Bản thuyết minh đồ án công nghệ chế tạo Piston vòi phun bơm cao áp động cơ Diezel D12 ......................................................................................................................................................................................................................................................................................................
ĐỒ ÁN CNCTM TRƯỜNG ĐH KT – KT CÔNG NGHIỆP LỜI MỞ ĐẦU Đất nước ta đang trong quá trình phát triển và hội nhập. Tỷ trọng ngành công nghiệp trong cơ cấu ngành kinh tế ngày càng tăng. Trong tiến trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước việc phát triển ngành cơ khí là một trong những ưu tiên hàng đầu. Do đó việc đào tạo đội ngũ kỹ sư cơ khí có trình độ chuyên môn cao về công nghệ truyền thống cũng như nắm bắt được các công nghệ gia công tiên tiến, hiện đại để áp dụng có hiệu quả vào sản xuất trong nước là một nhiệm vụ quan trọng của ngành cơ khí. Đồ án công nghệ chế tạo máy là một phần quan trọng trong quá trình đào tạo của chuyên ngành cơ khí tại các trường đại học. Nó giúp sinh viên tổng hợp lại toàn bộ kiến thức chuyên môn trong quá trình học tập, tìm hiểu để áp dụng vào quá trình sản xuất thực tế. Bên cạnh đó nó cũng giúp sinh viên có điều kiện tìm hiểu làm quen với thực tế sản xuất. Để phục vụ cho quá trình làm việc, công tác của sinh viên khi ra trường. Trong quá trình làm đồ án em đã nhận được sự giúp đỡ và hướng dẫn nhiệt tình của thầy Lê Như Trang cũng như các thầy cô giáo trong khoa. Mặc dù có nhiều cố gắng, nghiêm túc trong công việc tuy nhiên do thời gian thực hiện có hạn nên đề tài không tránh khỏi những thiếu sót rất mong nhận được sự chỉ bảo thêm của thầy cô để đề tài được hoàn thiện hơn. Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn thầy Lê Như Trang cũng như các thầy cô khác trong khoa cơ khí đã nhiệt tình giúp đỡ, hướng dẫn em trong toàn bộ quá trình làm bài. Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2014 Sinh viên thực hiện HOÀNG VĂN KIÊN 1 ĐỒ ÁN CNCTM TRƯỜNG ĐH KT – KT CÔNG NGHIỆP Mục Lục LỜI MỞ ĐẦU PHẦN I: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 1.1 Phân tích chức năng làm việc của chi tiết 1.2 Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi chi tiết 1.3 Xác định dạng sản xuất 1.4 Phương pháp chế tạo phôi 1.5 Bản vẽ lồng phôi của chi tiết 1.6 Các phương án công nghệ PHẦN II: THIẾT KÊ NGUYÊN CÔNG 1. Nguyên công 1: Tiện mặt đầu, mặt trụ Ø10mm, Ø3mm. 1.1 Định vị và kẹp chặt 1.2 Chọn máy 1.3 Chọn dao 1.4 Các bước gia công 2. Nguyên công 2: Tiện mặt đầu, tiện mặt trụ Ø10 và khoan lỗ tâm Ø3mm, vát mép lỗ Ø3mm 2.1 Định vị và kẹp chặt 2.2 Chọn máy 2.3 Chọn dao 2.4 Các bước gia công 3. Nguyên công 3: Tiện mặt côn và khoan lỗ tâm Ø1mm 3.1 Định vị và kẹp chặt 3.2 Chọn máy 3.3 Chọn dao 3.4 Các bước gia công 4. Nguyên công 4: Tiện mặt trụ Ø8, tiện rãnh rộng 1,5 và rãnh 9mm 4.1 Định vị và kẹp chặt 4.2 Chọn máy 4.3 Chọn dao 2 ĐỒ ÁN CNCTM TRƯỜNG ĐH KT – KT CÔNG NGHIỆP 4.4 Các bước gia công 5. Nguyên công 5: Khoan lỗ Ø4mm 5.1 Định vị và kẹp chặt 5.2 Chọn máy 5.3 Chọn dao 5.4 Các bước gia công 6. Nguyên công 6: Phay rãnh rộng 4mm và khoan lỗ Ø3mm 6.1 Định vị và kẹp chặt 6.2 Chọn máy 6.3 Chọn dao 6.4 Các bước gia công 7. Nguyên công 7: Nhiệt luyện 8. Nguyên công 8: Mài các mặt trụ 8.1 Định vị và kẹp chặt 8.2 Chọn máy 8.3 Chọn dao 8.4 Các bước gia công 9. Nguyên công 9: Tổng kiểm tra PHẦN III: TÍNH LƯỢNG DƯ GIA CÔNG 1. Tính lượng dư cho nguyên công 5 khoan lỗ Ø4mm 2. Tra lượng dư cho các nguyên công còn lại PHẦN IV: TÍNH VÀ TRA CHẾ ĐỘ CẮT 1. Tính chế độ cắt cho nguyên công 5 khoan lỗ Ø4mm 1.1 Chiều sâu cắt 1.2 Tính lượng chạy dao 1.3 Tính tốc độ cắt 1.4 Tính momen cắt và lực cắt 1.5 Tính công suất cắt 2. Tra chế độ cắt cho các nguyên công còn lại 2.1 Nguyên công 1: Tiện mặt đầu, mặt trụ Ø10mm, mặt trụ Ø3mm 3 ĐỒ ÁN CNCTM TRƯỜNG ĐH KT – KT CÔNG NGHIỆP 2.2 Nguyên công 2: Tiện mặt đầu còn lại, mặt trụ Ø10mm, khoan lỗ tâm Ø3 và vát mép. 2.3 Nguyên công 3: Tiện mặt côn, khoan lỗ tâm Ø1mm. 2.4 Nguyên công 4: Tiện mặt trụ Ø8, sau đó tiện rãnh rộng 1,5 và rãnh 9mm. 2.5 Nguyên công 5: Khoan lỗ Ø4mm 2.6 Nguyên công 6: Phay rãnh rộng 4mm và khoan lỗ Ø3mm. 2.7 Nguyên công 7: Nhiệt luyện. 2.8 Nguyên công 8: Mài sau nhiệt luyện 2.9 Nguyên công 9: Tổng kiểm tra PHẦN V: TÍNH THỜI GIAN GIA CÔNG 1 Nguyên công 1: Tiện mặt đầu, mặt trụ Ø10mm, mặt trụ Ø3mm 2 Nguyên công 2: Tiện mặt đầu còn lại, mặt trụ Ø10mm, khoan lỗ tâm Ø3 và vát mép. 3 Nguyên công 3: Tiện mặt côn, khoan lỗ tâm Ø1mm. 4 Nguyên công 4: Tiện mặt trụ Ø8, sau đó tiện rãnh rộng 1,5 và rãnh 9mm. 5 Nguyên công 5: Khoan lỗ Ø4mm 6 Nguyên công 6: Phay rãnh rộng 4mm và khoan lỗ Ø3mm. 7 Nguyên công 7: Nhiệt luyện. 8 Nguyên công 8: Mài sau nhiệt luyện 9 Nguyên công 9: Tổng kiểm tra PHẦN VI: TÍNH VÀ THIẾT KẾ ĐỒ GÁ 1. Lập sơ đồ gá đặt 2. Tính lực kẹp của cơ cấu 3. Tính toán các sai số đồ gá 4. Chọn bulong kẹp 5. Thiết kế các cơ cấu của đồ gá Danh mục tài liệu tham khảo 4 ĐỒ ÁN CNCTM TRƯỜNG ĐH KT – KT CÔNG NGHIỆP PHẦN I: THIÊT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 1.1 Phân tích chức năng làm việc của chi tiết Piston vòi phun bơm cao áp động cơ Diezel D12. Căn cứ vào bản vẽ chi tiết ta có nhận xét sau: - Piston có dạng hình trụ tròn dài, từ đó ta thấy piston thuộc chi tiết dạng trục. - Piston là một chi tiết trong bơm cao áp của động cơ Diezel, có chức năng đẩy nguyên liệu vào buồng đốt với áp suất cao. - Bề mặt làm việc chủ yếu của piston là phần trụ Ø8 dài 20mm. Bên trên có rãnh chéo 4mm dể phân phối nhiên liệu vào động cơ. - Phần trụ Ø10 có một lỗ Ø4 để xoay piston thay đổi lượng nguyên liệu. 1.2 Phân tích công nghệ trong kết cấu của chi tiết - Chi tiết gia công cần phải đảm bảo độ chính xác về: Kích thước, hình dáng hình học, vị trí tương quan, chất lượng bề mặt gia công. - Từ bản vẽ của piston ta thấy các đoạn trụ của piston có thể tiện dễ dàng trên máy tiện vạn năng. 5 ĐỒ ÁN CNCTM TRƯỜNG ĐH KT – KT CÔNG NGHIỆP - Phần làm việc chính của piston là phần Ø8 dài 20mm, có yêu cầu độ chính xác cao. Độ nhám bề mặt là Ra = 0,04 tương ứng với cấp chính xác 2 và độ bóng là 12 (Bảng 5 - TKDACNCTM). Để có thể đạt được độ bóng này thì sau khi nhiệt luyện ta phải sử dụng phương pháp mài - Phần trụ này có một rãnh vuông rộng 4mm và lỗ Ø3 nên ta có thể gia công trên máy phay và sau đó khoan lỗ Ø3mm. - Phần trụ Ø10 có một lỗ Ø4mm, yêu cầu đạt cấp chính xác 11 (2-35 T101 STCNCTM1) như vậy ta có thể khoan rồi doa tinh để đạt cấp chính xác này. Góc nghiêng so với lỗ Ø3 là 4 o nên ta cần gia công xong lỗ Ø4 để là chuẩn rồi gia công lỗ Ø4. - Vì điều kiện làm việc của piston đòi hỏi phải có độ cứng từ 60 – 65HRC để piston không bị cong, vênh, mòn trong quá trình làm việc nên ta cần phải nhiệt luyện trước khi mài đạt kích thước. - Vật liệu chế tạo là thép hợp kim 9XC (ГOCT 5950-73) Bảng 1.17 (T29 STCNCTM) - Thành phần hóa học vật liệu như sau như sau: Nguyên tố C Mn Si Mo W V Thành phần (%) 0,95% 0.5% 1,3% 0,2% 0,2% 0,15% 1.3 Xác định dạng sản xuất Xác định dạng sản xuất là khái niệm đặc trưng có tính chất tổng hợp giúp cho việc xác định hợp lý đường lối công nghệ và tổ chức sản xuất để chế tạo sản phẩm đạt chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật. - Để xác định dạng sản xuất ta căn cứ vào hai thông số chính là: + Khối lượng chi tiết Sử dụng phần mềm SolidWork ta được thể tích chi tiết là: V = 2698,83 mm 3 = 2698,83.10 -6 dm 3 Khối lượng được tính theo công thức: = 7,852.2698,83.10 -6 = 0.021kg = 21g Trong đó: m là khối lượng của chi tiết. là khối lượng riêng của vật liệu. (Với thép ) V là thể tích của chi tiết. + Theo đề bài: N 1 = 10000 chiếc/năm Sản lượng hàng năm được tính theo công thức: 6 ĐỒ ÁN CNCTM TRƯỜNG ĐH KT – KT CÔNG NGHIỆP Trong đó: N - Số chi tiết được sản xuất trong một năm N1 - Số sản phẩm được sản xuất trong một năm (10.000 chiếc/năm) m - Số chi tiết trong một sản phẩm α - Phế phẩm trong xưởng α = (3 ÷ 6)% β - Số chi tiết được chế tạo thêm để dự trữ β = (5 ÷ 7)% Vậy ta có: - Để xác định dạng sản xuất ta dựa vào Bảng 2 (TKDACNCTM) => Dạng sản xuất là loạt lớn. 1.4 Phương pháp chế tạo phôi Các phương pháp chế tạo phôi. - Phôi được xác định theo kết cấu của chi tiết, vật liệu, dạng sản xuất và điều kiện cụ thể của từng nhà máy, xí nghiệp, địa phương. Có nhiều phương pháp chế tạo phôi khác nhau như: đúc, dập, rèn, cán… - Đúc được dùng chế tạo phôi cho các loại chi tiết như: gối đỡ, các chi tiết dạng hộp, các loại càng phức tạp, các loại trục chữ thập … Vật liệu thường dùng cho phôi đúc là gang, thép, đồng, nhôm và một số loại hợp kim khác. Đúc được thực hiện trong các khuôn cát, khuôn kim loại, trong khuôn vỏ mỏng hoặc các phương pháp đúc ly tâm, đúc áp lực, đúc theo mẫu chảy … Tuỳ theo dạng sản xuất, vật liệu, hình dáng và khối lượng chi tiết mà chọn các phương pháp đúc hợp lý. - Dập dùng để chế tạo phôi cho các loại chi tiết như: Trục dạng côn, trục dạng thẳng, các loại bánh răng khác, các chi tiết dạng càng, trục khuỷu …Các chi tiết dược dập trên máy dập nằm ngang hoặc máy dập đứng. Đối với các loại chi tiết đơn giản thì dập sẽ không có ba via, chi tiết phức tạp có ba via (khoảng 0,5 - 1% trọng lượng của phôi). 7 ĐỒ ÁN CNCTM TRƯỜNG ĐH KT – KT CÔNG NGHIỆP - Rèn: Trong sản xuất đơn chiếc và hàng loạt nhỏ, người ta thay phôi bằng phôi rèn tự do. Ưu điểm chính của phôi rèn tự do là giá thành hạ do không phải chế tạo khuôn dập. - Cán : Phôi cán hay phôi thép thanh dùng đế chế tạo các loại chi tiết như con lăn, chi tiết kẹp chặt, các loại trục, xi lanh, Piston, bạc ,bánh răng có dường kính nhỏ Trong sản xuất hàng loạt vừa, loạt lớn và hàng khối thì dung sai của phôi thép có thể đạt được theo Bảng 3 (TKDACNCTM). Trong thực tế, chi tiết dược chế tạo là Piston vòi phun bơm cao áp, dạng sản xuất là loạt lớn, khối lượng chi tiết nhỏ, điều kiện sản xuất thuận lợi. Dựa vào việc phân tích các phương án chế tạo và điều kiện thực tế ta chọn phương pháp gia công chế tạo phôi là phôi cán nóng. 1.5 Bản vẽ lồng phôi của chi tiết 1.6 Các phương án công nghệ Phân tích và chọn chuẩn. - Đối với chi tiết trục, yêu cầu về độ đồng tâm giữa các cổ trục là rất quan trọng. - Do chi tiết cần gia công có dạng trục nên chuẩn thô ban đầu để gia công lỗ tâm Ø3mm là bề mặt trụ ngoài của phôi. - Chuẩn để gia công mặt trụ Ø8mm ta chọn mặt trụ Ø10mm và lỗ tâm Ø3mm. Phương án công nghệ. Phương án 1: Nguyên công 1: Tiện mặt đầu, mặt trụ Ø10mm, mặt trụ Ø3mm. Nguyên công 2: Tiện mặt đầu còn lại, mặt trụ Ø10mm, khoan lỗ tâm Ø3 và vát mép. Nguyên công 3: Tiện mặt côn, khoan lỗ tâm Ø1mm 8 ĐỒ ÁN CNCTM TRƯỜNG ĐH KT – KT CÔNG NGHIỆP Nguyên công 4: Tiện mặt trụ Ø8, sau đó tiện rãnh rộng 1,5 và rãnh 9mm Nguyên công 5: Khoan lỗ Ø4mm Nguyên công 6: Phay rãnh rộng 4mm và khoan lỗ Ø3 Nguyên công 7: Nhiệt luyện Nguyên công 8: Mài tinh lại các mặt trụ. Nguyên công 9: Tổng kiểm tra Phương án 2: Nguyên công 1: Phay mặt đầu và gia công lỗ tâm. Nguyện công 2: Tiện các mặt trụ Ø8 và rãnh 1,5mm và rãnh 9mm Nguyên công 3: Tiện mặt trụ Ø10mm. Nguyên công 4: Tiện mặt côn và gia công lỗ Ø1mm Nguyện công 5: Khoan lỗ Ø4mm Ø3mm Nguyên công 6: Khoan lỗ Ø3mm, phay rãnh rộng 4mm Nguyên công 7: Nhiệt luyện Nguyên công 8: Mài tinh lại các mặt trụ Nguyên công 9: Tổng kiểm tra Tham khảo hướng dẫn trong giáo trình công nghệ chế tạo máy và hướng dẫn làm đồ án công nghệ chế tạo máy, ta thấy phương án gia công thứ nhất hợp lý hơn phương án gia công thứ hai. 9 ĐỒ ÁN CNCTM TRƯỜNG ĐH KT – KT CÔNG NGHIỆP PHẦN II: THIẾT KẾ NGUYÊN CÔNG 1. Nguyên công 1: Tiện mặt đầu, mặt trụ Ø10mm, Ø3mm. 1.1 Định vị và kẹp chặt Trên mâm cặp 3 chấu tự định tâm. Định vị vào mặt trụ ngoài của phôi. Kẹp dài khống chế 4 bậc tự do. (L/D >1) 10 [...]... rãnh rộng 9mm 18 ĐỒ ÁN CNCTM TRƯỜNG ĐH KT – KT CÔNG NGHIỆP 5 Nguyên công 5: Khoan lỗ Ø4mm 5.1 Định vị và kẹp chặt: Chi tiết được định vị trên khối V dài hạn chế 4 bậc tự do Một chốt tỳ chỏm cầu ở đầu piston hạn chế 1 bậc tự do Kẹp chặt bằng bulong thông qua đòn kẹp Sử dụng bạc dẫn hướng khi gia công 5.2 Chọn máy Máy khoan đứng K125 (Bảng 9-21 T45 STCNCTM3) - Phạm vi tốc độ trục chính (vg/ph) 97 ; 130... nhận được tổ chức thép chủ yếu là Mactenxit dư (điều đó phụ thuộc vào véc tơ vận tốc khi làm nguội trong dầu, với môi trường tôi là dầu nên ta chọn vận tốc nguội v = 1200C/s) nên có độ cứng và độ dòn rất cao và đồng thời trong chi tiết xuất hiện rất nhiều ứng suất dư Vì vậy ta phải tiến hành bước tiếp theo là ram thấp - Ram thấp: Nung chi tiết tới nhiệt độ 200 0C trong thời gian 50 – 60 phút để tổ chức... lượng dư quá lớn sẽ tốn nguyên vật liệu phải qua nhiều lần cắt gọt , ảnh hưởng tới dụng cụ cắt và độ rung động trong quá trình gia công và đồ gá không được bền ảnh hướng tới chi tiết và hiệu quả không cao Nếu lượng dư gia công mà quá nhỏ thì sẽ không đủ đế hớt đi các sai lệch hình dáng hình học của chi tiết và chi tiết sẽ trớ thành phế phẩm và bị hỏng Do vậy việc xác định lượng dư hợp lý là việc công... - Sai số gá đặt Với: – Sai số chuẩn Bảng 3.10 (T81 HDTKDACNCTM) – Sai số kẹp chặt theo hướng kính Bảng 3.11 (T87 HDTKDACNCTM) - Lượng dư gia công nhỏ nhất được tính theo công thức: - Trong đó: – Chiều cao tế vi do bước công nghệ sát trước để lại – Chiều sâu lớp hư hỏng bề mặt do bước công nghệ sát trước để lại – Sai lệch do bước công nghệ sát trước để lại – Sai số gá đặt của nguyên công đang thực hiện... tinh mặt trụ Ø8mm (Bảng 4-5 T118 STCNCTM) Mài thô: 2Z = 0.2mm ; Mài tinh: 2Z = 0,1mm PHẦN IV: TÍNH VÀ TRA CHẾ ĐỘ CẮT - Việc tính toán và lựa chọn chế độ cắt sao cho hợp lý gúp phần cho hiệu quả kinh tế cao giảm giá thành sản phẩm Việc chọn chế độ cắt có ảnh hưởng đến chất lượng bề 29 ĐỒ ÁN CNCTM - TRƯỜNG ĐH KT – KT CÔNG NGHIỆP mặt của các chi tiết gia công, ảnh hưởng đến tuồi bền của dao, máy và quá . chi tiết Piston vòi phun bơm cao áp động cơ Diezel D12. Căn cứ vào bản vẽ chi tiết ta có nhận xét sau: - Piston có dạng hình trụ tròn dài, từ đó ta thấy piston thuộc chi tiết dạng trục. - Piston. trục. - Piston là một chi tiết trong bơm cao áp của động cơ Diezel, có chức năng đẩy nguyên liệu vào buồng đốt với áp suất cao. - Bề mặt làm việc chủ yếu của piston là phần trụ Ø8 dài 20mm. Bên. thép có thể đạt được theo Bảng 3 (TKDACNCTM). Trong thực tế, chi tiết dược chế tạo là Piston vòi phun bơm cao áp, dạng sản xuất là loạt lớn, khối lượng chi tiết nhỏ, điều kiện sản xuất thuận lợi.