Chương 1 xác định dạng sản xuất

Chương 1 XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT 1.1 MÔ HÌNH HÓA CHI TIẾT Sử dụng phần mềm Creo Parametric 8.0 để mô hình hóa chi tiết khớp nối gồm các bước chính sau: + Bước 1: Vẽ biên dạng của chi tiết Hình 1.1 Biên dạng chi tiết trục ván trước khi mô hình hóa 3D + Bước 2: Dùng lệnh Revolve tạo 3D cho chi tiết Hình 1.2 Chi tiết trục ván sau khi được 3D6 + Bước 3: Dùng lệnh Extrude để vẽ đoạn trục lệch tâm 1mm, có Ø28 và dài 40mm Hình 1.3 Hình 3D hoàn chỉnh của chi tiết + Bước 4: Vẽ ren M20x1,5 1 Hình 1.4 Chi tiết sau khi đã được tạo ren + Bước 5: Sử dụng lệnh Hole để tạo ren trong M6x0,75 Hình 1.5 Chi tiết sau khi được tạo lỗ ren + Bước 6: Dùng lệnh tạo lỗ chống tâm cho đầu trục còn lại Hình 1.6 Chi tiết sau khi tạo lỗ chống tâm + Bước 7: Vát mặt đầu trục 2 Hình 1.7 Chi tiết sau khi được vát mặt đầu 1.2 XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG CỦA CHI TIẾT Xác định khối lượng và thể tích của chi tiết, từ đó tìm ra được hình thức tổ chức sản xuất và cải thiện tính công nghệ của sản phẩm Dùng phần mềm Creo Parametic 8.0 với công cụ Mass Properties Cài đặt đơn vị chiều dài là mm, khối lượng là kilogam Chọn vật liệu là STEE_LOW_CARBON Bước 1: Vào File chọn Prepare, chọn Model Properties để gán đơn vị và kích thước cho chi tiết Hình 1.8 Gán đơn vị cho chi tiết Bước 2: Tại dòng Units bấm Change chọn đơn vị millimeter Kilogram Sec (mmKs) Tiếp tới dòng Material bấm vào Change, chọn File Standard- Materials_Granta-Design, chọn Ferrous_metals và chọn STEE_LOW_CARBON 3 Hình 1.9 Chọn vật liệu cho chi tiết Bước 3: Chọn Analysis -> Mass Propeties Ta có được khối lượng và thể tích của chi tiết Hình 1.10 Số liệu khối lượng và thể tích của chi tiết + Khối lượng của chi tiết = 0,42 kg + Thể tích của chi tiết = 53378 mm3 4 1.2 XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT Xác định sản lượng chi tiết sản lượng của chi tiết cần chế tạo cần chế tạo trong một năm theo công thức (2.1) [1, trang 24] N=N 0 m(1+ a100 )(1+ β100 ), (chiếc/năm) (1.1) Trong đó: N0 = 2200 (số sản phẩm trong một năm theo kế hoạch) m = 1 (số chi tiết như nhau trong 1 sản phẩm) α (là số phần trăm dự trữ cho chi tiết máy nói trên dành làm phụ tùng), chọn α = 15% β (là số phần trăm chi tiết phế phẩm trong quá trình chế tạo), chọn β = 4% Thay các giá trị vào (1.1) ta có: N=2200.1(1+ 15 100 )( 1+ 4100 ) = 2630 (chiếc/năm) 5 Chương 2 PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG 2.1 YÊU CẦU KỸ THUẬT Dựa vào bản vẽ chi tiết, ta có các yêu cầu kỹ thuật của chi tiết: +Mép vát 1x45º cấp chính xác IT14, độ nhám bề mặt Ra= 6,3 µm +Bo tròn R0,25x2 cấp chính xác IT14, độ nhám bề mặt Ra= 6,3 µm +Bề mặt trụ ngoài Ø22h11 cấp chính xác IT11, độ nhám bề mặt Ra= 6,3 µm +Bề mặt trụ ngoài Ø28d9 cấp chính xác IT9, độ nhám bề mặt Ra= 3,2 µm +Bề mặt trụ ngoài Ø22f7 cấp chính xác IT7, độ nhám bề mặt Ra= 3,2 µm +Bề mặt trụ ngoài Ø15 cấp chính xác IT14, độ nhám bề mặt Ra= 6,3 µm 2.2 VẬT LIỆU CHẾ TẠO Hình 2.1 Bản vẽ chi tiết Vật liệu dùng để chế tạo chi tiết là thép C45 Vật liệu thép C45 có thành phần hóa học và cơ tính như ở bảng 2.1 và bảng 2.2 bên dưới 6 Bảng 2.1 Bảng thống kê thành phần hóa học của vật liệu Thành phần hóa học C Cr Mn Si Ni S 0,42-0,50 ≤ 0,25 0,5-0,8 0,16- ≤ 0,25 ≤ 0,04 0,36 Bảng 2.2 Bảng tính chất cơ học của vật liệu Thông số Giá trị Đơn vị g/cm3 Khối lượng riêng 7,85 MPa Hệ số poisson 0,29 Mpa MPa Mô-đun đàn hồi 190 MPa % Mô-đun cắt 73 HB Giới hạn bền ≥ 580 Giới hạn chảy ≥ 300 Độ giãn dài tương đối ≥ 19 Độ cứng ≤ 229 2.3 ĐÁNH GIÁ TÍNH CÔNG NGHỆ TRONG KẾT CẤU Chi tiết có dạng trục bậc nhằm đảm bảo điều kiện lắp ghép, đồng thời phù hợp với điều kiện phân bố tải trọng dọc trục để giảm tối đa đường kính trục nhưng vẫn đảm bảo điều kiện bền và làm việc tin cậy Chi tiết có tỉ lệ L/D = 130/28 = 4,6 (nằm trong khoảng 5-10) nên chi tiết có độ cứng vững không cao Khi gia công ta tiến hành dùng chống tâm hai đầu Phần lớn các bề mặt trụ ngoài của chi tiết được gia công bằng phuong pháp tiện Rãnh thoát dao 2,5 mm, thuận lợi cho chuyển động tiến dao và thoát dao, sử dụng dao tiện rãnh tiêu chuẩn 2,5 mm thuận lợi cho gia công Các góc lượn có bán kính R 1,5và R 0,25 giúp giảm ứng suất tập trung, thuận lợi cho gia công vì bản thân mũi dao luôn có một bán kính r Các mặt đầu và mặt bên có ba via, cạnh sắc không làm các rãnh tròn mà thay bằng mặt vát (1x45°) bởi vì khi đó gia công thuận tiện hơn 7 Phần lỗ ren ta dùng phương pháp khoan lỗ và ta-rô bằng máy Đồ gá cho phần nguyên công này dùng hai khối V cố định và kẹp chặt nên chi tiết gá đặt được chắc chắn khi khoan Do khoan trên mặt trụ nên ta cần dùng bạc dẫn hướng cho mũi khoan khỏi bị trượt Khi khoan dùng mũi khoan tiêu chuẩn để giảm chi phí mài mũi khoan.Ở đây là lỗ suốt nên khi khoan phoi thoát dễ dàng, thuận lợi cho phần ta-rô tiếp theo Phần gia công tương đối đơn giản Bề mặt Ø22h11 mm không yêu cầu cao về cấp chính xác (IT11) và độ nhám Ra = 6,3 µm, được gá trên mâm cặp tự định tâm, tiện thô và tiện bán tinh là đạt yêu cầu, gia công dễ dàng Bề mặt Ø96h9 mm có yêu cầu về cấp chính xác IT9 và độ nhám Ra = 3,2 µm nên sau khi tiện thô phải thêm tiện tinh bề mặt để đạt yêu cầu Việc gia công khá đơn giản Bề mặt Ø22f7 mm có yêu cầu cao về cấp chính xác (IT7) và độ nhám Ra = 1,25 µm, được gá trên mâm cặp tự định tâm, phải qua tường bước gia công tiện thô, tiện tinh, tiện láng là đạt yêu cầu, gia công phức tạp Bề mặt Ø15 mm không yêu cầu cao về cấp chính xác (IT14) và độ nhám Ra = 6,3 µm, được gá trên mâm cặp tự định tâm tiện thô là đạt yêu cầu, gia công dễ dàng Kết luận: Qua phân tích như trên ta thấy kết cấu trục bậc như vậy là hợp lý có thể áp dụng gia công hoàn toàn bằng phương pháp cơ thông thường với trang thiết bị và điều kiện sẵn có của phân xưởng nhà máy cơ khí 8 Chương 3 CHỌN PHÔI VÀ PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI 3.1 CHỌN DẠNG PHÔI Việc chọn lựa phôi phải dựa trên cơ sở vật liệu và cơ tính của vật liệu, hình dáng và kích thước chi tiết, loạt hình sản xuất, khả năng đạt độ chính xác của phương pháp chế tạo phôi, khả năng làm việc chi tiết máy 3.1.1 Phôi cán + Ưu điểm: - Tính dẻo của thép C45 cao nên dễ biến dạng, năng suất cao + Nhược điểm: - Chất lượng bề mặt kém vì còn tồn tại vảnh sắt trên mặt phôi khi nung -> Phương án phôi cán không phù hợp 3.1.2 Phôi đúc + Ưu điểm: - Có thể đúc được tất cả các kim loại và hợp kim khác nhau - Đúc được các vật có khối lượng từ nhỏ đến lớn, rất lớn, tạo ra các vật có hình dạng và kết cấu phức tạp + Nhược điểm: - Tổ chức kim loại không đều tạo ra các khuyết tật, do vậy không tốt với điều kiện làm việc của chi tiết trục -> Phương án này không phù hợp 3.1.3 Phôi dập + Ưu điểm: - Phôi dập có độ bóng và độ chính xác cao, tổ chức kim loại đồng đều - Có khả năng chế tạo các chi tiết phức tạp, tốn ít vật liệu, năng suất cao, dễ cơ khí hóa,một bộ khuôn chỉ chế tạo được một loại chi tiết, phù hợp sản xuất hàng loạt vừa + Nhược điểm: - Máy có công suất lớn, thời gian chế tạo khuôn dài -> Phương án này phù hợp 3.1.4 Phôi rèn 9  Rèn tự do: + Ưu điểm: - Độ chính xác và cơ tính cao đối với phôi dạng trục bậc, tiết kiệm thời gian và vật liệu - Dụng cụ gia công đơn giản, rẻ tiền + Nhược điểm: - Chỉ phù hợp với dạng sản xuất nhỏ và đơn chiếc -> Phương án này không phù hợp  Rèn trong khuôn: + Ưu điểm: Phôi có độ chính xác cao, lượng dư gia công nhỏ, độ bóng cao, ít phế phẩm + Nhược điểm: Công suất thiết bị lớn, phải có khuôn chuyên dùng cho từng chi tiết, vốn đầu tư thiết bị lớn -> Phương án này không phù hợp Kết luận: Qua việc phân tích ưu nhược điểm của phương pháp chế tạo phôi ta thấy phương pháp chế tạo phôi là phôi dập là phương pháp phù hợp nhất Vật liệu chế tạo là thép C45, hình dạng đơn giản, kích thước không lớn, yêu cầu có độ chính xác và chất lượng bề mặt cao, độ chính xác phôi ban đầu và dạng sản xuất hàng loạt vừa, số lượng phôi lớn mà lại sử dụng máy không phức tạp, kinh tế, nên ta chọn phương pháp dập là hợp lý hơn cả 3.2 CHỌN PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI 3.2.1 Chọn phương pháp dập Với chi tiết dạng trục, đường kính các trụ nhỏ, nó chênh lệch đường kính không nhiều, vật liệu là thép C45, sản xuất hàng loạt vừa nên ta sử dụng phôi Dập nóng Kim loại biến dạng trong khuôn, gia công trên các máy dập, máy rèn đứng hay ngang Sản phẩm có độ chính xác cao (lượng dư gia công nhỏ) Năng suất cao hơn nhiều so với các phương pháp khác nên nó dùng cho sản xuất hàng loạt 3.2.2 Chọn khuôn dập Chọn loại khuôn dập kín do nó phù hợp với hình dáng không quá phức tạp của khớp nối, kích thước, khối lượng nhỏ Phôi cho ra độ chính xác cao, giảm đáng kể ba via, thuận lợi cho các gia công sau này Cấp chính xác chế tạo phôi là cấp II 3.3 TRA LƯỢNG DƯ SƠ BỘ Lượng dư gia công một phía ở những bề mặt cần gia công là 1 mm [Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1, trang 190, bảng 3-17] 10