quy trình công nghệ gia công chi tiết nắp van khí nén

Khi xác định loại phôi và phương pháp chế tạo phôi cho chi tiết ta cần phải quan tâm đến đặc điểm về kết cấu và yêu cầu chịu tải khi làm việc của chi tiết hình dạng, kích thước, vật liệu

LỜI MỞ ĐẦU Cùng với sự phát triển của các nghành khoa học kỹ thuật, ngành cơ khí chế tạo máy ra đời với những vai trò và nhiệm vụ rất quan trọng trong việc tạo ra các thiết bị máy móc để nhằm giảm nhẹ sức lao động của con người

Để đáp ứng được những yêu cầu cần thiết đó, trường ĐHSPKT đã đào tạo cho xã hội rất nhiều đội ngũ kỹ sư, công nhân kỹ thuật Mục đích là trang bị cho sinh viên những kiến thức chuyên môn và trình độ tay nghề đáp ứng được với nhu cầu xã hội

Đồ án môn học công nghệ chế tạo máy nhằm tổng hợp lại các kiến thức đã học có liên quan tới môn học công nghệ chế tạo máy Để đánh giá được khả năng tiếp thu của sinh viên, nhà trường đã tạo điều kiện cho mỗi sinh viên nhận một đề tài đồ án môn học

Sau đây là nội dung thiết kế :”QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT NẮP

VAN KHÍ NÉN” Bằng kiến thức đã học và sự hướng dẫn của thầy Nguyễn Hoài Nam đã

giúp em hoàn thành đề tài này

Em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn của thầy Nguyễn Hoài Nam và các thầy cô trong khoa cơ khí máy

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Đức Đại

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Ngày tháng 04 năm 2009

MỤC LỤC

Trang

PHẦN I: PHÂN TÍCH NHIỆM VỤ THIẾT KẾ 5

I.Phân tích yêu cầu kỹ thuật chi tiết 5

II.Xác định dạng sản xuất 6

III.Chọn phôi và phương pháp chế tạo phôi 7

PHẦN II: THIẾT KẾ NGUYÊN CÔNG 11

I Thiết kế trình tự nguyên công 11

II Tính toán lượng dư 17

III Tính và tra chế độ cắt 19

ƒ Nguyên công 1 24

ƒ Nguyên công 2 26

ƒ Nguyên công 4 27

ƒ Nguyên công 5 29

ƒ Nguyên công 6 31

ƒ Nguyên công 7 32

ƒ Nguyên công 8 33

ƒ Nguyên công 9 34

ƒ Nguyên công 10 34

PHẦN III: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỒ GÁ 35

I Giới thiệu đồ gá 35

II Tính lực kẹp cần thiết 36

III Tính toán kiểm nghiệm sai số 37

Tài liệu tham khảo 39

PHẦN I

PHÂN TÍCH NHIỆM VỤ THIẾT KẾ

I PHÂN TÍCH YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA CHI TIẾT

1) Vai trò và vị trí làm việc làm

Đây là chi tiết dạng hộp mặt bích, làm nhiệm vụ là một chi tiết dẫn hướng và là một nắp kín với bạc của van khí nén Có dạng khối rỗng có thành vách, gân, trên có nhiều lỗ để lắp các đơn vị của những chi tiết khác lên nó tạo thành một bôï phận của máy

Chi tiết được lắp với bạc thông qua trục 125 mm, trên trục có rãnh lắp vòng 120 – 125 để tránh thoát khí ra ngoài Lỗ côn được lắp với van cung cấp khí hoặc là nơi để thoát khí nhằm mục đích làm cho piston chuyển động qua lại trong xilanh Để truyền chuyển động này ra bên ngoài thì chi tiết có lỗ Þ40 lắp trên nó là bạc dẫn hướng, dẫn trục trượt trong lỗ này và đưa chuyển động tịnh tiến của piston ra bên ngoài Kích thước º145 đóng vai trò là đế lúc này chi tiết là gối đỡ

2) Phân tích yêu cầu kỹ thuật của chi tiết

Chi tiết được lắp có độ hở với bạc thông qua kích thước Þ125, và được cố định bởi 4 bulong AM12x100 Lúc này chi tiết đóng vai trò là thân là gối đỡ, đỡ trục của piston nhằm mục đích để truyền chuyển động ra bên ngoài

Chi tiết đóng vai trò dẫn hướng đòi hỏi độ đồng tâm giữa trục và lỗ dẫn hướng, độ chính xác bề mặt cao Dựa vào khả năng làm việc của chi tiết ta chọn bề mặt của trục Þ125 và bề mặt lỗ Þ40 có cấp chính xác 7, độ nhám bề mặt Ra = 1.25 Bề mặt lỗ Þ50 được dùng để lắp vòng bít 30x50 và một mặt bích khác nên chọn cấp chính xác 9

Các bề mặt gia công cơ còn lại không yêu cầu khắt khe lắm nên ta chọn cấp chính xác

II ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

1 Tính khối lượng chi tiết

Khối lượng chi tiết được tính bằng công thức

Ta có khối lượng gần đúng của chi tiết là:

Qchi tiết = Qđăc - Qrỗng = 4,23 - 0,72 ≈ 3,5 (kg)

2 Định dạng sản xuất

Với khối lượng chi tiết là 3,5 kg , dạng sản xuất hàng loạt lớn Theo bảng 3-2 tr173 STCNCT I N = 30000 chiếc/năm

Sản lượng chi tiết cần sản xuất

- N0 = 30.000 chiếc là số sản phẩm theo kế hoạch

- m = 1 số lượng chi tiết như nhau trong một sản phẩm

- α = (3 ÷ 6)% số % dự trữ làm phụ tùng chọn α=5%

- β = (5 ÷ 7)% số % chi tiết phế phẩm chọn β=6%

100

61100

51.1.000

III CHỌN PHÔI VÀ PHƯƠNG PHÁP TẠO PHÔI

Trong gia công cơ khí các dạng phôi có thể là: phôi đúc, rèn, dập, cán

Xác định loại và phương pháp chế tạo phôi phải nhằm mục đích bảo đảm hiệu quả kinh tế – kỹ thuật chung của quy trình chế tạo chi tiết, đồng thời tổng phí tổn chế tạo chi tiết kể từ công đoạn chế tạo phôi cho tới công đoạn gia công chi tiết phải thấp nhất

Khi xác định loại phôi và phương pháp chế tạo phôi cho chi tiết ta cần phải quan tâm đến đặc điểm về kết cấu và yêu cầu chịu tải khi làm việc của chi tiết (hình dạng, kích thước, vật liệu, chức năng, điều kiện làm việc…)

Sản lượng hàng năm của chi tiết

Điều kiện sản xuất thực tế xét về mặt kỹ thuật và tổ chức sản xuất (khả năng về trang thiết bị, trình độ kỹ thuật chế tạo phôi…)

Mặc khác khi xác định phương án tạo phôi cho chi tiết ta cần quan tâm đến đặc tính của các loại phôi và lượng dư gia công ứng với từng loại phôi Sau đây là một vài nét về đặc tính quan trọng của các loại phôi thường được sử dụng:

° Phôi đúc:

Khả năng tạo hình và độ chính xác của phương pháp đúc phụ thuộc vào cách chế tạo khuôn,có thể đúc được chi tiết có hình dạng từ đơn giản đến phức tạp (chi tiết của ta có hình dạng khá phức tạp) Phương pháp đúc với cách làm khuôn theo mẫu gỗ hoặc dưỡng đơn giản cho độ chính xác của phôi đúc thấp Phương pháp đúc áp lực trong khuôn kim loại cho độ chính xác vật đúc cao Phương pháp đúc trong khuôn cát, làm khuôn thủ công có phạm vi ứng dụng rộng, không bị hạn chế bởi kích thước và khối lượng vật đúc, phí tổn chế tạo phôi thấp,tuy nhiên năng suất không cao Phương pháp đúc áp lực trong khuôn kim loại có phạm vi ứng dụng hẹp hơn do bị hạn chế về kích thước và khối lượng vật đúc, phí tổn chế tạo khuôn cao và giá thành chế tạo phôi cao,tuy nhiên phương pháp này lại có năng suất cao thích hợp cho sản suất hàng loạt vừa

° Phôi rèn:

Phôi tự do và phôi rèn khuôn chính xác thường được áp dụng trong ngành chế tạo máy Phôi rèn tự do có hệ số dung sai lớn, cho độ bền cơ tính cao, phôi có tính dẻo và đàn hồi tốt Ơû phương pháp rèn tự do, thiết bị, dụng cụ chế tạo phôi là vạn năng, kết cấu đơn giản,nhưng phương pháp này chỉ tạo được các chi tiết có hình dạng đơn giản ,năng suất thấp Rèn khuôn có độ chính xác cao hơn,năng suất cao nhưng phụ thuộc vào độ chính xác của khuôn Mặt khác khi rèn khuôn phải có khuôn chuyên dùng cho từng loại chi tiết do đó phí tổn tạo khuôn và chế tạo phôi cao

° Phôi cán:

Có prôfin đơn giản, thông thường là tròn, vuông, lục giác, lăng trụ và các thanh hình khác nhau, dùng để chế tạo các trục trơn, trục bậc có đường kính ít thay đổi, hình ống, ống vạt, tay gạt, trục then, mặt bít Phôi cán định hình phổ biến thường là các loại thép góc, thép hình I, U, V… được dùng nhiều trong các kết cấu lắp Phôi cán định hình cho từng lĩnh vực riêng, được dùng để chế tạo các loại toa tàu, các máy kéo, máy nâng chuyển… Phôi cán

quan trọng khi chế tạo các chi tiết bằng thép và hợp kim khó gia công, đắt tiền

 Chọn phôi

Dựa vào đặc điểm của các phương pháp tạo phôi ở trên, ta chọn phương pháp đúc vật liệu là gang xám 18 - 36

+ giá thành chế tạo vật đúc rẻ

+ thiết bị đầu tư ở phương pháp này tương đối đơn giản,cho nên đầu tư thấp + phù hợp với sản xuất hàng loạt vừa, hàng khối

+ độ nhám bề mặt, độ chính xác sau khi đúc có thể chấp nhận để có thể tiếp tục gia công tiếp theo

+Thành phần của Gang xám



Phương pháp chế tạo phôi:

Trong đúc phôi có những phương pháp sau:

1 Đúc trong khuôn cát –mẫu gỗ

- Chất lượng bề mặt vật đúc không cao, gía thành thấp, trang thiết bị đơn giản, thích hợp cho dạng sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ

- Loại phôi này có cấp chính xác IT16 → IT17

- Độ nhám bề mặt: Rz=160μm

=> Phương pháp này cho năng suất trung bình, chất lượng bề mặt không cao,gây khó khăn trong các bước gia công tiếp theo

2 Đúc trong khuôn cát – mẫu kim loại:

- Nếu công việc làm khuôn được thực hiện bằng máy thì có cấp chính xác khá cao, giá thành cao hơn so với đúc trong khuôn cát – mẫu gỗ,vì giá tạo khuôn cao

- Cấp chính xác của phôi: IT15 → IT16

- Độ nhám bề mặt: Rz=80μm.=> Chất lượng bề mặt của chi tiết tốt hơn phương pháp đúc với mẫu gỗ,đúc được các chi tiết có hình dạng phức tạp, năng suất phù hợp với dạng sản xuất loạt vừa và lớn

3 Đúc trong khuôn kim loại:

- Độ chính xác cao, giá thành đầu tư thiết bị lớn, phôi có hình dáng gần giống với chi tiết nên lượng dư nhỏ, tiết kiệm được vật liệu nhưng giá thành sản phẩm cao

- Cấp chính xác của phôi: IT14 → IT15

- Độ nhám bề mặt: Rz=40μm

=>Phương pháp nay cho năng suất cao,đặc tính kỹ thuật của chi tiết tốt nhưng giá thành cao nên không phù hợp với tính kinh tế trong sản suất loạt vừa

4 Đúc ly tâm:

- Loại này chỉ phù hợp với chi tiết dạng tròn xoay, rỗng, đối xứng, đặc biệt là các chi tiết hình ống hay hình xuyến

C Si Mn S P 1.5 –

5 Đúc áp lực:

- Dùng áp lực để điền đầy kim loại trong lòng khuôn

- Hợp kim để đúc dưới áp lực thường là hợp kim Thiếc, Chì, Kẽm, Mg, Al,Cu

- Đúc dưới áp lực dùng để chế tạo các chi tiết phức tạp như 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 nhưng đối với dạng sản suất loạt vừa thì hiệu quả kinh tế không cao

6 Đúc trong khuôn vỏ mỏng:

- Là dạng đúc trong khuôn cát nhưng thành khuôn mỏng chừng 6-8mm

- Có thể đúc được gang , thép, kim loại màu như khuôn cát,khối lượng vật đúc đến 100 kg

- Dùng trong sản xuất loạt lớn và hàng khối

7 Đúc liên tục:

-Là quá trình rót kim loại lỏng đều và liên tục vào mặt khuôn bằng kim loại,xung quanh hoặc bên trong khuôn có nước lưu thông làm nguội (còn gọi là bình kết tinh) Nhờ truyền nhiệt nhanh nên kim loại lỏng sau khi rót vào khuôn được kết tinh ngay, vật đúc được kéo liên tục ra khỏi khuôn bằng cơ cấu đặc biệt như con lăn…

-Thường dùng để đúc ống, đúc thỏi, đúc tấm

 Kết luận:

- Với những yêu cầu của chi tiết đã cho, tính kinh tế cũng như dạng sản xuất ta sẽ chọn phương pháp chế tạo phôi đúc trong khuôn cát – mẫu kim loại, làm khuôn bằng máy

- Phôi đúc đạt cấp chính xác là II

- Cấp chính xác kích thước IT15 → IT16

- Độ nhám bề mặt: Rz=80μm

¾ Xác định kích thước phôi

Kích thước vật đúc được xác định dựa trên lượng dư gia công của các nguyên công tiếp theo sau và dung sai của phương pháp đúc

Lượng dư của lỗ Þ40 gia công bằng phương pháp khoét doa, lượng dư cần thiết phải đúc trước lỗ Þ36 dung sai ±0.8

Lượng dư của các bề mặt còn lại tra bảng 3-95 STCNCT I trang 252

Chiều cao h <20 độ nghiêng thoát khuôn là 1030

Chiều cao h = 20 – 50 độ nghiêng thoát khuôn h/2 là 10

BẢN VẼ ĐÚC

PHẦN II

THIẾT KẾ NGUYÊN CÔNG

I THIẾT KẾ TRÌNH TỰ NGUYÊN CÔNG

Ta có dạng sản xuất hàng loạt lớn , muốn chuyên môn hóa cao để tăng năng xuất làm giảm giá thành sản phẩm, giảm sức lao động thì đường lối thích hợp nhất là phân tán

nguyên công Ơû đây ta dùng các máy vạn năng kết hợp với đồ gá và các máy chuyên dùng để gia công chi tiết

Trình tự nguyên công phải đảm bảo được yêu cầu kỹ thuật đề ra Vì vậy mà ta đưa ra nhiều phương án và từ đó rút rút ra phương án tối ưu

đầu Máy T616

1.Tiện thô 2.Tiện tinh

doa Máy đứng 2A125

Khoan 4 lỗÞ14 Doa 2 lỗ Þ14

3 Tiện Tiện mặt đầu

Tiện lỗ Þ50

doa lỗ Þ40

Khoét thô lỗ Þ40 Khoét tinh lỗ Þ40 Doa thô lỗ Þ40 Doa tinh lỗ Þ40

Phay thô mặt đầu Phay tinh mặt đầu

2 Khoan

+ doa

Khoan 4 lỗ Þ14 Doa 2 lỗ Þ14

3 Khoét

+ doa

Khoét thô lỗ Þ40 Khoét tinh lỗ Þ40 Doa thô lỗ Þ40 Doa tinh lỗ Þ40

4 Tiện Tiện thô mặt

đầu Tiện tinh mặt đầu

Tiên thô lỗ Þ50 Tiện tinh lỗ Þ50

5 Tiện Tiện thô mặt

đầu Tiện tinh mặt đầu

Tiện thô mặt trụ

Tiên tinh mặt trụ

8 Khoan

loã Þ15 l= 40

Khoan loã Þ15 l= 40

9 Khoan

loã Þ15 l= 41, khoeùt coân 30

Khoan loã Þ15 l= 41, khoeùt coân

II TÍNH TOÁN LƯỢNG DƯ

Xác định lượng dư cho nguyên công 1,phay mặt đầu kích thước 29±0.5

Các số liệu ban đầu

Cấp chính xác : 10

Chiều dài danh nghĩa : 29

Vật liệu là GX18-36

Kích thước lớn nhất của chi tiết :145mm

Phôi đúc CCX : II

Rzo = 250 , IT14

Ti = 350

Rz0 + Ti = 700 mμ (bảng 10 / 39 TKĐA NĐLộc)

Trình tự các bước gia công

- Bước 1: Phay thô

+ Cấp chính xác kích thước đạt được: IT12÷14

+ Độ nhám bề mặt: R a = 6.3÷12.5μm

- Bước 2: Phay tinh

+ Cấp chính xác kích thước đạt được: IT10

+ Độ nhám bề mặt: R a = 3.2÷6.3μm

- Đối với vật liệu là gang xám thì sau bước công nghệ thứ nhất thì chiều sâu biến cứng

không còn nữa: T 1 =T 2

- Theo thiết kế đồ án Nguyễn Đắc Lộc trang 72 ta có sai lệch không gian tổng cộng được xác định theo công thức: ρ0 =ρcv

+ ρcv: độ cong vênh

m L

L = 145 kích thước lớn nhất của phôi

- Vậy sai lệch không gian tổng cộng là:

ρ1 =0.05 0 =0.05×145=7.25

Sai số gá đặt khi phay thô được xác định theo công thức:

εεε

ε

Vì chuẩn định vị trùng với mặt chuẩn thô

+ εk: sai số kẹp chặt

Vì hướng lực kẹp thẳng góc với bề mặt gia công và phôi là phôi thô nên ta chọn:

m

ε =150 (bảng 3.19/90 TKĐA NĐL)

+ εdg: sai số đồ gá

Vì sai số đồ gá rất nhỏ nên ta chọn: εdg ≈0

R

Zmin1= Z0 + i +ρ0 +εgd =700+145+528=1373μ

- Lượng dư cho buớc gia công phay thô:

m R

Zmin1= Z1+ρ1 +εgd1 =20+7+26=53μ

Bảng tính toán lượng dư phân tích:

Các yếu tố của lượng dư Kích thước giới hạn (mm) Trị số giới hạn (

Kích thước tính toán (mm)

Dung sai

III TÍNH TOÁN VÀ TRA CÁC CHẾ ĐỘ CẮT

3.1 TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ CẮT CHO NGUYÊN CÔNG 3: khoét, doa lỗ Þ40+0.025Lỗ đúc Þ36±0.5

Chọn máy doa ngang : 2615

Công suất động cơ : 5kW

Chọn dao quẹt gắn mảnh thép gió P18

Chiều sâu lỗ L = 35mm

Theo bảng 3-132/275 STCNCT I ta có các bước công việc

- Bước 1: Khoét rộng thô Þ36 > Þ38

- Bước 2: Khoét rộng tinh Þ39.7

- Bước 3: Doa thô Þ39.93

- Bước 4: Doa tinh Þ40 ( Cấp chính xác 5 ÷ 7 )

1 Khoét rộng thô

Chiều sâu cắt

mm d

D

2

3638

=

Lượng chạy dao S = 1.4÷1.7 theo bảng 9-3/89 chế độ cắt

Chọn S = 1.5 mm/vòng

Vận tốc khi khoét

Tốc độ cắt thực tế: V = x y v

m

q v

K S t T

D C

[STCNCT II, Trang 20]

Trong đó:

Cv: hệ số ảnh hưởng của điều kiện cắt đối với tốc độ cắt

m,y: hệ số mũ xét đến ảnh hưởng của tuổi bền trung bình, lượng chạy dao, chiều sâu cắt T: chu kỳ bền trung bình

Kv : hệ số điều chỉnh chung cho tốc độ cắt

W

W

n s

Klv hệ số ảnh hưởng vào chiều sâu cắt

Knv hệ số điều chỉnh và bổ sung

Lấy T = 60 ph [ Bảng 5-30, Trang 24 STCNCT II]

Lấy Cv = 18.8, q = 0,2; x = 0,1; y= 0,4; m= 0,125 [Bảng 5-29, Trang 23 STCNCT II]

HB

Kuv = 1 [Bảng 5-6, Trang 8 STCNCT II]

Knv = 0,8 [Bảng 5-5, Trang 8 STCNCT II]

Klv = 1 [Bảng 5-31, Trang 24 STCNCT II]

Vậy Kv = Kuv Knv Klv.KMV = 0,8

Ta có tốc độ cắt là:

8,155

,1.1

60

8,0.38

,

0

2 , 0

×

×

=π1000

= 132

38

8,15

Chọn n theo số vòng quay thực tế: n = 130 v/ph

Tính lại vận tốc cắt thực tế: