nhận xét: hợp lý, chưa hợp lý? Có thể đề nghị với GVHD điều chỉnh lại vật liệu chế tạo CTGC Thí dụ với chi tiết đã cho như hình 1 chúng ta có thể phân tích vật liệu chế tạo CTGC như sau: + [8 - tập 1, tr118], bảng 2.3 cho ta thành phần cấu tạo của thép C45: 0,42 – 0,50 % các-bon, 0,17 – 0,37% silic, 0,5 – 0,8% mangan, 0,04% photpho, 0,04% lưu huỳnh, 11 0,25% crom, 0,25% niken, … + [8 - tập 1, tr119], bảng 2.5 chỉ ra công dụng của thép C45: dùng chế tạo chi tiết trục truyền, bánh răng, tay biên. Khi tôi cao tần có độ cứng bề mặt cao và độ bền trong lõi được nâng cao.4 cho ta một vài số liệu cơ bản về cơ tính và độ cứng của thép C45 như sau: Giới hạn Độ bền kéo Độ giãn dài Độ thắt Độ dai va Độ cứng chảy tương đối tương đối đập (thép cán nóng) ch 36 b 61 16 % 40 % ak 5 HB = 229 kG/mm2 kG/mm2 kGm/cm2 Như vậy, theo công dụng thì vật liệu chế tạo CTGC đã cho là hợp lý 1. Phân tích kết cấu, hình dạng CTGC Cần được phân tích cẩn thận theo quan điểm công nghệ để tìm ra những phần tử kết cấu cũng như những yêu cầu kỹ thuật chưa hợp lý với chức năng làm việc của đối tượng gia công.
Từ đó có thể đưa ra những đề nghị sửa đổi hoặc bổ sung kết cấu nhằm nâng cao tính công nghệ cho phép giảm khối lượng lao động, tăng hệ số sử dụng vật liệu và hạ giá thành sản phẩm. Vì vậy, bản vẽ chi tiết gia công phải có đủ các hình chiếu và mặt cắt cần thiết, kích thước với dung sai, độ nhám bề mặt gia công, sai số hình dạng, sai số vị trí tương quan, các yêu cầu kỹ thuật quan trọng. Phần nghiên cứu tính công nghệ trong kết cấu cần tiến hành theo các bước sau đây: Trên cơ sở nghiên cứu điều kiện làm việc của chi tiết ta phân tích khả năng đơn giản hóa kết cấu, chẳng hạn thay bằng kết cấu hàn, kết cấu lắp ghép, đồng thời cả khả năng thay đổi vật liệu sử dụng đảm bảo điều kiện làm việc. - Phân tích khả năng áp dụng phương pháp gia công tiên tiến.
- Xác định chuổi kích thước công nghệ và khả năng kiểm tra kích thước bằng phương pháp đo trực tiếp. 12 - Xác định những bề mặt chuẩn đảm bảo đủ độ cứng vững của chi tiết khi gia công. - Phân tích khả năng áp dụng phương pháp chế tạo phôi tiên tiến. - Phân tích những bề mặt của chi tiết dễ bị biến dạng khi nhiệt luyện và xem vật liệu đã chọn đúng yêu cầu chưa? Để giúp cho việc nghiên cứu tính công nghệ của chi tiết được dễ dàng SVHS hãy dựa vào những kết cấu đặc biệt của những chi tiết điển hình.
Với những lý luận như trên khi phân tích HSSV cần trả lời những câu hỏi - Kết cấu, hình dạng đơn giản hay phức tạp? khi phân tích bản vẽ CTGC, HSSV cần trả lời được về kết cấu, hình dạng hợp lý chưa? nếu thấy chưa hợp lý thì có thể đề nghị GVHD điều chỉnh lại phần kết cấu, hình dạng. - Với kết cấu hình dạng như trên bản vẽ, thì kết luận chi tiết thuộc dạng điển hình nào? HSSV cần xác định chính xác phần này vì nó đã định hình sơ bộ đường lối công nghệ gia công. - Có những kích thước, bề mặt đặc biệt nào cần quan tâm khi gia công? Hình 2 Càng gạt Thí dụ phân tích kết cấu, hình dạng CTGC ở hình 2 13 + CTGC có kết cấu tương đối đơn giản, hợp lý. + CTGC thuộc dạng càng.
+ Bề mặt đặc biệt cần quan tâm khi gia công là bề mặt lỗ 88+0,035 (lỗ không liên tục), bề mặt quan trọng kế tiếp là lỗ 36+0,025 với độ nhám cao nhất là Ra = 0,8 và hai yêu cầu kỹ thuật quan trọng: dung sai độ song song giữa tâm 2 lỗ 36+0,025 và 88+0,035 ≤ 0,016; dung sai độ vuông góc giữa mặt A và tâm 2 lỗ 36+0,025 và 88+0,035 ≤ 0,016 4. Phân tích độ chính xác gia công: Từ phân tích ở các phần 1, 2, 3 SVHS cần xác định, phân loại, liệt kê đúng mức độ quan trọng của các YCKT (cấp chính xác, trị số dung sai) cho trên chi tiết gia công. Khi viết phần này SVHS có thể tham khảo ở Phụ lục 2 (Trị số dung sai), Phụ lục 3 (Hệ thống lỗ, lắp ghép đối với các kích thước danh nghĩa từ 1 đến 500 mm. TCVN 2245-99) và Phụ lục 4 (Hệ thống trục, lắp ghép đối với các kích thước danh nghĩa từ 1 đến 500 mm.
Trong phần này yêu cầu SVHS phải làm quen với việc sử dụng cấp chính xác và trị số dung sai theo TCVN 2244-99 và 2245-99 trong thiết kế và tính toán. Các bảng trị số sai lệch cơ bản của trục và lỗ SVHS có thể tra trong sách “Sổ tay dung sai lắp ghép” của Ninh Đức Tốn, NXB Giáo dục 2005. Những bề mặt lắp ghép trên chi tiết gia công, SVHS phải đưa về những lắp ghép thường dùng hoặc ưu tiên cho trong phụ lục 2 và phụ lục 3. Đối với các kích thước không tham gia lắp ghép hoặc các kích thước không chỉ dẫn thì được chế tạo theo cấp chính xác phù hợp với chức năng làm việc của chúng, sai lệch cơ bản được qui định tương ứng với: H, JS đối với kích thước lỗ và h, js đối với kích thước trục.
Miền dung sai của chúng được phân bố về một phía đối với với vị trí kích thước danh nghĩa (đường không) giống như lỗ cơ bản H hoặc trục cơ bản h. Những kích thước không thuộc dạng lỗ, trục như khoảng cách từ bề mặt này đến bề mặt kia thì miền dung sai có thể phân bố đối xứng với đường tâm. SVHS có thể tham khảo cấp chính xác của các kích thước không tham gia lắp ghép hoặc các kích thước không chỉ dẫn như sau: 14 + Cấp chính xác kích thước từ bề mặt chưa gia công đến bề mặt chưa gia công lấy theo IT16 hoặc cấp chính xác phôi. + Cấp chính xác kích thước từ bề mặt đã gia công đến bề mặt chưa gia công lấy theo IT14.
+ Cấp chính xác kích thước giữa hai bề mặt đã gia công lấy theo IT12. - Độ chích xác về kích thước. Liệt kê ra tất cả những kích thước theo nguyên tắc từ cấp chính xác cao nhất đến không chỉ dẫn - Độ chính xác về hình dáng hình học. Liệt kê ra tất cả những yêu cầu quan trọng có ảnh hưởng đến chất lượng CTGC theo nguyên tắc từ giá trị dung sai nhỏ nhất đến giá trị dung sai lớn nhất - Độ chính xác về vị trí tương quan.
Liệt kê ra tất cả những yêu cầu quan trọng có ảnh hưởng đến chất lượng CTGC theo nguyên tắc từ giá trị dung sai nhỏ nhất đến lớn nhất Ghi chú: có thể lấy giá trị dung sai hình dánh hình học, dung sai vị trí tương quan bằng ½ dung sai kích thước - Chất lượng bề mặt (độ nhám và độ cứng) Liệt kê ra tất cả những bề mặt theo nguyên tắc từ cấp độ nhám cao nhất đến không gia công.