MỤC LỤC
MỤC LỤC...................1
LỜI NÓI ĐẦU............... 2
Chương 1: Tổng quan về phun phủ................ 4
1.2 Phân loại các phương pháp phun nhiệt............... 5
1.2.1 Phun nóng chảy.............. 5
1.2.2 Phun nguội:................. 6
1.3 .Các yếu tố ảnh hưởng khi phun nóng chảy............ 7
1.4. Vật liệu phun, khả năng công nghệ. .............10
1.4.1 Vật liệu trong công nghệ phun phủ bằng khí cháy. .............10
1.4.2 Khả năng công nghệ. ..............11
Chương 2 : Cơ sở thiết kế sơ đồ động của máy.................. 12
2.1Sơ đồ động của máy………….13
2.2 Bộ điều khiển. ..................13
2.2.1 Mạch Uno. ..............13
2.2.2 Biến tần. ..............14
2.3 Động cơ bước. ..............16
2.4 Cơ cấu truyền động. .............17
2.4.1 Vít me đai ốc thường. ................17
2.4.2 Vít me đai ốc bi ...............18
2.4.3 Hộp trượt tròn.............. 19
3.1.Tính toán chọn bộ truyền trục Vitme đai ốc bi trục X.................21
3.2. Tính toán và chọn động cơ. ...............26
3.3. Tính toán ,chọn ổ bi 28
Chương 3 : Thiết kế quy trình công nghê của 1 số chi tiết điển hình................37
4.3 Thiết kế quy trinh công nghệ gia công chi tiết trục gá.............. 37
4.3.1 Xác định đường lối công nghệ :.............. 37
4.3.2 Chọn phương pháp gia công: ...............37
4.3.3 Lập thứ tự tiến trình công nghệ. ............38
4.3.4 Thiết kế các nguyên công............... 38
4.4 Thiết kế quy trình công nghệ đĩa mài ............55
4.4.1 Trình tự nguyên công.............. 55
4.4.2 Tiến hành............... 55
KẾT LUẬN...................70
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...............71
LỜI NÓI ĐẦU
Có thể nói rằng với hầu hết nền kinh tế của mỗi nước trên thế giới thì nền công nghiệp đóng vai trò quan trọng nhất, đặc biệt là công nghiệp nặng nói chung và nền công nghiệp nói riêng, nó luôn được đầu tư phát triển ngày một mạnh hơn.
Ở Việt Nam chúng ta khi đất nước chưa giải phóng thì nền công nghiệp hầu như chưa phát triển. Sau khi giải phóng hoàn toàn đất nước, cả nước bắt tay vào khôi phục hậu quả chiến tranh, xây dựng đất nước theo con đường CNXH, mà đặc biệt là từ những năm thực hiện chính sách đổi mới và công cuộc CNH_HĐH đất nước, cho đến bây giờ thì công nghiệp trở thành ngành quan trọng bậc nhất trong hệ thống các ngành kinh tế của đất nước. Trong đó ngành gia công cơ khí đóng một vai trò hết sức quan trọng. Nó không những thúc đẩy các ngành kinh tế khác phát triển mà còn đóng góp một phần không nhỏ vào tổng thu nhập kinh tế của đất nước, bởi vậy nên gia công cơ khí luôn được tín trọng đầu tư phát triển nhất là trong mấy năm vừa qua khi công cuộc CNH_HĐH đất nước diễn ra mạnh mẽ thì ngành công nghiệp của nước ta phát triển với tốc độ rất nhanh. Điều đó đồng nghĩa với việc nhiều nhà máy được xây dựng mới hoặc đầu tư tăng thêm thiết bị, máy móc để phục vụ nhu cầu sản xuất ngày càng tăng .
Sau khi được học các môn cơ sở lý thuyết em luôn ý thức phải không ngừng học hỏi, nghiên cứu, đồng thời phải biết vận dụng những kiến thức đã học vào thực tế thì công lao chỉ bảo của thầy cô mới thực sự có ý nghĩa. Quá trình làm chuyên đề này là cơ sở đánh giá phần nào những kiến thức mà em đã được học.
Lý lựa chọn đề tài:
Thông thường các chi tiết cơ khí làm việc trong môi trường rất khắc nhiệt.Chúng dễ bị hư hỏng nhiều dạng do nhiều nguyên nhân như bị:bị rỉ sét (do làm việc giữa môi trường độ ẩm cao, nhiệt độ cao,..), mài mòn cơ học (do sự cà sát giữa các chi tiết cơ khí với nhau,...), ăn mòn ( dưới sự ảnh hưởng của chất lỏng, khí cháy,..). Việc bỏ đi các chi tiết có khả năng tái sử dụng bằng cách phục hồi bằng phun phủ phục hồi là việc cần thiết cho việc giảm chi phí cho sự chế tạo lại các chi tiết. Do đó cho nên việc nghiên cứu đề tài phun phủ phục hồi bằng khí cháy là rất cần thiết.
Mục tiêu đề tài:
Nghiên cứu công nghệ phun phủ bằng khí cháy. Phân tích lựa chọn vật liệu phủ sau đó thiết kế quy trình công nghệ chế tạo sản phẩm đá mài thủy tinh.
Qua thời gian học, với đề tài em được giao là “Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy phun phủ hạt mài” .Với sự hướng dẫn của thầy : Ths……………, em đã hoàn thành Đồ án tốt nghiệp
Em xin chân thành cảm ơn !
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ PHUN PHỦ
1.1. Lịch sử phát triển công nghệ phun phủ
Phun phủ kim loại đã được một kỹ sư người Thụy Sỹ tên là Max Ulrich Schoop phát minh ra từ những năm đầu của thế kỷ 20. Nguyên lý của phương pháp công nghệ này là dùng nguồn nhiệt (hồ quang, khí cháy, plasma) làm nóng chảy kim loại. Sau đó, kim loại lỏng được dòng không khí nén thổi mạnh làm phân tán thành các hạt sương mù rất nhỏ, bắn lên bề mặt vật đã được chuẩn bị sẵn (làm sạch, tạo nhám) tạo ra một lớp kim loại phủ có độ dày theo yêu cầu, trong đó các hạt kim loại đè lên nhau theo từng lớp.
Trong đó, phương pháp phun phủ ngày càng được phát triển và mở rộng về quy mô, cải thiện về chất lượng, thể hiện tính ưu việt so với các phương pháp tạo lớp phủ khác. Nó đã trở thành một lĩnh vực chuyên môn riêng, thu hút sự quan tâm của nhiều nhà khoa học.
1.2 Phân loại các phương pháp phun nhiệt.
Có nhiều phương pháp để phân loại các phương pháp phun. Tuy nhiên, thông thường ta có thể phân chia các phương pháp phun nhiệt như hình.
1.2.1 Phun nóng chảy
Phun nóng chảy là một quy trình phun nhiệt. Nguyên lý của nó là phun một lớp bột hợp kim tự nóng chảy lên bề mặt chi tiết. Một khi vật liệu đã được áp dụng với một độ dày chính xác, lớp phủ sau đó được nung đến nhiệt độ nóng chảy (khoảng 1000 ), tạo nên sự khuếch tán các nguyên tố giữa các lớp phun và vật liệu nền.
* Ưu điểm:
- Phương pháp phun nóng chảy có độ dính kết cao hơn so với phun nguội. Vì sự liên kết giữa vật liệu phun và bề mặt nền là liên kết cơ học + thiêu kết.
- Độ cứng, độ bền và chịu va đập cao, có thể phun được các vật liệu có nhiệt độ nóng chảy cao như Vonfram, Molipdel hoặc Crom.
- Tốc độ phủ cao hơn, năng suất cao, có thể phun dày từ 3-9mm
- Lớp phủ mịn, không bị rỗ, xốp
- Không cần chuẩn bị bề mặt quá phức tạp
* Nhược điểm:
- Nhiệt độ của dòng khí hay Plasma (hồ quang) rất lớn (1500 – 50000 ), do làm thay đổi tính chất của bột phủ (ôxi hoá, chuyển hoá pha, phân huỷ, thay đổi thành phần hoá hoc v.v.)và ảnh hưởng đến bề mặt cần phun (nung nóng, ôxi hoá, tạo ra ứng xuất dư v.v.).
- Một vấn đề nữa là không thể phun phủ hỗn hợp bột với các thành phần có tính chất hoá-lý khác nhau rất nhiều (kim loại-polyme, kim loại-gốm, kim loại-polyme-gốm v.v.) và kích thước nhỏ.
1.2.2 Phun nguội:
Phun nguội là một quá trình phun nhiệt. Nguyên tắc của phương pháp này là lợi dụng nhiệt độ cao của ngọn lửa khí cháy oxy – acetylen làm chảy bột hợp kim trên miệng vòi phun, sau đó dùng khí nén hoặc dùng oxy để phun lớp hợp kim đó lên bề mặt chi tiết.
* Đặc điểm:
- Nhiệt độ của chi tiết trong suốt quá trình phun không vượt quá 200 – 250 (đối với vật liệu Metaceram thì không được vượt quá 150 ). Không làm biến dạng hoặc thay đổi thuộc tính của kim loại nền.
- Vận tốc hạt bột ở thời điểm va đập vào bề mặt cần phun đóng vai trò quan trọng nhất (v=400-1200m/s) trong quá trình phun nguội để làm biến dạng và kết dính bột lên bề mặt phun. Liên kết giữa vật liệu nền là lớp phủ là liên kết cơ học, lớp phủ có độ rỗ xốp cao. Rất tốt nếu sử dụng phương pháp này để phục hồi các chi tiết làm việc trong môi trường dầu nhớt, vì dầu nhờn có thể thẩm thấu vào lớp bao phủ, tăng khả năng chịu tải.
1.3 Các yếu tố ảnh hưởng khi phun nóng chảy
* Áp suất phun và áp của bình khí nén:
Vận tốc khí tốc độ cao khi phun 1370-2930 (m/s)
Tương đương vận tốc hạt bay 480-1000 (m/s)
Xét trường hợp tốc độ hạt là lớn nhất 1000 m/s
Công sinh ra để dịch chuyển hạt mài A=Fs.cosα
Mặt khác trong đó:
F=ma
Trong đó:
m: là khối lượng hạt mài
a: là gia tốc hạt mài
Ta có liên hệ giữa động năng và công:
ΔWd = ΔWd2 - ΔWd1 = AF
=> m = 1,33.10-16 ( kg)
F = m.a = 1,33.10-16 . 1111111 = 1,478.10-10 (N)
Áp suất lớn nhất cần P = 93 (atm)
Vậy bình khí nén cung cấp đầy đủ lượng áp suất trong quá trình phun phủ.
* Nhiệt độ:
Do hỗn hợp phun là hạt mài và chất kết dính UltraBond (Ni: 92.94%). Theo bảng 5.1 (Công nghệ phun phủ bảo vệ và phục hổi)
* Độ bám dính:
Độ bám dính cao là một trong những thông số quan trọng nhất, ảnh hưởng đến hiệu suất của nhiệt phun hệ thống phủ ngoài bề mặt trong các ứng dụng thực tế của lớp phủ. Đối với nhiều ứng dụng độ bám dính của lớp phủ là rất quan trọng đối với hiệu suất của phần phủ.
Một vấn đề khác liên quan đến cường độ bám dính của lớp phủ đó là sự tích tụ của các hạt riêng lẻ khi va đập vào bề mặt vật liệu nền, nhiệt độ bề mặt vật liệu nền ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình làm phẳng của các hạt nóng chảy khi va đập vào bề mặt vật liệu nền, do đó có tác động đến các đặc tính cơ học và lý học của lớp phun phủ nhiệt. Quá trình làm phẳng là một trong những quá trình quan trọng của phun phủ nhiệt, vì quá trình này quyết định các đặc tính của lớp phun phủ.
1.4. Vật liệu phun, khả năng công nghệ
1.4.1 Vật liệu trong công nghệ phun phủ bằng khí cháy
1.4.1.1 Loại bột phun 50000 UltraBond, khả năng công nghệ
Với độ hạt 400 ( tiêu chuẩn của giấy ráp đánh bóng ) thì kích thước hạt mài nhôm oxit là 35µm.
Nhiệt độ nóng chảy là 1452 để hạt mài kính không bị nóng chảy và bám được trên bề mặt đá mài
1.4.1.3 Corundum
- Corundum có độ cứng 20.200 N/mm2, được hình thành từ Oxit nhôm Al2O3 luyện từ bocxit có ba loại:
+ Corundum thường được dùng phổ biến nhất thường có các màu thay đổi nâu sẫm đến hồng, dùng làm đá mài để mài thô, mài bán tinh và mài tinh các vật liệu thép, gang dẻo hay dụng cụ bằng thép dụng cụ.
+ Corundum trắng có chất lượng tốt hơn corumdum thường vì có chứa tỷ lệ Oxit nhôm cao hơn (khoảng 97 – 98,5%), dùng cho nguyên công mài bán tinh và tinh các thép cứng cũng như mài sắc dao cắt bằng thép dụng cụ.
1.4.2 Khả năng công nghệ
1.4.2.1 Corundum
- Corundum có độ cứng cao (corundum nguyên chất có độ cứng là 9,0 ), nên nó có thể rạch xước hầu hết các khoáng vật khác, để lại sau đó vết vạch màu trắng trên các khoáng vật đó. Corundum thường được dùng làm bột mài, từ giấy mài tới các máy lớn trong gia công kim loại, gỗ và nhựa. Một vài dạng emery là hỗn hợp của corundum và các chất khác, khi đó khả năng mài sẽ giảm, và độ cứng trung bình khoảng 8,0.
Ngoài độ cứng cao, corundum còn tỷ trọng riêng lớn vào khoảng 4,02 g/cm³, và đây là tỷ trọng rất lớn trong số các khoáng vật được cấu tạo từ các nguyên tố nhẹ như nhôm và ôxy.
1.4.2.2 Hạt oxit nhôm
Hạt oxit nhôm được sử dụng để mài mòn, đánh bóng bề mặt vật liệu với độ hiệu quả cao, tiết kiệm chi phí. Trong những trường hợp yêu cầu làm tròn cạnh, hoàn thiện bề mặt.
Do nhẹ bằng một nửa so với các vật liệu mài mòn bằng kim loại khác, hạt nhôm oxit chứa số lượng hạt nhiều gấp đôi, tạo ra việc cắt, mài một cách dễ dàng bằng việc loại bỏ ứng suất bề mặt, dẫn tới ít ảnh hưởng tới vật liệu.
Chương 2 : CƠ SỞ THIẾT KẾ CỦA MÁY
2.1. Thiết kế động học
Sơ đồ động của máy thể hiện như hình 2.1.
2.2 Thiết kế bộ điều khiển tốc độ trục công tác
2.2.1 Chọn Mạch Uno
Arduino Uno là một bảng mạch vi điều khiển nguồn mở dựa trên vi điều khiển Microchip ATmega328 được phát triển bởi Arduino.cc. Bảng mạch được trang bị các bộ chân đầu vào/ đầu ra Digital và Analog có thể giao tiếp với các bảng mạch mở rộng khác nhau. Mạch Arduino Uno thích hợp cho những bạn mới tiếp cận và đam mê về điện tử, lập trình…
2.2.2 Biến tần
Biến tần là thiết bị biến đổi dòng điện xoay chiều ở tần số này thành dòng điện xoay chiều ở tần số khác có thể điều chỉnh được.
Nói cách khác:
Biến tần là thiết bị làm thay đổi tần số dòng điện đặt lên cuộn dây bên trong động cơ và thông qua đó có thể điều khiển tốc độ động cơ một cách vô cấp, không cần dùng đến các hộp số cơ khí. Biến tần sử dụng các linh kiện bán dẫn để đóng ngắt tuần tự dòng điện đặt vào các cuộn dây của động cơ để làm sinh ra từ trường xoay làm quay động cơ.
Do đó với động cơ 7,5W ta chọn biến tần tương ứng với công suất động cơ hoặc lớn hơn với các thông số như sau :
- Nguồn cấp : 1 pha 200V÷240V; 3 pha 200V÷240V ; 50/60Hz.
- Sai số nguồn cấp cho phép : Điện áp +10% , -15% . tần số ± 5%.
- Điện áp đầu ra : 3 pha 220v , 0 ÷ Điện áp đầu vào ; tần số 0.5 ÷ 500Hz.
- Khả năng quá tải : 150% trong 60s , 200% trong 0.2s.
- Dải công suất : 0.2 ÷15 kw.
2.3 Thiết kế chọn động cơ
Động cơ bước (stepping motor) là một cơ cấu chấp hành cơ điện dùng để biến năng lượng điện thành năng lượng cơ học. Đặc tính chuyển động của động cơ bước là rời rạc, trái ngược với đặc tính chuyển động quay liên tục của động cơ AC và DC. Mỗi xung dòng cấp cho cuộn dây stato, trục động cơ điện thực hiện một góc quay gọi là bước góc.Đặc điểm cơ bản của động cơ bước là tốc độ góc tỷ lệ với tần số xung vào.Động cơ bước điều khiển tín hiệu số được sử dụng khá phổ biến trong hệ thống máy điều khiển số, hệ thống tự động.Động cơ bước có thể điều khiển cả về vị trí và tốc độ mà không cần mạch phản hồi mà vẫn đảm bảo độ chính xác vị trí.Tần số cung cấp cho động cơ nằm ở vùng tần số thấp, độ chính xác vị trí trong khoảng 1% - 5% bước góc.
Khối lượng chịu tải:
m = m1*N+ m2 + m3= 1,86.5 + 1,943 + 0,962 = 12,205 kg
Đường kính lớn nhất của mâm cặp là d = 100 mm
Suy ra, momen quán tính tương đối cần tải là: M = m*r2 = 12,205*0.052 = 0,0305 N.m2
Ta có: momen xoắn: M1 = M/l = 0,0305/0,169 = 0,33 N.m
2.4. Cơ cấu truyền động
2.4.1. Vít me đai ốc thường
Vít me được gắn đồng trục với động cơ, khi động cơ quay, vít me quay, động cơ và vít me gắn cố định, làm cho đai ốc di chuyển dọc theo trục vít me. Đai ốc thì được gắn chặt vào bộ phận cần chuyển động (trục X, Y, Z).
2.4.2. Vít me đai ốc bi
Đây là dạng vít me đai ốc thay vì ma sát trượt thông thường, tiếp xúc giữa vít me và đai ốc thông qua các viên bi được chuyển thành ma sát lăn. Điều này đem đến một ưu điểm: chỉ cần một lực momen xoắn rất nhỏ là có thể là đai ốc di chuyển.
Tuy kết cấu đa dạng nhưng các thành phần chủ yếu của bộ truyền bao gồm: vít me, đai ốc, bi và vòng hồi bi.
Vấn đề quan tâm của bộ truyền vít me đai ốc bi là dạng profin vít me răng và đai ốc. Profin răng vít me dạng chữ nhật và hình thang là chế tạo đơn giản hơn cả nhưng có khả năng chịu tải kém. Để tăng khả năng chịu tải, người ta tăng bề mặt làm việc bằng cách chế tạo profin dạng tròn.
Hộp trượt tròn hở có các kích thước như sau : Ф12, Ф16, Ф20, Ф25, Ф30, Ф35, Ф40, Ф50.
Ưu điểm của hộp trượt tròn
+ Chịu lực tốt.
+ Chuyển động trượt trơn, không tiếng ồn.
+ Chính xác, ma sát thấp.
Chương 3: TÍNH TOÁN CHỌN BỘ TRUYỀN, ĐỘNG CƠ, Ổ BI TRÊN TRỤC X
3.1.Tính toán chọn bộ truyền trục Vitme đai ốc bi trục X
3.1.1. Thông số đầu vào.
+ Fa: Lực dọc trục tác dụng lên đai ốc.
+ L = 500 mm: Chiều dài trục Vitme.
+ v = 0,4 m/ph: Vận tốc dịch chuyển cực đại của đai ốc.
+ Lh = 1200 giờ: Thời hạn làm việc tính theo giờ.
+ Khối lượng cụm đầu phun: m = 5kg => W = 50N
+ Thời gian tăng tốc để đạt tốc độ cực đại: t = 1s
a. Chọn Vật liệu.
- Chọn vật liệu làm trục Vitme là thép C45, tôi cải thiện, độ rắn HB = 200, ch = 450 MPa.
b. Tính lực dọc trục Fa và Momen xoắn T.
- Lực chống trượt:
Ftr = .( W + Wx) = 0,05.(50 + 70) = 6 N
- Lực chạy không tải:
f = (W+Wx)kgf = (50+70).1.10.0,02 =24 N
- Chạy đều:
Fa2 = Ff + f + Fi2= 2,5 + 24 = 26,5 N
- Khi gia công:
Fa3 = 26,5 N
- Khi giảm tốc:
Fa4 = Ff - Fi + f = 2,5 – 26,7 + 24 = -0,2 N
Từ các lực Fa với thời điểm tương ứng, ta nhận thấy: Fa1 tại thời điểm tăng tốc đạt giá trị lớn nhất.
Vậy Fa = 86,67 N
3.1.2. Tính toán về độ ổn định.
+ Chiều dài làm việc của trục Vitme: L = 500 mm.
+ I là bán kính quán tính của tiết diện trục Vitme.
Thay vào (1) => I = 3,6
- Kiểm nghiệm vít về độ bền:
Từ kết quả tính toán, kết hợp với việc đảm bảo điều kiện bền, điều kiện ổn định, ta chọn bộ truyền vít me đai ốc 20-6B1 của hãng HIWIN hoàn toàn thỏa mãn các yêu cầu.
3.2. Tính toán và chọn động cơ
- Thời gian đi hết hành trình trục Y: to = 3(s)
- Thời gian tăng tốc t1 và thời gian giảm tốc t2 lấy bằng 25% t0:
t1 = t2 = 25%.t0 = 0,25.3= 0,75 (s)
- Tốc độ hoạt động của xung f2: f2 = 14814 (Hz)
- Tốc độ quay của động cơ:
NM = f2. .60 = 14814. .60 = 4444 (v/ph)
- Tính toán momen cần thiết cho động cơ bước:
TM = ( TL + Ta ).Sf
Từ các thông số trên ta tính được:
F = 86,67 + 5.10.(Sin0 + 0,05Cos0) = 89,17(N)
- Momen quán tính của cụm Lazer:
JM = m. = 5. = 4,56 .10-5 (kg.m2)
=> J1 = JB + JM = 2,056 .10-4 (kg.m2)
Vậy Ta = ( 380.10-7 + 2,056 .10-4 ) . . = 0,038(N.m)
Chọn hệ số an toàn Sf = 2
=> Momen cần thiết TM = (0,532 + 0,038) .2 = 1,14 (N.m)
3.3. Tính toán, chọn ổ bi
Trong cơ cấu bàn X tải trọng chủ yếu tác động lên 2 ray dẫn hướng, do đó mà lực tác dụng theo phương vuông lên cơ cấu trục vit me là không đáng kể hay nói cách khác khi tính toán đến ổ lăn trục vitme chỉ để ý đến lực dọc trục tác dụng lên trục vit me. Tuy nhiên trong quá trình hoạt động xảy ra hiện tượng rung trong cơ cấu, do đó yếu tố định tâm cũng quan trọng, do vậy chọn ổ đỡ chặn 1 dãy cho trường hợp này.
Dựa vào đường kính trục vitme và tốc độ quay của động cơ ta chọn sơ bộ thông số của ổ lăn mã BUR15 theo hãng Misumi .
3.4 Tính và kiểm nghiệm khả năng tải của ổ
Tải trọng động quy ước (Công thức 11.3 –TTTKHDĐCK-Tr 214):
Q =(XVFr+ Y.Fa).Kt.Kđ
Như vậy tải trọng động Q =86,67.1.1,2 = 104,04 (N)
• Tuổi thọ tính bằng triệu vòng quay L = 60n.Lh/106
Trong đó n = 60000.v/(π.D) = 60000.12,8/( 3,14.20) = 12229(vg/ph)
Chọn Lh = 4800 (h)
Vậy tuổi thọ tính bằng triệu vòng quay:
L = 60nLh.10-6 = 60.12229.4800.10-6 = 3522 (triệu vòng)
+ Khả năng tải động của ổ:
Cđ = Q.(L)m = 0,10404 = 2,42 (kN) < 3,79 (kN)
3.5 Áp suất phun và áp của bình khí nén:
Vận tốc khí tốc độ cao khi phun 1370-2930 (m/s)
Tương đương vận tốc hạt bay 480-1000 (m/s)
Xét trường hợp tốc độ hạt là lớn nhất 1000 m/s
Công sinh ra để dịch chuyển hạt mài A=Fs.cosα
3.6. Tính toán thiết kế trục quay bánh mài
Qua khuyến cáo của nhà sản xuất thiết bị, súng phun HP-2700M với vật liệu bột phun WC-12Co [157] có lưu lượng phun nên nhỏ hơn 38 gam/phút. Bên cạnh đó, từ các nghiên cứu trước đã công bố [30, 88, 93, 96, 128], lưu lượng cấp bột phun cho thí nghiệm thăm dò được lựa chọn từ 20 ÷ 45gam/phút.
Khoảng giá trị của các thông số phun cho thí nghiệm thăm dò được xác định với: lưu lượng phun từ 20 ÷ 45gam/phút.
Cơ sở của kỹ thuật phun được tính toán dựa trên khoảng các phun và kích thước các vết phun. Qua quá trình phun thăm dò, bề rộng vết phun tương ứng với với các khoảng cách: 0,2m; 0,275m; 0,35m được xác định lần lượt là 12mm, 15mm, 18mm.
Qua trên ta đúc kết như sau:
+ Khối lượng phun: m = 20 – 35 – 45 gam/phút
+ Tốc độ quay đĩa mài: n = 60 – 130 – 180 vòng/phút
+ Khoảng cách phun: d = 100 – 170 – 300 mm
+ Góc phun: 90o (vuông góc với đá mài)
+ Ta chọn d= 170 mm
Xét trường hợp tốc độ hạt là 500 m/s
Gỉa sử hiệu suất phun phủ H= 40%
Khối lượng chịu tải:
m = m1*N+ m2 + m3= 1,86.5 + 1,943 + 0,962 = 12,205 kg
Đường kính lớn nhất của mâm cặp là d = 100 mm
Suy ra, momen quán tính tương đối cần tải là: M = m*r2 = 12,205*0.052 = 0,0305 N.m2
Ta có: momen xoắn M1 = M/l = 0,0305/0,169 = 0,33 N.m
Chương 4 : THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CỦA MỘT SỐ CHI TIẾT ĐIỂN HÌNH
4.3 Thiết kế quy trinh công nghệ gia công chi tiết trục gá
4.3.1 Xác định đường lối công nghệ.
Xác định đường lối công nghệ là xác định phương pháp thực hiện công việc gia công chi tiết sao cho tốn ít thời gian nhất, đạt hiệu quả kinh tế cao nhất mà vẫn đảm bảo độ chính xác gia công. Quá trình gia công chi tiết phải qua nhiều nguyên công, nhưng phải phân chia cách thực hiện nguyên công đó như thế nào để đạt được các yêu cầu nói trên? Chúng ta có thể chon phương án tập trung nguyên công hay phân tán nguyên công.
4.3.3 Lập thứ tự tiến trình công nghệ.
Với chi tiết trục như đã phân tích tính công nghệ trong kết cấu ta có các phương án công nghệ như sau: Quá trình gia công gồm 14 nguyên công:
1. Nguyên công I: Cắt phôi thanh
2. Nguyên công II: Khỏa mặt đầu và khoan tâm 2 lỗ.
3. Nguyên công III: Tiện đường kính trục và vát mép.
4. Nguyên công IV: Tiện đường kính trục và vát mép.
5. Nguyên công V: Cắt rãnh và tiện ren M27
6. Nguyên công VI: Nhiệt luyện
7. Nguyên công VII: Tổng kiểm tra
4.3.4 Thiết kế các nguyên công.
4.3.4.1. Nguyên công 1: Cắt phôi thanh
4.3.4.2 Nguyên công 2: Khỏa mặt đầu và khoan tâm 2 lỗ.
a. Sơ đồ gá đặt
b. Chọn máy và dụng cụ cắt
* Chọn máy:
* Chọn dao: Dao phay mặt đầu thép gió với đường kính dao ,số răng là Z=4.Mũi khoan tâm.
c. Xác định lượng dư gia công:
Lượng dư gia công là 2mm.
d. Xác định chế độ cắt:
* Bước 1: Phay thô.
- Chiều sâu cắt là 1,5mm.
- Tra bảng (5-119)[1] ta chọn (mm/răng). Chọn (mm/răng).
- Tra bảng (5-120)[1] ta có vận tốc cắt (m/phút)
* Bước 2 : Khoan lỗ chống tâm.
- Chiều sâu cắt: t = 1,5 (mm)
- Bước tiến S:
Theo thuyết minh máy ta chọn S=0,19(mm/vg)
Lượng chạy dao:S=0,19.1125=213,75 (mm/phút)
Tra bảng (17-3)[2]: Công suất cắt N=0,8 kW < 2,2KW Máy làm việc an toàn.
4.3.4.4 Nguyên công 4 : Tiện đường kính trục và vát mép.
a. Sơ đồ gá đặt:
- Định vị
Chi tiết được định vị ở 2 mũi chống tâm, hạn chế 5 bậc tự do.
- Kẹp chặt
Chi tiết được kẹp chặt bằng mũi chống tâm.
b. Chọn máy và dụng cụ cắt.
- Chọn máy: máy tiện 1k62
- Chọn dao: Dao tiện gắn mảnh hợp kim cứng T15k6.
c. Xác định lượng dư gia công
Lượng dư gia công là : 4 mm.
d. Xác định chế độ cắt
* Bước 1: Tiện thô
- Chọn chiều sâu cắt tmax=2mm.
- Lượng chạy dao.
Tra bảng (5-11)[1] ta có lượng chạy dao mm/vòng. Theo thuyết minh máy ta có lượng chạy dao mm/vòng.
* Bước 2: Tiện tinh
- Chọn chiều sâu cắt t=0,5mm.
- Lượng chạy dao.
Tra bảng (5-14)[1] ta có lượng chạy dao S = 0,21 - 0,25 mm/vòng. Theo thuyết minh máy lượng chạy dao S = 0,23mm/vòng.
* Bước 3: Tiện rãnh
- Chiều sâu cắt t=0.5 mm.
- Lượng chạy dao.
Tra bảng (5-15)[2] lượng chạy dao S = 0,11 - 0,12 mm/vòng. Theo thuyết minh máy lượng chạy dao mm/vòng.
3.3.4.5 Nguyên công 5 : Cắt rãnh và tiện ren M27
a. Sơ đồ gá đặt :
- Định vị
Chi tiết được định vị ở 2 mũi chống tâm, hạn chế 5 bậc tự do.
- Kẹp chặt
Chi tiết được kẹp chặt bằng mũi chống tâm.
b. Chọn máy và dụng cụ cắt.
- Chọn máy: máy tiện 1k62
Thông số kỹ thuật:
Công suất máy : 10 ( KW )
Hiệu suất : ŋ = 0,75
c. Xác định lượng dư gia công
t=(D-D1)/2
Trong đó:
D : là đường kính danh nghĩa, D=30 mm
D1 : là đường kính chân ren tra bảng tiêu chuẩn, D1=26.6
Thay vào công thức ta có: t= (30-26.6)/2=1.75
d. Xác định chế độ cắt
* Bước 1: Tiện ren thô:
- Lượng chạy dao.
Tra bảng (5-48)[2] ta có lượng chạy dao S = 0,05 - 0,06 mm/vòng.
Theo thuyết minh máy ta có lượng chạy dao S = 0,06 mm/vòng.
* Bước 2: Tiện ren tinh
- Lượng chạy dao.
S=P=bước ren=3.5
- Số vòng quay trong một phút:
Theo thuyết minh máy ta có :n = 1000 (vòng/phút)
Vận tốc cắt thực tế: (m/phút).
Tra bảng (74-1)[2]:Công suất cắt N < Nm = 7,5 KW => Máy làm việc an toàn.
* Bước 3: Cắt rãnh (Tương tự bước 3 thuộc nguyên công 4)
4.3.4.6 Nguyên công 6 : Nhiệt luyện
Sơ đồ nhiệt luyện như hình dưới.
4.3.4.7 Nguyên công 7: Kiểm tra
4.4 Thiết kế quy trình công nghệ đĩa mài
4.4.1 Trình tự nguyên công
Thứ tự nguyên công gồm:
+ Nguyên công 1: Cắt phôi ∅153x20
+ Nguyên công 2: Khỏa mặt
+ Nguyên công 3: Khoan tâm , tiện lỗ ∅30
+ Nguyên công 4: Tiện thô, tinh ∅148 vát mép
+ Nguyên công 5: Tiện 2 rãnh ∅142
4.4.2 Tiến hành
4.4.2.1 Nguyên công 1: Cắt phôi ∅153x20
4.4.2.2 Nguyên công 2: Khỏa mặt
Chú ý: Từ nguyên công 2 đến nguyên công 5 trên 1 lần gá để đảm bảo độ đồng tâm của lỗ 30 và rãnh mài
a. Sơ đồ gá đặt:
- Định vị :Chi tiết được định vị và kẹp bằng mâm cặp hạn chế 3 bậc tự do.
- Kẹp chặt : được thực hiện trên máy tiện, kẹp mớm 3mm trên mâm cặp.
b. Chọn máy và dụng cụ cắt:
- Dụng cụ cắt :
Khi tiện thô: Chọn dao tiện ngoài thân cong có góc nghiêng chính 90°,vật liệu T15K6. Theo bảng chọn:
H=16;B=10;L=100;l=40;j=60°,n=4;l=10;r=0.5
Khi tiện tinh: Chọn dao tiện ngoài thân thẳng,vật liệu T15K6. Theo bảng 4-6 (1) ,ta chọn kích thước của dao : H=16;B=10;L=100;l=40;j=60°,m=4;r=1
- Chọn máy : Các thông số của máy tiện 1K62
+ Đường kính gia công lớn nhất : Dmax=200mm
c. Các bước công nghệ:
- Gia công khỏa mặt:
Bề dày cần đạt là mm,
d. Xác định chế độ cắt:
- Ta chọn chiều sâu cắt t=0.25 (mm),cắt 2 lần
Bảng 5-60 [2] ta chọn bước tiến dao s=0,35 (mm/vg);
Bảng 5-63 [2] ta chọn tốc độ cắt Vb =62 (m/ph)
- Số vòng quay của trục chính theo tính toán là: n = 94,77 (vg/ph)
Theo máy ta chọn được nm= 125 (vg/ph)
4.4.2.4 Nguyên công 4: Tiện thô, tinh ∅150, vát mép
a. Sơ đồ gá đặt:
- Định vị : Chi tiết được định vị và kẹp bằng mâm cặp hạn chế 3 bậc tự do.
- Kẹp chặt : được thực hiện trên máy tiện, kẹp mớm 3mm bằng mâp cặp 3 chấu.
b. Chọn máy và dụng cụ cắt:
- Dụng cụ cắt :
Khi tiện thô: Chọn dao tiện ngoài thân cong có góc nghiêng chính 90°,vật liệu T15K6. Theo bảng ta chọn: H=16;B=10;L=100;l=40;j=60°,n=4;l=10;r=0.5
Khi tiện tinh: Chọn dao tiện ngoài thân thẳng,vật liệu T15K6. Theo bảng 4-6 (1) ,ta chọn kích thước của dao : H=16;B=10;L=100;l=40;j=60°,m=4;r=1
- Chọn máy : Các thông số của máy tiện 1K62
Đường kính gia công lớn nhất : Dmax=200mm
c. Các bước công nghệ:
- Gia công thô ø150mm.
- Gia công tinh ø148mm.
- Tiện vát mép 0.5x450.
d. Xác định chế độ cắt:
* Bước 1: Gia công thô ø150mm
- Đường kính cần đạt là ø150,kích thước ban đầu Ø153
- Chế độ cắt:
+ Ta chọn chiều sâu cắt t=1.5mm,cắt 2 lần
Bảng 5-60 [2] ta chọn bước tiến dao s=0,35 (mm/vg);
Bảng 5-63 [2] ta chọn tốc độ cắt Vb =62 (m/ph)
* Bước 2: Gia công tinh ø148mm
- Đường kính cần đạt là Ø148,kích thước ban đầu là Ø150mm
- Chế độ cắt:
+ Ta chọn chiều sâu cắt t=1mm,cắt 2 lần.
Bảng 5-62 [2] ta chọn bước tiến dao s=0,11 (mm/vg);
Bảng 5-63 [2] ta chọn tốc độ cắt Vb =100 (m/ph)
* Bước 3: Tiện vát mép 0.5x450.
- Chế độ cắt:
+ Ta chọn chiều sâu cắt t=0.5m
Bảng 5-60 [2] ta chọn bước tiến dao s=0,35mm/vòng;
Bảng 5-63[2] ta chọn tốc độ cắt Vb =62(m/ph)
+ Số vòng quay của trục chính theo tính toán là: n = 710,83 (v/ph)
Theo máy ta chọn được nm=630 (v/ph)
4.4.2.6 Nguyên công 6: Tiện khỏa mặt, vát mép
a. Sơ đồ gá đặt:
- Định vị :Chi tiết được định vị và kẹp bằng mâm cặp hạn chế 3 bậc tự do.
- Kẹp chặt : được thực hiện trên máy tiện, kẹp mớm 3mm trên mâm cặp.
b. Chọn máy avf dụng cụ cắt:
- Dụng cụ cắt :
Khi tiện thô: Chọn dao tiện ngoài thân cong có góc nghiêng chính 90°,vật liệu T15K6. Theo bảng chọn:
H=16;B=10;L=100;l=40;j=60°,n=4;l=10;r=0.5
Khi tiện tinh: Chọn dao tiện ngoài thân thẳng,vật liệu T15K6. Theo bảng 4-6 (1) ,ta chọn kích thước của dao : H=16;B=10;L=100;l=40;j=60°,m=4;r=1
- Chọn máy : Các thông số của máy tiện 1K62
Đường kính gia công lớn nhất : Dmax=200mm
c. Các bước công nghệ:
Gia công khỏa mặt: Bề dày cần đạt là mm,
d. Xác định chế độ cắt:
* Bước 1: Khi tiện thô
- Ta chọn chiều sâu cắt t=0.25 (mm),cắt 2 lần
Bảng 5-60 [2] ta chọn bước tiến dao s=0,35 (mm/vg);
Bảng 5-63 [2] ta chọn tốc độ cắt Vb =62 (m/ph)
- Số vòng quay của trục chính theo tính toán là: n = 99,77(vg/ph)
Theo máy ta chọn được nm= 125 (vg/ph)
* Bước 2: Tiện vát mép 0.5x450.
- Ta chọn chiều sâu cắt t=0.5m
Bảng 5-60 [2] ta chọn bước tiến dao s=0,35mm/vòng;
Bảng 5-63[2] ta chọn tốc độ cắt Vb =62(m/ph)
Như vậy tốc độ cắt thực tế là: Vtt = 39,56(m/ph)
Theo máy ta chọn Sm=0,34 (mm/vg)
KẾT LUẬN
Sau một thời gian gần 3 tháng làm đồ án tốt nghiệp với đề tài “Nghiên cứu thiết kế chế tạo máy phun phủ hạt mài”, được sự hướng dẫn chỉ bảo của các thầy cô trong khoa Cơ khí, đặc biệt là thầy giáo: Ths…………… đến nay khóa luận tốt nghiệp của em đã hoàn thành đúng thời hạn và đảm bảo các nhiệm vụ được giao.
Qua quá trình làm đồ án đã giúp em làm quen với những công việc cụ thể của người kỹ sư cơ khí trong tương lai, phương pháp làm việc độc lập, sáng tạo, khoa học, kỷ luật, đồng thời khóa luận đã giúp bản thân em củng cố thêm các kiến thức đã được học như: vẽ autocad, phần mềm 3d, word, tra tài liệu chuyên ngành… cũng như học hỏi được nhiều kiến thức và kinh nghiệm quý báu từ quý thầy cô và các bạn là hành trang để em sau khi ra trường đi làm thực tế.
Do thời gian, tài liệu, kiến thức bản thân còn hạn chế nên nội dung đồ án không tránh khỏi những thiếu sót trong quá trình làm. Vậy em rất mong được sự góp ý kiến của các thầy giáo cùng các bạn để nội dung đồ án của em được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn !
Hà nội, ngày … tháng … năm 20…
Nhóm sinh viên thực hiện
…………………
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Hoàng Tùng (2004), Công nghệ phun phủ và ứng dụng, NXB Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội.
2. Nguyễn Văn Thông (2006), Công nghệ phun phủ bảo vệ và phục hồi. NXB Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội.
3. Nguyễn Văn Tư (1999), Xử lý bề mặt, Trường đại học Bách khoa Hà Nội.
4. Nghiêm Hùng (1999), Vật liệu học, Trường đại học Bách khoa Hà Nội, Hà Nội.
5. Hoàng Văn Gợt (2002), Nghiên cứu ảnh hưởng của một số yếu tố công nghệ đến độ bền bám dính của lớp phủ kim loại được phun bằng phương pháp nhiệt khí, Luận án Tiến sĩ kỹ thuật, Trường đại học Bách khoa Hà Nội, Hà Nội.
6. Hoàng Tùng (1999), Nghiên cứu công nghệ phun phủ nhiệt khí bột nhằm nâng cao tuổi thọ và phục hồi chi tiết máy, Báo cáo kết quả đề tài khoa học công nghệ thuộc đề tài cấp nhà nước: Nghiên cứu các công nghệ xử lý bề mặt, Trường đại học Bách khoa Hà Nội.
7. Nguyễn Bình và cộng sự(1975), Giáo trình kỹ thuật sửa chữa máy kéo ôtô, (Chương 6: Khôi phục chi tiết bằng phương pháp phun kim loại), NXB Nông thôn, Hà Nội.
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"