Nghiên cứu, thiết kế bài giảng thực hành phần công nghệ phay cho sinh viên chuyên ngành kỹ thuật cơ khí - Pdf 41

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan: Nội dung bản luận văn tốt nghiệp này là do sự tìm hiểu và nghiên
cứu thực sự của cá nhân dưới sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của thầy:
PGS.TS. Nguyễn Đắc Trung
Bộ môn: Gia công Áp lực, Viện Cơ khí – ĐHBK Hà Nội.
Đề tài được thực hiện trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết để thực hiện xây dựng bài
giảng, mọi kết quả nghiên cứu cũng như ý tưởng của tác giả khác, nếu có đều được
trích dẫn và liệt kê cụ thể.
Đề tài của luận văn chưa được bảo vệ tại bất kỳ một hội đồng bảo vệ luận văn thạc
sỹ nào.
Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về những gì tôi đã cam đoan ở trên.
Hà Nội, ngày ……tháng……năm 2014
Người cam đoan

Nguyễn Liên Hiệp

1

LỜI CẢM ƠN
Luận văn được xây dựng hoàn thành tháng 4 năm 2014 tại viện Sư phạm kỹ thuật
Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội.
Trước tiên, em xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc của mình đến PGS.TS. Nguyễn
Đắc Trung là người đã trực tiếp hướng dẫn và tận tình giúp đỡ, chỉ bảo em trong
suốt thời gian tìm hiểu, nghiên cứu và thực hiện đề tài. Thầy đã truyền tải cho em
thấy được những yếu tố cần thiết đối với hoạt động nghiên cứu. Thầy đã cùng tham
gia thảo luận và đề suất những giải pháp cho các vấn đề liên quan, đồng thời thầy
cũng đã cung cấp cho em nhiều tài liệu chuyên môn để tìm hểu sâu và toàn diện hơn
về đề tài.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong Viện Sư phạm kỹ thuật, viện cơ khí
Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội.

con người và cũng là quá trình con người tự khẳng định mình, tự thể hiện mình
trong cộng đồng. Giáo dục không những cung cấp cho sinh viên tri thức, kỹ năng,
kỹ sảo mà còn giúp sinh viên rèn luyện về nhân cách, thái độ. Hiện nay, trong
chuyên ngành đào tạo cơ khí trường Đại Học Bách Khoa – Hà Nội đang triển khai
đào tạo nhiều chương trình khác nhau như: chương trình đào tạo nghề cơ khí chế
tạo máy, cử nhân công nghệ cơ khí, cử nhân kỹ thuật cơ khí, kỹ sư cơ khí. Các
chương trình đào tạo này nối tiếp, liên thông với nhau. Tuy nhiên thời lượng đào tạo
thực hành, thí nghiệm có sự khác nhau, tùy thuộc vào từng trình độ và mục tiêu của
chương trình đào tạo. Từ trước tới nay, sinh viên thực hành các bài kỹ thuật thường
không được phân cấp độ, mà chỉ xuống xưởng, phòng thí nghiệm và thực hành một
bài tập trong chương trình môn học. Như vậy, sau khi thực hiện xong, sinh viên
không nắm hết được mục tiêu, ý nghĩa của bài thực hành, dẫn đến sau khi ra trường,
kiến thức thực tế bị hạn chế.
Nhằm nâng cao chất lượng đào tạo trong mô hình đào tạo có thời lượng phân
bố: lý thuyết, bài tập, thực hành và tự học, cần thiết phải xây dựng bài giảng thực
hành sao cho đơn giản, dễ hiểu, dễ thực hiện, phù hợp với yêu cầu, mục tiêu của
người học. Trên cơ sở đó, đề tài tập trung vào nghiên cứu xây dựng bài giảng thực
hiện phần công nghệ phay cho sinh viên ngành cơ khí.

4

Bài giảng điện tử sử dụng trong giảng dạy kỹ thuật nói chung và trong thực
hành phay nói riêng đòi hỏi sự khéo léo, nhanh nhẹn và kỹ năng, kỹ sảo cùng với
việc kết hợp sử dụng các phần mềm đồ họa chuyên ngành như Autodesk Inventor,
Solidworks, Catia…để xây dựng mô hình vật thể, lắp ghép và mô phỏng, tiết kiệm
chi phí cho việc chế tạo mô hình học cụ, giúp sinh viên hiểu sâu và nhớ lâu kiến
thức, giảm thời gian truyền đạt lý thuyết của giáo viên, tăng thời gian thực hành,
nâng cao tay nghề cho sinh viên vì vậy được sự đồng ý và tận tình hướng dẫn của
PGS.TS. Nguyễn Đắc Trung tôi lựa chọn đề tài “Nghiên cứu, thiết kế bài giảng

- Ứng dụng được công nghệ phay vào bài tập thực hành gia công một số bề mặt, chi
tiết trong ngành cơ khí – cơ khí chế tạo máy.
- Xây dựng được bài giảng điện tử giảng dạy thực hành phần công nghệ phay cho
sinh viên chuyên ngành cơ khí.
6. Phạm vi nhiên cứu
Dành cho sinh viên chuyên ngành kỹ thuật cơ khí, trình độ cao đẳng nghề, cử nhân,
kỹ sư.
7. Phương pháp nghiên cứu

• Phương pháp nghiên cứu lý luận
Sưu tâm nghiên cứu, phân tích, tổng hợp các tư liệu chuyên ngành có liên quan để
xác định cơ sở lý luận của đề tài.

• Phương pháp nghiên cứu thực tiễn
- Tìm hiểu nhà xưởng, phòng thí nghiệm, và các trang thiết bị máy móc.
- Tham khỏa ý kiến của các thầy cô đang trực tiếp giảng dạy thực hành phay, tiện
và kinh nghiệm của họ về cách xây dựng bài giảng điện tử.
8. Cấu trúc luận văn
Chương 1. Tổng quan về bài giảng thực hành công nghệ phay.
Chương 2. Phay mặt phẳng, phay bậc và phay rãnh.
Chương 3. Cơ sở lý luận và thực tiễn của việc nghiên cứu thiết kế bài giảng điện tử.
Chương 4. Thiết kế bài giảng thực hành công nghệ phay.

6

CHƯƠNG 1:
TỔNG QUAN VỀ BÀI GIẢNG THỰC HÀNH CÔNG NGHỆ PHAY
1.1. Mục tiêu, yêu cầu, nội dung của bài giảng thực hành
- Thông qua thực hành sinh viên tích lũy kiến thức thực tế đồng thời là cơ sở,

Dao: là một loại dụng cụ trong hệ thống công ngệ làm nhiệm vụ cắt bỏ lớp lượng
dư ra khỏi chi tiết gia công nhờ nguồn chuyển động của máy cung cấp.
Đồ gá: là một trong những bộ phận của hệ thống công nghệ dùng để xác định chính
xác vị trí của chi tiết gia công và dao cắt, rồi kẹp chặt, định vị nhanh chóng gọi là
đồ gá.

1.2.1. Khái niệm về quá trình cắt gọt kim loại
Quá trình cắt kim loại là quá trình công nghệ rất quan trọng trong ngành cơ khí. Nó
được thực hiện bằng cách hớt đi (cắt bỏ) một lớp phoi (kim loại thừa) trên bề mặt
của phôi để nhận được sản phẩm có hình dạng và kích thước theo yêu cầu kỹ thuật.
Phần vật liệu bị cắt bỏ đó là lượng dư gia công và tạo thành phoi vì vậy còn được
gọi là phương pháp gia công có phoi.
Các dạng gia công cơ chủ yếu là: Tiện, bào, khoan, phay, mài, vv. Tất cả các dạng
gia công này đều được thực hiện trên các máy cắt kim loại bằng các dụng cụ cắt
khác nhau: Dao tiện, dao khoan, dao phay…Trong quá trình cắt gọt trên các bề mặt
được hình thành và có được tên gọi sau như trên hình vẽ 1.1 biểu diễn các bề mặt
trên phôi khi tiện và khi phay.
Bề mặt đã gia công là bề mặt mà dao đã đi qua ( I ).
Bề mặt đang gia công là bề mặt đang tiếp xúc với lưỡi cắt chính ( II ).
Bề mặt chờ gia công là bề mặt mà dao sẽ đi tới ( III ).

Hình 1.1. Quá trình cắt gọt và tên gọi các mặt gia công

1.2.2. Khái niệm chung về cấu tạo, đặc điểm, vận hành và điều khiển máy
phay
Cấu tạo
8

Theo cách bố trí trục chính máy phay được chia làm hai loại:

Hộp chạy dao dùng để tạo ra lượng chạy dao và các chuyển động nhanh (chuyển
động phụ của bàn máy).
Máy phay đứng
Loại máy phay có trục chính theo phương thẳng đứng. Những bộ phận chính của
loại máy này gồm có: thân máy, đầu quay, công xôn, hộp tốc độ có gắn trục chính,
bộ phận sang số, hộp chạy dao, các bộ phận điện, bàn máy và sống trượt. Công
dụng của các bộ phận này cũng giống như máy phay ngang. Đầu quay được gắn vào
thân máy và có thể quay được các góc từ 0 đến 45 độ về hai phía trong mặt phẳng
đứng. Trên hình 1.3 trình bày các bộ phận điều khiển của một số loại bộ phận điều
khiển của một số loại máy phay đứng như 6P12, 6P12r.

Hình 1.3. Các bộ phận điều khiển của máy phay đứng 6P12

10

Bảng 1.1. Các bộ phận điều khiển máy phay đứng 6P12

Nguyên lý chuyển động
Để đảm bảo tạo ra được một quá trình cắt gọt thông thường máy phay cũng như một
số máy công cụ khác bao gồm hai chuyển động chính và chuyển động phụ. Đó là
các chuyển động tạo hình, bằng cách phối hợp các chuyển động này theo một quy
luật nào đó sẽ cho ta nhận được một số bề mặt yêu cầu như: mặt phẳng ngang, mặt
phẳng nghiêng, mặt phẳng bậc.
Chuyển động chính là chuyển động của trục chính có mang dao.
Chuyển động phụ hay còn được gọi là chuyển động chạy dao là chuyển động của
bàn máy mang chi tiết. Ở chuyển động này bàn máy chuyển động độc lập theo ba
chiều vuông góc với nhau theo ba trục tọa độ X – Y – Z hình 1.4

11

mặt sau chính 2 và mặt sau phụ 3.
Lưỡi cắt là giao tuyến của mặt trước và mặt sau. Người ta cũng chia ra hai loại lưỡi
cắt chính và lưỡi cắt phụ.
Lưỡi cắt chính 6 là giao tuyến của mặt trước và mặt sau chính, giữ nhiệm vụ chủ
yếu trong quá trình quá trình cắt.
Lưỡi cắt phụ 5 là giao tuyến của mặt trước và mặt sau phụ.
Mũi dao 4 là chỗ nối tiếp giữa lưỡi cắt chính và lưỡi cắt phụ.
Trong quá trình cắt trên phôi gia công người ta còn phân biệt các bề mặt của chi
tiết, hình 1.1 trang 9
Mặt chưa gia công - mặt đã gia công - và mặt đang gia công .
Mặt chưa gia công là bề mặt ban đầu của chi tiết ( phôi ) mà một phần hoặc toàn bộ
sẽ được lấy đi trong quá trình gia công.
Mặt đã gia công là bề mặt của chi tiết được tạo thành sau một lần chuyển dao.
Mặt đang gia công là bề mặt được tạo thành khi lưỡi cắt chính của dao trực tiếp với
chi tiết gia công.
1.2.4. Khái niệm chung về cấu tạo dao phay
Quá trình phay cũng như tiện được thực hiện bằng một loại dáo cắt mà ta gọi là dao
phay. Các răng của dao phay có thể xếp đặt trên bề mặt hình trụ, và cũng có thể
nằm ở mặt đầu. Mỗi một răng của dao phay là một lưỡi cắt hình 1.7. Thông thường
dao phay là dụng cụ cắt cò nhiều răng . Nhưng đôi khi người ta sử dụng dao phay
có một răng duy nhất.
Phần cắt của dao phay được chế tạo bằng các loại vật liệu như thép gió, hợp kim
cứng và vật liệu xứ.

13

Hình 1.7. Cấu tạo lưỡi cắt của dao phay
Bề mặt lưỡi cắt. Các bề mặt, lưỡi cắt của răng dao phay trên hình 1.7 có những
tên gọi sau:

Hình 1.8. Dao phay trụ
Dao phay cắt đứt hình 1.9, loại dao này thường mỏng để giảm ma sát và sự kẹt dao
khi cắt thường cóp chiều dày từ 1 đến 5mm (chỉ sử dụng để cắt đứt chi tiết hoặc
phôi).

Hình 1.9. dao phay cắt đứt
Dao phay thông dụng dùng cho máy phay ngang và máy phay đứng
Dao phay ngón, là dao có răng cắt ở mặt đầu và trên chu vi, được lắp vào trục chính
bằng khớp nối thích hợp hoặc côn chuyển tiếp phụ thuộc dao thân thẳng hình 1.10b
hoặc thân côn hình 1.10a (tùy thuộc vào loại dao và đường kính dao).

15

Hình 1.10. Dao phay ngón
Dao phay này thuộc dao cắt cạnh được dùng để gia công rãnh có vai vuông, chiều
sâu cắt không được vượt quá một nửa đường kính dao phay.
Dao phay rãnh T hình 1.11, là loại dao phay được dùng để gia công hai rãnh bên
của rãnh T sau khi đã sử dụng dao phay ngón hoặc dao phay đĩa để gia công rãnh
vuông.

Hình 1.11. Dao và rãnh chữ T
Dao phay đuôi én, được sử dụng để gia công mặt phẳng nghiêng trong. Sau khi
được gia công rãnh thô bằng các dao phay thích hợp. Loại dao này thường có góc
độ khoảng 45 độ, 50, 55, và 60 độ, hình 1.12.

Hình 1.12. Dao phay góc

16

Khi cần xác định số vòng quay của dao phay trong một phút ta có công thức:
n=

(1.2)

Khi phay người ta phân biệt các dạng lượng chạy dao như sau:
Lượng chạy dao răng (sz, mm/răng ), là lượng chuyển dịch của bàn máy với chi tiết
hoặc dao khi dao quay được một răng.
Lượng chạy dao vòng (s0, mm/vòng), là lượng dịch chuyển của bàn máy với chi tiết,
hoặc của dao sau một vòng quay của dao phay. Lượng chạy dao một vòng bằng
lượng chạy dao răng nhân với số răng của dao phay:
S0 = sz . z

(1.3)

Lượng chạy dao phút (sM, mm/phút), là lượng dịch chuyển tương đối của bàn máy
với chi tiết hoặc dao phay trong một phút. Lượng chạy dao phút bằng lượng chạy
dao một vòng nhân với số vòng quay trong một phút.
SM = So . n = Sz.n

(1.4)

Đối với tất cả các dạng phay, người ta phân biệt chiều sâu cắt và chiều rộng phay.
Chiều sâu cắt là khoảng cách giữa các bề mặt chưa gia công và đã gia công. Còn
chiều rộng phay là chiều rộng mặt gia công sau một lần chuyển dao. Thường
thường người ta ký hiệu chiều sâu cắt là t, còn chiều rộng phay là B. Điều này phù
hợp khi các thông số trên được xem như các thông số công nghệ giữa lưỡi cắt và chi
tiết hình 1.15

nghịch.

19

1.2.7. Dụng cụ gá kẹp - dụng cụ phụ và một số dụng cụ đo kiểm phổ biến
Dụng cụ gá kẹp – dụng cụ phụ.
Định nghĩa. Tất cả những trang bị phụ theo yêu cầu của quy trình công nghệ dùng
để xác định chính xác vị trí của chi tiết gia công và dao cắt, rồi kẹp chặt chúng
nhanh chóng đều gọi là đồ gá máy cắt kim loại.
Đồ gá gia công, dựa vào dạng sản xuất (sản xuất đơn chiếc, sản xuất hàng loạt, sản
xuất hàng khối), phụ thuộc vào hình dáng và kích thước của chi tiết, trong môn học
đồ gá đã phân loại rất cụ thể thành các dạng đồ gá: đồ gá vạn năng, đồ gá chuyên
dùng, đồ gá tháo lắp.
Một số loại đồ gá hay sử dụng:
Mỏ kẹp (vấu kẹp, u kẹp) dùng để kẹp chặt và định vị chi tiết trực tiếp trên bàn máy
để gia công. Khi sử dụng phương pháp này phải có các dữ kiện đầy đủ như sau theo
hình 1.17 miếng đệm 5, bulông đai ốc 4 được luồn vào rãnh T trên bàn máy, cờ lê
vặn đai ốc.

Hình 1.17. Công dụng của mỏ kẹp
Yêu cầu kỹ thuật: Vị trí bulông nằm gần áp sát về phía chi tiết gia công, chiều cao
của miếng đệm cao hơn chiều cao mặt kẹp chặt của chi tiết gia công 2, hoặc 3mm.
Ưu điểm: phù hợp với gia công đơn chiếc, cho phép gá được một số loại chi tiết có
chiều cao và hình dạng khác nhau.
Nhược điểm: độ chính xác thấp, thời gian rà gá và định vị chi tiết lâu, người thợ tốn
nhiều công sức để xiết lực kẹp.
Đồ gá vạn năng có tên gọi là êtô, thuộc dạng đồ gá vạn năng, cấu tạo gồm hai phần
mỏ động và mỏ tĩnh. Mỏ tĩnh được gắn liền với thân của đồ gá. Mỏ động dịch trượt

21

độ vạn năng . Đầu có đĩa phân độ được dùng nhiều vậy đề tài cũng chỉ giới thiệu
loại này.
Hình dạng bên ngoài của đầu phân độ có đĩa hình 1.19

Hình 1.19. Cấu tạo đầu phân độ
Ở đầu phân độ đơn giản, người ta chia độ theo một đĩa chia cố định, còn tay quay
của đầu phân độ này nối với trục chính qua một bộ truyền bánh vít – trục vít như
hình sơ đồ động hình 1.22. Thông thường số răng của bánh vít trong các đầu chia
độ đơn giản là 40, còn trục vít có một đầu mối. Như vậy mốn qua trục chính 1 vòng

ta phải quay tay quay 40 vòng nghĩa là tỷ số truyền

. Số vòng quay của tay quay

cần để cho trục chính quay được một vòng gọi là đặc tính của đầu chia độ và được
ký hiệu bằng chữ N. Số vòng quay n của tay quay cần thiết để có số khoảng chia

của chi tiết được xác định bằng công thức sau:

n=

(1.5)

Ở đây: N- đặc tính của đầu chia độ; z – số khoảng cần chia.
Thay vào công thức (1.5) N= 40 ta có n =
Ví dụ: phay biên dạng hình vuông (4 cạnh ) hình vẽ 1.20a,b theo công thức n=
= 10 vòng tay quay.

Hình 1.21. Cấu tạo của mâm quay
Dụng cụ đo kiểm
Là các dụng cụ được dùng để đo đạc, kiểm tra các thông số chế tạo nhằm đảm bảo
độ tin cậy, an toàn khi sử dụng các chi tiết và máy móc cơ khí. Các thông số cần
kiểm tra như: kích thước, khe hở, độ sâu, độ cao, tính đồng nhất… tùy theo yêu cầu
kỹ thuật và hình dạng của chi tiết cơ khí được ứng dụng loại dụng cụ đo khác nhau,
có cấp độ chính xác khác nhau.
Một số loại dụng cụ đo kích thước, kiểm tra cơ bản của thợ phay :
- Thước kẹp, dùng đo kích thước như chiều dài, chiều rộng, của chi tiết hình trụ,
hình vuông hay đo đường kính trong, đường kính ngoài của các chi tiết rạng lỗ. Có
rất nhiều loại thước tùy theo yêu cầu của khoảng đo hay độ chính xác là bao nhiêu
mà ta chọn cho phù hợp hình 1. 22

Hình 1.22. Cấu tạo và công dụng của thước kẹp

24

- Thước đo sâu hình 1.23, được dùng để đo độ sâu của một chi tiết, độ sâu của rãnh
(khoảng cách mặt phẳng trên, mặt phẳng dưới) trong các chi tiết của cơ khí.

Hình 1.23. Thước đo sâu
- Đồng hồ so hình 1.24, là loại dụng cụ có đầu đo vào bề mặt chi tiết, được gắn với
một đồng hồ có độ chính xác cao. Dùng để rà gá và kiểm tra độ đảo của chi tiết.

Hình 1.24. Đồng hồ so

- Thước vạch dấu hình 1.25, thường được dùng để đo và đánh dấu các khoảng cách

Nhờ tải bản gốc

Tài liệu, ebook tham khảo khác

Nghiên cứu, thiết kế bài giảng thực hành phần công nghệ phay cho sinh viên chuyên ngành kỹ thuật cơ khí - Pdf 41

Tài liệu, ebook tham khảo khác

Học thêm