Thiết kế tàu hút bùn - Chương 7

Tài liệu tham khảo kỹ thuật công nghệ cơ khí Thiết kế tàu hút bùn

CHƯƠNG 7:

CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO TRỤC BƠM

7.1 GIỚI THIỆU CHUNG:

Ngày nay, trong sự phát triển của khoa học kỹ thuật các thiết bị máy mócđược nhập vào nước ta rất nhiều, trong quá trình sử dụng và khai thác do một sốnguyên nhân như thời hạn sử dụng quá dài các chi tiết bị mài mòn và hư hỏng hoặcdo sai sót trong quá trình khai thác vì vậy các chi tiết dễ bị hư hỏng…

Để có những chi tiết kịp thời thay thế, sửa chữa cho máy, hạn chế được sựtốn kém do nhập linh kiện từ ngoài vào Do vậy, ngày nay ngành công nghiệp chếtạo trở thành một ngành quan trọng trong lĩnh vực công nghiệp ở nước ta.

Mục tiêu của việc gia công chế tạo máy là nhằm tạo ra các chi tiết đạt yêucầu về kỹ thuật, hình dáng, kích thước, độ bền đồng thời hạn chế được tốn kém vềkinh tế khi phải mua từ ngoài.

Trục là một chi tiết rất quan trọng không thể thiếu trong một số máy móc đểtruyền chuyển động như máy vận chuyển liên tục, máy trục…

Với quy trình công nghệ chế tạo trục bơm được trình bày dưới đây sẽ gópphần trong việc chế tạo trục bơm đạt chất lượng tốt đảm bảo được những yêu cầukỹ thuật.

7.2 XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT:

Mục đích là xác định hình thái tổ chức sản xuất từ đó cải thiện tính côngnghệ của chi tiết, chọn phương án chế tạo phôi, chọn thiết bị công nghệ hợp lý choviệc gia công chi tiết.

 Xác định khối lượng gần đúng của chi tiết theo công thức :

Trong đó:

V: Thể tích của chi tiết, theo bản vẽ chi tiết ta xác định được:

r = 40 /2 = 20 mm = 0,2 dmL = 350 mm = 3,5 dm

 = 7,852 kg/dm3 : Khối lượng riêng của thép suy ra: m = 0,44.7,852 = 3,5 (kg)

Dựa vào lượng sản xuất hàng năm là 05 chiếc trong một năm Theo bảng (2-1)[07] ta xác định được dạng sản xuất của chi tiết là dạng sản xuất loại đơn chiếc.

7.3 PHÂN TÍCH CHI TIẾT CHẾ TẠO:7.3.1 Công dụng của chi tiết:

Trục bơm nhận momen quay từ trục ra của động cơ nhờ khớp nối Sau đótruyền momen quay bộ phận công tác.

7.3.2 Yêu cầu kỹ thuật:

Khi chế tạo trục cần đảm bảo các điều kiện sau đây:

- Kích thước đường kính các cổ lắp ghép phải đạt mức chính xác từ 7  10.- Độ chính xác về hình dáng, hình học như độ côn, độ ô van của trục nằmtrong giới hạn 0,25  0,5 dung sai đường kính cổ trục.

- Đảm bảo dung sai chiều dài mỗi bậc trục trong khoảng 0,05 0,2 mm.- Độ đảo của các cổ trục lắp ghép không vượt quá 0,01 0,03 mm.- Độ song song của rãnh then đối với tâm trục không vượt quá 0,09mm.

- Độ nhám của các cổ trục lắp ghép đạt: Ra = 1,251,16; các mặt đầuRz=4020, bề mặt không lắp ghép Rz = 80  40.

7.3.3 Chọn phôi và phương pháp chế tạo:

- Căn cứ vào hình dáng của trục (trục bậc, đường kính chênh nhau không lớn)ta chọn phôi chế tạo trục là phôi đúc Vật liệu chế tạo là thép 35 do hệ số ma sáttrong thép cabon lớn hơn thép hợp kim Do đó có thể hạ giá thành sản phẩm.

- Trước khi gia công cơ, việc chuẩn bị như nắn thẳng, cắt phôi có đường kính49mm và dài 355mm tại xưởng chuẩn bị phôi.

7.3.4 Chọn chuẩn công nghệ:

Chọn chuẩn thô mặt 1 để gia công, hai lỗ tâm làm chuẩn tinh thống nhất.Dùng chuẩn tinh là hai lỗ tâm để gia công các chuẩn tinh là các bề mặt trục.

7.4 LẬP QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO:

Do sản xuất loại nhỏ, nên trong nguyên công chế tạo trục theo nguyên tắc. Gia công theo từng vị trí.

 Gia công tuần tự.

Theo kết cấu trục là dạng trục có đường kính khác nhau trên toàn chiều dàivà tại các cổ trục lắp với thành bơm có rãnh then.

7.4.1 Thứ tự các nguyên công:

a Đánh số bề mặt gia công:

Hình 7.1b Trình tự gia công:

- Bước 1: Tiện thô các mặt: 5, 4, 3, 2 đổi đầu tiện thô các mặt 6, 7, 8.- Bước 2: Tiện tinh các mặt: 6, 7, 8 đổi đầu tiện tinh các mặt: 4, 3.- Bước 3: Tiện ren mặt 2.

- Bước 4: Vát mép các mặt: 1’, 2’, 3’, 4’, 5’, 6’, 7’, 8’.

Chọn lỗ tâm ở hai mặt đầu làm chuẩn tinh để gia công rãnh then 10.

7.4.2 Trình tự tiến hành các nguyên công:

- Sơ đồ gá:

+ Công suất động cơ 13kw.

+ Giới hạn chạy dao 20400mm/ph.

+ Giới hạn số vòng quay của trục chính 30180 ( v/ph ).+ Tốc độ quay của bàn máy 0,15 ( mm/ph ).

- Dụng cụ cắt: Đá mài 300 x 200 x 76 – 23A32.- Dụng cụ kiểm tra: thước cặp.

7.5 TÍNH LƯỢNG DƯ GIA CÔNG:

chính xác 8 khối lượng 3,5 kg, Rz = 200(m), Ti = 300(m), vật liệu phôi thép 35 lấytheo bảng 10[07].

Các bước công nghệ, theo bảng 15[5]

 Tiện thô: CCX4; RZ = 50(m); Ti = 50(m) Tiện tinh: CCX5; RZ = 20(m); Ti =30(m) Mài thô: CCX6; RZ =10(m); Ti = 20(m) Mài tinh: CCX8; RZ = 5(m); Ti = 15(m)

Ta áp dụng công thức tính lượng dư gia công cho bề mặt đối xứng ngoài:Zbmin = 2(Rza+Ta+ p) (7.3)

Trong đó:

Rza: Chiều cao nhấp nhô tế vi do bước công nghệ sát trước để lại.Ta: Chiều sâu lớp hư hỏng bề mặt do bước công nghệ sát trước để lại.gđ: Sai số gá đặt chi tiết ở bước công nghệ đang thực hiện.

 Vì đồ gá là 2 mũi chống tâm, mũi tâm trước là mũi tâm tùy động nên sai sốgá đặt trong trường hợp này gđ = 0 Như vậy trong công thức tính Zmin không còn saisố gá đặt.

 Sai lệch về vị trí không gian của phôi được xác định theo công thức sau đây,trang 52[07]:

tctlk 

 ct: độ cong vênh của phôi thô (độ cong của đường trục phôi), trang 52[07]:

 k: độ cong giới hạn của phôi trên 1mm chiều dài k=0,8 m/mm trabảng 15 [07].

Do đó sai lệch không gian của phôi là:p= 120,28421,76822,05mm 2050m

7.5.1 Tiện thô gá trên hai mũi tâm:

Sai số gá đặt gđ =0 (mũi tâm trước là mũi tâm tùy động):2Zmin = 2(Rza+Ta+p ) = 2(200+300+2050) = 5100 m.

Sau tiện thô: Rza = 50 m; Ta = 50 m, cấp chính xác 4 (bảng 12)[07]; độbóng bề mặt 5 bảng (4)[5]

Sai lệch còn lại sau nguyên công tiện thô là, trang 343[09]:

Với Ks: hệ số giảm sai khi tiện thô.

7.5.2 Tiện tinh gá trên hai mũi tâm:

2Zmin = 2(Rza+Ta+1 ) = 2(50+50+123) = 446 m

Sai lệch còn lại sau nguyên công tiện tinh là:2 = Ks.1 = 0,4.123 = 49,2 mKs: hệ số giảm sai khi tiện tinh.

Sau tiện tinh: Rza =20m; Ta=30m (bảng 12)[07]; độ bóng bề mặt 8 bảng 4[07].

7.5.3 Mài thô gá trên hai mũi tâm:

2Zmin = 2(Rza+Ta+2 ) = 2(20+30+49,2) = 198,4 mSai lệch còn lại sau nguyên công mài thô là:

3 = 0,2.2 = 0,2.49,2 = 9,84 m

Sau mài thô: Rza = 10 m; Ta = 20 m (bảng 12)[07] ; 7 bảng 4[07].

7.5.4 Mài tinh gá trên hai mũi tâm:

2Zmin = 2(Rza+Ta+3 ) = 2(10+20+9,84) = 79,68 mSau mài thô: Rza = 5 m; Ta = 15 m (bảng 10)[07]; 10 bảng 4[07].Như vậy ta có lượng dư nhỏ nhất của từng nguyên công là:

- Tiện thô: 2Zmin = 5100 m- Tiện tinh: 2Zmin = 446 m- Mài thô: 2Zmin = 198,4 m- Mài tinh: 2Zmin = 79,68 m

Cột ghi kích thước tính toán (cột số 7) được xác định như sau:

Ghi kích thước chi tiết (kích thước nhỏ nhất)vào hàng cuối cùng, còn các kíchthước khác thì lấy kích thước ở nguyên công trước cộng với lượng dư tính toán nhỏnhất Như vậy ta có:

- Mài thô : d3 = 40,03 + 0,07968 = 40,11 mm

- Tiện thô: d1 = 40,31+ 0,446 = 40,76 mm- Phôi: dp = 40,76 + 5,1 = 45,86 mm

Lập cột dung sai của kích thước các nguyên công (cột số 8) bằng cách trabảng trong sổ tay.

Xác định kích thước giới hạn nhỏ nhất (cột số 9) bằng cách làm tròn số củakích thước tính toán theo hàng số có nghĩa của dung sai .

Xác định kích thước giới hạn lớn nhất (cột số 10) bằng cách cộng kích thướcgiới hạn nhỏ nhất dmin với dung sai .

- Mài tinh: d4 = 40,03 + 0,02 = 40,05 mm- Mài thô: d3 = 40,11 + 0,03 = 40,14 mm- Tiện tinh: d2 = 40,3 + 0,12 = 40,42 mm- Tiện thô: d1 = 40,76 + 0,4 = 41,16 mm- Phôi: dp = 46,1 + 3 = 49,1 mmXác định lượng dư giới hạn (cột 11,12):

Zbmax: kích thước giới hạn lớn nhất.Zbmin: kích thước giới hạn nhỏ nhất.Ta có:

- Mài tinh: 2 Zbmax = 4,014 – 4,05 = 0,09 mm = 90 m 2 Zbmin = 40,11 – 40,03 = 0,08 mm = 80 m- Mài thô: 2 Zbmax = 40,42 - 40,14 = 0,28 mm = 280 m 2 Zbmin = 40,31 - 40,11 = 0,2 mm = 200 m- Tiện tinh: 2 Zbmax = 41,16 – 40,42 = 0,74 mm = 740 m 2 Zbmin = 40,76 – 40,31 = 0,45 mm = 450 m - Tiện thô: 2 Zbmax = 49,1 – 41,16 = 0,794 mm = 7940 m 2 Zbmin = 45,86 – 40,76 = 0,51 mm = 5100 m

Xác định lượng dư tổng cộng: lượng dư tổng cộng lớn nhất là tổng các lượngdư trung gian (lượng dư nguyên công) lớn nhất, còn lượng dư tổng cộng nhỏ nhất làtổng các lượng dư trung gian (lượng dư nguyên công) nhỏ nhất.

Z0max =

Z0min =

Các yếu tố (m)Kích

Lượngdư tínhtoánZbmin

Kích thước giớihạn (mm)

Lượng dư giớihạn (mm)RzaTaagd

dmindmaxZbmin ZbmaxPhôi 200300 20500-45,86300045,8649,1 Tiện thô50501230510040,7640040,7641,1651007940Tiện tinh203049,2044640,3112040,3140,42450740Mài thô10209,840198,440,113040,1140,14200280Mài tinh515-079,6840,032040,0340,058090

7.6 CHẾ ĐỘ CẮT:

7.6.1 Nguyên công 1: tiện mặt đầu, khoan lỗ tâm:

a Bước 1:

- Chiều sâu cắt: t = 2mm.

- Lượng chạy dao trong bảng (5.11)[09] Căn cứ vào đường kính chi tiết, chiềusâu ta chọn: S = 0,8 mm/vg

- Tốc độ cắt V, m/ph

Tính theo công thức thực nghiệm trang 10[09]:

V = (340 0,64/400,2 20,15 0,80,45) = 103m/phSố vòng quay trục chính:

b Bước 2:

- Tốc độ cắt theo công thức trang 2009:

Với Kv = Kmv Luv Klv

Kmv = Kn.(750 / 600)nv = 1.(750/ 600)0,9 = 0,81Kuv = 1, Knv = 0,8

 Kv = 1 0,8 0,81 = 0,65Cv = 16,3

T = 25ph bảng (5-30)09

 V = (16,3 1200,3/250,3 0,490,5) 0,81

V = 30,2m/ph

Số vòng quay của dụng cụ hoặc phôi.

c Bước 3: Tiện tinh

- Chiều sâu cắt: t = 0,5mm.

- Tốc độ cắt V (m/ph), tính theo công thức thực nghiệm trang 1009

 V = (340/400,2 0,50,15 0,120,45) 0,64 = 215m/ph n = (1000.V/.D) = 925vg/ph

7.6.2 Nguyên công 2:

a Bước 1: Tiện thô

- Chiều sâu cắt: t = 4mm

- Tốc độ cắt theo công thức thực nghiệm trang 10 [09].

Trong đó:T = 40ph

Cv = 340X = 0,15y = 0,45m = 0,2

Knv = 0,8  Kv = 0,64Kuv = 1

V = ( 340/400,2.50,15.0,70,45 ) 0,64V = 95,9m/ph

n = 1000.V/.D = 255vg/ph.

b Bước 2: tiện tinh

- Chiều sâu cắt: t = 0,5mm

- Số vòng quay của dụng cụ hoặc phôi: n = 572vg/ph

c Bước 3: Vát mép

7.6.3 Nguyên công 3:

a Bước 1: Mài thô

- Chiều sâu cắt: t = 0,01mm

- Vận tốc đá mài Vđm = 30m/ph, bảng (5-55)[09].

- Số vòng quay của chi tiết Nct = 40vg/ph, bảng (5-203)[09].

b Bước 2: Mài tinh

- Vận tốc đá mài: Vđm = 50m/ph, bảng (5-55)[09].

- Số vòng quay của chi tiết n = 85vg/ph, bảng (5-204)[09].

7.6.4 Nguyên công 4: Phay rãnh then

- Chiều sâu cắt t = 2,1mm, 2 lần cắt.

- Tốc độ cắt khi tiện rãnh V = 23m/ph, bảng (5-73a)[09].