MỤC LỤC

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU

CHƯƠNG 1. PHÂN TÍCH ĐỊNH HƯỚNG CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CHI TIẾT

1.1. Vật liệu chi tiết.

1.2. Kích thước, hình dáng kết cấu của chi tiết, khối lượng.

1.2.1. Kích thước.

1.2.2. Hình dáng kết cấu của chi tiết.

1.2.3. Khối lượng chi tiết.

1.3. Yêu cầu kỹ thuật, độ chính xác kích thước, chất lượng bề mặt, độ nhám, độ chính xác vị trí tương quan.

1.3.1. Yêu cầu kỹ thuật.

1.3.2. Độ chính xác về kích thước.

1.3.3. Chất lượng bề mặt, độ nhám.

1.3.4. Độ chính xác vị trí tương quan.

1.4. Kết luận dạng sản xuất theo hướng nào.

CHƯƠNG 2. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ PHÔI CHI TIẾT

2.1. Khái quát.

2.1.1. Căn cứ chọn phôi.

2.1.2. Yêu cầu khi chon phôi.

2.2. Phân tích lựa chọn phương pháp chế tạo phôi.

2.2.1. Phôi đúc (đúc trong khuôn cát và đúc trong khuôn kim loại).

2.2.2. Phôi dập.

2.2.3 Phôi rèn tự do.

2.2.4. Phôi cán (phôi thanh).

2.2.5. Chọn phương pháp tạo phôi cho chi tiết.

1.4.6. Chế tạo phôi đúc trong khuôn kim loại.

2.3. Tính toán thiết kế phôi, tính lượng dư.

2.3.1. Khái quát.

2.3.2. Tính lượng dư.

2.3.3. Tra lượng lượng dư cho các bề mặt còn lại

2.4. Bản vẽ lồng phôi

CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ

3.1. Thiết kế tiến trình công nghệ gia công.

3.1.1. Phân tích chiến lược gia công.

3.1.2. Thiết kế tiến trình công nghệ.

3.2. Thiết kế nguyên công.

3.2.1. Nguyên công 1: phay thô, phay bán tinh, phay tinh mặt B.

3.2.2. Nguyên công 2: phay thô, phay bán tinh, phay tinh mặt A.

3.2.3. Nguyên công 3: khoan 4 lỗ φ11, doa 2 lỗ chéo

3.2.4. Nguyên công 4: khoan, khoét, doa 2 lỗ φ8

3.2.5. Nguyên công 5: tiện thô, tiện tinh mặt cạnh và đường kính φ90

3.2.6. Nguyên công 6: tiện thô, tiện bán tinh, tiện tinh các đường kính φ32, φ40 và tiện móc rãnh φ43.

3.2.7. Nguyên công 7: khoét thô, khoét tinh lỗ φ32. Khoét thô, khoét bán tinh, khoét tinh và doa thô, doa tinh 2 lỗ φ36^-0,05

3.2.8. Nguyên công 8: phay rãnh lắp zoong 3x3

3.2.9. Nguyên công 9: khoan, ta rô 8 lỗ M10x1,25

3.2.10. Nguyên công 10: khoan trí lỗ φ16

3.2.11. Nguyên công 11: khoan lỗ xiên φ4 thứ nhất

3.2.12. Nguyên công 12: khoan lỗ xiên φ4 thứ hai

3.2.13. Nguyên công 13: khoét 4 lỗ φ20

3.2.14. Nguyên công 14: nhiệt luyện

3.2.15. Nguyên công 15: mài thô, mài bán tinh, mài tinh36mm thứ nhất.

3.2.16. Nguyên công 16: mài thô, mài bán tinh, mài tinh36mm thứ hai

3.2.17. Nguyên công 17: mài thô, mài bán tinh, mài tinh mặt lắp ghép A

3.2.18. Nguyên công 18: kiểm tra

3.3. Tính toán và tra chế độ cắt cho nguyên công.

3.3.1. Tính chế độ cắt cho nguyên công.

3.3.2. Tra chế độ cắt cho các nguyên công còn lại

CHƯƠNG 4. THIẾT KẾ TRANG BỊ CÔNG NGHỆ

4.2. Phương pháp định vị và kẹp chặt.

4.2.1. Định vị.

4.2.2. Kẹp chặt.

4.2.3. Sơ đồ định vị.

4.2.4. Quy tắc sử dụng đồ gá.

4.3. Tính toán đồ gá.

4.3.1. Tính sai số gá đặt.

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

4.3.3. Xác định lực kẹp và chọn đường kính bu lông cho cơ cấu.

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

4.4. 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 trên bơm dầu. Nội dung đồ án gồm các bản vẽ A0, A1, A3 và bản thuyêt minh gồm 3 chương: chương 1: phân tích định hướng công nghệ chế tạo chi tiết; chương 2: tính toán thiết kế phôi chi tiết; chương 3: thiết kế quy trình công nghệ và chương 4: 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:ThS......................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 ĐỊNH HƯỚNG CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CHI TIẾT

Chi tiết cần gia công là chi tiết Thân trên bơm dầu. Hình dáng và kết cấu bên ngoài của chi tiết được thể hiện dưới dạng hình vẽ 3D như hình 1.1.

1.1. Vật liệu chi tiết.

 “Thân trên bơm dầu” được chế tạo từ vật liệu thép C40.

- Ký hiệu: C40.

- Thép C40 là thép hóa tốt có hàm lượng C nằm trong khoảng 0,3-0,5%, là loại thép chuyên dùng để chế tạo các chi tiết chịu tải trọng tĩnh và va đập cao, yêu cầu độ bền và độ dai va đập cao (cơ tính tổng hợp cao).

- Nhiệt luyện hóa tốt (tôi và ram cao).

- Tổ chức sau nhiệt luyện là Xoocbit Ram.

1.2. Kích thước, hình dáng kết cấu của chi tiết, khối lượng.

1.2.1. Kích thước.

“Thân trên bơm dầu” có kích thước khuôn khổ tương ứng là:

- Chều rộng: 134 (mm)

- Chiều cao: 147 (mm)

- Chiều ngang: 35,5 (mm)

Kích thước R51 (mm) là cung tròn mặt trên của chi tiết.

Kích thước 134 (mm); 110 (mm) là phần mặt dưới của chi tiết, nó có hình dạng hình chữ nhật.

Kích thước φ90 (mm) là đường kính của phần lồi lên phía mặt dưới của chi tiết.

Kích thước 129 (mm) là khoảng cách tâm hai lỗ chốt định vị ở phần bề mặt lắp ghép.

Kích thước 112 (mm) và 76 (mm) là khoảng cách tâm 4 lỗ ren M10x1,5 ở vị trí xa nhất theo phương ngang và phương đứng.

Kích thước 20,5 (mm); 20 (mm) là khoảng cách tâm từ lỗ φ36 tới tâm vết chứa 2 lỗ tra dầu φ4 (mm) theo phương thẳng đứng và phương ngang.

 Trên đây là những kích thước cơ bản nhất mà khi gia công cần quan tâm, còn lại các kích thước khác được thể hiện cụ thể trên bản vẽ chi tiết “thân trên bơm dầu”.

Với kích thước như trên thuận lợi cho việc sử dụng trang thiết bị máy móc truyền thống cũng như việc thiết kế trang bị công nghệ gia công.

1.2.2. Hình dáng kết cấu của chi tiết.

Qua hình 1.1 trên ta thấy:

“Thân trên bơm dầu” có hình dáng kết cấu không quá phức tạp. Có thấy chi tiết có thể chia làm 2 phần:

- Phần đế chi tiết: là phần có hình dáng hình chữ nhật (kích thước 134x110) và gồm 4 lỗ bậc φ11. Đây là phần dùng để đỡ phần thân chi tiết và cũng là phần gá chi tiết vào máy thông qua 4 lỗ bậc để xủa bu lông M10.

- Phân thân chi tiết: là phần nằm trên phần đế chi tiết có hình gần như ô van (kích thước 88x142). Trên phần này có các lỗ cơ bản và lỗ chính xác để lắp ghép thân trên chi tiết vào thân dưới. Đặc biệt hơn là trên phần thân chi tiết có các lỗ làm việc chính φ32 (mm); φ36 (mm).

Với hình dáng kết cấu của chi tiết như trên ta thấy chi tiết “thân trên bơm dầu” thuộc chi tiết điển hình dạng hộp. Với dáng chi tiết như vậy thì rất thuận lợi cho việc chọn máy gia công và thiết kế trang bị công nghệ bằng các phương pháp gia công : tiện, phay, khoan, mài…

1.2.3. Khối lượng chi tiết.

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. Muốn xác định dạng sản xuất trước hết phải biết được sản lượng hàng năm của chi tiết gia công. Sản lượng hàng năm của chi tiết được chỉ định là N = 5000 (chi tiết).

Qua hình 1.2 ta thấy:

Thể tích của toàn bộ "thân trên bơm dầu" là:

V = 374497,27 (mm) = 0,37449727 (dm³).

Thay số ta được: Q₁ = 0,37449727. 7,852 = 2,94 (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 = 5000 (chi tiết).

- Khối lượng chi tiết: Q₁= 2,94 (Kg) nằm trong khoảng <4 (Kg).

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

1.3. Yêu cầu kỹ thuật, độ chính xác kích thước, chất lượng bề mặt, độ nhám, độ chính xác vị trí tương quan.

1.3.1. Yêu cầu kỹ thuật.

Chi tiết “thân trên bơm dầu“ có các yêu cầu cần đạt khi chế tạo chi tiết như sau:

- Phôi sau khi đúc xong được ủ hoặc thường hóa. Không có hiện tượng biến cứng, rỗ khí, rỗ xĩ, …

- Các bề mặt làm việc chủ yếu là bề mặt A, hai lỗ Ø36 và 2 lỗ bậc Ø8 có các yêu cầu kỹ thuật sau:

+ Tại mặt dưới của mặt thân bơm dầu (mặt được lắp vào thân dưới bơm dầu), mặt lỗ lắp trục bánh răng, mặt lỗ lắp chốt định vị. Những bề mặt này phải đạt độ bóng bề mặt Ñ7 tức R_a = 1,25 (mm) (theo TCVN-78).

+ Độ không vuông góc giữa đường sinh tạo ra mặt Ø43 và Ø32+0,01(mm).

1.3.2. Độ chính xác về kích thước.

Qua bản vẽ chi tiết ta thấy độ chính xác về kích thước của chi tiết thuộc 2 nhóm cơ bản sau:

- Nhóm kích thước theo chỉ dẫn:

+ Kích thước lỗ với miền dung sai +0,027 (mm). Đây là kiểu lắp ghép có độ hở (hay lắp ghép lỏng), tương đương với CCX  IT7. Để được kích thước yêu cầu dùng phương pháp: khoét thô, khoét tinh, doa thô, doa bán tinh và doa tinh có bạc dẫn hướng lắp trên phiến dẫn.

+ Kích thước 129±0,02 với miền dung sai ±0,02 (mm). Đây là kiểu lắp ghép trung gian (J_s), tương đương với CCX  IT7. Để đạt được kích thước yêu cầu dùng phương pháp: khoan, khoét, doa có bạc dẫn hướng lắp trên phiến dẫn để xác định vị trí gia công chính xác. 

- Nhóm kích thước không theo chỉ dẫn:

+ Kích thước 110±0,22 với dung sai ±0,22 (mm). Đây là kiểu lắp ghép trung gian. Để đạt được kích thước yêu cầu dùng phương pháp: khoan, khoét có bạc dẫn hướng lắp trên phiến dẫn.

+ Kích thước 112±0,14 với kích thước ±0,14(mm). Đây là kiểu lắp ghép trung gian. Để đạt được kích thước yêu cầu dùng bạc dẫn hướng lắp trên phiến dẫn.

1.3.3. Chất lượng bề mặt, độ nhám.

- Bề mặt A đạt độ nhẵn bóng Ra=0,63 (μm), tương đương với cấp độ nhẵn cấp 8. Để đạt yêu cầu dùng phương pháp: phay thô, phay bán tinh, phay tinh và mài.

- Bề mặt lỗ Ø36 đạt độ bóng Ra=0,63(μm), tương đương với cấp độ nhẵn cấp 7. Để đạt yêu cầu dùng phương pháp: khoét thô, khoét bán tinh, doa thô, doa bán tinh, doa tinh và mài.

- Bề mặt B đạt độ bóng Ra=1,25 (μm), tương đương với cấp độ nhẵn cấp 7. Để đạt yêu cầu dùng phương pháp: phay thô, phay bán tinh và phay tinh

1.4. Kết luận dạng sản xuất theo hướng nào.

Trên đây là toàn bộ nội dung chương thứ nhất, qua đó giúp ta có cái nhìn rõ hơn về vật liệu chế tạo chi tiết, kích thước, hình dáng kết cấu, khối lượng, yêu cầu kỹ thuật, độ chính xác về kích thước, chất lượng bề mặt gia công, độ nhám, độ chính xác tương quan,…

CHƯƠNG 2. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ PHÔI CHI TIẾT

2.1. Khái quát.

“Thân trên bơm dầu” thuộc dạng 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).

2.1.1. 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.

2.1.2. Yêu cầu khi chon phôi.

- Có hình dáng gần giống với chi tiết để giảm các nguyên công gia công trên máy.

- Phù hợp với điều kiện trang bị công nghệ của nhà máy.

- Dạng sản xuất và sản lượng của chi tiết.

2.2. Phân tích lựa chọn phương pháp chế tạo phôi.

Trong sản xuất đối với chi tiết thép C40 có thể sử dụng các phương pháp tạo phôi sau đây :

2.2.1. Phôi đúc (đúc trong khuôn cát và đúc trong khuôn kim loại).

a) 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, nấu luyện kim loại làm cho tỉ lệ phế phẩm có khi khá cao.

2.2.2. 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.

- 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).

2.2.4. Phôi cán (phôi thanh).

"Thân trên bơm dầu", là chi tiết dạng hộp nên việc chế tạo phôi bằng phương pháp phôi cán là không hợp lý và khó thực hiện. Vì chi tiết dạng hộp thường có các lòng ruột rỗng bên trong, các lỗ cơ bản, bề mặt ngoài lồi lỏm… nên khi dùng phương pháp này rất khó thực hiện trên các máy, hệ số sử dụng vật liệu thấp. 

1.4.6. Chế tạo phôi đúc trong khuôn kim loại.

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 kim loại) và các hệ thống làm mát, hệ thống rót kim loại. Sơ đồ đúc phôi bằng khuôn kim loại của chi tiết được thể hiện như hình 2.1.

2.3. Tính toán thiết kế phôi, tính lượng dư.

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...

2.3.2. Tính lượng dư.

Ở đồ án này tính lượng dư cho một bề mặt là gia công lỗ có đường kính 36 mm thuộc nguyên công 8. Với độ chính xác phôi cấp II, khối lượng phôi 2,94 (kg), vật liệu chế tạo thép C40.

Quy trình công nghệ gồm 6 bước: khoét thô, khoét tinh, doa thô, doa bán tinh, doa tinh và mài. Chi tiết được định vị bằng 1 chốt trụ ngắn và một chốt trám vào 2 lỗ chéo nhau φ11.

Lượng dư nhỏ nhất của khoét thô là:

2Z_min= 2.1053,65=2107,31(μm)

Lượng dư nhỏ nhất của khoét tinh là:

2Z_mt= 2.122,67= 245,35 (μm)

Lượng dư nhỏ nhất của doa thô là:

2Z_mt=  52,26 (μm)

Lượng dư nhỏ nhất của doa bán tinh là:

2Z_mt= 2.15,09= 30,18 (μm)

Lượng dư nhỏ nhất của doa tinh là:

2Z_mt= 2.11= 22 (μm)

Lượng dư nhỏ nhất của mài là:

2Z_mt=  2.10= 20 (μm)

- Kích thước tính toán được xác định như sau:

d₁ =36,027 - 0,020= 36,007 (mm)

d₂ =36,007 - 0,022= 35,985 (mm)

d₃ =35,985 - 0,030= 35,955 (mm)

d₄=35,955 - 0,0523= 35,903 (mm)

d₅=35,903  - 0,2453= 35,657 (mm)

d₆=35,657 – 2,1073 = 33,550 (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 khi mài: d_max =36,03mm; d_min = 36,03- 0,016= 36,014(mm)

Sau khi doa tinh: d_max =36,01 mm; d_min = 36,01 - 0,025= 35,985(mm)

Sau khi khoét thô: d_max =35,66 mm; d_min = 35,66 - 0,25= 35,41 (mm)

Kich thước phôi: d_max =33,55 mm; d_min  =33,55 - 2,5= 31,05 (mm)

Thay số ta có:

Lượng dư giới hạn bé nhất là:

Sau khi mài: 2Z_min= 36,03 - 36,01 = 0,02 (mm) = 20 (μm)

Sau doa tinh: 2Z_min= 36,01 - 35,98 = 0,03 (mm)= 30 (μm)

Sau doa bán tinh: 2Z_min= 35,98 - 35,95 = 0,03 (mm) = 30 (μm)

Sau doa thô: 2Z_min= 35,95 - 35,90 = 0,05 (mm)= 50 (μm)

Sau khoét tinh: 2Z_min= 35,90 - 35,66 = 0,24 (mm) = 240 (μm)

Sau khoét thô: 2Z_min= 35,66 - 33,55 = 2,11 (mm) = 2110 (μm)

Lượng dư giới hạn lớn nhất là:

Sau khi mai: 2Z_max = 36,014 - 35,985= 0,029 (mm) = 29 (μm)

Sau doa tinh : 2Z_max = 35,985- 35,941= 0,044(mm) = 44(μm)

Sau doa bán tinh: 2Z_max = 35,941 - 35,85= 0,091 (mm) = 91 (μm)

Sau doa thô: 2Z_max = 35,85- 35,74= 0,11 (mm)= 110 (μm)

Sau khoét tinh: 2Z_max = 35,74- 35,41= 0,33 (mm) = 330 (μm)

Sau khoét thô: 2Z_max = 35,41- 31,05= 4,36 (mm) = 4360 (μm)

Từ các tính toán trên ta có bảng tính lượng dư cho gia công lỗ 36 mm như bảng 2.1.

2.3.3. Tra lượng lượng dư cho các bề mặt còn lại

Tra các bảng 3-103-trang 256; 3-106-trang 257 - STCNCTMT1, có lượng dư, dùng sai phôi các bề mặt còn lại thể hiện như bảng 2.2.

2.4. Bản vẽ lồng phôi

Sau khi tính toán và tra bảng như mục 2.3.2; 2.3.3 ta được bản vẽ lồng phôi như hình 2.2.

Yêu cầu kỹ thuật khi đúc:

- Lượng dư phân bố đều trên các bề mặt. Vê cung các góc để tạo thuận lợi cho quá trình lấy phôi.

- Cấp chính xác phôi IT14.

CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ

3.1. Thiết kế tiến trình công nghệ gia công.

3.1.1. 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.

3.1.1.1. 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.

- Nếu có một bề mặt không gia công, thì nên chọn bề mặt không gia công nào đó có yêu cầu độ chính xác về vị trí tương quan cao nhất (đối với bề mặt không gia công).

b) Chọn chuẩn thô đối với chi tiết "thân trên bơm dầu":

Chọn cuẩn thô đối với chi tiết "thân trên bơm dầu" được thể hiện như hình 3.1.

3.1.1.2. Chọn chuẩn tinh

a) Nguyên tắc chung:

- Cố gắng chọn chuẩn tinh là chuẩn tinh chính, như vậy làm cho sai số về vị trí tương quan khi gia công và khi làm việc là nhỏ nhất, điều này rất quan trọng khi gia công tinh.

- Cố gắng chọn chuẩn định vị trùng với gốc kích thước để sai số chuẩn bằng không.

b) Chọn chuẩn tinh đối với chi tiết "thân trên bơm dầu":

Chọn cuẩn tinh đối với chi tiết "thân trên bơm dầu" được thể hiện như hình 3.2.

Như vậy, qua việc chọn chuẩn thô và chuẩn tinh như trên là hợp lý. Vì 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, chọn máy gia công trở nên đơn giản hơn. Sai số tích lũy gia công là ít nhất. Vậy lựa chọn chuẩn như trên để định vị và gia công chi tiết đang xét.

3.1.2. Thiết kế tiến trình công nghệ.

Thiết kế tiến 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. Khi xác định các phương pháp gia công cho các bề mặt cần căn cứ vào các đặc điểm sau:

- Khả năng tạo hình các phương pháp gia công.

- Vị trí các bề mặt trên chi tiết gia công, tránh va đập khi cắt.

- Kích thước bề mặt gia công, kích thước tổng thể của chi tiết gia công và phạm vi gá đặt phôi trên máy thực hiện phương pháp gia công.

3.2. Thiết kế nguyên công.

3.2.1. Nguyên công 1: phay thô, phay bán tinh, phay tinh mặt B.

a) Máy gia công:

Dựa vào bảng 9-38 trang 72-73-STCNCTMT3 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.

b) Sơ đồ gá đặt và định vị:

Mặt A hạn chế 3BTD bằng 2 phiến tỳ phẳng, mặt cạnh hạn chế 2BTD kết hợp với mỏ kẹp di động bên phải vào.

c) Đồ gá:

Sử dụng bàn gá phôi trên máy phay có cử so dao theo mặt phẳng gia công.

d) Dụng cụ cắt:

Dựa vào bảng 4-94- trang 376-STCNCTM T1 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.

- Đường kính lắp trục chính: d= 32 mm

- Số răng: Z = 10 răng.

e) Các bước công nghệ:

- Bước 1: phay thô.

- bước 2: phay bán tinh.

- Bước 3: phay tinh.

3.2.3. Nguyên công 3: khoan 4 lỗ φ11, doa 2 lỗ chéo

a) Máy gia công:

Dựa vào bảng 9-22 trang 45-46-STCNCTMT3 chọn máy khoan cần 2H53. Máy có các thông số như sau:

- Đường kính lớn nhất khoan được: 35 mm.

- Độ côn trục chính : N^O4.

- Số cấp tốc độ trục chính:12.

- Số cấp bước tiến trục chính: 12

- Phạm vi tốc độ trục chính: 25 - 2500 vg/ph.

b) Sơ đồ gá đặt và định vị:

Mặt phẳng A đã gia công tinh hạn chế 3BTD bẳng 2 phiến tỳ phẳng, khối V cố định hạn chế 2BTD, khối V di động định vị 1BTD.

c) Đồ gá:

Dùng đồ gá khoan, doa có bạc thay nhanh lắp trên phiến dẫn.

e) Các bước công nghệ:

- Bước 1: khoan.

- Bước 2: doa.

f) Xác định lượng dư:

- Khoan: Z=5,5 mm

- Doa: Z=0,1 mm.

3.2.4. Nguyên công 4: khoan, khoét, doa 2 lỗ φ8

a) Máy gia công:

Dựa vào bảng 9-21-trang 45-STCNCTM T3 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.

c) Đồ gá:

Dùng đồ gá khoan có bạc thay nhanh lắp trên phiến dẫn.

d) Dụng cụ cắt:

- Chọn mũi khoan: dựa vào bảng 4-40-trang 319-STCNCTMT1chọn mũi khoan ruột gà thép gió P18 đuôi trụ loại trung bình. Mũi khoan có thông số như sau:

+ Đường kính mũi khoan: d=6,5mm.

+ Chiều dài: L=100 mm.

f) Các bước công nghệ:

- Bước 1: khoan.

- Bước 2: khoét.

- Bước 3: doa.

f) Xác định lượng dư:

- Khoan: Z=3,25 mm

- Khoét: Z=0,7 mm.

- Doa thô: Z=0,1 mm.

- Doa tinh: Z=0,05 mm.

- Doa tinh: Z=0,01 mm.

3.2.6. Nguyên công 6: tiện thô, tiện bán tinh, tiện tinh các đường kính φ32, φ40 và tiện móc rãnh φ43.

a) Máy gia công:

Dùng máy ở nguyên công 5.

b) Sơ đồ gá đặt và định vị:

Mặt phẳng A đã được gia công tinh, hạn chế 3BTD bẳng 2 phiến tỳ phẳng, chốt trụ ngắn hạn chế 2BTD và chốt trám hạn chế 1BTD vào 2 lỗ φ8.

c) Đồ gá:

Dùng đồ gá tiện, kẹp chặt bằng ren vít.

e) Các bước trong nguyên công:

- Bước 1: tiện thô đường kính φ40

- Bước 3: tiện bán tinh đường kính φ40

- Bước 3: tiện tinh đường kính φ40

- Bước 4: tiện thô đường kính φ32

- Bước 5: tiện bán tinh đường kính φ32

- Bước 6: tiện tinh đường kính φ32

- Bước 7: tiện thô đường kính φ43

- Bước 8: tiện tinh đường kính φ43

f) Xác định lượng dư:

Lượng dư bề mặt gia công là 5 mm. Lượng dư phân bổ ở các bước là:

- Tiện thô: Z=1 mm

- Tiện bán tinh: Z=0,5 mm

- Tiện tinh: Z=0,2 mm

3.2.8. Nguyên công 8: phay rãnh lắp zoong 3x3

a) Máy gia công:

Dựa vào bảng 9-43-trang 86-STCNCTM T3 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.

b) Sơ đồ gá đặt và định vị:

e) Các bước công nghệ:

- Bước 1: phay thô

- Bước 2: phay tinh

f) Xác định lượng dư:

Lượng dư bề mặt gia công là 3 mm. Lượng dư phân bổ ở các bước là:

- Bước phay thô: Z = 1,5 mm

- Bước phay tinh: Z = 0,5 mm

3.2.9. Nguyên công 9: khoan, ta rô 8 lỗ M10x1,25

a) Máy gia công:

Dùng máy ở nguyên công 3.

b) Sơ đồ gá đặt và định vị:

d) Dụng cụ cắt:

- Chọn mũi khoan: Dựa vào bảng 4-40-trang 319-STCNCTMT1 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 =8,5 mm.

+ Chiều dài: L = 110 mm.

+ Chiều dài phần làm việc: l =45 mm

- Chọn mũi tarô: Dựa vào bảng 4-139-trang 426-STCNCTMT1 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 = 1,25

+ Chiều dài: L= 130 mm.

+ Chiều dài phần làm việc: l = 40 mm.

3.2.11. Nguyên công 11: khoan lỗ xiên φ4 thứ nhất

a) Máy gia công:

Dùng máy gia công ở nguyên công 4.

b) Sơ đồ gá đặt và định vị:

Mặt phẳng B đã được gia công tinh, hạn chế 3BTD bẳng 2 phiến tỳ phẳng, chốt trụ ngắn hạn chế 2BTD và chốt trám hạn chế 1BTD vào 2 lỗ φ11chéo nhau.

c) Đồ gá:

Dùng đồ gá khoan có bạc thay nhanh lắp trên phiến dẫn.

d) Dụng cụ cắt:

Chọn mũi khoan: Dựa vào bảng 4-40-trang 319- STCNCTMT1 chọn mũi khoan ruột gà thép gió P6M5 đuôi trụ loại ngắn. Mũi khoan có thông số như sau:

+ Đường kính mũi khoan: d = 4 mm.

+ Chiều dài: L = 80 mm.

+ Chiều dài phần làm việc: l = 30 mm

e) Các bước công nghệ:

Khoan.

3.2.14. Nguyên công 14: nhiệt luyện

a) Yêu cầu nhiệt luyện chi tiết:

- Độ cứng cần đạt HRC=35÷40.

- Không thoát các bon.

- Không bị hóa chất bám vào bề mặt làm việc chính của chi tiết.

- Sau khi ram cacbit nhỏ, mịn, và phân bố đều trên bề mặt.

b) Qua trình tôi và ram thấp:

- Quá trình tôi bề mặt:

Do nung với tốc độ quá nhiệt cao cho nên tốc độ chuyển biến pha khi nung rất nhanh, thời gian nung nóng ngắn (được tính theo dây).

3.2.16. Nguyên công 16: mài thô, mài bán tinh, mài tinh36 mm thứ hai

a) Máy gia công:

Dùng máy ở nguyên công 15.

b) Sơ đồ gá đặt và định vị:

Mặt phẳng B đã được gia công tinh, hạn chế 3BTD bẳng 2 phiến tỳ phẳng, chốt trụ ngắn hạn chế 2BTD và chốt trám hạn chế 1BTD vào 2 lỗ φ11chéo nhau.

c) Đồ gá:

Dùng đồ gá chuyên dùng mài lỗ, cơ cấu kẹp chặt bằng mỏ kẹp ren vít.

d) Dụng cụ cắt:

Dùng dao ở nguyên công 15.

e) Các bước công nghệ:

Như nguyên công 15.

f) Xác định lượng dư:

Lượng dư bề mặt gia công là 0,077 mm. Lượng dư phân bổ ở các bước là:

- Mài thô: Z=0,04 mm.

- Mài bán tinh: Z=0,02 mm.

- Mài tinh: Z=0,01 mm.

3.2.18. Nguyên công 18: kiểm tra

a) Kiểm tra độ không song song giữa tâm 2 lỗ 36 mm

b) Kiểm tra độ không vuông góc giữa tâm giữa tâm lỗ 36 mmvới mặt A.

3.3. Tính toán và tra chế độ cắt cho nguyên công.

3.3.1. Tính chế độ cắt cho nguyên công.

Ở đồ án này, được yêu cầu tính chế độ cắt cho nguyên công 11: khoan lỗ xiên φ4 thứ nhất.

a) Chiều sâu cắt t: t = 2 mm

b) Bước tiến S:

Với chi tiết thân trên bơm dầu làm từ thép C40 có: HB 160 ÷240 nên theo bảng 5-25-trang 21-STCNCTMT2 có bước tiến: S = 0,10 mm/vòng.

d) Số quay trục chính:

Vận tốc vòng quay của máy sẽ là: n = 3009,5 vòng/phút. Lấy theo tiêu chuẩn số vòng quay của máy từ 31,5-1400, chọn n = 1000 vòng/phút

f) Công suất cắt gọt:

Công suất cắt gọt được xác định theo công thức: N  = 1,5 kW

Vậy thỏa mãn yêu cầu chọn máy với công suất máy là 7,5 kW.

h) Bảng chế độ công nghệ nguyên công 11:

3.3.2. Tra chế độ cắt cho các nguyên công còn lại

Tra bảng 5-125, bảng 5-127, bảng 5-130, bảng 5-165….-STCNCTMT2. Từ đó có bảng chế độ công nghệ cho các nguyên công còn lại như các bảng sau đây:

CHƯƠNG 4. 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.

4.1. Xác định máy.

Trong chương III đã xác định máy cho nguyên công XI là máy khoan đứng 2H150. Máy có các thông số được thể hiện cụ thể ở phần trên.

4.2. Phương pháp định vị và kẹp chặt.

4.2.1. Định vị.

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

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

+ Tịnh tiến oz.

+ Quay quanh ox, oy.

- Chốt trụ ngắn định vị vào lỗ φ11 hạn chế 2BTD:

+ Tịnh tiến oy

+ Tịnh tiến ox.

4.2.3. Sơ đồ định vị.

Sơ đồ định vị của chi tiết được thể hiện như hình sau.

4.2.4. Quy tắc sử dụng đồ gá.

Chi tiết gá đặt trên đồ gá định vị hoàn toàn đủ 6BTD, nên 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 B). Kẹp bằng cơ cấu mỏ kẹp ren vít thông qua đai ốc M8x1.

4.3. Tính toán đồ gá.

4.3.1. Tính sai số gá đặt.

a) Xác định sai số chế tao:

- e_k: là sai số kẹp chặt. ek = (y_max - y_min ).cosa

Với:

+ a : góc kẹp giữa phương kích thước gia công và phương dịch chuyển y của chuẩn đo lường. Ở đây phương kẹp vuông góc nên: a = 90^o

+ y_max, y_min : là đoạn dịch chuyển lớn nhất và bé nhất của chuẩn đo lường.

=>  e_k = 0

Vậy sai số chế tạo cho phép của đồ gá là:

e_ct=44,165 µmm= 0,044 mm  gần bằng 0,045 mm.

b) Kiểm nghiệm lại tính toán:

e_ct=0,045 mm.<<<0,15mm

Như vậy, chọn đồ gá và phương án gá đặt trên là phù hợp.

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

Khi khoan, lực cắt lớn sinh ra moment cắt lớn có thể làm xoay chi tiết. Do vậy khi tính toán lực kẹp chỉ cần tính lực kẹp cần thiết để có thể thắng moment cắt. Sơ đồ lực kẹp được thể hiện như hình sau.

+ K₆ = 1,2: hệ số phụ thuộc điểm lật phôi, điểm tựa có mặt tiếp xúc lớn.

=> K =1,5.1,2.1,3.1,2.1,3.1.1,2 = 4,38

- M_x: là mô men cắt sinh ra:  M_x = 1,5 Nm.

- f : hệ số ma sát giữa chi tiết và cơ cấu kẹp. Lấy f = 0,75

- d: là đường kính lỗ gia công: d=4 mm = 0,004 m

Thay số được:W_ct=10,19 (N)

4.3.3. Xác định lực kẹp và chọn đường kính bu lông cho cơ cấu.

- P: là lực kẹp chi tiết: P=W=10,95 N=1,095 kG.

- l₁/l = 0,525  theo bảng 8-44 - STCNCTM T2.

Thay số Q = 2(1,095...) = 4,39 kG

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

a) Cơ cấu dẫn hướng:

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

b) Phiến tỳ phẳng:

Phiến tỳ được giữ chặt vào thân đồ gá bằng hai vít M2,5 và 2 chốt định vị φ2. Phiến tỳ phẳng có nhiệm vụ làm mặt tỳ cho thân đồ gá và chi tiết. Khi phiến tỳ mòn quá giới hạn cho phép ta thay phiến tỳ, thay vì phải thay cả thân đồ gá.

f) Bu lông, ốc vít

Lấy theo tiêu chuẩn Viêt nam (TCVN) 52-86: M8, M6, M3…

4.4. Bảo quản đồ gá.

Sau khi sử dụng đồ gá, cần tiến hành tháo rời, tra dầu mỡ định kỳ chống rỉ gét…và để nơi khô ráo.

KẾT LUẬN

   Trong thời gian làm đồ án em đã tiến hành thu thập tài liệu, đọc và nghiên cứu khẩn trương cộng với kiến thức đã học để thực hiện. Tuy nhiên khi thực hiện em đã gặp rất nhiều khó khăn. Song với sự chỉ bảo tận tình của các thầy cô trong tổ môn kĩ thuật Cơ khí đặc biệt là thầy: ThS…………… cộng với sụ cố gắng của bản thân nên chúng em đã hoàn thành được đề tài này. Đề tài đã giúp chúng em hiểu sâu hơn về công nghệ chế tạo một sản phẩm cơ khí và cũng qua đó chúng em biết cách tập hợp, tra số liệu và vận dụng tài liệu, từ đó có thể phục vụ cho công việc sau này

   Tuy nhiên do thời gian, tài liệu, kiến thức bản thân còn hạn chế nên nội dung đề tài không tránh khỏi những thiếu sót. Chúng em rất mong được sự góp ý kiến của các thầy giáo cùng các bạn để nội dung để đề tài chúng em được hoàn thiện hơn.

    Em xin chân thành cảm ơn !

TÀI  LIỆU THAM  KHẢO

I. Hướng dẫn tính toán thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy

Nguyễn Trọng Bản, Trần Thành, Nguyễn Quang Hoài, Hoàng Mạnh Long 

HVKTQS  - 2002           

II. Sổ tay công nghệ chế tạo máy - Tập 1,2,3

Nguyễn Đắc lộc, Lê Văn Tiến, Ninh Đức Tôn, Trần Xuân Việt

Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật  - 2001

III. Sổ tay dung sai.

Đỗ  Xuân  Mua

Học viện KTQS - 1986

IV. Sổ tay và Atlas đồ gá

Trần Văn Địch - Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật  - 2005

V. Chế độ cắt gia công cơ khí

Nguyễn Ngọc Đào- Hồ Viết Bình - NXBĐN 2002.

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"