Báo cáo cuối kỳ môn công nghệ chế tạo máy 1 phân tích và xác Định chất lượng ra, rz…các bề mặt chi tiết

4 NHIỆM VỤ Yêu cầu: Thiết kế lại chi tiết phải đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật và khả năng của công nghệ gia công sản phẩm... + Ra: là sai lệch trung bình số học được xác định bằng tất cả

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINH

KHOA CÔNG NGHỆ CƠ KHÍ

BÁO CÁO CUỐI KỲ MÔN: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY 1

Sinh viên thực hiện Mã sinh viên

1 Phạm Lê Quang Huy

2 Lâm Thái Bình

3 Nguyễn Trần Quốc Anh

4 Nguyễn Trí Toàn

22687101

22672451

22678701

22705291

5 Nguyễn Huy Hoàng 22706401

Tp Hồ Chí Minh, 11 – 2024

2

MỤC LỤC

I.Phân tích và xác định chất lượng Ra, Rz…các bề mặt chi tiết 6

1.Phân tích và xác định: 6

1.1.Dung sai độ nhám bề mặt Ra 6

1.2.Dung sai độ nhám chung của bản vẽ Rz 7

2.Phân tích và xác định độ chính xác dung sai của chi tiết 7

3.Phân tích và xác định độ chính xác dung sai, sai lệch hình học… của chi tiết 7

3.1.Định nghĩa 7

II.Phân tích và xác định dạng sản xuất, ý nghĩa kinh tế dạng này 8

1.Dạng sản xuất: 8

2 Đặc điểm của các dạng sản xuất 8

3 Mục đích 9

4.Ý nghĩa kinh tế 10

5 Ý nghĩa của dạng sản xuất liên tục ( hàng khối ) 10

III.Phân tích và xác định các phương pháp gia công các bề mặt cần gia công của chi tiết (CLO1) 11

1.Phân tích 11

2 Chọn phương pháp gia công 12

IV.Phân tích và chọn dụng cụ cắt thích hợp để gia công các bề mặt cần gia công 12

V.Phân tích và chọn phương pháp chế tạo phôi thích hợp (CLO4) 12

VI.Phân tích yêu cầu của chi tiết 14

VII.Lựa chọn phương pháp chế tạo phôi: 14

VIII.Lựa chọn phương pháp chế tạo phôi phù hợp nhất 15

IX.Lập thứ tự trình tự các nguyên công, các bước để gia công các bề mặt cần gia công (CLO5) 15

X.Phân tích và xác định bề mặt được chọn làm chuẩn, số bậc tự do bị khống chế và kẹp chặt của chi tiết (CLO2) 17

XI Phân tích và tính sai số chuẩn của một bước công nghệ trong quy trình công nghệ 18

1.Phân tích: 18

2 Tính sai số chuẩn: 18

3

LỜI CẢM ƠN

Kính gửi thầy Nguyễn Văn Nam,

Trước tiên, nhóm em xin chân thành cảm ơn thầy đã dành thời gian giảng dạy và hướng dẫn chúng em trong suốt quá trình học tập môn Chế tạo máy Những kiến thức quý báu và kinh nghiệm mà thầy chia sẻ đã giúp em không chỉ hoàn thành tiểu luận cuối kỳ mà còn hiểu sâu hơn

về các nguyên lý và ứng dụng của ngành học này

Sự hợp tác, hỗ trợ và những ý tưởng sáng tạo từ tất cả mọi người đã làm cho quá trình nghiên cứu và hoàn thiện tiểu luận trở nên thú vị và hiệu quả hơn Chúng em đã cùng nhau vượt qua những khó khăn, tìm ra giải pháp và chia sẻ niềm đam mê với môn học

Bên cạnh đó, em xin cảm ơn gia đình đã luôn ủng hộ và động viên em trong những lúc khó khăn Sự tin tưởng và khích lệ của gia đình là nguồn động lực lớn giúp em nỗ lực hoàn thành tiểu luận này

Cuối cùng, em mong rằng những gì nhóm em học được từ tiểu luận này sẽ là nền tảng vững chắc cho hành trình học tập và nghiên cứu trong tương lai Chúng em hy vọng sẽ có thêm nhiều

cơ hội để học hỏi và phát triển hơn nữa trong lĩnh vực Chế tạo máy

Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn thầy đã đồng hành cùng em trong suốt quá trình này Trân trọng

4

NHIỆM VỤ Yêu cầu: Thiết kế lại chi tiết phải đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật và khả năng của công nghệ gia công sản phẩm

5

PHIẾU CHẤM ĐIỂM

6

NỘI DUNG CHÍNH I.Phân tích và xác định chất lượng Ra, Rz…các bề mặt chi tiết

Hình 1: Bản vẽ chi tiết

- Số lượng chi tiết cần gia công 10.000

1.Phân tích và xác định:

1.1.Dung sai độ nhám bề mặt Ra

+ Độ nhám bề mặt hay còn gọi là độ bóng bề mặt, là yếu tố quan trọng để đánh giá

chất lượng sản phẩm gia công cơ khí Mặc dù bề mặt chi tiết có vẻ bóng và mịn, nhưng thực tế, dưới kính hiển vi, vẫn tồn tại những gồ ghề, nhấp nhô Độ nhám thể

7

hiện mức độ không đồng đều của bề mặt, là thước đo chính xác cho các điểm không đồng đều của sản phẩm sau gia công

+ Ra: là sai lệch trung bình số học được xác định bằng tất cả điểm cao nhất và các

điểm thấp nhất trong phạm vi chiều dài chuẩn L

Yêu cầu độ nhám của bản vẽ

- Độ nhám Ra 3.2 yêu cầu bề mặt không quá mịn nhưng đủ để giảm ma sát và tăng cường tiếp xúc tốt khi lắp ráp

- Đạt được thông qua các phương pháp gia công như phay, tiện hoặc mài tinh

- Phù hợp với các chi tiết mà bề mặt tiếp xúc không yêu cầu quá cao về độ mịn

1.2.Dung sai độ nhám chung của bản vẽ Rz

+ Rz: Là chiều cao nhấp nhô trng bình công của 5 khoãng cách từ điểm cao nhất đến đáy thấp nhất trên bề mặt chi tiết trong phạm vi chiều dài chuẩn L

Yêu cầu:

- Yêu cầu độ chính xác ở mức trung bình, đủ mịn để tránh ma sát lớn hoặc hư hỏng

bề mặt

- Sử dụng các phương pháp gia công thông thường như phay, tiện, mài hoặc đánh bóng nhẹ

- Phù hợp với bản vẽ vì các bề mặt không có các định quá nhọn, rãnh sâu

2.Phân tích và xác định độ chính xác dung sai của chi tiết

- Mặt B: Kích thước 72±0.5 :

+ Kích thước danh nghĩa 72mm + Sai lệch giới hạn trên ES là 0.5 µm, sai lệch giới hạn dưới EI là 0.5 µm

- 2 lỗ ϕ12±0.18 :

+ Đường kính danh nghĩa của lỗ 12mm + Sai lệch độ tròn của lỗ 0.18 µm

- Mặt phẳng A: Kích thước 30±0.5:

+ Kích thước danh nghĩa 30mm + sai lệch giới hạn trên ES là 0.5 µm, sai lệch giới hạn dưới EI là 0.5 µm

- 1 lỗ ϕ12±0.18

+ Đường kính danh nghĩa của lỗ 12mm + Sai lệch giới hạn trên ES là 0.18 µm, sai lệch giới hạn dưới EI là 0 µm

3.Phân tích và xác định độ chính xác dung sai, sai lệch hình học… của chi tiết 3.1.Định nghĩa

Định nghĩa: Là giới hạn cho phép về sự sai lệch giữa kích thước thực tế và kích thước thiết kế của chi tiết

Sử dụng tiêu chuẩn kỹ thuật TCVN2244 – 99, dựa trên cơ sở của tiêu chuẩn quốc tế ISO286-1 :1988

: Sai lệch độ tròn của lỗ ϕ12 được chỉ định là 0.18 µm

8

: Sai lệch độ vuông góc được chỉ định nhỏ hơn hoặc bằng 0.1mm so với bề mặt chuẩn A và bề mặt chuẩn B

:Sai lệch độ vuông góc của lỗ được chỉ định so với mặt phẳng A nhỏ hơn hoặc bằng 0.1mm

:Sai lệch độ vuông góc của lỗ được chỉ định so với mặt phẳng B nhỏ hơn hoặc bằng 0.1mm

- Kích thước từ 6mm đến 30mm

+Cấp dung sai độ chính xác cao : ± 0.1 mm

+Cấp dung sai độ chính xác trung bình : ±0.2 mm

+Cấp dung sai độ chính xác thô : ±0.5 mm

- Kích thước từ 30mm đến 120mm

+Cấp dung sai độ chính xác cao : ±0.2 mm

+Cấp dung sai độ chính xác trung bình : ±0.5 mm

+Cấp dung sai độ chính xác thô : ±1 mm

- Dung sai kích thước lỗ được chỉ định đánh giá theo chỉ tiêu Ra là 3.2um

- Dung sai độ nhám bề mặt được chỉ định đánh giá theo chỉ tiêu Rz là 10um

II.Phân tích và xác định dạng sản xuất, ý nghĩa kinh tế dạng này

1.Dạng sản xuất:

- Dạng sản xuất là một khái niệm trong công nghệ chế tạo máy nhằm xác định phương thức tổ chức sản xuất dựa trên đặc điểm, quy mô và tính chất của quá trình sản xuất Dạng sản xuất được phân loại dựa trên các yếu tố như: khối lượng sản xuất, tính đa dạng của sản phẩm, mức độ chuyên môn hóa trong sản xuất, và cách tổ chức công việc

2 Đặc điểm của các dạng sản xuất

a.Sản xuất theo đơn hàng

- Đặc điểm: Sản phẩm chỉ được sản xuất khi có đơn đặt hàng từ khách hàng Đây là dạng sản xuất chủ yếu trong ngành cơ khí chế tạo các thiết bị, máy móc hoặc linh kiện đặc thù

- Ứng dụng: Sản xuất các sản phẩm có tính chất đặc biệt, tùy chỉnh, như các thiết bị công nghiệp, máy móc chuyên dụng

- Ưu điểm:

+ Đảm bảo sản phẩm đáp ứng yêu cầu đặc thù của khách hàng

+ Giảm thiểu chi phí tồn kho, không phải dự trữ sản phẩm

9

- Nhược điểm:

+ Thời gian sản xuất lâu, yêu cầu quá trình thiết kế và gia công phức tạp

Chi phí sản xuất có thể cao hơn do cần chuẩn bị đặc thù cho mỗi đơn hàng

b.Sản xuất hàng loạt

- Đặc điểm: Sản xuất một số lượng lớn các sản phẩm cơ khí giống hệt nhau, thường

là các chi tiết, linh kiện với số lượng rất lớn

- Ứng dụng: Sản xuất các chi tiết cơ khí tiêu chuẩn, các linh kiện điện tử, bộ phận ô

tô, máy móc công nghiệp có yêu cầu số lượng lớn

- Ưu điểm:

+ Chi phí sản xuất thấp nhờ quy mô lớn, tự động hóa cao

+ Hiệu suất sản xuất cao, ổn định

- Nhược điểm:

+ Thiếu linh hoạt khi thay đổi mẫu mã hoặc thiết kế sản phẩm

+ Không dễ dàng đáp ứng các yêu cầu đặc biệt của khách hàng

c.Sản xuất liên tục( hàng khối )

- Đặc điểm: Sản xuất liên tục không ngừng nghỉ, thường áp dụng cho những sản phẩm có tính chất tiêu chuẩn hóa cao và nhu cầu ổn định

- Ứng dụng: Các sản phẩm cơ khí có tính chất đồng nhất, ví dụ như dây chuyền sản xuất linh kiện điện tử, hoặc sản phẩm cơ khí trong ngành công nghiệp khai thác, chế biến

- Ưu điểm:

+ Tối ưu hóa sản xuất và giảm chi phí nhờ vào sự liên tục và tự động hóa cao + Hiệu suất sản xuất rất cao, phù hợp với các sản phẩm có yêu cầu ổn định

- Nhược điểm:

+ Đầu tư ban đầu lớn vào thiết bị và công nghệ

+ Khó thay đổi sản phẩm hoặc thiết kế trong quá trình sản xuất

3 Mục đích

- Tối ưu hóa chi phí sản xuất: Giúp xác định phương pháp tổ chức và quy trình sản - xuất phù hợp nhằm giảm thiểu chi phí, nâng cao hiệu quả sử dụng nguyên liệu và nhân công

10

- Nâng cao năng suất lao động: Sử dụng dạng sản xuất phù hợp sẽ giúp cải thiện quy trình sản xuất, giảm thời gian gia công, và tăng số lượng sản phẩm hoàn thành

- Đáp ứng nhu cầu thị trường: Mỗi dạng sản xuất có thể linh hoạt thay đổi để đáp ứng nhu cầu

về số lượng và chất lượng sản phẩm mà thị trường yêu cầu

- Tạo ra sự ổn định trong sản xuất: Với sản xuất hàng loạt và liên tục( hàng khối ), các quy trình sản xuất được chuẩn hóa, giúp duy trì sự ổn định và đồng nhất trong chất lượng sản phẩm

4.Ý nghĩa kinh tế

- Đảm bảo sự ổn định về chất lượng: Quy trình sản xuất được tổ chức bài bản giúp sản phẩm đạt được tiêu chuẩn chất lượng một cách đồng đều

- Tăng cường khả năng cạnh tranh: Sản xuất với chi phí thấp và chất lượng ổn định giúp sản phẩm cạnh tranh tốt hơn trên thị trường

- Đáp ứng kịp thời nhu cầu của người tiêu dùng: Nhờ việc sản xuất theo các dạng phù hợp, các doanh nghiệp có thể đáp ứng nhanh chóng các đơn hàng, từ đó nâng cao uy tín và vị thế trên thị trường

- Tối ưu hóa việc sử dụng nguồn lực: Lựa chọn đúng dạng sản xuất giúp sử dụng tối

ưu máy móc, nhân công và nguyên vật liệu, giảm thiểu lãng phí

5 Ý nghĩa của dạng sản xuất liên tục ( hàng khối )

- Giảm chi phí sản xuất trên mỗi đơn vị sản phẩm: Sản xuất hàng khối giúp tận dụng hiệu quả các máy móc tự động, quy trình chuyên môn hóa cao, do đó chi phí trên mỗi sản phẩm được giảm đáng kể

- Nâng cao năng suất sản xuất: Việc sản xuất liên tục với khối lượng lớn đảm bảo số lượng sản phẩm đầu ra cao, đáp ứng được nhu cầu tiêu thụ lớn từ thị trường

- Chất lượng đồng nhất: Quy trình sản xuất được chuẩn hóa và lặp lại, giúp các sản phẩm đầu ra có chất lượng tương đồng và đáp ứng tiêu chuẩn kỹ thuật

- Tạo lợi thế cạnh tranh: Với chi phí thấp và khả năng sản xuất lớn, các doanh nghiệp

có thể cung cấp sản phẩm với giá cả hợp lý hơn so với đối thủ cạnh tranh, chiếm lĩnh thị phần

- Thu hút đầu tư vào tự động hóa: Dạng sản xuất hàng khối thường yêu cầu các dây chuyền tự động hoặc bán tự động, thúc đẩy việc áp dụng công nghệ cao, từ đó nâng cao trình độ công nghệ và khả năng cạnh tranh của ngành công nghiệp

11

- Dựa vào sản lượng hằng năm và khối lượng của phôi để xác định dạng sản Cho yêu cầu thiết kế sản lượng hàng năm là 10000 sản phẩm

Vậy tổng sản lượng mà nhà máy phải thiết kế được tính theo công thức:

N= N1.m.(1+ 𝛽+𝛼

100)

Trong đó: N: Số chi tiết được sản xuất trong một năm

N1: Số sản phẩm (số máy) được sản xuất trong một năm

m: số chi tiết trong một sản phẩm (một máy)

β: Số chi tiết được chế tạo thêm để dự phòng (β= 10-20%) Chọn β = 10%

α: Số chi tiết phế phẩm (α= 3-5%) Chọn α = 5%

Thay vào công thức ta có: N= 10000.2.(1+ 10+5

100) = 23000 chi tiết / năm

Dạng sản xuất

Q : Trọng lượng của chi tiết

>200 Kg 4  200 Kg < 4 Kg

Số lượng chi tiết / năm

➢ Dạng sản xuất của chi tiết là : Hàng loạt lớn

III.Phân tích và xác định các phương pháp gia công các bề mặt cần gia công của chi tiết (CLO1)

1.Phân tích

- Ở đây chi tiết gia công thuộc dạng sản xuất hàng loạt nên ta chọn phương pháp gia công một

vị trí , một dao và gia công tuần tự

- Đối với dạng sản xuất hàng loạt , để đạt năng suất cao trong điều kiện sản xuất ở nước ta thì đường lối công nghệ thích hợp nhất là phân tán nguyên công (ít bước công nghệ trong một nguyên công) Ở đây ta dùng loại máy vạn năng kết hợp với các đồ gá chuyên dùng và các máy chuyên dùng để dễ chế tạo Dựa vào kết cấu và điều kiện kỹ thuật của chi tiết gia công ta xác

định

12

2 Chọn phương pháp gia công

Bề mặt gia công Phương pháp gia

công

Vật liệu Độ nhám

Gia công mặt phẳng B Phay Thép C45 Rz=10 Gia công 2 lỗ ϕ12 Khoan Thép C45 Ra=3.2 Mặt phẳng A Phay Thép C45 Rz=10 Gia công 1 lỗ ϕ12 Khoan Thép C45 Ra=3.2

IV.Phân tích và chọn dụng cụ cắt thích hợp để gia công các bề mặt cần gia công

Gia công lỗ trụ (khoan, khoét, doa):

- Dựa vào các phương pháp gia công đã chọn ở bảng trên ta chọn được máy gia công cho chi tiết cùng với các dụng cụ cắt tương ứng với các vị trí như sau:

Máy phay

Khoan

V.Phân tích và chọn phương pháp chế tạo phôi thích hợp (CLO4)

- Chọn phôi hợp lý sẽ đưa lại hiệu quả kinh tế cao, loại phôi được lựa chọn

phụ thuộc vào kết cấu của chi tiết, vật liệu sử dụng, dạng sản xuất và điều kiện

sản xuất cụ thể của từng nhà máy, xí nghiệp, địa phương Chọn phôi tức là xác

13

định phương pháp chế tạo phôi, kích thước và dung sai của phôi Sau đây là một số cách chọn phôi thường dùng:

a.Phôi thép thanh.

- Phôi thép thanh dùng để chế tạo các loại chi tiết như con lăn, chi tiết kẹp chặt, các loại trục, xilanh, pittong, bạc, bánh răng có đường kính nhỏ…Trong sản xuất hàng loạt vừa, loạt lớn, hàng khối thì dung sai của thép thanh

b.Phôi dập.

- Phôi dập thường dùng cho các chi tiết sau đây: Trục răng côn, trục răng thẳng, các loại bánh răng khác, các chi tiết dạng càng, trục chữ thập, trục khuỷu…

- Dưới tác dụng của ngoại lực tinh thể kim loại được định hướng và kéo dài tạo thành

tổ chức sợi hoặc thớ làm tăng khả năng kéo dọc thớ và chịu cắt ngang thớ Khi sử dụng phôi dập cơ tính của vật liệu dược cải thiện, độ chính xác hình dạng, kích thước, chất lượng bề mặt phôi cao Do đó, giảm được thời gian gia công cắt gọt và tổn thất vật liệu nên giảm được chi sản xuất, rút ngắn đước quá trình công nghệ, dễ cơ khí hóa và

tự động hóa nên năng suất cao

- Nhược điểm của dập thể tích là thiết bị cần có công suất lớn, không chế tạo được phôi lớn, chi phí chế tạo khuôn cao, do đó chỉ có hiệu quả khi số lượng chi tiết đủ lớn

c Phôi đúc.

- Phôi đúc được dùng trong các loại chi tiết như: Các gối đỡ, các chi tiết dạng hộp, các loại càng phức tạp,các loại trục chữ thập…

- Có 2 phương pháp đúc cơ bản là đúc trong khuôn cát và đúc trong khuôn kim loại + Đúc trong khuôn kim loại

Ưu điểm: Độ chính xác về hình dạng và kích thước cao, tổ chức vật đúc mịn chặt, chất lượng bề mặt vật đúc cao giảm được thời gian làm khuôn

- Nhược điểm: Tính dẫn nhiệt của khuôn cao nên khả năng điền đầy của khuôn kém,

sự co giãn của khuôn kim loại lớn nên dễ gây ra nứt phôi, giá thành làm khuôn cáo do việc chế tạo khuôn khó, khó chế tạo các vật đúc có hình dạng phức tạp và có thành mỏng, bề mặt chi tiết dễ bị biến cứng

+ Đúc trong khuôn cát

- Ưu điểm: Chế tạo khuôn mẫu đơn giản, đúc được các vật liệu kim loại khác nhau có khối lượng từ vài chục gam đến vài chục tấn, đúc được các chi tiết có hình dạng phức tạp, khả năng điền đầy của khuôn các tốt hơn khuôn kim loại, giá thành hạ

- Nhược điểm: Độ chính xác của phôi không cao, mất nhiều thời gian làm khuôn, chất lượng bề mặt vật đúc thấp

=> Chọn phôi đúc trong khuôn kim loại