thiết kế quy trình gia công thân đỡ trục 2 gân(kèm bản vẽ)

Chương 2 XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT Dạng sản xuất ở chi tiết này là sản xuất hàng loạt lớn với vật liệu là gang xám.. - Từ các phương pháp tạo phôi như trên, ta nhận thấy phôi đúc là phù hợp

Chương 1 PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CƠNG 1/CƠNG DỤNG:

Tên chi tiết: THÂN ĐỠ TRỤC

Chi tiết gia công là một chi tiết có dạng hộp, có kết cấu các bề mặt cho phép thoát dao một cách dễ dàng. Chi tiết cĩ chức năng đỡ và dẫn hướng trục cĩ đường kính Ø32, chi tiết cịn được thiết kế thêm gân chịu lực để tạo độ cứng vững cho hệ thống

Điều kiện làm việc trong môi trường chịu sự va đập và trong môi trường có nhiều dầu.

2/ĐIỀU KIỆN KỸ THUÂT:

Theo sách “ Cơng nghệ chế tạo máy/ Trần Văn Địch/bảng 2.2/33”

Bảng 2.1 Cấp độ nhám và các giá trị l tương ứng:

Cấp độ nhám R a (μm) R z (μm) Chiều dài chuẩn l

(mm)

Khơng lớn hơn 1

2

3

84 40 20

320 150 80

8

4

5

10 5

40

6

7

8

2,5 1,25 0,63

10 6,3 3,2

0,8

9

10

11

12

0,32 0,16 0,08 0,04

1,6 0,8 0,4 0,2

0,25

13

14

0,02 0,01

0,1 0,05

0,08

Bảng 2.2 Phương pháp gia cơng cơ và độ bĩng tương ứng:

Tiện, bào tinh Tiện, bào rất tinh

Phay thô Phay tinh Khoan, khoét Doa Chuốt Chuốt tinh Mài thô Mài tinh Mài rất tinh Mài nghiền Mài khôn Mài siêu tinh xác

Đánh bóng bằng bột mài

Đánh bóng bằng vải

4÷6 6÷7 4 5÷7 3÷6 6÷8 6÷7 7÷8 5÷6 7÷8 9÷10 9÷13 7÷10 10÷14 11÷13 12÷14

Trong đó

- Gia công thô có cấp độ nhẵn bóng từ 1 - 4

- Gia công bán tinh có cấp độ nhẵn bóng từ 5 – 7

- Gia công tinh có cấp độ nhẵn bóng từ 8 – 11

- Gia công siêu tinh có cấp độ nhẵn bóng từ 12 – 14

(Theo bảng 4.1/113/ cơ sở công nghệ chế tạo máy)

Từ đó có thể xác định cấp độ bóng:

- Mặt đáy và các mặt gia công có cấp độ bóng là 6 → Ra=2,5 μm.

- 2 lỗ bậc Ø 48, Lỗ Ø 32 có cấp độ bóng là 8 → Ra=0.63 μm

- 2 lỗ Ø16 có cấp độ bóng là 4 → Rz = 40 μm.

( Coi bảng 1.8/24/gia công trên máy tiện/

TS.Nguyễn Tiến Đào).

Về dung sai hinh dạng: (theo bảng 2-36/102/sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1/GS.TS.Nguyễn Đắc Lộc)

( Coi cấp chính xác/22/ gia cơng trên máy tiện/

TS.Nguyễn Tiến Đào).

- Các gĩc lượn khơng ghi trên bản vẽ là r3

- Độ khơng song song giữa các mặt đầu khơng quá 0,05mm

- Độ khơng đồng tâm giữa hai lỗ Ø16 khơng quá 0,03mm

- Độ khơng vuơng gĩc giữa mặt đáy và lỗ Ø32 khơng quá 0,02mm

Chương 2 XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT Dạng sản xuất ở chi tiết này là sản xuất hàng loạt lớn với vật liệu là gang xám Nên sản lượng chi tiết sản xuất trong một năm được tính như sau: Trọng lượng của chi tiết được xác định theo công thức:

Q = V.γ (kg) (thiết kế đồ án cơng nghệ chế tạo máy/Trần Văn Địch/14)

+Q: Trọng lượng chi tiết (kg)

+V: Thể tích của chi tiết (

3

dm

) +γ: Trọng lượng riêng của vật liệu

γgang xám = (6,8 – 7,4) kg/dm3 +Lấy γ = 7,4 (kg/dm3)

I/

Trọng lượng của chi tiết thơng qua việc tính thể tích từng phần: 1/

Thể tích của chi tiết:

 phần đế

V1 = 2VR36+2VÞ26+V112,49×80 – 2VÞ16

= 2 π.362.24 + 2.π.132.3 + 112,49.80.24 – π.82.27 = 97667 + 2.1592 + 215981 – 2.5426

= 305980 mm3

Phaàn thân:

V2 = VÞ64 – 2VÞ48 – VÞ32

= π.132.72 – 2.π.242.8 – π.16280

= 231506 – 2.14469 – 64302

= 138266 mm3

Phaàn gân:

V3 = 2.8.48.= 384 mm3

Thể tích của chi tiết là:

V= V1 + V2 + V3 = 305980 + 138266 + 384 = 444630 mm3

= 0,444630dm3

2/ Khối lượng của chi tiết:

Q = V

γ

= 0,444630 7, 4

= 3,29 (kg) ≈ 3,3 (kg)

II/ Kh ối lượng chi tiết được tính bằng phần mềm autocad:

1/ Thể tích của chi tiết tính bằng phần mềm autocad:

V = 0,4537774643 dm3

2/ Khối lượng chi tiết:

Q = V

γ

= 0,4537774643 7,4

= 3,36 (Kg)

III/ Xác định dạng sản xuất:

Từ hai kết quả trên ta nhận thấy cả hai đều có khối lượng nhỏ hơn 4 Kg nên theo bảng 2/14/sách thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy

Bảng 2 Cách xác định dạng sản xuất.

Dạng sản xuất > 200kg Q 1 – trọng lượng của chi tiết 4÷200kg <4kg

Sản lượng hàng năm của chi tiết

Đơn chiếc

Hàng lạt nhỏ

Hàng loạt vừa

Hàng loạt lớn

Hàng khối

<5

55 – 10

100 – 300

300 – 1000

>1000

<10

10 – 200

200 – 500

500 – 1000

>5000

<100

100 – 500

500 – 7500

5000 – 50000

>50000

Vì Q = 3,29 kg < 4 kg nên theo bảng trên thì sản lượng hàng năm của chi tiết là từ

5000 – 50000 chi tiết

Chọn số lượng chi tiết là 50000 chi tiết

Chương 3 CHỌN PHƠI VÀ XÁC ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP TẠO PHƠI

I/Vật liệu:

- Vật liệu chế tạo thân đỡ trục là: Gang Xám 15-32

- Độ cứng HB: 182…199, độ bền kéo 12kG/cm2, độ bền nén 20kG/cm2 “ Cơng nghệ chế tạo máy/ Trần Văn Địch/219”

- Gang xám là hợp kim chủ yếu Sắt với Cacbon và có chứa một số nguyên tố khác như (1,2÷2,8)% Si, (0,5÷1.6)% Mn, 0.65% P, 0.15% S và một số nguyên tố không đáng kể như: Cr, Ni, Cu, Al …

- Gang xám có độ bền nén cao, chịu mài mòn, tính đúc tốt, có góp phần làm giảm rung động nên được sử dụng nhiều trong ngành chế tạo máy

II/ Chọn phơi:

Loại phơi được xác định theo kết cấu của chi tiết, vật liệu, điều kiện, dạng sản xuất

và điều kiện sản xuất cụ thể của từng nhà máy, xí nghiệp, địa phương Sau đây là một số loại phơi thường dùng trong sản xuất

1/ Phôi rèn dập:

- Phôi rèn dập bằng tay hay bằng máy đều cho độ bền cơ tính cao, tạo nên ứng suất dư trong chi tiết nhưng lại tạo cho chi tiết dẻo và tính đàn hồi tốt

- Chi tiết đã cho làm bằng gang xám nên việc chế tạo phôi theo phương pháp này là không hợp lý vì gang xám có tính dòn nên khi rèn làm cho chi tiết dễ làm cho chi tiết bị hiện tượng nứt nẻ

2/ Phôi cán:

- Chi tiết làm bằng phôi cán cũng có cơ tính gần giống như phôi rèn dập

3/ Phôi đúc:

- Phôi đúc có cơ tính không cao bằng phôi rèn dập, nhưng việc chế tạo khuôn đúc cho những chi tiết khá phức tạp vẫn dễ dàng, thiết bị lại khá đơn giản Đồng thời chi tiết rất phù hợp với những chi tiết có vật liệu là gang vì có những đặc điểm như sau:

+ Lượng dư phân bố đều

+ Tiết kiệm được vật liệu

+ Giá thành rẻ, được dùng phổ biến

+ Độ đồng đều của phôi cao, do đó việc điều chỉnh máy khi gia công giảm + Tuy nhiên phôi đúc khó phát hiện khuyết tật bên trong (chỉ phát hiện lúc gia công) nên làm giảm năng suất và hiệu quả

4/

Phơi thép thanh:

- Phơi thép thanh hay dùng để chế tạo các loại chi tiết như con lăn, chi tiết kẹp chặt, các loại trục, xilanh, piton, bạc, bánh răng cĩ đường kính nhỏ, v.v…

* Kết luận:

- Từ các phương pháp tạo phôi như trên, ta nhận thấy phôi đúc là phù hợp với chi tiết đã cho nhất vì có nhiều ưu điểm hơn so với các phương pháp khác đặc biệt khi vật liệu chi tiết là gang xám

- Vậy ta chọn phương pháp để tạo ra chi tiết là dạng phôi đúc

III/Phương pháp chế tạo phơi:

1/ Đúc trong khuôn cát mẫu gỗ:

- Chất lượng bề mặt vật đúc không cao, giá thành thấp, trang thiết bị đơn giản, thích hợp cho dạng sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ.

2/ Đúc trong khuôn cát mẫu kim loại:

- Nếu công việc thực hiện bằng máy thì có cấp chính xác khá cao, giá thành cao hơn

so với đúc trong khuôn mẫu bằng gỗ Loại này phù hợp với dạng sản xuất hàng loạt vừa và lớn.

- Loại phôi này có cấp chính xác: IT 15 IT÷ 19.

- Độ nhám bề mặt: R z =80µm.

(Bảng 3-13/185/ Sổ tay cơng nghệ chế tạo máy tập 1/GS.TS NGUYỄN ĐẮC LỘC)

3/ Đúc trong khuôn kim loại:

- Độ chính xác cao nhưng giá thành thiết bị dầu tư lớn, phôi có hình dáng gần giống với chi tiết Giá thành sản phẩm cao Loại này phù hợp với dạng sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối.

- Loại phôi này có cấp chính xác: IT 14 IT÷ 17.

- Độ nhám bề mặt: R z =40µm.

(Bảng 3-13/185/ Sổ tay cơng nghệ chế tạo máy tập 1/GS.TS NGUYỄN ĐẮC LỘC)

4/ Đúc ly tâm:

- Loại này chỉ phù hợp với chi tiết dạng tròn xoay, đặc biệt là hình ống, hình xuyến.

5/ Đúc áp lực:

- Dùng áp lực để điền đầy kim loại trong lòng khuôn Phương pháp này chỉ thích hợp với chi tiết có độ phức tạp cao, yêu cầu kỹ thuật cao Trang thiết bị đắt tiền nên giá thành sản phẩm cao.

6/ Đúc trong vỏ mỏng: - Loại này tạo phôi chính xác cho chi tiết phức tạp được

dùng trong sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối.

* Kết luận:

- Để đảm bảo tính kinh tế (khuơn kim loại dễ tháo lấp và sấy khơ) cũng như dạng sản

xuất đã chọn (hàng loạt lớn) ta sẽ chọn phương pháp chế tạo phôi là: “Đúc trong khuôn cát , mẫu kim loại , làm khuôn bằng máy”.

+ Phôi đúc đạt cấp chính xác là: II (Sổ tay cơng nghệ chế tạo máy tập 1/GS.TS NGUYỄN ĐẮC LỘC/168)

+ Cấp chính xác kích thước: IT 15 IT÷ 16.

+ Độ nhám bề mặt: R z =80µm.

IV/

Thiết bị cắt đứt và làm sạch chi tiết đúc:

a/ Thiết bị cắt đứt chi tiết đúc:

Sử dụng loại cưa đĩa, đường kinhd cưa 400÷1300mm Chiều rộng mạch cắt 4÷8mm Vịng quay tới 1200 vịng/phút.

Thiết bị làm sạch chi tiết đúc:

Vì đây là sạng sản suất hàng loạt lớn và hàng khối nên các chi tiết đúc được làm sạch bằng các thiết bị phun cát khơ và phun cát ướt tự động và bán tự động cụ thể như:

- Tang trống làm sạch với số vịng quay 20 40 vịng/phút, thời gian làm sạch: 1,5 2 giờ, đường kính tang trống: 0,6 1,2m diện tích chiếm choox0,7 4m 2 Năng suất 1500kg/giờ.

- Thùng phun cát với diện tích thùng: 20 m 2 Áp lực khí nén 2At Tiêu tốn cát 80kg/T năng suất 10T/giờ.

(Bảng 3-9/179/ Sổ tay cơng nghệ chế tạo máy tập 1/GS.TS NGUYỄN ĐẮC LỘC).

* Các lưu ý khi đúc chi tiết:

Do gang xám dễ đúc do chảy loãng tốt, ít co ngót nên được dùng rộng rãi để đúc các chi tiết, nhưng trong quá trình đúc cần lưu ý một số việc sau:

- Do gang dễ biến trắng nên khi dùng vật làm nguội cần phải thận trọng

- Khi đúc, thông thường, nên rót kim loại vào chỗ mỏng nhằm làm đồng đều nhiệt độ, tránh nút nhiệt ở vật đúc

V/ Bản vẽ đúc của chi tiết và bản vẽ lồng phơi:

1/ Bản vẽ đúc của chi tiết:

2/ Bản vẽ lồng phôi của chi tiết:

Chương IV CHỌN PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG

VÀ LẬP QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ I/ CHỌN PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG:

- Đối với các dạng sản xuất hàng loạt vừa, hàng loạt lớn và hàng khối muốn chuyên môn hóa cao để có thể đạt năng suất cao trong điều kiện sản xuất ở nước ta thì đường lối công nghệ thích hợp nhất là phân tán nguyên công (ít bước công nghệ trong một nguyên công) Ở đây cần dùng các loại máy vạn năng kết hợp với các đồ gá chuyên dùng và các máy chuyên dùng để chế tạo.

- Dựa vào bảng vẽ lồng phôi, ta nhận thấy rằng có những phương pháp gia công sau:

1. Phương án 1:

Theo TCVN 2511 – 78 ( trang 24/gia cơng trên máy tiện/ TS.Nguyễn Tiến Đào).

Và theo bảng 4/21/ thiết kế đồ án cơng nghệ chế tạo máy/TS.Trần Văn Địch.

XÁC

CẤP ĐỘ

1

Bào mặt đáy

- Bước 1 : Bào thô

- Bước 2 : Bào tinh C 53 6 - 71-3 6 2

Tiện lỗ Ø32 Tiện thơ

6

3 Tiện lỗ bậc Ø48Tiện thơ

Tiện tinh

3

1-3

4 - 7

6

4 Tiện lỗ bậc Ø48Tiện thơ

Tiện tinh

3

1-3

4 - 7

6

5

Phay mặt đầu

- Bước 1 : Phay thô

- Bước 2 : Phay tinh D 43 1-34-7 6 6

Phay hai mặt Ø26

- Bước 1 : Phay thô

- Bước 2 : Phay tinh A,B 43 1-34-7 6

2 Phương án 2:

XÁC

CẤP ĐỘ

Phay mặt đáy

- Bước 1 : Phay thô

- Bước 2 : Phay tinh

3

1-3 4-5

6

2

Phay hai mặt Ø26

- Bước 1 : Phay thô

- Bước 2 : Phay tinh

3

1-3 4-5

6

4

Phay mặt đầu

- Bước 1 : Phay thô

- Bước 2 : Phay tinh

3

1-3 4-5

6

5 Khoan , khoét,

doa lỗ Ø32

3

4-6 5-7

6

doa lỗ Ø48

3

4-6 5-7

6

doa lỗ Ø48

3

4-6 5-7

6

(Trong đĩ cấp chính xác và cấp độ bĩng tra trong sách thiết kế đồ án cơng nghệ chế tạo

máy/GS.TS.TRẦN VĂN ĐỊCH/ bảng 4/21 ).

Từ hai phương án trên em nhận thấy rằng:

Phương án 1:

- Ưu điểm: Việc tiện lỗ bậc cĩ khả năng đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật cao: độ

chính xác cao, độ nhẵn bề mặt cĩ thể đạt cấp 6, về phần bào mặt phẳng thì dễ đạt

yêu cầu ( độ nhám bề mặt ) hơn so với phay đồng thời thời giant hay dao của bào nhanh hơn so với phay

- Nhược điểm: Việc tiện lỗ tuy đảm bảo yêu cầu kỹ thuật nhưng năng suất thấp, độ chính xác không cao bằng phương pháp doa Bên cạnh đó việc gá đặt dao để tiện rất phức tạp và khó đảm bảo độ vuông góc, độ đồng tâm giữa các lỗ bậc Tương tự đối với phương pháp bào vì mặt phẳng bào không có dạng phẳng dài và hẹp nên thời gian bào xo với phay là lâu hơn

Phương án 2:

- Ưu điểm: Với việc khoan, khoét và doa lỗ bậc có thể đạt độ bóng theo yêu cầu ban đầu Việc phay các mặt phẳng nhanh hơn so với bào tuy độ chính xác không cao nhưng cũng có thể đảm bảo yêu cầu về độ nhám, ngoài ra việc gá đặt của phương án này đơn giản hơn so với phương pháp 1 Có thể đảm bảo được độ vuông góc, độ đồng tâm giữa các lỗ bậc và độ song song giữa các mặt đầu

- Nhược điểm: độ chính xác của phay không bằng so với phương pháp bào

Từ hai phương án trên ta nhận thấy phương án 2 là hợp lý nhất vì loại hình sản xuất ở đây là sản xuất hàng loạt lớn nên việc gia công mặt phẳng bằng phương pháp phay là hợp lý nhất, bên cạnh đó việc gá đặt dễ dàng cũng giúp cho việc gia công chi tiết được tiến hành nhanh hơn đồng thời đảm bảo độ vuông góc và độ đồng tâm cao hơn so với phương án 1