Bài giảng Cơ khí đại cương - Phạm Tài Thắng

Nội dung text: Bài giảng Cơ khí đại cương - Phạm Tài Thắng

1. 4/17/2010 b. Mối ghép then hoa: 4.3. Các hình thức truyền động: - Mối ghép then hoa được xem như mối ghép then bằng gồm nhiều 4.3.1. Bộ truyền đai : then làm liền với trục. Dùng với tải trọng lớn, yêu cầu độ đồng tâm - Dùng để truyền chuyển động giữa hai trục song song và xa nhau, cao hoặc cần di trượt bạc dọc làm việc dựa trên lực ma sát giữa dây đai và bánh đai nên có hiện tượng trượt đai D n - Tỷ số truyền động: i 1 (1 ) 2 D2 n1 Mối ghép then hoa 37 38 4.3.2. Bộ truyền bánh răng: 4.3.3. Bộ truyền trục vít – bánh vít: - Dùng để truyền chuyển động giữa hai trục song song hoặc cắt nhau - Dùng để truyền chuyển động giữa hai trục vuông góc với nhau trong - Gồm: Bộ truyền bánh răng trụ, răng nghiêng, bánh răng côn, không gian Bộ truyền bánh răng trụ Bộ truyền bánh răng trụ - Tỷ số truyền động: Z1 n2 K n i - Tỷ số truyền động: i 2 Z n 2 1 Z n1 39 40 10
2. 4/17/2010 4.3.4. Bộ truyền xích: 4.3.4. Bộ truyền vít – đai ốc: - Dùng để truyền chuyển động giữa hai trục song song với nhau và - Dùng biến đổi chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến cách xa nhau hoặc truyền chuyển động từ một trục dẫn đến nhiều trục bị dẫn - Độ dịch chuyển của đai ốc: S n.t.K Z n - Tỷ số truyền động: i 1 2 Z2 n1 41 42 4.4. Các cơ cấu truyền động: 4.4.2. Truyền động phân cấp : 4.4.1. Truyền động vô cấp : - Cho tốc độ nhất định giữa 2 tốc độ giới hạn nmax và nmin. -Truyền động vô cấp cho ta tốc độ bất kỳ giữa 2 tốc độ giới hạn nmax - Gồm: cơ cấu bánh răng di trượt, nooc-tông, ly hợp vấu, và nmin. - Gồm: bánh đai côn đai dẹt, bán côn ma sát con lăn , Cơ cấu bánh răng di trượt Cơ cấu ly hợp vấu 43 44 11
3. 4/17/2010 4.4.3. Truyền động gián đoạn: CHƢƠNG 5: GIA CÔNG CẮT GỌT KIM LoẠI - Biến chuyển động quay từ động cơ thành chuyển động tới – lui của dao cắt, thường sử dụng cơ cấu Culit 5.1. Nguyên lý cắt gọt kim loại 5.2. Moät soá phöông phaùp gia coâng caét goït kim loaïi 5.3. Caùc phöông phaùp gia coâng ñaëc bieät 45 46 5.1. Nguyên lý cắt gọt kim loại: 5.1.2. Heä thoáng coâng ngheä trong gia coâng caét goït: - là quá trình con người sử dụng dụng cụ cắt để hớt bỏ lớp kim loại - Bao gồm: máy, dao, đồ gá và chi tiết gia công thừa khỏi chi tiết, nhằm đạt được những yêu cầu cho trước về hình a. Máy: cung cấp năng lượng và các chuyển động cần thiết dáng, kích thước, vị trí tương quan giữa các bề mặt và chất lượng bề b. Dao: trực tiếp cắt bỏ lớp lượng dư ra khỏi chi tiết mặt của chi tiết gia công 5.1.1. Phaân loaïi caùc phöông phaùp caét goït kim loaïi: c. Đồ gá: xác định và giữ vị trí tương quan giữa dao và chi tiết a. Theo nguyeân lyù taïo hình: gia coâng cheùp hình, theo veát, bao hình d. Chi tiết gia công: là đối tượng của quá trình cắt gọt b. Theo yeâu caàu kyõ thuaät: gia coâng thoâ, baùn tinh, tinh 5.1.3. Caùc beà maët hình thaønh trong quaù trình gia coâng cắt gọt : c. Theo maùy gia coâng: gia coâng tieän, phay, baøo, maøi, d. Theo beà maët gia coâng: gia coâng maët phaúng, truï ngoaøi, truï trong, 47 48 12
4. 4/17/2010 5.1.4. Các chuyển động cắt gọt : 5.1.5. Quá trình tạo phoi: a. Chuyển động chính (chuyển động cắt): a. Bản chất của quá trình tạo phoi: - Là chuyển động tạo hình giữa dụng cụ cắt với bề mặt gia công để - Ñoù laø quaù trình bieán daïng tröôït cuûa caùc tạo ra phoi và tiêu hao năng lượng cắt lớn nhất phaàn töû kim loaïi theo caùc maët tröôït cuûa - VD: chuyển động thẳng (bào, xọc, ) hay chuyển động quay tròn chuùng. (tiện, khoan, ) b. Các dạng phoi: b. Chuyển động bước tiến: - Gồm các dạng: phoi vụn, phoi xếp, phoi dây. - Là những chuyển động tiếp tục tạo phoi, gồm chuyển động chạy dao s và chuyển động theo phương chiều sâu cắt t 49 50 5.1.6. Nhiệt cắt: 5.1.7. Söï moøn dao: - Nhieät löôïng sinh ra trong quaù trình caét: - Nguyeân nhaân: dao moøn do nhieät caét, ma saùt giöõa dao vaø phoâi, ma Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 saùt giöõa dao vaø phoi Trong ñoù: Q: nhieät löôïng sinh ra trong quaù trình caét Q1: coâng ma saùt trong giöõa caùc phaàn töû vaät lieäu gia coâng Q2: coâng ma saùt ngoaøi giöõa phoi vaø maët tröôùc dao. Q3: coâng ma saùt giöõa beà maët chi tieát gia coâng vaø maët sau dao. Q4: coâng caét ñöùt phoi. - Söï truyeàn nhieät: Q Qphoi Qdao Qct Qmt a. Moøn maët sau b. Moøn maët tröôùc d, e. Moøn muõi dao + Neáu Q=100% thì Qphoi = 75%; Qdao = 20%; Qct = 4%; Qmt = 1% + Dao moøn seõ laøm cho löïc caét taêng leân, rung ñoäng taêng, ñoä nhaùm beà maët taêng leân, nhieät caét taêng, + Coù theå phuïc hoài baèng caùch maøi laïi caùc goùc ñoä cuûa dao theo yeâu caàu gia coâng 51 52 13
5. 4/17/2010 Tuoåi beàn dao: 5.2. Moät soá phöông phaùp gia coâng caét goït kim loaïi: - Laø thôøi gian laøm vieäc lieân tuïc giöõa 2 laàn maøi dao, kyù hieäu laø T 5.2.1. Phöông phaùp tieän: (phuùt). -Laø phöông phaùp gia coâng thoâng duïng nhaát ñeå taïo maët truï troøn - Phuï thuoäc vaøo nhieàu yeáu toá: vaät lieäu laøm dao, vaät lieäu gia coâng, xoay trong vaø ngoaøi, tieän ren, tieän coân, vaït maët ñaàu, caét ñöùt, . . . thoâng soá hình hoïc cuûa dao, cheá ñoä caét, dung dòch trôn nguoäi, . . . - Ñöôïc qui ñònh trong soå tay: thöôøng laø 30, 60, 90 hay 120 phuùt, + Chuyeån ñoäng caét chính laø chuyeån ñoäng quay troøn cuûa chi tieát. + Chuyeån ñoäng chạy dao laø chuyeån ñoäng tònh tieán cuûa baøn xe dao Bieän phaùp giaûm moøn dao: - Ñeå giaûm moøn dao, caàn phaûi coù caùc bieän phaùp giaûm nhieät, giaûm löïc ma saùt nhö: + Söû duïng dung dòch trôn nguoäi nhö: xuùt, eâmunxi, nöôùc xaø phoøng, + Choïn cheá ñoä caét (s, t, v) hôïp lyù + Choïn vaät lieäu cheá taïo dao hôïp lyù, goùc ñoä dao maøi ñuùng yeâu caàu + Taêng cöôøng ñoä cöùng vöõng cuûa heä thoáng coâng ngheä (maùy, dao, phoâi, ñoà gaù) 53 54 - Caùc duïng cuï khi tieän: 5.2.2. Phöông phaùp phay: Maâm caëp: duøng ñeå ñònh vò vaø keïp chaët phoâi khi gia coâng - Phay laø phöông phaùp gia coâng kim loaïi phoå bieán, laø moät trong nhöõng phöông phaùp gia coâng ñaït naêng suaát cao Muõi choáng taâm: duøng ñeå ñôõ chi tieát coù chieàu daøi lôùn + Chuyeån ñoäng caét chính: chuyeån ñoäng quay troøn cuûa dao. Giaù ñôõ (luy- neùt): giuùp taêng ñoä cöùng vöõng khi gia coâng chi tieát daøi, + Chuyeån ñoäng chaïy dao: chuyeån ñoäng tònh tieán cuûa chi tieát keùm cöùng vöõng + Chuyeån ñoäng chieàu saâu caét t: naâng leân haï xuoáng cuûa baøn maùy 55 56 14
6. 4/17/2010 - Phöông phaùp phay thuaän vaø phay nghòch: 5.2.3. Phöông phaùp baøo, xoïc: + Phay thuaän: laø phöông phaùp phay maø chieàu quay cuûa dao cuøng - Laø phöông phaùp gia coâng caét goït phoâi coù beà maët phaúng. Xoïc ñöôïc chieàu vôùi höôùng tònh tieán cuûa phoâi taïi ñieåm tieáp xuùc A xem nhö laø baøo ñöùng + Phay nghòch: laø phöông phaùp phay maø chieàu quay cuûa dao ngöôïc + Chuyeån ñoäng caét chính: chuyeån ñoäng tònh tieán Ñi – Veà cuûa dao chieàu vôùi höôùng tònh tieán cuûa phoâi taïi ñieåm tieáp xuùc A + Chuyeån ñoäng chaïy dao: chuyeån ñoäng tònh tieán cuûa baøn maùy + Chuyeån ñoäng chieàu saâu caét t: baøn maùy naâng leân hoaëc haï xuoáng 57 58 Ñaëc ñieåm: 5.2.4. Phöông phaùp khoan, doa: - Baøo duøng ñeå gia coâng maët phaúng vaø caùc maët ñònh hình coù ñöôøng Khoan: sinh thaúng. Ñaëc bieät ñoái vôùi nhöõng raõnh daøi vaø heïp - Laø phöông phaùp gia coâng loã thoâng duïng, vôùi ñöôøng kính ≤ 35mm - Xoïc coù theå gia coâng caùc maët trong loã lôùn nhö raõnh then treân baùnh + Chuyeån ñoäng caét chính laø chuyeån ñoäng quay troøn cuûa dao raêng. + Chuyeån ñoäng chaïy dao laø chuyeån ñoäng doïc truïc chi tieát cuûa dao - Baøo vaø xoïc cho naêng suaát thaáp vì: + Soá löôõi caét tham gia caét goït ít. + Toán nhieàu thôøi gian cho haønh trình chaïy khoâng. + Vaän toác caét thaáp . 59 60 15
7. 4/17/2010 5.2.5. Phöông phaùp maøi: Doa: - Laø phöông phaùp gia coâng tinh loã sau khi khoan, söûa sai kích - Maøi duøng ñeå gia coâng tinh, naâng cao ñoä chính xaùc vaø ñoä boùng thöôùc. + Chuyeån ñoäng caét chính laø chuyeån ñoäng quay troøn cuûa ñaù maøi - Khoâng doa ñöôïc loã bít ñaùy + Chuyeån ñoäng chaïy dao s: chuyeån ñoäng tònh tieán cuûa chi tieát - Muõi doa coù nhieàu löôõi caét hôn muõi khoan + Chuyeån ñoäng ñieàu chænh chieàu saâu caét t: cuûa ñaàu mang ñaù 61 62 Ñaëc ñieåm: 5.3. Caùc phöông phaùp gia coâng ñaëc bieät: - ÔÛ ñaù maøi, caùc löôõi caét khoâng gioáng nhau. 5.3.1. Ñaëc ñieåm: - Toác ñoä caét khi maøi raát cao khoaûng 30 m/s. - Gia coâng ñöôïc beà maët phöùc taïp, kích thöôùc nhoû, vaät lieäu coù ñoä - Ñoä cöùng cuûa haït maøi cao, caét ñöôïc theùp ñaõ toâi, hôïp kim cöùng. cöùng cao. - Nhieät ñoä phaùt sinh trong quaù trình maøi raát lôùn. - Khoâng caàn söû duïng duïng cuï gia coâng coù ñoä cöùng cao hôn vaät lieäu - Trong quaù trình caét, ñaù maøi coù khaû naêng töï maøi saéc moät phaàn. gia coâng. - Vieäc ñieàu chænh quaù trình maøi raát khoù khaên - Tieát kieäm ñöôïc nguyeân lieäu, naâng cao heä soá söû duïng vaät lieäu. - Ñaït naêng suaát, chaát löôïng vaø hieäu quaû kinh teá cao trong tröôøng hôïp raát raát khoù hoaëc khoâng theå gia coâng baèng phöông phaùp khaùc - Thieát bò ñaét tieàn, toán keùm 63 64 16
8. 4/17/2010 5.3.2. Caùc phöông phaùp gia coâng ñaëc bieät: b. Gia coâng ñieän hoùa: a. Gia coâng baèng tia löûa ñieän: - Laø quaù trình hoaø tan ñieän cöïc döông trong moâi tröôøng chaát ñieän - Laø phöông phaùp gia coâng ñieän vaät lyù baèng caùch phoùng ñieän aên phaân khi coù doøng ñieän ñi qua moøn vaät lieäu gia coâng khi truyeàn naêng löôïng qua raõnh daãn ñieän 65 66 c. Gia coâng sieâu aâm: CHÖÔNG 6: CÔ KHÍ HOÙA – TÖÏ ÑOÄNG HOÙA TRONG SAÛN - Laø quaù trình laø cung caáp dao ñoäng sieâu aâm cho duïng cuï caét hoaëc XUAÁT CÔ KHÍ chi tieát gia coâng, taïo ra söï dòch chuyeån töông ñoái giöõa beà maët gia coâng vaø löôõi caét vôùi toác ñoä lôùn, taàn soá cao, bieân ñoä dòch chuyeån 6.1. Toång quan veà cô khí hoùa – töï ñoäng hoùa: nhoû, . . . 6.1.1. Khaùi nieäm: a. Cô khí hoùa: - Laø söï thay theá söùc löïc cuûa con ngöôøi baèng maùy moùc ñeå thöïc hieän nhanh choùng nhöõng coâng vieäc naëng nhoïc - Ngöôøi coâng nhaân chæ coù vieäc ñieàu chænh maùy hoaëc vaän haønh maø khoâng phaûi duøng söùc ñeå gaù laép vaät, di chuyeån dao, b. Töï ñoäng hoùa: - Laø söï phaùt trieån hoaøn chænh cuûa cô khí hoùa, trong ñoù thieát bò ñieàu khieån töï ñoäng seõ thay theá vieäc ñieàu khieån baèng tay. - Töï ñoäng hoùa cuõng coù theå tieán haønh toaøn boä hoaëc töøng phaàn 67 68 17
9. 4/17/2010 6.1.2. YÙ nghóa: 6.2. Nguyeân taéc öùng duïng cô khí hoùa – töï ñoäng hoùa: - Cô khí hoùa vaø töï ñoäng hoùa khoâng chæ coù yù nghóa veà maët kinh teá, Muoán öùng duïng cô khí hoùa – töï ñoäng hoùa caàn phaûi ñaùp öùng caùc nhu kyõ thuaät maø noù coøn coù yù nghóa raát to lôùn veà maët xaõ hoäi. Noù giuùp caàu cô baûn sau: cho ngöôøi lao ñoäng giaûm bôùt naëng nhoïc, ruùt ngaén thôøi gian gia + Coâng suaát lôùn coâng, giaûm bôùt tai naïn lao ñoäng, caùc yeáu toá ñoäc haïi, yeáu toá nguy + Toác ñoä cao hieåm, + Phöông tieän, ñieàu kieän hieän ñaïi, moät ngöôøi coù theå ñieàu khieån - Cô khí hoùa vaø töï ñoäng hoùa laø muïc tieâu, phöông höôùng chính veà nhieàu maùy ñoàng thôøi. tieán boä kyõ thuaät cuûa caùc quoác gia treân theá giôùi. + Giaûm thôøi gian lao ñoäng, taêng naêng suaát, giaûm giaù thaønh vaø hieäu quaû kinh teá ñaït cao nhaát 6.3. Cô khí hoùa trong saûn xuaát cô khí: - Trong saûn xuaát cô khí, caùc coâng vieäc caàn thieát phaûi ñöôïc cô khí hoùa thöôøng laø caùc coâng vieäc naëng nhoïc nhö: vaän chuyeån phoâi, laép ñaët maùy, laép raùp caùc chi tieát maùy lôùn, gaù ñaët phoâi, Caùc phöông tieän caàn ñöôïc trang bò laø: caàu truïc, palaêng, xe ruøa, xe naâng, baêng taûi, 69 70 6.4. Töï ñoäng hoùa trong saûn xuaát cô khí: 6.5. ÖÙng duïng kyõ thuaät CAD – CAM – CNC trong saûn xuaát cô khí: 6.4.1. Ñieàu khieån thuï ñoäng (passive control): 6.5.1. CAD (Computer Aided Design): thieát keá nhôø söï trôï giuùp cuûa - Laø daïng ñieàu khieån döïa treân moät chöông trình ñaõ ñöôïc ñònh saün maùy tính tröôùc ñoù nhöng coâng vieäc ñieàu chænh thoâng soá raát haïn cheá. Ví duï: - Söû duïng phaàn meàm nhö: Auto Cad, Pro E, Solid Work, ñieàu khieån baèng cam, baèng bìa ñuïc loã, Mechanical Desktop, 6.4.2. Ñieàu khieån chuû ñoäng (active control): - Raát tieän lôïi khi chænh söõa hay thay ñoåi thoâng soá. - Laø daïng ñieàu khieån döïa treân moät chöông trình ñaõ ñöôïc ñònh saün 6.5.2. CAM (Computer Aided Manufacturing): gia coâng nhôø söï tröôùc ñoù nhöng coù khaû naêng kieåm soaùt thoâng soá cuûa quaù trình vaø trôï giuùp cuûa maùy tính ñieàu chænh döõ lieäu ñaàu vaøo. Ví duï: ñieàu khieån kyõ thuaät soá CNC, - Caùc phaàn meàm CAM chuyeân duøng nhö: Master Cam, - Tieát kieäm chi phí vaø traùnh tình traïng gia coâng chi tieát bò pheá phaåm do chöông trình sai. 6.5.3. CNC (Computer Numerical Control): ñieàu khieån kyõ thuaät soá - CNC giuùp giaûm thôøi gian phuï, thay dao töï ñoäng, hieäu chænh sai soá deã daøng, ñaëc bieät gia coâng CNC raát an toaøn cho ngöôøi lao ñoäng. 71 72 18
10. 4/17/2010 7.1 Caùc tính chaát cô baûn: CHÖÔNG 7: VAÄT LIEÄU DUØNG TRONG CÔ KHÍ 7.1.1. Cô tính: - Laø nhöõng ñaëc tröng cô hoïc bieåu thò khaû naêng cuûa kim loaïi hay 7.1. Caùc tính chaát cô baûn: hôïp kim chòu ñöôïc taùc ñoäng cuûa caùc loaïi taûi troïng. 7.2. Theùp 7.1.2. Lyù tính: - Laø tính chaát cuûa kim loaïi theå hieän qua caùc hieän töôïng vaät lyù khi 7.3. Gang: thaønh phaàn hoùa hoïc khoâng thay ñoåi. 7.1.3. Hoùa tính: - Laø ñoä beàn cuûa kim loaïi ñoái vôùi nhöõng taùc duïng hoùa hoïc cuûa caùc chaát khaùc nhau nhö O2, H2O, axit, maø khoâng bò phaù huûy. 7.14. Tính coâng ngheä: - Laø tính chòu ñöôïc caùc daïng gia coâng khaùc nhau nhö: ñuùc, reøn, 73 74 7.2. Thép: 7.2.2. Thép hợp kim: 7.2.1. Thép cacbon:  Là thép ngoài sắt và cacbon người ta còn đưa thêm vào các nguyên tố  Là hợp chất của Fe-C (%C<2.14%; Mn 0.8%; Si 0.4%; P 0.05%, hợp kim để tăng tính chất của thép theo ý muốn. S 0.05%) - Giới hạn lượng chứa để phân biệt tạp chất và nguyên tố hợp kim:  Ký hiệu thép: Mn: 0.8-1.0%; Si: 0.5-0.8%; Cr: 0.2-0.8%; Ni: 0.2-0.6%; W: 0.1-0.5%; + Thép chất lượng thường: CT31, CT33 Mo: 0.05-02%; Ti: 0.1%; Cu: 0.1%; B: 0.002% + Thép chất lượng tốt: C40, C45,  Ký hiệu thép: + TCVN 1759-75 quy định mác thép như sau: 9Mn2, 12Cr18Ni9TiĐ, + Thép cacbon dụng cụ: CD80, CD50, . 75 76 19
11. 4/17/2010 7.3. GANG: - Là hợp chất của sắt và cacbon (%C>2.14%) và một ít các nguyên tố Mn, Si, P, S. - Các loại gang thông dụng thường chứa: 2.04.0%C, 0.43.5%Si, 0.201.5%Mn, 0.040.65%P, 0.020.15%S. Gang xám: - Được ký hiệu bằng chữ GX. Ví dụ: GX15-32 có giới hạn bền kéo nhỏ nhất là 150 Mpa và giới hạn bền uốn nhỏ nhất là 320MPa Gang cầu: - Được ký hiệu bằng chữ GC. Ví dụ: GC42-12 có giới hạn bền kéo nhỏ nhất là 420 MPa và độ dãn dài tương đối 12% 77 20