MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU
PHẦN I: PHÂN TÍCH SẢN PHẨM VÀ CHỌN PHÔI
1. Phân tích yêu cầu kỹ thuật chi tiết.
2. Phân tích tính công nghệ kết cấu trong chi tiết
3. Chọn phôi và phương pháp chế tạo phôi
PHẦN 2: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
1. Tiến trình công nghệ.
2. Thiết kế nguyên công
2.1. Nguyên công 1: Phay mặt đầu và khoan lỗ tâm
2.2. Nguyên công 2: Tiện thô, tiện tinh các bề mặt trụ và vát mép.
2.3. Nguyên công 3: Tiện định hình mặt côn 52
2.4. Nguyên công 4: Tiện chép hình mặt cong R20
2.5 Nguyên công 5: Tện định hình mặt côn R3 và rãnh r0,5
2.6. Nguyên công 6: Nhiệt luyện
2.7. Nguyên công 7: Kiểm tra, nắn thẳng, sửa lỗ tâm
2.8. Nguyên công 8: Mài bề mặt trụ 12 và mặt côn 52
3. Chọn lượng dư gia công.
4. Bảng tra chế độ cắt.
PHẦN 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỒ GÁ- CƠ CẤU CAM BÁNH LỆCH TÂM
1. Số liệu đầu vào.
2. Vẽ biên dạng cam thoả mãn các yêu cầu trên.
KẾT LUẬN
TÀI LIỆU THAM KHẢO
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay, khoa học kỹ thuật đang phát triển như vũ bão trên phạm vi toàn thế giới, ở tất cả mọi lĩnh vực nói chung và ngành cơ khí chế tạo nói riêng. Sự phát triển của Ngành cơ khí chế tạo máy là một trong những tiền đề quan trọng để thực hiện mục tiêu “Công nghiệp hoá, hiện đại hoá” mà Đảng ta đã đề ra.
Môn học Công nghệ chế tạo máy là môn học mang tính tổng hợp, nó trang bị cho học viên những kiến thức cơ bản về môn học và có những hiểu biết nhất định về ứng dụng thực tiễn
Việc thực hiện đồ án công nghệ chế tạo máy đối với từng học viên là hết sức cần thiết. Nó không những giúp cho người học nắm vững các phương pháp gia công các chi tiết có hình dáng, độ chính xác, vật liệu khác nhau, mà còn giúp cho người học khả năng phân tích so sánh ưu khuyết điểm của từng phương pháp để chọn ra phương pháp gia công thích hợp nhất, biết chọn qúa trình công nghệ hoàn thiện nhất, vận dụng được kỹ thuật mới và những biện pháp tổ chức sản xuất tối ưu nhằm đạt được mục đích cuối cùng là chất lượng sản phẩm, năng suất lao động và hiệu qủa kinh tế cao. Đồng thời việc thực hiện đồ án môn học cũng là một cơ hội tốt cho mỗi học viên làm quen với công việc cụ thể của người kỹ sư sau này.
Nhiệm vụ đồ án là thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết Su pát hút. Nội dung bao gồm :
Phần 1: Phân tích sản phẩm và chọn phôi.
Phần 2: Thiết kế quy trình công nghệ .
Phần 3: Tính toán thiết kế đồ gá.
PHẦN I: PHÂN TÍCH SẢN PHẨM VÀ CHỌN PHÔI
1. Phân tích yêu cầu kỹ thuật chi tiết.
Chi tiết gia công Su pát hút là chi tiết dạng trục bậc dài được ứng dụng rộng rãi trong động cơ chữ V và trong bơm cao áp, do đó việc chế tạo Su pát hút có ý nghĩa quan trọng trong ngành chế tạo máy nói riêng cũng như trong nền công nghiệp cơ khí nói chung.
Chi tiết gia công trong đồ án là chi tiết dạng trục bậc dài tròn xoay có các đặc điểm kỹ thuật như sau:
Chi tiết gồm 2 phần:
- Phần thân : Gồm mặt côn 52 và mặt cong R20 nối với đoạn trụ 11,5.
- Phần cán : Gồm đoạn trục 12, mặt côn R3 và rãnh thoát dao R0,5 .
Chi tiết yêu cầu độ chính xác về hình dạng cũng như về kích thước cao: Độ đồng tâm, độ thẳng, độ nhám, cấp chính xác được thể hiền trên bản vẽ chi tiết.
Vật liệu làm chi tiết là thép 40CrMn có thành phần hóa học như sau:
2. Phân tích tính công nghệ kết cấu trong chi tiết
Từ hình dạng, kích thước và yêu cầu kỹ thuật của chi tiết ta có nhận xét như sau:
Chi tiết yêu cầu nhiệt luyện đạt độ cứng HRC = 48-52, nhiệt luyện sẽ làm giảm độ chính xác và cấp độ nhám, tại các mặt làm việc là mặt côn 52 và trụ 12 yêu cầu độ chính xác IT7, cấp độ nhám 9, tại mặt trụ 11,5 yêu cầu độ chính xác IT7 ,đồng thời yêu cầu độ đồng tâm giữa mặt côn với mặt trụ 12 là rất cao (1/100 mm chiều dài) . Đây là các yêu cầu cao , trong đó gia công mặt côn 52 , mặt cong R20 rất khó gia công và để thực hiện được ta có 2 phương án để lựa chọn.
Một là gia công các mặt trụ đạt cấp độ nhám 8 - 9, cấp chính xác IT4
IT5 sau đó nhiệt luyện.
Hai là gia công chi tiết theo yêu cầu rồi tiến hành nhiệt luyện, sau đó mang chi tiết đi mài để đạt được cấp độ nhám và cấp chính xác theo yêu cầu.
Trong 2 phương án trên ta chọn phương án thứ hai vì phương án 1 việc gia công được cấp độ nhám và cấp chính xác như trên là rất khó khăn và không kinh tế.
Ta thấy đây là trục có độ cứng vững không tốt vì tỷ lệ giữa chiều dài và đường kính nhỏ nhất tương đối lớn ( l/d = 180/12 = 15), do vậy khi gia công trục này nên dùng luy-net động gắn trên bàn dao .
Mặt côn R3 và rãnh R0,5 có tác dụng tạo hình dáng và phân cách các bề mặt của chi tiết tạo thuận lợi cho quá trình gia công và sử dụng chi tiết .
Phân bố các bậc trục: Các bậc chênh lệch nhau lớn về kích thước, bậc lớn nhất nằm về đầu chi tiết. Do vậy để thuận tiện cho phương pháp gia công tiện , mài cũng như để đạt yêu cầu về đồng tâm cao , độ cứng vững của hệ thống công nghệ , trong quá trình gia công cần lấy chuẩn thống nhất là 2 lỗ tâm . Riêng mặt cong R20 và mặ côn R3 yêu cầu cấp chính xác IT7, độ nhám cấp 5 ta dừng lại ở bước công nghệ tiện tinh. Mặt trụ 
12 và mặt côn 52 yêu cầu độ nhám cấp 9 sau khi tiện tinh ta phải sử dụng phương pháp mài sau nhiệt luyện.
Chọn phương pháp gia công mặt cong R20 là tiện chép hình do kích thước dàI và độ cứng vững của HTCN không cao .
Các mặt côn 52 , R3 và rãnh R0,5 chọn phương pháp tiện định hình do hình dạng đặc biệt và kích thước gia công ngắn .
3. Chọn phôi và phương pháp chế tạo phôi
Căn cứ vào vật liệu và cơ tính vật liệu của chi tiết mà thiết kế đòi hỏi, kích thước, hình dạng kết cấu của chi tiết, dạng sản xuất là loạt vừa ta sử dụng các phương pháp tạ phôi sau:
a. Phôi cán (phôi thanh)
Với loại phôi này, khi gia công tạo phôi cho chi tiết tương đối nhanh. Tuy nhiên chi tiết là trục bậc dài có độ chênh kích thước tương đối lớn (52 và 12) nên nếu sử dụng phôi này sẽ tốn vật liệu dẫn tới tăng chi phí sản xuất, tăng thời gian gia công.
b. Phôi đúc
Nếu sử dụng phôi đúc, khi chế tạo khó đặt mặt phân khuôn làm cho chi tiết không đảm bảo được độ đồng tâm và có chất lượng bề mặt xấu như rỗ khí, xù xì, nứt, đậu hơi, đậu ngót . Do đó dùng phôi đúc sẽ tăng thời gian sản xuất, làm cho các dụng cụ cắt nhanh hỏng, dẫn tới làm tăng giá thành sản phẩm. Trong sản xuất loạt vừa và với chi tiết sử dụng rộng rãi như vậy điều này là rất đáng kể.
c. Phôi rèn tự do
Phôi có hình dạng tròn xoay dài lại có sự chênh lệch lớn về kích thước với nên việc rèn tự do là khó khăn. Do vậy sản xuất loạt vừa ta không sử dụng loại phôi này.
d. Phôi dập
Phương pháp này tạo phôi nhanh, độ chính xác kích thước đảm bảo, chất lượng phôi tốt, ít tốn vật liệu, chi phí cho gia công ít nhất, phù hợp với sản xuất hàng loạt vừa và hình dáng cũng như vật liệu chế tạo chi tiết (thép hợp kim C40 CrMn). Đây là phương án tạo phôi hợp lý nhất.
Qua qúa trình phân tích trên ta chọn phôi dập, dùng phương pháp chồn ép trên máy điện (đồng thời dùng điện nung nóng ) để tạo phôi được nhanh và năng suất.
PHẦN 2: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
1. Tiến trình công nghệ.
Các nguyên công để gia công chi tiết SU PÁP HÚT đạt được các yêu cầu đề ra:
- Nguyên công 1: Phay mặt đầu và khoan lỗ tâm .
- Nguyên công 2: Tiện thô, tiện tinh các bề mặt trụ và tiện vát mép .
- Nguyên công 3: Tiện định hình mặt côn lớn .
- Nguyên công 4: Tiện chép hình mặt cong .
- Nguyên công 5: Tiện định hình mặt côn nhỏ và rãnh .
- Nguyên công 6: Nhiệt luyện
- Nguyên công 7: Kiểm tra, nắn thẳng, sửa lỗ tâm .
- Nguyên công 8: Mài thô và mài tinh phần trục và mặt côn lớn .
2. Thiết kế nguyên công
2.1. Nguyên công 1: PHAY MẶT ĐẦU VÀ KHOAN LỖ TÂM
a. Sơ đồ nguyên công:
b. Chọn chuẩn thô: Bề mặt trụ 12 và gờ đầu mặt côn .
c. Đồ gá: Sử dụng các khối chữ V .
d. Chọn máy:
Tra bảng 25 phần phụ lục (tài liệu Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy-Trần Văn Địch- Nhà xuất bản KH & KT 1999) Chọn máy phay và khoan tâm chuyên dùng bán tự động của Liên Xô cũ ký hiệu MP76M có các thông số kỹ thuật như sau:
- Đường kính chi tiết gia công: 50 ..200 mm
- Chiều dài chi tiết gia công: 100 .. 500 mm
- Giới hạn số vòng quay của dao: 1225 v/p
- Công suất động cơ phay - khoan: 5,5kW
d. Chọn dụng cụ:
Chọn dao phay: Tra bảng 4-92 trang 373 tài liệu sổ tay CNCTM tập 1 chọn dao phay mặt đầu bằng thép gió có các thông số cơ bản của dao như sau:
Phay mặt trụ 56 : D1 = 80 (mm), d1 = 32 (mm), L1 = 45 (mm), z1 = 16 (r) .
Phay mặt trụ 16 : D2 = 20 (mm), d2 = 16 (mm), L2 = 2 (mm), z1 = 10 (r) .
Chọn mũi khoan tâm: Tra bảng 4-52 trang 372 tài liệu Sổ tay gia công cơ XNB KH & KT năm 2002 chọn mũi khoan lỗ tâm có các thông số cơ bản như sau:
d = 2,5 mm, D0 = 6 mm, D = 8 mm, L = 50 mm, l = 3 mm.
2.2. Nguyên công 2: TIỆN THÔ, TIỆN TINH CÁC BỀ MẶT TRỤ VÀ VÁT MÉP.
a. Sơ đồ nguyên công:
b. Chọn chuẩn:
Hai lỗ định tâm
c. Chọn đồ gá:
Gá hai lần (đổi đầu trục) trên hai mũi định tâm và tốc kẹp
d.Chọn máy:
Chọn máy tiện 1A616 có các thông số kỹ thuật như sau:
- Đường kính lớn nhất của chi tiết gia công: 320 mm
- Khoảng cách hai đầu chống tâm: 710 mm
- Đường kính lớn nhất của chi tiết gia công được trên bàn dao: 180 mm
- Công suất máy: 4 kW
- Số vòng quay trục chính: 12,5; 16; 20; 31,5; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 315; 400; 630; 800; 1000; 1250; 1600; 2000 v/p
e. Chọn dụng cụ cắt:
Tra bảng 4-6 Sổ tay CNCTM tập 1, chọn dao tiện ngoài thân cong có gắn mảnh thép gió P18 có các thông số cơ bản như sau: h = 25 mm, b = 16 mm, L = 140 mm, n = 6 mm, l = 20 mm, R = 1,0 mm .
Dao tiện rãnh thoát dao, dùng dao tiện định hình tự tạo với vật liệu là thép gió P18 có kích thước theo yêu cầu của bản vẽ chi tiết.
2.3. Nguyên công 3: TIỆN ĐỊNH HÌNH MẶT CÔN 52
a. Sơ đồ nguyên công:
a. Chọn chuẩn:
Hai lỗ định tâm
b. Chọn đồ gá:
Gá một lần trên hai mũi định tâm và dùng luynet động gắn với bàn dao .
c. Chọn máy:
Chọn máy tiện 1A616 (tương tự như nguyên công 2) .
d. Chọn dụng cụ:
Dùng dao tiện định hình tự tạo với vật liệu là thép gió P18 có kích thước theo yêu cầu của bản vẽ chi tiết.
2.4. Nguyên công 4: TIỆN CHÉP HÌNH MẶT CONG R20
a. Sơ đồ nguyên công:
a. Chọn chuẩn:
Hai lỗ định tâm.
b. Chọn đồ gá:
Gá một lần trên hai mũi định tâm và dùng luynet động gắn với bàn dao, có đồ gá dao .
c. Chọn máy:
Chọn máy tiện 1A616 (tương tự như nguyên công 2) .
d. Chọn dụng cụ cắt:
Tra bảng 4-7 Sổ tay CNCTM tập 1, chọn dao tiện ngoài thân thẳng, gắn hợp kim cứng có các thông số cơ bản như sau: h = 25 mm, b = 16 mm, L = 120 mm, l = 15 mm, R = 1,0 mm.
2.5 Nguyên công 5: TIỆN ĐỊNH HÌNH MẶT CÔN R3 VÀ RÃNH R0,5
a. Sơ đồ nguyên công:
b. Chọn chuẩn:
Hai lỗ định tâm .
c. Chọn đồ gá:
Gá trên hai mũi định tâm và tốc kẹp .
d. Chọn máy:
Chọn máy tiện 1A616 (giống nguyên công 2) .
e. Chọn dụng cụ :
Dùng dao tiện định hình tự tạo với vật liệu là thép gió P18 có kích thước theo yêu cầu của bản vẽ chi tiết .
2.6. Nguyên công 6: NHIỆT LUYỆN
Tôi cao tần
2.7. Nguyên công 7: KIỂM TRA, NẮN THẲNG, SỬA LỖ TÂM
Sau khi nhiệt luyện ta phải kiểm tra lại cấp độ chính xác và độ nhẵn bóng của chi tiết bằng các dụng cụ chuyên dùng sau đó tiến hành nắn thẳng và sửa lỗ tâm như sau: Hai đầu chống tâm, mũi tâm bằng gang, cho bột nghiền vào lỗ tâm, sau đó cho chi tiết quay.
2.8. Nguyên công 8: MÀI BỀ MẶT TRỤ 12 VÀ MẶT CÔN 52
a. Sơ đồ nguyên công:a. Chọn chuẩn:
Hai lỗ chống tâm
b. Chọn đồ gá:
Gá trên hai mũi chống tâm và tốc kẹp
c. Chọn máy:
Tra bảng trang tài liệu Sổ tay gia công cơ NXB KH & KT, 2002, chọn máy mài tròn ngoài của Nga kiểu 2A130 có các đặc tính kỹ thuật như sau:
- Đường kính lớn nhất của chi tiế hia công: 280 mm
- Chiều dài lớn nhất gia công được: 630 mm
- Đường kính lớn nhất của đá mài: 350 mm
- Tốc độ đá mài: 1880 v/p
- Dịch chuyển ngang lớn nhất của ụ đá mài 286
- Công suất động cơ chính: 4 kW
- Kích thước máy: 3060 x 2000 x 1650 mm
d. Chọn dụng cụ:
Tra bảng 4- 170 chọn loại đá có các thông số kỹ thuật như sau :
Đá mài mặt côn 52 : D = 63 mm; H = 50 mm; d = 20 mm; vật liệu mài 4A; độ hạt 10; chất kết dính Kêramit .
Đá mài mặt trụ 12 : D = 25 mm; H = 15 mm; d = 6 mm; vật liệu mài 4A; độ hạt 10; chất kết dính Kêramit .
3. Chọn lượng dư gia công.
Căn cứ vào phương pháp chế tạo phôi, hình dạng và kích thước của phôi, tra các bảng trong Sổ tay CNCTM tập 1 (NXB KH & KT 2001) ta có bảng tra lượng dư cho các nguyên công như sau.
PHẦN 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỒ GÁ
1. Số liệu đầu vào.
- Quy luật chuyển động của cam j = wt (w = const) .
- Quy luật chuyển động của cần S .
- Tâm sai e.
- Bán kính véc tơ nhỏ nhất của cam rmin = 14 mm (xác định sao cho khi đai ốc chuyển động trên biên dạng cam ứng với biên dạng nhỏ nhất này, phần trụ rỗng trên con trượt vẫn không bị mắc bởi biên dạng chép hình).
- Bán kính véc tơ lớn nhất của cam rmax = 40 mm (xác định sao cho khi đai ốc chuyển động trên biên dạng cam ứng với biên dạng lớn nhất này, con trượt có thể đưa mũi dao về vị trí ban đầu).
2. Vẽ biên dạng cam thoả mãn các yêu cầu trên:
- Chọn một điểm 0 tuỳ ý làm tâm quay của cam và vẽ hai vòng tròn : a) với bán kính bằng tâm sai e và b) với bán kính tuỳ ý 00 sao cho toàn bộ hình vẽ nằm trong vòng tròn đó .
- Quỹ đạo điểm C của cần là đoạn thẳng tiếp xúc với đường tròn tâm sai e. Giả sử đó là đường thẳng MM . Giao đIểm giữa vòng tròn tâm 0, bán kính rmin và đường thẳng này, là vị trí thấp nhất của đIểm C của cần (điểm 0 hoặc 11) .
- Phân chia quỹ đạo điểm C theo biểu đồ S = S(j) .
- Giải bài toán bằng phương pháp đổi chuyển động. Quay đường thẳng MM quanh tâm 0 theo chiều ngược với chiều quay của cam, sao cho cho luôn tiếp xúc với đường tròn bán kính e .
- Lấy 00, làm gốc lần lượt đặt các góc jđ ,jx ,jv ,jg ,theo chiều ngược với chiều quay của cam .
- Theo biểu đồ S(j) chia các góc jđ và jv thành những phần tỷ lệ với các đoạn 0-1, 1-2, 2-3, lần lượt vẽ tất cả các vị trí của đường thẳng MM khi đổi chuyển động : 0,0,, , 1,1,, .
- Đường cong lần lượt nối các đIểm 11, 1,,,, 2,,,, 3,,,, ,11,,, sẽ là những dạng cam (lý thuyết) cần tìm. Nối các đIểm 4,,, với 5,,, và11,,, với 11 bằng các cung tròn tâm 0, ta được các đoạn dạng cam ứng với vị trí đứng xa và đứng gần của cần. Đường cong kín vừa vẽ là dạng lý thuyết của cam.
Sau khi thực hiện các bước trên ta có được dạng cam lý thuyết và dạng cam thực như hình vẽ :
KẾT LUẬN
Sau một thời gian làm việc tích cực, khẩn trương dưới sự hướng dẫn chỉ bảo của các thầy giáo trong bộ môn Chế tạo máy đặc biệt là thầy giáo: ……….… đến nay đồ án của tôi đã hoàn thành đúng thời hạn đảm bảo các yêu cầu được giao.
Qua quá trình làm đồ án đã giúp tôi làm quen với những công việc cụ thể của người kỹ sư cơ khí, phương pháp làm việc độc lập, sáng tạo, khoa học, kỷ luật, đồng thời đồ án đã giúp bản thân tôi củng cố thêm các kiến thức đã được học cũng như học hỏi được nhiều kiến thức và kinh nghiệm quý báu.
Mặc dù đã rất cố gắng nhưng do thời gian, khả năng, và kinh nghiệm thực tế còn hạn chế nên đồ án chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót, rất mong được các thầy giáo và các bạn đóng góp ý kiến và chỉ bảo cho tôi để tôi ngày càng hoàn thiện đồ án của mình và tích luỹ bổ sung kiến thức, kinh nghiệm cho bản thân.Và cuối cùng tôi xin cám ơn thầy giáo: ....………. cùng các thầy trong bộ môn đã tận tình hướng dẫn cho tôi hoàn thành đồ án này.
Em xin chân thành cảm ơn!.
…….., ngày …. tháng … năm 20….
Học viên thực hiện
………………
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]- Giáo trình công nghệ chế tạo máy NXBKH-KT 1998 (2 tập)
[2]- Hướng dẫn thiết kế đồ án. Tác giả Trần Văn Địch.[3]- Sổ tay Atlas đồ gá NXBKH-KT năm 2000.
[4]- Sổ tay vẽ kỹ thuật cơ khí. Tác giả Nguyễn Trường Sinh.
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"