Bài giảng Công nghệ chế tạo máy 2 - Trương Quang Dũng

BÀI GIẢNG CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY 2
ThS. Trương Quang Dũng
ThS. Phạm Văn Trung
11/11/2016
UBND TỈNH QUẢNG NGÃI
TRƯỜNG ĐH PHẠM VĂN ĐỒNG
ThS. Trương Quang Dũng
ThS. Phạm Văn Trung
BÀI GIẢNG
CÔNG NGHỆ CHÉ TẠO MÁY 2
(Dùng cho bậc ĐH)
Quảng Ngãi, tháng 11/2016
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU
Chế tạo máy là một ngành quan trọng của nền kinh te quốc dân. Phạm vi sử dụng sản phẩm của ngành che tạo máy rất rộng rãi. Từ con tàu vũ trụ cho đen giày, dép, quần áo,... tất cả những sản phẩm này đều đuợc tạo ra từ những máy móc khác nhau.
Môn học Công nghệ chế tạo máy là môn học chính trong chuơng trình đào tạo kỹ su cơ khí, cung cấp cho nguời học những kiến thức cơ bản về năng suất, chất luợng sản phẩm, phuơng pháp thiết ke qui trình công nghệ, đặc trung của các phuơng pháp gia công.
Bài giảng Công nghệ chế tạo máy 2 đuợc biên soạn theo nội dung phân phối chuơng trình do Truờng Đại học Phạm Văn Đồng xây dựng. Nội dung đuợc xây dựng theo tinh thần ngắn gọn, dễ hiểu và trên cơ sở ke thừa những nội dung đuợc giảng dạy ở các truờng, kết hợp với những nội dung mới nhằm đáp ứng yêu cầu nâng cao chất luợng đào tạo phục vụ sự nghiệp công nghiêp hóa, hiện đại hóa.
Nội dung của bài giảng Công nghệ chế tạo máy 2 bao gồm 3 chuông với thời luợng 30 tiết, sẽ giới thiệu cho sinh viên các kiến thức tổng quát về tiêu chuẩn hóa qui trình công nghệ, giúp các sinh viên hiểu rõ đuợc qui trình công nghệ gia công các chi tiết điển hình và nắm vững các kiến thức về công nghệ lắp ráp.
Tuy nhóm tác giả có nhiều cố gắng khi biên soạn, nhung bài giảng chắc không tránh khỏi những sai sót. Nhóm tác giả mong nhận đuợc nhiều ý kiến đóng góp, xây dựng của bạn đọc và đồng nghiệp để nội dung bài giảng đuợc hoàn thiện hơn. Chúng tôi xin chân thành cảm ơn.
Mọi ý kiến đóng góp xin liên hệ qua email: phamvantrung@pdu.edu.vn
Quảng Ngãi, tháng 11/2016
Nhóm biên soạn
CHƯƠNG 7 : TIÊU CHUẲN HÓA QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ
Mục đích:
Trang bị cho sinh viên những khái niệm, kiến thức về công nghệ điển hình, công nghệ nhóm, công nghệ tổ hợp. Từ đó sinh viên biết cách vận dụng vào trong quá trình thiết kế qui trình công nghệ.
Khái niệm chung
Trong chuẩn bị sản xuất gồm có chuẩn bị kỹ thuật và chuẩn bị tổ chức. Trong đó chuẩn bị kỹ thuật gồm có chuẩn bị thiết ke và chuẩn bị công nghệ.
Chuẩn bị công nghệ cho sản xuất là cầu nối quan trọng giữa hai quá trình: thiết ke sản phẩm và che tạo sản phẩm, trong đó tiến hành những nội dung kỹ thuật tổng hợp nhằm đưa vào sử dụng trong sản xuất những qui trình công nghệ mới có hiệu quả nhất trên cơ sở những thành tựu khoa học kỹ thuật tiên tiến.
Những phương hướng cơ bản của khâu chuẩn bị công nghệ hiện nay:
Nghiên cứu và áp dụng các biện pháp nhằm rút ngắn thời gian và giảm khối lượng lao động trong quá trình chuẩn bị sản xuất và sản xuất, áp dụng nhanh chóng và có hiệu quả những tiến bộ khoa học kỹ thuật như tự động hóa thiết ke (CAD), tự động hóa sản xuất (CAM), ứng dụng nguyên lý CIM (Computer Intergrated Manufacturing), áp dụng dây chuyền sản xuất tối ưu, linh hoạt và tự động hóa trong sản xuất.
Thường xuyên nghiên cứu bổ sung, cải tiến để hoàn thiện quá trình công nghệ cũ. Thiết ke tối ưu quá trình công nghệ và trang thiết bị - dụng cụ công nghệ để che tạo đối tượng mới. Cần chú trọng nghiên cứu cải tiến kỹ thuật sản xuất và tổ chức sản xuất để đạt hiệu quả cao hơn trong sản xuất.
Biện pháp cơ bản nhằm rút ngắn thời gian, nâng cao hiệu quả khi chuẩn bị công nghệ:
Biện pháp cơ bản để giảm bớt tiêu tốn trong khâu chuẩn bị công nghệ che tạo sản phẩm cơ khí chính là thống nhất hóa, tiêu chuẩn hóa về kết cấu của chi tiết và sản phẩm cơ khí; để tạo cơ sở thống nhất hóa và tiêu chuẩn hóa về công nghệ che tạo.
Các phương án cụ thể trong chuẩn bị công nghệ cho sản xuất theo hướng tiêu chuẩn hóa công nghệ được áp dụng: công nghệ điển hình, công nghệ nhóm và công nghệ tổ hợp.
Qui trình công nghệ tiêu chuẩn tạo điều kiện:
Giải phóng cán bộ công nghệ khỏi những công việc tính toán vụn vặt, xây dựng những tài liệu công nghệ trùng lặp nhiều lần.
Giảm số lượng các trang bị công nghệ trùng lặp.
Đơn giản khâu tính toán định mức về lao động và vật liệu.
Giảm khối lượng thời gian bố trí sản xuất.
Tiền đề quan trọng nhất của tiêu chuẩn hóa quá trình công nghệ là thống nhất hóa, tiêu chuẩn hóa kết cấu của đối tượng sản xuất (chi tiết, bộ phận, máy), bởi vì đối tượng sản xuất có kết cấu giống nhau sẽ phải có công nghệ che tạo giống nhau. Đe có thể tiến tới thống nhất hóa, tiêu chuẩn hóa kết cấu của đối tượng sản xuất, từ đó thống nhất hóa, tiêu chuẩn hóa quá trình công nghệ, cần phải tiến hành khảo sát, phân loại đối tượng sản xuất theo đặc điểm kết cấu và đặc điểm công nghệ của chúng.
Phân loại đối tượng sản xuất
Mục đích
Phân loại đối tượng sản xuất là cơ sở để tiến hành tiêu chuẩn hóa quá trình công nghệ. Cho phép tập hợp một số lượng lớn các chi tiết, bộ phận kết cấu của các sản phẩm cơ khí đa dạng thành một số loại, kiểu, cỡ đồng nhất trong một giới hạn nhất định, tạo ra khả năng gia công và lắp ráp chúng theo một công nghệ hợp lý, tạo cơ sở cho việc tiêu chuẩn hóa toàn bộ các yếu tố cơ bản của quá trình sản xuất.
Cư sở để phân loại
Cơ sở để phân loại là các đặc điểm về kết cấu của chi tiết, các chi tiết trong cùng một loại có sự thống nhất về loại vật liệu, hình dáng hình học, kích thước, độ chính xác, độ nhám bề mặt và các yếu tố đặc trưng khác.
Các chi tiết trong cùng một loại có sự giống nhau về loại vật liệu, hình dáng hình học, độ chính xác, độ nhám bề mặt, kích thước phân bố trong phạm vi nhất định. Loại là mức phân cấp rộng nhất của hệ thống phân loại chi tiết gia công. Loại gồm các chi tiết giống nhau về hình dạng hình học và các đặc điểm công nghệ đặc trưng nhất, chủ yếu là giống nhau về chức năng làm việc và điều kiện kỹ thuật.
Mức phân cấp hẹp hơn loại là kiểu chi tiết. Kiểu nằm trong phạm vi một loại chi tiết nhất định. Dựa trên các đặc điểm công nghệ giống nhau tạo khả năng thống nhất các nguyên công về máy, trang bị, dụng cụ và che độ công nghệ. Kiểu là tập hợp các chi tiết thuộc cùng một loại nhưng có chung một trình tự và nội dung công nghệ. Phần lớn các nguyên công ứng với các chi tiết thuộc cùng một kiểu là giống nhau.
Ví dụ : trục, càng,
bạc, hộp, bánh răng
Ví dụ : bộ đôi chính
xác cấp nhiên liệu
trong động cơ Diesel
Ví dụ : piston bơm
cao áp
Ví dụ : piston D12
Ví dụ : mặt trụ ngoài
của piston D12
Hình 7.1 Tổng quan về phân loại chi tiết gia công theo đặc điểm
kết cấu và đặc điểm công nghệ
Hệ thống phân loại
Khi xây dựng hệ thống phân loại cần đảm bảo nhận dạng đối tượng nhanh từ đó có quan điểm phân loại như sau:
Phân loại theo đặc điểm kết cấu.
Phân loại theo đặc điểm công nghệ.
Phân loại theo đặc điểm kết cấu và đặc điểm công nghệ.
Cần nhấn mạnh rằng, theo quan điểm công nghệ thì những đặc điểm về kết cấu và những đặc điểm về công nghệ của đối tượng sản xuất có quan hệ thống nhất với nhau. Độ phức tạp về kết cấu gắng liền với độ phức tạp về công nghệ của từng đối tượng sản xuất. Như vậy, khi thiết ke kết cấu các đối tượng sản xuất, phải chú ý đen các khả năng hiện thực về công nghệ để đảm bảo quá trình che tạo kết cấu mang tính thực te, tiên tiến và kinh te, nghĩa là phải đảm bảo tính công nhệ trong kết cấu cơ khí.
Công nghệ điển hình
Mục đích
Mục đích của điển hình hóa quá trình công nghệ là xây dựng một quy trình công nghệ chung cho những đối tượng sản xuất (chi tiết, bộ phận, sản phẩm) có kết cấu giống nhau.
Cư sở của công nghệ điển hình
Dựa vào việc phân loại chi tiết, bộ phận máy.... về mặt kết cấu và công nghệ xác định hoặc lập nên các đối tượng đại diện (điển hình) có đầy đủ các đặc trưng tiêu biểu của từng kiểu. Nhờ vậy mà quá trình gia công các chi tiết hoặc lắp ráp các bộ phận thuộc cùng một kiểu nhất định. được tiến hành theo những qui trình công nghệ điển hình đã được xác định từ trước. Những qui trình này đã được thiết ke, kiểm nghiệm đảm bảo các chỉ tiêu kinh te kỹ thuật theo những điều kiện và trình độ sản xuất nhất định.
Tác dụng của công nghệ điển hình
Thống nhất hóa, tiêu chuẩn hóa các nguyên công thông dụng.
Hạn che sự đa dạng của đối tượng về kết cấu và công nghệ trong cùng một kiểu, giảm bớt khối lượng lao động khi chuẩn bị sản xuất, giảm bớt các tài liệu trùng lặp về nội dung.
Thực hiện chuyên môn hóa sản xuất của các giai đoạn sản xuất trong phân xưởng hoặc các giai đoạn sản xuất trong toàn bộ nhà máy trên cơ sở áp dụng các biện pháp tiên tiến về kĩ thuật và tổ chức sản xuất như đường dây tự động.
Nội dung cần thực hiện
Phân loại các chi tiết, bộ phận thành các kiểu. Trong một kiểu thì các đối tượng phải giống nhau hầu như hoàn toàn về kết cấu.
Phân tích, lựa chọn trong tưng kiểu một mốt tượng đại diện (điển hình).
Lập qui trình công nghệ điển hình cho từng kiểu đối tượng ứng với đối tượng điển hình đã chọn.
Xác định trang thiết bị, dụng cụ, che độ công nghệ cho từng kiểu, ứng với tiến trình công nghệ điển hình.
Nhờ phân loại như vậy mà các đối tượng sản xuất được xếp thành kiểu có dạng kết cấu giống nhau trong từng kích cỡ, kích thước nhất định, cho phép có thể gia công hoặc lắp ráp theo những tiến trình công nghệ giống nhau.
Yêu cầu của quy trình công nghệ điển hình
Qui trình công nghệ (QTCN) điển hình phải là QTCN tiên tiến trong những điều kiện sản xuất nhất định và phải tạo điều kiện cải tiến sau này. Do đó QTCN phải được xây dựng trên cơ sở thống nhất hóa các tiêu chuẩn về trang thiết bị, dụng cụ, che độ công nghệ, các định mức kinh te - kĩ thuật nhằm đảm bảo cho quá trình sản xuất đồng bộ và dần hoàn thiện trình độ sản xuất, đạt hiệu quả kinh te - kĩ thuật tổng hợp ngày càng cao hơn.
Mức độ áp dụng
Công nghệ điển hình có thể áp dụng theo hai mức độ khác nhau:
Điển hình hóa toàn bộ quá trình công nghệ cho một kiểu.
Điển hình hóa từng nguyên công riêng biệt cho các đối tượng trong cùng kiểu.
Hai mức độ này có sự liên hệ chặt chẽ với nhau, bổ sung cho nhau nhằm nâng cao tính loạt sản xuất, đồng thời ổn định tính loạt sản xuất, tạo điều kiện áp dụng dây chuyền sản xuất linh hoạt cho nhiều đối tượng cùng kiểu.
Ở mức độ điển hình hóa toàn bộ quá trình công nghệ cho một kiểu, chi tiết gia thể sử dụng chung một loại thiết bị công nghệ. Thông thường thì đối tượng sản xuất ở đây thuộc cùng một kiểu chi tiết, ví dụ như hình 7.2.
công được phân loại trên cơ sở sự giống nhau hầu như hoàn toàn về kết cấu; nghĩa là vật liệu che tạo, vị trí và kích thước tất cả các bề mặt quan trọng của chi tiết gia công phải giống nhau ở mức độ cao, để có thể gia công với cùng một tiến trình công nghệ ở từng nguyên công, có
Chi tiết 1
Chi tiết 2
Chi tiết 3
Hình 7.2 Chi tiêt gia công trong công nghệ điên hình
Ví dụ: Bảng tóm tắt QTCN điển hình gia công bánh răng côn răng thẳng
Thứ tự
Nguyên công
.031Ạ
065
0125
Hình 7.3. Bánh răng côn răng thẳng
Bản vẽ bán
thành phẩm
Nội dung
nguyên công
Gia công lỗ
Chuốt răng
then
Tiện thô mặt
ngoài
Máy
Máy khoan
đứng
Máy chuốt
Máy tiện
Dụng cụ
Dao khoét, dao
doa
Dao chuốt
Dao tiêu chuẩn
Kiểm tra
Tiện tinh mặt
ngoài và mặt
đầu
Máy tiện
Dao tiêu chuẩn
Cắt răng
Máy cắt răng
côn thẳng
Dao cắt tiêu
chuẩn
Cà răng, mài
răng
Máy chuyên
dùng
Dao tiêu chuẩn
Máy khoan bàn
Mũi khoan
ruột gà
Khoan lỗ ngay
trên phần trụ
Công nghệ nhóm
Cơ sở của công nghệ nhóm
Cơ sở của công nghệ nhóm là phân loại đối tượng sản xuất theo sự giống nhau từng phần về kết cấu, ví dụ đối với chi tiết gia công mức độ giống nhau về một hoặc tập hợp một vài bề mặt gia công (hình 7.4).
Tác dụng của công nghệ nhóm
Cho phép gia công các chi tiết trong cùng một nhóm với cùng trang thiết bị, dụng cụ và trình tự công nghệ, nghĩa là với cùng nguyên công.
Hình 7.4. Các chi tiết gia công
trong công nghệ nhóm (các chi
tiết giống nhau từng phần về kết
cấu; giống nhau về vật liệu, vị
trí và kích thước các lỗ
Đối với từng chi tiết cụ thể cho phép sự khác biệt rất ít so với các đặc trưng công nghệ chung của nhóm chi tiết. Như vậy, qua sự phân nhóm, số lượng chi tiết gia công tính cho một đơn vị trang bị công nghệ cho một nguyên công sẽ tăng lên tương ứng với qui mô sản xuất lớn (hàng loạt, hàng khối). Mặc dù thực te đối với từng chi tiết gia công cụ thể thì số lượng của nó chỉ tương ứng với qui mô loạt vừa, hàng loạt nhỏ hoặc đơn chiếc. Số lượng chi tiết gia công đủ nhiều đối với các nguyên công sẽ cho phép áp dụng các phương pháp gia công tiên tiến, thiết bị và trang bị công nghệ tiên tiến có năng suất cao như máy revonver, máy tự động.
Cần lưu ý rằng, công nghệ nhóm chỉ nên áp dụng giới hạn ở một vài nguyên công chính vì:
Quá trình ghép nhóm chi tiết gia công sẽ rất phức tạp nếu từng chi tiết gia công cụ thể trong quá trình công nghệ của nó phải ghép nhóm nhiều lần.
Trong điều kiện sản xuất đơn chiếc, loạt nhỏ, loạt vừa với số lượng từng loại chi tiết không nhiều mà chủng loại chi tiết đa dạng, phức tạp thì việc phân nhóm như vậy không thể thực hiện được vì rất tốn kém.
Điều hành và quản lý quá trình gia công khó khăn và tốn kém.
Đặc điểm của công nghệ nhóm
Công nghệ nhóm thường ứng với một vài nguyên công chung của các đối tượng gia công có kết cấu khác nhau; còn công nghệ điển hình lại ứng với toàn bộ quá trình công nghệ, mà các nguyên công mang tính chất chung cho các đối tượng gia công có kết cấu giống nhau thuộc cùng một kiểu.
Công nghệ nhóm thường được thực hiện ở từng nguyên công, cụ thể là trên từng máy, ví dụ: gia công nhóm trên máy tiện, máy khoan, máy phay, máy mài phăng.v.v... Việc phân chia chi tiết gia công thành từng nhóm gia công trên từng loại máy cụ thể như vậy sẽ gọn hơn.
Trong một nhóm, các chi tiết có quá trình gia công rất ngắn đối với các bề mặt cơ bản. Nói chung ở công nghệ nhóm thì các nhóm chi tiết chỉ có chu kỳ gia công trên một hoặc hai máy cùng kiểu. Neu các chi tiết có chu kì gia công trên nhiều máy thì nên xếp vào công nghệ điển hình.
Phạm vi công nghệ nhóm tuy hẹp hơn công nghệ điển hình nhưng nó rất cụ thể, cho phép ứng dụng nhanh và đưa lại hiệu quả kinh te tốt nhất ở điều kiện sản xuất loại nhỏ- đơn chiếc, chủ yếu là vì ở công nghệ nhóm số lượng chi tiết thuộc nhóm có thể nhiều, mặc dù kết cấu chung của các loại chi tiết có khác nhau.
Muốn đạt hiệu quả tốt khi áp dụng công nghệ nhóm cần phải chú ý đen các vấn đề sau:
Loại trừ sự đa dạng của QTCN, cần hướng tới QTCN chung cho các đối tượng trong một nhóm, nghĩa là có thể phải nghiên cứu sửa đổi lại kết cấu đối tượng để chúng có thể chung một quá trình công nghệ. Tổng quát hơn đối với vấn đề này là phải nâng cao tính công nghệ trong kết cấu, thống nhất hóa, tiêu chuẩn hóa kết cấu của chi tiết, bộ phận, sản phẩm cơ khí nói chung.
Sử dụng các đồ gá tiên tiến, có khả năng điều chỉnh nhanh ứng với từng đối tượng trong nhóm.
Phải tạo điều kiện để tự động hóa quá trình gia công. hướng tới việc xây dựng và sử dụng các dây chuyền gia công linh hoạt và tự động.
Các bước thực hiện
Phân nhóm chi tiết gia công
Đây là công việc quan trọng đầu tiên. Neu phân nhóm chi tiết tốt là tập hợp được nhiều đặc trưng công nghệ chung cho mỗi nhóm, và về cơ bản đã xác định đúng giải pháp công nghệ, tạo điều kiện thuận tiện cho hai bước sau.
Việc phân nhóm chi tiết gia công không chỉ dựa vào đặc điểm kết cấu và đặc điểm công nghệ của chúng, mà c ... iện kỹ thuật cho các mối lắp, bộ phận hay cụm lắp.
Chọn dụng cụ, đồ gá, trang bị cho các nguyên công lắp ráp hay kiểm tra.
Xác định chỉ tiêu kỹ thuật, thời gian cho từng nguyên công. Tính toán và so sánh các phương án lắp về mặt kinh te.
Xác định thiết bị và hình thức vận chuyển qua các nguyên công.
Xây dựng những tài liệu cần thiết: bản vẽ, sơ đồ lắp, thống kê dụng cụ, hướng dẫn cách lắp, kiểm tra...
Lập sư đồ lắp ráp
Một sản phẩm có nhiều bộ phận, mỗi bộ phận có nhiều cụm, mỗi cụm có thể có nhiều nhóm, mỗi nhóm gồm nhiều chi tiết hợp thành. Ta có thể gọi các phần chia nhỏ đó là một đơn vị lắp (có thể là bộ phận, cụm hay nhóm). Trong các chi tiết của một đơn vị lắp, ta chọn một chi tiết mà trong quá trình lắp các chi tiết khác sẽ lắp lên nó. Chi tiết này gọi là chi tiết cơ sở.
Từ đây, ta tiến hành xây dựng sơ đồ lắp. Trong số các chi tiết của một đơn vị lắp, ta tìm chi tiết cơ sở, rồi lắp các chi tiết khác lên chi tiết cơ sở theo một thứ tự xác định. Nói chung, các chi tiết lắp với nhau thành nhóm, các nhóm lắp với nhau thành cụm, các cụm lắp với nhau thành bộ phận, các bộ phận lắp với nhau thành sản phẩm.
Nhưng cũng có thể có những chi tiết lắp trực tiếp lên cụm, lên bộ phận hoặc sản phẩm, có những nhóm lắp trực tiếp lên bộ phận hoặc sản phẩm, có những cụm lắp trực tiếp lên sản phẩm...
Ví dụ:
Khi lập sơ đồ lắp cần chú ý các vấn đề sau:
Mỗi đơn vị lắp không nên chênh lệch quá lớn về trọng lượng, khuôn khổ, kích thước, số lượng chi tiết. Làm được như vậy, định mức lao động của các đơn vị lắp sẽ gần bằng nhau, tạo điều kiện tăng năng suất và tính đồng bộ khi lắp ráp dây chuyền.
Chọn đơn vị lắp sao cho khi lắp ráp thuận tiện nhất. Số chi tiết lắp trực tiếp lên chi tiết cơ sở càng ít càng tốt. Thiết ke quy trình lắp ráp hợp lý sẽ tránh được việc tháo ra, lắp vào nhiều lần trong quá trình lắp.
Bộ phận nào cần kiểm tra khi lắp ráp nên tách thành đơn vị lắp riêng để kiểm tra dễ dàng và thuận tiện.
Công nghệ lắp ráp một số mối lắp điển hình
Lắp các mối lắp cố định tháo được
a) Lắp gu-giông (vít cấy)
Yêu cầu: lắp vít cấy phải thẳng, không bị cong, nghiêng và đảo trong khi vặn.
Tháo và lắp gugiông trong sản xuất đơn chiếc có thể dùng hai mũ ốc “công” hãm và dùng các chìa vặn tiêu chuẩn hoặc vạn năng. Trong sản xuất lớn nhằm đảm bảo tháo lắp nhanh chóng có lực chính xác, người ta sử dụng các chìa vặn chuyên dùng có cơ cấu kẹp kiểu con lăn hoặc bánh lệch tâm để truyền lực.
b) Lắp bulông và đai ốc
Yêu cầu: phải đảm bảo mặt phang đai ốc hay bulông áp sát vào bề mặt chi tiết, phải khít, không đuợc kênh, hở.
Khi vặn nhiều bulông trên một mắt phẳng lắp, ta phải vặn dần theo một thứ tự nhất định với lực vặn đều nhau để tránh biến dạng không đều chi tiết lắp, đảm bảo tiếp xúc đều trên mắt lắp ghép.
Luu ý: trong quá trình sử dụng, do rung động đai ốc, bulông thuờng bị tháo lỏng. Đe phòng tháo lỏng chúng ta thuờng sử dụng các biện pháp sau: dùng đệm vênh; chốt chẻ; dùng đai ốc hãm; vít chí.
Hình 9.11 Lắp ghép bằng bulông
a) Những dạng lắp ghép không đạt yêu cầu
b) Thứ tự siết đai ốc
Hình 9.12 Các dạng phòng tháo lỏng mũ ốc
Lắp các mối lắp cố định không tháo được
a) Lắp chặt bằng phương pháp nung nóng vật bao
Khi nung nóng vật bao, do giãn nở về nhiệt, kích thước của chúng tăng lên. Quá trình lắp không cần lực ép, các nhấp nhô không bị san phẳng, bảo đảm mối lắp chặt,đủ lực căng cần thiết. Phương pháp này thường ứng dụng cho các mối lắp có đường kính lớn, chiều dài lắp nhỏ.
Nung nóng vật bao có thể thực hiện trong lò điện, lò tần số hoặc luộc trong dầu v.v... Trong điều kiện thủ công có thể nung bằng lò than.
Phương pháp nung nóng vật bao có một số nhược điểm sau:
Những chi tiết có hình dạng phức tạp khi nung nóng có thể bị biến dạng nhiệt gây cong, vênh, nứt, rạn v.v.
Ngoài phương pháp luộc trong dầu, các phương pháp khác làm cho bề mặt bị oxy hóa dẫn đen giảm chất lượng bề mặt gia công.
Lắp chặt bằng phương pháp làm lạnh vật bao
Phương pháp làm lạnh vật bị bao khắc phục được những nhược điểm của quá trình nung nóng vật bao. Nhưng phương pháp này phải sử dụng những thiết bị phức tạp, đắt tiền nên tăng chi phí của quá trính lắp.
Đe làm lạnh chi tiết, ta sử dụng các phương pháp sau:
Dùng băng CO2 khô có thể làm lạnh tới nhiệt độ (-700C) -(-800C).
Với thiệt bị đặc làm lạnh bằng không khí lỏng hay nitơ lỏng có thể hạ nhiệt tới (-200°C) - (-220°C).
Lưu ý : Cần tránh sự biến dạng của chi tiết do làm lạnh tức thời.
Lắp chặt bằng ép nguội
Yêu cầu: định hướng chi tiết tốt và xác định lực cần tiết cho mối ghép.
+ Vấn đề dẫn hướng phải đảm bảo tâm của chi tiết bị bao và chi tiết bao trùng nhau, người ta còn thực hiện vát đầu trục và mép lỗ để tạo sự định hướng bao đầu cho các chi tiết lắp ghép.
Hình 9.13 Vát mép tạo dẫn hướng khi lắp bằng ép nguội
+ Cần xác định lực ép hợp lý nhằm đảm bảo quá trình lắp, đồng thời có cơ sở để chọn trang thiết bị hợp lý. Lực ép cần thiết được xác định theo công thức sau:
(9-10)
P = fn.P.n.d.L	(N)
Trong đó: fn - hệ số ma sát giữa hai bề mặt lắp.
Thường fn = 0,06 - 0,22 với thép
fn = 0,06 - 0,16 với gang.
P - áp lực riêng trên bề mặt tiếp xúc,
d - đường kính lắp ghép,
L - chiều dài lắp ghép.
Lắp chặt bằng đinh tán
Ket cấu đinh tán thường dùng cho các mối lắp ghép chịu tải trọng lớn, rung động mạnh như các kết cấu khung giàn trong ngành xây dựng, giàn cầu trong công nghiệp đóng tàu, máy bay v.v... Tùy theo vật liệu và đường kính của đinh tán có thể thực hiện bằng cách tán nguội hay tán nóng.
Lắp các mối lắp di động
a) Lắp ráp ổ trượt liền
Mối ghép 0 trượt liền có những yêu cầu sau:
Đường kính ngoài của 0 lắp chặt với vỏ hộp.
Đường kính trong lắp lỏng với cổ trục.
Khi lắp bạc lên hộp có thể nung nóng vật bao, làm lạnh vật bị bao hay lắp ép. Mối lắp 0 lên thân hộp thường yêu cầu độ dôi lắp ghép không lớn, thông thường sử dụng phưong pháp ép nguội. Khi ép bạc phải định hướng tốt để tránh biến dạng.
b)	C)
Hình 9.14 Các kiểu định hướng khi lắp ghép ổ trượt liền
1- Thân đồ gá; 2- Chốt định vị; 3- Bạc cần lắp
4- Giá đỡ bạc; 5- Lò xo; 6- Chi tiết được lắp bạc vào
b) Lắp ổ trượt bộ đôi
Lắp ráp các loại 0 trượt bộ đôi cần quan tâm tới độ cứng vững của 0. Điều đó được thể hiện qua tỉ số K.
K = S/D	(9-11)
Trong đó: S - độ dày thành bạc
D - đường kính ngoài của bạc
Với K = 0,065 - 0,095 gọi là bạc dày
K = 0,025 - 0,045 gọi là bạc mỏng.
Khi lắp bạc cần tạo ra ứng suất cần thiết ở mặt ngoài tiếp xúc với thân hộp bảo đảm tiếp xúc đều và không dịch chuyển trong quá trình làm việc. Đồng thời tạo khả năng truyền nhiệt tốt, giảm biến dạng, tăng tuổi thọ của bạc.
Hình 9.15 Sơ đồ kiểm tra \h
Đe đạt được những yếu tố trên, khi áp hai nửa bạc lên lỗ lắp ghép cần có độ dôi theo chiều cao của nửa bạc là Ah và được xác định theo biểu thức sau:
db - de	(	)
Ah =	=	(9-12)
4	4
Trong đó :	db - đường kính ngoài của bạc,
de - đường kính lỗ của hộp, i - độ dôi cần thiết của mối lắp
Lắp ổ lăn
Đe lắp 0 lăn thường sử dụng hai cách lắp:
- Vòng trong lắp chặt với trục còn vòng ngoài lắp lỏng với thân hộp.
- Vòng trong lắp lỏng với trục còn vòng ngoài lắp chặt với vỏ nhằm đảm bảo trong quá trình làm việc 0 không bị kẹt do giãn nở vì nhiệt trong quá trình làm việc, vòng trong lắp chặt với trục. Đe thực hiện quá trình lắp ráp, ta thực hiện nung nóng vòng bi (luộc trong dầu ở nhiệt độ 65-1000C). Tiếp theo ép ổ bi vào trục và cần phải thực hiện dẫn hướng
tốt và lực ép đều.
Hình 9.16 Một số dụng cụ lắp ổ bi
Đối với ổ bi côn khi lắp cần tách thành hai thành phần: vòng trong cùng với các con lăn và vòng cách lắp vào trục. Vòng ngoài lắp vào lỗ trên thân hộp. Ta điều chỉnh khe hở hướng kính của 0 nhằm bảo đảm ke hở làm việc bằng cách dịch chuyển hướng trục một trong hai vòng của 0 một lượng là C.
Khe hở hướng kính e được xác định bằng biểu thức sau:
e = 2C.tgP
À = 2C.sin0
Trong đó:	C - lượng dịch chuyển dọc trục
p - khe hở theo đường áp lực.
Lắp ổ bi kim
Hình 9.17 Lắp ổ kim
a) Lắp bi vào ổ; b) Lắp trục vào ổ
Việc lắp Ổ bi kim khác với lắp ổ bi thường là phải chế tạo trục phụ (hay bạc phụ) có đường kính lắp ghép nhỏ hơn trục khoảng (0,1 -0,2)mm.
Các viên bi được xếp vào trạng thái làm việc với vòng ngoài và trục phụ, đỡ hai đầu bằng các vòng chặn. Sau đó đưa trục cần lắp vào để đẩy nhẹ trục phụ ra khỏi 0 bi.
Sau khi lắp 0 vào vị trí xác định, cần tiến hành kiểm tra các yêu cầu sau:
ô quay êm, nhẹ nhàng, không có tiếng ồn.
Kiểm tra khe hở hướng kính và hướng trục.
Hình 9.18 Sơ đồ kiểm tra khe hở và độ đảo mặt đầu của ổ lăn
Lắp ráp bộ truyền bánh răng
Lắp ráp bộ truyền bánh răng thẳng
Do yêu cầu làm việc mà mối lắp bánh răng trên trục có thể là lắp lỏng hay lắp chặt. Thực hiện mối lắp chặt bằng các cách như: nung nóng vật bao, làm lạnh vật bị bao hay ép nguội.
Sau khi lắp ráp bánh răng cần phải kiểm tra chất lượng của cụm lắp theo các thông số sau:
Kiểm tra độ đảo hướng kính và hướng trục.
Kiểm tra khe hở bánh răng và thành hộp sao cho đảm bảo an toàn trong quá trình làm việc.
Kiểm tra khe hở mặt răng.
Kiểm tra điều kiện ăn khớp nhẹ và êm.
Kiểm tra vị trí ăn khớp của mặt răng.
Lắp bộ truyền bánh răng côn
Bánh răng côn lắp lên trục thường sử dụng mối lắp chặt. truyền momen xoắn có thể thông qua then hay hờ áp lực độ dôi lắp tạo nên. Một số bánh răng côn có kích thước bé thường che tạo liền trục. Quá trình lắp ráp được thực hiện như bộ truyền bánh răng trụ đã trình bày ở trên.
Ngoài ra khi lắp bộ truyền bánh răng côn, phải chú ý điều chỉnh sự ăn khớp của chúng sao cho bảo đảm khe hở làm việc giống như các bộ truyền bánh răng trụ.
Lắp bộ truyền trục vít - bánh vít
Lắp bộ truyền bánh vít, trục vít cần phải đảm bảo các điều kiện ăn khớp giống như các bộ truyền bánh răng như đảm bảo vết ăn khớp đúng, truyền động ren và khe hở làm việc đúng.
Kiểm tra khe hở ăn khớp của bộ truyền bánh vít, trục vít bằng cách giữ bánh vít cố định và quay trục vít. Căn cứ vào góc quay ọ của trục vít sẽ tính toán được khe hở của mặt cắt răng theo công thức sau:
_	0,115Cn
q.m.sinẢ.sinadn
Trong đó:	Cn - khe hở làm việc (pm),
q = D/m
D - đường kính vòng ăn khớp của trục vít,
m - môđun,
X - góc nâng trục vít tgX = Z/q ,
Z - số răng bánh vít,
adn - góc ăn khớp của thanh răng khía răng thẳng ăn khớp với trục vít thân khai ở tiết diện thẳng góc với đường xoắn vít.
Kiểm tra chất lượng lắp ráp
Kiểm tra chất lượng mối lắp
a) Kiểm tra trực tiếp không dùng dụng cụ cư khí: nhìn, nghe... Nó có năng suất cao nhưng tồn tại một số nhược điểm sau:
Độ chính xác thấp và chất lượng kiểm tra không đều.
Chất lượng mối lắp phụ thuộc rất nhiều vào trình độ và kinh nghiệm của công nhân lắp ráp.
Ket quả mang tính định tính, không cho ta giá trị định lượng.
Vậy nên phương pháp này chỉ áp dụng cho dạng sản xuất nhỏ, cho các sản phẩm yêu cầu chất lượng thấp.
Kiểm tra cơ khí
Đây là phương pháp kiểm tra có sử dụng các dụng cụ cơ khí, đo lường hay đồ gá để đánh giá chất lượng mối lắp. Những phương tiện kiểm tra thường dùng là các dụng cụ vạn năng, thước panme, đồng hồ so, căn mẫu, trục kiểm, thước, dưỡng mẫu v.v...
Phương pháp này thường dùng cho sản xuất hàng loạt.
Kiểm tra tự động
Việc kiểm tra chất lượng lắp ráp được tự động hóa nhờ các thiết bị chuyên dùng. Phương pháp này đạt độ chính xác và năng suất cao và thường sử dụng trong lắp ráp dây chuyền.
Cân bằng máy
Nguyên lý cân bằng máy đã được trình bày kĩ trong giáo trình cơ học máy.
Trong tập bài giảng này chỉ trình bày khái quát về hai phương pháp cân bằng sau đây: a) Cân bằng tĩnh
Phương pháp này áp dụng cho các chi tiết quay có tỉ lệ l/D
l - chiều dài và D- đường kính vật quay.
Hình 9.19 Sơ đồ cân bằng tĩnh
1- Chi tiết; 2- Trục gá; 3- Giá đỡ
Trong điều kiện sản xuất nhỏ có thể cân bằng tĩnh với một thiết bị đơn giản gồm hai giá đỡ song song với nhau trong mặt phẳng ngang. Gá chi tiết lên trục gá và đặt lên hai luỡi đỡ của giá rồi lăn nhẹ chi tiết để xác định trọng tâm của vật.
Neu vật không cân bằng thì trọng tâm luôn nằm ở vị trí thấp nhất. Từ đấy, ta sẽ bớt khối luợng ở phần duới hay thêm khối luợng ở phần đối diện qua tâm quay cho đen khi vật đạt cân bằng.
b) Cân bằng động
Phuơng pháp cân bằng động có khả năng khắc phục đuợc cả hai dạng mất cân bằng do lực li tâm và ngẫu lực, bởi vậy nó thay the cho cả phuơng pháp cân bằng tĩnh.
Hiện nay, nguời ta đã che tạo ra nhiều loại máy khác nhau để thực hiện cân bằng động chi tiết quay. Một trong những nguyên lý đó đuợc trình bày trong hình sau:
Hình 9.20 Sơ đồ nguyên lí cân bằng động
1- Đối trọng; 2- Giá đỡ đàn hồi; 3- Chi tiết cân bằng
4- Khớp nối trục; 5- Bộ truyền vô cấp
Chi tiết cân bằng 3 đuợc đặt trên hai giá đỡ đàn hồi 2. Đối trọng 1 có thể dịch chuyển huớng trục và huớng kính. Nhờ bộ truyền động vô cấp 5 kéo chi tiết quay, có thể đạt tới số vòng quay cộng huởng. Căn cứ vào vị trí của đối trọng khi quay với số vòng quay cộng huởng n để thêm hay bớt đi một phần trọng luợng của chi tiết cần cân bằng.
Kiểm tra chất lượng sản phẩm
Thông thường có 3 nhóm thông số cần kiểm tra: kiểm tra các thông số hình học, kiểm tra các thông số động học, kiểm tra các thông số động lực học.
a) Kiểm tra các thông số hình học: là việc kiểm tra chính xác về vị trí tương quan giữa các chi tiết và bộ phận máy.
Ví dụ: đối với máy tiện, cần phải kiểm tra độ chính xác hình học như độ song song của băng máy, độ song song của trục chính với băng máy theo hai phương, độ trùng tâm của ụ sau với trục chính v.v...
Kiểm tra động học: kiểm tra độ chính xác của từng bộ phận hay của toàn máy trong điều kiện không tải, đồng thời thực hiện chạy rà các bề mặt.
Kiểm tra động lực học: là sự kiểm tra làm việc có tải của thiết bị trong điều kiện làm việc của chúng đối với công suất toàn phần trong khoảng thời gian mà điều kiện kĩ thuật đã qui định.
Neu sản phẩm là các loại động cơ như: động cơ điện, máy phát điện, động cơ nhiệt, máy hơi tuabin v.v. thì cũng phải thử nghiệm với các dạng năng lượng và công suất tương ứng.
Trong quá trình thử nghiệm, ta phải đo các thông số về: lực, công suất, lượng tiêu hao nhiên liệu, nhiệt độ phát sinh và biến dạng ở những bộ phận quan trọng. Quan sát quá trình làm việc của các chi tiết máy, đánh giá về rung động và tiếng ồn.
CẲU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 9
Trình bày vai trò và nhiệm vụ của công nghệ lắp ráp?
Trình bày các phương pháp lắp ráp?
Trình bày các hình thức lắp ráp ?
Trình bày trình tự thiết ke qui trình công nghệ lắp ráp ?
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Bộ môn Công nghệ chế tạo máy, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội. Công nghệ chế tạo máy, tập I,II. Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội 1998.
Nguyễn Trọng Bình, Nguyễn Thế Đạt, Trần Văn Địch, Nguyễn Viết Tiếp, Trần Xuân Việt. Công nghệ chế tạo máy. Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội 2008.
PGS.TS. Phạm Đăng Phước. Công nghệ chế tạo máy. Nhà xuất bản Đà Nang.
Lưu Đức Bình. Bài giảng Công nghệ chế tạo máy. Đại học Bách Khoa Đà Nằng.
Đặng Vũ Giao, Lê Văn Tiến, Nguyễn Đắc Lộc..... Công nghệ chế tạo máy, tập 1,2. Nhà xuất bản ĐH và TCCN.
GS.TS. Trần Văn Địch. Đồ gá. NXB KH & KT, 2009.
Rajender Singh. Introduction to basic manufacturing processes and workshop technology. New age international publishers, 2006.
H.N. Gupta, R.C. Gupta, Arun Mittal. Manufacturing processes. New age international publishers, 2009.