thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết thân bơm bánh răng

- Chi tiết dạng hộp là một chi tiết phức tạp khó gia công, khi chế tạo cần đảm bảo những yêu cầu kỹ thuật khác nhau, 2 mặt ghép chính A và B và các bề mặt lỗ chínhФ20 và Ф25 đòi hỏi cao

PHẦN I:

PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

I Ph©n tÝch chøc n¨ng vµ ®iÒu kiÖn lµm viÖc cña chi tiÕt.

-Sau khi phân tích bản vẽ chi tiết ta thấy chi tiết “Thân bơm bánh răng” là một chi tiết có những đặc trưng của chi tiết dạng hộp, có vành, có lỗ,… nên ta đưa nó vào chi tiết điển hình dạng hộp

-Với chức năng của chi tiết “Thân bơm bánh răng”: che chắn, bảo vệ và đỡ trục của bánh răng, kết hợp với các bộ phận khác tạo thành một hộp kín trong quá trình hoạt động

- Chi tiết dạng hộp là một chi tiết phức tạp khó gia công, khi chế tạo cần đảm bảo những yêu cầu kỹ thuật khác nhau, 2 mặt ghép chính A và B và các bề mặt lỗ chínhФ20 và Ф25 đòi hỏi cao về yêu cầu kĩ thuật do phải nắp ghép với các bề mặt đỡ của thân đỡ bánh răng, nắp bơm và các trục bánh răng, vì vậy yêu cầu kỹ thuật đặt

ra cho chi tiết thân bơm bánh răng là:

+ Độ không phẳng và độ không song song của 2 bề mặt chính (A,B) nằm trong khoảng 0,05-0,1 mm trên toàn bộ chiều dài và độ nhám của chúng là Rz20

+ Độ nhám bề mặt của 2 lỗ lắp ghép chính Ф20 và Ф25 là Rz20

+ Dung sai độ đồng tâm của các lỗ nằm trong khoảng từ 0,02-0,05 mm

+ Độ không vuông góc giữa mặt đầu và tâm lỗ trong khoảng từ 0,01-0.05 trên 100mm bán kính

II.Tính công nghệ trong kết cấu

- Chi tiết thân bơm bánh răng được chế tạo từ vật liệu gang GX 15-32

- Thành phần hóa học của gang bao gồm:

+ Kết cấu các bề mặt phải cho phép thoát dao một cách dễ dàng

+Các lỗ trên hộp phải cho phép gia công đồng thời trên các máy nhiều trục chính.+Có thể đưa dao vào để gia công các lỗ, các bề mặt mội cách dễ dàng hay không?+Trên hộp có các lỗ không thông suốt hay không? Có khả năng thay thế chúng bằng các lỗ thông suốt hay không?

+Trên hộp có những bề mặt nghiêng so với đáy không? Có khả năng thay thế chúng bằng các bề mặt song song hoặc vuông góc với đáy không?

+Trên hộp có những lỗ nghiêng so với về mặt ăn dao không và khẳ năng thay thế chúng bằng cá lỗ vuông góc hay không?

+Chi tiết có đủ độ cứng vững không?

+Cỏc bề mặt làm chuẩn cú đủ diện tớch và khả năng dựng chuẩn phụ khụng?

+Khả năng ỏp dụng phương phỏp chế tạo phụi tiờn tiến

Tính công nghệ trong kết cấu của hộp không những ảnh hởng đến khối lợng lao động để chế tạo hộp, mà còn ảnh hởng đến tiêu hao vật liệu Do vậy một số yêu cầu phải đợc đảm bảo:

- Hộp phải có đủ độ cứng vững để gia công không bị biến dạng và có thể dùng chế

độ cắt cao, năng suất cao

- Các bề mặt làm chuẩn phải đủ diện tích nhật định, phải cho phép thực hiện nhiều nguyên công khi dùng bề mặt đó làm chuẩn và phải cho phép gá đặt nhanh

- Các lỗ kẹp chặt của hộp phải là các lỗ tiêu chuẩn

- Các lỗ trên hộp có kết cấu đơn giản, không có rãnh và có dạng định hình

- Bề mặt của chi tiết cần gia công là các loại mặt phẳng và các lỗ suốt nên thuận lợicho việc gia công

- Kết cấu của chi tiết là hợp lí đảm bảo độ cứng vững cũng nh tiết kiệm đợc vật liệu

III Xỏc định dạng sản xuất.

- Việc xác định dạng sản xuất là cơ sở lựa chọn cho việc đờng lối công nghệ và

quy trình công nghệ gia công Dạng sản xuất gồm:

- Sản lợng hàng năm đợc tính theo công thức:

N = N1 m( 1 + (α+β)/100 ) (1)

Trong đó: N : số lợng chi tiết cần tính trong hàng năm

N1 : số sản phẩm (số máy) đợc sản xuất trong 1 năm, N1 = 5500

m : số chi tiết trong 1 sản phẩm

α : số chi tiết phế phẩm trong phân xởng đúc(α =46%) lấy ) lấy α = 4%) lấy

β : Số chi tiết đợc chế tạo thêm để dự trữ( β = 57%) lấy ) lấy β = 6%) lấy

Thay số liệu vào (1) ta có :N = 5000.1(1 + (4+6)/100) = 5500 ( chi tiết)

- Dựa vào bản vẽ 3D trong phần mềm solidwoeks 2012 ta tớnh được khối lượng chitiết vỏ hộp bơm bỏnh răng

- Trọng lợng của chi tiết : Q1 = V 

 là khối lợng riêng của vật liệu làm chi tiết  = 7,4 kg/dm3

V là thể tích của chi tiết: V = 0,12192dm3

Khối lợng chi tiết(kg)

KẾ BẢN VẼ LỒNG PHÔI

I.Chọn phương pháp chế tạo phôi

Căn cứ vào dạng sản xuất của chi tiết thân bơm bánh răng là dạng sản xuất hàng loạt lớn

Căn cứ vào hình dạng, kết cấu của chi tiết tương đối phức tạp, ta chọn phương pháp chế tạo phôi bằng cách đúc phôi

Ta chọn phương pháp đúc bằng khuôn cát với mẫu gỗ làm trên máy

Đặc điểm của phôi đúc trong khuôn cát:

- Phôi làm bằng gỗ nên chi phí thấp tuy nhiên độ bền không cao

- Thời gian chuẩn bị và chế tạo phôi nhanh

- Giá thành sản phẩm đúc thấp

- Có tính linh hoạt cao, dễ sửa chữa, thay thế

II.Tính giá thành phôi

Giá thành 1kg phôi (sp) được xác định theo công thức:

- Quy trình công nghệ của nguyên công này gồm 2 bớc: Khoét, Doa.

- Chi tiết đợc định vị bằng mặt phẳng và 2 chốt (1 chốt trụ ngắn và 1 chốt trám).Theo bảng 10- TKĐACNCTM- GS.Trần Văn Địch

Giá trị k=3 đợc tra theo bảng 15- TKĐACNCTM- GS.Trần Văn Địch

Còn l và d là chiều dài và đờng kính lỗ

Bớc Rz Ti P  Zmt dt  dmin dmax 2Zmi 2Zmax

50

0 45,5 46Khoé

c

 = 0 vì chuẩn định vị trùng với gốc kích thớc

k

 = 90 đợc tra theo bảng 24- TKĐACNCTM- GS.Trần Văn Địch

-Xác định lợng d nhỏ nhất cho bớc công nghệ khoét theo công thức:

2Zmin=2(Rzi-1+Ti-1+

2 2 1

i i

p  

)2Zmin = 2.(600+√122.662+902)= 2.752,136 μm

Sai số gá đặt còn lại ở nguyên công khoét:

gd1

= 0,05gd

= 0,05.90 = 4,5 μm

-Xác định lơng d nhỏ nhất cho bớc công nghệ doa theo công thức:2Zmin = 2(20+√6,1332+4,52)= 2.27,6 μm

Sau doa: dmax = 48,05 mm, dmin = 48,05-0,05 = 48 mm

Sau khoột: dmax = 47,50 mm, dmin = 47,50-0,5 = 47 mm

Kớch thước của phụi: dmax = 46 mm, dmin = 46-0,5 = 45,5 mmLượng dư giới hạn:

Khi doa: 2Zmin = 48,05-47,60 = 450 àm

2 Tra lợng d cho các bề mặt còn lại.

Theo bảng 3-95 Sổ tay cụng nghệ chế tạo mỏy –T1

- Với kớch thước danh nghĩa >50mm sẽ cú lượng dư là 4mm

- Cỏc bề mặt cú kớch thước ≤50mm sẽ cú lượng dư là 3mm

Cụ thể đó được ghi trong bản vẽ lồng phụi

PHẦN III:

THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

GIA CÔNG CHI TIẾT

I Xác định đường lối công nghệ

Dạng sản xuất là dạng sản xuất hàng loạt lớn nên quy trình công nghệ được xây dựng theo nguyên tắc phân tán nguyên công

Theo nguyên tắc phân tán nguyên công quy trình công nghệ được chia ra làm các nguyên công đơn giản, có thời gian như nhau (nhịp sản xuất) hoặc bội số của nhịp sản xuất.

Ở đây, mỗi máy thực hiện một nguyên công nhất định, đồ gá sử dụng là đồ gá chuyên dùng

Dạng sản xuất hàng loạt lớn nên ta chọn phương án gia công một vị trí, một dao

và gia công tuần tự

Chọn chuẩn:

- Chuẩn thô: Ta chọn chuẩn thô dựa vào 5 nguyên tắc:

+ Nguyên tắc 1: Nếu có 1 bề mặt không gia công thì ta lấy bề mặt đó làm chuẩnthô

+ Nguyên tắc 2: Nếu có nhiều bề mặt không gia công thì nên chọn bề mặt không gia công có độ chính xác vị trí tương quan cao nhất đối với bề mặt sẽ gia công

+ Nguyên tắc 3: Nếu có nhiều bề mặt gia công thì nên chọn bề mặt có lượng dư nhỏ, đều

+ Nguyên tắc 4: khi chọn chuẩn thô nên chọn bề mặt phẳng

+ Nguyên tắc 5: Chuẩn thô chỉ nên dùng một lần trong quá trình gia công

Dựa vào 5 nguyên tắc trên, ta chọn chuẩn thô là mặt cong ngoài

- Chuẩn tinh: Ta dựa vào 5 nguyên tắc cơ bản sau để chọn chuẩn tinh:

+ Nguyên tắc 1: Phải cố gắng chọn chuẩn tinh chính để chi tiết lúc gia công có

vị trí tương tự lúc làm việc

+ Nguyên tắc 2: Cố gẳng chọn chuẩn định vị trùng gốc kích thước để sai số chuẩn bằng không

+ Nguyên tắc 3: Phải chọn chuẩn sao cho chi tiết không bị biến dạng do lực kẹp, lực cắt Mặt chuẩn phải có đủ diện tích để định vị

+ Nguyên tắc 4: Chọn chuẩn sao cho kết cấu đồ gá đơn giản, thuận tiện khi sử dụng

+ Nguyên tắc 5: cố gắng chọn chuẩn tinh thống nhất

Dựa vào 5 nguyên tắc trên, ta chọn chuẩn tinh là mặt đáy và 2 lỗ đáy

II Chọn phương pháp gia công

Đối với dạng sản xuất hang loạt lớn, trong điều kiện sản xuất của Việt Nam,

ta chọn đuờng lối công nghệ là phương pháp phân tán nguyên công

III Lập tiến trình công nghệ:

Nhiệm vụ: Xác định thứ tự gia công các bề mặt chi tiết

Các nguyên tắc cần chú ý khi xác định thứ tự các nguyên công:

+ Trước hết ta phải gia công các mặt chuẩn cho những nguyên công tiếp theo.+ Tiếp đó cần gia công những bề mặt có lượng dư lớn nhất để có khả năng phát hiện những biến dạng của chi tiết

+ Những nguyên công có khả năng gây ra khuyết tật bên trong, gây biến dạng thì nên gia công đầu tiên

+ Các bề mặt còn lại nên gia công theo trình tự sau: Bề mặt càng chính xác thì càng được gia công sau

+ Cuối cùng là gia công bề mặt có độ chính xác cao nhất và có ý nghĩa lớn nhất đối với tính chất sử dụng của chi tiết Nếu bề mặt này được gia công trước thì cuối cùng nên được gia công lại

+ Các lỗ trên chi tiết được gia công sau cùng( trừ những lỗ dùng làm chuẩn khi gia công)

+ Không nên gia công thô và gia công tinh bằng những dao định kích thước trêncùng 1 máy

+ Nếu chi tiết cần phải nhiệt luyện nên chia quy trình nhiệt luyện ra làm 2 giai đoạn trước và sau nhiệt luyện

+ Các nguyên công kiểm tra cần được tiến hành sau những nguyên công có khả năng gây ra phế phẩm, những nguyên công phức tạp và sau cùng là nguyên công kiểm tra.

Thứ tự các nguyên công như sau:

- Nguyên công 1: Đúc phôi

- Nguyên công 2: Phay mặt phẳng đáy

- Nguyên công 3: Khoan 2 lỗ Ø12- khoét bậc Ø20

- Nguyên công 4: Phay mặt phẳng lắp nắp

- Nguyên công 5: Phay mặt đầu

- Nguyên công 6: Khoan- doa 2 lỗ Ø 20

- Nguyên công 7: Khoan- taro lỗ M6

- Nguyên công 8: Khoét- doa lỗ Ø33

- Nguyên công 9: Khoan- Taro 2 lỗM4

- Nguyên công 10: Khoan- Taro lỗ M18

- Nguyên công 11: Khoét-Doa hốc lắp bánh răng Ø4μ8

- Nguyên công 12: Khoan 2 lỗ Ø12- khoét bậc Ø20 còn lại

- Nguyên công 13: Kiểm tra

Thiết kế nguyờn cụng.

NGUYấN CễNG I: ĐÚC PHễI TRONG KHUễN MẪU CHẢY

 Đúc phôi bằng khuôn cỏt với mẫu gỗ làm trên máy

 Mục đích: Phự hợp với kết cấu của chi tiết, để phù hợp với dạng sản xuất loạtlớn đảm bảo phân phối đợc lợng d cần thiết để gia công đạt đợc yêu cầu kỹ thuật của bản vẽ chi tiết

Yêu cầu kỹ thuật của phôi khi đúc ra :

1 Chi tiết đúc phải cân đối về hình dạng không bị nứt rỗ, cong vênh

2 Phôi không đợc sai lệch hình dáng quá phạm vi cho phép

3 Đảm bảo kích thớc của bản vẽ

4 Vật liệu đồng đều không chứa những tạp chất

5 Vệ sinh phôi, làm sạch cát, mài ba via để phôi đạt độ ngót trớc khi đa vào gia công cơ

NGUYấN CễNG II: GIA CễNG PHAY MẶT ĐÁY

I, Sơ đồ nguyờn cụng.

II, Phõn tớch sơ đồ nguyờn cụng.

1) Mục đích yêu cầu

- Tạo chuẩn cho các nguyên công sau

xỏc định chế độ cắt cho dao cú đường kớnh lớn

+ Chiều sõu cắt: t =2, lượng chạy dao S =0,13 r mm/răng (tra bảng 5.125 sổ tay cnctm tập 2)

Lượng chạy dao vũng :S =S Z=0,13.12=1,56o r mm/vũng

+ Tốc độ cắt tra theo bảng 5.127 sổ tay tập 2 V b 203m/phỳt

Cỏc hệ số điều chỉnh:

Hệ số phụ thuộc vào độ cứng của chi tiết gia cụng k1 0,9

Hệ số phụ thuộc vào bề mặt gia cụng k2 0,8

Hệ số phụ thuộc vào tuổi bền của dao k 3  1.

Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào dạng gia công k 4  1

Vậy tốc độ tính toán V = k k k kt Vb 1 2 3 4 203.0,9.0,8.1.1 146,16 m/phút + số vòng quay của trục chính theo tính toán:

t t

- Xác định thời gian cơ bản:

Đây là nguyên công phay nên ta xác định thời gian gia công cơ bản theo công thức:

L - Chiều dài thoát dao (mm).

S – Lượng chạy dao vòng (mm/vòng)

n – số vòng quay hoặc hành trình kép trong một phút

I) Sơ đồ nguyên công

II) Phân tích sơ đồ nguyên công

1) Mục đích: Làm chuẩn tinh để gia công những nguyên công

- Chọn máy: chọn máy khoan cần 2A125

- Chọn dao: Dao khoan Ø12

Hệ số điều chỉnh tốc độ cắt theo chu kì tuổi bền k1  1

Hệ số phụ thuộc vào chiều sâu lỗ khoank 2  1

Vậy tốc độ tính toán V = kt Vb 1 29.1.1 29 m/phút

+ số vòng quay của trục chính theo tính toán là:

t t

Các hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền k1=1

Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái bề mặt phôi k2=0,8

Vậy tốc độ tính toán Vt= Vb.k1.k2= 23.1.0,8=18,4m/phút

Số vòng quay trục chính tính theo công thức tính toán là:

t t

4) Xác định thời gian cơ khi khoan:

a) Thời gian gia công khi khoan:

Đây là nguyên công khoan lỗ thông suốt nên ta có công thức:

1 0

Trong đó: i – số lỗ cần gia công

L – Chiều dày bề mặt gia công (mm)

1

L - Chiều dài ăn dao (mm)

S – Lượng chạy dao vòng (mm/vòng)

n – số vòng quay hoặc hành trình kép trong một phút

Ta có :L=3mm L1  (0,5 2)  chọn L1  1

S=0,75mm/vòng, n =272 vòng/phút, ở đây i=2

Suy ra:

1 0

Suy ra:

1 0

2) Kẹp chặt: chi tiết được kẹp chặt bằng các mỏ kẹp, lực kẹp đặt tại hai bên

của đế chi tiết

- Chọn máy: máy phay ngang 6h82, công suất Nm = 7kw.

- Chọn dao: dao phay đĩa ba mặt răng gắn mảnh hợp kim cứng, đường kính dao

D=125, số răng Z=10 răng.(tra bảng 4-85 sổ tay cnctm1)

Lượng chạy dao răng Sz=0,24mm/răng( Bảng 5-34 và 5-170 sổ tay cnctm2)

Lượng chạy dao vòng S0= 0,24.10=2,4mm/vòng

t t

D n

C«ng suÊt c¾t No=4,3 KW (B¶ng 5-174 Sæ tay CNCTM II)

No< Nm.=7.0,75=5,25 KW

- Chế độ cắt bước 2: (phay tinh với R z =20)

Chiều sâu cắt t=1mm, lượng chạy dao vòng S0=1,5mm/vòng ( bảng 5-37 sổ taycnctm 2)

 Sz=0,15mm/răng

Tốc độ cắt Vb=41,5m/ph (bảng 5-172 sổ tay cnctm2)

Số vòng quay trục chính là

1000 1000.41,5

110,14 / 3,14.125

T0     ph

Suy ra thời gian gia công nguyên công 4:

T0=0,706+0,712=1,418 phút

NGUYÊN CÔNG 5: PHAY MẶT ĐẦU I) Sơ đồ nguyên công

II) Phân tích sơ đồ nguyên công

1) Định vị:

chi tiết được định vị ở mặt đáy ba bậc tự do

dùng một chốt trụ ngắn và một chốt trám để hạn chế ba bậc tự do còn lại chốt trụ ngắn hạn chế hai bậc tự do, chốt trám hạn chế một bậc tự do

2) Kẹp chặt: chi tiết được kẹp chặt bằng các mỏ kẹp, lực kẹp đặt tại hai bên

của đế chi tiết

-Chọn máy: máy phay ngang 6h82, công suất Nm = 7kw.

-Chọn dao: dao phay đĩa ba mặt răng gắn mảnh hợp kim cứng, đường

kính dao D=100, số răng Z=8 răng.(tra bảng 4-85 sổ tay cnctm1)

Lượng chạy dao răng Sz=0,24mm/răng( Bảng 5-34 và 5-170 sổ tay cnctm2)

Lượng chạy dao vòng S0= 0,24.10=2,4mm/vòng

t t

D n

C«ng suÊt c¾t No=4,2 KW (B¶ng 5-174 Sæ tay CNCTM II)

No< Nm.=7.0,75=5,25 KW

- Chế độ cắt bước 2: (phay tinh với R z =20)

Chiều sâu cắt t=1mm, lượng chạy dao vòng S0=1,5mm/vòng ( bảng 5-37 sổ taycnctm 2)

T0     ph

Suy ra thời gian gia công nguyên công 5:

T0=0,26+0,258=0,518 phút

NGUYÊN CÔNG 6: KHOAN-DOA 2 LỖ Ø 20

I) Sơ đồ nguyên công

II) Phân tích sơ đồ nguyên công

1) Định vị:

chi tiết được định vị ở mặt đáy ba bậc tự do

dùng một chốt trụ ngắn và một chốt trám để hạn chế ba bậc tự do còn lại chốt trụ ngắn hạn chế hai bậc tự do, chốt trám hạn chế một bậc tự do

2) Kẹp chặt: chi tiết được kẹp chặt bằng các mỏ kẹp, lực kẹp đặt tại hai bên

của đế chi tiết

- Chọn máy: chọn máy khoan cần 2A125

- Chọn dao:dao khoan thép gió phi tiêu chuẩn Ø19,5 , dao doa thép gió Ø20

Hệ số phụ thuộc vào chiều sâu lỗ khoank2 1.

Vậy tốc độ tính toán V = kt V b 125.1.1 25 m/phút

+ số vòng quay của trục chính theo tính toán là:

t t

4) Xác định thời gian gia công:

a) Thời gian gia công khi khoan:

Đây là lỗ không thông suốt nên ta có công thức:

b) Thời gian gia công khi doa:

Đây là lỗ không thong suốt nên ta có công thức:

NGUYÊN CÔNG 7: KHOAN –TARO 5 LỖ LẮP NẮP M6

1) Sơ đồ gia công

2) Phân tích sơ đồ gia công

a) Định vị:

chi tiết được định vị ở mặt đáy ba bậc tự do

dùng một chốt trụ ngắn và một chốt trám để hạn chế ba bậc tự do còn lại chốt trụ ngắn hạn chế hai bậc tự do, chốt trám hạn chế một bậc tự do

b) Kẹp chặt: chi tiết được kẹp chặt bằng các mỏ kẹp, lực kẹp đặt tại hai bên

của đế chi tiết

- Chọn máy: chọn máy khoan cần 2A125

- Chọn dao:dao khoan thép gió phi tiêu chuẩn Ø5 , dao taro M6

Hệ số điều chỉnh tốc độ cắt theo chu kì tuổi bền k1 1

Hệ số phụ thuộc vào chiều sâu lỗ khoank2 1

Vậy tốc độ tính toán V = kt V b 125.1.1 25 m/phút

+ số vòng quay của trục chính theo tính toán là:

t t