Bài 1 khái niệm | Bài giảng Cơ khí đại cương

Bộ môn CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG Biên soạn: HÀN & CNKL ThS. Vũ Đình Toại Học phần ME2030: CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG
Bộ môn: Hàn & Công nghệ Kim loại
Địa chỉ: P306 Nhà C1 – ĐHBK Hà Nội
ĐT: 04.869 2204, Fax: 04.868 4543
GV: PGS.TS. Vũ Huy Lân Đt: 0904508268 Bộ môn CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG Biên soạn: HÀN & CNKL ThS. Vũ Đình Toại Néi dung m«n häc:
1. C¸c kh¸i niÖm c¬ b¶n trong s¶n xuÊt c¬ khÝ
2. VËt liÖu dïng trong ngµnh c¬ khÝ 3. LuyÖn kim
4. C¸c ph¬ng ph¸p chÕ t¹o ph«i 5. Gia c«ng c¾t gät
6. Xö lý vµ b¶o vÖ bÒ mÆt Bộ môn CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG Biên soạn: HÀN & CNKL ThS. Vũ Đình Toại
Ch¬ng I: C¸c kh¸i niÖm c¬ b¶n trong s¶n xuÊt c¬ khÝ
I. Kh¸i niÖm vÒ s¶n phÈm, chi tiÕt m¸y, bé phËn m¸y, c¬ cÊu m¸y, ph«i
1. S¶n phÈm lµ mét danh tõ quy íc chØ vËt phÈm ®îc t¹o ra ë giai ®o¹n chÕ
t¹o cuèi cïng cña mét c¬ së s¶n xuÊt
2. Chi tiÕt m¸y lµ ®¬n vÞ nhá nhÊt vµ hoµn chØnh cña m¸y, ®Æc trng cña nã lµ
kh«ng thÓ t¸ch ra ®îc vµ ®¹t mäi yªu cÇu kü thuËt
 2 nhãm chi tiÕt m¸y: - Nhãm chi tiÕt m¸y cã c«ng dông chung
- Nhãm chi tiÕt m¸y cã c«ng dông riªng
3. Bé phËn m¸y lµ mét phÇn cña m¸y, gåm hai hay nhiÒu chi tiÕt m¸y ®îc liªn
kÕt víi nhau theo nh÷ng nguyªn lý m¸y nhÊt ®Þnh
4. C¬ cÊu m¸y lµ mét phÇn cña m¸y hoÆc bé phËn m¸y cã nhiÖm vô nhÊt ®Þnh trong m¸y
5. Ph«i lµ mét danh tõ quy íc chØ vËt phÈm ®îc t¹o ra cña mét qu¸ tr×nh s¶n
xuÊt nµy chuyÓn sang mét qu¸ tr×nh s¶n xuÊt kh¸c (vật phẩm đầu vào) Bộ môn CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG Biên soạn: HÀN & CNKL ThS. Vũ Đình Toại
II. Qu¸ tr×nh thiÕt kÕ, qu¸ tr×nh s¶n xuÊt, quy tr×nh c«ng nghÖ
1. Qu¸ tr×nh s¶n xuÊt
lµ qu¸ tr×nh con ngêi (th«ng qua c¸c c«ng cô s¶n xuÊt) t¸c ®éng lªn tµi
nguyªn thiªn nhiªn hoÆc b¸n thµnh phÈm ®Ó biÕn ®æi chóng thµnh nh÷ng
vËt phÈm cã Ých cho x· héi
Quy tr×nh s¶n xuÊt bao gåm nhiÒu giai ®o¹n !
2. Qu¸ tr×nh thiÕt kÕ
lµ qu¸ tr×nh con ngêi sö dông thµnh tùu khoa häc (th«ng qua sù tÝch luü vµ
b»ng sù s¸ng t¹o cña m×nh) t¹o ra s¶n phÈm thÓ hiÖn trªn c¸c b¶n vÏ kü
thuËt vµ b¶n thuyÕt minh tÝnh to¸n
3. Quy tr×nh c«ng nghÖ
lµ mét phÇn cña quy tr×nh s¶n xuÊt, lµm thay ®æi tr¹ng th¸i cña ®èi tîng
s¶n xuÊt theo mét thø tù nhÊt ®Þnh vµ b»ng mét c«ng nghÖ nhÊt ®Þnh Bộ môn CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG Biên soạn: HÀN & CNKL ThS. Vũ Đình Toại Qu¸ tr×nh s¶n xuÊt: Tµi nguyªn
QuÆng, nhiªn liÖu, trî dung ThÐp, gang, Phi kim ChÕ t¹o vËt liÖu LuyÖn kim ®ång, nh«m ChÕ t¹o ph«i
§óc, c¸n, rÌn, dËp, hµn, ... PhÕ phÈm Gia c«ng c¾t gät
TiÖn, phay, bµo, khoan, ... PhÕ phÈm
NhiÖt luyÖn, ho¸ nhiÖt luyÖn, Xö lý vµ b¶o vÖ
s¬n, m¹, phñ, ... PhÕ phÈm S¶n phÈm Bộ môn CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG Biên soạn: HÀN & CNKL ThS. Vũ Đình Toại
III. C¸c thµnh phÇn cña quy tr×nh c«ng nghÖ
1. Nguyªn c«ng lµ mét phÇn cña quy tr×nh c«ng nghÖ do mét nhãm c«ng
nh©n thùc hiÖn liªn tôc t¹i mét chç lµm viÖc ®Ó gia c«ng mét
hay nhiÒu nhãm chi tiÕt cïng ®îc gia c«ng mét lÇn 2. Bíc
lµ mét phÇn cña nguyªn c«ng ®Ó lµm thay ®æi tr¹ng th¸i, h×nh d¸ng
cña chi tiÕt m¸y b»ng mét hay mét tËp hîp dông cô víi chÕ ®é lµm
viÖc kh«ng ®æi cña dông cô
IV. C¸c d¹ng s¶n xuÊt: Số lượng và Chu lặp lại
1. S¶n xuÊt ®¬n chiÕc lµ d¹ng s¶n xuÊt chÕ t¹o mét hoÆc mét sè Ýt s¶n phÈm,
chu kú lÆp l¹i rÊt Ýt vµ kh«ng theo mét kho¶ng thêi gian nhÊt ®Þnh nµo
2. S¶n xuÊt hµng lo¹t lµ d¹ng s¶n xuÊt trong ®ã viÖc chÕ t¹o s¶n phÈm theo
tõng lo¹t hay tõng l« ®îc lÆp l¹i thêng xuyªn sau mét
kho¶ng thêi gian nhÊt ®Þnh: nhỏ, vừa, lớn
3. S¶n xuÊt hµng khèi lµ d¹ng s¶n xuÊt trong ®ã s¶n phÈm ®îc chÕ t¹o víi
mét sè lîng rÊt lín vµ liªn tôc trong mét kho¶ng thêi gian dµi Bộ môn CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG Biên soạn: HÀN & CNKL ThS. Vũ Đình Toại
V. Kh¸i niÖm vÒ chÊt lîng bÒ mÆt cña s¶n phÈm
1. §é nh½n bÒ mÆt (®é nhÊp nh« bÒ mÆt, độ bóng):
1.1. C¸c kh¸i niÖm vµ ®Þnh nghÜa.
- BÒ mÆt h×nh häc lµ bÒ mÆt ®îc x¸c ®Þnh bëi kÝch thíc trªn b¶n vÏ kh«ng
cã nhÊp nh« sai lÖch vÒ h×nh d¸ng
- BÒ mÆt thùc lµ bÒ mÆt giíi h¹n cña vËt thÓ, ng¨n c¸ch nã víi m«i trêng xung quanh
- BÒ mÆt ®o ®îc lµ bÒ mÆt nhËn ®îc khi ®o vÒ bÒ mÆt thùc b»ng c¸c dông cô ®o
→ ChiÒu dµi chuÈn L lµ chiÒu dµi phÇn bÒ mÆt ®îc chän ®Ó ®¸nh gi¸ ®é nhÊp nh« bÒ mÆt Bộ môn CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG Biên soạn: HÀN & CNKL ThS. Vũ Đình Toại
- §é nh½n bÒ mÆt lµ tËp hîp nh÷ng mÊp m« cã bíc t¬ng ®èi nhá trªn bÒ mÆt
thùc, ®îc xÐt trong ph¹m vi chiÒu dµi chuÈn L
- ChiÒu dµi ®o lµ chiÒu dµi tèi thiÓu cña phÇn bÒ mÆt cÇn thiÕt ®Ó x¸c ®Þnh
mét c¸ch tin cËy nhÊp nh« bÒ mÆt. Nã bao gåm mét sè chiÒu dµi chuÈn
- §êng trung b×nh cña Profin ®o ®îc sao cho tæng b×nh ph¬ng kho¶ng c¸ch tõ
c¸c ®iÓm cña Profin ®Õn ®êng ®ã (y1, y2, ...yn) lµ nhá nhÊt trong giíi h¹n chiÒu dµi chuÈn
F1 + F3 + …Fn-1 = F2 + F4+…Fn
→ Sai lÖch trung b×nh sè häc Ra lµ trÞ sè trung b×nh c¸c kho¶ng c¸ch tõ
nh÷ng ®iÓm cña Pr«fin ®o ®îc ®Õn ®êng trung b×nh cña nã, trong giíi h¹n chiÒu dµi chuÈn n 1 R L = 1  y dx R = y a  a L o i L i=1 Bộ môn CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG Biên soạn: HÀN & CNKL ThS. Vũ Đình Toại
→ ChiÒu cao mÊp m« trung b×nh Rz lµ trÞ sè trung b×nh cña nh÷ng kho¶ng
c¸ch tõ 5 ®Ønh cao nhÊt ®Õn 5 ®¸y thÊp nhÊt cña Profin ®o ®îc, trong giíi h¹n chiÒu dµi chuÈn
(h + h + ... + h ) − (h + h + ... + h ) 1 3 9 2 4 10 R = z 5
→ Trong ®ã h1, h3 +…h9 vµ h4, h4,…..h10 lµ kho¶ng c¸ch tõ c¸c ®Ønh cao nhÊt
vµ c¸c ®¸y thÊp nhÊt cña Pr«fin ®Õn mét ®êng bÊt kú song song víi ®êng trung b×nh
1.2. Ph©n cÊp vµ ký hiÖu ®é nh½n bÒ mÆt
- §é nh½n bÒ mÆt ®îc x¸c ®Þnh b»ng 1 trong 2 chØ tiªu sau:
- Sai lÖch trung b×nh sè häc Ra
- ChiÒu cao mÊp m« trung b×nh Rz
- Tiªu chuÈn Nhµ níc TCVN 2511- 78 quy ®Þnh 14 cÊp ®é nh½n bÒ mÆt
§èi víi cÊp 6  12, chñ yÕu dïng th«ng sè Ra,
§èi víi cÊp 13,14 vµ 1 5 chñ yÕu dïng th«ng sè Rz. Ký R 20 2,5 hiÖu: z Bộ môn CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG Biên soạn: HÀN & CNKL ThS. Vũ Đình Toại
1. Độ nhám bề mặt & Cấp chính xác Bộ môn CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG Biên soạn: HÀN & CNKL ThS. Vũ Đình Toại
Cách ghi giá trị độ nhám trên bản vẽ:
➢ Giá trị Ra chỉ ghi bằng số
➢ Giá trị Rz: ghi Rz trước giá trị bằng số. Bộ môn CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG Biên soạn: HÀN & CNKL ThS. Vũ Đình Toại
2. TÝnh chÊt cơ lý líp bÒ mÆt
CÊu tróc cña líp bÒ mÆt kim lo¹i sau khi gia c«ng c¬ bao gåm c¸c líp sau:
1: Líp thø nhÊt lµ mét mµng khÝ hÊp thô trªn bÒ mÆt: 2 -3 Ao
2: Líp thø hai lµ líp ¤xy ho¸: 40 - 80Ao
3: Líp thø 3 lµ líp kim lo¹i bÞ biÕn d¹ng: 50.000Ao, Bộ môn CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG Biên soạn: HÀN & CNKL ThS. Vũ Đình Toại
VI. Kh¸i niÖm vÒ ®é chÝnh x¸c gia c«ng c¬ khÝ
1. Kh¸i niÖm vÒ tÝnh l¾p lÉn vµ dung sai
- TÝnh l¾p lÉn cña mét chi tiÕt hay bé phËn m¸y lµ kh¶ n¨ng thay thÕ cho
nhau kh«ng cÇn lùa chän vµ söa ch÷a mµ vÉn b¶o ®¶m ®îc c¸c ®iÒu kiÖn kü
thuËt vµ kinh tÕ hîp lý
- Dung sai: Sai lệch trong ph¹m vi cho phÐp ®Ó b¶o ®¶m tÝnh l¾p lÉn gäi lµ dung sai ()  = Dmax - Dmin hoÆc cã thÓ viÕt
 (IT) = ES (es) + EI (ei) IT: dung sai ES, es: sai lÖch trªn EI, ei: sai lÖch díi ES, EI: dïng cho lç es, ei: dïng cho trôc Bộ môn CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG Biên soạn: HÀN & CNKL ThS. Vũ Đình Toại
- KÝch thíc danh nghÜa lµ kÝch thíc c¬ b¶n, ®îc x¸c ®Þnh theo chøc n¨ng cña
chi tiÕt vµ dïng lµm c¨n cø ®Ó tÝnh ®é sai lÖch
--> KÝch thíc danh nghÜa sö dông trong c¸c kÕt cÊu ph¶i ®îc chän t¬ng øng víi kÝch
thíc trong TCVN 192 - 66 “KÝch thíc u tiªn”
--> Chän kÝch thíc danh nghÜa theo tiªu chuÈn cho phÐp gi¶m sè lîng, chñng lo¹i c¸c
dông cô ®o lêng vµ c¾t gät, t¹o ®iÒu kiÖn ph©n lo¹i c¸c qu¸ tr×nh c«ng nghÖ vµ ®¬n gi¶n ho¸ s¶n xuÊt
- Dung sai cã trÞ sè phô thuéc vµo kÝch thíc danh nghÜa vµ ®îc ký hiÖu b»ng
c¸c ch÷ sè - cÊp chÝnh x¸c .
Tiªu chuÈn ViÖt Nam ®îc quy ®Þnh 19 cÊp chÝnh x¸c theo thø tù ®é chÝnh x¸c gi¶m dÇn: 01, 0, 1, 2...17
>> MiÒn dung sai theo TCVN vµ ISO ®îc ký hiÖu bëi mét ch÷ (ký hiÖu sai
lÖch c¬ b¶n) vµ mét sè (ký hiÖu dung sai):
VÝ dô: H7, H11, D6... (®Ôi víi lç), O40H7: 40mm,
g6, f5, e6,... (®èi víi trôc) : d40g6 : trục đường kính 40mm
>> Trªn c¸c tµi liÖu kü thuËt, mçi kÝch thíc cÇn quy ®Þnh dung sai theo
TCVN vµ ISO ®îc ký hiÖu nh sau: 18H7, 40g6, 40H11... Bộ môn CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG Biên soạn: HÀN & CNKL ThS. Vũ Đình Toại
MiÒn dung sai cña hÖ trôc vµ lç Bộ môn CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG Biên soạn: HÀN & CNKL ThS. Vũ Đình Toại
- L¾p ghÐp ®îc t¹o thµnh do sù Mối ghÐp gi÷a hai chi tiÕt
--> TÝnh chÊt cña l¾p ghÐp ®îc ®Æc trng bëi hiÖu c¸c kÝch thíc cña hai chi tiÕt tríc khi
l¾p, nghÜa lµ bëi trÞ sè cña ®é hë hoÆc ®é d« i cã trong mèi ghÐp
- Trôc lµ tªn gäi ®îc dïng ®Ó ký hiÖu c¸c bÒ mÆt trô ngoµi cña chi tiÕt
- Lç lµ tªn gäi ®îc dïng ®Ó ký hiÖu c¸c bÒ mÆt trô trong cña chi tiÕt
->> Trôc c¬ b¶n lµ trôc mµ sai lÖch trªn cña nã b»ng kh«ng.
->> Lç c¬ b¶n lµ lç mµ sai lÖch díi cña nã b»ng kh«ng
->> KÝch thíc danh nghÜa cña mèi ghÐp lµ kÝch thíc danh nghÜa chung cho lç vµ trôc.
->> Dung sai l¾p ghÐp lµ tæng dung sai cña lç vµ trôc
❖- Các dạng lắp ghép:
- §é hë lµ hiÖu gi÷a c¸c kÝch thíc cña lç vµ trôc nÕu kÝch thíc cña lç lín h¬n
kÝch thíc cña trôc. L¾p ghÐp nµy ®îc gäi lµ l¾p ghÐp láng - Trung gian:
- §é d«i lµ hiÖu gi÷a c¸c kÝch thíc cña trôc vµ lç tríc khi l¾p, nÕu kÝch thíc
cña trôc lín h¬n kÝch thíc cña lç. L¾p ghÐp nµy ®îc gäi lµ ghÐp chÆt (lắp căng) − + 0, 2 5 − + 0,3 Bộ môn  •a) 50 CƠ KHÍ a) ĐẠI CƯƠNG Biên soạn: HÀN & CNKL ThS. Vũ Đình Toại + 0,5 + 0,3  50 ; b)
- Ví dụ các loại LẮP GHÉP ; c) + 0,5 ; d) + 0,3  50 . . − 0, 2 − 0,3 Bộ môn  50 CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG Biên soạn: HÀN & CNKL ThS. Vũ Đình Toại
Về sai lệch và Dung sai
1. Ký hiệu nào dưới đây chỉ độ nhẵn cao nhất? a) Ra 1,01; b) Ra 0,81; c) Rz 20; d) Ra 0,23.
2. Chỉ ra ký hiệu có dung sai lớn nhất? − + 0,5 0, 2 a) ; b) ; + 0,3 c) ; d)  0 1 , − 0,3 + 0,3  50  50  50  50
3. Miền dung sai nào là của chi tiết dạng trục? a) H9; b) g10; c) D8; d) M3. Bộ môn CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG Biên soạn: HÀN & CNKL ThS. Vũ Đình Toại
2. Kh¸i niÖm vÒ ®é chÝnh x¸c gia c«ng
- §é chÝnh x¸c gia c«ng lµ møc ®é ®¹t ®îc khi gia c«ng c¸c chi
tiÕt thùc so víi ®é chÝnh x¸c thiÕt kÕ ®Ò ra.
- Sai lÖch gia c«ng cµng lín tøc lµ ®é chÝnh x¸c gia c«ng cµng kÐm
Trong thùc tÕ ®é chÝnh x¸c gia c«ng ®îc biÓu thÞ b»ng:
- Sai lÖch vÒ kÝch thíc ->> biÓu thÞ b»ng dung sai
- Sai lÖch h×nh d¸ng ->> biÓu thÞ b»ng:
+ Sai lÖch h×nh d¸ng h×nh häc nh ®é ph¼ng, ®é c«n, ®é «van
+ Sai lÖch vÒ vÞ trÝ t¬ng quan gi÷a c¸c yÕu tè h×nh häc cña chi tiÕt
(®é song song hai ®êng t©m, ®é th¼ng gãc gi÷a mÆt ®Çu vµ t©m, v.v..)
- §é chÝnh x¸c cña h×nh d¸ng h×nh häc tÕ vi (®é nh½n bÒ mÆt, độ nhám) Bộ môn CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG Biên soạn: HÀN & CNKL ThS. Vũ Đình Toại
Sai lệch hình dạng: