Quy trình công nghệ gia công thân giữa bơm thủy lực

Tài liệu, Đồ án công nghệ chế tạo máy, quy trình công nghệ gia công thân giữa bơm thủy lực, phân tích chi tiết, xác định dạng sản xuất, xác định đường lối và lập quy trình công nghê, tính toán và thiết kế đồ gá

MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH LỜI NĨI ĐẦU Mơn học cơng nghệ chế tạo máy có vị trí quan trọng chương trình đào tạo kĩ sư cán kỹ thuật thiết kế, chế tạo loại máy thiết bị khí phục vụ ngành kinh tế công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải, điện lực, vv Để giúp cho sinh viên nắm vững kiến thức môn học giúp cho họ làm quen với nhiệm vụ thiết kế, chương trình đào tạo , đồ án môn học công nghệ chế tạo máy môn học thiếu sinh viên chuyên ngành chế tạo máy kết thúc môn học Sau thời gian tìm hiểu,nghiên cứu với bảo nhiệt tình thầy giáo Nguyễn Hồi Sơn đến em hồn thành đồ án mơn học cơng nghệ chế tạo máy Trong q trình thiết kế tính tốn khơng tránh khỏi có sai sót thiếu thực tế kinh nghiệm thiết kế, em mong bảo thầy cô giáo môn công nghệ chế tạo máy để lần thiết kế sau thực tế sau hoàn thiện Sinh viên thực Trần Việt Anh CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH CHI TIẾT VÀ XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT 1.1 PHÂN TÍCH CHI TIẾT 1.1.1 Phân tích chức làm việc chi tiết a, Khả làm việc chi tiết - Chi tiết làm việc mơi trường tồn chất lỏng chịu áp suất lớn Chi tiết phận quan trọng thiếu với chức bảo vệ phận bên máy bơm bảo vệ bơm khỏi cố thường gặp Dùng làm thân bơm bánh rưng, mặt bích lắp với phận máy Phần bên nơi lắp bánh vào Khoảng khe hở đỉnh đườnh kính chi tiết bé giúp cho việc bơm lưu chất áp suât bơm yêu cầu kỹ thuật b, Yêu cầu kỹ thuật chi tiết - Vì thân bơm làm việc điều kiện nên thân bơm đòi hỏi u cầu dộ khơng song song, độ vng góc bề mặt với mặt (A) phải xác Để tránh tượng kẹt bánh bơm hoạt dộng cần đảm bảo yêu cầu kích thước hai tâm lỗ lắp ghép trục bánh Từ đặt yêu cầu kỹ thuật với thân bơm sau: - Độ không song song bề mắt B với mặt A 0.05 - Độ khơng vng góc hai tâm lỗ với mặt phẳng A,B 0.05 - Độ không song song hai tâm lỗ Ø 43 0.05 - Dung sai kich thước tự đạt cáp xác 11 - Các bề mặt khơng lắp ghép đạt Rz40 c, Vật liệu - Vật liệu chế tạo quan trọng bời liên quan đến tuổi thọ khn, độ xác gia công, tốc độ giải nhiệt,… chọn vật liệu cần thỏa mãn yếu tố sau: + Chịu áp suất lớn + Chịu nhiệt độ cao( nhiệt lượng lưu chất nhiệt độ ma sát bánh tạo ra) + Chịu mài mòn thủy lực mài mòn ma sát + Phôi sau đúc ủ thường hóa, khơng có tượng biến cứng, rỗ khí, rỗ xỉ,… - Với đặc tính ta chọn vật liệu gang xám 15-32 với thành phần hóa học (%) nguyên tố sau: %C = 3,20 ÷ 3,50%, Mn = 0,60 ÷ 1,10%, Cr = 0,25 ÷ 0,80%, S < 0,12%, P < 0,12% + Giới hạn bền kéo 150 N/mm2 + Độ giãn dài δ ≈ 0,5% + Giới hạn bền uốn 320 N/mm2 + Giới hạn bền nén 600 N/mm2 + Độ cứng 170-229 HB 1.1.2 Phân tích tính cơng nghệ kết cấu chi tiết: - Hộp phải có độ cứng vững để gia cơng khơng bị biến dạng dùng chế độ cắt cao,đạt suất cao - Các bề mặt làm chuẩn phải có đủ diện tích định, phải cho phép thực nhiều nguyên công dùng bề mặt làm chuẩn phải cho phép thực trình gá đặt nhanh - Các bề mặt cần gia cơng khơng có vấu lồi, lõm,phải thuận lợi cho việc ăn dao, thoát dao Kết cấu bề mặt phải tạo điều kiện cho việc gia công đồng thời nhiều dao - Các lỗ hộp nên có kết cấu đơn giản, khơng nên có rãnh dạng định hình, bề mặt lỗ khơng đứt qng Các lỗ đồng tâm phải có kích thước giảm dần từ vào Các lỗ nên thơng suốt ngắn - Khơng nên bố trí lỗ nghiêng so với mặt phẳng vách để gia công tránh tượng dao khoan, khoét, doa bị ăn dao lệch hướng - Các lỗ kẹp chặt hộp phải lỗ tiêu chuẩn 1.2 XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT 1.2.1 Sản xuất hàng năm chi tiết - Muốn xác định dạng sản xuất ta phải biết trọng lượng chi tiết sản lượng hàng năm chi tiết Sản lượng hàng năm chi tiết xác định theo công thức  α+β N = N1 m1 1 +  100   Sản xuất hàng năm chi tiết Trong : N - Số chi tiết sản xuất năm N1 - Số sản phẩm sản xuất năm N1=4150 chi tiết m- Số chi tiết sản phẩm : m = β - Số chi tiết chế tạo để dự trữ ( β = 0 ÷ 0 ) α - Số phế phẩm chủ yếu xửơng đúc , rèn ( α = 0 ÷ 0 ) - Thay vào cơng thức ta có: =4565 ( chi tiết) 1.2.2 Trọng lượng chi tiết - Trọng lượng hàng năm cuối chi tiết xác định theo công thức Q = V (kg) Trong đó: Q: Trọng lượg chi tiết (kg) : Trọng lượng riêng vật liệu gang xam V: Thể tích chi tiết (dm3) - Đối với chi tiết hộp bánh hình dạng chi tiết ta chia thành phần: phần cung trịn, phần kích thước chữ nhật, phần lỗ, phần lỗ chốt, phần lỗ bu lơng - Thể tích chi tiết V = V1 +V2 – V3 – V4 – V5 = + 35*80*35 – * – 5* – 2*= 144625mm3 =145 cm3 Với = 7.250 g/cm3 ta được: - Khối lượng chi tiết: Q= 145 x 7.250 = 1051.3 g = 1.05 (kg) Từ trọng lượng chi tiết sản lượng hàng năm chi tiết tra bảng [5] có dạng sản xuất hàng loạt vừa Trọng lượng chi tiết Dạng sản xuất > 200kg < 200kg 4÷200kg Số lượng sản xuất hàng năm Đơn 1000 > 5000 5000 CHƯƠNG 2: XÁC ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI VÀ LƯỢNG DƯ GIA CÔNG 2.1 XÁC ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHƠI * Đối với hình dạng chi tiết cho ta có số phương pháp chế tạo phôi sau: - Chọn phương pháp + Phôi chế tạo từ nhiều phương pháp Tuy nhiên tuỳ vào hình dạng, kích thước, sản lượng, khối lượng chi tiết mà ta chọn phương pháp chế tạp phôi cho phù hợp + Với chi tiết hộp bánh vật liệu gang xám ta chọn phương pháp đúc Trong cơng nghệ đúc có phương pháp đúc khác nhau: 2.1.1 Đúc khuôn cát - Được áp dụng để đúc loại vật liệu kim loại khác có khối lượng từ vài chục gam đến vài chục với hình dạng phức tạp, sản lượng linh hoạt, thích hợp với dạng sản xuất.Với phương pháp để đảm bảo xác cho phơi mẫu gỗ phải chế tạo xác hàm khuôn định vị chinh xác Để khắc phục sai số nhiều sản xuất phương pháp ta làm khn máy Phương pháp sử dụng phổ biến giá thành chế tạo khn rẻ, suất độ xác phôi tương đối 2.1.2 Đúc khuôn kim loại - Với phương pháp lượng dư nhỏ tiết kiệm vật liệu làm phơi, phơi có đọ xác cao mẫu khn cát Nhưng có nhược điểm giá thành chế tạo khuôn cao nên phù hợp cho sản xuất hàng loạt lớn hàng khối, khơng áp dụng với chi tiết có cấu tạo hình dáng phức tạp 2.1.3 Đúc khn mẫu chảy - Có độ xác cao lượng dư gia cơng nhỏ Có bề mặt khơng phải gia công Giá thành chế tạo khuôn cao nên sử dụng gia cơng chi tiết có cấu tạo phức tạp nà phương pháp khác không làm Kết luận: Căn vào kết cấu, vật liệu kích thước hình dáng hình học, dạng sản xuất yêu cầu kỹ thuật chi tiết gia công mà ta chọn phương pháp chế tạo phôi phương pháp đúc khuôn cát mẫu gỗ 2.2 XÁC ĐỊNH LƯỢNG DƯ GIA CÔNG 2.2.1 Tính lượng dư gia cơng cho ngun cơng phay mặt phẳng A * Lượng dư gia công cho nguyên công phay mặt phẳng A - Phơi đúc có trọng lượng 1,05 kg, vật liệu Gx15—32, quy trình cơng nghệ gồmbước phay thô phay tinh Chi tiết định vị phiến tỳ hạn chế bậc tự do, khối V hạn chế bậc tự Theo bảng 10 bảng 12 [2] ta có tổng giá trị sai lệch chất lượng bề mặt là: Ra+Ta= 250+350= 600 (µm ) Khi gia cơng phay thơ: Ra+Ta= 50+0= 50 (µm ) Khi gia cơng phay tinh: Ra+Ta= 3,2+0= 3,2 (µm ) Trong Ra: độ nhấp nhơ bề mặt ( cấp độ nhám ) Ta: chiều dày lớp kim loại bị phá hủy ( hư hỏng bề mặt ) Sai lệch khơng gian tổng cộng tính theo cơng thức bảng 14 [2] ta có: ρp = Trong đó: ρ +ρ 2 c cm ρ pi: tổng sai lệch không gian phôi ρ c : giá trị cong vênh ρ cm: độ song song chi tiết Giá trị cong vênh ρ c mặt phẳng tính theo cơng thức: ρ c= ∆k.l= 0,7.110=77 (µm ) 10 Hình 3-11: Kiểm tra độ vng góc đường tâm lỗ với mặt phẳng A,B * Định vị - Đặt mặt B mặt bàn máp hạn chế bậc tự tịnh tiến oz , xoay quanh ox, oy * Chọn máy - Dùng đồng hồ xo, trục kiểm * Thực hiên - Đặt đế đồng hồ xo trên trục kiểm đầu đo đặt mặt A để kiểm tra độ vng góc đường tâm mặt A kiểm tra vị trí 12 NGUN CƠNG XII: KIỂM TRA ĐỘ SONG SONG GIỮA TÂM LỖ Ø43 * Sơ đồ nguyên công 59 Hình 3-12: Kiểm tra độ song song tâm lỗ Ø43 * Định vị - Đặt mặt B mặt bàn máp hạn chế bậc tự tịnh tiến oz , xoay quanh ox, oy * Chọn máy - Dùng đồng hồ xo, trục kiểm * Thực hiên -Đặt đế đồng hồ xo trên trục kiểm đầu đo đặt mặt A để kiểm tra độ vng góc đường tâm mặt A kiểm tra vị trí 3.1.3 Thời gian thực ttc = t0 + + tpv + ttn ttc: Thời gian t0: Thời gian tp: Thời gian phụ (Tp= (7÷10)% T0 ) 60 tpv: Thời gian phục vụ chỗ làm việc gồm: Thời phục vụ kĩ thuật: tpvkt =8% T0 Thời gian phục vụ tổ chức: tpvtc = (2 ÷ 3)%.T0 Thời gian nghỉ ngơi tự nhiên cơng nhân (Ttn = (3÷5)%T0 ) tn t0= tnc2+tnc3+tnc4+tnc5+tnc6+tnc7+tnc8+tnc9 t0=2,14+2+2+1,7+0,12+0,4+0,695+0,12+1,12+0,24+2,05+0,12=12,705(phút) tp=10%.12,705=1,2705(phút) tpvkt=8%.12,705=1,0164(phút) tpvtc=3%.12,705=0,38115(phút) ttn=5%.12,705=0,63525(phút)) ttc=12,705+1,2705+1,0164+0,38115+0,63525=16(phút) 61 CHƯƠNG 4: 4.1 TÍNH TỐN THIẾT KẾ ĐỒ GÁ PHÂN TÍCH U CẦU KỸ THUẬT - Với ngun cơng kht, doa lỗ Ø43 cần đảm bảo độ song song tâm lỗ Đồng thời cần đảm bảo độ vng góc đường tâm lỗ với mặt A,B Do thiết kế đồ gá cho nguyên công phải đảm bảo độ xác yêu cầu kỹ thuật chi tiết 4.2 PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ ĐỒ GÁ VÀ ĐỊNH VỊ KẸP CHẶT - Với yêu cầu chi tiết đặt ta lựa chọn phương án thiết kế đồ gá sau: + Đồ gá gồm hai phiến tỳ hạn chế tụ tịnh tiến theo phương Oz, xoay quanh Oy + Dùng chốt trụ hạn chế bậc tự tịnh tiến theo phương Ox Oy +Chốt trám hạn chế bậc tự lại xoay quang Oz - Phương án kẹp chặt chi tiết + Để đảm bảo an toàn cho trình cắt gọt dụng cụ cắt độ xác chi tiết gia cơng Lực kẹp đựơc đặt mỏ kẹp + Cơ cấu định vị đồ gá bàn máy: ta dùng then dẫn hướng đảm bảo vị trí đồ gá bàn máy - Cơ cấu khác đồ gá + Bạc dẫn hướng thay nhanh 62 Tra bảng 8.77 [2] ta có bảng thơng số bạc dẫn hướng sau: d 43 d1 60 4.3 D 60 D1 86 D2 74 H 85 H1 45 c t 22 n TRÌNH TỰ THIẾT KẾ ĐỒ GÁ 4.3.1 Sơ đồ phân tích lực - Trong ngun cơng này, thành phần lực lớn khoét bao gồm momen xoắn lực dọc trục + Lực dọc trục P0 vuông góc với mặt định vị, hướng vào bề mặt định vị nên bề mặt định vị khống chế Lực P0 kết hợp với lực kẹp làm chi tiết không bị xoay gia cơng + Momen xoắn có xu hướng làm cho chi tiết bị xoay quanh tâm dao Hình 4-13: Sơ đồ phân bố lực 63 4.3.2 Lập phương trình cân lực - Phương trình cân lực: P0 + W1 + W2 – N1 – N2 = (1) - Phương trình cân momen tâm chi tiết bỏ qua ảnh hưởng lực dọc trục: Mx – Fms1.0,035 – Fms2.0,035 = (2) Ta có: W1= W2 Fms1=N1.f ; Fms2= N2.f với f=0,4 : hệ số ma sát tra bảng 34 [4] N1=N2 Phương trình (2) ⟺ Mx – N1.f 0,035=0 ⟺ N1= = = 47 (N) Thay N1 vào phương trình (1) ta được: W1= = =339 (N) K: hệ số an toàn Để đảm bảo an toàn gia công, trị số lực kẹp cần thiết nhân với hệ số an toàn K với: K0=1,5 hệ số an tồn K1=1 hệ số tính đến trường hợp tăng lực cắt độ bóng thay đổi K2=1,5 hệ số tăng lực cắt dao mòn K3=1,2 hệ số tăng lực cắt gia công gián đoạn K4=1,3 hệ số tính đến sai số cấu kẹp chặt (do lực kẹp tay) K5=1 hệ số tính đến mức độ thuận lợi cấu kẹp K6=1 hệ số kể đến mômen làm quay chi tiết Thay hệ số tìm vào cơng thức tìm hệ số an tồn K ta có: 64 K = 1,5.1.1,5.1,2.1,3.1.1 = 3,51 Vậy lực kẹp thực tế là: Wct= 3,51.339= 1189,9 (N) * Xác định cấu kẹp - Ta chọn cấu kẹp chặt chi tiết mỏ kẹp ren vít Hình 4-14: Sơ đồ mỏ kẹp Ta có: Q.L1η = Wct ( L1 + L2 )  Q= Trong đó: Q: lực bu lơng tạo (N) η : hệ số có ích tính đến ma sát đòn kẹp phiến tỳ Ta chọn: L1=L2 , η =0.8  Q = 2.W = = 2974,7 (N) 65 Đường kính d bu lơng tính theo cơng thức: d= Trong đó: [σ ]k W 0,5.[σ ]k = 80 MPa: giới hạn bền kéo thép d = = 8,6 (mm) Vậy chọn bulông M10 4.3.3 Sai số gá đặt - Sai số chế tạo cho phép đồ gá : ε chếtạo= ε gđ − ( ε C2 + ε K2 + ε m2 + ε đ2c ) Trong đó: + + ε gđ : sai số gá đặt tra bảng 7-3 [6] ta có : ε gđ = 70µm εC: sai số chuẩn Sai số chuẩn trường hợp xuất chi tiết bị xê dịch định vị vào hai chốt mà hai chốt có khe hở với lỗ định vị εc=δd+δD+2∆ Lỗ định vị: Ø6H7= Ø6 +0,021 ⇒δD =21µm Chốt định vị: Ø6g7= Ø 20 −−00,,007 02 ⇒δd =13µm ∆: khe hở hướng kính nhỏ lỗ phơi chốt định vị ∆= Dmin - dmax = – 5.993= 0.007mm=7µm ⇒ εc = 13+21+2.7=48 µm 66 + εk: sai số kẹp chặt : Do phương lực kẹp chặt vng góc với phương kích thước nên sai số kẹp chặt εm + : sai số đồ gá bị mòn gây εm = β N Với: N số lượng chi tiết gia công đồ gá Do dùng chốt định vị phiến tỳ nên β=0,1÷0,5 Chọn β=0,1 ε m = 0,1 4150 = 6,45µm = 0.00645mm ε đc + : sai số điều chỉnh sinh trình lắp ráp điều chỉnh đồ gá ε đc = ÷ 10 µm Chọn ε đc = µm = 0,007 mm - Vậy sai số chế tạo cho phép đồ gá là: ε chếtạo= ( 0.07 ) − ( 0,0482 + 0.006452 + 0.007 ) = 0.05mm 4.3.4 Yêu cầu kỹ thuật đồ gá - Độ khơng vng góc đường tâm lỗ mặt A,B ≤ 0,05 mm 100mm bán kính - Độ khơng song song tâm lỗ ≤ 0,05 mm 100mm bán kính - Bề mặt làm việc bạc dẫn nhiệt luyện đạt 40 ÷ - Bề mặt làm việc chốt định vị nhiệt luyện đạt 55 67 60 HRC ÷ 60 HRC 68 4.3.5 Tính giá thành ngun cơng a, Thời gian - Đã tính tốn chương ta có to=1.36(ph) ttc = t0 + + tpv + ttn tp=10%.t0=0,136(phút) tpvkt=8% t0=0,1088(phút) tpvtc=3% t0=0,0408(phút) ttn=5% t0=0,068(phút)) ttc=1,36+0,1088+0,0408+0,068=1,7(phút) b, Giá thành phôi - Giá thành kg phôi xác định theo cơng thức tài liệu [5] ta có: Sp= K1.K2.K3.K4.K5) Trong đó: C1=30000000 giá thành phơi thành phẩm( đồng) K1= K2= 2,2 K3= K4=0,6 phụ thuộc trọng lương phôi K5=0,83 phụ thuộc sản lượng phơi Q: trọng lượng phơi tính theo kg q: trọng lượng chi tiết tính theo kg S=17000000 giá thành phơi phế phẩm tính theo đơn vị đồng Ta tích phơi: Vph= + 41*80*41 – * =196076(mm3)=196,076 cm3 69 Với = 7.250 g/cm3 ta được: - Trọng lượng phôi Q= 196,076 x 7.250 = 1421,5 g = 1.4 (kg)  Sp= K1.K2.K3.K4.K5) = 1,5.1.2,2.1.0,6.0,83) – (1,4-1,05).17000 = 45802 c, Chi phí tiền lương - Chi phí tiền lương tính theo cơng thức(4.28) tài liệu [5] ta có S L= Trong đó: C= 40000 số tiền lương cơng nhân làm việc ( đồng/giờ) ttc= thời gian chi tiết( phút) SL= =1133 d, Giá thành điện - Giá thành điện tính theo cơng thức (4.29) tài liệu [5] ta có: Trong đó: Cđ=2000 giá thành Kw/giờ Nm=4,5 công suất động máy η =0,9 hệ số sử dụng máy theo công suất m t0=13,175 thời gian gia công η =0,95 hệ số thất thoát điện mạch điện c η =0,9 hiệu suất động đ  = 214 e, Chi phí cho dụng cụ - Chi phí cho dụng cụ xác định theo công thức(4.30) tài liệu [5] ta có: 70 + tm.Pm) Trong đó: Cdc=300000 giá thành ban đầu dao( đồng) η = sô lần mài lại dao bị hỏng n tm= thời gian mài dao (phút) Pm= 5000 chi phí cho thợ mài phút t0= thời gian gia công T=60 tuổi bền dao( phút)  + 5.5000) = 1538 f, Chi phí khấu hao máy - Chi phí khấu hao máy đươhc xác định theo cơng thức (4.31) tài liệu [5] ta có : Trong : Cm= 300000000 giá thành máy( đồng) Kkh=10% phần trăm khấu hao n=4150 số chi tiết chế tạo năm( chiếc)  = 72,3 g, Chi phí sửa chữa máy - Chi phí sửa chữa máy đươc tính theo cơng thức (4.32) tài liệu [5] ta có : Trong : R=31 độ phức tạp sửa chữa máy t0= thời gian gia công bản( phút)  = 21,9 h, Chi phí sử dụng đồ gá - Chi phí sử dụng đồ gá đươc tính theo cơng thức (4.34) tài liệu [5] ta có : 71 Trong đó: Cđg= 1000000 giá thành đồ gá A=0,5 hệ số khấu hao đồ gá B=0,15 hệ số đến việc sử dụng bảo quản đồ gá n= số lượng chi tiết năm( chiếc)  = 156,6 i, Giá thành chế tạo chi tiết nguyên công - Giá thành chế tạo chi tiết ngun cơng đươc tính theo cơng thức (4.35) tài liệu [5] ta có :  = 1133+214+1538+72,3+21,9+156= 3135,2 72 73 ... không gia công ±0,4 mm 14 2.2.3 Bản vẽ chi tiết lồng phơi Hình 2-1: Bản vẽ chi tiết lồng phơi CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ GIA CÔNG 3.1 Xác định đường lối lập tiến trình cơng nghệ 3.1.1... bước cơng nghệ nguyên công) Ta nên chọn phương pháp gia cơng vị trí, gia cơng theo bước Ở máy gia công dùng máy vạn kết hợp với đồ gá chuyên dùng 15 3.1.2 Quy trình cơng nghệ gia cơng NGUN CƠNG... tiết gia công mà ta chọn phương pháp chế tạo phôi phương pháp đúc khuôn cát mẫu gỗ 2.2 XÁC ĐỊNH LƯỢNG DƯ GIA CƠNG 2.2.1 Tính lượng dư gia công cho nguyên công phay mặt phẳng A * Lượng dư gia công