Giáo trình Công nghệ chế tạo máy I - Chương 8: Quy trình công nghệ chế tạo các chi tiết điển hình - Lưu Đức Bình
Trong ngành Chế tạo máy, chi tiết gia công có hình dạng hình học rất phong
phú và với mỗi chi tiết thì sẽ một có quy trình công nghệ chế tạo. Tuy nhiên, chúng ta
có thể tập hợp một số rất lớn các chi tiết và nhóm máy thành một số loại có hạn, bảo
đảm có khả năng chuyển từ quá trình công nghệ đơn chiếc thành quá trình công nghệ
hàng loạt mang dấu hiệu điển hình đặc tr−ng cho từng loại. Những chi tiết đ−ợc xếp
cùng một loại hay nhóm khi chúng có chức năng và quy trình công nghệ t−ơng tự
nhau.
Trong điều kiện sản xuất hàng loạt, quy trình công nghệ điển hình có tác dụng
làm giảm bớt công việc chuẩn bị sản xuất, không cần lập một hoặc một vài ph−ơng án
công nghệ cho riêng từng chi tiết, không cần thiết kế và chế tạo trang bị công nghệ
riêng cho từng chi tiết.
Hiện nay, các chi tiết cơ khí đ−ợc phân loại thành các chi tiết dạng hộp, dạng
càng, dạng bạc, dạng trục, dạng đĩa. Ch−ơng này sẽ trình bày quy trình công
nghệ gia công cho từng dạng chi tiết điển hình này.
Khi làm công tác chuẩn bị sản xuất một chi tiết nào đó, tr−ớc hết cần xem xét
nó thuộc dạng chi tiết nào trong các dạng trên để định h−ớng và tham khảo quy trình
công nghệ điển hình của chi tiết t−ơng ứng, trên cơ sở đó bổ sung những nội dung cần
thiết để có đ−ợc quy trình công nghệ gia công cho chi tiết cần sản xuất.
bạc cho phép sai lêch trong khoảng 0,03 ữ 0,15 mm. - Độ đồng tâm giữa mặt ngoài và mặt lỗ thông th−ờng > 0,15 mm. - Độ không vuông góc giữa mặt đầu và đ−ờng tâm lỗ khoảng 0,1 ữ 0,2 mm/ 100 mm bán kính. Nếu là loại bạc chịu tải trọng dọc trục thì độ không vuông góc này khoảng 0,02 ữ 0,03 mm/ 100 mm bán kính. - Độ nhám bề mặt: + Với mặt ngoài cần đạt Ra = 2,5. + Với mặt lỗ, tùy theo yêu cầu mà cho Ra = 2,5 ữ 0,63; có khi Ra = 0,32. + Với mặt đầu Rz = 40 ữ 10, có khi cần Ra = 2,5 ữ 1,25. 8.4.2- Vật liệu và ph−ơng pháp chế tạo phôi Vì đặc điểm của bạc là làm việc có sự chuyển động t−ơng đối, do vậy việc lựa chọn vật liệu để chế tạo chi tiết dạng bạc phải dựa trên cơ sở các cặp vật liệu ma sát cho phù hợp. Các loại vật liệu th−ờng dùng để chế tạo chi tiết dạng bạc là thép, đồng, gang và các hợp kim đặc biệt khác; ngoài ra còn dùng chất dẻo và gốm. Việc chọn phôi để chế tạo chi tiết dạng bạc phụ thuộc vào điều kiện làm việc, hình dạng và sản l−ợng, cụ thể: - Với bạc có đ−ờng kính lỗ < 20 mm th−ờng dùng thép thanh định hình và thép thanh cán nóng hoặc là phôi đúc đặc với vật liệu là hợp kim đồng, gang. - Với bạc có đ−ờng kính lỗ > 20 mm th−ờng dùng phôi ống hoặc phôi có lỗ đúc sẵn. Thông th−ờng đúc trong khuôn cát, làm khuôn bằng tay; khi sản l−ợng lớn có thể dùng đúc ly tâm, đúc trong khuôn kim loại, đúc áp lực... - Đối với bạc có thành mỏng và xẻ rãnh, th−ờng ng−ời ta làm bằng đồng thau hoặc đồng đỏ hoặc dùng đồng lá cuốn lại. - Đối với các loại bạc yêu cầu làm việc suốt đời vì không thể thay đ−ợc thì dùng hợp kim xốp, sau đó thấm dầu vào để trong quá trình làm việc nhiệt độ tăng lên dầu sẽ tự tiết ra. - Với các loại bạc rất nhỏ, nhẹ nh− trong đồng hồ, vật dụng gia đình, ng−ời ta th−ờng dùng chất dẻo để làm bằng cách ép lại, nếu làm bằng sứ thì ép lại, sau đó thiêu kết. 8.4.3- Tính công nghệ trong kết cấu Khi gia công các chi tiết dạng bạc tr−ớc hết cần chú ý đến đặc tr−ng quan trọng là tỷ số giữa chiều dài và đ−ờng kính ngoài lớn nhất của chi tiết. Tỷ số này th−ờng nằm trong khoảng 0,5 ữ 3,5. Cần phải l−u ý đến kích th−ớc lỗ của bạc vì với cùng một đ−ờng kính, việc gia công lỗ sẽ khó hơn gia công trục. Ngoài ra, bề dày của bạc cũng không đ−ợc mỏng quá sẽ gây khó khăn trong việc kẹp chặt để gia công (th−ờng dùng ống kẹp đàn hồi, cơ cấu kẹp bằng chất dẻo). L−u đức bình - Bộ môn Chế tạo máy - Khoa Cơ khí - Tr−ờng Đại học Bách khoa 141 Giáo trình: Công nghệ chế tạo máy 8.4.4- Quy trình công nghệ gia công chi tiết bạc a) Chuẩn định vị Để đảm bảo đ−ợc hai điều kiện kỹ thuật cơ bản của bạc là độ đồng tâm giữa mặt ngoài và mặt trong, độ vuông góc giữa mặt đầu và đ−ờng tâm lỗ, có thể dùng một trong các ph−ơng pháp gia công sau: - Gia công mặt ngoài, mặt lỗ, mặt đầu trong một lần gá. Ph−ơng án gia công này có thể thực hiện khi chế tạo các bạc từ phôi thanh hoặc phôi ống với việc cắt đứt ở b−ớc cuối cùng, lúc đó chi tiết đ−ợc định vị bằng mặt ngoài và một mặt đầu. Nếu là phôi đúc từng chiếc, muốn gia công theo ph−ơng pháp này cần phải tạo thêm các vấu lồi dài để làm chuẩn, lúc đó sẽ tăng phế liệu và giảm hệ số sử dụng vật liệu. Hình 8.21- Gia công các mặt của bạc trong một lần gá - Gia công mặt ngoài, mặt lỗ, mặt đầu trong hai lần gá. ở lần gá đầu tiên, chi tiết đ−ợc định vị bằng mặt ngoài và một mặt đầu để gia công mặt lỗ và mặt đầu kia. Sau đó, định vị chi tiết bằng mặt lỗ và mặt đầu đã gia công để gia công mặt ngoài và mặt đầu còn lại. - Gia công mặt ngoài, mặt lỗ, mặt đầu trong ba lần gá. Hình 8.22- Gia công các mặt của bạc sau hai lần gá Lần gá đầu tiên, chi tiết đ−ợc định vị bằng mặt ngoài và một mặt đầu để gia công một phần mặt ngoài, một mặt đầu Hình 8.23- Gia công các mặt của bạc sau ba lần gá và gia công thô mặt trong. Tiếp đến, định vị chi tiết bằng một phần mặt ngoài và mặt đầu đã gia công ở lần gá tr−ớc để gia công phần mặt ngoài, mặt đầu còn lại và gia công tinh mặt trong. Sau đó, định vị chi tiết bằng mặt lỗ đã gia công để gia công tinh mặt ngoài. Nh− vậy, với việc định vị vào mặt lỗ bạc để gia công mặt ngoài có −u điềm hơn so với định vị mặt ngoài để gia công lỗ vì nếu định vị bằng mặt lỗ, có thể dùng trục gá đàn hồi thì sai số gá đặt hoặc không có (nếu dùng chống tâm) hoặc rất nhỏ (nếu kẹp trục gá lên mâm cặp); ngoài ra, khi dùng lỗ tâm làm chuẩn để gia công mặt ngoài thì độ lệch tâm giữa lỗ và mặt ngoài đ−ợc loại bỏ. L−u đức bình - Bộ môn Chế tạo máy - Khoa Cơ khí - Tr−ờng Đại học Bách khoa 142 Giáo trình: Công nghệ chế tạo máy b) Trình tự gia công các bề mặt Khi lập trình tự các nguyên công để gia công các bề mặt và máy gia công cần dựa vào hình dáng của phôi và sản l−ợng. Tuy nhiên, trình tự gia công các bề mặt của bạc th−ờng nh− sau: - Gia công các mặt chính của bạc (mặt ngoài, mặt trong, mặt đầu). - Khoan các lỗ phụ. - Gia công các mặt định hình. - Nhiệt luyện. - Gia công tinh các lỗ, các mặt ngoài. - Đánh bóng các mặt yêu cầu có độ bóng cao. - Kiểm tra. 8.4.5- Biện pháp công nghệ thực hiện các nguyên công chính a) Gia công các mặt chính của bạc Biện pháp gia công các mặt chính của bạc phụ thuộc vào dạng phôi và sản l−ợng. * Các bạc chế tạo từ phôi thanh - Nếu sản l−ợng ít, có thể tiến hành gia công trên máy tiện vạn năng trong một lần gá qua các b−ớc: xén mặt đầu, khoan mồi, khoan lỗ, tiện trong, tiện ngoài, cắt đứt. - Nếu sản l−ợng nhiều, việc gia công các mặt chính của bạc đ−ợc thực hiện trên máy rơvônve tự động một trục hoặc nhiều trục trong một lần gá qua các b−ớc: xén mặt đầu, khoan lỗ, tiện mặt ngoài, vát mép, doa thô và cắt đứt. * Các bạc chế tạo từ phôi ống Biện pháp gia công bạc từ phôi ống cũng giống phôi thanh chỉ khác là không có nguyên công khoan lỗ và thay bằng khoét và doa lỗ. * Các bạc chế tạo từ phôi đúc hoặc rèn từng chiếc - Nếu sản l−ợng ít, với chi tiết cỡ lớn và vừa thì thực hiện gia công trên máy tiện cụt, tiện đứng; với chi tiết cỡ nhỏ có thể gia công trên máy tiện vạn năng thông th−ờng. - Nếu sản l−ợng nhiều, với chi tiết cỡ nhỏ và vừa thì gia công trên máy tiện một trục nhiều dao hay máy tiện nhiều trục nhiều dao. Chú ý: • Đối với các bạc có thành mỏng, kém cứng vững khi gia công các mặt chính, việc định vị không khác gì với các loại bạc nói trên nh−ng lực kẹp phải theo ph−ơng h−ớng trục để tránh gây biến dạng h−ớng kính trng và sau khi gia công. • Với những bạc có kết cấu đặc biệt cần phải có biện pháp thích hợp nh−: bạc có lỗ côn thì đ−ợc khoét, doa bằng dao hình côn; bạc có một lớp hợp kim chống mòn thì sau khi gia công tinh lỗ sẽ tiến hành đúc lớp hợp kim đó lên mặt lỗ, sau đó phải gia công tinh lại lớp hợp kim... b) Gia công các lỗ phụ Các lỗ phụ trên bạc th−ờng là các lỗ tra dầu, lỗ có ren để kẹp chặt với các chi L−u đức bình - Bộ môn Chế tạo máy - Khoa Cơ khí - Tr−ờng Đại học Bách khoa 143 Giáo trình: Công nghệ chế tạo máy tiết khác. Để gia công các lỗ này, bạc th−ờng đ−ợc định vị bằng mặt ngoài và mặt đầu hoặc mặt trong và mặt đầu. - Nếu sản l−ợng ít, lỗ đ−ợc khoan trên máy khoan đứng với đồ gá có bạc dẫn h−ớng hoặc khoan theo dấu. - Nếu sản l−ợng nhiều, có thể dùng máy khoan có đầu rơvônve hoặc đầu khoan nhiều trục để gia công tất cả các lỗ cùng một lúc; với chi tiết cỡ vừa có thể gia công trên máy tổ hợp. c) Gia công thô và tinh các mặt định hình trong và ngoài Những mặt định hình này gồm rãnh then, rãnh dầu, răng khía, rãnh then trong. - Rãnh then: Nếu sản xuất nhỏ, đơn chiếc thì gia công trên máy xọc; nếu sản xuất loạt lớn thì gia công trên máy chuốt. Rãnh then mặt ngoài đ−ợc gia công bằng dao phay ngón trên máy phay đứng hoặc dao phay đĩa trên máy phay ngang nh− đối với chi tiết dạng trục. - Rãnh dầu hoặc mặt định hình ở mặt trong: th−ờng đ−ợc gia công bằng ph−ơng pháp chép hình. Nh− gia công rãnh dầu ở mặt lỗ bạc bằng tiện chép hình; rãnh định hình trên mặt ngoài bạc nh− rãnh cam thùng đ−ợc gia công bằng tiện chép hình hoặc phay chép hình. - Răng khía trên bạc hay bánh răng liền bạc: đ−ợc gia công bằng ph−ơng pháp phay, bào, xọc (xem ở Ch−ơng 9 - Gia công bánh răng). d) Gia công tinh các bề mặt sau nhiệt luyện Các bề mặt chính xác của bạc sau khi nhiệt luyện cần phải gia công tinh lại (th−ờng là các mặt trong, có khi là mặt ngoài). Để đảm bảo độ đồng tâm giữa mặt trong và mặt ngoài cần lấy mặt này làm định vị để gia công mặt kia. Việc gia công tinh các bề mặt th−ờng thực hiện trên máy mài. Đối với chi tiết có đ−ờng kính lớn khó gia công trên máy mài thì phải dùng dao hợp kim cứng hoặc dao kim c−ơng để tiện mỏng trên máy tiện cụt, tiện đứng với các đồ gá thích hợp. Nếu bề mặt bạc cần độ nhẵn bóng và chính xác cao hơn thì có thể dùng ph−ơng pháp mài khôn hoặc mài nghiền để gia công tinh lần cuối. e) Kiểm tra Khi gia công các chi tiết dạng bạc th−ờng phải kiểm tra các yếu tố nh− đ−ờng kính ngoài, đ−ờng kính trong, chiều dày thành bạc, độ nhám bề mặt, độ đồng tâm giữa mặt ngoài và mặt trong, độ vuông góc giữa mặt đầu và đ−ờng tâm lỗ... - Kiểm tra các yếu tố kích th−ớc nh− đ−ờng kính trong, đ−ờng kính ngoài, chiều dày thành bạc bằng các dụng cụ đo vạn năng nh− th−ớc cặp, calip...; kiểm tra về độ nhám bề mặt bằng cách so sánh với mẫu. - Kiểm tra độ đồng tâm giữa các bề mặt: th−ờng dùng đồng hồ so và đồ gá kiểm tra giống nh− sơ đồ kiểm tra các bậc trên chi tiết dạng trục. - Kiểm tra độ vuông góc giữa mặt đầu và đ−ờng tâm lỗ: có thể dùng đồng L−u đức bình - Bộ môn Chế tạo máy - Khoa Cơ khí - Tr−ờng Đại học Bách khoa 144 Th−ớc góc Giáo trình: Công nghệ chế tạo máy hồ so (nh− đối với chi tiết dạng trục) hoặc dùng th−ớc góc với sơ đồ bên. ở sơ đồ này, lắp thêm trục tâm vào lỗ bạc, sau đó cho một cạnh của th−ớc góc lên trục tâm, dịch nó vào tiếp xúc với mặt đầu bạc. Trục tâm L−u đức bình - Bộ môn Chế tạo máy - Khoa Cơ khí - Tr−ờng Đại học Bách khoa 145
File đính kèm:
- giao_trinh_cong_nghe_che_tao_may_i_chuong_8_quy_trinh_cong_n.pdf