Giáo trình Vẽ kỹ thuật cơ khí - Chương 1: Các loại bản vẽ cơ khí - Lê Khánh Điền

Nội dung text: Giáo trình Vẽ kỹ thuật cơ khí - Chương 1: Các loại bản vẽ cơ khí - Lê Khánh Điền

1. 12 Chương 1 CÁC LOẠI BẢN VẼ CƠ KHÍ 1.1 KHÁI NIỆM Bản vẽ là một phương tiện truyền thông giữa các nhà kỹ thuật. Trong ngành kỹ thuật cơ khí tùy theo yêu cầu, mục đích cần truyền thông mà người ta đề ra các loại bản vẽ khác nhau. 1.1.1 Bản vẽ hình chiếu phẳng và bản vẽ không gian: -Bản vẽ hình chiếu phẳng hai chiều: là kết quả của do phép chiếu trực phương (Orthogonal Projection) tức chiếu vuông góc vật thực trong không gian xuống mặt phẳng -Bảûn vẽ trục đo: là bản vẽ vật thể trong không gian 3 chiều dùng phép chiếu song song. Trong kỹ thuật không dùng phép chiếu phối cảnh (Perspective Projection) để biểu diển hình không gian như trong kiến trúc. Trước đây khoảng 20 năm, bản vẽ phẳng được xem như là ngôn ngữ chính trong sản xuất cơ khí và kỹ sư, công nhân, các nhà kỹ thuật chỉ làm việc trên bản vẽ hình chiếu còn bản vẽ ba chiều không có giá trị kỹ thuật chỉ dùng để giải thích cho những người không chuyên môn. Nhưng trong những năm gần đây, do sự bùng nổ của ngành khoa học máy tính, sự phát triển và hiện đại hóa của ngành máy công cụ mà bản vẽ ba chiều có một giá trị kỹ thuật trên các máy CNC. Bản vẽ ba chiều bây giờ chẳng những dành cho con người mà còn dành cho máy đọc và gia công chính xác với dung sai yêu cầu được vẽ trên bản vẽ ba chiều trong các phần mềm chuyên môn như Proengineer, Cimatron Trong phạm vi vẽ kỹ thuật cơ khí chúng tôi chỉ tập trung vào các bản vẽ cơ khí chiếu phẳng hai chiều cổ điển trong cơ khí để rèn kỹ năng vẽ tay và trình bày kết cấu cơ khí. Sau đây sẽ bàn chi tiết về các loại bản vẽ hai chiều này. Hiện nay trên thế giới có 2 nhóm tiêu chuẩn chính là tiêu chuẩn Quốc tế ISO và tiêu chuẩn Mỹ ANSIõ. Tiêu chuẩn Việt Nam về Vẽ kỹ thuật cơ khí của TCVN dựa theo tiêu chuẩn quốc tế ISO nên dùng Phép Chiếu Góc Thứ Nhất (First Angle Projection) như hình 1.1 sau:
2. 14 CHƯƠNG 1 Còn Anh Mỹ dùng phép chiếu phần tư thứ ba (Third Angle Projection). Theo cách này quan sát viên đứng tại chổ và một hình hộp lập phương tưởng tượng trong suốt bao quanh vật vẽ, trên mặt hộp nổi lên các hình chiếu. Hình chiếu nằm giửa quan sát viên và vật biểu diễn. Theo cách này thì khi hộp được khai triển phẳng thì hình chiếu bằng đặt ở trên, hình chiếu đứng đặt bên dưới, hình cạnh nhìn từ trái thì đặt bên trái như hình 1.2 Hình 1.2 Chiếu trực phương Góc Thứ Ba kiểu Mỹ Trên một số bản vẽ của một số nước trên thế giới có vẽ ký hiệu chiếu kiểu Quốc tế (Chiếu góc thứ 1) hay chiếu kiểu Mỹ (Chiếu góc thứ 3) như sau: Dấu hiệu chiếu kiểu TCVN- Quốc tế Dấu hiệu chiếu kiểu Mỹ
3. 16 CHƯƠNG 1 Z2 '=30 Z3 =60 Z '=75 1 Z' =25 Z =15 3 2 Zc =20 Z5 =20 n1 Z1 =15 Z =25 4 Z5' =1 Z =100 6 Z4' Hình 1.3b Sơ đồ hệ thống bánh răng Khi trình bày đến các bộ truyền, chúng tôi sẽ đưa ra sơ đồ động về đối tượng nghiên cứu. Sơ đồ động máy rất quan trọng và quyết định khả năng làm việc, kết cấu của máy sau này. Trong sơ đồ máy có thể có bảng thông báo về đặc tính động học, động lực học của hệ thống. 1.2.2 Bản vẽ tháo rời (explosive drawing) Trong các tài liệu kỹ thuật dành cho giải thích, quảng cáo, dùng trình bày cho những người không chuyên về kỹ thuật thường vẽ kiểu không gian ba chiều với các chi tiết đã tháo rời và đang ở đúng vị trí sẵn sàng lắp ráp.
4. 18 CHƯƠNG 1 Hình 1.5 Hình vẽ chi tiết 2 chiều và hình chiếu trục đo 3 chiều Trong phạm vi tài liệu này, chúng ta tập trung vào hai loại bản vẽ chi tiết và bản vẽ lắp. 1.2.5 Tỉ lệ xích : Trừ các bản vẽ sơ đồ, tách rời có mục đích giới thiệu thì không có tỉ lệ chính xác , các bản vẽ lắp ráp và chế tạo điều phải ghi tỉ lệ trong ô nhỏ ở gần góc phải bên dưới của khung tên. Tỉ lệ có thể phóng to hay thu nhỏ nhằm tận dụng triệt để diện tích tờ giấy vẽ đến 80%- 85%. Không thể chấp nhận một hình vẽ chiếm chưa tới 50% diện tích tờ giấy và như vậy nó có thể được vẽ trong giấy khổ nhỏ hơn. Họa viên cần tuân theo các tỉ lệ tiêu chuẩn nhằm bảo đảm sự cân đối của hình biểu diễn. Hình vẽ có ghi tỉ lệ xích còn giúp cho người đọc có thể đo và tính được một số kích thước nếu nó không được ghi trực tiếp trên bản vẽ (thường là trong bản vẽ lắp) Các tỉ lệ tiêu chuẩn cho 2 loại bản vẽ như sau: Tuy nhiên các tỉ lệ như 1:2,5, 1:4, 1:15, 1:25. 1:40, 1:75 hay 2,5:1, 4:1, 15:1, 25:1, 40:1, 75:1 được khuyên nên hạn chế dùng. Số 1 thể hiện kích thước thật và tỉ lệ là giá trị của phân số đem nhân vối kích thước thật sẽ được kích thước trên bản vẽ.
5. 20 CHƯƠNG 1 Rz40 84 64 0,04 A o 4 14 6,5 14 38 0,05 A 1 45 o 8 12,7 5 R5 R 15 3 9 0 1 4   0 1 z R R5 5 0 3 R 1 3 z 1 +0,04 10 R  0,05 1 o ,0 8 2 45 +0 0 , 0 - 5 mép vát 45 6 0 0  , 0 4 8 7 + 4 1 0 2 2  5 A 2,5 Thường hóa trước khi thi công Người vẽ Ngày BÁNH ĐAI THANG Kiểm tra Ký TL: 1:1 ĐẠI HỌC BÁCH KHOA GX 15-32 KHOA CƠ KHÍ S.lượng: 2 Hình 1.7 Bản vẽ chế tạo
6. 22 CHƯƠNG 1 tiên đưa ra ngoài hình vẽ, nếu không được thì rất hạn chế ghi kích thước bên trong hình. Trong bản vẽ lắp chỉ ghi ba loại kích thước sau: - Kích thước bao: Cho biết khoảng không gian mà các bộ lắp ráp chiếm chỗ, bao gồm kích thước dài nhất, rộng nhất và cao nhất. Kích thước bao không có dung sai và thường có ý niệm phỏng chừng không cần chính xác lắm dùng bố trí không gian cho máy. - Kích thước khoảng cách trục: cho biết khoảng cách truyền động, có thể chính xác có kèm dung sai như trong khoảng cách trục của bánh răng, trục vít bánh vít hay không cần chính xác vì có thể tăng giảm như trong bộ truyền xích, đai thì không ghi dung sai. Khoảng cách các bu lông nền thường không cần ghi dung sai. Dung sai khoảng cách trục của bộ truyền bánh răng tra theo h7 trong chương 3 Mối ghép hình trụ trơn. - Kích thước lắp ráp (assembly dimension): bao gồm kích thước danh nghĩa và kiểu dung sai. Kích thước lắp ráp được trình bày rõ ở chương 3 Mối ghép hình trụ trơn. 2- Đánh số chi tiết: Trong bản vẽ lắp có nhiều chi tiết máy tham gia lắp ráp vì vậy cần đánh số chi tiết để định danh, định vật liệu, số lượng, ký hiệu trong bản kê đặt phía trên khung tên. - Ký số chi tiết phải có độ lớn từ 22,5 lần số ghi trong kích thước, bên dưới phải được gạch bằng nét cơ bản, đường thẳng nối chỉ vào chi tiết được vẽ bằng nét mảnh, tận cùng đầu chỉ vào chi tiết có mỗi chấm tròn cho rõ, độ lớn chấm tròn phụ thuộc kích thước bản vẽ từ 1 1,5mm trong các bản vẽ từ A3 đến A0. Ký số phải được đánh trật tự theo vòng cùng hoặc ngược chiều kim đồng hồ để người đọc bản vẽ để tra cứu. Khoảng cách các số nên cách đều nhau và phân bố trên một đường thẳng. Các đường mảnh chỉ vào chi tiết không nên cắt nhau nhiều. 3- Bản kê: Liệt kê lại một cách chi tiết các số chi tiết đã được đánh trên bản vẽ. Bản kê được đánh số ngược từ dưới lên và nội dung gồm số thứ tự, tên chi tiết, số lượng, vật liệu, ký hiệu (dành cho ổ lăn, ren vít) và mục chú thích có thể nói tiêu chuẩn hoặc xuất xứ. Nhờ bản kê ta có thể đánh giá gần đúng được: - Khối lượng toàn máy hay cơ cấu. - Giá thành. 1.4 YÊU CẦU CỦA BẢN VẼ CHI TIẾT
7. 24 CHƯƠNG 1 Ký hiệâu: có ba ký hiệu độ nhám đi kèm với giá trị được ghi phía trên, mũi nhọn chỉ thẳng góc vào bề mặt gia công nên ký hiệu và trị độ nhám có thể xoay chuyển phụ thuộc bề mặt chỉ định. Hình 1.4 Các ký hiệu độ nhám bề mặt Ký hiệu là hình ảnh của chữ r, ký tự đầu tiên của từ roughness Giá trị độ nhám: Được ghi phía trên ký hiệu và bắt đầu bằng ký tự R (Roughness) và có mức độ nhám là: Rz: sai số trong 5 điểm dành cho bề mặt thô hoặc bán tinh (tiện, phay ) hoặc siêu tinh (bản vẽ Việt Nam không dùng mức siêu tinh). Ra: độ nhấp nhô trung bình (average) dành cho bề mặt tinh qua mài, doa Trong các quy định tiêu chuẩn của TCVN thì có rất nhiều dãy giá trị, nhưng thực tế các xưởng cơ khí chỉ thường dùng các cấp độ nhám sau từ rất thô đến rất tinh theo 8 trị phổ biến như sau: - RZ320: bề mặt rất thô không gia công, như bề mặt thép cán, vật đúc. - R Z160: bề mặt thô không gia công cơ, chỉ làm sạch sau khi đúc. Thường dùng khi có đánh sạch bằng cước. - RZ80: có gia công cơ nhưng rất thô, như bào, phay thô, ít dùng. - RZ40: bề mặt gia công gia công bán tính như tiện, phay bán tinh rất thường dùng để ghi độ nhám chung ở góc phải bên trên bản vẽ chi tiết. - R Z20: Gia công tinh cao nhất có thể có bằng dao thép gió, hợp kim cứng bằng phương pháp tiện phay, bào hay xọc. Kể từ sau R Z20, ta phải gia công tinh bằng phương pháp doa, mài và dùng trị chiều cao nhấp nhô trung bình Ra để đánh giá: - Ra2,5: Mài thô hay doa bằng tay - Ra1,25: Mài bán tinh, doa máy - Ra0,625: Mài tinh, doa, đánh nhám tinh 3- Sai số hình học và vị trí tương quang
8. 26 CHƯƠNG 1 cho bằng 1/4 đến 1/2 dung sai đường kính và chỉ đo cho các bề mặt đã gia công tinh. Có thể dùng đồng hồ so để đo độ đảo hướng kính khi đặt đầu đo vào chu vi mặt trụ cần đo. - Độ đảo mặt đầu: có cùng ký hiệu như độ đảo hướng kính nhưng được đo dọc trục và tựa vào mặt đầu chi tiết quay dùng cho cacù bề mặt đã gia công tinh và rất thường dùng cho các vật quay như bánh răng, bánh đai so với tâm hay mặt trụ lỗ. Giá trị độ đảo mặt đầu thường cũng được cho bằng 1/4 đến 1/4 dung sai đường kính và chỉ đo cho các bề mặt gia công tinh. Cũng có thể dùng đồng hồ so để đo độ đảo mặt đầu. - Độ vuông góc: giá trị của độ lệch so với pháp tuyến của bề mặt tại điểm cần đo cho tính bằng mm trên 100mm chiều dài. - Độ song song: giá trị khoảng cách lớn nhất và bé nhất e max - e min cho tính bằng mm trên 100mm chiều dài của mặt, đường chỉ định và chuẩn. - Độ đối xứng: là sai lệch lớn nhất so với chuẩn chỉ định A của mặt chỉ định trên chiều dài 100mm dọc trục đối xứng A. Thông thường thì: - Mặt thô, không gia công: dùng độ sai lệnh hình học như độ không đồng tâm và độ oval. - Mặt gia công tinh: dùng sai lệch vị trí tương quan mà độ đảo mặt đầu và độ đảo hướng kính là thường dùng nhất. Còn độ côn thì dùng cả cho hai bề mặt để thô và gia công tinh. 4- Tính chất cơ lý: thường ghi dưới yêu cầu kỹ thuật. Tính chất cơ lý bề mặt hay thể tích thường xử lý bằng cơ luyện hay nhiệt luyện. - Cơ luyện: thay đổi cơ tính bề mặt gia công, tăng bền bề mặt bằng các biện pháp cơ học như phun bi, lăn nén, lăn ép rung hiện chỉ mới được nghiên cứu chưa có ứng dụng nhiều nên ít gặp trong các bản vẽ, nếu có sẽ ghi chú các đặc điểm của nó. - Nhiệt luyện: thay đổi cơ tính vật liệu bằng cách thay đổi nhiệt độ đun nóng và làm nguội theo một quy trình kỹ thuật nhất định, có thể kể đến các biện pháp sau:
9. 28 CHƯƠNG 1 nhưng phải thường hóa phôi gang trước khi gia công nếu chi tiết cần chính xác (ví dụ: block máy, bargue segment ) vì nếu không thường hóa trước thì sau khi gia công gang có thể tự thanh đổi kích thước và chỉ ổn định sau khoảng 1 năm trời. Có hai biện pháp thường hóa: - Thường hóa tự nhiên: để phôi gang trong kho hay ngoài trời khoảng 1 năm trước khi đem gia công cơ. - Thường hóa nhân tạo: ta thấy thường hóa tự nhiên không hiện thực vì phải chờ đợi lâu, không đáp ứng được nhu cầu sản xuất nên người ta thường dùng thường hóa nhân tạo cũng tương tự như ram nhưng dành cho phôi gang, chưa từng qua tôi. Cũng có thể thường hóa thép trước khi gia công. Nói chung nhiệt luyện thì tốn kém tăng giá thành sản phẩm và sinh ra nhiều phế phẩm. Cần có nhiều kinh nghiệm, thiết bị nên nước ta thường ít dùng trừ trường hợp chế tạo thay thế hay sửa chữa. 5- Vật liệu và số lượng Vật liệu và số lượng chi tiết gia công thường phải ghi trong khung tên. Số lượng chi tiết xác định loại hình sản suất là đơn chiếc, chế thử hay hàng loạt nhỏ lớn hay hàng khối, nó có thể quyết định phương pháp gia công và ảnh hưởng rất nhiều đến giá thành sản phẩm. Một số vật liệu với tên chuẩn thường dùng trong các bản vẽ kỹ thuật như sau: Thép carbon chế tạo máy: C30, C35, C45, C50 Thép hợp kim chế tạo máy: thép Crom 40Cr, thép mangan 45Mn, thép lò xo 40Si Thép xây dựng dùng làm dàn, khung, vỏ máy: CT3,CT4, CT5. Gang xám: GX 15-32. Gang cầu: GC. Vật liệu phi kim loại như cao su, dạ, amian 1.5 QUY ĐỊNH CHO BẢN VẼ KỸ THUẬT CƠ KHÍ TRONG TRƯỜNG BÁCH KHOA Hiện nay, TCVN chưa có quy định thống nhất về khung bản vẽ nên mỗi ngành, nhà máy có quy định riêng. Trong phạm vi môn học Vẽ kỹ thuật cơ khí tại Khoa Cơ khí trường Đại học Bách khoa, chúng tôi đưa ra một mẫu khung tên cho giấy A4 đứng có đóng tập (chú ý theo TCVN không cho phép A4 ngang) và A3 đứng hoặc ngang để có tính thống nhất dùng trong trong
10. 30 CHƯƠNG 1 140 8 Người vẽ Ngày TÊN CHI TIẾT MÁY 8 Kiểm tra Ký TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TL: 6 1 VẬT LIỆU KHOA CƠ KHÍ Số lg: 8 20 30 25 65 Hình 1.9 Khung tên bản vẽ chế tạo cho bài tập trên giấy A4