Đồ án Công nghệ Chế tạo máy Thiết kế quy trình gia công chi tiết Thân bơm

Đồ án Quy trình gia công chi tiết Thân bơm (Xác định dạng sản xuất, Lựa chọn phương pháp tạo phôi, Lựa chọn trình tự công nghệ, Thiết kế các nguyên công, Thiết kế đồ gá, Tính kinh tế của quy trình công nghệ) Bao gồm: Thuyết minh Tập bản vẽ HD: PGS.TS. Phạm Ngọc Tuấn

1 MỤC LỤC MỤC LỤC DANH SÁCH HÌNH ẢNH DANH SÁCH CÁC BẢNG LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT, PHÂN TÍCH CHI TIẾT VÀ XÁC ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI 1.1 Xác định dạng sản xuất 1.1.1 Số lượng chi tiết cần chế tạo 1.1.2 Khối lượng chi tiết 1.1.3 Xác định dạng sản xuất 1.2 Phân tích chi tiết 1.2.1 Công dụng chi tiết 1.2.2 Điều kiện làm việc chi tiết 1.2.3 Chọn vật liệu chế tạo chi tiết 10 1.2.4 Xác định dung sai kích thước, độ nhám bề mặt chi tiết sai lệch vị trí mặt chi tiết 10 1.3 Xác định phương pháp chế tạo phôi 12 1.3.1 Chọn dạng phôi 12 1.3.2 Xác định phương pháp chế tạo phôi 13 1.3.3 Xác định lượng dư phôi 14 CHƯƠNG THIẾT KẾ QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ GIA CƠNG CHI TIẾT 15 2.1 Chọn phương pháp gia công bề mặt 15 2.1.1 Bề mặt 15 19 15 2.1.2 Bề mặt 16 2.1.3 Bề mặt 2, 3, 4, 6, 9, 10, 11, 13 16 2.1.4 Bề mặt 5, 12 16 2.1.5 Bề mặt 7, 14 16 2.1.6 Bề mặt 18, 24 16 2.1.7 Bề mặt 16, 17, 20, 21, 22, 23, 25, 26 16 2.2 Lập quy trình cơng nghệ 16 Đồ án Kỹ thuật chế tạo GVHD: PGS.TS Phạm Ngọc Tuấn 2.2.1 Một số phương án gia công chi tiết 16 2.2.2 Phân tích phương án, chọn phương án phù hợp 19 2.3 Thiết kế nguyên công theo quy trình cơng nghệ chọn 20 2.3.1 Ngun công 1: Phay mặt 15 20 2.3.2 Nguyên công 2: Phay mặt 19 25 2.3.3 Nguyên công 3: Phay mặt 28 2.3.4 Nguyên công 4: Phay mặt 30 2.3.5 Nguyên công 5: Khoan lỗ 3, 4, 10, 11 31 2.3.6 Nguyên công 6: Khoan lỗ 2, 6, 9, 13 38 2.3.7 Nguyên công 7: Khoét bề mặt 5, 12 39 2.3.8 Nguyên công 8: Phay mặt 7, 14 43 2.3.9 Nguyên công 9: Khoan lỗ 18 46 2.3.10 Nguyên công 10: Khoan Tarô 16, 17, 20, 21 48 2.3.11 Nguyên công 11: Khoan lỗ 24 53 2.3.12 Nguyên công 12: Khoan tarô 22, 23, 25, 26 53 2.3.13 Nguyên công 13: Mài phẳng 15 55 2.3.14 Nguyên công 14: Mài phẳng 19 57 2.3.15 Nguyên công 15: Mài phẳng 58 2.3.16 Nguyên công 16: Mài phẳng 60 2.3.17 Nguyên công kiểm tra độ không song song 61 2.4 Lượng dư gia công cho nguyên công 62 2.5 Bảng tổng hợp nguyên công 64 CHƯƠNG TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ ĐỒ GÁ 66 3.1 Tính tốn thiết kế đồ gá nguyên công 66 3.1.1 Xác định cấu định vị 66 3.1.2 Xác định cấu kẹp chặt, tính lực kẹp cần thiết 66 3.1.3 Xác định thông số cho chi tiết đồ gá 68 3.1.4 Xác định sai số gá đặt 69 3.2 Tính tốn thiết kế đồ gá nguyên công 70 3.2.1 Xác định cấu định vị 70 3.2.2 Xác định cấu kẹp chặt, tính lực kẹp cần thiết 70 Đồ án Kỹ thuật chế tạo GVHD: PGS.TS Phạm Ngọc Tuấn 3.2.3 Xác định thông số cho chi tiết đồ gá 72 3.2.4 Xác định sai số gá đặt 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO 74 Đồ án Kỹ thuật chế tạo GVHD: PGS.TS Phạm Ngọc Tuấn DANH SÁCH HÌNH ẢNH Hình 1.1 Công cụ Mass Properties SolidWorks Hình 1.2 Quy trình làm việc chi tiết thân bơm Hình 1.3 Bản vẽ đánh số bề mặt chi tiết 10 Hình 1.4 Bản vẽ chi tiết 12 Hình 1.5 Bản vẽ phơi phân bố lượng dư gia công 14 Hình 2.1 Sơ đồ gá đặt ngun cơng 20 Hình 2.2 Máy phay đứng vạn cơng suất lớn X5032 21 Hình 2.3 Dao phay CoroMill® 390 R390–125Q40–17L 22 Hình 2.4 Mảnh hợp kim R390-17 04 08M-KH 3040 22 Hình 2.5 Máy đo độ nhám bề mặt PCE RT 2000 23 Hình 2.6 Thước cặp điện tử Mitutoyo 500-181-30 23 Hình 2.7 Chế độ cắt khuyên dùng hãng Sandvik với nguyên công 24 Hình 2.8 Sơ đồ gá đặt ngun cơng 25 Hình 2.9 Chế độ cắt khuyên dùng hãng Sandvik với ngun cơng 26 Hình 2.10 Sơ đồ gá đặt nguyên công 28 Hình 2.11 Sơ đồ gá đặt nguyên công 30 Hình 2.12 Sơ đồ gá đặt nguyên công 31 Hình 2.13 Máy khoan cần Z3080  25 32 Hình 2.14 Mũi khoan CoroDrill® 870-1100-8L16-8 33 Hình 2.15 Mũi khoan CoroDrill® 860.1-1080-088A1-GM X1BM 33 Hình 2.16 Mũi doa 835.B-1100-A1-PF 1024 34 Hình 2.17 Chế độ cắt cho gia công lỗ Ø11 35 Hình 2.18 Chế độ cắt cho gia công lỗ Ø10,8 mm 36 Hình 2.19 Chế độ cắt doa lỗ Ø11 mm 37 Hình 2.20 Sơ đồ gá đặt nguyên công 38 Hình 2.21 Sơ đồ gá đặt nguyên công 39 Hình 2.22 Dao kht CoroBore® BR30-56SP08Y-C4 39 Hình 2.23 Chế độ cắt q trình kht thơ 40 Hình 2.24 Chế độ cắt trình khoét bán tinh 41 Hình 2.25 Chế độ cắt trình khoét tinh 42 Đồ án Kỹ thuật chế tạo GVHD: PGS.TS Phạm Ngọc Tuấn Hình 2.26 Sơ đồ gá đặt nguyên công 43 Hình 2.27 Dao phay ngón CoroMill® Plura RA215.26-3250DAL36L 1620 44 Hình 2.28 Chế độ cắt phay mặt bên 45 Hình 2.29 Sơ đồ gá đặt ngun cơng 46 Hình 2.30 Mũi khoan CoroDrill® DS20-D2600DM32-04 47 Hình 2.31 Chế độ cắt cho trình khoan lỗ Ø26 mm 47 Hình 2.32 Sơ đồ gá đặt ngun cơng 10 48 Hình 2.33 Mũi khoan CoroDrill® 460460.1-0850-026A1-XM GC34 49 Hình 2.34 Mũi tarơ CoroTap™ 100 T100-KM100AA-M10 D210 50 Hình 2.35 Dưỡng đo ren hệ mét 28 Niigata Seiki 51 Hình 2.36 Chế độ cắt trình khoan lỗ Ø8,5 mm 51 Hình 2.37 Chế độ cắt cho trình tarơ ren M10, bước ren 1,5 mm 52 Hình 2.38 Sơ đồ gá đặt ngun cơng 11 53 Hình 2.39 Sơ đồ gá đặt ngun cơng 12 54 Hình 2.40 Sơ đồ gá đặt ngun cơng 13 55 Hình 2.41 Máy mài mặt phẳng cỡ lớn Chevalier FSG 2480 ADIV 55 Hình 2.42 Đá mài thơ Norton dòng 38A đá mài tinh Norton dòng 3SG 56 Hình 2.43 Sơ đồ gá đặt nguyên công 14 58 Hình 2.44 Sơ đồ gá đặt ngun cơng 15 59 Hình 2.45 Sơ đồ gá đặt ngun cơng 16 60 Hình 2.46 Ngun cơng kiểm tra độ khơng song song 61 Hình 3.1 Các chiều chuyển động tịnh tiến xoay chi tiết 66 Hình 3.2 Sơ đồ nguyên lý sơ đồ tác dụng lực cấu kẹp chặt ren vít có tay quay 67 Hình 3.3 Bản vẽ lắp đồ gá nguyên công 69 Hình 3.4 Sơ đồ ngun lý cấu ren vít – địn kẹp 71 Hình 3.5 Bản vẽ lắp đồ gá nguyên công 73 Đồ án Kỹ thuật chế tạo GVHD: PGS.TS Phạm Ngọc Tuấn DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng 1.1 Thành phần phần trăm nguyên tố gang 10 Bảng 2.1 Khả công nghệ số phương pháp gia công 15 Bảng 2.2 Một số phương án gia công chi tiết 16 Bảng 2.3 Tốc độ vòng quay, lượng chạy dao máy X5032 21 Bảng 2.4 Thông số dao phay CoroMill® 390 R390–125Q40–17L 22 Bảng 2.5 Thông số Mảnh hợp kim R390-17 04 08M-KH 3040 23 Bảng 2.6 Khả công nghệ máy khoan Z3080  25 32 Bảng 2.7 Thông số mũi khoan CoroDrill® 870-1100-8L16-8 33 Bảng 2.8 Thơng số mũi khoan CoroDrill® 860.1-1080-088A1-GM X1BM 34 Bảng 2.9 Thông số mũi doa 835.B-1100-A1-PF 1024 34 Bảng 2.10 Thông số dao khoét CoroBore® BR30-56SP08Y-C4 39 Bảng 2.11 Thơng số dao phay ngón CoroMill® Plura RA215.26-3250DAL36L 162044 Bảng 2.12 Thơng số mũi khoan CoroDrill® DS20-D2600DM32-04 47 Bảng 2.13 Thơng số mũi khoan CoroDrill® 460460.1-0850-026A1-XM GC34 49 Bảng 2.14 Thông số mũi tarô CoroTap™ 100 T100-KM100AA-M10 D210 50 Bảng 2.15 Lượng dư gia cơng bề mặt 15 19 với kích thước dài 45+0,03 62 Bảng 2.16 Lượng dư gia cơng bề mặt với kích thước dài 106  0,18 62 Bảng 2.17 Lượng dư gia công mở rộng lỗ 12 đạt kích thước Ø 52+0,05 63 Bảng 2.18 Lượng dư gia cơng lỗ đạt kích thước Ø11+0,02 63 Bảng 2.19 Lượng dư gia công lỗ ren M10  1,5 63 Bảng 2.20 Lượng dư gia công lỗ Ø26 63 Bảng 2.21 Phiếu tổng hợp nguyên công gia công chi tiết thân bơm 64 Đồ án Kỹ thuật chế tạo GVHD: PGS.TS Phạm Ngọc Tuấn LỜI NÓI ĐẦU Như biết, vấn đề mà nhà sản xuất quan tâm sản phẩm là: suất – chất lượng – giá thành Trong tất lĩnh vực nói chung ngành khí chế tạo máy nói riêng, xem quy trình công nghệ gia công yếu tố ảnh hưởng lớn đến suất – chất lượng – giá thành, quy trình cơng nghệ gia cơng hợp lý chi tiết rút ngắn thời gian gia công đảm bảo chất lượng sản phẩm theo yêu cầu từ giảm giá thành, mang đến hiệu kinh tế lớn Thấu hiểu tầm quan trọng vấn đề này, môn Chế tạo máy khoa Cơ khí Trường Đại học Bách Khoa Thành phố Hồ Chí Minh thiết kế mơn Đồ án chuyên ngành Kỹ thuật chế tạo, giúp sinh viên vận dụng tất kiến thức học, tích lũy thời gian qua vào mơn học, qua giúp sinh viên hiểu rõ chuyên ngành kiến thức chưa trải nghiệm nhiều trước Đồ án mang lại kỹ cho sinh viên mà giúp ích nhiều cho cơng việc sau Với kiến thức học qua môn học Kỹ thuật chế tạo 1, Kỹ thuật chế tạo 2, CAD/CAM, Công nghệ CNC, Dung sai kỹ thuật đo đặc biệt với hướng dẫn tận tình thầy PGS.TS Phạm Ngọc Tuấn, chúng em hoàn thành đồ án “Thiết kế quy trình cơng nghệ gia công thân bơm” Do lần làm quen thiết kế với khối lượng kiến thức tổng hợp, cịn có mảng chưa nắm vững dù cố gắng, song làm em tránh khỏi sai sót mong ý kiến đóng góp q báu chân thành q thầy, môn Chế tạo máy giúp chúng em có kiến thức thật cần thiết để sau trường ứng dụng cơng việc cụ thể sản xuất Đó kinh nghiệm quý báu cho chúng em Chúng em xin chân thành cảm ơn Đồ án Kỹ thuật chế tạo GVHD: PGS.TS Phạm Ngọc Tuấn CHƯƠNG XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT, PHÂN TÍCH CHI TIẾT VÀ XÁC ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI 1.1 Xác định dạng sản xuất 1.1.1 Số lượng chi tiết cần chế tạo Việc xác định dạng sản xuất để đưa qui trình cơng nghệ hợp lý, để từ cải thiện tính cơng nghệ chi tiết, chọn phương pháp để tạo phôi phương pháp gia công để đạt hiệu cao với chi phí sản xuất thấp Muốn xác định dạng sản xuất trước hết phải biết sản lượng hàng năm chi tiết gia công Sản lượng hàng năm xác định theo công thức sau:      N = N m 1 +  1 +   100   100  N0 – chi tiết, số sản phẩm năm, theo đề N0 = 10000 chi tiết/năm; m – chiếc, số lượng chi tiết sản phẩm, chọn m = 1;  – số % dự trữ làm phụ tùng cho chi tiết máy nói trên, chọn  = 15% ;  – số % chi tiết phế phẩm trình chế tạo, chọn  = 4% 15     → N = 10000.1 1 +  1 +  = 11960 chiếc/năm  100   100  1.1.2 Khối lượng chi tiết Hình 1.1 Công cụ Mass Properties SolidWorks Từ phần mềm SolidWorks, sử dụng công cụ Mass Properties cách chọn biểu tượng Mass Properties tab Evalute Đồ án Kỹ thuật chế tạo GVHD: PGS.TS Phạm Ngọc Tuấn Thể tích chi tiết (xem hình 1.1): V = 357086 mm3 Khối lượng riêng Gang xám (Gray Cast Iron):  = 7200 kg/m3 → Khối lượng chi tiết: M = V  = 357086.10−6.7200  2571 g 1.1.3 Xác định dạng sản xuất Chi tiết có khối lượng 2,571 kg sản lượng chế tạo năm 11960 Theo [1, trang 25, bảng 2.1], dạng sản xuất hàng loạt vừa Đặc trưng cho dạng sản xuất là: • Sản phẩm tương đối ổn định, lặp lại theo chu kỳ • Dễ điều chỉnh máy tự động đạt kích thước • Sử dụng tay nghề cơng nhân có nhiều bậc thợ phù hợp với nhiều ngun cơng 1.2 Phân tích chi tiết 1.2.1 Công dụng chi tiết Chi tiết dùng làm thân bơm bánh răng, mặt bích lắp với phận máy Phần bên nơi lắp bánh vào Khoảng khe hở đỉnh đường kính chi tiết bé giúp cho việc bơm lưu chất áp suất bơm yêu cầu kỹ thuật Quy trình làm việc thâm bơm theo [2, trang 2] (xem hình 1.2) Internal pressure field Radial sealing Hình 1.2 Quy trình làm việc chi tiết thân bơm 1.2.2 Điều kiện làm việc chi tiết Đây phần tiếp xúc trực tiếp với lưu chất cần bơm điều kiện làm việc: • Chịu áp suất lớn • Chịu nhiệt độ cao (do nhiệt lưu chất nhiệt ma sát bánh tạo ra) Đồ án Kỹ thuật chế tạo GVHD: PGS.TS Phạm Ngọc Tuấn 10 Do chi tiết làm việc môi trường áp suất cao nhiệt độ cao nên yêu cầu độ bền chi tiết cao, vật liệu chế tạo chi tiết phải chịu nhiệt độ cao mài mịn q trình vận hành 1.2.3 Chọn vật liệu chế tạo chi tiết Vật liệu chế tạo chi tiết phải thỏa mãn điều kiện làm việc chi tiết có độ bền, độ chịu nhiệt độ chống mài mòn cao Mặt khác, vật liệu phải đáp ứng tính kinh tế vật liệu phổ biến, giá thành không cao Từ yêu cầu trên, chọn vật liệu chế tạo chi tiết gang xám GX 24-44, có thơng số vật lý sau: • Giới hạn bền kéo 240 N/mm2 • Giới hạn bền uốn 440 N/mm2 • Độ giãn dài  = 0,5% • Độ cứng HB 170 – 240 GX 24-44 loại gang xám peclit với graphit nhỏ mịn, giúp chi tiết chịu tải trọng cao, chịu mài mòn tốt làm giảm rung động trình bơm vận hành Thành phần nguyên tố hóa học gang xám thể bảng 1.1 Bảng 1.1 Thành phần phần trăm nguyên tố gang Nguyên tố Hàm lượng (%) C Si Mn P S 3,2 – 3,5 1,5 – 3,0 0,5 – 1,0 < 0,5 < 0,12 1.2.4 Xác định dung sai kích thước, độ nhám bề mặt chi tiết sai lệch vị trí mặt chi tiết Hình 1.3 Bản vẽ đánh số bề mặt chi tiết Yêu cầu độ nhám bề mặt chi tiết: Đồ án Kỹ thuật chế tạo GVHD: PGS.TS Phạm Ngọc Tuấn 60 Như vậy, chế độ cắt q trình mài thơ mặt phẳng là: t = 0,1 mm; S ph = 15 m/phút; V = 1850 m/phút; N = 1450 vòng/phút; P = 5,3 kW (2) Mài tinh (mài lần, lần 0,025 mm): - Chiều sâu cắt: t = 0,025 mm - Số vịng quay trục chính: N = 1450 vịng/phút (theo khả máy) - Tốc độ cắt thực tế: V =  Dn =  406.1450 1000 1000 khả làm việc đá mài chọn) = 1850 m/phút = 30,5 m/s (phù hợp với - Lượng chạy dao phút: S ph = 15 m/phút Từ tính lượng chạy dao vòng: S= S ph n = 5000 = 0,0004 mm/vịng 1450 - Thời gian gia cơng bản: Tm = 0,0013l = 0,0013.112 = 0,15 phút = giây (theo [1, trang 109, bảng 2.23]) - Thời gian gia cơng kế tốn: Tk = 2Tm = 2.9 = 18,0 giây (theo [1, trang 115, bảng 2.27]) - Công suất cắt cần thiết: P = 4, kW (theo [5, trang 303, bảng 399.2]) Do P  Ne nên máy chọn thỏa công suất cắt Như vậy, chế độ cắt trình mài tinh mặt phẳng là: t = 0,025 mm; S ph = 15 m/phút; V = 1850 m/phút; N = 1450 vòng/phút; P = 4, kW 2.3.16 Nguyên công 16: Mài phẳng a) Sơ đồ gá đặt, bước thực nguyên công Tên nguyên công: Mài phẳng tinh mặt Bề mặt định vị: Mặt Hình 2.45 Sơ đồ gá đặt nguyên công 16 b) Chọn máy gia công Chọn máy mài mặt phẳng cỡ lớn Chevalier FSG 2480 ADIV (Đài Loan) (xem hình 2.41) với thơng số nguyên công 13 Đồ án Kỹ thuật chế tạo GVHD: PGS.TS Phạm Ngọc Tuấn 61 c) Chọn dụng cụ gia công Chọn đá mài thô 38A46F12VBEP hãng Norton (hình 2.42) đá mài tinh 3SG54E12VXP hãng Norton (hình 2.42) với thơng số ngun cơng 13 d) Chọn đồ gá, dung dịch trơn nguội, dụng cụ kiểm tra Đồ gá: bàn gá từ Dung dịch trơn nguội: không dùng dung dịch trơn nguội trình mài Dụng cụ kiểm tra: Máy đo độ nhám bề mặt PCE RT 2000 để đo độ nhám bề mặt (xem hình 2.5); Thước cặp điện tử Mitutoyo 500-181-30 để kiểm tra kích thước gia cơng (xem hình 2.6) e) Tính tốn chế độ cắt Chế độ cắt trình mài mặt tương tự với mặt 1, với thông số sau: Chế độ cắt q trình mài thơ mặt phẳng là: t = 0,1 mm; S ph = 15 m/phút; V = 1850 m/phút; N = 1450 vòng/phút; P = 5,3 kW Chế độ cắt trình mài tinh mặt phẳng là: t = 0,025 mm; S ph = 15 m/phút; V = 1850 m/phút; N = 1450 vòng/phút; P = 4, kW 2.3.17 Nguyên công kiểm tra độ khơng song song Hình 2.46 Ngun cơng kiểm tra độ không song song Đồ án Kỹ thuật chế tạo GVHD: PGS.TS Phạm Ngọc Tuấn 62 Sau gia công phay mặt (sau nguyên công 4), cần kiểm tra độ song song mặt 15 19 để đảm bảo chi tiết làm việc tối ưu Sau kiểm tra, chi tiết không đạt yêu cầu cần phải bỏ gia công lại chi tiết khác (không làm bước chi tiết bị lỗi) Các bước tiến hành đo độ không song song yêu cầu kỹ thuật độ không song song xem hình 2.46 2.4 Lượng dư gia cơng cho ngun cơng Dựa vào kích thước cuối sau gia cơng độ xác u cầu bề mặt cần gia công, sử dụng bảng thống kê tài liệu tra cứu để xác định lượng dư gia công cho bề mặt thể bảng từ bảng 2.15 đến bảng 2.20 Bảng 2.15 Lượng dư gia cơng bề mặt 15 19 với kích thước dài 45+0,03 Cấp xác Dung sai i (mm) Lượng dư zi (mm) Kích thước trung gian (mm) Tài liệu tham khảo Phôi 15 −1,0 6,0 51−1,0 [5], tr.44 Phay thô 15 13 −0,36 2,5 48,5−0,36 [5], tr.89 Phay tinh 15 11 −0,16 0,5 48−0,16 Phay thô 19 13 −0,36 1,5 46,5−0,36 Phay tinh 19 11 −0,16 0,5 46−0,16 Mài bán tinh 15 −0,06 0,4 45,6−0,06 Mài tinh 15 −0,03 0,1 45,5−0,03 Mài bán tinh 19 −0,06 0,4 45,1−0,06 Mài tinh 19 −0,03 0,1 45+0,03 Bước gia công Bảng 2.16 Lượng dư gia công bề mặt với kích thước dài 106  0,18 Cấp xác Dung sai i (mm) Lượng dư zi (mm) Kích thước trung gian (mm) Tài liệu tham khảo Phôi 15 −1,0 6,0 112−1,0 [5], tr.44 Phay thô 13 −0,54 2,0 110−0,54 [5], tr.89 Phay tinh 11 −0, 23 0,5 109,5−0,23 Phay thô 13 −0,54 2,0 107,5−0,54 Bước gia công Đồ án Kỹ thuật chế tạo GVHD: PGS.TS Phạm Ngọc Tuấn 63 Phay tinh 11 −0, 23 0,5 107 −0,23 Mài bán tinh −0,06 0,4 106,6−0,06 Mài tinh −0,03 0,1 106,5−0,03 Mài bán tinh −0,06 0,4 106,1−0,06 Mài tinh −0,03 0,1 106  0,18 Bảng 2.17 Lượng dư gia cơng mở rộng lỗ 12 đạt kích thước Ø 52+0,05 Cấp xác Dung sai i (mm) Lượng dư zi (mm) Kích thước trung gian (mm) Tài liệu tham khảo Phôi 15 +1,0 6,0 46+1,0 [5], tr.44 Khoét thô 11 +0, 25 2,0 49,5+0,25 [5], tr.89 Khoét bán tinh +0,1 0,5 51,5+0,1 Khoét tinh +0,05 2,0 52,0+0,05 Bước gia công Bảng 2.18 Lượng dư gia cơng lỗ đạt kích thước Ø11+0,02 Cấp xác Dung sai i (mm) Lượng dư zi (mm) Kích thước trung gian (mm) Phơi 15 - - - Khoan 11 +0,02 11 11+0,02 Bước gia công Tài liệu tham khảo Bảng 2.19 Lượng dư gia cơng lỗ ren M10  1,5 Cấp xác Dung sai i (mm) Lượng dư zi (mm) Kích thước trung gian (mm) Phôi 15 - - - Khoan 12 +0,15 8,5 8,5+0,15 Tarô 12 +0,15 0,75 M10+0,15 Lượng dư zi (mm) Kích thước trung gian (mm) Bước gia công Tài liệu tham khảo Bảng 2.20 Lượng dư gia công lỗ Ø26 Bước gia công Cấp xác Đồ án Kỹ thuật chế tạo Dung sai i (mm) Tài liệu tham khảo GVHD: PGS.TS Phạm Ngọc Tuấn 64 Phôi 15 - - - Khoan 12 +0, 21 26 26 +0,21 2.5 Bảng tổng hợp ngun cơng Sau tính tốn chế độ cắt cho nguyên công, lập bảng tổng hợp chế độ cắt cho q trình gia cơng chi tiết thân bơm (xem bảng 2.21) Bảng 2.21 Phiếu tổng hợp nguyên công gia công chi tiết thân bơm t S V N P T (mm) (mm/v) (m/ph) (v/ph) (kW) (s) Phay thô mặt 15 2,5 1,00 236 600 6,3 27,6 Phay tinh mặt 15 0,5 0,80 294 750 1,9 27,6 Phay thô mặt 19 1,5 1,00 236 600 5,2 27,6 Phay tinh mặt 19 0,5 0,80 294 750 1,9 27,6 Phay thô mặt 2,0 1,00 236 600 3,8 21,0 Phay tinh mặt 0,5 0,80 294 750 1,4 21,0 Phay thô mặt 2,0 1,00 236 600 3,8 21,0 Phay tinh mặt 0,5 0,80 294 750 1,4 21,0 Khoan lỗ 4, 11 5,5 0,25 43,2 1250 6,3 15,3 Khoan lỗ 3, 10 5,4 0,25 42,4 1250 5,96 15,3 Doa lỗ 3, 10 0,1 1,00 43,0 1250 1,94 4,2 Khoan lỗ 2, 13 5,5 0,25 43,2 1250 6,3 11,6 Khoan lỗ 6, 5,5 0,25 43,2 1250 6,3 11,6 Khoét thô 1,75 0,25 125 800 6,24 23,7 Khoét thô 12 1,75 0,25 125 800 6,24 23,7 Khoét bán tinh 1,0 0,25 129 800 4,2 23,7 Khoét bán tinh 12 1,0 0,25 129 800 4,2 23,7 NC Bước thực Đồ án Kỹ thuật chế tạo GVHD: PGS.TS Phạm Ngọc Tuấn 65 Khoét tinh 0,25 0,25 204 1250 0,32 15,5 Khoét tinh 12 0,25 0,25 204 1250 0,32 15,5 Phay mặt 5,4 0,78 60 1500 2,92 2,2 Phay mặt 14 5,4 0,78 60 1500 2,92 2,2 Khoan lỗ 18 13 0,16 102 1250 6,24 16,2 Khoan lỗ 16, 21 4,25 0,25 33,4 1250 5,06 8,3 Khoan lỗ 17, 20 4,25 0,25 33,4 1250 5,06 8,3 Tarô 16, 21 0,75 1,50 39,4 1250 3,0 5,2 Tarô 17, 20 0,75 1,50 39,4 1250 3,0 5,2 Khoan lỗ 24 13 0,16 102 1250 6,24 16,2 Khoan lỗ 22, 26 4,25 0,25 33,4 1250 5,06 8,3 Khoan lỗ 23, 25 4,25 0,25 33,4 1250 5,06 8,3 Tarô 22, 26 0,75 1,50 39,4 1250 3,0 5,2 Tarô 23, 25 0,75 1,50 39,4 1250 3,0 5,2 Mài thô mặt 15 0,1 15 1850 1450 5,3 26,4 Mài tinh mặt 15 0,025 15 1850 1450 4,2 22,8 Mài thô mặt 19 0,1 15 1850 1450 5,3 26,4 Mài tinh mặt 19 0,025 15 1850 1450 4,2 22,8 Mài thô mặt 0,1 15 1850 1450 5,3 20,4 Mài tinh mặt 0,025 15 1850 1450 4,2 18,0 Mài thô mặt 0,1 15 1850 1450 5,3 20,4 Mài tinh mặt 0,025 15 1850 1450 4,2 18,0 10 11 12 13 14 15 16 Đồ án Kỹ thuật chế tạo GVHD: PGS.TS Phạm Ngọc Tuấn 66 CHƯƠNG TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ ĐỒ GÁ 3.1 Tính tốn thiết kế đồ gá ngun công 3.1.1 Xác định cấu định vị Chi tiết gia cơng thân bơm có dạng hình hộp, để hạn chế bậc tự chi tiết gia công cần dùng phiến tỳ, hai khối chữ V ngắn (một khối cố định, khối chuyển động tịnh tiến) (theo [8, trang 30]) với bề mặt định vị mặt phẳng (mặt 15) hai mặt trụ (hai mặt cong hai bên chi tiết) Cụ thể: • Phiến tỳ: hạn chế bậc tự chi tiết (tịnh tiến theo trục z, xoay theo trục x y (xem hình 3.1)) • Khối chữ V cố định: hạn chế bậc tự chi tiết (tịnh tiến theo trục y, xoay theo trục z) • Khối chữ V di chuyển: hạn chế bậc tự chi tiết (tịnh tiến theo trục x) Hình 3.1 Các chiều chuyển động tịnh tiến xoay chi tiết 3.1.2 Xác định cấu kẹp chặt, tính lực kẹp cần thiết a) Xác định phương chiều lực kẹp, chọn cấu kẹp chặt Cơ cấu kẹp chặt đồ gá dùng để kẹp chặt théo kẹp chi tiết gia công Cơ cấu kẹp chặt phải đảm bảo chi tiết có vị trí cố định đồ gá không bị xê dịch trình gia cơng Chọn cấu kẹp chặt ren vít Kẹp chặt ren vít dùng rộng rãi sản xuất hàng loạt Ưu điểm ren vít kết cấu đơn giản, lực kẹp lớn tính tự hãm tốt ren vít phải quay nhiều vịng kẹp tháo chi tiết gia công nên cho suất thấp, lực kẹp không ổn định có khả làm xê dịch chi tiết lực ma sát đầu ren Cơ cấu kẹp chặt ren vít có số chi tiết sau: • Bu lơng (thường có đường kính tiêu chuẩn M5 đến M25, chiều dài 20 – 140 mm chế tạo từ thép 45, thép 40X ) • Đai ốc Đồ án Kỹ thuật chế tạo GVHD: PGS.TS Phạm Ngọc Tuấn 67 • Miếng đệm • Bạc lót Sơ đồ nguyên lý cấu kẹp chặt ren vít có sử dụng tay quay thể hình 3.2 Thực việc kẹp chặt tháo chi tiết cách xoay tay quay để xiết hay mở ren vít Hình 3.2 Sơ đồ ngun lý sơ đồ tác dụng lực cấu kẹp chặt ren vít có tay quay b) Tính lực kẹp cần thiết Hệ số an toàn K xác định theo [8, trang 41, công thức 4.1] công thức: K = K ( K1K K3 K K5 K ) đó, K0 hệ số an tồn tất trường hợp gia công, K0 = 1,5 K1 hệ số làm tăng lực cắt lượng dư gia công độ nhám bề mặt gia công không đồng đều, gia công thô (khoan), K1 = 1,2 K2 hệ số làm tăng lực cắt dao bị mòn Do chọn dao chất lượng tốt, bị mài mịn nên chọn K = K3 hệ số làm tăng lực cắt q trình gia cơng bị gián đoạn Do q trình khoan khơng gián đoạn nên K3 = K4 hệ số tính đến sai số cấu kẹp chặt Do kẹp chặt tay nên K4 = 1,3 K5 hệ số tính đến mức độ thuận lợi cấu kẹp chặt tay, K5 = K6 hệ số tính đến moment làm quay chi tiết, định vị phiến tỳ, K6 = 1,5 Từ đó, tính hệ số an toàn K: K = 1,5.(1, 2.1.1.1,3.1.1,5 ) = 3,51 Trong q trình gia cơng lỗ phương pháp khoan, chi tiết chịu tác dụng moment xoắn M lực hướng trục P0 Thông thường, lực chạy dao lực kẹp chặt tác dụng theo chiều, có xu hướng ấn chi tiết xuống mặt định vị (xem hình 3.3) Đồ án Kỹ thuật chế tạo GVHD: PGS.TS Phạm Ngọc Tuấn 68 Theo [8, trang 54, công thức 4.17], lực kẹp kẹp khối chữ V tính cơng thức: KM w= f1R + fR sin  đó, K hệ số an toàn, K = 3,51 M moment xoắn lực cắt gây (hay gọi moment cắt) Moment cắt tính theo cơng thức M = 1, 43D2 S 0,4 HB0,8 = 1, 43.5,52.0, 250,4.2000,8 = 1722 N.mm f hệ số ma sát bề mặt chi tiết khối chữ V, f = 0, f1 hệ số ma sát bề mặt chi tiết mỏ kẹp, f1 = 0,2 R bán kính chi tiết gia cơng, R = 53 mm  góc khối chữ V,  = 90 Lực cắt tạo khoan P0 = 1380 N (xem hình 2.17) Từ đó, tính lực kẹp cần thiết ren vít w = 3,51.1722 90 0, 2.53 + 0, 2.53.sin = 334 N 3.1.3 Xác định thông số cho chi tiết đồ gá a) Các cấu định vị • Khối chữ V cố định di động với góc  = 90 • Phiến tỳ lặp chặt với thân đồ gá vít lục giác M8, cạch mặt phẳng phiến tỳ vát mép tạo điều kiện thuận lợi cho việc đẩy chi tiết gia cơng qt phoi (góc vát mép 45 ) b) Cơ cấu kẹp chặt Đường kính ngồi danh nghĩa ren vít (theo [8, trang 72, cơng thức 4.99]) xác định theo cơng thức: d= w 0,5  k  đó, w lực kẹp, w = 334 N  k  = 60 MPa Đồ án Kỹ thuật chế tạo GVHD: PGS.TS Phạm Ngọc Tuấn 69 Từ tính đường kính ngồi danh nghĩa ren vít d = 334 = 9, 45 0,5.58 mm Theo tiêu chuẩn, chọn ren vít M12 c) Các chi tiết khác đồ gá • Bạc dẫn cố định: dùng để khoan Sử dụng bạc có vai để dễ dàng thay bạc bị mòn Chế độ lắp ghép bạc với phiến dẫn lắp chặt (H/n), chất lượng bề mặt đạt Ra 1,25 • Phiến dẫn hướng khoan tháo rời • Bu lơng M12 để lắp đồ gá với bàn máy Sau xác định thông số chi tiết cần thiết cho đồ gá, tiến hành thiết kế đồ gá hình 3.3 Hình 3.3 Bản vẽ lắp đồ gá nguyên công 3.1.4 Xác định sai số gá đặt Sai số chế tạo đồ gá cho phép (theo [8, trang 22, công thức 2.29]) tính theo cơng thức:  ct  =  gd  − (  c2 +  k2 +  m2 +  dc2 ) đó, Đồ án Kỹ thuật chế tạo GVHD: PGS.TS Phạm Ngọc Tuấn 70  gd  sai số gá đặt cho phép,  gd  = 0,012 mm (theo [9, trang 36, bảng 7.3])  c sai số chuẩn,  c = (theo [9, trang 39])  k sai số kẹp chặt,  k = ytn cos  = 0,01.cos ( 90) = 0,01 mm 0, 10000 = 0,002 mm (trong  1000 hệ số phụ thuộc vào cấu định vị, N số chi tiết đặt đồ gá)  m sai số mòn đồ gá,  m =  N =  dc sai số điều chỉnh đồ gá,  dc = 0,001 mm (theo [8, trang 22]) Từ đó, tính sai số chế tạo đồ gá cho phép:  ct  = 0,0122 − ( 02 + 0,012 + 0,0022 + 0,0012 ) = 0,005 mm Ta có  ct   nên giá trị hợp lý 3.2 Tính tốn thiết kế đồ gá nguyên công 3.2.1 Xác định cấu định vị Chi tiết gia cơng thân bơm có dạng hình hộp, để hạn chế bậc tự chi tiết gia công cần dùng hai phiến tỳ, chốt trụ chốt trám (theo [8, trang 33]) với bề mặt định vị mặt phẳng (mặt 15) hai mặt trụ (lỗ 10) Cụ thể: • Hai phiến tỳ: hạn chế bậc tự chi tiết (tịnh tiến theo trục z, xoay theo trục x y (xem hình 3.1)) • Chốt trụ ngắn: hạn chế bậc tự (tịnh tiến theo trục x y) • Chốt trám: hạn chế bậc tự (xoay theo trục z) 3.2.2 Xác định cấu kẹp chặt, tính lực kẹp cần thiết a) Xác định phương chiều lực kẹp, chọn cấu kẹp chặt Để kẹp chặt chi tiết, lực kẹp thường có phương hướng theo trọng lượng chi tiết (hướng xuống dưới) tác dụng vào chỗ có độ cứng vững cao diện tích phiến tỳ Cơ cấu kẹp chặt đồ gá dùng để kẹp chặt théo kẹp chi tiết gia công Cơ cấu kẹp chặt phải đảm bảo chi tiết có vị trí cố định đồ gá không bị xê dịch q trình gia cơng Chọn cấu kẹp chặt ren vít – địn kẹp, có tác dụng: • Kết cấu đồ gá khơng cho phép dùng ren vít để kẹp trực tiếp lên chi tiết gia công mà phải kẹp từ xa • Khi cần phóng đại lực kẹp Đồ án Kỹ thuật chế tạo GVHD: PGS.TS Phạm Ngọc Tuấn 71 Cơ cấu ren vít – địn kẹp thiết kế với sơ đồ nguyên lý hình 3.4 Khi xiết đai ốc địn kẹp thực việc kẹp chặt chi tiết Hình 3.4 Sơ đồ nguyên lý cấu ren vít – địn kẹp b) Tính lực kẹp cần thiết Hệ số an toàn K xác định theo [8, trang 41, công thức 4.1] công thức: K = K ( K1K K3 K K5 K ) đó, K0 hệ số an tồn tất trường hợp gia cơng, K0 = 1,5 K1 hệ số làm tăng lực cắt lượng dư gia công độ nhám bề mặt gia công không đồng đều, gia công thô (khoan), K1 = 1,2 K2 hệ số làm tăng lực cắt dao bị mòn Do chọn dao chất lượng tốt, bị mài mịn nên chọn K = K3 hệ số làm tăng lực cắt q trình gia cơng bị gián đoạn Do q trình khoan khơng gián đoạn nên K3 = K4 hệ số tính đến sai số cấu kẹp chặt Do kẹp chặt tay nên K4 = 1,3 K5 hệ số tính đến mức độ thuận lợi cấu kẹp chặt tay, K5 = K6 hệ số tính đến moment làm quay chi tiết, định vị phiến tỳ, K6 = 1,5 Từ đó, tính hệ số an toàn K: K = 1,5.(1, 2.1.1.1,3.1.1,5 ) = 3,51 Trong q trình gia cơng lỗ phương pháp khoan, chi tiết chịu tác dụng moment xoắn M lực hướng trục P0 Thông thường, lực chạy dao lực kẹp chặt tác dụng theo chiều, có xu hướng ấn chi tiết xuống mặt định vị (xem hình 3.3) Theo [8, trang 55, cơng thức 4.19], lực kẹp kẹp mỏ kẹp tính cơng thức: w= Đồ án Kỹ thuật chế tạo KM fa GVHD: PGS.TS Phạm Ngọc Tuấn 72 đó, K hệ số an tồn, K = 3,51 M moment xoắn lực cắt gây (hay cịn gọi moment cắt) Moment cắt tính theo công thức M = 1, 43D2 S 0,4 HB0,8 = 1, 43.5,52.0, 250,4.2000,8 = 1722 N.mm f hệ số ma sát bề mặt chi tiết cấu định vị, f = 0, a khoảng cách từ tâm mũi khoan đến tâm mỏ kẹp, a = 38 mm Lực cắt tạo khoan P0 = 1380 N (xem hình 2.17) Từ đó, tính lực kẹp bên đòn kẹp cần thiết w = 3,51.1722 = 796 N 0, 2.38 3.2.3 Xác định thông số cho chi tiết đồ gá a) Các cấu định vị • Chốt trụ ngắn, chốt trám lựa chọn đường kính thơng qua giá trị trọng lượng chi tiết Chi tiết thân bơm có khối lượng 2,6 kg nên chọn chốt trụ ngắn chốt trám có đường kính 10 mm (theo [8, trang 35]) • Phiến tỳ lặp chặt với thân đồ gá vít lục giác M8, cạch mặt phẳng phiến tỳ vát mép tạo điều kiện thuận lợi cho việc đẩy chi tiết gia cơng qt phoi (góc vát mép 45 ) b) Cơ cấu kẹp chặt Lực bu lơng tạo (theo [8, cơng thức 4.100]) tính theo công thức: Q= w ( l1 + l2 ) 796.( 55 + 55) = = 1990 N l1 0,8.55 c) Các chi tiết khác đồ gá • Bạc dẫn cố định: dùng để khoan Sử dụng bạc có vai để dễ dàng thay bạc bị mòn Chế độ lắp ghép bạc với phiến dẫn lắp chặt (H/n), chất lượng bề mặt đạt Ra 1,25 • Phiến dẫn hướng khoan tháo rời • Bu lông M12 để lắp đồ gá với bàn máy Sau xác định thông số chi tiết cần thiết cho đồ gá, tiến hành thiết kế đồ gá hình 3.5 Đồ án Kỹ thuật chế tạo GVHD: PGS.TS Phạm Ngọc Tuấn 73 Hình 3.5 Bản vẽ lắp đồ gá nguyên công 3.2.4 Xác định sai số gá đặt Sai số chế tạo đồ gá cho phép (theo [8, trang 22, công thức 2.29]) tính theo cơng thức:  ct  =  gd  − (  c2 +  k2 +  m2 +  dc2 ) đó,  gd  sai số gá đặt cho phép,  gd  = 0,012 mm (theo [9, trang 36, bảng 7.3])  c sai số chuẩn,  c = (theo [9, trang 39])  k sai số kẹp chặt,  k = ytn cos  = 0,01.cos ( 90) = 0,01 mm 0, 10000 = 0,002 mm (trong  1000 hệ số phụ thuộc vào cấu định vị, N số chi tiết đặt đồ gá)  m sai số mòn đồ gá,  m =  N =  dc sai số điều chỉnh đồ gá,  dc = 0,001 mm (theo [8, trang 22]) Từ đó, tính sai số chế tạo đồ gá cho phép:  ct  = 0,0122 − ( 02 + 0,012 + 0,0022 + 0,0012 ) = 0,005 mm Đồ án Kỹ thuật chế tạo GVHD: PGS.TS Phạm Ngọc Tuấn 74 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Lê Trung Thực, Đặng Văn Nghìn, Hướng dẫn đồ án Công nghệ Chế tạo máy, Nxb Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, 2012 [2] Bosch Rexroth, External gear pump High Performance AZPG Data Sheet, 2020 [3] International Standard, Geometrical product specifications (GPS) – ISO code system for tolerances on linear sizes, Part (ISO 286-2), 2010 [4] Nguyễn Đắc Lộc, Sổ tay Công nghệ Chế tạo máy, Tập 1, Nxb Khoa học Kỹ thuật Hà Nội, 2007 [5] Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy, Sổ tay thiết kế công nghệ chế tạo máy, Tập 1, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, 1970 [6] Trần Văn Địch, Thiết kế đồ án Công nghệ Chế tạo máy, Nxb Khoa học Kỹ thuật Hà Nội, 2007 [7] Nguyễn Đắc Lộc, Sổ tay Công nghệ Chế tạo máy, Tập 2, Nxb Khoa học Kỹ thuật Hà Nội, 2007 [8] Trần Văn Địch, Đồ gá, Nxb Khoa học Kỹ thuật Hà Nội, 2006 [9] Trần Văn Địch, Sổ tay Atlas Đồ gá, Nxb Khoa học Kỹ thuật Hà Nội, 2000 [10] Lê Khánh Điền, Vẽ kỹ thuật Cơ khí, Nxb Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, 2007 [11] Ninh Đức Tốn, Dung sai lắp ghép, Nxb Giáo dục Việt Nam, 2010 Đồ án Kỹ thuật chế tạo GVHD: PGS.TS Phạm Ngọc Tuấn ... dư gia công Đồ án Kỹ thuật chế tạo GVHD: PGS.TS Phạm Ngọc Tuấn 15 CHƯƠNG THIẾT KẾ QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ GIA CƠNG CHI TIẾT 2.1 Chọn phương pháp gia công bề mặt Khả công nghệ phương pháp gia công. .. ngành khí chế tạo máy nói riêng, xem quy trình cơng nghệ gia cơng yếu tố ảnh hưởng lớn đến suất – chất lượng – giá thành, quy trình cơng nghệ gia cơng hợp lý chi tiết rút ngắn thời gian gia công đảm... phương án sử dụng để gia cơng bề mặt chi tiết (xem bảng 2.2) Bảng 2.2 Một số phương án gia công chi tiết Đồ án Kỹ thuật chế tạo GVHD: PGS.TS Phạm Ngọc Tuấn 17 Phương STT án Tên nguyên công Bề mặt gia