chọn phôi và phương pháp chế tạo phôi

- Trên thân đế có 4 lỗ 12,5 dùng để cố định hộp trên máy hoặc nền côngxưởng phục vụ nhiệm vụ - Thân hộp số thuỷ HS14 là chi tiết dạng hộp bao gồm những chi tiết có hình khối rỗng xung

CHƯƠNG I:

PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG

1.1 Phân tích đặc điểm và điều kiện làm việc của chi tiết gia công

1.1.1 Đặc điểm kết của chi tiết gia công:

- Trên HS14 có nhiều gân gờ thành vách và các lỗ có đường kính khácnhau Ta có thể phân ra thành các loại lỗ nh sau:

+ Lỗ chính xác: 128, 90, 84, 72, 12.5 dùng để đỡ các đầu trục vàlắp ghép

+ Lỗ không chính xác (chính xác không cao): 25, 24 dùng để lắp cáccần gạt và các trục bánh răng trung gian

- Trên hộp số HS14 hai bên có 10 lỗ ren M8x1,25 dùng để bắt bulông mặtbích tre kín chắn dầu và bụi bẩn trong quá trình làm việc

- Lỗ ren M16x1,5 dùng để đặt que thăm dầu và bổ xung dầu khi cần thiếthoặc mỗi khi thay dầu mới theo định kỳ

- Trên thân đế có 4 lỗ 12,5 dùng để cố định hộp trên máy hoặc nền côngxưởng phục vụ nhiệm vụ

- Thân hộp số thuỷ HS14 là chi tiết dạng hộp bao gồm những chi tiết có

hình khối rỗng (xung quanh có thành vách) thường làm nhiệm vụ của chi tiết

cơ sở để lắp các đơn vị lắp (như nhóm, cụm bộ phận) của những chi tiết kháclên nó tạo thành một bộ phận máy nhằm thực hiện một nhiệm vụ động họcnào đó của toàn máy

- Chi tiết thân hộp số thuỷ lắp trên nó là: trục, bánh răng, cần gạt….và một

số chi tiết khác

1.1.2 Điều kiện làm việc:

- Thân hộp số thuỷ HS14 là chi tiết dạng hộp bao gồm những chi tiết có

hình khối rỗng (xung quanh có thành vách) thường làm nhiệm vụ của chi tiết

cơ sở để lắp các đơn vị lắp (như nhóm, cụm bộ phận) của những chi tiết kháclên nó tạo thành một bộ phận máy nhằm thực hiện một nhiệm vụ động họcnào đó của toàn máy

- Chi tiết thân hộp số thuỷ lắp trên nó là: trục, bánh răng, cần gạt….và một

số chi tiết khác

- Trong quá trình làm việc thân hộp số thuỷ chịu tác động của tải trọng thayđổi do các chi tiết trong hộp gây nên Ngoài ra chi tiết còn bị ăn mòn do cáchóa chất có trong môi trường làm việc

1.2 Phân tích yêu cầu kỹ thuật và chọn phương pháp gia công lần cuối:

1.2.1 Yêu cầu kỹ thuật:

- Vật liệu của chi tiết là gang xám GX 18-16, loại gang này có tính chảyloãng cao và có khả năng điền đầy khuôn tốt

- Độ không đồng tâm giữa lỗ 84 và 72 nhỏ hơn hoặc bằng 0,03mm

- Độ không đồng tâm giữa lỗ 128 và 90 nhỏ hơn hoặc bằng 0,03mm

- Độ không song song giữa hai đường tâm các lỗ chính nhỏ hơn hoặc bằng0,02mm

- Độ không vuông góc giữa mặt đầu và đường tâm các lỗ chính nhỏ hơnhoặc bằng 0,05mm

- Độ không song song giữa các mặt lắp ghép trên, dưới và đường tâm các

- Các lỗ phụ: 24, 25, 12,5 ta chọn phương pháp gia công là khoan, khoét

và phương pháp gia công tinh lần cuối là doa đạt độ chính xác 24H8, 25 và

1.3 Phân tích tính công nghệ trong kết cấu

- Thân hộp số thuỷ HS14 là chi tiết tương đối phức tạp Tuy nhiên chi tiết

có đủ độ cứng vững để khi gia công

- Các bề mặt làm chuẩn có đủ diện tích, cho phép thực hiện nhiều nguyêncông, dùng bề mặt đó làm chuẩn và dễ dàng gá đặt nhanh

- Các bề mặt gia công đều thuận lợi cho việc ăn dao, thoát dao và có dùngcác lỗ tiêu chuẩn

Qua việc phân tích chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết cũng như

Dạng sản xuất phản ánh mối liên hệ qua lại giữa các đặc trưng công nghệ

và các hình thức tổ chức sản xuất để chế tạo sản phẩm đạt hiệu quả cao nhất

b Ý nghĩa:

- Định ra dạng sản xuất của chi tiết gia công đóng vai trò rất quan trọng vì

nó quyết định tới phương án công nghệ và trang thiết bị đi kèm trong quátrình gia công

- Định dạng sản xuất phụ thuộc vào nhiều thông số nh: chủng loại sảnphẩm, số lượng chi tiết trong một chủng loại sản phẩm Hiệu quả kinh tế chỉ

có thể đạt được cao nhất nếu công nghệ được thiết kế phù hợp với dạng sảnxuất và điều kiện sản xuất hiện hành

2.2 Xác định dạng sản xuất

Để xác định dạng sản xuất cần căn cứ vào sản lượng kế hoạch để tính rasản lượng cơ khí Sản lượng cơ khí chính là số lượng phôi cần phải cung cấpcho phân xưởng cơ khí

a Dạng sản xuất dựa vào số lượng bao gồm:

+ Dạng sản xuất đơn chiếc

+ Dạng sản xuất hàng loạt

+ Dạng sản xuất hàng khối

b Dạng sản xuất dựa vào khối lượng bao gồm:

- Sản lượng cơ khí được tính theo công thức:

Ni = N mi (1 + 100) (chiếc/năm)Trong đó: Ni: sản lượng cơ khí của chi tiết

N: sản lượng kế hoạch hàng năm của chi tiết cần chế tạo

Theo yêu cầu thiết kế thì N = 32000 (chiếc/năm)

mi: sè chi tiết cùng tên trong sản phẩm Trong trường hợp này, mi = 1 , : hệ số (%) dự phòng hư hỏng do chế tạo, do vận chuyển, lắp ráp, bảoquản Với điều kiện sản xuất hiện hành chọn  = 3%,  = 5%

Khi đó: Ni = 32000 x 1 x (1+3 1005) = 345600 (chiếc/năm)

- Khối lượng của chi tiết được xác định:

Q = V x  (kg)Trong đó: Q: Trọng lượng của chi tiết

V: Thể tích của chi tiết (dm3)

 : Trọng lượng riêng của vật liệu làm chi tiết (kg/dm3)

Vật liệu chế tạo chi tiết là gang xám GX18-36

Vậy  = (6,8 7,4) Kg/dm3  chọn  = 7,2 (Kg/dm3)

Trên phần mềm Autocad vẽ hình 3D ta có thể tích của chi tiết gia cônglà: V = 17712,21453 (cm3) = 1,77(dm3)

 Vậy trọng lượng của chi tiết là: Q  V. = 1,77.7,2 = 13 (kg)

Theo bảng 2.6 I (hướng dẫn thiết kế đồ án hướng dẫn thiết kế đồ án CNCTM) Q  13 (kg);

Nck = 34560 (c/năm) ra được sản xuất là hàng khối

- Để chọn phôi có thể căn cứ vào một số đặcđiểm sau:

* Tính kinh tế của phương án trong điều kiện sản xuất đã định

* Tính hợp lý của quá trình công nghệ tạo phôi

* Mức độ trang bị của các quá trình công nghệ tạo phôi, khả năngứng dụng kỹ thuật tự động hoá vào các nguyên công

* Chất lượng của phôi, các loại hỏng hóc có thể xuất hiện trong quátrình tạo phôi và khả năng loại bỏ chúng

* Hệ số sử dụng vật liệu (Kvl) của phương pháp

* Khối lượng gia công và năng suất tạo phôi

- Phương án tạo phôi đã chọn được thực hiện theo trình tự sau:

* Chọn dạng phôi tuỳ thuộc vào kết cấu, đặc tính làm việc, yêu cầu

vận hành của chi tiết, dạng sản xuất, hệ số sử dụng vật liệu (Kvl), yêu cầu kỹthuật

* Tính toán lượng dư bằng phương pháp tính toán phân tích cho các

bề mặt quan trọng Với các bề mặt còn lại có thể xác định lượng dư bằngphương pháp bảng tra

* Lập bản vẽ phôi, xác định khối lượng phôi theo bản vẽ đã lập ra

3.2 Phương pháp chế tạo phôi

Chọn phương pháp chế tạo phôi là phương pháp đúc Có rất nhiều phươngpháp đúc khác nhau

* Làm khuôn bằng máy:

- Ưu điểm: giải quyết được vấn đề lao động nặng nhọc cho công nhân trongcông tác làm khuôn, khuôn được đấm chặt, năng suất cao, rút ngắn được thờigian phụ, giảm giá thành chế tạo vất đúc Đúc đạt độ chính xác cao, giảmđược lượng dư gia công, mẫu được làm bằng kim loại nên có độ chính xáccao Phương pháp này thích hợp với sản xuất hàng khối

2 Đúc trong khuôn kim loại

Là phương pháp đúc tiên tiến, chế tạo được vất đúc có độ bóng và độ chínhxác cao, chất lượng vật đúc tốt, khuôn có thể được dùng nhiều lần Khuônkim loại có tính dẫn nhiệt cao nên rút ngắn được thời gian đông đặc nguội củavật đúc, tổ chức hạt nhỏ mịn cho nên cao cơ tính của vật đúc dễ cơ khí hoá và

tự động hoá, cải thiện được điều kiện lao động cho công nhân Tuy nhiên chếtạo khuôn tốn kém do đó chỉ sử dụng trong sản xuất loạt lớn hàng khối Dokhuôn có độ dẫn nhiệt cao, vật đúc nhanh chóng bị đông đặc nên khả năngđiền đầy khuôn khó khăn Những vật đúc phức tạp thành mỏng và đặc biệt khiđúc gang dễ bị biến cứng do khuôn, lõi bằng kim loại nên vật đúc dễ bị nứt

3 Đúc áp lực

- Là phương pháp Ðp kim loại lỏng vào khuôn với áp cao để tạo ra vật đúc

* Ưu điểm: Có thể tạo ra vật đúc có hình dạng phức tạp, cho độ chính xáccao, khuôn chóng bị mòn Do vậy phương pháp này thích hợp với đúc các vậtđúc có hình dạng phức tạp, thành mỏng

Kết luận: Căn cứ vào việc phân tích các ưu nhược điềm của các phương pháp

đúc như trên ta chọn được phương pháp chế tạo phôi chi tiết HS14 là phươngpháp đúc trong khuôn cát, làm khuôn bằng máy và mẫu kim loại là thích hợphơn cả

Bản vẽ chế tạo phôi

TD

CHƯƠNG IV:

THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

Khi gia công các chi tiết hay các sản phẩm cơ khí cần đảm bảo chấtlượng theo yêu cầu và giá thành rẻ nhất Một chi tiết tiến hành gia côngthường bao gồm các dạng bề mặt nh: bề mặt gia công, bề mặt không gia công,

Việc xác định chuẩn ở một nguyên công gia công cơ chính là việc xácđịnh vị trí tương quan giữa dụng cụ cắt và bề mặt gia công của chi tiết để đảmbảo những yêu cầu kỹ thuật và kinh tế ở nguyên công đó Khi chọn chuẩn đểgia công các chi tiết máy ta phải xác định chuẩn cho nguyên công đầu tiên vàchuẩn cho các nguyên công tiếp theo Thông thường chuẩn dùng ở nguyêncông đầu tiên trong quá trình gia công là chuẩn thô, còn dùng cho các nguyêncông tiếp theo là chuẩn tinh

Mục đích của ciệc chọn chuẩn là đảm bảo hai yêu cầu sau:

+ Đảm bảo chất lượng của chi tiết máy trong quá trình gia công

+ Năng suất cao và hạ giá thành gia công

Xuất phát từ hai yêu cầu trên trong quá trình thiết kế cần áp dụng một

số lời khuyên khi chọn chuẩn sau:

4.1 Nguyên tắc chung khi chọn chuẩn:

- Chọn chuẩn phải xuất phát từ nguyên tắc 6 điểm khi định vị để khốngchế hết số bậc tự do cần thiết một cách hợp lí nhất, tuyệt đối tránh trường hợpthiếu và siêu định vị, trong một số trường hợp thừa định vị là không hợp lí

- Chọn chuẩn sao cho lực cắt, lực kẹp không làm biến dạng, cong vênh

đồ gá, chi tiết nhưng lực kẹp phải vừa đủ để đảm bảo sức lao động cho côngnhân

- Chọn chuẩn sao cho kết cấu đồ gá đơn giản, gọn nhẹ, dễ sử dụng vàphải phù hợp với từng loại hình sản xuất nhất định

Trong quá trình gia công thường sử dụng hai loại chuẩn: + Chuẩn tinh

+ Chuẩn thô

4.2 Chọn chuẩn tinh:

- Chọn chuẩn tinh phải đảm bảo thoả mãn hai yêu cầu sau:

+ Đảm bảo độ chính xác về vị trí tương quan giữa các mặt gia công với nhau.+ Đảm bảo phân bố đủ lượng dư cho các bề mặt sẽ gia công

- Xuất phát từ hai yêu cầu trên thì khi chọn chuẩn tinh cần lưu ý một số lờikhuyên sau:

+ Cố gắng chọn chuẩn tinh là chuẩn tinh chính, nh vậy làm cho sai số vị trítương quan khi gia công và khi làm việc là nhỏ nhất, điều này rất quan trọngkhi gia công tinh

+ Chọn chuẩn tinh sao cho khi gia công chi tiết không bị biến dạng do lựccắt, lực kẹp, mặt chuẩn phải đủ diện tích định vị

+ Chọn chuẩn sao cho kết cấu đồ gá đơn giản và thuận tiện khi sử dụng

+ Cố gắng chọn chuẩn thống nhất để sai số chuẩn là nhỏ nhất Chọn chuẩnthông thống nhất, có nghĩa là, trong nhiều lần gá có thể dùng cùng một chuẩn vìnếu trong quá trình gá đặt nếu thay đổi chuẩn nhiều lần thì sẽ sinh ra sai số tíchluỹ ở những lần gá sau

yêu cầu gì đặc biệt về thiết kế cũng như về mặt kết cấu nên phương án chọnchuẩn tinh như sau:

1 Phương án I: Chọn chuẩn tinh dùng 3 mặt phẳng vuông góc

+ Sơ đồ định vị nh hình vẽ:

- Mặt phẳng A : Khống chế 3 bậc tự do

- Mặt phẳng B : Khống chế 2 bậc tự do

- Mặt phẳng còn lại C: Khống chế 1 bậc tự do

 Ưu, nhược điểm:

+ Ưu điểm: Đồ gá đơn giản, gá đặt nhanh, độ cứng vững đảm bảo

+ Nhược điểm:

- Không gian gia công bị hạn chế

- Bề mặt L không được gia công ảnh hưởng đến độ chính xác gia công

A B C

1 Phương án II : Chọn chuẩn tinh là 1 mặt phẳng 2 lỗ vuông góc.

- Không gian gia công rộng

- Các mặt đều đã qua gia công

+ Nhược điểm:

- Gá đặt chi tiết khó với chi tiết có khối lượng lớn

- Hai chốt định vị nhỏ nên chóng mòn

Kết luận : Qua phân tích ưu, nhược điểm của hai phương án trên thấy rằng

chọn chuẩn tinh theo phương án II là chuẩn tinh chính vì khi gia công cũng

nh khi làm việc đều có vị trí nh vậy

A

4.3 Chọn chuẩn thô:

- Chọn chuẩn thô phải thoả mãn hai yêu cầu sau:

+ Đảm bảo độ chính xác về vị trí tương quan giữa mặt gia công và mặtkhông gia công

+ Đảm bảo phân bố đủ lượng dư cho các bề mặt sẽ gia công

- Căn cứ vào hai yêu cầu trên nên các lời khuyên khi chọn chuẩn nhsau:

+ Theo một phương kích thước nhất định nếu trên chi tiết có một bề mặtkhông gia công thì chọn bề mặt đó làm chuẩn thô

+ Theo một phương kích thước nhất định nếu trên chi tiết gia công có haihay nhiều bề mặt không gia công thì chọn bề mặt nào có yêu cầu chính xác về

vị trí tương quan so với mặt gia công là cao nhất làm chuẩn thô

+ Nếu trên chi tiết gia công có nhiều bề mặt đủ chỉ tiêu làm chuẩn thô thìchọn bề mặt nào bằng phẳng nhất làm chuẩn thô

+ Nếu trên chi tiết gia công có tất cả các bề mặt đều gia công thì nên chọn

bề mặt nào mà yêu cầu lượng dư nhỏ và đồng đều nhất làm chuẩn thô

+ Ứng với một bậc tự do cần thiết của chi tiết thì chỉ được phép cho và sửdụng chuẩn thô không quá một lần Nếu vi phạm lời khuyên này thì gọi làphạm chuẩn thô, và nếu phạm chuẩn thô thì sẽ làm cho sai số giữa các mặt giacông sẽ rất lớn

Vận dụng những lời khuyên trên đồng thời căn cứ vào chuẩn tinh đã chọn

ta có các phương án chọn chuẩn thô nh sơ đồ hình vẽ:

các bề mặt bên của thân hộp số thuỷ HS14 Đảm bảo chính xác vị trí tươngquan giữa bề mặt gia công của thân hộp số thuỷ.

b Theo phương OY

+ Bề mặt lắp bích của hai trục bánh răng hộp số, đây là bề mặt có diện tíchrộng đủ cứng vững để định vị, gá đặt kẹp chặt Tuy nhiên đây là bề mặt sẽ giacông, lại có lượng dư tương đối lớn nếu chọn bề mặt này làm chuẩn thô sẽkhó đảm bảo vị trí tương quan với các bề mặt khác cũng nh phân bố lượng dưkhông đều

c Theo phương OX

+ Bề mặt lắp cần gạt: Đây là bề mặt có diện tích tương đối hẹp, chất lượng bềmặt và độ chính xác vị trí tương quan với các bề mặt khác không cao

Kết luận: Qua sự phân tích các bề mặt trên, dựa vào lời khuyên chung khi

chọn chuẩn tinh và lời khuyên khi chọn chuẩn thô đồng thời căn cứ vào các

bề mặt đã làm chuẩn tinh ta chọn được chuẩn thô nh sau:

O

X

Z

Y

4.4 Quy trình công nghệ gia công chi tiết:

* Để chế tạo chi tiết gia công từ phôi ban đầu phải trải qua các nguyêncông và trong mỗi nguyên công có một số bước công nghệ khác nhau

* Việc lập qui trình công nghệ phải hợp lý nhất để rút ngắn thời gianphục vụ và thời gian gia công, đảm bảo năng suất, hiệu quả kinh tế cao.Đồng thời việc sắp xếp các nguyên công hợp lý sẽ tránh hiện tượng giacông cả những phế phẩm ở nguyên công trước

* Khi thiết kế các nguyên công phải dựa vào các nguyên tắc sau:

- Nguyên công sau, (bước sau) phải giảm được sai số và tăng được độbóng so với các nguyên công trước, (bước trước) để lại

Trước tiên phải gia công các bề mặt dùng làm chuẩn cho cácnguyên công sau

Bề mặt gia công cần đạt độ chính xác cao nên để gia công sau Các nguyên công dễ gây phế phẩm thì đưa lên gia công trước đểsớm phát hiện và loại bỏ phế phẩm

- Để giảm thời gian gá đặt nhiều lần và thời gian phụ khác, quan điểmcông nghệ là tập trung nguyên công , sử dụng đồ gá chuyên dùng, nhiềudao, cho phép gia công nhiều bề mặt trong 1 lần gá để tăng năng suất vàphù hợp với dạng sản xuất

* Dựa vào các nguyên tắc và đặc điểm kết cấu của chi tiết gia công,điều kiện sản xuất, thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết hộp sốHS14 như sau:

1 Nguyên công I: Ủ khử bỏ ứng suất dư

2 Nguyên công II: Phay thô mặt A

3 Nguyên công III: Phay thô mặt B

4 Nguyên công IV: Mài hai mặt A, B

5 Nguyên công V: Phay mặt lắp ghép trên

6 Nguyên công VI: Phay mặt M

7 Nguyên công VII: Phay mặt N

8 Nguyên công VIII: Phay mặt lắp ghép dưới

9 Nguyên công IX: Khoan, doa bốn lỗ 12.5H7

10.Nguyên công X: Tiện thô bề mặt lỗ 128 và 90

11.Nguyên công XI: Tiện thô bề mặt lỗ 84 và 72

12.Nguyên công XII: Tiện tinh, vát mép bề mặt lỗ 128H8 và 90H813.Nguyên công XIII: Tiện tinh, vát mép bề mặt lỗ 84H8 và 72H814.Nguyên công XIV: Kiểm tra trung gian

15.Nguyên công XV: Khoan, Khoét, Doa, Vát mép 2 lỗ 24H816.Nguyên công XVI: Khoan, Khoét, Doa lỗ 25

17.Nguyên công XVII: Khoan, Tarô 4Lỗ M8

18.Nguyên công XVIII: Khoan, Tarô 10Lỗ M8

19.Nguyên công XIX: Khoả, Khoan, Tarô M16, Vát mép

20.Nguyên công XX: Khoan, Tarô 10Lỗ M8, 2Lỗ M5

21.Nguyên công XXI: Khoả, Khoan, Tarô M16

22.Nguyên công XXII: Tổng kiểm tra, Sơn, Nhập kho

±0 ,2

198 ,2

±0 ,2

Ø89 ,5

±0,1

Ø71 ,5

Ø12 7,5

Ø23, 5