CHƯƠNG I. PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ XÁC ĐỊNH DẠNG HÌNH SẢN XUẤT 1.1 Phân tích chức năng nhiệm vụ của chi tiết. Hình 1.1 bản vẽ chi tiết Trong máy thì nắp là phần để bảo vệ cho hộp tốc độ của máy , cụ thể công dụng của nắp mày là chống bụi bẩn xâm nhập vào hộp giảm tốc , để bảo vệ những chi tiết như bánh răng , trục , li hợp ,…… trong hộp giảm tốc. Bên cạnh nhưng công dụng để bảo vệ hộp giảm tốc thì nắp máy là 1 phần của bộ phận vỏ hộp để chứa dầu trong hộp giảm tốc dầu trong hộp có tác dụng để bôi trơn và làm mát cho các bộ phận đang làm việc bên trong hộp giảm tốc, nắp máy còn là chi tiết cơ sở để lắp các đơn vị chi tiết lên nó, phần công dụng dùng để lắp các chi tiết lên là đặc biệt quan trọng hơn cả vỉ nó quyết định độ chính xác của hệ thống. Nói chung nắp máy là một chi tiết cực kì quan trọng trong máy. Phân tích công nghệ cho kết cấu của chi tiết Chi tiết nắp máy làm việc trong điều kiện bình thướng, nhưng đòi hỏi độ chính xác về vị trí tương quan cao và cũng như độ chính xác của các lỗ được gia công trên đó phải đảm bảo độ chính xác rất cao , vì những lỗ này là cơ sỡ để lắp nhưng chi tiết khác , vì vậy nó quyết định độ chính xác của hệ thống. Do chi tiết không yêu cầu về trạng thái chịu lực dặc biệt nên ta chọn vật liệu chế tạo chi tiết là thép C35 với thành phần hóa học như sau: Bảng 1.1 Thành phần hóa học của thép C35 Loại thép C (%) Si (%) Mn (%) S (%) P (%) Cr (%) Ni (%) Ti (%) HB C35 0,320,40 0,50,8 \le0,04 0,035 207 Với chi tiết nắp hộp giảm tốc kết cấu bề mặt cho phép dao vào cắt và ra cắt dễ dàng. Các lỗ trên chi tiết có vị trí hợp lí cho phép gia công một cách dễ dàng. Chi tiết đủ độ cứng vững. Bề mặt làm chuẩn có đủ diện tích không cần dùng chuẩn phụ. Có thể áp dụng phương pháp chế tạo phôi tiên tiến. Như vậy, dựa vào tính công nghệ của chi tiết ta đưa ra phương án công nghệ tập chug nguyên công nhằm sử dụng các loại máy chuyên dụng, nâng cao năng suất lao động, chất lượng sản phẩm. 1.3 Chọn và xác định dạng sản suất 1.3.1 sản lượng hàng năm Muốn xác định dạng hình sản xuất trước hết phải biết sản lượng hàng năm của chi tiết gia công. Vậy sản lượng hàng năm được xác định theo công thức sau: N\ =\ N_i.m(\frac{\beta\ +\ \alpha}{100}\ +\ 1) Trong đó: N: số chi tiết sản phẩm trong 1 năm N_i: số sản phẩm (số máy) được sản xuất trong 1 năm, N_i = 1 m: số chi tiết trong 1 sản phẩm, m = 2 \beta: số chi tiết chế tạo thêm để dự trữ \beta\ =\ 5%\ \ 7% \alpha: phế phẩm chủ yếu trong các phân xưởng đúc và rèn ( \alpha\ =\ 3¬÷6% N\ =\ 1.2.(1+\ \frac{3+5}{100}) = 1 (chi tiếtnăm) 1.3.2 xác định trọng lượng của chi tiết Theo đề bài cho trọng lượng của chi tiết là Q = 24kg. Dựa vào bảng 2.2 trang 13 hướng dẫn TKDA CNCTM. Bảng 1 2 bảng tra dạng sản xuất Sản lượng hàng năm của chi tiết là: 1 (chi tiếtnăm), Q = 24kg => đây là dạng sản xuất đơn chiếc. 1.4 Kết luận chương I Vậy kết câu của nắp hộp giảm tốc hợp lí phù hợp với điều kiện làm việc và các yêu cầu kĩ thuật hoàn toàn có thể đạt dược và không cần sửa đổi. Số lượng chi tiết sản xuất trong 1 năm ổn định với dạng sản xuất hàng loạt vừa. ổn định sản xuất hiệu quả, linh hoạt, chính xác. Vật liệu chế tạo chi tiết là thép C35 có cơ tính tốt, giá thành vật liệu cũng tương đối ổn định.
DANH MỤC HÌNH VẼ Tên hình Trang Hình 2.1 Bản vẽ sơ lược khn đúc Hình 2.2 Bản vẽ lồng phôi DANH MỤC BẢNG BIỂU Tên bảng Bảng Bảng kết tính tốn lượng dư bề mặt Ø100 Bảng Thông số lượng dư bề mặt Ø215 Trang CHƯƠNG I PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CƠNG VÀ XÁC ĐỊNH DẠNG HÌNH SẢN XUẤT 1.1 Phân tích chức nhiệm vụ chi tiết Hình 1.1 vẽ chi tiết Trong máy nắp phần để bảo vệ cho hộp tốc độ máy , cụ thể công dụng nắp mày chống bụi bẩn xâm nhập vào hộp giảm tốc , để bảo vệ chi tiết bánh , trục , li hợp ,…… hộp giảm tốc Bên cạnh cơng dụng để bảo vệ hộp giảm tốc nắp máy phần phận vỏ hộp để chứa dầu hộp giảm tốc dầu hộp có tác dụng để bôi trơn làm mát cho phận làm việc bên hộp giảm tốc, nắp máy chi tiết sở để lắp đơn vị chi tiết lên nó, phần cơng dụng dùng để lắp chi tiết lên đặc biệt quan trọng vỉ định độ xác hệ thống Nói chung nắp máy chi tiết quan trọng máy 1.2 Phân tích cơng nghệ cho kết cấu chi tiết Chi tiết nắp máy làm việc điều kiện bình thướng, địi hỏi độ xác vị trí tương quan cao độ xác lỗ gia cơng phải đảm bảo độ xác cao , lỗ sỡ để lắp chi tiết khác , định độ xác hệ thống Do chi tiết không yêu cầu trạng thái chịu lực dặc biệt nên ta chọn vật liệu chế tạo chi tiết thép C35 với thành phần hóa học sau: Bảng 1.1 Thành phần hóa học thép C35 Loại thép C35 - C (%) 0,320,40 Si (%) Mn (%) 0,50,8 S (%) P (%) ≤ 0,04 0,035 Cr (%) Ni (%) Ti (%) HB 207 Với chi tiết nắp hộp giảm tốc kết cấu bề mặt cho phép dao vào cắt cắt dễ dàng Các lỗ chi tiết có vị trí hợp lí cho phép gia công cách dễ dàng Chi tiết đủ độ cứng vững Bề mặt làm chuẩn có đủ diện tích khơng cần dùng chuẩn phụ Có thể áp dụng phương pháp chế tạo phôi tiên tiến Như vậy, dựa vào tính cơng nghệ chi tiết ta đưa phương án công nghệ tập chug nguyên công nhằm sử dụng loại máy chuyên dụng, nâng cao suất lao động, chất lượng sản phẩm 1.3 Chọn xác định dạng sản suất 1.3.1 sản lượng hàng năm Muốn xác định dạng hình sản xuất trước hết phải biết sản lượng hàng năm chi tiết gia công Vậy sản lượng hàng năm xác định theo công thức sau: N=N i m( β+ α + 1) 100 Trong đó: N: số chi tiết sản phẩm năm N i: số sản phẩm (số máy) sản xuất năm, N i = m: số chi tiết sản phẩm, m = β : số chi tiết chế tạo thêm để dự trữ β=5 %−7 % α : phế phẩm chủ yếu phân xưởng đúc rèn ( α =3 ÷6% N=1.2 (1+ 3+5 ) = (chi tiết/năm) 100 1.3.2 xác định trọng lượng chi tiết - Theo đề cho trọng lượng chi tiết Q = 24kg - Dựa vào bảng 2.2 trang 13 - hướng dẫn TKDA CNCTM Bảng 1-2 bảng tra dạng sản xuất Sản lượng hàng năm chi tiết là: (chi tiết/năm), Q = 24kg => dạng sản xuất đơn 1.4 Kết luận chương I - Vậy kết câu nắp hộp giảm tốc hợp lí phù hợp với điều kiện làm việc yêu cầu kĩ thuật hồn tồn đạt dược khơng cần sửa đổi - Số lượng chi tiết sản xuất năm ổn định với dạng sản xuất hàng loạt vừa ổn định sản xuất hiệu quả, linh hoạt, xác - Vật liệu chế tạo chi tiết thép C35 có tính tốt, giá thành vật liệu tương đối ổn định CHƯƠNG II XÁC ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI VÀ THIẾT KẾ BẢN VẼ LỒNG PHƠI 2.1 Chọn phơi phương pháp chế tạo phơi 2.1.1 Chọn phôi Muốn chế tạo chi tiết đạt yêu cầu kinh tế, kĩ thuật người ta cần phải xác định kích thước phơi cho thích hợp, lựa chọn sở: - Việc chọn phôi dựa vào hình dạng, kích thước dạng sản xuất chi tiết Chi tiết chế tạo vật liệu thép C35 vật liệu có tính tốt Nếu ta chế tạo phơi phương pháp dập thể tích có tính cao Tuy nhiên, tốn vật liệu chi tiết có kích thước lớn rỗng bên nên ta dùng phương pháp dập để chế tạo phơi Do ta chọn phương pháp đúc Với chi tiết nắp ổ có hình dáng dạng trịn xoay Phơi đúc có tính khơng co phơi rèn dập nhưg việc chế tạo việc chế tạo khuôn cho chi tiết phức tạp dễ dàng, thiết bị lại đơn giản Ưu điểm: - Phôi không bị nứt, vỡ chế tạo - Sản xuất linh hoạt nên giá thành rẻ - Giá thành tạo khuôn rẻ Nhược điểm: - Khó phát đuoc khuyết tật bên ( phát lúc gia công hoạc qua phương pháp kiểm tra siêu âm …… ) nên làm giảm suất hiệu - Lượng dư lớn - Độ xác phơi khơng cao - Năng suất thấp 2.1.2 Phương pháp chế tạo phôi Tuỳ thuộc vào loại khn, mẫu, phương pháp rót ta dùng nhiều phương pháp đúckhác có đặc điểm khác Ta xét đặc điểm chúng sau: Đúc khuôn cát Đúc khuôn cát dạng đúc phổ biến Khuôn cát loại khuôn đúc lần( đúc lần phá khn) Vật đúc tạo hình khn cát có độ xác thấp, độ bóng bề mặt kém, lượng dư lớn Thích hợp với vật đúc phức tạp, khối lượng lớn Khơng thích hợp cho sản xuất hàng loạt lớn hàng khối Phương pháp đúc khuôn cát khó khí hố tự động hố Đúc khuôn kim loại Đúc khuôn kim loại thực việc điền đầy kim loại theo nhiều cách: a Rót tự do: Thích hợp cho sản xuất hàng loạt lớn, vật đúc nhỏ, trung bình, cấu tạo đơn giản Vật đúc có tính cao, dùng đúc vật liệu khác Tuy nhiên hạn chế đúc gang xám b Điền đày kim loại đưới áp lực: Sản xuất hàng loạt lớn, hàng khối Vật đúc nhỏ, đơn giản Đúc vật đúc yêu cầu chất lượng cao, thích hợp cho vật liệu có nhiệt độ nóng chảy thấp Phương pháp đúc khn kim loại dễ khí hố tự động hố, giá thành sản xuất đúc cao so với đúc khuôn kim loại Tuy vậy, với sản lượng hợp lý giá thành xản xuất khơng cao Đúc ly tâm Dùng sản xuất hàng loạt nhỏ vừa, vật đúc trịn xoay, rỗng Khơng dùng cho vật liệu có thiên tích lớn Cơ tính vật đúc khơng Đúc liên tục Dùng sản xuất hàng loạt Vật đúc có dạng thỏi ống, có thiết diện không đổi suốt chiều dài, độ dài lớn Vật đúc có mặt ngồi mặt đạt chất lượng cao, không cần gia công Đúc khuôn vỏ mỏng Dùng sản xuất hàng loạt, vật đúc nhỏ trung bình Chế tạo vật đúc có chất lượng cao, kim loại quý, lượng dư gia công nhỏ Tuy vậy, giá thành sản xuất đúc lớn Từ đặc điểm sản xuất kết cấu chi tiết nắp ổ: dạng sản xuất hàng loạt, Vật liệu thép C35, vật đúc tròn xoay, kết cấu không phức tạp, yêu cầu chất lượng cao, suất cao ta chọn phương pháp tạo phôi phương pháp đúc khuôn kim loại, điền đầy kim loại phương pháp rót áp lực Bản vẽ khn đúc đựơc vẽ sơ lược sau: Hình 2.1 Bản vẽ khn đúc sơ lược 2.2 Tính tốn lượng dư cho bề mặt Tính tốn lượng dư gia cơng tiện lỗ Ø215+0,02, cấp xác phơi cấp II, vật liệu phơi: thép C35 Quy trình cơng nghệ gồm bước: tiện thô - tiện tinh Theo bảng 3.2 trang 70 (hdtkdactm) có giá trị Ri = 200 𝜇𝑚 Ti = 300 𝜇𝑚 Theo bảng 3.4 trang 71 (hdtkdactm) chất lượng bề mặt sau gia công phôi cách tiện ,ta giá trị Ti =50 𝜇𝑚; Ri = 50 𝜇𝑚 Theo bảng 3.5 trang 71 (hdtkdactm) chất lượng bề mặt sau gia công phôi cách tiện tinh lỗ ,ta giá trị sau bước tiện tinh, giá trị Ri = 20 𝜇𝑚, Ti =25 𝜇𝑚; Sai lệch không gian tổng cộng xác định theo công thức sau: ρphôi=√ ρc + ρcm 2 (2.1) + Giá trị cong vênh 𝜌𝑐 lỗ được xác định theo hai phương hướng kính hướng trục: ρc=√ ¿ ¿ (2.2) Với: 𝛥𝑘 tra theo bảng 3.7 trang 70 (hdtkdactm) : 𝛥𝑘 = l d đường kính lỗ chiều dài lỗ Thay vào công thức (2.2), ta được: Ρc = √ (1 ×215)2 +(1 × 40)2 = 218 (𝜇𝑚) + Giá trị sai lệch 𝜌𝑐𝑚 xác định theo công thức sau: ρcm = ρcm = √ √ √ δb δc + 2 (2.3) 2 δ b δc = 200 + 200 = 142 (𝜇𝑚) + 2 2 Ở 𝜌𝑏, 𝜌𝑐 dung sai kích thước b,c phôi Như thay vào công thức (2.1) sai số không gian tổng cộng là: ρphôi=√ ρc + ρcm 2 (2.4) ρphôi=√ ρc2 + ρcm = √ 2182 +1422 = 260 (𝜇𝑚) Sai lệch không gian cịn lại sau tiện thơ là: 𝜌1 = 0,05 𝜌𝑝 𝜌1 = 0,05 𝜌𝑝 = 0,05.260 = 13 (𝜇𝑚) (2.5) Sai số gá đặt tiện thô lỗ xác định sau: gd = √ ε c +ε k = √ 02 +1002 = 100 (𝜇𝑚) Sai số gá đặt cịn lại ngun cơng tiện tinh là: 𝑔𝑑2 = 0,05 𝑔𝑑 = 0,05.100 = (𝜇𝑚) Lượng dư nhỏ tính theo cơng thức (gia công song song bề mặt trụ trong): 2 2𝑍𝑖𝑚𝑖𝑛 = 2( R zi−1 + T i−1+ √ ρi−1 + ε i ) (2.6) + Lượng dư nhỏ tiện thô : 2𝑍𝑚𝑖𝑛 = 2(50 + 50 + √ 2182 +1002) = 715 (𝜇𝑚) + Lượng dư nhỏ tiện tinh : 2𝑍𝑚𝑖𝑛 = 2(20 + 25 +√ 132 +52 ) = 130 (𝜇𝑚) Cột kích thước tính tốn xác định sau Ta lấy kích thước cuối trừ lượng dư gia cơng tiện tinh kích thước tiện thơ, sau lấy kích thước tiện thơ trừ lượng dư tiện thơ ta kích thước phơi: d1 = 215,02 – 0,13 = 214,35 mm Kích thước phôi d1= 214,89 – 0,71 = 213,18 mm Dung sai tiện tinh 𝛿 = 50𝜇𝑚 dung sai tiện thơ 𝛿 = 170𝜇𝑚 dung sai thước tính tốn làm trũn theo bảng số có nghĩa dung sai ta đươc dmax sau lấy dmax trừ dung sai ta dmin Vậy ta có: + Sau tiện tinh: dmax = 215,02 mm; dmin = 215,02 - 0,05 =214,97 mm + Sau tiện thô: dmax = 214,35 mm, dmin = 214,35 - 0,17 = 214,18 mm +Kích thước phơi: dmax = 213,18, dmin = 213,18 – 0,4 = 212,78 mm Cột lượng dư giới hạn xác định sau: Zmin hiệu hai kích thước lớn ngun cơng kề Zmax hiệu hai kích thước nhỏ nguyên công kề - Khi tiện tinh: 2Zmin = 215,02 – 214,35= 0,82 mm 2Zmax = 214,97 – 214,18 = 1,17 mm - Khi tiện thô : 2Zmin = 214,18 – 212,78 = 1,56 mm 2Zmax = 214,35 – 213,18 = 1,79 mm Lượng dư tổng cộng : 2Z0min = 0,82 + 1,56= 2,61 mm 2Z0max = 1,17 + 1,79 = 2,96 mm Để tiện cho việc tính toán, ta lập bảng sau: Bảng 2 Bảng kết tính tốn lượng dư bề mặt Ø100 Bước Rz Ti ( ( 𝜌 ( 𝑔𝑑 𝜇𝑚) 𝜇𝑚) 𝜇𝑚) ( dt 𝛿 ( dmin (𝜇𝑚) 𝜇𝑚) (𝜇𝑚) dmax 2Zmin 2Zmax (𝜇𝑚) (𝜇𝑚) (𝜇𝑚) 𝜇𝑚) Phôi 200 300 218 Tiện thô 50 50 13 Tiện tinh 20 25 213,18 400 212,78 213,18 100 214,35 170 214,18 214,35 1560 1790 215,02 214,97 215,02 820 1170 50 Kiểm tra kết tính tốn: + Sau tiện tinh: 2Zmax – 2Zmin = 1,56 – 0,13 = 0,48mm + Sau tiện thô: 2Zmax – 2Zmin = 1,79 – 1,17 = 0,62 mm Bảng 2.3 Thông số lượng dư bề mặt Ø215 Bề mặt Kích thước Lượng dư Tra bảng Tính tốn Ø215 4,5 mm 2,96 mm Chọn lượng dư 4,5mm, trình đúc, chi tiết dễ bị thiếu hụt kim loại, nên chọn lượng dư 4,5mm cho an tồn 2.2 Tính chọn lượng dư cho bề mặt Từ phương pháp chế tạo phôi chọn trên, ta xác định lượng dư sai lệch kích thước cho chi tiết đúc sau: - Lượng dư gia cơng kích thước phơi Vật đúc nhận từ mẫu gỗ, dùng khuôn kim loại dễ tháo lắp sấy khô Do cấp xác chi tiết đúc nhận cấp xác II Theo bảng 3-95 trang 252(Sổ tay CNCTM) ta có lượng dư kích thước phơi: + Với kích thước 50mm: lượng dư đạt 3,5 mm + Với kích thước 50 L 120mm: lượng dư đạt 4mm + Với kích thước 120 L 260mm: lượng dư đạt 4,5 mm + Với kích thước 260 L 500mm: lượng dư đạt mm 10 Lực cắt P0 : Lực cắt tính theo cơng thức: (tr16 sổ tay CNCTM2) x y n P x, y , z=10 C p t S V k p Trong đó: theo bảng 5.23 (sổ tay CNCTM2) C p=300 x = y = 0,75 n = 0,4 k p= Theo bảng 5.9: hệ số tính đến gia công thực tế 0,75 =1 0,75 P0=10.300 31 10,75 1660,4 1=81713 ( N ) Công suất cắt tính sau:( tr16 sổ tay CNCTM2) N c= P z V 55.166 = =0,1 kW 1020.60 1020.60 So sánh với công suất máy: Nc ≤ Nm η Nghĩa là: 0,1 ≤ 0,55.0,75 Vậy máy tiện đứng U1532 đủ đông xuất tiện thô mặt lỗ A2 Bước 2: tiện tinh mặt lỗ A2 Chiều sâu cắt ta chọn: t = mm Lượng chạy dao: tra bảng 5.14 – sổ tay CNCTM2, ta chọn lượng chạy dao vòng là: S = 0,35 mm/vg Tốc độ cắt: V mm/ph Tốc độ cắt tính theo cơng thức: V = Tốc độ cắt tính theo cơng thức: V = Cv m x T t S y Cv m T tx Sy C v C v Trong đó: C v, m, x, y: hệ số mũ Tra bảng 5.17 (sổ tay CNCTM tập 2) với vật liệu gia công thép C35, vật liệu luoeix cắt vật liệu thép hợp kim cứng C v =300 Ta có: - x = 0,15 y = 0,35 m = 0,2 T: chu kì tuổi bền dao T = 30 ÷ 60 (phút) ta chọn T = 60 Hệ số hiệu chỉnh chung tốc độ cắt, phụ thược vào điều kiện cắt cụ thể: K v =K mv K uv K nv Trong đó: 19 K mv : hệ số phụ thuộc vào chất liệu vật gia công, theo bảng 5.1 (sổ tay CNCTM tập 2) 750 n K mv =K n( ) Theo bảng 5.2 (sổ tay CNCTM tập 2): n v =1,7 => K mv =1 σb v K nv : hệ số phụ thuộc vào tình trạng phơi Theo bảng 5.5 – sổ tay CNCTM tập K nv =1 K uv : hệ số phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt Theo bảng 5.6 - sổ tay CNCTM tập K uv =1 K v =1.1.1=1 350 1=233 m/ phút 60 0,350,45 1000.V 1000.233 = =436 vg/ ph N= π D π 170 V= 0,2 0,15 Lực cắt P0 : Lực cắt tính theo cơng thức: (tr16 sổ tay CNCTM2) x y n P x, y , z=10 C p t S V k p Trong đó: theo bảng 5.23 (sổ tay CNCTM2) C p=300 x = y = 0,75 n = 0,4 Theo bảng 5.9: hệ số tính đến gia cơng thực tế k p= 0,75 =1 0,75 P0=10.300 11 0,350,75 2330,4 1=17351 ( N ) Cơng suất cắt tính sau:( tr16 sổ tay CNCTM2) N c= P z V 55.233 = =0,2 kW 1020.60 1020.60 So sánh với công suất máy: Nc ≤ Nm η Nghĩa là: 0,2 ≤ 0,55.0,75 Vậy máy tiện đứng U1532 đủ đông xuất tiện tinh lỗ A2 chế độ cắt mặt lỗ A3 Bước 1: tiện thô mặt lỗ A3 Chiều sâu cắt ta chọn: t = mm Lượng chạy dao S (mm/vòng) tra bảng 5-11 [ST2, tr11]: s = 0.5 (mm/vòng) 20