Thiết kế quy trình công nghệ và khuôn để chế tạo chi tiết đã cho

Đồ án công nghệ tạo hình vật liệu khối Lời nói đầu Đồ án môn học đề tài thử nghiệm giúp sinh viên tổng hợp đợc kiến thức học đợc thời gian theo học trờng Đồ án giúp sinh viên tập làm quen với cách vận dụng kiến thức học vào công việc thiết kế , thao tác thiết kế , nhằm vận dụng có hiệu công tác Đối với sinh viên ngành GCAL Đồ án môn học CN tạo hình vật liệu khối việc giúp cho sinh viên làm quen với tiêu quy trình công nghệ , kết cấu khuân phơng pháp dập tạo hình vật liệu khối , cách chọn máy để thực nguyên công , chọn cấp xác , dung sai vật dập phơng pháp trình bầy vẽ Từ môn học việc giúp sinh viên nắm đợc cách xây dựng quy trình công nghệ phơng pháp thiết kế khuân cho chi tiết sản xuất , mà giúp sinh viên có kiến thức để tính toán thiết kế đồ án tốt nghiệp trớc trờng Nội dung đồ án CN tạo hình vật liệu khối : Thiết kế quy trình công nghệ khuôn để chế tạo chi tiết cho Nội dung thiết kế bao gồm hai phần : + Phần vẽ + Phần thuyết minh Đợc hớng dẫn thầy giáo Nguyễn Nh Huynh giúp đỡ toàn thể giáo viên môn GCAL khoa Cơ Khí , giúp em hoàn thành đề đợc giao Em xin chân thành thầy giáo môn GCAL ĐHBKHN Đồ án công nghệ tạo hình vật liệu khối I Phân tích chi tiết lựa chọn phơng án công nghệ Phân tích chi tiết : ỉ162.5 ỉ133 364 635 228 74 10 30 78 R15 R15 R10 ỉ36 ĐHBKHN Đồ án công nghệ tạo hình vật liệu khối -Căn vào vẽ chi tiết ta thấy : Đây chi tiết dạng cốc có đặc điểm nh sau: + Phần miệng cốc có kích thớc: Dnt= 162,5mm dnt = 133 mm dnt1 = 91 H = 228 mm ỉ162.5 ỉ133 228 +Phần thân đáy cốc: 364 162.5 74 10 35 78 R15 ĐHBKHN Đồ án công nghệ tạo hình vật liệu khối -Phần chuôi chi tiết có dạng : R15 R10 ỉ36 Chi tiết dạng khối đợc sản xuất đơn Độ xác chi tiết trung bình , chi tiết có yêu cầu đợc gia công nóng - chi tiết đợc gia công phơng pháp dập khối , phơng pháp gia công , phơng pháp đúc Nhận thấy chi tiết đợc chế tạo theo phơng pháp dập khối có nhiều u điểm : độ bền cao , giá thành rẻ chọn phơng pháp dập khối để chế tạo chi tiết Dựa vào đặc điểm phân tích ta lựa chọn phơng án ban đầu nh sau : I.1) Phơng án : Cắt phôi máy ép trục khuỷu Chồn sơ để đạt đợckích thớc cần thiết ép chảy Phơng án qua nhiều bớc nguyên công,sử dụng nhiều máy qua nguyên công, kích thớc chi tiết lớn nên không phù hợp với yêu cầu gia công I.2) Phơng án : Cắt phôi máy cắt ép chảy Phơng án ngyên công nên yê cầu thiết bị đại không phù hợp với điều kiện sản suất I.3) Phơng án Cắt phôi tròn máy cắt Chồn phôi đến kích thớc cần thiết ép chảy Phơng án qua nhiều nguyên công nhng nguyên công đơn giản, thực đợc thiết bị có I.4) Phơng án - Cắt dập máy dập tự động liên hợp Phơng án vô suất phù hợp với sản xuất hàng loạt lớn , nhng không phù hợp với sản xuất nhỏ giá thành máy lớn không phù hợp với điều kiện sản xuất xí nghiệp vừa nhỏ Việt Nam ĐHBKHN Đồ án công nghệ tạo hình vật liệu khối *Kết luận: Dựa vào đặc điểm chi tiết yêu cầu kỹ thuật, kinh tế ta chọn phơng án sản xuất phơng án 3: II Thành lập vẽ vật dập Bản vẽ vật dập vẽ đợc xây dựng vẽ chi tiết có tính đến lợng d gia công , lợng thêm dung sai vật dập Với chi tiết : +Độ xác kích thớc không cần cao +Không có lợng d gia công , sau sản xuất xong không cần gia công mà đem sử dụng + cần phải nung trớc gia công +Loạt sản xuất : Đơn Vì : Lợng d gia công Vì gia công nóng nên gia công có lợng hao cháy II.1) Xác định lợng d dung sai Do chế tạo đợc chi tiết công nghệ rèn mà đạt đợc độ xác theo yêu cầu dẫn đến có sai lệch kích thớc, cần phải xác định sai số phạm vi cho phép A B D C d t Dựa vào sách tra cứu rèn dập khối , vẽ chi tiết ta tra đợc dung sai kích thớc nh sau ĐHBKHN Đồ án công nghệ tạo hình vật liệu khối + Chiều cao : +74 +22 +30 +22 +228 12 +55 +333 17 +66 +36 +105 +22 14 +55 +Đờng kính +133 14 +55 +162.5 14 +55 *Một phơng pháp tiết kiệm kim loại dập thể tích sử dụng phôi xác cao dập khuôn vành biên Quá trình điền đầy lòng khuôn có hai giai đoạn có hai giai đoạn vắng mặt Trong trờng hợp ta sử dụng fôi tròn dập vành biên ta dập lòng khuôn tinh vành biên *Nh vẽ vật dập là: + + + 37-+ 42+- 240- 352- 78- R15 10 + Chiều sâu lớn lòng khuôn : 42 (mm) chọn góc nghiêng thành lòng khuôn = *Bán kính góc lợn lòng khuôn : r =12 (mm) III Xác định khối lợng vật dập phôi ĐHBKHN + ỉ119- II.3) Độ nghiêng thành lòng khuôn bán kính góc lợn lòng khuôn ỉ174- R10 ỉ91-+ ỉ43+- R15 Đồ án công nghệ tạo hình vật liệu khối III.1) Xác định khối lợng vật dập Từ vẽ vật dập ta xác định đợc : Ta có : Vvd = V1 +V2 +V3 +V4 Trong đó: -V1 Thể tích phần trụ rỗng : V1 = - 176.5 242 242(119 + 912 + 119.91) = 3636cm h1 chiều cao Phần hình trụ rỗng : h1 = 242 mm S1 diện tích hình trụ: ỉ174 ỉ119 240 ỉ91 -V2 Thể tích hình trụ tròn: V2 = h2 ( R r ) V2 = 3,14.352(87,25 45,5 ) = 6319cm r2 bán kính tiết diện tròn ĐHBKHN Đồ án công nghệ tạo hình vật liệu khối R2 bán kính tiết diện tròn h2 chiều dài trụ tròn -V3 thể tích phần trụ có rỗng có đáy: V3 = ( ) 176,5 3,14.124 3,14.82 45,5 + 39 + 45,5.39 = 2571cm -V4 Thể tích phần đuôi hình tròn: V4= * r42 * h4 = 3,14.21,5 2.42 = 4cm *Vậy thể tích vật dập là: VVD = 12582 cm3 Khối lợng vật dập : GVD = V = 12582.7,84 = 98,6(kg ) Trọng lợng riêng thép CT3 : 7.84(g/cm3) III.2) Xác định khối lợng phôi Công thức tính khối lợng phôi : G ph = G vd + G pl Trong : GVD = 98,65(kg) Gpl = Gch + Gvb + G nung lần Gch =2%.Gvd = 1,973 (kg) + G nung lần Gch = 1,5.Gvd = 1,48 (kg) Gch =3,45 (kg) Gph = 98,65 +3,45 = 102(kg) + Hệ số sử dụng vật liệu: = G ph G pl G ph = 102 3,45 = 96,6 % 102 III.3)Xác định kích thớc phôi ban đầu: Sph = Sn Trong đó: Sph Diện tích tiết diện ngang phôi vị trí Sn Diện tích tiết diện vật dập vị trí ĐHBKHN Đồ án công nghệ tạo hình vật liệu khối Tiết diện Sn 15808 17960 1347 17157 0,6 0,6 0,6 Sph = Sn + 2.Sb 354 16014 18116 13685 0,6 1736 150 1763 150.05 1440 135,6 2667 1223 354 58,4 39,5 21,3 D ph = 1.13 S ph 21,3 143 152,3 132,2 1742 7 14200 0,6 0,6 10 2461 1017 0,6 0,6 Fn diện tích tiết diện ngang vật dập Fn = (718.176,5 91 + 119 91 + 65 242 + 82 = 64480mm 2 + 43.37) (91.35 + SZK 286 mm Hệ số điền đầy = 0,06 Bảng giản đồ đờng kính Sn = SZK Từ giản đồ đờng kính chọn phôi ban đầu có D0 = Dmax = 150 mm L0 Xác định từ nguyên tắc cân thể tích V = D02 / 4.L0 Từ ta có L0 =4.V/ D = 4.12582/3,14.15 =160 mm Vậy phôi ban đầu có kích thớc D0 = Dm= 150 mm ĐHBKHN L0 =160 mm Đồ án công nghệ tạo hình vật liệu khối IV.Xác định bớc QTCN thứ tự nguyên công , tính toán lực chọn cỡ thiết bị Sau xác định kích thớc hình dạng phôi ta cần xác đinh số lợng , thứ tự tính toán nguyên công Khi xác định , tính toán nguyên công cần y dây chuyền sản xuất sở , y đồ gá , trang thiết bị sở IVI)Nguyên công cắt phôi *Phôi cắt: Phôi ban đầu đợc cắt từ thép cán định hình 150 Chiều dài phôi cần cắt Lph =160mm *)Phơng pháp cắt Chọn phơng pháp cắt ca máy V.2)Nguyên công chồn: a)Tính toán lực chồn đầu chọn máy -Trong nguyên công chồn đầu ta phải xác định lực : Lực chồn đầu chày đợc gắn đầu trợt thực Pcd Lực chồn đầu cần thiết là: Đờng kính trung bình phôi sau chồn H1 = H D0 150 = 160 =120mm D1 172 Diện tích tiết diện ngang sau chồn F = D1 = 23223,44mm Lực ép cần thiết P = (1 + 0,17.D1/H1) S F = 73726 KG ĐHBKHN 10 Đồ án công nghệ tạo hình vật liệu khối Pcd = 73,7 (tấn) Trong đó: -q:áp lực đơn vị chồn -F:diện tích lực tác dụng c)Chọn thiết bị cho nguyên công chồn : Chọn máy dựa nguyên tắc : PH > PCN(max) Vậy chọn máy ép ma sát trục vít có P H = 100 có thông số sau: - Hành trình đầu: HMax = 420 mm HMin = 300 mm Năng lợng va đập kGm với số hành trình : + Nâng cao: 1200 kGm + Bình thờng: 2000 kGm Kích thớc lớn cối: Dài: Lc = 350 mm Rộng : Bc = 140 mm Cao : Hc = 380 mm - Số hành trình đầu trợt phút + Nâng cao: 20 nhát/phút + Bình thờng: 13 nhát/phút Kích thớc bàn máy: BxL = 580x650 mm Khoảng cách sống trợt: B1= 530 mm Kích thớc đầu trợt: 500x500 mm Giải thích: - Thực nguyên công công nghệ với hành trình công tác nhỏ nh dập tinh chỉnhở máy ép có hành trình bình th ờngchỉ cho phép giảm chiều dài hành trình d)Điều kiện cho phép độ dài phôi chồn Khi chồn tự độ dài phôi lớn ổn định ,phôi bị uốn dọc tạo sản phẩm theo ý muốn đợc Khi dập thể tích thiết bị nh máy búa hay máy ép đòi hỏi phôi không đợc dài mà phải phẳng đáy để định vị phôi khuôn dễ dàng.Nh ta biết rèn tự điều kiện cho phép độ dài phôi chồn sản xuất thờng lấy H 2,5D0 Còn máy rèn ngang điều kiện kẹp phôi tốt ,mặt phôi phẳng vuông góc với trục phôi thực tế ngời ta lấy tỷ lệ đờng kính chiều dài nh sau: H 3,2 D0 ĐHBKHN 11 Đồ án công nghệ tạo hình vật liệu khối Nếu mặt phôi bị vát H 2D0 Các trờng hợp khác gây phế phẩm dạng ổn định , gây vết kẹp *)Cách tính lòng khuôn chồn cần thiết,lòng khuôn thành hình Tuỳ thuộc vào thể tích vật dập đờng kính phôi mà ta dập nguyên công cuối phải qua nguyên công chuẩn bị thành hình nguyên công cuối cùng, nhiệm vụ nhằm tạo vật dập có hình dáng kích thớc theo vẽ.Tuỳ theo yêu cầu độ xác mà ta làm lòng khuôn thành hình phía cối, phía chày phần chày phần cối Điều kiện chồn cho phép mà không bị ổn định k = 1,2 + 0.2n < k = 1,2 + 0,2 * 5,25 = 2,25 < Trong đó: L0 105 = D0 20 : chiều dài tơng đối toàn thể phôi n = 5,25 n= V.4) Nguyên công dập tạo hình sơ Nguyên công dập tạo hình sơ nguyên công ép chảy Lòng khuôn dập tạo hình sơ có kết cấu lòng khuôn gần giống với kết cấu lòng khuôn dập tinh Lòng khuôn thô đợc sử dụng nhằm giảm áp lực cho lòng khuôn tinh + Góc nghiêng thành lòng khuôn theo bẳng 77 ta có : Với lòng khuôn cuối có = 30 lòng khuôn tạo hình sơ chọn góc nghiêng thành lòng khuôn = 50 + Bán kính góc lợn lòng khuôn thô : R1 = R + C = 3+2=5(mm) +Tra bảng 78 có C = (mm) ; R = 1.5 (mm) bán kính góc lợn lòng khuôn tinh + Chiều rộng lòng khuôn thô : Tại tiết diện chiều rộng giảm mm so với lòng khuôn tinh ĐHBKHN 12 Đồ án công nghệ tạo hình vật liệu khối V.5)Nguyên công dập tinh Vật dập sau nguyên công dập tinh có kích thớc hình dạng giống với chi tiết Ngoài có thêm kết cấu vành biên , màng ngăn lỗ + Góc nghiêng thành lòng khuôn = 30 + Bán kính góc lợn lòng khuôn r = (mm) + Các kích thớc rộng , cao kết cấu vành biên giống với kích thớc vật dập tính toán kết cấu vành biên tính toán VI.Kết cấu khuôn hở dập máy búa Trên khuôn có lòng khuôn sau : Dập vuốt , dập thô , dập tinh , cắt chuôi Khi chuyển phôi từ lò nung vào khuôn dập ( Lò đặt bên trái khuôn ) Chọn lòng khuôn vuốt bên trái khuôn + Lòng khuôn thô lòng khuôn tinh đặt khuôn *)Xác đinh kích thớc lòng khuôn Dựa vào kích thớc chiều cao lòng khuôn dựa vào bảng tra sổ tay dập khối tra đợc thông số sau : + Khoảng cách lòng khuôn vuốt lòng khuôn tinh > + Khoảng cách lòng khuôn tinh lòng khuôn thô > *)Xác định kích thớc bao khối khuôn Dựa vào kích thớc lòng khuôn , kích thớc lòng khuôn kích thớc khối khuôn tiêu chuẩn có kích thớc khối khuôn : 300x275x200 VII Một số kết cấu khuôn khuôn ép chảy ĐHBKHN 13 Đồ án công nghệ tạo hình vật liệu khối ĐHBKHN 14 306 Đồ án công nghệ tạo hình vật liệu khối 480 ĐHBKHN 15 Đồ án công nghệ tạo hình vật liệu khối cối ép chảy Mặt cắt I-I Rz40 0,025 A 0,02 B (Còn lại) ỉ80 1,25 0,02 A 0,025 B 16 R6 25 60 R5 30 105 42 31 12-0,4 0,63 1,25 -0,7 A 1,25 B 0,025 A ỉ125 I I Yêu cầu kỹ thuật : -Nhiệt luyệt thấm than đạt độ cứng 61 - 63HRC -Sau nhiệt luyện phải mài lại bề mặt yêu cầu độ xác cao -Vê tròn vát cạnh mép sắc lại Thiết kế Ng Văn Thắng Huớng dẫn Ng.Như Huynh Ngày Lớp GCAL - K44 - Khoa Cơ Khí Truờng ĐHBKHN ĐHBKHN cối ép chảy thép x12 Tỷ lệ 1/1 16 Đồ án công nghệ tạo hình vật liệu khối Mục lục Lời mở đầu Trang I Phân tích chi tiết lựa chọn phơng án công nghệ I.1) Phơng án I.1) Phơng án I.1) Phơng án I.1) Phơng án II Thành lập vẽ vật dập II.1) Xác định mặt phân khuôn II.2) Xác định lợng d dung sai II.3) Độ nghiêng thành lòng khuôn bán kính góc lợn lòng khuôn III Xác định khối lợng vật dập phôi III.1) Xác định khối lợng vật dập III.2) Xác định khối lợng phôi IV.Xác định kích thớc phôi hình dạng phôi V.Tính toán nguyên công V.I)Nguyên công cắt phôi V.2)Nguyên công ép chảy sơ V.3)Nguyên công ép chảy tinh VI.Kết cấu khuôn hở dập ép trục khuỷu ĐHBKHN 17 Đồ án công nghệ tạo hình vật liệu khối Tài liệu tham khảo 1.Bài giảng công nghệ rèn dập khối 2.Giáo trình công nghệ dập khối 3.Sách tra cứu rèn dập khối 4.Máy búa máy ép thuỷ lực 5.Gam máy rèn dập ĐHBKHN 18 [...]... V.4) Nguyên công dập tạo hình sơ bộ Nguyên công dập tạo hình sơ bộ là nguyên công ép chảy Lòng khuôn dập tạo hình sơ bộ có kết cấu lòng khuôn gần giống với kết cấu lòng khuôn dập tinh Lòng khuôn thô đợc sử dụng nhằm giảm áp lực cho lòng khuôn tinh + Góc nghiêng thành lòng khuôn theo bẳng 77 ta có : Với lòng khuôn cuối cùng có = 30 thì lòng khuôn tạo hình sơ bộ chọn góc nghiêng thành lòng khuôn = 50... lòng khuôn = 30 + Bán kính góc lợn lòng khuôn r = 3 (mm) + Các kích thớc rộng , cao và kết cấu vành biên giống với kích thớc vật dập đã tính toán ở trên và kết cấu vành biên đã tính toán VI.Kết cấu khuôn hở dập trên máy búa Trên khuôn có các lòng khuôn sau : Dập vuốt , dập thô , dập tinh , cắt chuôi Khi chuyển phôi từ lò nung vào khuôn dập ( Lò đặt bên trái khuôn ) Chọn lòng khuôn vuốt bên trái khuôn. .. khuôn + Lòng khuôn thô và lòng khuôn tinh đặt giữa khuôn *)Xác đinh kích thớc giữa các lòng khuôn Dựa vào kích thớc chi u cao các lòng khuôn và dựa vào các bảng tra trong sổ tay dập khối tra đợc các thông số sau : + Khoảng cách giữa lòng khuôn vuốt và lòng khuôn tinh > + Khoảng cách giữa lòng khuôn tinh và lòng khuôn thô > *)Xác định kích thớc bao khối khuôn Dựa vào các kích thớc các lòng khuôn , các... lợn lòng khuôn thô : R1 = R + C = 3+2=5(mm) +Tra bảng 78 có C = 2 (mm) ; R = 1.5 (mm) bán kính góc lợn lòng khuôn tinh + Chi u rộng lòng khuôn thô : Tại các tiết diện chi u rộng giảm đi 2 mm so với lòng khuôn tinh ĐHBKHN 12 Đồ án công nghệ tạo hình vật liệu khối V.5)Nguyên công dập tinh Vật dập sau nguyên công dập tinh có kích thớc và hình dạng giống với chi tiết Ngoài ra có thêm kết cấu vành biên... khuôn Dựa vào các kích thớc các lòng khuôn , các kích thớc giữa các lòng khuôn và kích thớc khối khuôn tiêu chuẩn có kích thớc khối khuôn là : 300x275x200 VII Một số kết cấu của khuôn 1 khuôn ép chảy ĐHBKHN 13 Đồ án công nghệ tạo hình vật liệu khối ĐHBKHN 14 306 Đồ án công nghệ tạo hình vật liệu khối 480 ĐHBKHN 15 Đồ án công nghệ tạo hình vật liệu khối 2 cối ép chảy Mặt cắt I-I Rz40 0,025 A 0,02 B... nghiêng thành lòng khuôn và bán kính góc lợn lòng khuôn III Xác định khối lợng vật dập và phôi III.1) Xác định khối lợng vật dập III.2) Xác định khối lợng phôi IV.Xác định kích thớc phôi và hình dạng phôi V.Tính toán các nguyên công V.I)Nguyên công cắt phôi V.2)Nguyên công ép chảy sơ bộ V.3)Nguyên công ép chảy tinh VI.Kết cấu khuôn hở dập trên ấy ép trục khuỷu ĐHBKHN 17 Đồ án công nghệ tạo hình vật liệu... lại Thiết kế Ng Văn Thắng Huớng dẫn Ng.Như Huynh Ngày Lớp GCAL - K44 - Khoa Cơ Khí Truờng ĐHBKHN ĐHBKHN cối ép chảy thép x12 Tỷ lệ 1/1 16 Đồ án công nghệ tạo hình vật liệu khối Mục lục Lời mở đầu Trang 1 I Phân tích chi tiết và lựa chọn phơng án công nghệ I.1) Phơng án 1 I.1) Phơng án 2 I.1) Phơng án 3 I.1) Phơng án 4 II Thành lập bản vẽ vật dập II.1) Xác định mặt phân khuôn II.2) Xác định lợng d và. .. giữa đờng kính và chi u dài nh sau: H 0 3,2 D0 ĐHBKHN 11 Đồ án công nghệ tạo hình vật liệu khối Nếu mặt phôi bị vát 6 thì H 0 2D0 Các trờng hợp khác sẽ gây ra phế phẩm dạng mất ổn định , gây ra vết kẹp *)Cách tính lòng khuôn chồn cần thiết, lòng khuôn thành hình Tuỳ thuộc vào thể tích vật dập và đờng kính phôi mà ta có thể dập nguyên công cuối cùng ngay hoặc phải qua các nguyên công chuẩn bị thành... hành trình của đầu trợt trong một phút + Nâng cao: 20 nhát/phút + Bình thờng: 13 nhát/phút Kích thớc bàn máy: BxL = 580x650 mm Khoảng cách giữa các sống trợt: B1= 530 mm Kích thớc của đầu trợt: 500x500 mm Giải thích: - Thực hiện các nguyên công công nghệ với hành trình công tác nhỏ nh dập nổi hoặc tinh chỉnhở các máy ép có hành trình bình th ờngchỉ cho phép khi giảm chi u dài hành trình d)Điều kiện cho. ..Đồ án công nghệ tạo hình vật liệu khối Pcd = 73,7 (tấn) Trong đó: -q:áp lực đơn vị khi chồn -F:diện tích lực tác dụng c)Chọn thiết bị cho nguyên công chồn : Chọn máy dựa trên nguyên tắc : PH > PCN(max) Vậy chọn máy ép ma sát trục vít có P H = 100 tấn có các thông số sau: - Hành trình của đầu: HMax = 420 mm HMin = 300 mm Năng lợng va đập kGm với số hành trình : + Nâng cao: 1200