Tài liệu tham khảo Quy trình công nghệ gia công chi tiết trục vòi phun bơm cao áp động cơ Điezen D12
Lời nói đầu Trong bối cảnh hiện nay, khi mà tất cả các ngành kinh tế-kỹ thuật trong cả nớc đang cố gắng đẩy nhanh quá trình phát triển nhằm tạo ra năng suất lao động ngày càng cao hơn,phục vụ tốt nhu cầu của cuộc sống Ngành cơ khí của chúng ta cũng không nằm ngoài guồng quay đó,nhng làm thế nào để có thể từng bớc thay đổi và thay thế dần những máy móc đã không còn hiên đại,làm thế nào để có thể tạo ra năng suất lao động ngày càng cao hơn.Điều đó chỉ có thể thực hiện bằng cách thay đổi công nghệ sản xuất, ứng dụng những tiến bộ khoa học kỹ thuật hiện đại vào sản xuất Mà bộ môn Công nghệ chế tạo máy sẽ giúp ta có thêm những kiến thức để thực hiện điều này, giúp ta cách làm thế nào để chọn ra phơng án tối u cho một bài toán công nghệ.Trong bài viết này, em trình bày quy trình công nghệ để gia công chi tiết trục Vòi phun bơm cao áp động cơ Điezen D12 ,bao gồm các b ớc tiến hành theo đề bài đã đợc giao. Do đây là lần đầu tiên em đợc ứng dụng những kiến thức đã học để thiết kế một cách tơng đối hoàn chỉnh một chi tiết cho nên những sai sót trong quá trình thiết kế là không thể tránh khỏi do không có kinh nghiệm thực tế .Nhân đây, em cũng xin cảm ơn thầy Nguyễn Huy Ninh đã trực tiếp hớng dẫn em trong quá trình thiết kế đồ án môn học Công nghệ chế tạo máy. Chân thành cảm ơn thầy! 1 Nội dung thuyết minh và tính toán Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy I. Đầu đề thiết kế : Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo chi tiết T10. II.Các số liệu ban đầu: Sản lợng hàng năm : 5.000 chi tiết/năm. Điều kiện sản xuất: Tự chọn. III.Nội dung thuyết minh và tính toán. 1. Phân tích chức năng làm việc của chi tiết: Chi tiết bài cho là piston bơm cao áp của động cơ Diezen D12 .Nhiêm vụ của bơm cao áp là tạo ra dòng nhiên liệu có áp suất cao đi vào buồng nhiên liệu dới dạng sơng mù.Từ đó,ta thấy rằng piston phải làm việc trong môi trờng có áp lực rất lớn.Nhng yêu cầu khe hở giữa xylanh và piston phải nhỏ để nhiên liệu không thể đi ngợc trở lại.Vật liệu chọn làm piston phải có độ cứng cao,chịu uốn tốt chọn là thép vòng bi (lò xo),ở đây ta chú ý đến độ tròn của 8 ,độ côn của 8 và độ vuông góc giữa mặt đầu và đờng tâm của chi tiết. *Thành phần hoá học và cơ tính của thép vòng bi.(Sách Vật liệu học) Nguyên tố C Si Mn Cr P S Thành phần(%) 1% 1% 1% 0,5% %02,0 %02,0 2. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết: Cũng nh các dạng chi tiết khác, đối với chi tiết trục tính công nghệ có ý nghĩa quan trọng vì nó ảnh hởng trực tiếp đến năng suất cũng nh độ chính xác gia công. Vì vậy khi thiết kế cần chú ý đến kết cấu: Chi tiết cho dạng trục bậc có tiết diện thay đổi không lớn nên ta chọn phôi tròn cán nóng.Do kích thớc của chi tiết rất nhỏ nên việc cán nóng có thể thực hiện dễ dàng trên các máy không cần có công suất lớn.Tuy nhiên, chi tiết này yêu cầu kĩ thuật rất cao nên tính công nghệ trong khi gia công nó là thấp và bắt buộc phải có những quá trình mới.Chẳng hạn,do độ cứng rất cao 2 40 ữ 45 HRC ,yêu cầu về độ thẳng cần chính xác nên bớc gia công chuẩn bị phôi cần có nguyên công nắn thẳng và ủ, thờng hoá để làm giảm độ cứng chi tiết thì mới có thể gia công đợc.Việc gia công lỗ 3 ở mặt đầu nếu kẹp trên mâm cặp thì sẽ không đảm bảo độ đồng tâm cao để thuận lợi cho việc làm chuẩn sau này.Còn lỗ 3 trên rãnh thì rất khó xác định tâm vì nó phải nghiêng so với lỗ 4 một góc là 0 4 và cần có đồ gá riêng .Ngoài ra, bề mặt làm việc 8 yêu cầu độ bóng cao mR a à 04,0 = nên ta phải mài nghiền mới có thể đạt đợc. 3. Xác định dạng sản xuất: Do chi tiết rất nhỏ nên khi tra bảng 2.6(Sách hớng dẫn ĐCAN) với l- ợng sản xuất hằng năm là 5000 chi tiết ta đợc dạng sản xuất là loạt vừa. Tuy nhiên ta có thể tính đợc một cách trực tiếp: Sản lợng hàng năm của chi tiết đợc xác định theo công thức sau đây: N = N 1 .m(1 + 100 + ) Trong đó: N : Số chi tiết đợc sản xuất trong một năm; N 1 : Số sản phẩm đợc sản xuất trong một năm; m : Số chi tiết trong một sản phẩm; : Số chi tiết đợc chế tạo thêm để dự trữ (5% đến 7%) chọn = 6% : phế phẩm = 3% ữ 6%, chọn = 4%, lúc đó : N = N 1 .m(1 + 100 + ) Thay số ta có: N = 5000.1.(1 + 100 06,004,0 + ) =5050 chi tiết/năm. Sau khi xác định đợc sản lợng hàng năm ta phải xác định trọng lợng của chi tiết. Trọng lợng của chi tiết đợc xác định theo công thức: Q = V.( kg) 3 Thể tích của chi tiết: V = 3 126,3 cm Vậy trọng lợng chi tiết: Q = 3,126.7,853/1000 = 0,0245kg=24,5g Theo bảng 2 trang 1- Thiết kế đồ án CNCTM, ta có: Dạng sản suất: Hàng loạt vừa Trong đó: Thể tích của chi tiết đợc tính nh sau: )( 443 ++++= vatloloranhlotamdacchitiet VVVVVVV V dac = = 5,1 4 5,7 )205,16( 4 8 9 4 5,7 3,7 4 10 )5,1.55,15( 3 2,1 6,2. 4 3 222 2 22 2 ++++ +++++ =2934mm 3 V lotam = 321 SSS ++ = 32 2 22 3,745,1. 2 39,4 5,1 2 39,4 3 2,1 8,7.5,1.5,1 3 87,0 mm = ++ ++ 32 3 8,75,1 1,1 mmV lo == 3222 44 110)5,2.25,22.(. 3 5,0 2 6 mmVV vatlo =+++=+ 33 126,3312629343,741108,7 cmmmV ==+++= 4. Chọn phơng pháp chế tạo phôi: Từ việc phân tích chức năng làm việc của chi tiết và việc phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết bài cho ta chọn phôi để gia công piston bơm cao áp động cơ Diezen là phôi cán nóng. 4 5. Lập thứ tự các nguyên công, các bớc (vẽ sơ đồ gá đặt, ký hiệu định vị, kẹp chặt, chọn máy, chọn dao, vẽ chiều chuyển động của dao, của chi tiết). 1. Thứ tự các nguyên công: Nguyên công 1 : ủ, thờng hoá để làm giảm độ cứng phôi. Nguyên công 2 : Nắn thẳng phôi Nguyên công 3: Cắt đứt, khoan 2 lỗ tâm. - Trên máy phay- khoan -Dao :Dùng 2 dao phay đĩa 3 mặt trên máy phay ngang xác định kích thớc 58,1 1,0 + ,và hai mũi khoan trên trục nằm ngang để khoan 2 lỗ tâm và vát mép. Nguyên công 4: Tiện thô bề mặt làm việc(4 bớc) -Máy tiện -Dao tiện trơn,tiện bậc,xấn rãnh Nguyên công 5 :Tiện tinh bề mặt làm việc 8 . -Máy tiện -Dao tiện trơn Nguyên công 6 : Phay mặt phẳng để khoan lỗ 4 . -Máy phay ngang -Dao là dao phay đĩa 3 mặt Nguyên công 7 : Khoan lỗ 4 , vát mép lỗ 4 . -Máy khoan đứng vạn năng -Dao khoan là mũi khoan ruột gà 4 . Nguyên công 8 : Vát mép còn lại lỗ 4 . -Máy khoan đứng vạn năng -Dao khoan là mũi khoan ruột gà 4 Nguyên công 9 :Phay rãnh phân phối nhiên liệu -Máy phay ngang -Dao phay đĩa 3 mặt định kích thớc 4mm Nguyên công 10:Khoan lỗ 3 -Máy khoan đứng 5 -Dao là mũi khoan 3 Nguyên công 11:Nhiệt luyện Nguyên công 12: Mài tinh bề mặt làm việc -Mài thô -Mài tinh Nguyên công 13:Nghiền bề mặt làm việc -Nghiền thô -Nghiền bán tinh -Nghiền tinh Nguyên công 14:Kiểm tra -Độ thẳng của bề mặt làm việc -Độ vuông góc giữa mặt đầu và bề mặt làm việc. Thiết kế các nguyên công cụ thể: Nguyên công 1 : ủ, thờng hoá để làm giảm độ cứng phôi. ủ thép là nung nóng thép đến nhiệt độ nhất định,giữ nhiệt lâu rồi làm chậm. cùng lò để đạt tổ chức ổn định peclit với độ cứng thấp và độ dẻo 6 cao.Hai nét đặc trng của ủ là nhiệt độ không có quy luật tổng quát và làm nguội chem. để đạt độ cứng cân bằng.Mục đích của việc ủ trong nguyên công này là để làm mềm thép khiến cho việc gia công cắt gọt dễ dàng. Thép lò xo có thành phần cacbon 1 % thuộc loại thép có thành phần cacbon cao nên khi ủ phải theo phơng pháp ủ có chuyển biến pha.Lúc này,nhiệt độ ủ cao hơn A 1c nên có xảy ra sự chuyển biến peclit austenit khi nung nóng với hiệu ứng làm nhỏ hạt, nên khi làm nguội chậm austenit hạt nhỏ lại chuyển biến thành peclit kích thớc nhỏ và phải ủ không hoàn toàn hoặc ủ cầu hoá,nh sau: ủ không hoàn toàn đó là nung nóng thép tới trạng thái không hoàn toàn tới austenit ở nhiệt độ cao hơn A 1c nhng thấp hơn A cm : CCAT cu 0000 1 760750)3020( ữ=ữ+= Tổ chức tạo thành khi ủ là peclit hạt, do chỉ đợc nung thấp ( quá nhiệt độ A 1c một chút) bản thân austenit tạo thành cha kịp đồng đều hoá thành phần hoặc vẫn còn các phần tử xêmentit của peclit cha chuyển biến xong hoặc xêmentit II.Sự không đồng nhất nh vậy làm cho sự tạo thành peclit hạt dễ dàng và độ cứng HB <220 dễ cắt hơn. ủ cầu hoá:Nhiệt độ nung dao động dới A 1c ,nung nhiệt độ tới C 00 760750 ữ rồi giữ khoảng 5 phút ,rồi làm nguội xuống C 00 660650 ữ giữ nhiệt khoảng 5 phút lặp đi lặp lại nhiều lần sẽ xúc tiến nhanh quá trình cầu hoá xêmentit thành tạo thành peclit hạt. Nguyên công 2 : Nắn thẳng phôi Công việc nắn thẳng phôi đợc tiến hành trên máy chuyên dùng. Nguyên công 3 : Cắt đứt, khoan 2 lỗ tâm. 1.Định vị: Chọn mặt tròn ngoài của phôi làm chuẩn thô,dùng khối V dài định vị 4 bậc tự do và chốt định vị 1 bậc tự do, bậc xoay không cần định vị. 2.Kẹp chặt: Kẹp chặt bằng cơ cấu ren vít. 7 3.Chọn máy: Máy phay-khoan tâm bán tự động.Bảng P3.42 (339) tài liệu (3) Giá thành và đặc tính kĩ thuật Mác máy MP-77 Giá thành(USD) 9790 Đờng kính phôi gia công,mm 20-60 Chiều dài phôi gia công,mm 100-200 Số cấp tốc độ của trục chính dao phay 7 Số vòng quay của trục chính dao phay,vg/ph 456;582 Hành trình lớn nhất của trục chính đầu phay,mm 160 Lợng chạy dao công tác của dao phay,mm/ph 20-400 Số cấp tốc độ của trục chính khoan 6 Số vòng quay của trục chính khoan,vg/ph 815;1125 Chuôi của trục chính theo tiêu chuẩn OCT 50 Hành trình của đầu khoan,mm 60 Lợng chạy dao công tác của đầu khoan,mm/ph 20-300 4.Chọn dao: Dùng dao phay đĩa 3 mặt răng gắn mảnh hợp kim cứng, có các kích thớc sau( Tra theo bảng 4-85 Sổ tay Công nghệ chế tạo máy tập 1): D = 100 mm;d=32 mm; B=14mm; Z =8 răng. Chọn mũi khoan bằng hợp kim cứng loại xoắn vít đuôi trụ dùng cho vật liệu khó gia công , loại ngắn.Các kích thớc đợc tra theo bảng 4-40 (Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1) Tên mũi khoan Đờng kính (mm) Chiều dài L(mm) Chiều dài phần làm việc l(mm) 3 ữ 10 9045 ữ 4516 ữ 5.Ký hiệu chiều chuyển động của dao và chi tiết: Nh hình vẽ 6.L ợng d gia công: Theo bảng 3-121 Sổ tay CNCTM 1 Chọn lợng d mm2 = 7.Chế độ cắt: Theo cách tra bảng +Khi phay:-Lợng chạy dao. Bảng 5-177 8 Công suất máy(kW) Độ cứng vững của hệ thống Phay rãnh Độ bền MPa b ; 900 Chiều sâu cắt t,mm 30 Trung bình Lợng chạy dao răng S Z ,mm/răng 0,08 ữ 0,1 -Tốc độ cắt: Bảng 5-179 T(ph) Z D B(mm) T(mm) Lợng chạy dao S z (mm/răng) 120 80 110 10 26 15 0,2 Tốc độ cắt (m/ph) 245 Bảng 5-181:Công suất khi phay rãnh thép bằng dao phay đĩa gắn mảnh hợp kim cứng. kWN e 2,3 = +Khi khoan: -Lợng chạy dao:Bảng 5-87STCNCTM 2 D=3mm; mmMPa b 800 ; Nhóm chạy dao:1 06,0 05,0 = S mm/vg . - Tốc độ cắt:Tra bảng 5-86 STCNCTM 2 cho tốc độ cắt khi khoan thép hợp kim bằng mũi khoan thép gió có dung dịch trơn nguội Nhóm thép gia công:9 Đờng kính mũi khoan:3mm Lợng chạy dao:0,11mm/vg phmV /5,20 = -Công suất:Tra bảng 5-88 STCNCTM 2 cho công suất khi khoan thép bằng mũi khoan thép gió. mmMPa b 900 9 Đờng kính mũi khoan:3mm Lợng chạy dao:0,11mm/vg phmV /5,20 = kWN e 8,0 = Nguyên công 4 : Tiện thô bề mặt làm việc . Do tiện bằng chống tâm hai đầu nên phải dùng tốc để truyền mômen xoắn cho chi tiết.Nh vậy, ta chỉ có thể tiện từng đầu một và phải chuyển tốc để tiện đầu kia để gia công đầu còn lại. 1.Định vị: Dùng hai mũi tâm chống vào hai lỗ tâm đã có ở nguyên công trớc.Hai lỗ tâm đợc dùng làm chuẩn tinh trong suốt quá trình tiện.Hai mũi tâm định vị 4 bậc tự do. 2. Kẹp chặt : Kẹp chặt luôn bằng hai mũi tâm. 3.Chọn máy: Máy tiện vạn năng 1K62. Tính năng kĩ thuật 1K62 Đờng kính gia công lớn nhất 400 Đờng kính gia công lớn nhất dới bàn dao 220 Đờng kính gia công lớn nhất lỗ trục chính,mm 45 Khoảng cách tâm,mm 710 Số cấp tốc độ trục chính 18 Số vòng quay trục chính,vg/ph 12-3000 Lợng chạy dao dọc và ngang(mm/vg) - Dọc 0,07-4,16 0,035-2,08 3,4 1,7 Công suất động cơ chính (kW) 10 Công suất động cơ chạy nhanh (kW) 1 Kích thớc máy -Rộng -Cao -Dài 1140 1350 2760 Trọng lợng máy (kG) 2505 10 [...]... mặt gia công khác của chi tiết thì tra theo Sổ tay Công nghệ 24 Trong bài này ta đi tính lợng d gia công cho mặt tròn ngoài của chi tiết bơm piston cao áp động cơ Diezen D12 Các nguyên công để gia công mặt trụ 8 bao gồm: -Tiện thô từ phôi thanh -Tiện tinh -Nhiệt luyện -Mài thô -Mài tinh -Nghiền thô -Nghiền bán tinh -Nghiền tinh Các nguyên công tiện và mài có chuẩn định vị là hai lỗ tâm.Các nguyên công. .. 1020.60 1020.60 8 Tính thời gian cơ bản cho tất cả các nguyên công: Trong sản xuất hàng loạt và sản xuất hàng khối thời gian nguyên công đợc xác định theo công thức sau đây: Ttc = To + Tp + Tpv + Ttn Trong đó : Ttc - Thời gian từng chi c (thời gian nguyên công) To - Thời gian cơ bản ( thời gian cần thiết để biến đổi trực tiếp hình dạng, kích thớc và tính chất cơ lí của chi tiết; thời gian này có thể đợc thực... hoặc bằng tay và trong từng trờng hợp gia công cụ thể có công thức tính tơng ứng) Tp - Thời gian phụ ( thời gian cần thiết để ngời công nhân gá, tháo chi tiết, mở máy, chọn chế độ cắt, dịch chuyển ụ dao và bàn máy, kiểm tra kích thớc của chi tiết ) Khi xác định thời gian nguyên công ta có thể giá trị gần đúng Tp = 10%To Tpv - Thời gian phục vụ chỗ làm việc gồm: thời gian phục vụ kỹ thuật (Tpvkt) để thay... thời gian phục vụ tổ chức (Tpvtc) để tra dầu cho máy, thu dọn chỗ làm việc, bàn giao ca kíp (Tpvtc=3%To) Ttn - Thời gian nghỉ ngơI tự nhiên của công nhân (Ttn = 5%To) Xác định thời gian cơ bản theo công thức sau đây: To = L + L1 + L 2 S n Trong đó: L - Chi u dài bề mặt gia công (mm) L1 - Chi u dài ăn dao (mm) 31 L2 - Chi u dài thoát dao (mm) S - Lợng chạy dao vòng(mm/vòng) n - Số vòng quay hoặc hành trình. .. có ở nguyên công trớc.Hai lỗ tâm đợc dùng làm chuẩn tinh trong suốt quá trình tiện.Hai mũi tâm định vị 4 bậc tự do 2.Sơ đồ kẹp chặt: Kẹp chặt luôn bằng hai mũi tâm 3.Chọn máy: Máy tiện vạn năng 1K62 Tính năng kĩ thuật Đờng kính gia công lớn nhất Đờng kính gia công lớn nhất dới bàn dao Đờng kính gia công lớn nhất lỗ trục chính,mm Khoảng cách tâm,mm Số cấp tốc độ trục chính Số vòng quay trục chính,vg/ph... 12-3000 0,07-4,16 0,035-2,08 3,4 1,7 Công suất động cơ chính (kW) 10 Công suất động cơ chạy nhanh (kW) 1 Kích thớc máy -Rộng 1140 1350 -Cao 2760 -Dài Trọng lợng máy (kG) 2505 4.Chọn dao: Dùng dao tiện ngoài thân thẳng gắn mảnh hợp kim cứng, có kích thớc sau ( Tra theo bảng 4-5 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 1): n = 60 16 10 100 4,5 n1 0 = 60 0 4 8 0,5 5.Lợng d gia công: Theo bảng 3-120 Sổ tay CNCTM... 0 max Z 0 min = 2050 1720 = 330àm = ph ct = 400 70 +Lợng d trung gian Z 3 = Z 3 max Z 3 min = 600 500 = 100àm = 2 3 = 200 100 7 Tính chế độ cắt của một bề mặt nào đó, còn tất cả các bề mặt gia công khác của chi tiết thì tra theo Sổ tay Công nghệ [7] Nguyên công tính chế độ cắt( trùng nguyên công thiết kế đồ gá): Nguyên công 9 Phay rãnh phân phối nhiên liệu Ta có các thông số đầu vào: Máy... bàn máy,mm Công suất động cơ( kW),hiệu suất = 0,75 Số vòng/phút của trục chính Lợng chạy dao dọc và ngang mm/phút Lực cắt chi u trục lớn nhất cho phép (kG) 6H82 320x1250 7 30;37,5 19;23,5;30 2000 28 Dao chọn là dao phaycắt rãnh,tra trong bảng 4-86 (Sổ tay Công nghệ chế tạo máy tập 1),có các kích thớc sau: D(mm) 80 B(mm) 4 d(mm) 22 Số răng cho loại2 32 Ta có: - Chi u sâu phay t = 1,4 mm - Chi u rộng... 1200C/s) nên có độ cứng và độ dòn rất cao và đồng thời trong chi tiết xuất hiện rất nhiều ứng suất d Vì vậy ta phải tiến hành bớc tiếp theo là ram thấp, bởi vì chi tiết có yêu cầu độ cứng rất cao nên khi ta tiến hành ram thấp thì độ cứng sẽ không giảm đi đáng kể - Ram thấp: Nung chi tiết tới nhiệt độ 150 - 2500C để tổ chức đạt đợc là máctenxit ram Sau khi ram độ cứng của chi tiết giảm không đáng kể 1ữ3HRC... 2,22mm/p - Công suất cắt yêu cầu N: Với chi u dài mài là 38mm tra bảng 5-205 ta đợc công suất cắt yêu cầu là Nb = 2,5kw Với các hệ số hiệu chỉnh về công suất: k1: hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công k1 = 1,1 (thép đã qua tôi) k2: hệ số phụ thuộc vào độ cứng đá k2= 1 Vậy công suất cắt thực tế: N = Nb.k = 2,5.1,1 = 2,75 kw Nguyên công 13:Nghiền bề mặt làm việc 1.Sơ đồ gá đặt: 2.Định vị: Chi tiết đợc