LỜI NÓI ĐẦUĐồ án môn học là một công trình nghiên cứu và sáng tạo trong phạm vi củangành học của quá trình học tập nhằm sử dụng vốn kiến thức đã có để hoànthành một công việc trong phạm
Phân tích và xác định chất lượng Ra, Rz, các bề mặt chi tiết
*Từ hình dáng của chi tiết sẽ yêu cầu về các thông số như sau:
Kích thước ỉ25H9 có độ nhẵn bề mặt với Ra = 1.6, đạt cấp độ nhẵn bóng 6 Để đạt được mức độ nhẵn bóng này, cần áp dụng các phương pháp như khoan, khoét và doa.
Kích thước ỉ95H9 có độ nhẵn búng với Ra = 1.6, tương ứng với cấp độ nhẵn bóng 6 Để đạt được cấp độ nhẵn bóng này, cần áp dụng các phương pháp như khoan, khoét và doa.
- Kớch thước ỉ11 với Rz@ cú độ nhẵn búng là cấp 4, để dạt được cấp độ nhẵn bóng này thì phải sử dụng phay thô.
- Kớch thước ỉ160 với Rz cú độ nhẵn búng là cấp 3, để đạt được cấp độ nhẵn này thì phải sử dụng phay thô
- Kớch thước ỉ170 với Rz cú cấp độ nhẵn búng là 5, để đạt được cấp độ nhẵn bóng này thì phải sử dụng phương pháp khoan, khoét, doa,
Phân tích và xác định dạng sản xuất, ý nghĩa kinh tế dạng này
Trong sản xuất người ta chia làm ba dạng chính:
- Sản xuất hàng loạt ( nhỏ, vừa, lớn )
Dạng sản xuất Q1: Trọng lượng của chi tiết
Số lượng hàng năm của chi tiết Đơn chiếc < 5 < 10 < 100
Trọng lượng của chi tiết được xác định theo công thức Q1= V.γ ( KG) Q1: Trọng lượng của chi tiết (kg)
V: Thể tích chi tiết ( dm3) γ : Trọng lượng riêng của vật liệu chế tạo chi tiết ( gang xám 6.8÷7.2 )
Sản lượng hàng năm được tính theo công thức:
N: Số chi tiết sản xuất trong 1 năm
Trong một năm, số sản phẩm sản xuất được tính là N1, trong khi m đại diện cho số chi tiết trong mỗi sản phẩm Để đảm bảo dự trữ, β là số chi tiết được chế tạo thêm, dao động từ 5% đến 7% Ngoài ra, α là tỷ lệ phế phẩm chủ yếu trong các phân xưởng đúc và rèn, nằm trong khoảng từ 3% đến 6%.
Với số sản phẩm sản xuất trong một năm N 1P00 sản phẩm
Vậy sản lượng hàng năm là N= 5000.1(1+ α + β
*Dạng sản xuất và đặc trưng của nó:
Trong chương 1 của giáo trình môn Công nghệ chế tạo máy, bảng sản xuất tài liệu slide 22 cho thấy rằng với NP05 (chi tiết/năm) và khối lượng Q = 4.673154 kg, dạng sản xuất của nhà máy được xác định là hàng loạt khối.
- Đặc trưng của dạng sản xuất:
Sản xuất hàng loạt: sản phẩm hàng năm không quá ít, chế tạo từng loạt theo chu kỳ xác định, sản phẩm tương đối ổn định
Sản xuất hàng loạt khối là phương pháp sản xuất mà trong đó các sản phẩm giống nhau được chế tạo hoặc sửa chữa với số lượng lớn trong thời gian dài Phương pháp này thường áp dụng sản xuất dây chuyền, trong đó mỗi vị trí làm việc chỉ thực hiện một nguyên công Sau khi hoàn thành nguyên công, các chi tiết gia công hoặc lắp ráp sẽ được chuyển đến vị trí kế bên để thực hiện nguyên công tiếp theo.
Những đặc điểm công nghệ chủ yếu sau:
+ Gia công chi tiết và lắp ráp máy theo một hệ thống dây chuyền liên tục. + Các máy được bố trí theo quy trình công nghệ.
+ Sử dụng nhiều đồ gá, dao và dụng cụ đo chuyên dùng.
+ Sử dụng nguyên tắc lắp dẫn hoàn toàn.
Sản xuất hàng loạt mang lại nhiều lợi ích, bao gồm độ chính xác cao, giảm chi phí nhờ tự động hóa và giảm số lượng lao động, đồng thời nâng cao hiệu quả Ngoài ra, nó còn giúp tổ chức phân phối và tiếp thị sản phẩm một cách nhanh chóng.
- Giảm chi phí cho doanh nhiệp và độ chính xác chi tiết cao, giảm giá thành giảm phẩm
Kỹ thuật dây chuyền lắp ráp cho phép gửi các sản phẩm hoàn chỉnh từng phần cho từng công nhân, mỗi người sẽ đảm nhận một công đoạn riêng lẻ Phương pháp này giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất, thay vì để một công nhân thực hiện toàn bộ sản phẩm từ đầu đến cuối.
Quá trình sản xuất hàng loạt có thể đạt độ chính xác cao nếu được giám sát nghiêm ngặt, nhờ vào việc máy móc trong dây chuyền sản xuất đã được cài đặt sẵn các thông số.
Phân tích và xác định các phương pháp gia công các bề mặt cần gia công của chi tiết
- Kớch thướng ỉ25H9: cấp độ chớnh xỏc của kớch thước ỉ25 đạt cấp 9, Ra=1.6 đạt cấp độ nhám là cấp 6
- Với độ nhỏm và cấp chớnh xỏc ỉ25H9 ta sẽ sử dụng phương phỏp khoan, khoét, doa
- Kớch thước ỉ95H9: cấp độ chớnh xỏc của kớch thước ỉ95 đạt cấp 9, Ra= 1.6 đạt độ nhám là cấp 6.
- Với độ nhỏm và cấp chớnh xỏc ỉ95H9 ta sẽ sử dụng phương phỏp khoan, khoét, doa,
- Với kớch thước lỗ ren M8, ỉ11, ỉ6.3 ta dựng phương phỏp khoan, khoột, doa,
=> Với những cấp chính xác và độ nhám bề mặt của các chi tiết cần gia công ta sẽ sử dụng các phương pháp sau:
Khả năng công nghệ của các phương pháp:
Tiện là một phương pháp gia công cắt gọt kim loại, trong đó phôi và dao phối hợp chuyển động để tạo ra quá trình cắt Chuyển động chính là sự xoay tròn của phôi, kết hợp với chuyển động tịnh tiến của dao, bao gồm cả tiến dao dọc (Sd) và dao ngang (Sng).
Tiện là một phương pháp cắt gọt kim loại phổ biến trong gia công cơ khí, chiếm từ 25 đến 35% tổng số nguyên công trong các xưởng gia công cơ khí trên toàn thế giới.
Các sản phẩm từ phương pháp gia công tiện chủ yếu là các hình dạng tròn xoay như trục trơn, trục bậc, côn, ren và lỗ lệch tâm Tương tự như gia công phay, gia công tiện có năng suất cao, tính vạn năng lớn và độ chính xác cao.
Các loại máy tiện thông dụng hiện nay:
- Máy tiện ren vít vạn năng.
Phương pháp phay thô là kỹ thuật gia công kim loại sử dụng dao cắt với nhiều lưỡi cắt Trong quá trình này, dao thực hiện chuyển động quay tròn, kết hợp với chuyển động thẳng theo các phương ngang, dọc và thẳng đứng do bàn máy điều khiển Mục tiêu của phay thô là loại bỏ một lượng lớn vật liệu trên phôi, nhằm tạo ra hình dạng có kích thước sơ bộ cho chi tiết cần gia công.
- Các dạng phay thường gặp trong quá trình gia công:
- Dụng cụ cắt-Dao phay:
- Năng suất cắt khi phay phụ thuộc vào nhiều yếu tố liên quan đến tính chất vật liệu của dụng cụ và chi tiết gia công
Các dạng phay Độ chính xác Độ nhám
* Phay định dạng ( hay còn gọi là phay chép hình, phay định hình, phay khoét
Quá trình gia công phay khoan tập trung vào việc tạo ra các hình dạng phức tạp như buồng, bọng và bề mặt vòm cong Các dụng cụ phay được sử dụng bao gồm dao phay trụ cẩu, dao phay trụ với mảnh cắt trở mặt tròn và dao phay trụ khoan, cho phép gia công hiệu quả ở tất cả các kiểu bước dẫn tiến.
Với phương pháp dẫn tiến dọc trục và chiều sâu cắt hạn chế, có thể thực hiện các kỹ thuật phay chìm, phay chìm nghiêng, phay khoét lỗ bọng, rỗng, khoan phay vòng tròn, cũng như phay chìm dạng hình ren mà không cần khoan mồi.
Hình ảnh minh họa cho máy phay định dạng
* Phương pháp Khoan-Khoét-Doa:
Khoan là phương pháp tạo lỗ trên phôi đặc, với khả năng tạo lỗ có đường kính từ 0.1 đến 80mm, trong đó phổ biến nhất là lỗ có đường kính dưới 35mm Nguyên công khoan thường được thực hiện trên các loại máy khoan như máy khoan đứng, máy khoan cần và máy khoan tổ hợp.
+ Khi khoan các lỗ có tỉ số 1/d ≤5 nên sử dụng mũi khoan ruột gà.
Các loại mũi khoan ruột gà thông dụng
+ Khi khoan các lỗ có tỉ số 1/d > 5 nên sử dụng mũi khoan sâu chuyên dùng, phổ biến nhất là mũi khoan nồng súng
Để giảm lực cắt khi khoan các lỗ có đường kính lớn, có thể sử dụng phương pháp khoan mở rộng nhiều lần bằng mũi khoan ruột gà hoặc áp dụng kết cấu mũi khoan vành.
Khoét là phương pháp gia công mở rộng lỗ trên các loại máy như máy khoan, máy tiện, máy phay hoặc máy doa nhằm:
+Nâng cao độ chính xác và chất lượng bề mặt của lỗ Với mục đích đó thì Khoét có khả năng đạt độ chính xác cấp 10 ÷ 12, Ra = 2,5 ÷ 10 μm
+ Khoét là nguyên công hoặc bước chuẩn bị cho các nguyên công gia công tinh tiếp theo như: doa, tiện tinh, mài lỗ,
Dao khoét với nhiều lưỡi cắt và độ cứng vững cao hơn mũi khoan, mang lại độ chính xác và chất lượng bề mặt (CLBM) tốt hơn Ngoài ra, dao khoét còn có khả năng điều chỉnh sai lệch vị trí của lỗ do các công đoạn gia công trước đó, giúp nâng cao hiệu quả trong quá trình sản xuất.
+ Để nâng cao độ chính xác và năng suất, khi khoét có thể dùng bạc dẫn hướng ở một hoặc hai đầu cho trục dao như hình mẫu bên dưới:
Quá trình khoan lỗ mở rộng với độ dày cắt ít nhằm gia công các lỗ ghép có độ bóng bề mặt cao Gia công chủ yếu diễn ra nhờ cạnh vát của lưỡi doa, trong khi lưỡi cắt ở chu vi, đảm bảo độ chính xác kích thước, hình dạng và độ bóng bề mặt.
Doa là phương pháp gia công tinh cho các lỗ sau khi khoan, khoét hoặc tiện, với độ chính xác đạt từ cấp 9-7 và Ra= 0.6-1.25 Khi áp dụng công nghệ và dao tốt, quá trình gia công có thể đạt cấp chính xác 6 (Ra=0.63) Mặc dù phương pháp này có chi phí sản xuất cao, nhưng năng suất lại tương đối thấp.
Những biện pháp công nghệ khi thực hiện:
Doa cưỡng bức là một quá trình gia công trong đó dao doa được nôi cứng với trục chính của máy Tuy nhiên, phương pháp này có nhược điểm là lỗ gia công thường bị lay rộng hoặc bị xiên, và dao dễ bị kẹt hoặc gãy Nguyên nhân chính dẫn đến những vấn đề này là do độ lệch tâm giữa đường tâm trục chính của máy và tâm lỗ gia công, thường xảy ra khi trục chính bị đảo.
Dao tuỳ động là loại dao được kết nối với trục chính của máy thông qua khớp tuỳ động Với thiết kế này, dao có khả năng tự dẫn hướng dựa vào lỗ đã có sẵn, giúp khắc phục những nhược điểm của phương pháp truyền thống.
Doa tay là một phương pháp cắt và chuyển động tương tự như doa máy, nhưng với sự khéo léo và uyển chuyển của người công nhân, doa tay có khả năng đạt độ chính xác cao hơn Điểm khác biệt giữa dao doa tay và dao doa máy là dao doa tay có góc ϕ nhỏ hơn và phần dẫn hướng dài hơn, điều này giúp cải thiện hiệu quả và độ chính xác trong quá trình gia công.
1.4 Phân tích và chọn d*ng c* cắt thích hợp để gia công trên các bề mặt cần gia công
* Kớch thước ỉ64, ỉ130, ỉ95H9 sử d*ng phương phỏp tiện
Các loại dao tiện thông dụng:
Cấu tạo của dao tiện:
Dao tiện bao gồm hai bộ phận chính: thân (cán) và đầu dao (phần cắt gọt) Cán dao được sử dụng để kẹp giữ dao trên ổ gá dao, trong khi đầu dao chứa các yếu tố cơ bản cần thiết cho quá trình cắt gọt.
- Mặt thoát ( mặt trước ) trong quá trình cắt gọt phôi thoát ra theo mặt này.
- Mặt sát (mặt sau ) gồm có mặt sát chính và mặt sát phụ đối diện với mặt gia công.
Phân tích và chọn phương pháp chế tạo phôi phù hợp
Chi phí phôi chiếm từ 20% đến 50% giá thành sản phẩm, do đó việc lựa chọn vật liệu và phương pháp tạo phôi hợp lý là rất quan trọng Những lựa chọn này không chỉ đảm bảo yêu cầu kỹ thuật của chi tiết mà còn giúp giảm chi phí sản xuất, nâng cao hiệu quả kinh tế kỹ thuật Nhiệm vụ của nhà thiết kế công nghệ là lựa chọn vật liệu và phương pháp chế tạo phôi để đạt được hiệu quả kinh tế cao nhất.
Các phương pháp chế tạo phôi bao gồm phôi đúc, phôi rèn, phôi dập, phôi cán, phôi kéo ép và phôi hàn, trong đó phôi hàn là loại phôi được lắp ghép từ các loại phôi khác Việc lựa chọn phương pháp chế tạo phôi phụ thuộc vào hình dạng, kích thước chi tiết và điều kiện làm việc của chi tiết.
Khi làm việc với các chi tiết chịu tải phức tạp như tải trọng thay đổi, kéo nén, uốn và xoắn, nên lựa chọn phôi đã qua gia công áp lực Đối với tiết diện ngang ít thay đổi và chi tiết có dạng tròn xoay, phôi thép cán theo tiêu chuẩn sản xuất và có sẵn trên thị trường là lựa chọn hợp lý Đối với các chi tiết có khối lượng lớn, hình dáng phức tạp nhưng chịu tải trọng không phức tạp, phôi đúc là sự lựa chọn tối ưu Cuối cùng, với các chi tiết dạng khung hoặc hộp, phôi hàn sẽ là lựa chọn thích hợp.
Tùy thuộc vào loại hình sản xuất, việc lựa chọn phôi phù hợp là rất quan trọng Đối với sản xuất đơn chiếc, nên sử dụng phôi đúc trong khuôn cát hoặc phôi rèn tự do để giảm chi phí chế tạo Trong khi đó, đối với sản xuất hàng loạt hoặc hàng khối, phương pháp đúc trong khuôn kim loại, đúc trong khuôn mẫu chảy, hoặc dập nóng (rèn khuôn) sẽ mang lại năng suất cao hơn.
Trong điều kiện làm việc với rung động nhẹ, không có va đập và tải trọng nhẹ đến trung bình, việc sản xuất hàng loạt có thể sử dụng vật liệu gang xám với chi phí thấp Mác gang phù hợp cho ứng dụng này là GX 15-32, đảm bảo hiệu suất làm việc ổn định và tiết kiệm chi phí.
Mác gang Độ bền Độ cứng HB
Vật liệu gang xám GX15-32 ( chỉ số đầu là chỉ giới hạn kéo bền, chỉ số sau là chỉ giới hạn bền uốn )
Gang xám là một hợp kim chủ yếu được tạo thành từ sắt và cacbon, với thành phần cacbon dao động từ 0.5% đến 4.5% Ngoài ra, gang xám còn chứa một số nguyên tố khác như silic (Si) từ 0.5% đến 4.5%, mangan (Mn) từ 0.4% đến 0.6%, photpho (P) 0.8%, lưu huỳnh (S) 0.12%, cùng với một số nguyên tố không đáng kể như crom (Cr), nhôm (Al), vàng (Au) và niken (Ni).
Gang xám nổi bật với độ bền nén cao, khả năng chịu mài mòn tốt và tính đúc ưu việt Loại vật liệu này có độ bền trung bình, dễ gia công và khả năng giảm rung động hiệu quả, do đó rất được ưa chuộng trong ngành chế tạo máy Để phát huy tối đa những ưu điểm này, việc xác định phương pháp chế tạo phôi là rất quan trọng.
Phôi đúc được tạo ra bằng cách rót kim loại vào khuôn, cho phép thu được chi tiết với hình dạng và kích thước theo yêu cầu sau khi kim loại kết tinh Đặc biệt, phôi đúc thường được sử dụng cho các chi tiết làm bằng gang do tính dẻo thấp của nó Ưu điểm của phương pháp này là khả năng đúc tất cả các kim loại và hợp kim với thành phần khác nhau, từ những chi tiết đơn giản đến phức tạp mà các phương pháp khác không thể thực hiện Khối lượng vật đúc có thể từ vài chục gam đến hàng chục tấn, đồng thời chi phí sản xuất và giá thành cũng rất thấp.
Nhược điểm của quá trình này là hệ số sử dụng kim loại thấp, chủ yếu do hiện tượng đậu rót và đậu ngót Bên cạnh đó, chi phí kiểm tra các thành phần nguyên tố cũng cao, vì cần sử dụng máy phân tích thành phần kim loại hiện đại.
* Phôi chế tao bằng phương pháp gia công áp lực
Gia công áp lực là quá trình sử dụng ngoại lực thông qua các công cụ để biến dạng kim loại trong trạng thái mạng tinh thể theo các định hướng nhất định Phương pháp này giúp tạo ra các sản phẩm với hình dạng và kích thước chính xác, đồng thời cải thiện tính chất cơ học của vật liệu.
Khi gia công áp lực, khối lượng và thành phần hóa học của kim loại không thay đổi Đặc điểm nổi bật của phôi gia công bằng phương pháp áp lực là đảm bảo tính đồng nhất và độ bền cao của sản phẩm.
Dưới tác động của ngoại lực, kim loại được định hướng và kéo dài thành sợi hoặc thớ, dẫn đến việc tăng khả năng chịu lực kéo và cắt ngang Trong quá trình biến dạng, cấu trúc mạng bị xô lệch và mất cân bằng, gây ra sự giảm tính dẻo của kim loại và làm tăng độ cứng.
Phôi được chế tạo bằng phương pháp gia công áp lực có đặc điểm sau:
- Cơ tính của vật liệu được cải thiện.
- Độ chính xác hình dạng, kích thước, chất lượng bề mặt của phôi cao, do đó giảm thời gian gia công cắt gọt và tổn thất vật liệu.
- Rút ngắn các bước trong quá trình công nghệ.
- Dễ cơ khí hóa và tự động hóa vì vậy năng suất cao.
Tuy nhiên chúng có những nhược điểm sau:
- Khó chế tạo các chi tiết có hình dáng phức tạp.
- Không áp dụng được với kim loại và hợp kim có tính dẻo thấp.
- Tính linh hoạt của phương pháp bị hạn chế.
*Phôi chế tạo bằng phương pháp rèn tự do
Rèn là một phương pháp gia công kim loại khi ở trạng thái nóng, giúp tạo ra phôi rèn có cơ tính vượt trội so với phôi đúc Quá trình này có thể thực hiện bằng cách sử dụng đe và búa cho rèn tay, hoặc áp dụng máy búa hơi và máy ép thủy lực để tác động lên vật rèn.
Rèn tự do sử dụng rộng rãi trong sản xuất đơn chiếc và hàng loạt nhỏ, trong
Rèn tự do có các đặc điểm sau: Ưu điểm:
- Phương pháp gia công có tính linh hoạt cao, phạm vi gia công rộng.
- Có khả năng biến tổ chức nhạt thành tổ chức thớ phức tạp, do đó làm tăng khả năng chịu tải trọng của vật liệu.
- Thiết bị đơn giản, vốn đầu tư ít.
- Độ chính xác về kích thước và hình dạng thấp, do đó lượng dư gia công lớn, hệ số sử dụng vật liệu thấp.
- Chất lượng của phôi không đồng đều.
Phôi dập thể tích mang lại độ chính xác cao về hình dạng, kích thước và chất lượng bề mặt, cùng với cơ tính vượt trội Phương pháp này cho phép chế tạo các chi tiết với độ chính xác cao và hệ số sử dụng tốt hơn so với rèn tự do Tuy nhiên, chi phí đầu tư ban đầu lớn và không phù hợp cho các chi tiết có kích thước lớn, vì vậy nó chỉ thích hợp cho sản xuất hàng loạt và quy mô lớn.
Phôi dập tấm có độ cứng vững và chính xác cao, với chất lượng bề mặt tốt, thường không cần gia công cơ khí hoặc chỉ cần rất ít, mang lại hiệu quả kinh tế kỹ thuật cao Chúng dễ dàng cơ khí hóa và tự động hóa, phù hợp cho sản xuất hàng loạt và hàng khối Phôi dập tấm được ứng dụng rộng rãi trong ngành ô tô và công nghiệp thiết bị điện.
Ngoài ra còn rất nhiều phương pháp gia công chế tạo phôi khác c Chọn phương pháp chế tạo phôi:
QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
Nguyên công
Nguyên công 1: Bước 1 phay mặt 1
Nguyên công 1: Bước 2 phay mặt 2 Bào tinh mặt 2
Nguyên công 2: Bước 2: phay chép hình R25, Φ160
Nguyên công 3: Bước 1: tiện lỗ Φ64 Nguyên công 3: Bước 2: tiện lỗ Φ95
Nguyên công 3: Bước 3: tiện lỗ Φ130
Nguyên công 4: Bước 3: Khoan taro 3 lỗ ren M8
Các bề mặt làm chuẩn
3.Phân tích và tính dung sai số chuẩn: Định nghĩa: chuẩn là tập hợp các điểm, đường hoặc bề mặt mà người ta căn cứ
Chuẩn công nghệ: có bốn loại và là chuẩn thật:
Trình tự tính sai số chuẩn:
-Vẽ sơ đồ gá đặt khi gia công.
-Xác định rõ chuẩn định vị, chuẩn điều chỉnh và góc kích thước.
Chọn nguyên công 1: Bước 1 + 2 phay kích thước 45mm (mặt 1 và mặt 2). Đối với kích thước H:
Kích thước H có gốc kích thước trùng với chuẩn định vị và chuẩn điều chỉnh, do đó c (H) = 0
Giáo trình Công nghệ chế tạo máy I - Lưu Đức Bình - TaiLieu.VN
Phương Pháp Tiện Là Gì? Tìm Hiểu Về Phương Pháp Tiện