Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo chi tiết nắp hộp khởi động động cơ

Dựa vào bản vẽ chi tiết ta thấy nắp hộp khởi động động cơ là thuộc chi tiết dạng hộp. Nắp hộp khởi động động cơ là một bộ phận không thể thiếu của mỗi động cơ.

LỜI NÓI ĐẦU

Hiện nay , ngành Cơ khí nói chung và ngành Cơ khí Chế tạo máy nói riêng đóng vai trò hết sức quan trọng trong sự nghiệp công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước Nhiệm vụ của ngành Công nghệ Chế tạo máy là định ra quy trình công nghệ chế tạo các sản phẩm cơ khí phục vụ cho mọi lĩnh vực của đời sống xã hội Do đó, việc phát triển ngành Công nghệ Chế tạo máy đã và đang là mối quan tâm đặc biệt của Đảng và Nhà nước ta.

Phát triển ngành Công nghệ Chế tạo máy phải được tiến hành đồng thời với việc phát triển nguồn nhân lực và các trang thiết bị hiện đại Trong đó, việc trước tiên là phải đào tạo ra một đội ngũ kỹ sư cơ khí và cán bộ kỹ thuật có trình cao, có thể vận dụng những kiến thức đã học để giải quyết các vấn đề cụ thể thường gặp trong sản xuất, sửa chữa và sử dụng.

Môn học Công nghệ Chế tạo máy có vị trí quan trọng trong chương trình đào tạo kỹ sư và cán bộ kỹ thuật về lĩnh vực thiết kế, chế tạo máy và trang bị cơ khí phục vụ các ngành kinh tế như: công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải,….

Để giúp sinh viên nắm vững được kiến thức cơ bản của mộ học và làm quen với nhiệm vụ thiết kế; trong chương trình đào tạo, đồ án công nghệ chế tạo máy là một phần không thể thiếu được của sinh viên khoa Cơ khí khi kết thúc môn học Trong đồ án này, nhiệm vụ của em được giao là:

“ Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo chi tiết nắp hộp khởi động động cơ” Nội dung của đồ án bao gồm các công việc như: xác định dạng sản xuất, xác định phương pháp chế tạo phôi, thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết, thiết kế đồ gá….

Sau một thời gian tìm tòi, thiết kế và với sự chỉ bảo tận tình của thầy giáo, đến nay em đã hoàn thành xong đồ án môn học Công nghệ chế tạo máy Tuy nhiên, trong quá trình tính toán, thiết kế sẽ khó tránh khỏi những sai sót do thiếu thực tế và kinh nghiệm Rất mong nhận được sự chỉ bảo của các thầy cô giáo trong bộ môn và sự đóng góp ý kiến của các bạn sinh viên.

Em xin chân thành cảm ơn!

PHẦN THUYẾT MINH

CHƯƠNG 1

PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

I Phân tích chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết

Chi tiết nắp hộp khởi động động cơ:( hình 1)

Hình 1: Bản vẽ chi tiết

- Dựa vào bản vẽ chi tiết ta thấy nắp hộp khởi động động cơ là thuộc chi tiết dạng hộp Nắp hộp khởi động động cơ là một bộ phận không thể thiếu của mỗi động cơ

Ngoài nhiệm vụ là nắp hộp, nó còn kết hợp với thân hộp động cơ để lắp các chi tiếtnhư: ổ lăn , ổ trượt…

- Trên nắp hộp có nhiều bề mặt phải gia công với độ chính xác khác nhau tuỳthuộc vào điều kiện làm việc của mỗi bề mặt đó Bề mặt làm việc chủ yếu là lỗ trụ

18

-Ta cần phải gia công chính xác bề mặt C và 2 lỗ 18 để làm chuẩn tinh gia công.Cần phải đảm bảo độ vuông góc giữa đường tâm 2 lỗ trục với mặt phẳng C Chitiết làm việc trong điều kiện rung động và thay đổi

- Vật liệu sử dụng là hợp kim nhôm đúc có các thành phần hoá học và cơ tính nhưsau:

- Chi tiết được chế tạo bằng phương pháp đúc trong khuôn kim loại

II Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết

- Từ bản vẽ chi tiết ta thấy, chi tiết nắp hộp khởi động động cơ có kết cấu đủ độcứng vững theo yêu cầu công nghệ Chi tiết có cấu tạo gồm các bề mặt cong đồngthời lại có gân trợ lực, do đó mức độ cứng vững được tăng đáng kể đảm bảo không

bị biến dạng khi gia công; có thể cắt gọt ở tốc độ cao nhằm tăng năng suất

- Mặt bích C có diện tích đủ rộng để làm chuẩn tinh Mặt A gồm 2 mặt đáy củamặt trụ tạo độ cân xứng cho chi tiết khi dùng làm chuẩn tinh phụ Hầu hết các bềmặt của chi tiết cho phép gia công dễ dàng và có thể phối kết hợp các máy vạnnăng trong việc gia công các bề mặt

- Các lỗ trên chi tiết đều có kích thước nhỏ nên ta có thể đúc đặc đỡ tốn công làmlõi nhằm giảm giá thành

- Việc sử dụng vật liệu là hợp kim nhôm đúc có ưu điểm là:

1- Xác định khối lượng chi tiết(phôi):

Qua bản vẽ chi tiết và phương pháp đúc phôi ta có thể tính gần đúng khối

Trong đó:

Q- Khối lượng của chi tiết, Kg

V- Thể tích của chi tiết, dm3

 - Trọng lượng riêng của vật liệu,  = 2,7 Kg/dm3

Ta chia chi tiết thành các khối cơ bản để tính thể tích của chi tiết Khi đó:

I Xác định phương pháp chế tạo phôi

Chi tiết thiết kế là chi tiết dạng hộp , khá phức tạp , có nhiều gân và góc lượn,vật liệu chi tiết là bằng nhôm ,vậy ta chọn phương pháp chế tạo phôi là phươngpháp đúc trong khuôn kim loại

II Thiết kế bản vẽ chi tiết lồng phôi

Bản vẽ chi tiết lồng phôi rất quan trọng cho qúa trình gia công vì nó ảnhhưởng đến việc chọn phương pháp gia công , chọn dạng dụng cụ cắt, từ bản vẻ chitiết lồng phôi ta có thể biết được những bề mặt nào cần gia công và độ chính xác

của bề mặt đó là bao nhiêu Để xây dựng nên bản vẻ chi tiết lồng phôi ta cần phảixác định được lượng dư gia công Zb , dung sai kích thước , độ bóng bề mặt

Xác định lượng dư gia công của vật đúc với cấp chính xác cấp I tra bảng 3-94(Sổ tay CNCTM I ) theo kích thước lớn nhất của chi tiết là 138 mm và vị trí bề mặtkhi rót kim loại vào khuôn ta có lượng dư gia công của các bề mặt là:

- Mặt A: Kích thước danh nghĩa 36 mm, ở vị trí lòng khuôn trên thì lượng dư giacông là Zb (A) = 2 ( mm)

- Mặt C: Kích thước danh nghĩa 32 mm, ở vị trí lòng khuôn dưới thì lượng dư giacông là Zb (C) = 2 ( mm)

- Mặt D: Kích thước danh nghĩa 36 mm, ở vị trí lòng khuôn dưới thì lượng dư giacông là Zb (D) = 2 ( mm)

- Mặt đầu khối trụ nghiêng 8: Kích thước danh nghĩa 26 mm, ở vị trí mặt bên thìlượng dư gia công là : Zb = 2 ( mm)

- Mặt đầu khối trụ nghiêng 22: Kích thước danh nghĩa 17 mm, ở vị trí mặt bên thìlượng dư gia công là Zb = 2 ( mm)

- Mặt đầu các lỗ 6,5: Chọn lượng dư gia công là: Zb = 2 ( mm)

- Sai lệch cho phép theo kích thước của vật đúc với cấp chính xác cấp I theo bảng3-97 (sổ tay – CNCTM I ) đối với các bề mặt là  0,3( mm)

- Sai lệch cho phép theo chiều dày của các sườn và vách không được gia công theobảng 3-100 (sổ tay - CNCTM I ) là  0,2 ( mm )

Ta có bản vẽ chi tiết lồng phôi như sau (Hình 2)

Hình 2: Bản vẽ chi tiết lồng phôi

CHƯƠNG III

THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT

I Xác định đường lối công nghệ

Chi tiết thuộc dạng sản xuất hàng loạt lớn nên quy trình công nghệ được xácđịnh theo nguyên tắc phân tán nguyên công ( qúa trình gia công được chia ra thànhnhiều nguyên công đơn giản khác nhau ), ở đây mỗi máy thực hiện một nguyêncông nhất định, đồ gá được sử dụng là đồ gá chuyên dùng

II Chọn phương pháp gia công

pháp gia công là phay Khi đó theo bảng 3- 69 (sổ tay CNCTM I ) ta chọn giacông lần cuối là phay tinh

- Khi gia công 2 lỗ 18+ 0.019 ( mm ) và vát mép đảm bảo độ vuông góc giữa đường

bảng 3-87 (sổ tay – CNCTM I ) ta chọn gia công lần cuối lỗ là Doa Khi đó cácbước gia công lỗ là Khoan - Khoét – Doa – Vát mép

- Khi gia công 6 lỗ 6,5( mm ) ta gia công một lần là khoan

- Khi gia công lỗ 8 ( mm ) với độ nhám bề mặt Ra= 10 (m) cấp nhẵm bóng là 4.Theo bảng 3-87 (sổ tay – CNCTM I ) ta chọn gia công lần cuối là Doa khi đó cácbước gia công lỗ 8( mm ) với Ra = 5 (m) là Khoan – Doa

- Khi gia công lỗ ren trong M12x1,5 ta chọn các bước gia công là: Khoan- tarô.

doa-III Lập quy trình công nghệ gia công chi tiết

3 Trình tự gia công

1 - Nguyên công 1: Phay mặt phẳng A đạt Ra =10 (m)

4 - Nguyên công 4: Khoan, khoét, vát mép, doa lỗ 18+0,019 đạt Ra =2,5 (m)

5 - Nguyên công 5: Khoan, khoét, vát mép, doa lỗ φ18−0,043−0,023 đạt Ra =2,5 (m)

6 - Nguyên công 6: Phay mặt nghiêng đạt Ra = 10 m

7 - Nguyên công 7: Khoan- Khoét – Doa- Ta rô ren M12x1,5

8 - Nguyên công 8: Phay mặt đầu các lỗ 6,5

9 - Nguyên công 9: Khoan 6 lỗ 6,5

10 - Nguyên công 10: Phay mặt đầu lỗ 8

11- Nguyên công 11: Khoan – Vát mép – Doa lỗ 8

12 - Nguyên công 12: Tiện lỗ 22

13 - Nguyên công 13: Khoan- lỗ 2

14 - Nguyên công 14: Kiểm tra

IV Thiết kế nguyên công

1.Nguyên công 1: Phay mặt A

Yêu cầu: đạt Ra = 10 m

- Định vị: Hai phiến tỳ hạn chế 3 bậc tự do(BTD)

- Kẹp chặt: dùng cơ cấu kẹp thanh truyền liên động

- Chọn máy: Máy phay 6H12, công suất 1,7 kW

- Chọn dao: Chọn dao phay mặt đầu có gắn mảnh hợp kim cứng, theo bảng 4-95(sổ tay – CNCTM I ) ta có các thông số của dao : D =100 (mm) ; B =50 ( mm ) d= 32 ( mm ); số răng Z = 8 răng

- K1 là các hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào dạng gia công K1= 1

- K2 là các hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kì bền của dao K2= 0,87

- K3 là các hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào góc nghiêng chính K3= 0,89

- K4 là các hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái bề mặt gia công K4= 1

- K5 là các hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều rộng phay K5= 1,12

Lượng chạy dao phút Sph =SzxZ x nm = 0,1 x 8 x 255 = 204 (mm/phút)

- Sơ đồ nguyên công

w w

n 10

2.Nguyên công 2: Phay mặt C đạt kích thước 32 0,05 mm

-Yêu cầu: Ra = 5 m

Định vị: Hai phiến tỳ hạn chế 3 BTD, 2 khối V ngắn hạn chế 3 BTD trong đó cómột khối V di động

- Kẹp chặt: dùng khối V di động có bu lông để kẹp

- Chọn máy: Máy phay 6H12, công suất 1,7 kW

- Chọn dao: Chọn dao phay mặt đầu có gắn mảnh hợp kim cứng, T15K6 theo bảng4-95 (sổ tay – CNCTM I ) ta có các thông số của dao : D =100 (mm) ; B

- K1 là các hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào dạng gia công K1= 1

- K2 là các hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kì bền của dao K2= 0,87

- K3 là các hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào góc nghiêng chính K3= 0,89

- K4 là các hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái bề mặt gia công K4= 1

- K5 là các hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều rộng phay K5= 1,12

Lượng chạy dao phút Sph =SzxZ x nm = 0,1 x 8 x 255 = 204 (mm/phút)

- Sơ đồ nguyên công

s

w

n5

3.Nguyên công 3: Phay mặt D đạt kích thước36 mm

- Yêu cầu: Ra = 10 m

- Định vị: Hai phiến tỳ hạn chế 3 BTD

- Kẹp chặt: dùng cơ cấu kẹp thanh truyền liên động

- Chọn máy: Máy phay 6H12, công suất 1,7 kW

- Chọn dao: Chọn dao phay mặt đầu có gắn mảnh hợp kim cứng P18

- Chế độ cắt:

+ Chiều sâu cắt: Phay thô: t = 1,5 mm

Phay tinh: t = 0,5 mm+ Lượng chạy dao: Phay thô Sz = 0,12 mm/răng

Phay tinh Sz = 0,1 mm/răng+ Tốc độ cắt: Vtt = 154,5 ( m/phút ); nm = 492 (vòng/phút )

- Sơ đồ nguyên công như nguyên công 2

4.Nguyên công 4: Khoan, khoét,doa lỗ 18+0,019

- Yêu cầu: Ra = 2,5 m

- Định vị: Hai phiến tỳ hạn chế 3 BTD, chụp định vị hạn chế 3 BTD

- Kẹp chặt: dùng cơ cấu trụ trượt thanh răng

- Chọn máy: Máy khoan 2A125, công suất 1 kW

- Chọn dao: Chọn dao P9

- Chế độ cắt:

Khoan lỗ : t = 8,5 mm; S = 0,55 mm/v; n = 1015 v/ph, Vtt = 30,34 m/phKhoét: t = 0,4 mm; S = 0,55 mm/v; n = 240 v/ph; Vtt = 13,56 m/ph

Doa : t =0,1 mm S = 0,55 mm/v; n = 240 v/ph; Vtt = 13,56 m/ph

- Sơ đồ nguyên công

wn

s

n 10

7.Nguyên công 7: : Khoan-Koét – Doa- Ta rô ren M12x1,5

- Định vị: Hai phiến tỳ hạn chế 3 BTD, 1 chốt trụ ngắn hạn chế 2 BTD, 1 chốt trámhạn chế 1 BTD

- Kẹp chặt: dùng mỏ kẹp liên động

- Chọn máy: máy khoan cần 2A125

- Chế độ cắt: Khoan: t = 5,75 mm; S = 0,1 mm/v; n = 600v/ph; Vtt = 39,56 m/ph

Khoét: t = 0,2 mm; S = 0,08 mm/v; n = 600v/ph; Vtt= 41,45 m/ph Doa : t= 0,05 mm S = 0,08 mm/v; n = 600v/ph; Vtt= 41,45 m/ph

- Định vị: Hai phiến tỳ hạn chế 3 BTD, 1 chốt trụ ngắn hạn chế 2 BTD, 1 chốt trámhạn chế 1 BTD

- Kẹp chặt: dùng cơ cấu mỏ kẹp liên động

- Chọn máy: máy khoan cần 2A125

10.Nguyên công 10: Phay mặt đầu lỗ 8

- Định vị: Hai phiến tỳ hạn chế 3 bậc tự do(BTD), 1 chốt trụ ngắn hạn chế 2 BTD,

1 chốt trám hạn chế 1 BTD

11 Nguyên công 11: Khoan, Doa lỗ 8

- Định vị: Hai phiến tỳ hạn chế 3 bậc tự do(BTD), 1 chốt trụ ngắn hạn chế 2 BTD,

- Chọn dao: Chọn dao P18

- Sơ đồ gá đặt: Như nguyên công 10

12.Nguyên công 12: Tiện lỗ 22

- Định vị: Hai phiến tỳ hạn chế 3 bậc tự do(BTD), 1 chốt trụ ngắn hạn chế 2 BTD,

w

13.Nguyên công 13: Khoan 2

- Định vị: Hai phiến tỳ hạn chế 3 bậc tự do(BTD), 1 chốt trụ ngắn hạn chế 2 BTD,

- Sơ đồ nguyên công

14 Nguyên công 14: Kiểm tra

- Định vị : Mặt đáy khống chế 3 BTD

- Kẹp chặt: Không cần kẹp chặt

- Bàn kiểm tra: giá đỡ đồng hồ so được đặt cố định trên mặt phẳng định vị Đầu đo

di chuyển trên trục kiểm tra lắp trong lỗ kiểm tra

- Sơ đồ kiểm tra:

w

w

n

V Tính và tra lượng dư cho các bề mặt gia công

1 Tính lượng dư cho một bề mặt:

Tính lượng dư cho nguyên công phay mặt bích C:

lượng phôi G = 0,25 (kg) , vật liệu phôi :nhôm

Quy trình công nghệ gồm 2 bước phay thô và phay tinh

Để thuận tiện cho việc tính toán ta có bảng tính lượng dư gia công như sau:

Theo bảng 3-66 (sổ tay – CNCTM I ) ta có chất lượng bề mặt chi tiết đúc trong khuôn kim loại là

Sai lệch không gian tổng cộng được xác định theo công thức sau: ph =

√Δ cv2 +Δ dk2

Trong đó :

cv là sai lệch cong vênh, cv = 0

- dk là độ xê dịch khuôn, khi gia công mặt phẳng thì lấy bằng dung sai kích thước lớn nhất kể từ mặt gia công tới chuẩn công nghệ theo bảng 3-11 (sổ tay – CNCTM

I ) ta có d = n = 620 (m)

 dk = √ ( δn

2 )2+( δd

2 )2 = √ ( 620 2 )2+( 620 2 )2 = 438 (m)Khi đó sai lệch không gian tổng cộng là :

ph = √Δ cv2 +Δ dk2 = 438 (m)

Sai lệch không gian còn lại của phay thô là: t = 0.05xph = 0.05x438 =21,9 (m)Sai số gá đặt khi phay thô được xác định như sau: gđ 1 = √ εc

2 +εk

2

Trong đó :

c là sai số chuẩn, c = 0 do chuẩn định vị trùng gốc kích thước

- k là sai số kẹp chặt được xác định theo bảng số 20 ( thiết kế ĐACNCTM)

ta có k = 120 (m)

Khi đó sai số gá đặt khi phay thô là : gđ 1 = √ εc

2 +εk

2

= √0+1202 = 120 (m)Sai số gá đặt khi phay tinh là: gđ 2 = 0.05x gđ 1 = 0.05x120 = 6 (m)

Xác định lượng dư nhỏ nhất khi gia công theo công thức :

2Zmin = 2(RZi-1 + Ti-1 + √Δ i−12 +ε i2 )

Lượng dư nhỏ nhất khi phay thô là:

2Zmin = 2( 200 + 100 + √4382+1202 ) = 1508 (m)Lượng dư nhỏ nhất khi phay tinh là:

Kích thước sau khi phay thô: dt = 32 + 0,145 = 32,145 (mm)

* Lượng dư giới hạn được xác định như sau:

Khi phay tinh: Zmin = dmintho-dmint =32,145-32=0,145 (mm)

Zmax = dmaxtho -dmaxt =32,395- 32,1=0,295 (mm)

Khi phay thô : Zmin = 32,345 – 32,145 = 0,2 (mm)

Zmax - Zmin = Tp - Tct (kết quả tính toán đúng)

2 Tra lượng dư cho các bề mặt còn lại

2.1 Nguyên công 1: Phay mặt phẳng A đạt R a =10 (m)

- Lượng dư gia công khi phay mặt A : Zb = 2 mm được chia 2 bước

Bước 1: Phay thô Zb = 1,5 mmBước 2: Phay tinh Zb = 0,5 mm

2.2- Nguyên công 2: Phay mặt C đạt R a =5(m) Z b = 2 mm

Bước1:Phay thô Z b =1,5 mm

Bước 2: Phay tinh Z b= 0,5mm

2.3 - Nguyên công 3: Phay mặt D đạt kích thước 36 mm và R a =10 (m)

- Lượng dư gia công khi phay mặt D : Zb = 2 mm được chia 2 bước

Bước 1: Phay thô Zb = 1,5 mmBước 2: Phay tinh Zb = 0,5 mm

2.4 - Nguyên công 4: Khoan, khoét, doa lỗ 18 +0,019 đạt R a =2,5 (m)

- Lượng dư gia công khi gia công lỗ:

Bước 2: Khoét 2Zb = 0,4 mmBước 3: Doa thô lỗ 2Zb = 0,1 mm

2.5 - Nguyên công 5: Khoan, khoét, doa lỗ φ18−0,043

Phay thô Zb= 1,5(m) Phay tinh Zb = 0,5(m)

2.7 - Nguyên công 7: Khoan ta rô M12 ¿ 1,5

Bước 1: Khoan 2Zb = 11,5 (mm) Bước 2: Khoét 2Zb =0,4(mm)

Bước 3: Doa 2Zb =0,1(mm)

2.8- Nguyên công 8: Phay mặt đầu các lỗ 6,5

- Do không yêu cầu về kỹ thuật nên ta chỉ phay thô: Zb = 2 mm

2.9 - Nguyên công 9: Khoan 6 lỗ 6,5

- Lượng dư gia công khi gia công lỗ:

2.10 - Nguyên công 10: Phay mặt đầu lỗ 8

- Phay một lần Zb = 2 mm

2.11- Nguyên công 11: Khoan –Doa lỗ 8

- Lượng dư gia công khi gia công lỗ:

Bước 1: Khoan 2Zb = 7,8 mmBước 2: Doa thô lỗ 2Zb = 0,2 mm

2.12 - Nguyên công 12: Tiện lỗ Φ 22

- Tiện một lần 2Zb = 4 mm