Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ chÕ t¹o m¸y Lu ®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 qukinh 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 híng 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 xëng.
§èi tîng 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 ngêi 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
Khoa C¬ khÝ - Trêng §¹i häc B¸ch khoa
1
Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ chÕ t¹o m¸y Lu ®øc b×nh
kh¸c nhau vµ c«ng nghÖ l¾p r¸p chóng thµnh s¶n phÈm, mµ cßn gióp cho ngêi
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 lîng s¶n phÈm, n¨ng suÊt lao ®éng vµ hiÖu qu¶ kinh tÕ cao.
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 ngêi t¸c
®éng vµo tµi nguyªn thiªn nhiªn ®Ó biÕn nã thµnh s¶n phÈm phôc vô cho lîi
Ých cña con ngêi.
§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 hëng cña c¸c qu¸ tr×nh nªu trªn ®Õn n¨ng suÊt, chÊt lîng cña qu¸
tr×nh s¶n xuÊt cã møc ®é kh¸c nhau. ¶nh hëng nhiÒu nhÊt ®Õn chÊt lîng, 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 tîng 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 tîng 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 thíc, 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:
Khoa C¬ khÝ - Trêng §¹i häc B¸ch khoa
2
Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ chÕ t¹o m¸y Lu ®øc b×nh
- Qu¸ tr×nh c«ng nghÖ t¹o ph«i: h×nh thµnh kÝch thíc 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 tîng s¶n xuÊt (chi tiÕt) ph¶i ®îc x¸c
®Þnh phï hîp víi c¸c yªu cÇu vÒ chÊt lîng vµ n¨ng suÊt cña ®èi tîng. 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.
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 thùc hiÖn
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 trng bëi 2 ®iÒu kiÖn c¬ b¶n, ®ã lµ tÝnh
liªn tôc trªn ®èi tîng 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 2 ®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 trë ®Çu ®Ó tiÖn ®Çu
B (hoÆc ngîc l¹i) th× vÉn
thuéc mét nguyªn c«ng
v× vÉn ®¶m b¶o tÝnh
chÊt liªn tôc vµ vÞ trÝ
lµm viÖc. Nhng 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
lîng nguyªn c«ng sÏ ¶nh hëng lín ®Õn chÊt lîng 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
Khoa C¬ khÝ - Trêng §¹i häc B¸ch khoa
3
AB
Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ chÕ t¹o m¸y Lu ®øc b×nh
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 (khn¨ng vÒ t¹o h×nh bÒ mÆt còng nh chÊt lîng ®¹t ®îc). V×
vËy, xuÊt ph¸t tõ yªu cÇu kü thuËt vµ d¹ng bÒ mÆt 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 lîng chi tiÕt cÇn gia c«ng, ®é chÝnh x¸c
chÊt lîng 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« chØ cÇn m¸y cã c«ng suÊt lín,
n¨ng suÊt cao, kh«ng cÇn chÝnh x¸c ®Ó ®¹t hiÖu qukinh tÕ (lÊy phÇn lín lîng
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.
1.3.2- G¸
Tríc 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 gät khi gia c«ng g©y ra nh»m ®¶m b¶o 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¸:
- 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 A vµ
B.
- LÇn g¸ 2: §æi ®Çu ®Ó gia
c«ng bÒ mÆt C (v× mÆt nµy cha
®îc gia c«ng ë lÇn g¸ trªn 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.
Khoa C¬ khÝ - Trêng §¹i häc B¸ch khoa
4
ABC
Gi¸o tr×nh: C«ng nghÖ chÕ t¹o m¸y Lu ®øc b×nh
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). Khi phay b¸nh r¨ng b»ng dao phay l¨n r¨ng, mçi lÇn phay lµ
mét vÞ trÝ (nhng do tÊt c¶ c¸c r¨ng ®Òu ®îc gia c«ng nªn lÇn g¸ nµy cã mét vÞ
trÝ).
1.3.4- Bíc
Bíc 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 bíc.
VÝ dô: Còng lµ gia c«ng hai ®o¹n trôc nhng nÕu gia c«ng ®ång thêi
b»ng hai dao lµ mét bíc; cßn gia c«ng b»ng mét dao tõng ®o¹n trôc lµ hai bíc.
* Khi cã sù trïng bíc (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.
1.3.5- §êng chuyÓn dao
§êng chuyÓn dao lµ mét phÇn cña bíc ®Ó hít ®i mét líp vËt liÖu cã
cïng chÕ ®é c¾t vµ b»ng cïng mét dao.
Mçi bíc 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
Khoa C¬ khÝ - Trêng §¹i häc B¸ch khoa
5