Đồ án đồ án công nghệ chế tạo máy này chi tiết dạng càng xác định dạng sản xuất và phương pháp chế tạo phôi

ĐỒ ÁN CNCTM GVHD: TS TRẦN VĂN THÙY LỜI NÓI ĐẦU Đất nước ta công “ Công nghiệp hố, đại hố đất nước ” việc sản xuất, cung cấp đầy đủ thiết bị, công cụ cho ngành kinh tế quốc dân, tạo tiền đề cho ngành phát triển điều có ý nghĩa vơ to lớn Muốn vậy, người sinh viên cơng nghệ chế tạo máy nói riêng sinh viên ngành khí khác nói chung phải có khả giải tốt vấn đề tổng hợp công nghệ chế tạo máy, sát với thực tế sản xuất sau Trên tinh thần đó, đồ án cơng nghệ chế tạo máy phần bắt buộc sinh viên khí, nhằm tạo điều kiện tổng hợp kiến thức học, so sánh, cân nhắc với thực tế sản xuất, để đưa phương án giải cho hợp lý Trong đồ án công nghệ chế tạo máy , em giao nhiệm vụ thiết kế chi tiết dạng càng, mà cụ thể chi tiết “Dạng Càng” Đây chi tiết phổ biến, thường thấy sản xuất Trong trình thực việc thiết kế đồ án, em cố gắng tìm tịi, nghiên cứu tài liệu, làm việc với cách nghiêm túc với mong muốn hoàn thành đồ án tốt Tuy nhiên, thân cịn thiếu kinh nghiệm thực tế việc hoàn thành đồ án lần cịn nhiều thiếu sót, mong q thầy thơng cảm Em chân thành cảm ơn thầy Trần Văn Thùy bạn khoa kỹ thuật công nghệ giúp đỡ em nhiều trình thực đồ án Sinh viên thực Ngơ Văn Tài SVTH: Ngô Văn Tài – Lớp: DCK19 ĐỒ ÁN CNCTM GVHD: TS TRẦN VĂN THÙY CHƯƠNG I PHÂN TÍCH CHI TIẾT 1.1 Tên chi tiết: Giá dẫn hướng 1.2 Công dụng điều kiện làm việc chi tiết gia công: Chi tiết giá dẫn hướng chi tiết trung gian (dạng càng) để liên kết trục song song với nhau, để trục di chuyển song song với trục Chi tiết thường đặt máy khoan 1.3 Vật liệu tính u cầu Điều kiện làm việc:Từ cơng dụng tên, ta thấy chi tiết làm việc điều kiện chụi mài mòn cao( di trượt) Vật liệu: Gang xám (GX 32-52), theo sách kim loại học nhiệt luyện ta có: + Gang xám hợp kim sắt với cacbon có chứa số nguyên tố khác (0,5¸4,5)%Si, (0,4¸0,6)%Mn, 0,8%P, 0,12%S, ngồi cịn có thêm Cr, Cu, Ni, Al … + Gang xám có độ bền nén cao chịu mài mịn, tính đúc tốt, gia công dễ, nhẹ, rẻ giảm rung động  Ta chọn GX 15 - 32 làm vật liệu chế tạo chi tiết 1.4 Phân tích yêu cầu kỹ thuật + + + + + Ta cần quan tâm đến yêu cầu kỹ thuật sau: - Về kích thước: + 51+0,039, có dung sai lỗ H8 + 15+0,027, có dung sai lỗ H8 Về độ nhẵn bề mặt gia cơng: Mặt trụ lỗ có đường kính 51 có độ nhám bề mặt Ra=2,5 Mặt trụ lỗ có đường kính 15+0,027 có độ nhám bề mặt Ra=2,5 Dung sai hình dáng vị trí bề mặt: Dung sai độ vng góc mặt trụ lổ có 51 với mặt A(trên vẻ chi tiết) 0,03/100 Dung sai độ song song tâm lỗ 51 chuẩn B 0,03/100 Dung sai độ vng góc mặt đầu lỗ 15 với chuẩn B 0,03/100 SVTH: Ngô Văn Tài – Lớp: DCK19 ĐỒ ÁN CNCTM GVHD: TS TRẦN VĂN THÙY Chương II: XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT VÀ PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHƠI 2.1 Mục đích xác định hình thức tổ chức sản xuất(đơn chiếc,hành loạt nhỏ, hàng loạt vừa, hàng loạt lớn hay hàng khối) để từ cải thiện tính cơng nghệ chi tiết ,chọn phương pháp chế tạo phôi,chọn thiết bị công nghệ hợp lý cho việc gia công chi tiết -Các yếu tố phụ thuộc: + Sản lượng chế tạo + Khối luợng chi tiết 2.2 Sản luợng chi tiết cần chế tạo năm: Trong đó: - N0 = 35000 chiếc/năm, số sản phẩm năm theo đề yêu cầu m = số lượng chi tiết sản phẩm = 3÷5% số % chi tiết phế phẩm Chọn α=4% = 4÷6%số % chi tiết dự trữ trình chế tạo Chọn β=6% ( Chi tiết/ n m) +6 ⇒ N=35000.1 +100 =38500 2.3 Khối lượng chi tiết: ( ) - Khối luợng chi tiết gia cơng tính gần sau: Thể tích hình trụ lớn - Thể tích hình khối chỗ bắt bu lơng (bên trái chi tiết): SVTH: Ngô Văn Tài – Lớp: DCK19 ĐỒ ÁN CNCTM GVHD: TS TRẦN VĂN THÙY - Thể tích 2vành tiết: - Thể tích gờ lồi:  Thể tích đặc chi tiết: V =V +V +V +V =144256 mm3 Vậy khối lượng chi tiết là: M= V Với khối lượng riêng chi tiết: gang xám =7,19 kg/dm3  M=7,19.144256.10-6 =1,037 kg Theo bảng , với lượng sản xuất 38500 chiếc/năm khối lượng chi tiết 1,037 Kg  Ta dạng sản xuất là: Hàng loạt lớn 2.4 Dạng phơi ° Trong gia cơng khí dạng phơi là: phơi đúc, rèn, dập, cán Xác định loại phương pháp chế tạo phôi phải nhằm mục đích bảo đảm hiệu kinh tế – kỹ thuật chung quy trình chế tạo chi tiết, đồng thời tổng phí tổn chế tạo chi tiết kể từ công đoạn chế tạo phôi công đoạn gia công chi tiết phải thấp Khi xác định loại phôi phương pháp chế tạo phôi cho chi tiết ta cần phải quan tâm đến đặc điểm kết cấu yêu cầu chịu tải làm việc chi tiết (hình dạng, kích thước, vật liệu, chức năng, điều kiện làm việc…) Sản lượng hàng năm chi tiết Điều kiện sản xuất thực tế xét mặt kỹ thuật tổ chức sản xuất (khả trang thiết bị, trình độ kỹ thuật chế tạo phôi…) Mặc khác xác định phương án tạo phôi cho chi tiết ta cần quan tâm đến đặc tính loại phơi lượng dư gia cơng ứng với loại phôi Sau vài nét đặc tính quan trọng loại phơi thường sử dụng: Phơi đúc: Khả tạo hình độ xác phương pháp đúc phụ thuộc vào cách chế tạo khn,có thể đúc chi tiết có hình dạng từ đơn giản đến phức tạp (chi tiết ta có hình dạng phức tạp) Phương pháp đúc với cách làm khuôn theo mẫu gỗ dưỡng đơn giản cho độ xác phơi đúc thấp Phương pháp đúc SVTH: Ngô Văn Tài – Lớp: DCK19 ĐỒ ÁN CNCTM GVHD: TS TRẦN VĂN THÙY áp lực khn kim loại cho độ xác vật đúc cao Phương pháp đúc khuôn cát, làm khn thủ cơng có phạm vi ứng dụng rộng, khơng bị hạn chế kích thước khối lượng vật đúc, phí tổn chế tạo phơi thấp,tuy nhiên suất không cao Phương pháp đúc áp lực khuôn kim loại có phạm vi ứng dụng hẹp bị hạn chế kích thước khối lượng vật đúc, phí tổn chế tạo khn cao giá thành chế tạo phơi cao,tuy nhiên phương pháp lại có suất cao thích hợp cho sản suất hàng loạt lớn ° Phôi rèn: Phôi tự phôi rèn khn xác thường áp dụng ngành chế tạo máy Phơi rèn tự có hệ số dung sai lớn, cho độ bền tính cao, phơi có tính dẻo đàn hồi tốt Ơ phương pháp rèn tự do, thiết bị, dụng cụ chế tạo phôi vạn năng, kết cấu đơn giản,nhưng phương pháp tạo chi tiết có hình dạng đơn giản ,năng suất thấp Rèn khn có độ xác cao hơn,năng suất cao phụ thuộc vào độ xác khn Mặt khác rèn khn phải có khn chun dùng cho loại chi tiết phí tổn tạo khuôn chế tạo phôi cao Phương pháp khó đạt kích thước với cấp xác 7-8 chi tiết có hình dạng phức tạp ° Phơi cán: Có prơfin đơn giản, thơng thường trịn, vng, lục giác, lăng trụ hình khác nhau, dùng để chế tạo trục trơn, trục bậc có đường kính thay đổi, hình ống, ống vạt, tay gạt, trục then, mặt bít Phơi cán định hình phổ biến thường loại thép góc, thép hình I, U, V… dùng nhiều kết cấu lắp Phơi cán định hình cho lĩnh vực riêng, dùng để chế tạo loại toa tàu, máy kéo, máy nâng chuyển… Phôi cán ống dùng chế tạo chi tiết ống, bạc ống, then hoa, tang trống, trụ rỗng… Cơ tính phơi cán thường cao, sai số kích thước phơi cán thường thấp, độ xác phơi cán đạt từ 12 Phôi cán dùng hợp lý trường hợp sau cán không cần phải gia công tiếp theo, điều đặc biệt quan trọng chế tạo chi tiết thép hợp kim khó gia cơng, đắt tiền =>Chi tiết gạt có hình dạng phức tạp có số mặt có độ xác kích thước cao (cấp 7-8),nên ta khơng dùng phương pháp cán để tạo phơi Ngồi thực tế sản xuất người ta dùng phôi hàn quy mô sản xuất nhỏ đơn Chọn phôi Dựa vào đặc điểm phương pháp tạo phôi trên, ta chọn phương pháp đúc vì: Giá thành chế tạo vật đúc rẻ Thiết bị đầu tư phương pháp tương đối đơn giản,cho nên đầu tư thấp + Phù hợp với sản xuất hàng loạt lớn + Độ nhám bề mặt, độ xác sau đúc chấp nhận để tiếp tục gia công + + SVTH: Ngô Văn Tài – Lớp: DCK19 ĐỒ ÁN CNCTM GVHD: TS TRẦN VĂN THÙY 2.5 Phương pháp chế tạo phơi: Trong đúc phơi có phương pháp sau: 2.5.1 Đúc khuôn cát –mẫu gỗ Chất lượng bề mặt vật đúc khơng cao, gía thành thấp, trang thiết bị đơn giản, thích hợp cho dạng sản xuất đơn loạt nhỏ Loại phơi có cấp xác IT16 IT17 Độ nhám bề mặt: Rz=160 m => Phương pháp cho suất trung bình, chất lượng bề mặt khơng cao,gây khó khăn bước gia cơng 2.5.2 Đúc khuôn cát – mẫu loại: Nếu công việc làm khuôn thực máy có cấp xác cao, giá thành cao so với đúc khn cát – mẫu gỗ,vì giá tạo khn cao Cấp xác phơi: IT15 IT16 Độ nhám bề mặt: Rz=80 m.=> Chất lượng bề mặt chi tiết tốt phương pháp đúc với mẫu gỗ,đúc chi tiết có hình dạng phức tạp, suất phù hợp với dạng sản xuất loạt vừa lớn 2.5.3 Đúc khuôn kim loại: Độ xác cao, giá thành đầu tư thiết bị lớn, phơi có hình dáng gần giống với chi tiết nên lượng dư nhỏ, tiết kiệm vật liệu giá thành sản phẩm cao Cấp xác phơi: IT14 IT15 Độ nhám bề mặt: Rz=40 m =>Phương pháp cho suất cao,đặc tính kỹ thuật chi tiết tốt giá thành cao nên không phù hợp với tính kinh tế sản suất loạt vừa 2.5.4 Đúc ly tâm: Loại phù hợp với chi tiết dạng tròn xoay, rỗng, đối xứng, đặc biệt chi tiết hình ống hay hình xuyến Khó nhận đường kính lỗ bên trongvật đúc xác khó định lượng kim loại rót vào khn xác Chất lượng bề mặt vật đúc (đối với vật đúc trịn xoay) chứa nhiều tạp chất xỉ 2.5.5 Đúc áp lực: Dùng áp lực để điền đầy kim loại lịng khn Hợp kim để đúc áp lực thường hợp kim Thiếc, Chì, Kẽm, Mg, Al,Cu Đúc áp lực dùng để chế tạo chi tiết phức tạp vỏ bơm xăng, dầu, nắp buồng ép, van dẫn khí… Trang thiết bị đắt nên giá thành sản phẩm cao.Đặc tính kỹ thuật tốt dạng sản suất loạt vừa hiệu kinh tế không cao 2.5.6 Đúc khuôn vỏ mỏng: Là dạng đúc khuôn cát thành khuôn mỏng chừng 6-8mm Có thể đúc gang , thép, kim loại màu khuôn cát,khối lượng vật đúc đến 100 kg Dùng sản xuất loạt lớn hàng khối SVTH: Ngô Văn Tài – Lớp: DCK19 ĐỒ ÁN CNCTM GVHD: TS TRẦN VĂN THÙY 2.5.7 Đúc liên tục: -Là q trình rót kim loại lỏng liên tục vào moat khuôn kim loại,xung quanh bên khn có nước lưu thơng làm nguội (cịn gọi bình kết tinh) Nhờ truyền nhiệt nhanh nên kim loại lỏng sau rót vào khn kết tinh ngay, vật đúc kéo liên tục khỏi khuôn cấu đặc biệt lăn… Thường dùng để đúc ống, đúc thỏi, đúc Kết luận: Với yêu cầu chi tiết cho, tính kinh tế dạng sản xuất ta chọn phương pháp chế tạo phôi đúc khuôn cát – mẫu kim loại, làm khuôn máy Phôi đúc đạt cấp xác I Cấp xác kích thước IT14 IT15 Độ nhám bề mặt: Rz=80 m Bản vẽ lịng khn: Trong đó: 1.Chốt định vị 3.Đậu ngót 5.Lỗ xun khí 7.Hệ thống rót 9.Lõi SVTH: Ngơ Văn Tài – Lớp: DCK19 Khuôn Đậu 6.Đậu ngót Lịng khn 10 Khn ĐỒ ÁN CNCTM GVHD: TS TRẦN VĂN THÙY 2.6 Xác định lượng dư gia công: Chi tiết chế tạo gang xám, đúc khuôn cát – mẫu gỗ, làm khn máy    Theo bảng ta có lượng dư kích thước phơi Lượng dư phía trên: 2,5mm Lượng dư phía mặt bên: mm Góc nghiêng khn: 30 Bán kính góc lượn: mm Sai lệch cho phép kích thước phơi: - Theo bảng ta có: Với kích thước ≤50mm sai lệch cho phép ±0,3mm Với kích thước 50 ≤ L ≤ 120 sai lệch cho phép ±0,4mm Sai lệch trọng lượng vật đúc 5% Từ lượng dư tra ta có vẽ lồng phơi Bản vẽ lồng phôi: SVTH: Ngô Văn Tài – Lớp: DCK19 ĐỒ ÁN CNCTM GVHD: TS TRẦN VĂN THÙY CHƯƠNG III TIẾN TRÌNH GIA CƠNG CÁC BỀ MẶT 3.1 Số thứ tự bề mặt chi tiết:  3.2 Các bề mặt cần gia công: Mặt đầu 1&3 Mặt 6&8 Mặt trụ Mặt lỗ Mặt lỗ bulông 11 Rãnh 14 3.3 Chọn chuẩn công nghệ: Chọn mặt 9&3 làm chuẩn thô để gia công mặt Chọn mặt làm chuẩn tinh để gia công bề mặt cịn lại 3.4 Phương án gia cơng bề mặt: Phương án SVTH: Ngô Văn Tài – Lớp: DCK19 ĐỒ ÁN CNCTM GVHD: TS TRẦN VĂN THÙY Nguyên công 1: Phay mặt lúc Nguyên công 2: Khoét doa mặt trụ (4) với ø50 Nguyên công 3: Phay mặt trụ lồi Nguyên công 4: Khoan, khoét, doa lỗ với ø15 Nguyên công 5: Khoan lỗ 11 với ø15 Nguyên công 6: Phay rãnh 14 Nguyên công 7: Kiểm tra  Phương án Nguyên công 1: Phay mặt Nguyên công 2: Phay mặt Nguyên công 3: Khoét doa mặt trụ (4) với ø50 Nguyên công 4: Phay mặt trụ lồi Nguyên công 5: Khoan, khoét, doa lỗ với ø15 Nguyên công 6: Khoan lỗ 11 với ø15 Nguyên công 7: Phay rãnh 14 Nguyên công 8: Kiểm tra  Nhận xét: Phương án 1: + Ưu điểm: Tận dụng ưu điểm máy phay ngang sử dụng hai dao lúc để phay mặt lúc, ngun cơng phương án 2, đảm bảo độ cứng vững cho đồ gá + Nhược điểm: Khó xác định chế độ cắt, địi hỏi máy có cơng suất cao Phương án 2: + Ưu điểm: Sau gia công mặt 1, ta chọn mặt làm chuẩn tinh để gia cơng bề mặt cịn lại, nên đạt độ xác cao phương án 1, lựa chọn chế độ cắt đơn giản hơn, khơng địi hỏi máy phải có cơng suất cao + Nhược điểm: Nhiều phương án nguyên công  Qua hai phương án ta thấy hai phương án gia cơng chi tiết chúng ta, phương án cho ta gia cơng xác chi tiết hơn, suất cao hơn, ta chọn phương án để gia cơng chi tiết + + + 3.5 Thiết kế quy trình cơng nghệ ngun cơng: Như ta chọn chuẩn công nghệ cho chi tiết chung ta là: Chọn mặt 9&3 làm chuẩn thô để gia công mặt Chọn mặt làm chuẩn tinh để gia cơng bề mặt cịn lại 3.5.1 Ngun cơng 1: Phay mặt 1: Sơ đồ định vị kẹp chặt SVTH: Ngô Văn Tài – Lớp: DCK19 10