Nội dung

Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ chÕ t¹o m¸y L−u ®øc b×nh Ch−¬ng 1 c¸c kh¸i niÖm c¬ b¶n 1.1- Më ®Çu Ngµnh ChÕ t¹o m¸y ®ãng vai trß quan träng trong viÖc s¶n xuÊt ra c¸c thiÕt bÞ, c«ng cô cho mäi ngµnh trong nÒn kinh tÕ quèc d©n, t¹o tiÒn ®Ò cÇn thiÕt ®Ó c¸c ngµnh nµy ph¸t triÓn m¹nh h¬n. V× vËy, viÖc ph¸t triÓn KH - KT trong lÜnh vùc C«ng nghÖ chÕ t¹o m¸y cã ý nghÜa hµng ®Çu nh»m thiÕt kÕ, hoµn thiÖn vµ vËn dông c¸c ph−¬ng ph¸p chÕ t¹o, tæ chøc vµ ®iÒu khiÓn qu¸ tr×nh s¶n xuÊt ®¹t hiÖu qu¶ kinh tÕ cao nhÊt. C«ng nghÖ chÕ t¹o m¸y lµ mét lÜnh vùc khoa häc kü thuËt cã nhiÖm vô nghiªn cøu, thiÕt kÕ vµ tæ chøc thùc hiÖn qu¸ tr×nh chÕ t¹o s¶n phÈm c¬ khÝ ®¹t c¸c chØ tiªu kinh tÕ kü thuËt nhÊt ®Þnh trong ®iÒu kiÖn quy m« s¶n xuÊt cô thÓ. Mét mÆt C«ng nghÖ chÕ t¹o m¸y lµ lý thuyÕt phôc vô cho c«ng viÖc chuÈn bÞ s¶n xuÊt vµ tæ chøc s¶n xuÊt cã hiÖu qu¶ nhÊt. MÆt kh¸c, nã lµ m«n häc nghiªn cøu c¸c qu¸ tr×nh h×nh thµnh c¸c bÒ mÆt chi tiÕt vµ l¾p r¸p chóng thµnh s¶n phÈm. C«ng nghÖ chÕ t¹o m¸y lµ mét m«n häc liªn hÖ chÆt chÏ gi÷a lý thuyÕt vµ thùc tiÔn s¶n xuÊt. Nã ®−îc tæng kÕt tõ thùc tÕ s¶n xuÊt tr¶i qua nhiÒu lÇn kiÓm nghiÖm ®Ó kh«ng ngõng n©ng cao tr×nh ®é kü thuËt, råi ®−îc ®em øng dông vµo s¶n xuÊt ®Ó gi¶i quyÕt nh÷ng vÊn ®Ò thùc tÕ phøc t¹p h¬n, khã kh¨n h¬n. V× thÕ, ph−¬ng ph¸p nghiªn cøu C«ng nghÖ chÕ t¹o m¸y ph¶i lu«n liªn hÖ chÆt chÏ víi ®iÒu kiÖn s¶n xuÊt thùc tÕ. Ngµy nay, khuynh h−íng tÊt yÕu cña ChÕ t¹o m¸y lµ tù ®éng hãa vµ ®iÒu khiÓn qu¸ tr×nh th«ng qua viÖc ®iÖn tö hãa vµ sö dông m¸y tÝnh tõ kh©u chuÈn bÞ s¶n xuÊt tíi khi s¶n phÈm ra x−ëng. §èi t−îng nghiªn cøu cña C«ng nghÖ chÕ t¹o m¸y lµ chi tiÕt gia c«ng khi nh×n theo khÝa c¹nh h×nh thµnh c¸c bÒ mÆt cña chóng vµ quan hÖ l¾p ghÐp chóng l¹i thµnh s¶n phÈm hoµn chØnh. §Ó lµm c«ng nghÖ ®−îc tèt cÇn cã sù hiÓu biÕt s©u réng vÒ c¸c m«n khoa häc c¬ së nh−: Søc bÒn vËt liÖu, Nguyªn lý m¸y, Chi tiÕt m¸y, M¸y c«ng cô, Nguyªn lý c¾t, Dông cô c¾t v.v... C¸c m«n häc TÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ ®å g¸, ThiÕt kÕ nhµ m¸y c¬ khÝ, Tù ®éng hãa qu¸ tr×nh c«ng nghÖ sÏ hç trî tèt cho m«n häc C«ng nghÖ chÕ t¹o m¸y vµ lµ nh÷ng vÊn ®Ò cã quan hÖ kh¨ng khÝt víi m«n häc nµy. M«n häc C«ng nghÖ chÕ t¹o m¸y kh«ng nh÷ng gióp cho ng−êi häc n¾m v÷ng c¸c ph−¬ng ph¸p gia c«ng c¸c chi tiÕt cã h×nh d¸ng, ®é chÝnh x¸c, vËt liÖu kh¸c nhau vµ c«ng nghÖ l¾p r¸p chóng thµnh s¶n phÈm, mµ cßn gióp cho ng−êi häc kh¶ n¨ng ph©n tÝch so s¸nh −u, khuyÕt ®iÓm cña tõng ph−¬ng ph¸p ®Ó chän ra ph−¬ng ph¸p gia c«ng thÝch hîp nhÊt, biÕt chän qu¸ tr×nh c«ng nghÖ hoµn thiÖn nhÊt, vËn dông ®−îc kü thuËt míi vµ nh÷ng biÖn ph¸p tæ chøc s¶n xuÊt tèi −u ®Ó n©ng cao n¨ng suÊt lao ®éng. Môc ®Ých cuèi cïng cña C«ng nghÖ chÕ t¹o m¸y lµ nh»m ®¹t ®−îc: chÊt l−îng s¶n phÈm, n¨ng suÊt lao ®éng vµ hiÖu qu¶ kinh tÕ cao. Khoa C¬ khÝ - Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa 1 Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ chÕ t¹o m¸y L−u ®øc b×nh 1.2- qu¸ tr×nh s¶n xuÊt vµ qu¸ tr×nh c«ng nghÖ 1.2.1- Qu¸ tr×nh s¶n xuÊt Nãi mét c¸ch tæng qu¸t, qu¸ tr×nh s¶n xuÊt lµ qu¸ tr×nh con ng−êi t¸c ®éng vµo tµi nguyªn thiªn nhiªn ®Ó biÕn nã thµnh s¶n phÈm phôc vô cho lîi Ých cña con ng−êi. §Þnh nghÜa nµy rÊt réng, cã thÓ bao gåm nhiÒu giai ®o¹n. VÝ dô, ®Ó cã mét s¶n phÈm c¬ khÝ th× ph¶i qua c¸c giai ®o¹n: Khai th¸c quÆng, luyÖn kim, gia c«ng c¬ khÝ, gia c«ng nhiÖt, l¾p r¸p v.v... NÕu nãi hÑp h¬n trong mét nhµ m¸y c¬ khÝ, qu¸ tr×nh s¶n xuÊt lµ qu¸ tr×nh tæng hîp c¸c ho¹t ®éng cã Ých ®Ó biÕn nguyªn liÖu vµ b¸n thµnh phÈm thµnh s¶n phÈm cã gi¸ trÞ sö dông nhÊt ®Þnh, bao gåm c¸c qu¸ tr×nh chÝnh nh−: ChÕ t¹o ph«i, gia c«ng c¾t gät, gia c«ng nhiÖt, kiÓm tra, l¾p r¸p vµ c¸c qu¸ tr×nh phô nh−: vËn chuyÓn, chÕ t¹o dông cô, söa ch÷a m¸y, b¶o qu¶n trong kho, ch¹y thö, ®iÒu chØnh, s¬n lãt, bao b×, ®ãng gãi v.v... TÊt c¶ c¸c qu¸ tr×nh trªn ®−îc tæ chøc thùc hiÖn mét c¸ch ®ång bé nhÞp nhµng ®Ó cho qu¸ tr×nh s¶n xuÊt ®−îc liªn tôc. Sù ¶nh h−ëng cña c¸c qu¸ tr×nh nªu trªn ®Õn n¨ng suÊt, chÊt l−îng cña qu¸ tr×nh s¶n xuÊt cã møc ®é kh¸c nhau. ¶nh h−ëng nhiÒu nhÊt ®Õn chÊt l−îng, n¨ng suÊt cña qu¸ tr×nh s¶n xuÊt lµ nh÷ng qu¸ tr×nh cã t¸c ®éng lµm thay ®æi vÒ tr¹ng th¸i, tÝnh chÊt cña ®èi t−îng s¶n xuÊt, ®ã chÝnh lµ c¸c qu¸ tr×nh c«ng nghÖ. 1.2.2- Qu¸ tr×nh c«ng nghÖ Qu¸ tr×nh c«ng nghÖ lµ mét phÇn cña qu¸ tr×nh s¶n xuÊt, trùc tiÕp lµm thay ®æi tr¹ng th¸i vµ tÝnh chÊt cña ®èi t−îng s¶n xuÊt. §èi víi s¶n xuÊt c¬ khÝ, sù thay ®æi tr¹ng th¸i vµ tÝnh chÊt bao gåm: - Thay ®æi tr¹ng th¸i h×nh häc (kÝch th−íc, h×nh d¸ng, vÞ trÝ t−¬ng quan gi÷a c¸c bé phËn cña chi tiÕt...) - Thay ®æi tÝnh chÊt (tÝnh chÊt c¬ lý nh− ®é cøng, ®é bÒn, øng suÊt d−...) * Qu¸ tr×nh c«ng nghÖ bao gåm: - Qu¸ tr×nh c«ng nghÖ t¹o ph«i: h×nh thµnh kÝch th−íc cña ph«i tõ vËt liÖu b»ng c¸c ph−¬ng ph¸p nh− ®óc, hµn, gia c«ng ¸p lùc ... - Qu¸ tr×nh c«ng nghÖ gia c«ng c¬: lµm thay ®æi tr¹ng th¸i h×nh häc vµ c¬ lý tÝnh líp bÒ mÆt. - Qu¸ tr×nh c«ng nghÖ nhiÖt luyÖn: lµm thay ®æi tÝnh chÊt c¬ lý cña vËt liÖu chi tiÕt cô thÓ t¨ng ®é cøng, ®é bÒn. - Qu¸ tr×nh c«ng nghÖ l¾p r¸p: t¹o ra mét vÞ trÝ t−¬ng quan x¸c ®Þnh gi÷a c¸c chi tiÕt th«ng qua c¸c mèi l¾p ghÐp gi÷a chóng ®Ó t¹o thµnh s¶n phÈm hoµn thiÖn. Qu¸ tr×nh c«ng nghÖ cho mét ®èi t−îng s¶n xuÊt (chi tiÕt) ph¶i ®−îc x¸c ®Þnh phï hîp víi c¸c yªu cÇu vÒ chÊt l−îng vµ n¨ng suÊt cña ®èi t−îng. X¸c ®Þnh qu¸ tr×nh c«ng nghÖ hîp lý råi ghi thµnh v¨n kiÖn c«ng nghÖ th× c¸c v¨n kiÖn c«ng nghÖ ®ã gäi lµ quy tr×nh c«ng nghÖ. Khoa C¬ khÝ - Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa 2 Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ chÕ t¹o m¸y L−u ®øc b×nh 1.3- c¸c thµnh phÇn cña quy tr×nh c«ng nghÖ 1.3.1- Nguyªn c«ng Nguyªn c«ng lµ mét phÇn cña qu¸ tr×nh c«ng nghÖ, ®−îc hoµn thµnh mét c¸ch liªn tôc t¹i mét chç lµm viÖc do mét hay mét nhãm c«ng nh©n thùc hiÖn. ë ®©y, nguyªn c«ng ®−îc ®Æc tr−ng bëi 3 ®iÒu kiÖn c¬ b¶n, ®ã lµ hoµn thµnh vµ tÝnh liªn tôc trªn ®èi t−îng s¶n xuÊt vµ vÞ trÝ lµm viÖc. Trong qu¸ tr×nh thùc hiÖn quy tr×nh c«ng nghÖ nÕu chóng ta thay ®æi 1 trong 3 ®iÒu kiÖn trªn th× ta ®· chuyÓn sang mét nguyªn c«ng kh¸c. VÝ dô: TiÖn trôc cã h×nh nh− sau: NÕu ta tiÖn ®Çu A råi A B trë ®Çu ®Ó tiÖn ®Çu B (hoÆc ng−îc l¹i) th× vÉn thuéc mét nguyªn c«ng v× vÉn ®¶m b¶o tÝnh chÊt liªn tôc vµ vÞ trÝ lµm viÖc. Nh−ng nÕu tiÖn ®Çu A cho c¶ lo¹t xong råi míi trë l¹i tiÖn ®Çu B còng cho c¶ lo¹t ®ã th× thµnh hai nguyªn c«ng v× ®· kh«ng ®¶m b¶o ®−îc tÝnh liªn tôc, cã sù gi¸n ®o¹n khi tiÖn c¸c bÒ mÆt kh¸c nhau trªn chi tiÕt. HoÆc tiÖn ®Çu A ë m¸y nµy, ®Çu B tiÖn ë m¸y kh¸c th× râ rµng ®· hai nguyªn c«ng v× vÞ trÝ lµm viÖc ®· thay ®æi. Nguyªn c«ng lµ ®¬n vÞ c¬ b¶n cña qu¸ tr×nh c«ng nghÖ. ViÖc chän sè l−îng nguyªn c«ng sÏ ¶nh h−ëng lín ®Õn chÊt l−îng vµ gi¸ thµnh s¶n phÈm, viÖc ph©n chia qu¸ tr×nh c«ng nghÖ ra thµnh c¸c nguyªn c«ng cã ý nghÜa kü thuËt vµ kinh tÕ. * ý nghÜa kü thuËt: Mçi mét ph−¬ng ph¸p c¾t gät cã mét kh¶ n¨ng c«ng nghÖ nhÊt ®Þnh (kh¶ n¨ng vÒ t¹o h×nh bÒ mÆt còng nh− chÊt l−îng ®¹t ®−îc). V× vËy, xuÊt ph¸t tõ yªu cÇu kü thuËt vµ d¹ng bÒ mÆt cÇn t¹o h×nh mµ ta ph¶i chän ph−¬ng ph¸p gia c«ng t−¬ng øng hay nãi c¸ch kh¸c chän nguyªn c«ng phï hîp. VÝ dô: Ta kh«ng thÓ thùc hiÖn ®−îc viÖc tiÖn c¸c cæ trôc vµ phay r·nh then ë cïng mét chç lµm viÖc. TiÖn c¸c cæ trôc ®−îc thùc hiÖn trªn m¸y tiÖn, phay r·nh then thùc hiÖn trªn m¸y phay. * ý nghÜa kinh tÕ: Khi thùc hiÖn c«ng viÖc, tïy thuéc møc ®é phøc t¹p cña h×nh d¹ng bÒ mÆt, tïy thuéc sè l−îng chi tiÕt cÇn gia c«ng, ®é chÝnh x¸c, chÊt l−îng bÒ mÆt yªu cÇu mµ ta ph©n t¸n hoÆc tËp trung nguyªn c«ng nh»m môc ®Ých ®¶m b¶o sù c©n b»ng cho nhÞp s¶n xuÊt, ®¹t hiÖu qña kinh tÕ nhÊt. VÝ dô: Trªn mét m¸y, kh«ng nªn gia c«ng c¶ th« vµ tinh mµ nªn chia gia c«ng th« vµ tinh trªn hai m¸y. V× khi gia c«ng th« cÇn m¸y cã c«ng suÊt lín, n¨ng suÊt cao, kh«ng cÇn chÝnh x¸c cao ®Ó ®¹t hiÖu qu¶ kinh tÕ (lÊy phÇn lín l−îng d−); khi gia c«ng tinh th× cÇn m¸y cã ®é chÝnh x¸c cao ®Ó ®¶m b¶o c¸c yªu cÇu kü thuËt cña chi tiÕt. Khoa C¬ khÝ - Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa 3 Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ chÕ t¹o m¸y L−u ®øc b×nh 1.3.2- G¸ Tr−íc khi gia c«ng, ta ph¶i x¸c ®Þnh vÞ trÝ t−¬ng quan gi÷a chi tiÕt so víi m¸y, dông cô c¾t vµ t¸c dông lªn chi tiÕt mét lùc ®Ó chèng l¹i sù xª dÞch do lùc c¾t vµ c¸c yÕu tè kh¸c g©y ra khi gia c«ng nh»m ®¶m b¶o chÝnh x¸c vÞ trÝ t−¬ng quan ®ã. Qu¸ tr×nh nµy ta gäi lµ qu¸ tr×nh g¸ ®Æt chi tiÕt. G¸ lµ mét phÇn cña nguyªn c«ng, ®−îc hoµn thµnh trong mét lÇn g¸ ®Æt chi tiÕt. Trong mét nguyªn c«ng cã thÓ cã mét hoÆc nhiÒu lÇn g¸. VÝ dô: §Ó tiÖn c¸c mÆt trô bËc A, B, C ta thùc hiÖn 2 lÇn g¸: C A B - LÇn g¸ 1: G¸ lªn 2 mòi chèng t©m vµ truyÒn m«men quay b»ng tèc ®Ó gia c«ng c¸c bÒ mÆt C vµ B. - LÇn g¸ 2: §æi ®Çu ®Ó gia c«ng bÒ mÆt B (v× mÆt nµy ch−a ®−îc gia c«ng ë lÇn g¸ tr−íc do ph¶i l¾p víi tèc). 1.3.3- VÞ trÝ VÞ trÝ lµ mét phÇn cña nguyªn c«ng, ®−îc x¸c ®Þnh bëi mét vÞ trÝ t−¬ng quan gi÷a chi tiÕt víi m¸y hoÆc gi÷a chi tiÕt víi dông cô c¾t. Mét lÇn g¸ cã thÓ cã mét hoÆc nhiÒu vÞ trÝ. VÝ dô: Khi phay b¸nh r¨ng b»ng dao phay ®Þnh h×nh, mçi lÇn phay mét r¨ng, hoÆc khoan mét lç trªn chi tiÕt cã nhiÒu lç ®−îc gäi lµ mét vÞ trÝ (mét lÇn g¸ cã nhiÒu vÞ trÝ). Cßn khi phay b¸nh r¨ng b»ng dao phay l¨n r¨ng, mçi lÇn phay lµ mét vÞ trÝ (nh−ng do tÊt c¶ c¸c r¨ng ®Òu ®−îc gia c«ng nªn lÇn g¸ nµy cã mét vÞ trÝ). 1.3.4- B−íc B−íc còng lµ mét phÇn cña nguyªn c«ng khi thùc hiÖn gia c«ng mét bÒ mÆt (hoÆc mét tËp hîp bÒ mÆt) sö dông mét dông cô c¾t (hoÆc mét bé dông cô) víi chÕ ®é c«ng nghÖ (v, s, t) kh«ng ®æi. Mét nguyªn c«ng cã thÓ cã mét hoÆc nhiÒu b−íc. VÝ dô: Còng lµ gia c«ng hai ®o¹n trôc nh−ng nÕu gia c«ng ®ång thêi b»ng hai dao lµ mét b−íc; cßn gia c«ng b»ng mét dao trªn tõng ®o¹n trôc lµ hai b−íc. * Khi cã sù trïng b−íc (nh− tiÖn b»ng 3 dao cho 3 bÒ mÆt cïng mét lóc), thêi gian gia c«ng chØ cÇn tÝnh cho mét bÒ mÆt gia c«ng cã chiÒu dµi lín nh¸t. Khoa C¬ khÝ - Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa 4 Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ chÕ t¹o m¸y L−u ®øc b×nh 1.3.5- §−êng chuyÓn dao §−êng chuyÓn dao lµ mét phÇn cña b−íc ®Ó hít ®i mét líp vËt liÖu cã cïng chÕ ®é c¾t vµ b»ng cïng mét dao. Mçi b−íc cã thÓ cã mét hoÆc nhiÒu ®−êng chuyÓn dao. VÝ dô: §Ó tiÖn ngoµi mét mÆt trô cã thÓ dïng cïng mét chÕ ®é c¾t, cïng mét dao ®Ó hít lµm nhiÒu lÇn; mçi lÇn lµ mét ®−êng chuyÓn dao. 1.3.6- §éng t¸c §éng t¸c lµ mét hµnh ®éng cña c«ng nh©n ®Ó ®iÒu khiÓn m¸y thùc hiÖn viÖc gia c«ng hoÆc l¾p r¸p. VÝ dô: BÊm nót, quay ô dao, ®Èy ô ®éng ... §éng t¸c lµ ®¬n vÞ nhá nhÊt cña qu¸ tr×nh c«ng nghÖ. ViÖc ph©n chia thµnh ®éng t¸c rÊt cÇn thiÕt ®Ó ®Þnh møc thêi gian, nghiªn cøu n¨ng suÊt lao ®éng vµ tù ®éng hãa nguyªn c«ng. 1.4- c¸c d¹ng s¶n xuÊt vµ c¸c h×nh thøc tæ chøc s¶n xuÊt D¹ng s¶n xuÊt lµ mét kh¸i niÖm cho ta h×nh dung vÒ quy m« s¶n xuÊt mét s¶n phÈm nµo ®ã. Nã gióp cho viÖc ®Þnh h−íng hîp lý c¸ch tæ chøc kü thuËt - c«ng nghÖ còng nh− tæ chøc toµn bé qu¸ tr×nh s¶n xuÊt. C¸c yÕu tè ®Æc tr−ng cña d¹ng s¶n xuÊt: - S¶n l−îng. - TÝnh æn ®Þnh cña s¶n phÈm. - TÝnh lÆp l¹i cña qu¸ tr×nh s¶n xuÊt. - Møc ®é chuyªn m«n hãa trong s¶n xuÊt. Tïy theo c¸c yÕu tè trªn mµ ng−êi ta chia ra 3 d¹ng s¶n xuÊt: - §¬n chiÕc - Hµng lo¹t - Hµng khèi. 1.4.1- D¹ng s¶n xuÊt ®¬n chiÕc D¹ng s¶n xuÊt ®¬n chiÕc cã ®Æc ®iÓm lµ: - S¶n l−îng hµng n¨m Ýt, th−êng tõ mét ®Õn vµi chôc chiÕc. - S¶n phÈm kh«ng æn ®Þnh do chñng lo¹i nhiÒu. - Chu kú chÕ t¹o kh«ng ®−îc x¸c ®Þnh. §èi víi d¹ng s¶n xuÊt nµy ta ph¶i tæ chøc kü thuËt vµ c«ng nghÖ nh− sau: - Sö dông c¸c trang thiÕt bÞ, dông cô c«ng nghÖ v¹n n¨ng ®Ó ®¸p øng tÝnh ®a d¹ng cña s¶n phÈm. - Yªu cÇu tr×nh ®é thî cao, thùc hiÖn ®−îc nhiÒu c«ng viÖc kh¸c nhau. - Tµi liÖu h−íng dÉn c«ng nghÖ chØ lµ nh÷ng nÐt c¬ b¶n, th−êng lµ d−íi d¹ng phiÕu tiÕn tr×nh c«ng nghÖ. Khoa C¬ khÝ - Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa 5 Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ chÕ t¹o m¸y L−u ®øc b×nh 1.4.2- D¹ng s¶n xuÊt hµng lo¹t D¹ng s¶n xuÊt hµng lo¹t cã ®Æc ®iÓm lµ: - S¶n l−îng hµng n¨m kh«ng qu¸ Ýt. - S¶n phÈm t−¬ng ®èi æn ®Þnh. - Chu kú chÕ t¹o ®−îc x¸c ®Þnh. Tïy theo s¶n l−îng vµ møc ®é æn ®Þnh s¶n phÈm mµ ta chia ra d¹ng s¶n xuÊt lo¹t nhá, lo¹t võa, lo¹t lín. S¶n xuÊt lo¹t nhá rÊt gÇn vµ gièng víi s¶n xuÊt ®¬n chiÕc, cßn s¶n xuÊt lo¹t lín rÊt gÇn vµ gièng s¶n xuÊt hµng khèi. 1.4.3- D¹ng s¶n xuÊt hµng khèi D¹ng s¶n xuÊt hµng khèi cã ®Æc ®iÓm lµ: - S¶n l−îng hµng n¨m rÊt lín. - S¶n phÈm rÊt æn ®Þnh. - Tr×nh ®é chuyªn m«n hãa s¶n xuÊt cao. §èi víi d¹ng s¶n xuÊt nµy ta ph¶i tæ chøc kü thuËt vµ c«ng nghÖ nh− sau: - Trang thiÕt bÞ, dông cô c«ng nghÖ th−êng lµ chuyªn dïng. - Qu¸ tr×nh c«ng nghÖ ®−îc thiÕt kÕ vµ tÝnh to¸n chÝnh x¸c, ghi thµnh c¸c tµi liÖu c«ng nghÖ cã néi dung cô thÓ vµ tØ mØ. - Tr×nh ®é thî ®øng m¸y kh«ng cÇn cao nh−ng ®ßi hái ph¶i cã thî ®iÒu chØnh m¸y giái. - Tæ chøc s¶n xuÊt theo d©y chuyÒn. D¹ng s¶n xuÊt hµng khèi cho phÐp ¸p dông c¸c ph−¬ng ph¸p c«ng nghÖ tiªn tiÕn, cã ®iÒu kiÖn c¬ khÝ hãa vµ tù ®éng hãa s¶n xuÊt, t¹o ®iÒu kiÖn tæ chøc c¸c ®−êng d©y gia c«ng chuyªn m«n hãa. C¸c m¸y ë d¹ng s¶n xuÊt nµy th−êng ®−îc bè trÝ theo theo thø tù nguyªn c«ng cña qu¸ tr×nh c«ng nghÖ. Chó ý lµ viÖc ph©n chia thµnh ba d¹ng s¶n xuÊt nh− trªn chØ mang tÝnh t−¬ng ®èi. Trong thùc tÕ, ng−êi ta cßn chia c¸c d¹ng s¶n xuÊt nh− sau: - S¶n xuÊt ®¬n chiÕc vµ lo¹t nhá. - S¶n xuÊt hµng lo¹t. - S¶n xuÊt lo¹t lín vµ hµng khèi. Ngoµi ra, cÇn ph¶i n¾m v÷ng c¸c h×nh thøc tæ chøc s¶n xuÊt ®Ó sö dông thÝch hîp cho c¸c d¹ng s¶n xuÊt kh¸c nhau. Trong qu¸ tr×nh chÕ t¹o s¶n phÈm c¬ khÝ th−êng ®−îc thùc hiÖn theo hai h×nh thøc tæ chøc s¶n xuÊt lµ: s¶n xuÊt theo d©y chuyÒn vµ kh«ng theo d©y chuyÒn. 1-4-4. H×nh thøc tæ chøc s¶n xuÊt 1 H×nh thøc s¶n xuÊt theo d©y chuyÒn th−êng ®−îc ¸p dông ë quy m« s¶n xuÊt hµng lo¹t lín vµ hµng khèi. §Æc ®iÓm: - M¸y ®−îc bè trÝ theo thø tù c¸c nguyªn c«ng cña qu¸ tr×nh c«ng nghÖ, nghÜa Khoa C¬ khÝ - Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa 6 Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ chÕ t¹o m¸y L−u ®øc b×nh lµ mçi nguyªn c«ng ®−îc hoµn thµnh t¹i mét vÞ trÝ nhÊt ®Þnh. - Sè l−îng chç lµm viÖc vµ n¨ng suÊt lao ®éng t¹i mét chç lµm viÖc ph¶i ®−îc x¸c ®Þnh hîp lý ®Ó ®¶m b¶o tÝnh ®ång bé vÒ thêi gian gi÷a c¸c nguyªn c«ng trªn c¬ së nhÞp s¶n xuÊt cña d©y chuyÒn. NhÞp s¶n xuÊt lµ kho¶ng thêi gian lÆp l¹i chu kú gia c«ng hoÆc l¾p r¸p, nghÜa lµ trong kho¶ng thêi gian nµy tõng nguyªn c«ng cña qu¸ tr×nh c«ng nghÖ ®−îc thùc hiÖn ®ång bé vµ sau kho¶ng thêi gian Êy mét ®èi t−îng s¶n xuÊt ®−îc hoµn thiÖn vµ ®−îc chuyÓn ra khái d©y chuyÒn s¶n xuÊt. 2 H×nh thøc s¶n xuÊt kh«ng theo d©y chuyÒn th−êng ®−îc ¸p dông ë quy m« s¶n xuÊt lo¹t nhá. §Æc ®iÓm: - C¸c nguyªn c«ng cña qóa tr×nh c«ng nghÖ ®−îc thùc hiÖn kh«ng cã sù rµng buéc lÉn nhau vÒ thêi gian vµ ®Þa ®iÓm. M¸y ®−îc bè trÝ theo kiÓu, lo¹i vµ kh«ng phô thuéc vµo thø tù c¸c nguyªn c«ng. - N¨ng suÊt vµ hiÖu qu¶ kinh tÕ thÊp h¬n h×nh thøc s¶n xuÊt theo d©y chuyÒn. Ngµy nay, nhê øng dông c¸c thµnh tùu vÒ ®iÖn tö, tin häc, xö lý ®iÖn to¸n vµ kü thuËt ®iÒu khiÓn tù ®éng, c«ng nghÖ cña qu¸ tr×nh s¶n xuÊt ®−îc thùc hiÖn bëi c¸c m¸y ®−îc ®iÒu khiÓn tù ®éng nhê m¸y tÝnh ®iÖn tö, cã kh¶ n¨ng lËp tr×nh ®a d¹ng ®Ó thÝch nghi víi s¶n phÈm míi. D¹ng s¶n xuÊt nh− vËy ®−îc gäi lµ s¶n xuÊt linh ho¹t vµ còng lµ d¹ng s¶n xuÊt ®Æc tr−ng vµ ngµy cµng phæ biÕn trong x· héi. Khoa C¬ khÝ - Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa 7 Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ chÕ t¹o m¸y L−u ®øc b×nh Ch−¬ng 2 ChÊt l−îng bÒ mÆt chi tiÕt m¸y ChÊt l−îng s¶n phÈm trong ngµnh chÕ t¹o m¸y bao gåm chÊt l−îng chÕ t¹o c¸c chi tiÕt m¸y vµ chÊt l−îng l¾p r¸p chóng thµnh s¶n phÈm hoµn chØnh. §Ó ®¸nh gi¸ chÊt l−îng chÕ t¹o c¸c chi tiÕt m¸y, ng−êi ta dïng 4 th«ng sè c¬ b¶n sau: - §é chÝnh x¸c vÒ kÝch th−íc cña c¸c bÒ mÆt. - §é chÝnh x¸c vÒ h×nh d¹ng cña c¸c bÒ mÆt. - §é chÝnh x¸c vÒ vÞ trÝ t−¬ng quan gi÷a c¸c bÒ mÆt. - ChÊt l−îng bÒ mÆt. Ch−¬ng nµy chóng ta nghiªn cøu c¸c yÕu tè ®Æc tr−ng cña chÊt l−îng bÒ mÆt, ¶nh h−ëng cña chÊt l−îng bÒ mÆt tíi kh¶ n¨ng lµm viÖc cña chi tiÕt m¸y, c¸c yÕu tè ¶nh h−ëng ®Õn chÊt l−îng bÒ mÆt vµ c¸c ph−¬ng ph¸p ®¶m b¶o chÊt l−îng bÒ mÆt trong qu¸ tr×nh chÕ t¹o chi tiÕt m¸y. 2.1- c¸c yÕu tè ®Æc tr−ng cho chÊt l−îng bÒ mÆt Kh¶ n¨ng lµm viÖc cña chi tiÕt m¸y phô thuéc rÊt nhiÒu vµo chÊt l−îng cña líp bÒ mÆt. ChÊt l−îng bÒ mÆt lµ chØ tiªu tËp hîp nhiÒu tÝnh chÊt quan träng cña líp bÒ mÆt: - H×nh d¹ng líp bÒ mÆt (®é sãng, ®é nh¸m...) - Tr¹ng th¸i vµ tÝnh chÊt c¬ lý cña líp bÒ mÆt (®é cøng, chiÒu s©u biÕn cøng, øng suÊt d−...) - Ph¶n øng cña líp bÒ mÆt ®èi víi m«i tr−êng lµm viÖc (tÝnh chèng mßn, kh¶ n¨ng chèng x©m thùc hãa häc, ®é bÒn mái...) 2.1.1- TÝnh chÊt h×nh häc cña bÒ mÆt gia c«ng TÝnh chÊt h×nh häc cña bÒ mÆt gia c«ng ®−îc ®¸nh gi¸ b»ng ®é nh¸m bÒ mÆt vµ ®é sãng bÒ mÆt. a) §é nh¸m bÒ mÆt (h×nh häc tÕ vi, ®é bãng) Trong qu¸ tr×nh c¾t, l−ìi c¾t cña dông cô c¾t vµ sù h×nh thµnh phoi kim lo¹i t¹o ra nh÷ng vÕt x−íc cùc nhá trªn bÒ mÆt gia c«ng. Nh− vËy, bÒ mÆt cã ®é nh¸m. §é nh¸m cña bÒ mÆt gia c«ng ®−îc ®o b»ng chiÒu cao nhÊp nh« Rz vµ sai lÖch profin trung b×nh céng Ra cña líp bÒ mÆt. 1 ChiÒu cao nhÊp nh« Rz : lµ trÞ sè trung b×nh cña tæng c¸c gi¸ trÞ tuyÖt ®èi cña chiÒu cao 5 ®Ønh cao nhÊt vµ chiÒu s©u 5 ®¸y thÊp nhÊt cña profin tÝnh trong ph¹m vi chiÒu dµi chuÈn ®o l. TrÞ sè Rz ®−îc x¸c ®Þnh nh− sau: Khoa C¬ khÝ - Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa 8 Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ chÕ t¹o m¸y Rz = y L−u ®øc b×nh (h1 + h 3 .. + h 9 ) + (h 2 + h 4 .. + h 10 ) 5 l Rmax §−êng ®Ønh y1 h1 h2 h5 h3 h4 h10 h9 h6 yn §−êng ®¸y ChiÒu dµi chuÈn l lµ chiÒu dµi cña phÇn bÒ mÆt ®−îc chän ®Ó ®o ®é nh¸m bÒ mÆt, kh«ng tÝnh ®Õn nh÷ng d¹ng mÊp m« kh¸c cã b−íc lín h¬n l (sãng bÒ mÆt ch¼ng h¹n). H×nh 2.1- §é nh¸m bÒ mÆt chi tiÕt. 2 Sai lÖch profin trung b×nh céng Ra: lµ trung b×nh sè häc c¸c gi¸ trÞ tuyÖt ®èi cña kho¶ng c¸ch tõ c¸c ®iÓm trªn profin ®Õn ®−êng trung b×nh, ®o theo ph−¬ng ph¸p tuyÕn víi ®−êng trung b×nh. Ra = 1 n 11 ≈ y dx ∑ yi x n i =1 l ∫0 §é nh¸m bÒ mÆt cã ¶nh h−ëng lín ®Õn chÊt l−îng lµm viÖc cña chi tiÕt m¸y. VÝ dô: §èi víi nh÷ng chi tiÕt trong mèi ghÐp ®éng (æ tr−ît, sèng dÉn, con tr−ît...), bÒ mÆt lµm viÖc tr−ît t−¬ng ®èi víi nhau nªn khi nh¸m cµng lín cµng khã ®¶m b¶o h×nh thµnh mµng dÇu b«i tr¬n bÒ mÆt tr−ît. D−íi t¸c dông cña t¶i träng, c¸c ®Ønh nh¸m tiÕp xóc víi nhau g©y ra hiÖn t−îng ma s¸t nöa −ít, thËm chÝ c¶ ma s¸t kh«, do ®ã gi¶m thÊp hiÖu suÊt lµm vÞªc, t¨ng nhiÖt ®é lµm viÖc cña mèi ghÐp. MÆt kh¸c, t¹i c¸c ®Ønh tiÕp xóc, lùc tËp trung lín, øng suÊt lín v−ît qu¸ øng suÊt cho phÐp ph¸t sinh biÕn d¹ng dÏo ph¸ háng bÒ mÆt tiÕp xóc, lµm bÒ mÆt bÞ mßn nhanh, nhÊt lµ thêi kú mßn ban ®Çu. Thêi kú mßn ban ®Çu cµng ng¾n th× thêi gian phôc vô cña chi tiÕt cµng gi¶m. §èi víi c¸c mèi ghÐp cã ®é d«i lín, khi Ðp hai chi tiÕt vµo nhau ®Ó t¹o mèi ghÐp th× c¸c nhÊp nh« bÞ san ph¼ng, nh¸m cµng lín th× l−îng san ph¼ng cµng lín, ®é d«i cña mèi ghÐp cµng gi¶m nhiÒu, lµm gi¶m ®é bÒn ch¾c cña mèi ghÐp. Nh¸m cµng nhá th× bÒ mÆt cµng nh½n, kh¶ n¨ng chèng l¹i sù ¨n mßn cµng tèt: bÒ mÆt cµng nh½n bãng th× cµng l©u bÞ gØ. §é nh¸m bÒ mÆt lµ c¬ së ®Ó ®¸nh gi¸ ®é nh½n bÒ mÆt trong ph¹m vi chiÒu dµi chuÈn rÊt ng¾n l. Theo tiªu chuÈn Nhµ n−íc th× ®é nh½n bÒ mÆt ®−îc chia lµm 14 cÊp øng víi gi¸ trÞ cña Ra, Rz (cÊp 14 lµ cÊp nh½n nhÊt, cÊp 1 lµ cÊp nh¸m nhÊt). Trong thùc tÕ s¶n xuÊt, ng−êi ta ®¸nh gi¸ ®é nh¸m bÒ mÆt chi tiÕt m¸y theo c¸c møc ®é: th« (cÊp 1 ÷ 4), b¸n tinh (cÊp 5 ÷ 7), tinh (cÊp 8 ÷ 11), siªu tinh (cÊp 12 ÷ 14). Trong thùc tÕ, th−êng ®¸nh gi¸ nh¸m bÒ mÆt b»ng mét trong hai chØ tiªu trªn. ViÖc chän chØ tiªu nµo lµ tïy thuéc vµo chÊt l−îng yªu cÇu vµ ®Æc tÝnh kÕt cÊu cña bÒ mÆt. ChØ tiªu Ra ®−îc sö dông phæ biÕn nhÊt v× nã cho phÐp ta ®¸nh gi¸ chÝnh x¸c h¬n vµ thuËn lîi h¬n nh÷ng bÒ mÆt cã yªu cÇu nh¸m trung b×nh. Víi nh÷ng bÒ mÆt qu¸ Khoa C¬ khÝ - Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa 9 Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ chÕ t¹o m¸y L−u ®øc b×nh nh¸m hoÆc qu¸ bãng th× chØ tiªu Rz l¹i cho ta kh¶ n¨ng ®¸nh gi¸ chÝnh x¸c h¬n lµ dïng chØ tiªu Ra. ChØ tiªu Rz cßn ®−îc sö dông ®èi víi nh÷ng bÒ mÆt kh«ng thÓ kiÓm tra trùc tiÕp th«ng sè Ra, nh− nh÷ng bÒ mÆt kÝch th−íc nhá hoÆc cã profin phøc t¹p. b) §é sãng bÒ mÆt §é sãng bÒ mÆt lµ chu kú kh«ng b»ng ph¼ng cña bÒ mÆt chi tiÕt m¸y ®−îc quan s¸t trong ph¹m vi lín h¬n ®é nh¸m bÒ mÆt. Ng−êi ta dùa vµo tû lÖ gÇn ®óng L gi÷a chiÒu cao nhÊp nh« vµ b−íc l h sãng ®Ó ph©n biÖt ®é nh¸m bÒ mÆt H vµ ®é sãng cña bÒ mÆt chi tiÕt m¸y. §é nh¸m bÒ mÆt øng víi tû lÖ: l/h = 0 ÷ 50 H×nh 2.2- Tæng qu¸t vÒ ®é nh¸m vµ ®é sãng §é sãng bÒ mÆt øng víi tû lÖ: bÒ mÆt chi tiÕt m¸y L/H = 50 ÷ 1000 trong ®ã, L: kho¶ng c¸ch 2 ®Ønh sãng. l: kho¶ng c¸ch 2 ®Ønh nhÊp nh« tÕ vi. H lµ chiÒu cao cña sãng. h: chiÒu cao nhÊp nh« tÕ vi. 2.1.2- TÝnh chÊt c¬ lý cña bÒ mÆt gia c«ng a) HiÖn t−îng biÕn cøng cña líp bÒ mÆt Trong qu¸ tr×nh gia c«ng, t¸c dông cña lùc c¾t lµm x« lÖch m¹ng tinh thÓ líp kim lo¹i bÒ mÆt vµ g©y biÕn d¹ng dÎo ë vïng tr−íc vµ vïng sau l−ìi c¾t. Phoi kim lo¹i ®−îc t¹o ra do biÕn d¹ng dÎo cña c¸c h¹t kim lo¹i trong vïng tr−ît. Gi÷a c¸c h¹t tinh thÓ kim lo¹i xuÊt hiÖn øng suÊt. ThÓ tÝch riªng t¨ng vµ mËt ®é kim lo¹i gi¶m ë vïng c¾t. Giíi h¹n bÒn, ®é cøng, ®é gißn cña líp bÒ mÆt ®−îc n©ng cao; ng−îc l¹i tÝnh dÎo dai cña líp bÒ mÆt l¹i gi¶m. TÝnh dÉn tõ còng nh− nhiÒu tÝnh chÊt kh¸c cña líp bÒ mÆt còng thay ®æi. KÕt qu¶ tæng hîp lµ líp bÒ mÆt kim lo¹i bÞ cøng nguéi, ch¾c l¹i vµ cã ®é cøng tÕ vi cao. Cã 2 chØ tiªu ®Ó ®¸nh gi¸ ®é biÕn cøng: - §é cøng tÕ vi. - ChiÒu s©u cña líp biÕn cøng. Møc ®é biÕn cøng vµ chiÒu s©u líp biÕn cøng bÒ mÆt phô thuéc vµo t¸c dông cña lùc c¾t, møc ®é biÕn d¹ng dÎo cña kim lo¹i vµ ¶nh h−ëng nhiÖt trong vïng c¾t. Lùc c¾t (c−êng ®é, thêi gian t¸c dông) t¨ng lµm cho møc ®é biÕn d¹ng dÎo cña vËt liÖu t¨ng; qua ®ã lµm t¨ng møc ®é biÕn cøng vµ chiÒu s©u líp biÕn cøng bÒ mÆt. NhiÖt sinh ra ë vïng c¾t (nhiÖt ®é, thêi gian t¸c dông) sÏ h¹n chÕ hiÖn t−îng biÕn cøng bÒ mÆt. b) øng suÊt d− trong líp bÒ mÆt Khoa C¬ khÝ - Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa 10