Thiết kế qui trình công nghệ gia công đế bơm thủy lực ( bản vẽ kèm theo)

LỜI NÓI ĐẦUĐồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy thực chất là một môn học mang tính tổng hợpcác kiến thức đã học có liên quan tới Công Nghệ Chế Tạo Máy như các môn học Cơ Sở CôngNghệ Chế T

BỘ ĐẠI HỌC VÀ THCN CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA: Cơ Khí

BỘ MÔN: Chế Tạo Máy ĐỒ ÁN MÔN HỌC

SVTH: Nguyễn Trung Nghiệp

Phạm Hoàng Phương Đinh Toàn Lộc Ngành: KTCT khoá, lớp: CK06KSTN

1 Đầu đề đồ án: Thiết kế qui trình công nghệ gia công đế bơm thủy lực

2 Số liệu ban đầu: 1 Bản vẽ chi tiết đế bơm 2 Bản vẽ lắp bơm 3 Sản lượng 10.000 ch/năm 3 Nội dung các phần thuyết minh và tính toán: 1 Xác định dạng sản xuất 2 Phân tích chi tiết gia công 3 Chọn dạng phôi và phương pháp chế tạo 4 Chọn tiến trình gia công 5 Thiết kế nguyên công 6 Xác định lượng dư trung gian và kích thước trung gian 7 Xác định chế độ cắt và thời gian gia công cơ bản 8 Lập phiếu tổng hợp nguyên công 9 Thiết kế đồ gá

4 Các bản vẽ và đồ thị (loại và kích thước bản vẽ):

Tên bản vẽ Số lượng Kích thước

1 Bản vẽ chi tiết 1 A3

2 Bản vẽ phôi 1 A3

4 Bản đánh số 1 A3

5 Bản vẽ sơ đồ nguyên công 17 A3

6 Bản vẽ đồ gá 2 A1

5 Ngày giao đồ án:

6 Ngày hoàn thành đồ án:

Nội dung và yêu cầu của đồ án đã được thông qua hội nghị bộ môn ngày: Ngày tháng năm 2002 Người hướng dẫn Chủ nhiệm bộ môn (ký và ghi rõ họ tên) (ký và ghi rõ họ tên) NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ ĐỒ ÁN

Ngày tháng năm Người chấm đồ án (Ký và ghi rõ họ tên)

2.1 Công dụng chi tiết

2.2 Điều kiện làm việc

2.3 Vật liệu

2.4 Yêu cầu kỹ thuật

PHÁP CHẾ TẠO PHÔI3.1 Chọn dạng phôi

3.2 Phương pháp chế tạo

3.3 Tra lượng dư gia công cơ cho các bề mặt của phôi

3.4 Hình thành bản vẽ phôi và xác định khối lượng phôi

4.1 Mục đích

4.2 Bản vẽ đánh số

4.3 Phương án gia công

4.4 Chọn tiến trình gia công các bề mặt

VÀ KÍCH THƯỚC TRUNG GIAN6.1 Phương pháp phân tích

6.2 Phương pháp tra bảng

Chương 7 XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ CẮT VÀ THỜI GIAN GIA 33CÔNG CƠ BẢN BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH

LỜI NÓI ĐẦU

Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy thực chất là một môn học mang tính tổng hợpcác kiến thức đã học có liên quan tới Công Nghệ Chế Tạo Máy (như các môn học Cơ Sở CôngNghệ Chế Tạo Máy I ,II , Công Nghệ Và Thiết Bị Tạo Phôi, Các Phương Pháp Gia Công KimLoại,…) để chế tạo được một chi tiết máy nhằm bảo đảm được yêu cầu thiết kế, phù hợp vớiđiều kiện công nghệ hiện tại của nước ta, vơí thời gian và phương pháp gia công tối ưu… Muốnđạt được tất cả các điều trên thì ta phải thiết kế được một qui trình công nghệ gia công hợp lý

Để thực hiện được Đồ án người sinh viên ngoài việc phải nắm vững các kiến thức về cácphương pháp tạo phôi, các phương pháp gia công, định vị, gá đặt, đo lường,… mà còn phải biếtcách lựa chọn phương pháp nào là tối ưu, hợp lý nhất Một qui trình công nghệ hợp lý là áp dụngđược những công nghệ, máy móc phù hợp với điều kiện trong nước, thời gian gia công ngắn, chiphí cho gia công thấp nhưng chi tiết vẫn đạt được kích thước với dung sai đúng theo yêu cầu kỹ

thuật đặt ra, có giá thành rẻ đáp ứng được nhu cầu của xã hội.

Các số liệu, thông số do tra bảng hoặc tính toán đều dựa vào các tài liệu và kinh nghiệm của thầy hướng dẫn

Một sản phẩm có thể có nhiều phương án công nghệ khác nhau, việc thiết kế quy trình công nghệ còn so sánh và chọn lọc ra được một phương án công nghệ hợp lý nhất đảm bảo yêu cầu về chất lượng, giá thành rẻ, thời gian, đáp ứng nhu cầu xã hội

Tuy nhiên, do đây là lần đầu thực hiện đồ án Thiết Kế Qui Trình Công Nghệ nên không thểtránh khỏi những sai sót trong quá trình tính toán cũng như chọn các số liệu Chúng em rất mong thầy cô góp ý, để chúng em bổ sung kiến thức của mình được hoàn thiện hơn

Nhóm Sinh viên thực hiện:

Nguyễn Trung NghiệpPhạm Hoàng PhươngĐinh Toàn Lộc

CHƯƠNG 1: XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

1.1 Khối lượng chi tiết

Dùng phần mềm Solidworks tính được khối lượng gần đúng của chi tiết là : Mct ≈ 4.3kg

Số lượng chi tiết như nhau trong một sản phẩm m = 1 (chi tiết)

Số phần trăm dự trữ cho chi tiết làm phụ tùng  = 10%

Số phần trăm chi tiết phế phẩm trong quá trình chế tạo  = 3%

Do đó sản lượng chi tiết cần chế tạo trong một năm là :

N = 10000.1(1 + 100

10)(1 + 100

3

) = 11330 chi tiết/năm

⇒ Tra [1, Bảng 2-1, Trang 25] ứng với N = 11330 (chi tiết/năm) và M = 4,3 kg ta xác định được dạng sản xuất của nhà máy là hàng loạt vừa

CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG

2.1 Công dụng của chi tiết

Chi tiết là một bộ phận của phần vỏ hộp của bơm bánh răng gồm 3 chi tiết đế bơm, thânbơm, và nắp bơm Phần đế bơm có hai nhiệm vụ quan trọng Một là xác định vị trí tươngquan giữa hai bánh răng bơm và lòng thân bơm sao cho hai bánh răng này không chạm vàolòng thân bơm nhưng khe hở giữa chúng phải đủ nhỏ để lượng dầu xì qua khe hở đó là chấpnhận được Hai là xác định vị trí tương quan giữa trục bánh răng chủ động và trục ra của hộpgiảm tốc để đảm bảo sự truyền động giữa chúng

2.2 Điều kiện làm việc

Các trục quay của bơm được lắp vào đế đều gián tiếp qua bạc trược, ổ bi, và vòng phớt

Dó đó phần đế bơm ít bị mài mòn

2.3 Vật liệu

Vật liệu chế tạo chi tiết là thép C45 có các thông số sau :+ Thành phần các nguyên tố hóa học trong thép C 45 tính bằng % ): C = 0,4 ÷ 0,5; Ni = 0.3; Mn = 0,5 ÷ 0,8; Cr = 0,3, S < 0,045; P < 0,045

+ Khi chế tạo phôi cần khống chế đúng thành phần các nguyên tố hóa học trên nhằm mục đích nâng cao cơ tính và chống lại sự ăn mòn hóa học

2.4 Yêu cầu kỹ thuật

Phôi sau khi đúc xong được ủ hoặc thường hóa Không có hiện tượng biến cứng, rỗ khí,

Mặt 1 tiếp xúc với thân bơm, có độ nhám là Ra= 3,2

Mặt số 20 dùng để định vị bơm với hộp giảm tốc có Ra=2,5, độ đồng tâm với mặt chuẩn

Khoảng cách trục giữa mặt trụ 9 và chốt định vị 11: 0,003

Khoảng cách trục giữa hai chốt định vị : 0,003

Các bề mặt gia công khác gồm: các rãnh gắn vòng cao su, lắp phe có cấp chính xác 8 hoặc 9, các bề mặt còn lại có cấp chính xác 15

Mặt 12 không làm việc mà chỉ dùng để định vị khi gia công có cấp chính xác 7, độ nhám

Ta có các phương pháp đúc sau đây:

a. Đúc trong khuôn kim loại có cấp chính xác I, cấp chính xác kích thước IT14-15, có độ nhám

bề mặt

m 40

3.3 Tra lượng dư gia công cơ cho các bề mặt của phôi

Lượng dư của phôi được xác định dựa vào các yếu tố sau:

Vật liệu đúc là thép

Kích thước lớn nhất của chi tiết là 156 mm

Cấp chính xác của phôi đúc: cấp II

danh nghĩa rót kim loại công

Dưới, cạnh

54

Dưới, cạnh

64

CHƯƠNG 4: CHỌN TIẾN TRÌNH GIA CÔNG 4.1 Mục đích

Xác định trình tự gia công hợp lý nhằm đảm bảo độ chính xác về kích thước, vị trí tươngquan và độ nhám các bề mặt theo yêu cầu đề ra

4.2 Bản vẽ đánh số

4.3 Phương án gia công các bề mặt

Cấp chính xác phôi: 15, độ nhám Rz80

Bề mặt Cấp chính xác, độ nhám

cần gia công

Các phương án gia công

1 Cấp 12, Ra=3,2 Tiện nửa tinh (CCX 14, Ra=6,3)→tiện tinh (CCX 12,

Ra=3,2)Phay thô (CCX 13 , Ra=6,3)→phay tinh (CCX 12,Ra=3,2)

2,11 Cấp 6, Ra=0,8 Khoan lỗ (CCX 13 , Ra=6,3)→khoét(CCX 10 ,

Ra=3,2)→doa (CCX 6 , Ra=0,8)

3 Cấp 12, Ra=3,2 Tiện nửa tinh (CCX 14, Ra=6,3)→tiện tinh (CCX 11,

Ra=3,2)Phay thô (CCX 13 , Ra=6,3)→phay tinh (CCX 11,Ra=3,2)

5, 8,

26

Cấp 11, Ra=3,2 Phay tinh (CCX 11, Ra=3,2)

6, 9 Cấp 7, Ra=3,2 Khoan lỗ (CCX 13 , Ra=12,5)→khoét(CCX 10 ,

Ra=6,3)→doa (CCX 7 , Ra=3,2)Khoan lỗ (CCX 13 , Ra=12,5)→tiện nữa tinh (CCX 12 ,Ra=6,3)→tiện tinh (CCX 7 , Ra=3,2)

14 Cấp 7, Ra=3,2 Tiện nữa tinh (CCX 12 , Ra=6,3)→tiện tinh (CCX 7 ,

Ra=3,2)

15 Cấp 7, Ra=3,2 Tiện nữa tinh (CCX 12 , Ra=6,3)→tiện tinh (CCX 7 ,

Ra=3,2)

16 Cấp12, Ra=6,3 Tiện tinh (CCX 12, Ra=6,3)

17 Cấp 11, Ra=6,3 Tiện tinh (CCX 11, Ra=6,3)

Phay tinh (CCX 11, Ra=6,3)

18 Cấp 12, Ra=3,2 Tiện tinh (CCX 13, Ra=6,3) )→tiện tinh (CCX 12,

Ra=3,2)Phay thô (CCX 13, Ra=6,3) )→phay tinh (CCX 12,Ra=3,2)

19 Cấp 7, Ra=2,5 Tiện phá (CCX 15 , Rz=80)→tiện nữa tinh (CCX 12 ,

Ra=6,3)→tiện tinh (CCX 7 , Ra=3,2)

20, 22,

25, 28 Cấp 13, Ra=6,3 Khoan lỗ (CCX 13 , Ra=6,3)

21, 23,

24, 27

4.4 Chọn tiến trình gia công các bề mặt

Ta chọn tiến trình gia công các bề mặt như sau:

Thứ tự

1 13, 15, 18, 19 Tiện thô, và tiện bán tinh

CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ CÁC NGUYÊN CÔNG

5.1 Nguyên công 1:

Tiện thô các mặt 13, 15, 18, 19 Định vị mặt 1, mặt ngoài của phôi

Sơ dồ gá đặt:

Dụng cụ cắt: dao tiện trụ ngoài và tiện lỗ hợp kim T15K6Máy công nghệ: Máy tiện 1K62

Dung dịch trơn nguội: Dầu khoáng

Dụng cụ kiểm tra: thước cặp

Đồ gá công nghệ: bàn gá, khối V

5.2 Nguyên công 2:

Khoan, doa tinh tới cấp 7 lỗ 12 Định vị mặt 13, 15

Sơ đồ gá đặt:

Dụng cụ cắt: P6M5

Máy công nghệ: máy khoan đứng K125

Dung dịch trơn nguội: Dầu khoáng

Dụng cụ kiểm tra: thước cặp

Đồ gá công nghệ: bàn gá, chốt trụ, chốt tỳ

5.3 Nguyên công 3:

Tiện thô-bán tinh-tinh các mặt 1,3,4 Định vị mặt 13, 15

Sơ đồ gá đặt:

Dụng cụ cắt: lưỡi khoan P6M5, dao tiện hợp kim T15K6 Máy công nghệ: máy tiện 1И611Π

Dung dịch trơn nguội: Dầu khoáng

Dụng cụ kiểm tra: thước cặp

Đồ gá công nghệ: Bàn gá, chốt trụ

4 Nguyên công 4:

Khoan lỗ 2, 11 Định vị mặt 12, 13, 15

Sơ đồ gá đặt:

Dụng cụ kiểm tra: thước cặp

Dung dịch trơn nguội: Dầu khoáng

Dụng cụ kiểm tra: thước cặp

Đồ gá công nghệ: Bàn gá, chốt trụ

7 Nguyên công 7:

Khoét, doa bán tinh, tinh, vát mép các lỗ 2, 6, 9, 11, mặt 7, 10 Định vị 12, 13,15

Sơ đồ gá đặt:

Dụng cụ cắt: P6M5

Máy công nghệ: Máy doa tọa độ

Dung dịch trơn nguội: Dầu khoáng

Dụng cụ kiểm tra: thước cặp

Dung dịch trơn nguội: Dầu khoáng

Dụng cụ kiểm tra: thước cặp

Phay các rãnh 5, 28, 26 Định vị 12, 13, 15

Sơ đồ gá đặt

Dụng cụ cắt: dao phay rãnh hợp kim T15K6 Máy công nghệ: máy phay vạn năng

Dung dịch trơn nguội: Dầu khoáng

Dụng cụ kiểm tra: thước cặp

Đồ gá công nghệ: Bàn gá, chốt trụ, chốt trám

11 Nguyên công 11:

Khoan 20,22, 25, 28 Định vị 1, 2, 9

Sơ đồ gá đặt:

CHƯƠNG 6: XÁC ĐỊNH LƯỢNG DƯ TRUNG GIAN VÀ KÍCH THƯỚC TRUNG GIAN6.1 Phương pháp phân tích

Tính lượng dư bề mặt lỗ số 9 (và lỗ số 6) bằng phương pháp phân tích: bởi vì dung sai của

lỗ ảnh cĩ hưởng lớn tới khe hở khi làm việc của bơm

Bề mặt lỗ số 9 đạt kích thước ∅240+0.021(∅24H7)

Bước 1: Khoan

-Mũi khoan ∅23,25, đạt lỗ ∅23,25+0,21 (CCX 12)

-Tra bảng 3.87, trang 244, ti liệu [2], cĩ:

+Độ nhám bề mặt do nguyên công khoan tạo ra: Rz1 = 50 µm+Độ biến cứng bề mặt sau khi khoan l: T1=70 µm

2 k

2

c + ε + ε ε

Với: εc : là sai số chuẩn

εk : là sai số kẹp chặt

εđg : là sai số đồ gá+ Sai số chuẩn εc: vì chiều biến động gốc kích thước cng chiều với phương kích thước thực hiện nn εc = khoan = 0,21 mm = 210 µm

+ Sai số đồ g εđg: không vượt quá (1/3 ÷ 1/10) dung sai của kích thước chi tiết gia công

Dung sai của kích thước chi tiết gia công là 0,021

Chọn +Sai số do kẹp chặt: εk = 0 do phương của lực kẹp vuơng gĩc với phương kích thước thực hiện

Bước 2: Khoét

- Mũi khoét ∅23,8 ;đạt lỗ ∅23,8+0,084 (CCX 10)

- Tra bảng 3.87, trang 244, ti liệu [2], :

+ Độ nhám bề mặt do nguyên công khoét tạo ra: Rz2 = 6,3 µm

+Độ biến cứng bề mặt sau khi khoét l: T2=20 µm

- Tổng sai lệch về vị trí tương quan ρ2:

+ Độ lệch của mũi khoan:

+ Độ sai lệch của lỗ so với vị trí danh nghĩa: Cxd = 25 µm

Như vậy:

- Sai số gá đặt εgđ:

εgđ =

2 ñg

2 k

2

c + ε + ε ε

+ Sai số chuẩn εc: vì chiều biến động gốc kích thước cng chiều với phương kích thước thực hiện nn εc = khot = 0,084 mm = 84 µm

+ Sai số đồ g εđg: không vượt quá (1/3 ÷ 1/10) dung sai của kích thước chi tiết gia công

Dung sai của kích thước chi tiết gia công là 0,021

Chọn +Sai số do kẹp chặt: εk = 0 do phương của lực kẹp vuơng gĩc với phương kích thước thực hiện

Lượng dư nhỏ nhất được xác định như sau:

- Lượng dư lớn nhất được xác định như sau:

2Z2max=2 Z2min + δkhoan - δkhoét

=421 + 210-84 = 547 µmCác kích thước tính toán:

- Kích thước b nhất của lỗ: D2min = 23,8 mm

- Kích thước lớn nhất của lỗ: D2max = 23,884 mm

Kích thước lớn nhất của phơi cho nguyên công khoét:

D1max = D2max -2Z2min=23,884 – 0,421 = 23,463 mm

+ Dung sai bước khoan: δkhoan = 0,21 mm

+ Dung sai bước khot: δkhoét = 0,084 mm

Ta quy tròn các kích thước tính toán, và tính các kích thước lớn nhất:

D2min = 23,8 mm

D2max = D2min + khot= 23,884 mm

D1max = D2max -2Z2min=23,46 mm

D1min = D1max - khoan = 23,25 mm

Bước 3: Doa

Bước 3: Doa

- Mũi doa ∅24 ;đạt lỗ ∅24+0,021 (CCX 7)

- Tra bảng 3.87, trang 244, tài liệu [2], có:

+ Độ nhám bề mặt do nguyên công khoét tạo ra: Rz2 = 3,2 µm

+Độ biến cứng bề mặt sau khi khoét là: T2=5 µm

- Đây là bước gia công tinh nên ρ3 = 0

- Sai số gá đặtεgđ:

εgđ =

2 ñg

2 k

2

c + ε + ε ε

+ Sai số chuẩn εc: vì chiều biến động gốc kích thước cùng chiều với phương kích thước thực hiện nên εc = doa = 0,021 mm = 21 µm

+ Sai số đồ gá εđg: không vượt quá (1/3 ÷ 1/10) dung sai của kích thước chi tiết gia công

Dung sai của kích thước chi tiết gia công là 0,021

Chọn +Sai số do kẹp chặt: εk = 0 do phương của lực kẹp vuơng gĩc với phương kích thước thực hiện

Do đó:

- Lượng dư nhỏ nhất được xác định như sau:

Lượng dư lớn nhất được xác định như sau:

- 2Z3max=2 Z3min + δkhoét – δdoa

- =90 + 84-21 = 153 µm

Các kích thước tính toán:

- Kích thước bé nhất của lỗ: D3min = 24 mm

- Kích thước lớn nhất của lỗ: D3max = 24,021 mm

Kích thước lớn nhất của phôi cho nguyên công khoét:

D2max = D3max -2Z3min=24,021 – 0,090 = 23,931 mmKích thước nhỏ nhất của phôi cho nguyên công khoét:

D2min = D2max – δkhoét =23,931 – 0,084 = 23,847 mmDung sai kích thước trung gian được tính như sau:

+ Dung sai bước khoét: δkhoan = 0,084 mm

+ Dung sai bước doa: δdoa = 0,021 mm

Ta quy tròn các kích thước tính toán, và tính các kích thước lớn nhất:

D3min = 24 mm

D3max = D3min + δdoa= 24,021 mm

D2max = D3max -2Z2min=23,931 mm

D2min = D2max - δkhoét = 23,847 mm

Kích thước tính tốn mm

Dung sai i

(µm)

Kích thước giới hạn (mm)

Lượng dư giới hạn (µm)

Lượng dư một phía: 1,5mm

Dung sai kích thước: 1mm

Lượng dư tổng cộng hai phía: 3mm

Kích thước của phôi: D = 44mm

Kích thước nhỏ nhất của phôi: mm

Quá trình công nghệ gồm các bước

Phôi (CCX 15 , Rz=80) →Tiện nữa tinh (CCX 12 , Ra=6,3)→tiện tinh (CCX 7 , Ra=3,2)

Lượng dư trung gian cho bước tiện tinh lả 2Z2 = 1,2mm

Lượng dư còn lại cho bước tiện bán tinh là 2Z1 = 1,8mm

Kích thước lớn nhất sau khi tiện nữa tinh: mm

Dung

sai

i

δLượng

Dung Lượng Kích hước

trung gian (mm)

Dung

sai

i

δLượng

Dung

sai iδLượng

dư 2 i

z

(mm)

Kích hước trung gian (mm)

0.Phôi đặc

CHƯƠNG 7: XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ CẮT VÀ THỜI GIAN GIA CÔNG CƠ BẢN7.1 Xác định chế độ cắt và thời gian gia công cơ bản bằng phương pháp phân tích

Xác định chế độ cắt và thời gian gia công cơ bản bằng phương pháp phân tích cho một

bề mặt: gia công lỗ 9 (lỗ 6 tương tự)

Các thông số ban đầu:

- Đường kính lỗ cần gia công D = Ø24 mm

- Dạng máy: máy khoan đứng K125, công suất động cơ chính là: 2,8 kW

- Phương pháp gá đặt: đồ gá chuyên dùng, định vị bằng phiến tỳ, chốt trụ và chốttrám, kẹp chặt bằng mỏ kẹp liên động

- Vật liệu gia công: thép C45

- Tình trạng bề mặt gia công: khoan lỗ trên bề mặt phôi có độ nhám Rz=80µm, sau

đó khoét và doa

- Độ chính xác cho phép về hình dáng bề mặt gia công: Khoan lỗ đạt Ø23,25+0,21,

Theo [2, trang 20] tập 2 với D = 23,25 mm ta có : t = 0,5D = 0,5x23,25 = 11,63 mm

 Xác định lượng ăn dao S.

Tra [2, trang 21, bảng 5-25] tập 2, với vật liệu thép C45 có độ cứng từ 160-240 HB tađược lượng chạy dao : Sb = 0,40 mm/vòng (Sb: lượng ăn dao có bằng tra bảng)

q

C D V y m

.k V (7.1)Tra [2, trang 23, bảng 5-28] tập 2, với thép C45 σB = 750 MPa, vật liệu lưỡi cắt thép gió

có mác thép là P6M5, ta có các thông số CV, các số mũ như sau:

- CV = 7 ; q = 0,40 ; y = 0,7 ; m = 0,20 ; dung dịch trơn nguội: có

Tra [2, trang 24, bảng 5-30] tập 2, chu kỳ bền trung bình T = 50 phút

Hệ số điều chỉnh chung: k V = k MV k uv k lv (7.2)

Tra các bảng 5-1÷5-4,bảng 5-6,bảng 5-31 của [2, trang 6-24] tập 2 ta có:

- Theo bảng 5-1 hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào tính chất cơ lý của vật liệu gia