
Cơ khí đại cương – Phần 2: Một Số Yếu Tố Kỹ Thuật Gia Công Cơ Khí
LỜI MỞ ĐẦU
Tiếp nối từ bài QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT CƠ KHÍ ở bài viết này cung cấp đến người đọc những yếu tố kỹ thuật gia công cơ khí và 1 số khái niệm định nghĩa hay công thức, các dụng cụ, tiêu chuẩn, tiêu chí trong bộ môn cơ khí nói chung và gia công cơ khí nói riêng.
LƯỢNG DƯ GIA CÔNG
Lượng dư gia công là lượng kim loại dự trữ cho quá trình cắt gọt để đạt độ bóng, độ chính xác theo yêu cầu kỹ thuật. Đó là hiệu số giữa kích thước thực của phôi với kích thước danh nghĩa của chi tiết. Lượng dư phụ thuộc vào vật liệu, kích thước, phương pháp gia công, độ bóng, độ chính xác của bề mặt gia công.
Đi vào tính toán lượng dư gia công có 2 phương pháp xác định lượng dư gia công: phương pháp thống kê kinh nghiệm và phương pháp tính toán phân tích, sau đây là ảnh minh họa vùng 1, vùng 2, vùng 3 là các vùng gia công.
ĐỘ NHÁM BỀ MẶT
Bề mặt chi tiết sau khi gia công không bằng phẳng một cách lý tương như trên bản vẽ mà có độ nhấp nhô.Những nhấp nhô này là do vết dao để lại hay rung động trong quá trình cắt…
Một số khái niệm:
- Bề mặt hình học là bề mặt được xác định bới kích thước trên bản vẽ không có nhấp nhô, sai lệch về hình dáng.
- Bề mặt thực là bề mặt giới hạn của vật thể, ngăn cách nó với môi trường xung quanh.
- Bề mặt đo là bề mặt nhận được khi đo bề mặt thực bằng các dụng cụ đo.
- Chiều dài chuẩn L (mm) là chiều dài tối thiểu của phần cần xác định độ nhấp nhô bề mặt một cách tin cậy.
- Đường trung bình profin được xác định sao cho tổng khoảng cách từ các điểm của profin đến đường đó là nhỏ nhất trong giới hạn chiều dài chuẩn L.
Độ nhám còn gọi là độ bóng hay độ nhấp nhô tế vi là một chỉ tiêu kỹ thuật đánh giá độ nhấp nhô tế vi bề mặt sau khi gia công, ta sẽ nghiên cứu độ nhấp nhô tế vi đo trong phạm vi chiều dài chuẩn (L).
Sai lệch trung bình số học Ra (µm)
là trị số trung bình các khoảng cách từ những điểm của Prôfin đo được đến đường trung bình của nó, trong giới hạn chiều dài chuẩn (L).
Chiều cao nhấp nhô trung bình Rz (µm)
là trị số trung bình của những khoảng cách từ 5 đỉnh cao nhất đến 5 đáy thấp nhất của Profin đo được, trong giới hạn chiều dài chuẩn (L).
Theo TCVN 2511 – 78 quy định 14 cấp độ bóng với chiều dài chuẩn L,được chỉ ra ở bảng sau:
Cách kí hiệu Ra,Rz:
Đối với cấp 6 đến 12, chủ yếu dùng thông số Ra, còn đối với cấp 13,14 và 1 đến 5 chủ yếu dùng thông số Rz
TÍNH CHẤT CƠ LÝ LỚP KIM LOẠI BỀ MẶT
Nếu chỉ đánh giá chất lượng bề mặt chi tiết qua độ nhám bề mặt thì chưa đủ. Tính chất cơ lý của lớp bề mặt ảnh hưởng không ít đến tuổi thọ chi tiết máy.
- Mặt ngoài bị phá hủy (1) do chịu lực ép và ma sát khi cắt gọt, nhiệt độ tăng lên cao. Ngoài cùng là màng khí hấp thụ dày cỡ 2-3 Ăngstron , nó hình thành khi tiếp xúc với không khí và mất đi khi bị nung nóng. Sau đó là lớp oxy hóa dày khoảng (40-80) Ă.
- Lớp cứng nguội (2) là lớp kim loại bị biến dạng có chiều dày khoảng 50.000 Ă, với độ cứng cao thay đổi giảm dần từ ngoài vào, làm tính chất cơ lý thay đổi.
- Kim loại cơ bản từ vùng (3) trở vào.
DUNG SAI KÍCH THƯỚC
Dung sai: sai số trong phạm vi cho phép để đảm bảo tính lắp lẫn.
-Kích thước danh nghĩa
- Sai lệch cơ bản: xác định vị trí của miền dung sai so với kích thước danh nghĩa. Có 2 trường hợp:
- + SLCB là sai lệch dưới (ei, EI)
- + SLCB là sai lệch trên (es, ES)
- Đối với lỗ : sai lệch cơ bản lần lượt được ký hiệu bằng các mẫu tự viết hoa là: A, B, C, CD, E, EF, G, H, J(JS), K, M, N, P, R, T, U, V, X, Y, Z, ZA, ZB, ZC.
- Đối với trục : sai lệch cơ bản lần lượt được ký hiệu bằng các mẫu tự viết thường là: a, b, c, cd, d, e, ef, f, g, h, j(js), k, m, n, p, r, s, t, u, v, y, z, za, zb, zc.
Miền dung sai của hệ trục và lỗ:
Sai lệch trên ghi trên, sai lệch dưới ghi dưới, sai lệch bằng không ta không ghi. Khi sai lệch trên và dưới bằng nhau về trị số nhưng trái dấu thì ta chỉ ghi trị số với dấu ± phía trước.
CÁC LOẠI SAI LỆCH KHÁC
Trong quá trình chế tạo còn có các loại sai lệch khác nữa, trong đó đặc biệt quan tâm đến sai lệch hình dạng. Sai lệch hình dạng thường chia làm 3 loại:
- Sai lệch về hình dáng hình học như độ phẳng, độ côn, độ ôvan.
- Sai lệch về vị trí tương quan giữa các yếu tố hình học của chi tiết.
- Độ chính xác của hình dáng hình học tế vi.
Các sai lệch có liên quan đến nhau mà không hoàn toàn tách rời. Có lúc đạt được độ chính xác về mặt này, nhưng lại có sai lệch về mặt khác.
KHÁI NIỆM VỀ ĐỘ CHÍNH XÁC GIA CÔNG
Độ chính xác gia công cơ khí là một đặc tính cơ bản của ngành chế tạo máy nhằm đáp ứng yêu cầu đòi hỏi của máy móc như độ chính xác để chịu được tải trọng lớn, tốc độ cao, áp lực và nhiệt độ lớn,… Muốn máy móc chính xác trước hết việc gia công từng chi tiết máy phải đạt độ chính xác.
Độ chính xác gia công là mức độ đạt được khi gia công các chi tiết thực so với độ chính xác thiết kế đề ra. Trong kỹ thuật, độ chính xác gia công được biểu thị bằng sai lệch về kích thước, sai lệch về hình dáng (độ ô van, độ méo, độ côn,..), sai lệch vị trí tương đối.
Độ chính xác gia công cơ khí sẽ đánh giá chung mức độ sai lệch gia công. TCVN và ISO chia ra 20 cấp chính xác đánh số theo thứ tự độ chính xác giảm dần 01,0,1,2,3,…, 16,17,18. Trong đó:
- Cấp 01 đến 1 là các cấp siêu chính xác.
- Cấp 1 đến 5 là các cấp chính xác cao, cho các chi tiết chính xác, dụng cụ đo.
- Cấp 6 đến 11 là các cấp chính xác thường, áp dụng cho các mối lắp ghép.
- Cấp 12 đến 18 là các cấp chính xác thấp, dùng cho các kích thước tự do (không lắp ghép).
KHÁI NIỆM LẮP GHÉP
- Trục là tên gọi thường được dùng để ký hiệu các bề mặt ngoài bị bao của chi tiết.
- Lỗ là tên gọi được dùng để ký hiệu các bề mặt trong của chi tiết – đó là mặt bao.
- Kích thước danh nghĩa của mối ghép là kích thước chung cho lỗ và trục.
- Dung sai lắp ghép là tổng dung sai của lỗ và trục.
Hệ thống lắp ghép
Hệ thống lỗ: là hệ thống lắp ghép lấy lỗ làm chuẩn, ta chọn trục để có các kiểu lắp khác nhau, tại miền dung sai lỗ cơ bản H có ES > 0, còn EI = 0. Hệ thống lỗ thường được sử dụng nhiều hơn hệ thống trục.
Hệ thống trục: là hệ thống lắp ghép lấy trục làm chuẩn, ta chọn lỗ để có các kiểu lắp khác nhau, miền dung sai có trục cơ bản h có es = 0 còn ei < 0.
Phương pháp lắp ghép
Lắp mỏng: là phương pháp lắp ghép mà kích thước trục luôn nhỏ hơn kích thước của lỗ, giữa 2 chi tiết lắp ghép có độ hở, chúng có thể chuyển động tương đối với nhau nên dùng các mối lắp ghép có truyền chuyển động quay hay trượt. Dạng lắp ghép này, theo TCVN lỗ có miền dung sai A, B, … G, H hoặc các trục có miền dung sai a, b,… g, h
Lắp chặt: là phương pháp lắp ghép mà kích thước trục luôn lớn hơn kích thước lỗ. Khi lắp ghép giữa 2 chi tiết có độ dôi nên cần có lực ép chặt hoặc gia công nhiệt cho lỗ ( hoặc trục ), thường dùng cho các mối lắp ghép có truyền lực. Dạng lắp ghép này, theo TCVN lỗ có miền dung sai P , R ,.. , Zc hoặc các trục có miền dung sai p , I , … , …
Lắp trung gian: là loại lắp ghép mà tuỳ theo kích thước của lỗ và kích thước trục mối lắp có thể có độ hở hoặc độ dôi. Giữa 2 chi tiết lắp ghép có thể có độ hở rất nhỏ hoặc độ dôi rất nhỏ. Khi lắp có thể ép nhẹ để có mối lắp. Dạng lắp ghép này, theo TCVN lỗ có miền dung sai J, K, M, N hoặc các trục có miền dung sai j, k, m, n.
DỤNG CỤ ĐO
- Dụng cụ đo: Các loại dụng cụ đo thường gặp là các loại thước: thước thẳng, thước cuộn, thước dây, thước lá, thước cặp, thước đo góc, compa, panme, đồng hồ so, calíp, căn mẫu…Các loại thiết bị đo tiên tiến thường dùng như: đầu đo khí nén, đầu đo bằng siêu âm hoặc laze, thiết bị quang học, thiết bị đo bằng điện hoặc điện tử…
- Thước lá: có vạch chia đến 0,5 hoặc 1mm có độ chính xác thấp khoảng ± 0,5 mm.
- Thước cặp: là dụng cụ đo vạn năng để đo các kích thước có giới hạn và ngắn như chiều dài, chiều sâu, khoảng cách, đường kính lỗ… với độ chính xác khoảng ± (0,02÷0,05) mm.
- Panme: thường dùng để đo đường kính ngoài, lỗ, rãnh…với độ chính xác cao, có thể đạt ± (0,005÷0,01) mm. Panme chỉ đo được kích thước giới hạn. Ví dụ panme ghi 0 -25 chỉ đo được kích thước ≤ 25 mm.
- Calíp – căn mẫu: là loại dụng cụ kiểm tra dùng trong sản xuất hàng loạt, hàng khối để kiểm tra kích thước giới hạn các sản phẩm đạt yêu cầu hay không.
- Đồng hồ so:có độ chính xác đến ± 0,01 mm, dùng kiểm tra sai số đo so với kích thước chuẩn bằng bàn rà, bàn gá chuẩn nên có thể kiểm tra được nhiều dạng bề mặt. Dùng đồng hồ so có thể xác định được độ không song song, độ không vuông góc, độ đồng tâm, độ tròn, độ phẳng, độ thẳng, độ đảo…
- Dưỡng: chỉ dùng kiểm tra một kích thước hoặc hình dáng.
TIÊU CHUẨN HÓA TRONG NGÀNH CƠ KHÍ
Chức năng
- Chức năng chất lượng.
- Chức năng thống nhất hóa.
- Chức năng lắp dẫn.
- Chức năng tiết kiệm.
- Chức năng pháp lý.
- Chức năng giáo dục.
Ngoài những chức năng chính nêu trên, tiêu chuẩn hóa còn có nhiều chức năng khác như đơn giản hóa, hệ thống hóa,.. Tất cả các chức năng không tách rời nhau mà có mối quan hệ chặt chẽ với nhau, bổ sung cho nhau tùy từng mục đích, yêu cầu.
Các loại tiêu chuẩn
- Tiêu chuẩn Nhà nước (tiêu chuẩn Quốc Gia): Áp dụng cho tất cả các ngành, cơ quan, xí nghiệp trong phạm vi toàn quốc và có hiệu lực cao nhất trong các cấp tiêu chuẩn của quốc gia.
- Tiêu chuẩn ngành: (ví dụ theo TCVN, tiêu chuẩn ngành ký hiệu là TCN kèm theo số đặc trưng cho ngành ghi ở phía trước, số đặc trung này do bộ khoa học công nghệ và môi trường quy định, hiện nay thực chất là tiêu chuẩn của Bộ hoặc của tổng cục áp dụng rộng trong phạm vi từng Bộ, từng tổng cục).
- Tiêu chuẩn địa phương: (ví dụ theo TCVN ký hiệu là TCV – tiêu chuẩn vùng – kèm theo số đặc trưng cho địa phương ghi ở phía trước, số đặc trưng này do Bộ khoa học – Công nghệ và môi trường quy định) áp dụng cho các tỉnh, khu, thành phố trực thuộc Trung ương và chỉ có hiệu lực trong phạm vi từng địa phương một.
- Tiêu chuẩn xí nghiệp: chỉ có hiệu lực trong phạm vi từng xí nghiệp một.
- Tiêu chuẩn vùng: chỉ có tác dụng pháp lý trong khu vực, ví dụ Tiêu chuẩn Châu Âu EN (European Norm).
- Tiêu chuẩn quốc tế ISO (International Organization for Standardization): tiêu chuẩn quốc tế hóa
Ngày nay cùng với sự phát triển kinh tế xu hướng toàn cầu hóa hoạt động thương mại, dịch vụ,… chất lượng đã được nhìn một cách toàn diện hơn, đúng đắn hơn. Sau đây là ký hiệu tiêu chuẩn một số nước, vùng và quốc tế:
KHÁI NIỆM VỀ CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT
Muốn phát triển nhanh nền kinh tế thì phải tăng năng suất lao động và hạ giá thành sản phẩm. Có nhiều biện pháp và phương hướng tăng năng suất lao động hạ giá thành sản phẩm, nhưng muốn chọn đúng biện pháp, nhằm đúng hướng thì trước tiên phải có những chỉ tiêu đánh giá, phân tích năng suất và giá thành, sau đó trên cơ sở phân tích các chỉ tiêu năng suất cũ để đưa ra phương hướng tăng năng suất mới và phải có chỉ tiêu để đánh giá năng suất mới. Như vậy chúng ta cần hiểu khái niệm về chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật và vấn đề năng suất lao động.
Về định mức chỉ tiêu trong kỹ thuật có một ý nghĩa rất to lớn đối với việc sử dụng thiết bị, vật tư, nhân lực một cách có hiệu lực, chống lãng phí và áp dụng các biện pháp lao động tiên tiến.
Nhiệm vụ căn bản của việc định mức chỉ tiêu kỹ thuật là tìm ra trong hệ thống công việc những biện pháp có thể nâng cao năng suất lao động, giảm thời gian chế tạo sản phẩm.
- Chi tiêu về thời gian.
- Chi tiêu về năng suất.
- Chi tiêu giá thành sản phẩm.
Sau cùng, bài viết trên đây sẽ giúp đỡ bạn đọc phần nào hiểu sơ qua các khái niệm, công thức liên quan hay độ ứng dụng thực tế về một số kỹ thuật gia công cơ khí, bạn đọc có thể tìm hiểu thêm qua các giáo trình tài liệu liên quan. ADP chúc các bạn thành công!
Một số tài liệu liên quan khác tại đây
Tag:Cơ khí đại cương