MỤC LỤC

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU

CHƯƠNG 1. PHÂN TÍCH SẢN PHẨM, CHỌN PHÔI

1.1. Phân tích kết cấu và các yêu cầu kỹ thuật trên cơ sở chức năng làm việc của chi tiết.

1.1.1 Phân tích kết cấu chi tiết thân bơm.

1.1.2 Phân tích yêu cầu kỹ thuật chi tiết thân bơm.

1.2. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết.

1.3. Xác định dạng sản xuất.

1.4. Chọn phôi và phương pháp chế tạo phôi.

1.4.1. Chọn vật liệu chế tạo phôi.

1.4.2. Chọn phôi.

1.4.3. Chế tạo phôi đúc trong khuôn cát.

1.5. Bản vẽ lồng phôi.

CHƯƠNG 2. THIẾT KẾ QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ

2.1. Thiết kế tiến trình công nghệ gia công.

2.1.1. Phân tích chiến lược gia công.

2.1.2. Thiết kế tiến trình công nghệ.

2.2. Thiết kế nguyên công.

2.2.1. Nguyên công 1: Phay thô, phay bán tinh, phay tinh mặt A

2.2.2. Nguyên công 2: Phay thô, phay bán tinh mặt C

2.2.3. Nguyên công 3: Phay thô, phay bán tinh, phay tinh mặt B

2.2.4. Nguyên công 4: Lần lượt khoét các đường kính φ123; φ68; φ51; φ55,5; φ53; φ67; doa lỗ φ68; φ51 và vát mép 1x45^o; 2,5x65 ^o

2.2.5. Nguyên công 5: Tiện đường kính φ127, mặt cạnh và vát mép1x45^o

2.2.6. Nguyên công 6: Khoan 4 lỗ φ14, khoan - ta rô lỗ M10x1

2.2.7. Nguyên công 7: Phay hở 4 lỗ φ14

2.2.8. Nguyên công 8: Khoét, doa và vát mép lỗ φ28

2.2.9. Nguyên công 9: Khoan, ta rô và vát mép 4 lỗ M12x1,5 mặt A

2.2.10. Nguyên công 10: Khoan, khoét 2 lỗ bậc φ8 trong lòng thân piston

2.2.11. Nguyên công 11: Phay rãnh lắp zoong trên mặt A

2.2.12. Nguyên công 12: Phay thô, phay bán tinh mặt E

2.2.13. Nguyên công 13: Khoan, ta rô, vát mép lỗ M20x1,5 và khoét lỗ φ34 mặt E

2.2.14. Nguyên công 14: Phay thô, phay bán tinh mặt F

2.2.15. Nguyên công 15: Khoan, ta rô, vát mép lỗ M20x1,5 và khoét lỗ φ34 mặt F

2.2.16. Nguyên công 16: Khoan, ta rô 4 lỗ M3x1 mặt C

2.2.17. Nguyên công 17: Tổng kiểm tra

2.3. Tính lượng dư cho nguyên công.

2.3.1. Khái quát.

2.3.2. Tính lượng dư cho nguyên công.

2.3.3. Tra lượng dư cho nguyên công.

2.4. Tính và tra chế độ cắt cho nguyên công.

2.4.1. Tính chế độ cắt cho nguyên công.

2.4.2. Tra chế độ cắt cho nguyên công.

CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ TRANG BỊ CÔNG NGHỆ

3.1. Xác định máy.

3.2. Phương pháp định vị và kẹp chặt.

3.2.1. Định vị.

3.2.2. Kẹp chặt.

3.2.3. Sơ đồ định vị.

3.2.3. Quy tắc sử dụng đồ gá.

3.3. Tính toán đồ gá.

3.3.1. Tính sai số gá đặt.

3.3.2. Xác định lực kẹp cần thiết khi gia công.

3.3.3. Xác định đường kính bu lông.

3.3.4. Chọn cơ cấu dẫn hướng và các cơ cấu khác.

3.4. Nguyên lý làm việc của đồ gá.

3.5. Bảo quản đồ gá.

KẾT LUẬN

TÀI LIỆU THAM KHẢO

LỜI NÓI ĐẦU

   Hiện nay với khoa học kỹ thuật ngày càng phát triển và hoàn thiện. Nền kinh tế nước ta đang đổi mới chuyển mình theo nhịp độ chung của toàn thế giới, nó đòi hỏi phải vận dụng những thành tựu khoa học kỹ thuật mới nhất, một cách linh hoạt. Trong đó có ngành cơ khí đóng vai trò then chốt, có tính chất quyết định đến công cuộc cải cách đất nước. Chúng ta không thể phát triển một cách toàn diện nếu thiếu vắng sự lớn mạnh, vững chắc của ngành cơ khí nói chung và ngành công nghệ chế tạo máy nói riêng. Đây là một lĩnh vực rất rộng, phức tạp và không ít khó khăn khi chúng ta đi sâu nghiên cứu nó, nhưng bằng trí sáng tạo, trí thông minh và tính cần cù của người Việt Nam đã có một số bước phát triển vượt bậc trong thời gian gần đây. Để đáp ứng yêu cầu của xã hội, có thể dễ dàng hoà nhập với công nghệ mới đòi hỏi mỗi kỹ sư ngành công nghệ chế tạo máy phải biết tận dụng mọi kiến thức được trang bị trong nhà trường áp dụng vào thực tế một cách hiệu quả nhất.

   Cũng xuất phát từ những yêu cầu trên, mà trong quá trình học tập về chuyên ngành cơ khí Chế tạo máy tại Học Viện Kỹ Thuật Quân Sự em đã được giao nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp với đề tài: Thiết kế qui trình công nghệ gia công thân bơm piston. Nội dung đồ án gồm các bản vẽ A0, A1, A3 và bản thuyêt minh gồm 3 chương:

- Chương 1: Phân tích sản phẩm, chọn phôi.

- Chương 2: Thiết kế quy trình công nghệ.

- Chương 3: Thiết kế trang bị công nghệ.

   Qua việc nghiên cứu tìm hiểu và thiết kế qui trình công nghệ cho chi tiết đã giúp cho em kỹ năng thiết kế, tra cứu tài liệu, hệ thống được những kiến thức đã học, nắm vững hơn các vấn đề công nghệ, tiếp cận dần với thức tế sản xuất cụ thể của một kỹ sư trong tương lai.

   Được sự giúp đỡ tận tình của giáo viên hướng dẫn thầy giáo: ................ và các thầy cô trong Bộ môn Cơ khí Chế tạo máy cùng các bạn đồng nghiệp em đã hoàn thành đồ án, đạt được các mục tiêu đặt ra trong thời gian quy định. Mặc dù đã rất nỗ lực nhưng do năng lực bản thân có hạn nên đồ án không thể tránh khỏi những thiếu sót. Vì vậy em kính mong được sự chỉ bảo của các thầy và sự góp ý của các bạn để đồ án của em được hoàn thiện hơn.

   Em xin chân thành cảm ơn!

                                                          Hà Nội, ngày ... tháng ... năm 20...

                                                               Học viên thực hiện

                                                              (Ký và ghi tên)

                                                              .................

CHƯƠNG 1. PHÂN TÍCH SẢN PHẨM, CHỌN PHÔI

1.1. Phân tích kết cấu và các yêu cầu kỹ thuật trên cơ sở chức năng làm việc của chi tiết.

 “Bơm piston” thuộc loại bơm thể tích, là một trong những loại bơm đang được sử dụng rỗng rãi hiện nay, đặc biệt trong lĩnh vực công nghiệp. Trong đó bơm piston hướng trục kiểu bánh răng là loại bơm đang được sử dụng nhiều trong lĩnh vực dầu khí.

Trong phạm vi được giao nhiệm vụ làm đồ án tốt nghiệp của mình với yêu cầu đề tài: Thiết kế qui trình công nghệ gia công thân bơm piston. 

1.1.1 Phân tích kết cấu chi tiết thân bơm.

Qua hình trên ta thấy: chi tiết “thân bơm piston” là thuộc chi tiết điển hình dạng hộp, có kết cấu tương đối phức tạp. Bề mặt ngoài được thiết kế với biên dạng lồi ra, lõm vào nhằm tận dụng không gian buồng làm việc chính của thân bơm và giảm trọng lượng vật liệu của bơm.

Ở hai phía đầu thân bơm, thì một đầu được lắp ghép với đầu bơm thông qua 4 bu lông M12, đầu còn lại được lắp ghép với moto điện thông qua 4 lỗ Ø14 xỏ bu lông M12. Trên bề mặt A có rãnh để chứa zoang cao su ngăn sự rò rỉ dầu từ phía trong ra ngoài. Ở phần đầu lắp ghép với moto có ổ đỡ (bi cầu 63128), phớt chặn dầu và vòng phanh khóa ở đầu.

1.1.2 Phân tích yêu cầu kỹ thuật chi tiết thân bơm.

Chi tiết “thân bơm piston” là chi tiết dạng hộp, do đó yêu cầu cơ bản của chi tiết điển hình dạng hộp là:

- Độ không phẳng và độ không song song của các bề mặt chính cần đảm bảo trong khoảng 0,05 ÷ 0,1 mm trên toàn chiều dài. Độ nhám bề mặt của chúng với R_a = 5 ÷ 1,25 µm (s5 ÷ s7).

- Các lỗ chính trên hộp có độ chính xác cấp 6 ÷ 8 và độ nhám bề mặt các lỗ này R_a = 2,5 ÷ 0,63 µm, đôi khi cần đạt R_a = 0,32 ÷ 0,16 µm. Sai số hình dáng hình học của các lỗ này bằng (0,5 ÷ 0,7) dung sai đường kính lỗ.

Lỗ φ55,5mm là lỗ lắp banh định vị. Dung sai tự do tương đương với cấp chính xác IT14.

Lỗ φ67mm là lỗ lắp vòng phớt chặn dầu. Dung sai trong miền lắp ghép có khe hở và dung sai tương ứng là +0,074mm tương đương với cấp chính xác IT9.

Lỗ φ53 là lỗ không tham gia lắp ghép. Dung sai trong miền lắp ghép trung gian và dung sai tương ứng là ±0,12mm tương đương với cấp chính xác IT10.

Đường kính φ127mm là cổ lắp ghép với moto điện. Dung sai trong miền lắp ghép có độ dôi  và dung sai tương ứng là -0,25mm tương đương với cấp chính xác IT11.

1.2. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết.

Cũng như các dạng chi tiết khác, đối với chi tiết dạng hộp tính công nghệ có ý nghĩa quan trọng và nó ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất cũng như độ chính xác gia công của chi tiết.

Qua hình ở trên ta thấy:

- Kết cấu của chi tiết “thân bơm piston” tương đối phức tạp. Chi tiết có các bề mặt lồi, lõm... không đều nhau. Tuy nhiên, các bề mặt làm việc chính của chi tiết lại phẳng và  song song với nhau, có bề rộng tiết diện tương đối nên thuận lợi cho quá trình gá đặt gia công. Hình dáng của các chi tiết cũng tương đối thuận lợi cho việc chọn chuẩn thô và chuẩn tinh thống nhất.

- Trước khi gia công cơ cần tiến hành ủ cục bộ để khử ứng suất dư, tăng cơ tính cho chi tiết. Sau đó cần làm sạch ba via và kiểm tra các chi tiết có bị các khuyết tật như: nứt, rỗ….rồi mới mang gia công cơ.

1.3. Xác định dạng sản xuất.

Đối với ngành cơ khí chế tạo máy tất cả cung cấp chi tiết điều thuộc một trong ba dạng sản xuất sau:

- Sản xuất đơn chiếc.

- Sản xuất hàng loạt (hàng loạt nhỏ, hàng loạt vừa, hàng loạt lớn).

- Sản xuất hàng khối.

Mỗi dạng sản xuất có những đặc điểm riêng, phụ thuộc vào những yếu tố khác nhau. 

Xác định thể tích của “thân bơm piston” bằng cách dựng khối 3D chi tiết “thân bơm piston” trên phần mềm Solidworks 2013. Sau đó mở fille chi tiết “thân bơm piston” ra và thực hiện như sau: Vào Tools trên thanh công cụ -> Mass Properties.

Thể tích của toàn bộ "thân bơm piston" là:

V = 1605200,65 mm =1,605 dm³.

Thay số ta được: Q₁ = 1,605. 7 = 11,23 Kg

Theo bảng 2 (trang 13 - Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy - Trần Văn Địch - NXBKH&KT 2005) ta thấy:

- Số lượng chi tiết sản xuất trong một năm: N = 496 chi tiết.

- Khối lượng chi tiết: Q₁= 11,23 Kg nằm trong khoảng 4 ÷ 200Kg.

Như vậy, ta thấy dạng sản xuất ở đây là dạng sản xuất Hàng loạt vừa.

1.4. Chọn phôi và phương pháp chế tạo phôi.

1.4.1. Chọn vật liệu chế tạo phôi.

Vật liệu chế tạo “thân bơm piston” theo yêu cầu là Gang xám 15 - 32.

1.4.2. Chọn phôi.

“Thân bơm piston” thuộc chi tiết điển hỉnh dạng hộp. Các dạng phôi chế tạo của chi tiết dạng hộp thường dùng là: phôi đúc, phôi dập và đôi khi còn có thể dùng phôi hàn (đối với các chi tiết có kích thước lớn).

1.4.2.1. Căn cứ chọn phôi.

Chọn phôi người ta thường căn cứ vào những yếu tố sau:

- Vật liệu và cơ tính vật liệu của chi tiết mà thiết kế đòi hỏi.

- Kích thước, hình dáng, kết cấu của chi tiết.

- Dạng sản xuất và sản lượng của chi tiết.

1.4.2.3. Các loại phôi.

Căn cứ vào hình dạng, kích thước, vật liệu của chi tiết "thân bơm piston", căn cứ vào dạng sản xuất là hàng loạt vừa, ta có thể dùng các phương pháp tạo phôi sau:

a. Phôi đúc (đúc trong khuôn cát và đúc trong khuôn kim loại):

*) Phôi đúc trong khuôn cát:

- Ưu điểm:

+ Trang thiết bị không phức tạp, vốn đầu tư ít.

+ Công nghệ sản xuất phôi đúc đơn giản.

- Nhược điểm:

+ Không đúc được những vật liệu có độ nóng chảy cao.

+ Tốn kim loại cho hệ thống rót, đậu ngót, đậu hơi.

+ Quá trình sản xuất đúc dễ gây ra các khuyết tật như thiếu hụt, rỗ khí, cháy cát…do quá trình làm khuôn.

b. Phôi dập:

- Ưu điểm:

+ Hình dáng phôi sát chi tiết cần gia công.

+ Năng suất lao động rất cao.

+ Dễ dàng cho cơ khí hóa và tự động hóa tất cả các động tác trên máy.

+ Giảm tối đa lao động mệt nhọc, không yêu cầu tay nghề công nhân thao tác máy.

+ Độ chính xác chi tiết cao.

+ Chế tạo được sản phẩm có hình dáng đơn giản và đẹp.

+ Độ bền chi tiết cao, độ cứng vững lớn, độ nhẵn bóng cao.

- Nhược điểm:

+ Chi phí đầu tư khuôn và máy lớn.

+ Lực dập lớn, máy cần có độ cứng vững và độ chính xác cao.

+ Khối lượng, kích thước vật dập hạn chế (<1000kg).

1.4.2.4. Nhận xét.

Như vậy, với:

- Dạng sản xuất của chi tiết là hàng loạt vừa nên không thể sử dụng phôi hàn, không nên sử dụng phôi đúc trong khuôn kim loại vì tốn kém làm khuôn.

- Không nên dùng phôi dập vì phôi có kích thước lớn, kết cấu hình dạng bên trong tương đối phức tạp, thành dày…. khó khăn trong vấn đề làm khuôn, đúc khuôn.

1.4.3. Chế tạo phôi đúc trong khuôn cát.

Quá trình chế tạo phôi đươc thực hiện ở trạng thái nóng bằng cách nung kim loại lên đến nhiệt độ thích hợp để kim loại từ trạng thái rắn chuyển sang trạng thái lỏng rồi gia công nó nhờ các dụng cụ đặc biệt (khuôn cát) và các hệ thống làm mát, hệ thống rót kim loại. 

CHƯƠNG 2. THIẾT KẾ QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ

2.1. Thiết kế tiến trình công nghệ gia công.

2.1.1. Phân tích chiến lược gia công.

Ta biết rằng, số lượng các nguyên công phụ thuộc vào phương pháp thiết kế các nguyên công. Trong thực tế có 2 phương pháp thiết kế các nguyên công phụ thuộc vào trình độ phát triển sản xuất, cơ sở trang thiết bị của ngành chế tạo máy đó là phương pháp tập trung nguyên công và phân tán nguyên công.

Do trình độ còn hạn chế, khả năng va chạm thực tế còn ít nên em sử dụng phương pháp tập trung nguyên công kết hợp phương pháp phân tán nguyên công (bố trí nhiều bước công nghệ trong một nguyên công, kết hợp bố trí ít bước công nghệ trong một nguyên công).

2.1.1.1 Chọn chuẩn thô

a. Nguyên tắc chung:

- Nếu chi tiết gia công có một bề mặt không gia công thì nên chọn bề mặt đó làm chuẩn thô, vì như vậy thay đổi về vị trí tương quan giữa các bề mặt gia công và bề mặt không gia công là nhỏ nhất.

- Trong các bề mặt phải gia công nên chọn bề mặt nào có lượng dư nhỏ và đều làm chuẩn thô.

- Cố gắng chọn bề mặt làm chuẩn thô tương đối bằng phẳng không có mép rèn dập (bavia), đậu hơi, đậu ngót hoặc quá gồ ghề.

b. Chọn chuẩn thô đối với chi tiết "thân bơm piston":

Qua hình ta thấy: Chuẩn thô chi tiết "thân bơm piston" bao gồm mặt phẳng B hạn chế 3BTD bằng 2 phiến tỳ phẳng, mặt  cạnh C hạn chế 2BTD bằng 2 chốt tỳ, còn 1BTD chống xoay định vị vào 1 trong 2 mặt cạnh hông.

2.1.1.2 Chọn chuẩn tinh

Qua hình ta thấy: Chuẩn tinh chi tiết "thân bơm piston" bao gồm mặt phẳng A hạn chế 3BTD bằng 2 phiến tỳ phẳng, mặt trong lỗ trụ φ51 hạn chế 2BTD bằng trụ ngắn, còn 1BTD chống xoay định vị vào mặt C hạn chế 1BTD.

Như vậy, qua việc chọn chuẩn thô và chuẩn tinh như trên ta thấy hợp lý. Với việc chọn chuẩn như vậy sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho việc gá đặt chi tiết gia công cũng như công việc thiết kế đồ gá cho chi tiết.

2.1.2. Thiết kế tiến trình công nghệ.

Thiết kế quy trình công nghệ là lập thứ tự các nguyên công sao cho chu kỳ gia công hoàn chỉnh một chi tiết là ngắn nhất, góp phần hạn chế chi phí gia công đảm bảo hiệu quả nhất. Trong đó mỗi nguyên công được thực hiện theo một nguyên lý ứng với một phương pháp gia công thích hợp với kết cấu chi tiết. 

2.1.2.1. Phương pháp gia công các bề mặt của chi tiết "thân bơm piston".

Phương pháp gia công các bề mặt của chi tiết "thân bơm piston" được thể hiện như sau:

- Gia công mặt A, B với yêu cầu độ chính xác IT10 và độ nhám cần đạt Ra=1,25 µm, tương đương với s6. Để đạt được kích thước, chất lượng bề mặt gia công này cần tiến hành các bước công nghệ như: phay thô - phay bán tinh - phay tinh.

- Các bề mặt C, E, F với độ chính xác IT12 và độ nhám cần đạt là Rz20 tương đương với s5. Với độ chính xác và độ nhám này ta chỉ cần thực hiện bước công nghệ như: phay thô - phay bán tinh là đạt.

2.1.2.2. Thứ tự các nguyên công gia công chi tiết "thân bơm piston".

- Nguyên công 1: Phay thô, phay bán tinh, phay tinh mặt A.

- Nguyên công 2: Phay thô, phay bán tinh mặt C

- Nguyên công 3: Phay thô, phay bán tinh, phay tinh mặt B.

- Nguyên công 4: Lần lượt khoét các đường kính φ122; φ68; φ51; φ55,5; φ53; φ67 và vát mép 1x45^o; 2,5x65 ^o

- Nguyên công 5: Tiện đường kính φ127, mặt cạnh và vát mép 1x45^o

- Nguyên công 6: Khoan 4 lỗ φ14 và khoan - ta rô lỗ M10x1.

- Nguyên ccong 7: Phay hở 4 lỗ φ14.

- Nguyên công 8: Khoét, doa, vát mép lỗ φ28.

- Nguyên công 9: Khoan, ta rô, vát mép 4 lỗ M12x1,5 mặt A.

- Nguyên công 10: Khoan, khoét 4 lỗ bậc φ8 trong thân piston.

- Nguyên công 11: Phay rãnh lắp zoong trên mặt A.

- Nguyên công 12: Phay thô, phay bán tinh mặt E.

- Nguyên công 13: Khoan, ta rô, vát mép lỗ M20x2,5 và khoét lỗ φ34 mặt E.

- Nguyên công 14: Phay thô, phay bán tinh mặt F.

- Nguyên công 15: Khoan, ta rô, vát mép lỗ M20x2,5 và khoét lỗ φ34 mặt F.

- Nguyên công 16: Khoan, ta rô 4 lỗ M3 mặt C.

- Nguyên công 17: Tổng kiểm tra

+ Kiểm tra độ đồng tâm 2 lỗ và vuông góc mặt đầu A, B với tâm lỗ.

+ Kiểm tra độ song song tâm lỗ φ68 với tâm lỗ φ28.

2.2. Thiết kế nguyên công.

2.2.1. Nguyên công 1: Phay thô, phay bán tinh, phay tinh mặt A

2.2.1.1. Chọn máy.

Dựa vào bảng 9 - 38 trang 72 - 73 - STCNCTMT3, ta chọn máy phay đứng 6H12. Máy có các thông số như sau:

- Công suất động cơ chạy dao: 7 KW.

- Kích thước bề mặt làm việc của bàn máy: 250x800 mm.

- Số cấp bước tiến của bàn: 16.

- Phạm vi tốc độ trục chính: 30-1500 vg/ph.

2.2.1.2. Chọn dao.

Dựa vào bảng 4 - 94 - trang 376 - STCNCTM T1, ta chọn dao phay mặt đầu răng chắp mảnh hợp kim cứng BK8. Dao có thông số như sau:

- Đường kính dao: D = 100 mm.

- Bề rộng dao: B(h7)  = 40 mm.

2.2.1.3. Chọn đồ gá, lập sơ đồ định vị và kẹp chặt.

- Chọn chuẩn để gia công là mặt B.

- Đồ gá: Mặt B hạn chế 3BTD bằng hai phiến tỳ phẳng, mặt C hạn chế 2BTD và mặt phía bên phải hướng tay kẹp hạn chế 1BTD chống xoay quanh oz. Cử so dao theo mặt đứng.

2.2.1.4. Các bước công nghệ.

Các bước công nghệ bao gồm:

- Bước phay thô: Z = 2 mm

- Bước phay bán tinh: Z = 1,5 mm

- Bước phay tinh: Z = 0,5 mm

2.2.3. Nguyên công 3: Phay thô, phay bán tinh, phay tinh mặt B

2.2.3.1. Chọn máy.

Như nguyên công 1.

2.2.3.2. Chọn dao.

Như nguyên công 1.

2.2.3.3. Chọn đồ gá, lập sơ đồ định vị và kẹp chặt.

- Chọn chuẩn để gia công là mặt A.

- Đồ gá: Mặt A định vị 3BTD bằng 2 phiến tỳ phẳng, mặt C hạn chế 2BTD và mặt phía bên phải hướng tay kẹp hạn chế 1BTD chống xoay quanh oz. Cử so dao theo mặt đứng.

2.2.3.4. Các bước công nghệ.

Các bước công nghệ bao gồm:

- Bước phay thô: Z = 2 mm

- Bước phay bán tinh: Z = 1,5 mm

- Bước phay tinh: Z = 0,5 mm

2.2.4. Nguyên công 4: Lần lượt khoét các đường kính φ123; φ68; φ51; φ55,5; φ53; φ67; doa lỗ φ68; φ51 và vát mép 1x45^o; 2,5x65 ^o

2.2.4.1. Chọn máy.

Dựa vào bảng 9 - 25 trang 50 - 51- STCNCTMT3, ta chọn máy doa ngang 2620B. Máy có các thông số như sau:

- Công suất động cơ chạy dao: 10 KW.

- Kích thước bề mặt làm việc của bàn máy: 1120x1300 mm.

- Số cấp tốc độ trục chính: 23.

- Phạm vi tốc độ trục chính: 12,5 - 2000 vg/ph.

- Độ côn moóc để kẹp dụng cụ : N⁰5

2.2.4.2. Chọn dao.

- Chọn mũi khoét: Dựa vào bảng 4 - 47- trang 332 - STCNCTM T1, ta chọn mũi khoét ghép các mảnh dao từ hợp kim cứng BK8 chuôi lắp. Mũi khoét có thông số như sau:

+ Khi khoét thô: D = 46,5 - 121 mm

+ Khi khoét bán tinh: D = 48,5 - 122,5 mm.

+ Khi khoét tinh: D = 50 - 123 mm.

+ Chiều dài trục gá mũi khoét: L = 300 - 550 mm.

- Chọn mũi doa: Ở nguyên công này ta chỉ cần thực hiện doa cho bước gia công đường kính φ51 và φ68, còn các bước khác ta chỉ cần thực hiện đến bước khoét bán tinh và tinh là đạt. Dựa vào bảng 4 - 49 - trang 336 - STCNCTMT1, ta chọn mũi doa máy có gắn các lưỡi bằng thép gió P18 loại chuôi lắp. Mũi doa có thông số như sau:

+ Khi doa thô: D_t = 49,5 ÷ 67,5 mm

+ Khi doa bán tinh: D_bt = 49,9 ÷ 67,9 mm

+ Khi doa tinh: D_t = 50 ÷ 68^+0,03 mm

+ Chiều dài: L = 300 ÷ 500 mm.

+ Chiều dài phần làm việc: l = 40 mm

2.2.4.4. Các bước công nghệ.

Các bước công nghệ bao gồm:

- Bước khoét:

+ Bước khoét thô: Z = 1,5 mm

+ Bước khoét bán tinh: Z = 1 mm

+ Bước khoét tinh: Z = 0,5 mm

- Bước doa:

+ Doa thô: Z = 0,3 mm.

+ Doa bán tinh: Z = 0,1 mm.

+ Doa tinh: Z = 0,05 mm.

- Bước vát mép: Z = 1 mm, Z =2,5 mm,

2.2.6. Nguyên công 6: Khoan 4 lỗ φ14, khoan - ta rô lỗ M10x1

2.2.6.1. Chọn máy.

Dựa vào bảng 9 - 21 - trang 45 - STCNCTM T3, ta chọn máy khoan đứng của Nga 2H150. Máy có các thông số như sau:

- Công suất động cơ chính: 7,5 KW.

- Đường kính lớn nhất khi khoan được: 50 mm.

- Kích thước bề mặt làm việc của bàn máy: 500 x 560 mm.

- Phạm vi bước tiến: 0,05 - 2,24 mm/vòng.

- Lực tiến dao: 2350 KG.

2.2.6.2. Chọn dao.

- Chọn mũi khoan: Dựa vào bảng 4 - 40 - trang 319 - STCNCTM T1, ta chọn mũi khoan ruột gà thép gió P18 đuôi trụ loại trung bình. Mũi khoan có thông số như sau:

+ Mũi khoan loại 1: Đường kính mũi khoan: d = 14 mm, chiều dài: L = 220 mm, chiều dài phần làm việc: l = 100 mm

+ Mũi khoan loại 2: Đường kính mũi khoan: d = 8,5 mm, chiều dài: L  = 140 mm, chiều dài phần làm việc: l = 65 mm

- Chọn mũi tarô: Dựa vào bảng 4 - 139 - trang 426 - STCNCTM T1, ta chọn mũi tarô cho ren hệ mét thép gió P18. Mũi tarô có thông số như sau:

+ Đường kính mũi tarô: d = 10 mm.

+ Bước ren: p = 1

+ Chiều dài: L = 160 mm.

+ Chiều dài phần làm việc: l = 30 mm.

2.2.6.3. Chọn đồ gá, lập sơ đồ định vị và kẹp chặt.

- Chọn chuẩn để gia công là mặt A.

- Đồ gá: Mặt A định vị 3BTD bằng 2 phiến tỳ phẳng, chốt trụ định vị vào đường kính φ51 hạn chế 2BTD, mặt cạnh C hạn chế 1BTD bằng chốt tỳ đầu phẳng. Có bạc thay nhanh lắp trên phiến dẫn.

2.2.7. Nguyên công 7: Phay hở 4 lỗ φ14

2.2.7.1. Chọn máy

Như nguyên công 1.

2.2.7.2. Chọn dao.

Dựa vào bảng 4 - 65 - trang 356 - STCNCTM T1, ta chọn dao phay ngón chuôi trụ loại 1 bằng thép gió P18. Dao có thông số như sau:

- Đường kính dao: d = 14 mm.

- Chiều dài dao: L = 83 mm.

- Chiều dài phần làm việc: l = 26 mm

- Số răng: Z = 5 răng.

- Góc nghiêng rãnh thoát phoi: ω = 30⁰

2.2.7.3. Chọn đồ gá, lập sơ đồ định vị và kẹp chặt.

- Chọn chuẩn để gia công là mặt A.

- Đồ gá: Mặt A định vị 3BTD bằng 2 phiến tỳ phẳng, chốt trụ định vị vào đường kính φ51 hạn chế 2BTD, mặt cạnh C hạn chế 1BTD bằng chốt tỳ đầu phẳng.

2.2.9. Nguyên công 9: Khoan, ta rô và vát mép 4 lỗ M12x1,5 mặt A

2.2.9.1. Chọn máy

Như nguyên công 6.

2.2.9.2. Chọn dao.

- Chọn mũi khoan: Dựa vào bảng 4 - 40 - trang 319 - STCNCTM T1, ta chọn mũi khoan ruột gà thép gió P18 đuôi trụ loại trung bình. Mũi khoan có thông số như sau:

+ Đường kính mũi khoan: d = 10,5 mm.

+ Chiều dài: L = 180 mm.

+ Chiều dài phần làm việc: l = 70 mm

- Chọn mũi tarô: Dựa vào bảng 4 - 139 - trang 426 - STCNCTM T1, ta chọn mũi tarô cho ren hệ mét thép gió P18. Mũi tarô có thông số như sau:

+ Đường kính mũi tarô: d = 12 mm.

+ Bước ren: p = 1,5

+ Chiều dài: L= 180 mm.

+ Chiều dài phần làm việc: l = 40 mm.

2.2.9.3. Chọn đồ gá, lập sơ đồ định vị và kẹp chặt.

- Chọn chuẩn để gia công là mặt C.

- Đồ gá: Mặt B định vị 3BTD bằng 2 phiến tỳ phẳng, chốt trụ định vị vào đường kính φ51 hạn chế 2BTD, mặt cạnh C hạn chế 1BTD bằng chốt tỳ đầu phẳng. Có bạc thay nhanh lắp trên phiến dẫn.

2.2.11. Nguyên công 11: Phay rãnh lắp zoong trên mặt A

2.2.11.1. Chọn máy

Dựa vào bảng 9 - 43 - trang 86 - STCNCTM T3, ta chọn máy phay chép hình của Nga 6M42K. Máy có các thông số như sau:

- Công suất động cơ chính: 3 KW.

- Diện tích chép hình lớn nhất: 320 x 450 mm.

- Kích thước bề mặt làm việc của bàn máy: 320 x 1250 mm.

- Phạm vi tốc độ trục chính: 80 - 1945 vòng/phút.

- Số cấp tốc độ trục chính: 15 KG.

2.2.11.2. Chọn dao.

Dựa vào bảng 4 - 65 - trang 356 - STCNCTM T1, ta chọn dao phay ngón chuôi trụ loại 1 bằng thép gió P18. Dao có thông số như sau:

- Đường kính dao: d = 3 mm.

- Chiều dài dao: L = 42 mm.

- Chiều dài phần làm việc: l = 10 mm

- Số răng: Z = 2 răng.

- Góc nghiêng rãnh thoát phoi: ω = 30⁰

2.2.11.3. Chọn đồ gá, lập sơ đồ định vị và kẹp chặt.

- Chọn chuẩn để gia công là tâm chốt trụ.

- Đồ gá: Mặt B định vị 3BTD bằng 2 phiến tỳ phẳng, chốt trụ định vị vào đường kính φ51 hạn chế 2BTD, mặt cạnh C hạn chế 1BTD bằng chốt tỳ đầu phẳng.

2.2.11.4. Các bước công nghệ.

Các bước công nghệ bao gồm:

- Bước phay thô: Z = 2 mm

- Bước phay tinh: Z = 0,5 mm

2.2.13. Nguyên công 13: Khoan, ta rô, vát mép lỗ M20x1,5 và khoét lỗ φ34 mặt E

2.2.13.1. Chọn máy

Như nguyên công 6.

2.2.13.2. Chọn dao.

- Chọn mũi khoan: Dựa vào bảng 4 - 40 - trang 319 - STCNCTM T1, ta chọn mũi khoan ruột gà thép gió P18 đuôi trụ loại trung bình. Mũi khoan có thông số như sau:

+ Đường kính mũi khoan: d = 18,5 mm.

+ Chiều dài: L = 200 mm.

+ Chiều dài phần làm việc: l = 130 mm

- Chọn mũi tarô: Dựa vào bảng 4 - 139 - trang 426 - STCNCTM T1, ta chọn mũi tarô cho ren hệ mét thép gió P18. Mũi tarô có thông số như sau:

+ Đường kính mũi tarô: d = 20 mm.

+ Bước ren: p = 2,5

+ Chiều dài: L= 220 mm.

2.2.13.4. Các bước công nghệ.

Các bước công nghệ bao gồm:

- Bước khoan: Z = 9,25 mm

- Bước ta rô: Z = 1,25 mm

- Bước vát mép: Z = 4,5 mm

- Bước khoét: Z = 1 mm

2.2.15. Nguyên công 15: Khoan, ta rô, vát mép lỗ M20x1,5 và khoét lỗ φ34 mặt F

2.2.15.1. Chọn máy

Như nguyên công 6.

2.2.15.2. Chọn dao.

Như nguyên công 13.

2.2.14.3. Chọn đồ gá, lập sơ đồ định vị và kẹp chặt

- Chọn chuẩn để gia công mặt C.

- Đồ gá: Như nguyên công 14. Có bạc thay nhanh lắp trên phiến dẫn và chốt tỳ phụ.

2.2.17. Nguyên công 17: Tổng kiểm tra

2.2.17.1. Kiểm tra độ đồng tâm 2 lỗ và vuông góc mặt đầu A, B với tâm lỗ.

- Đặt chi tiết lên bàn máp. Ta tiến hành kiểm tra:

Độ đồng tâm của 2 lỗ (bên phải và bên trái) của chi tiết thân bơm piston được kiểm tra bằng trục gá 3, bạc 4 và đồng hồ so 2. Trục gá 3 được lắp vào lỗ bên phải còn bạc 4 được lắp vào lỗ bên trái. Đồng hồ so 2 được gá lên trục gá 3 và khi quay trục gá 3 cùng đồng hồ so 2 một vòng quanh bạc 4, độ lệch kim đồng hồ so 2 chỉ sự không đồng tâm của 2 lỗ.

2.2.17.2. Kiểm tra độ song song giữa tâm lỗ φ68 với tâm lỗ φ28.

- Gá chi tiết lên đồ gá kiểm tra. Ta tiến hành kiểm tra:

Độ song song tâm lỗ φ68 với tâm lỗ φ28 của chi tiết thân piston được kiểm tra bằng trục gá 1, trục gá số 4, đồng hồ so 2, 3. Trục gá 1 được gá vào lỗ φ68 thông qua bạc 5. Hai đồng hồ so được gá trên cùng cây gá và đầu đồng hồ so lần lượt chỉ vào hai trục gá 1 và 4.

2.3. Tính lượng dư cho nguyên công.

2.3.1. Khái quát.

Lượng dư gia công cơ khí là lớp kim loại cắt gọt thành phoi trong quá trình gia công cơ khí. Lượng dư gia công được xác định hợp lý về trị số và dung sai sẽ góp phần bảo đảm hiệu quả kinh tế của quá trình công nghệ vì lượng dư quá lớn sẽ tốn nguyên vật liệu, tiêu hao lao động để gia công nhiều, đồng thời tốn năng lượng điện, dụng cụ cắt, vận chuyển nặng... dẫn đến giá thành tăng. Ngược lại, lượng dư quá nhỏ sẽ không đủ để bù vào các sai lệch của phôi để biến phôi thành chi tiết hoàn chỉnh.

2.3.2. Tính lượng dư cho nguyên công.

Ở đây em tính lượng dư cho bước gia công đường kính Ø68^+0,03 thuộc nguyên công IV. Với độ chính xác phôi cấp II, khối lượng phôi 11,23kg, vật liệu chế tạo gang xám 15-32.

- Kích thước tính toán được xác định như sau:

d₁ =68,003-0,022= 67,981(mm)

d₂ =67,981-0,030= 67,951(mm)

d₃ =67,951-0,0702= 67,881(mm)

d₄ =67,881-0,1423= 67,738(mm)

d₅=67,738-0,2453 = 67,493(mm)

d₆= 67,493–2,1065 = 65,386(mm)

- Lượng dư giới hạn được xác định theo công thức:

2Z_max = 2Z_min-d_max

Tra dung sai bảng 3 - 91 trang 248- STCNCTMT1.

Sau doa tinh: d_max =68,03mm; d_min = 68,03-0,019= 68,01(mm)

Sau doa bán tinh: d_max =67,98 mm; d_min = 67,98 -0,04= 67,94(mm)

Sau doa thô: d_max =67,95 mm; d_min = 67,95 -0,074= 67,876(mm)

Sau khoét tinh: d_max =67,88 mm; d_min = 67,88 -0,12= 67,76(mm)

Sau khoét bán tinh: d_max =67,74 mm; d_min = 67,74 -0,3= 67,44(mm)

Sau khoét thô: d_max =67,49 mm; d_min 67,49 -0,46= 67,03(mm)

Kich thước phôi: d_max =65,39 mm; d_min = 65,39 -3= 62,39(mm)

Thay số ta có:

Lượng dư giới hạn bé nhất là:

Sau doa tinh: 2Z_min= 68,03 -67,98 = 0,05(mm) = 50(μm)

Sau doa bán tinh: 2Z_min= 67,98 - 67,95 = 0,03(mm)= 30(μm)

Sau doa thô: 2Z_min= 67,95 - 67,88 = 0,07(mm) = 70(μm)

Sau khoét tinh: 2Z_min= 67,88 - 67,74 = 0,14(mm)= 140(μm)

Sau khoét bán tinh: 2Z_min= 67,74 - 67,49 = 0,25(mm) = 250(μm)

Sau khoét thô: 2Z_min= 67,49 - 65,39 =2,1(mm) = 2100(μm)

Lượng dư giới hạn lớn nhất là:

Sau doa tinh: 2Z_max = 68,01 - 67,94 = 0,07(mm) = 70(μm)

Sau doa bán tinh : 2Z_max = 67,94 - 67,876 = 0,065(mm) = 65(μm)

Sau doa thô: 2Z_max = 67,876 - 67,76= 0,116(mm) = 116(μm)

Sau khoét tinh: 2Z_max = 67,76 - 67,44 = 0,32(mm)= 320(μm)

Sau khoét bán tinh: 2Z_max = 67,44 - 67,03 = 0,41(mm) = 410(μm)

Sau khoét thô: 2Z_max = 67,03 - 62,39 =4,64(mm) = 4640(μm)

2Z_min= 2640

2Z_max=5621

+ Kiểm tra kết quả tính toán:

Lượng dư tổng cộng:

 2Z­_max- 2Z_min= 5621- 2640= 2981(um).

Z_max - Z_min = 3000- 19= 2981 (um).

Vậy kết quả tính toán ở trên là đúng.

2.3.3. Tra lượng dư cho nguyên công.

Tra các bảng 3-131, 3-132, 3-141, 3-142 - STCNCTMT1, có lượng dư các nguyên công như bảng

CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ TRANG BỊ CÔNG NGHỆ

Trong quá trình sản xuất ngành cơ khí nói chung và nghành chế tạo máy nói riêng, thì việc thiết kế đồ gá chuyên dùng gia công cắt gọt là một phần quan trọng của việc chuẩn bị sản xuất. Khi thiết kế đồ gá người ta phải cụ thể hoá, gá đặt chi tiết gia công cho từng nguyên công, tính toán thiết kế và chọn kết cấu thích hợp cho các bộ phận của đồ gá, xây dựng bản vẽ kết cấu đồ gá, quy định điều kiện kỹ thuật chế tạo, lắp ráp và nghiệm thu đồ gá.

3.1. Xác định máy.

Trong chương II chúng em đã xác định máy cho nguyên công IV là máy doa ngang 2620B. Máy có các thông số như sau:

- Công suất động cơ chạy dao: 10 kW.

- Kích thước bề mặt làm việc của bàn máy: 1120 x1300 mm.

- Số cấp tốc độ trục chính: 23.

- Phạm vi tốc độ trục chính: 12,5 - 2000 vg/ph.

- Độ côn moóc để kẹp dụng cụ : N⁰5.

3.2. Phương pháp định vị và kẹp chặt.

3.2.1. Định vị.

Định vị chi tiết lên đồ gá để gia công bao gồm:

- Hai phiến tỳ phẳng định vị vào mặt phẳng đáy C hạn chế 3BTD:

+ Tịnh tiến oz.

+ Quay quanh ox, oy.

- Hai chốt tỳ đầu khía nhám định vị vào bề mặt cạnh hông hạn chế 2BTD:

+ Tịnh tiến ox

+ Quay quanh oz.

3.2.3. Quy tắc sử dụng đồ gá.

- Vì đồ gá đã định vị hoàn toàn đủ 6BTD, nên ta chỉ cần đặt chi tiết vào đúng vị trí gá đặt là có thể tiến hành gia công được.

- Lực kẹp sẽ hướng từ phía trên hướng xuống mặt định vị chính (măt C). Kẹp bằng cơ cấu ren vít tay quay.

3.3. Tính toán đồ gá.

3.3.1. Tính sai số gá đặt.

a. Xác định sai số chế tao:

Thay số ta được  sai số chế tạo cho phép của đồ gá là:

e_ct= 27,5 µmm = 0,027 mm<< 0,03 mm.

3.3.2. Xác định lực kẹp cần thiết khi gia công.

- Sơ đồ kẹp chặt chi tiết khi gia công.

Vì khi gia công khoét - doa lỗ φ68^+0,03 được thực hiện trên một lần gá, nên ta chỉ tính toán thiết kế cụ thể cho một bước khoét thô, còn các bước còn lại tượng tự. Vì bước khoét thô có chiều sâu cắt lớn, sinh ra moment cắt lớn, có khả năng làm hỏng cấu kiện của đồ gá nên ta cần kiểm nghiệm trong trường hợp này nhằm đảm bảo điều kiện của đồ gá khi gia công.

- Xác định lực kẹp:

Lực kẹp cần thiết phải xác định vị trí lực cắt nào có khả năng gây nguy hiểm nhất. Sơ đồ tác dụng gồm các thành phần: lực cắt P₀ và mô mem cắt M_x. Những lực này có thể làm xoay phôi xung quanh trục chính và bật lật phôi. Để phôi không bị xoay và lật, lực kẹp (W) phải sinh ra moment ma sát (M_ms) lớn hơn moment cắt (M_x).

Do đó, ta có thể viết phương trình cân bằng lực dưới dạng:

M_ms =W.R(f₁ +f₂) = K.M_x =K.P₀.R₀

Trong đó:

+ M_ms: Là moment ma sát giữa chi tiết và phiếm tỳ.

+ f₁: Là hệ số ma sát giữa bề mặt chi tiết và phiến tỳ: (f₁=0,5÷0,8).

+ f₂: Là hệ số ma sát giữa chi tiết với miếng kẹp: (f₂=0,4÷0,7).

+ K: Là hệ số an toàn: (K= 1,3÷1,60).

+ R: Là bán kính chi tiết tại phần chưa gia công: R= 31 mm.

Lực kẹp cần thiết là: W = 1836 N = 183,6 kG.

Dựa vào hình dáng của chi tiết và bề mặt kẹp chi tiết là một mặt phẳng nên ta chọn cơ cấu kẹp chặt là đòn kẹp và hai gối trụ 2 bên được xem như đòn đẩy, dựa trên nguyên lý kẹp chặt bằng đòn kẹp và đòn đẩy nó phù hợp với phương pháp gia công, thao tác nhẹ nhàng, thuận lợi, an toàn, đơn giản và dễ bảo quản, với lực kẹp cần thiết là: W = 183,6 kG.

3.3.4. Chọn cơ cấu dẫn hướng và các cơ cấu khác.

3.3.4.1. Cơ cấu dẫn hướng.

- Với đồ gá khoét, doa, vát mép thì cơ cấu dẫn hướng là một bộ phận quan trọng, nó xác định trực tiếp vị trí mũi khoét, mũi doa và tăng độ cứng vững của dụng cụ trong quá trình gia công.

- Cơ cấu dẫn hướng là giá cố định, bạc dẫn hướng và bạc thay nhanh.

3.3.4.3. Chốt tỳ phẳng.

Chốt tỳ phẳng dùng để định vị các bề mặt ngoài đã được gia công tinh. Chốt tỳ phẳng phài được nhiệt luyện và mài đạt cấp chính xác IT7.

3.3.4.4. Chốt tỳ khía nhám.

Chốt tỳ khía nhám dùng để định vị các bề mặt chưa được gia công cơ lần nào. Chốt tỳ khía nhám cũng phài được nhiệt luyện và mài đạt cấp chính xác IT7.

3.4. Nguyên lý làm việc của đồ gá.

- Chi tiết được định vị bởi hai phiến tỳ phẳng, 1 chốt tỳ đầu phẳng và 2 chốt tỳ khía nhám.

- Cơ cấu kẹp chặt thông qua ren vít.

- Cơ cấu dẫn hướng mũi khoét, doa.. là bạc thay nhanh lắp trên trụ của đồ gá.

KẾT LUẬN

   Sau một thời gian gần 3 tháng làm đồ án, dưới sự hướng dẫn chỉ bảo của các thầy cô giáo trong khoa Cơ khí, đặc biệt là thầy giáo: …………… đến nay đồ án 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 đồ án đã giúp bản thân em củng cố thêm các kiến thức đã được học cũng như học hỏi được nhiều kiến thức và kinh nghiệm quý báu từ quý thầy cô và các bạn.

   Nội dung trình bày đồ án mà em đã làm được như sau:

- Chương 1: Phân tích sản phẩm, chọn phôi.

- Chương 2: Thiết kế quy trình công nghệ.

- Chương 3: Thiết kế trang bị công nghệ.

   Một lần nữa em xin chân thànhcám ơn thầy giáo hướng dẫn:……………  người đã trực tiếp hướng em, cùng các thầy trong khoa cơ khí đã tận tình chỉ bảo cho em hoàn thành đồ án tốt nghiệpnày. Trong quá trình thiết kế đồ án không thể tránh được những thiếu sót, vậy em mong quý thầy cô trong hội đồng cùng các bạn chỉ bảo để đồ án tốt nghiệp của em được hoàn thiện hơn.

   Em xin chân thành cảm ơn!

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Thiết kế đồ công nghệ chế tạo máy - NXB Khoa học kỹ thuật Hà nội 1987.

2. Công nghệ chế tạo máy tập 1,2 - Nguyễn Đắc Lộc và các tác giả.

3. Đồ gá - Lê Văn Tiến - Trần Văn Địch - Trần Xuân Việt.

4. Sổ tay công nghệ chế tạo máy - Nguyễn Đắc Lộc và các tác giả.

5. Thiết kế và tính toán máy cắt kim loại - Phạm Đắp và các tác giả.

6. Sổ tay và Atlas đồ gá - Trần Văn Địch.

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"