MỤC LỤC

1. Thiết kế các yêu cầu kỹ thuật của chi tiết.

2. Xác định đường lối công nghệ.

2.1. Phân tích chi tiết gia công, chọn phương pháp thiết kế quy trình công nghệ chế tạo chi tiết cơ khí.

2.1.a. Phân tích chi tiết gia công.

2.1.b. Chọn phương pháp thiết kế quy trình công nghệ chế tạo chi tiết cơ khí.

2.2. Lập phương án gia công chi tiết.

2.2.a. Phương án 1.

2.2.b. Phương án 2.

3. Thiết kế nguyên công

3.1. Vẽ sơ đồ chuỗi kích thước công nghệ của chi tiết xác định các khâu thành phần

3.1.a. Vẽ sơ đồ chuỗi

3.1.b. Giải bài toán chuỗi

3.2. Lập sơ đồ gá đặt (vẽ sơ đồ gá đặt, cho từng nguyên công)

3.2.a. Nguyên công 1: Tiện mặt đầu j52 mm; j90 mm. Tiện mặt trụ j52 mmm; j90 mm. Khoan - khoét - doa lỗ f16H7 và tiện lỗ j32H8

3.2.b. Nguyên công 2: Tiện mặt đầu j55 mm; j90 mm và tiện mặt trụ j55 mm.

3.2.c. Nguyên công 3:  Khoan - khoét bậc 6 lỗ f7/f11mm

3.2.d. Nguyên công 4: Khoan - khoét côn lỗ f10mm. Cắt ren côn R1/4-10mm

3.2.e. Nguyên công 5: Khoan lỗ f10mm.

3.2.f. Nguyên công 6: Khoan - ta rô 3 lỗ ren M4.

3.2.g. Nguyên công 7: Mài mặt đầu f90 và mặt trụ f55g6 có Ra=0,63

3.2.h. Nguyên công 8: Kiểm tra

4. Tính toán thiết kế đồ gá (tính toán sai số chế tạo đồ gá)

5. Chọn phôi và phương pháp chế tạo phôi

5.1. Chọn vật liệu chế tạo phôi.

5.2. Chọn phương pháp chế tạo phôi theo sản lượng 100.000 sản phẩm/năm

5.2.a. Đúc trong khuôn cát

5.2.b. Đúc trong khuôn kim loại

5.3. Xác định lượng dư và dung sai phôi của các bề mặt gia công của chi tiết

6. Xác định lượng dư gia công

6.1. Bề mặt trụ j90

6.2. Bề mặt trụ j55g6

6.3. Bề mặt j52

6.4. Bề mặt j32H8

6.5. Bề mặt cạnh j55g6

6.6. Bề mặt cạnh j90 bên phải

6.7. Bề mặt cạnhj52

6.8. Bề mặt cạnh j90 bên trái

6.9. Bề mặt lỗ j16H7

6.10. Bề mặt lỗ bậc j7/j11

6.11. Bề mặt lỗ ren M4x0.7

6.12. Bề mặt lỗ ren côn ϕ10

7. Tài liệu tham khảo

8. Mục lục

1. Thiết kế các yêu cầu kỹ thuật của chi tiết.

Sau khi nghiên cứu, tìm hiểu kết cấu và chức năng chi tiết Nắp thấy một số kích thước như bản vẽ gốc là không hợp lý. Chúng em đã điều chỉnh lại cho kết cấu và công nghệ của chi tiết để trở nên phù hợp hơn mà yêu mà công năng của chị tiết vẫn không thay đổi. Những chỗ điều chỉnh là:

- Với 6 lỗ bậc ϕ7/ ϕ15 thay đổi thành 6 lỗ bậc ϕ7/ ϕ11.

- Với 3 lỗ ren M10 thay đổi thành 3 lỗ ren M4.

2. Xác định đường lối công nghệ.

2.1. Phân tích chi tiết gia công, chọn phương pháp thiết kế quy trình công nghệ chế tạo chi tiết cơ khí.

2.1.a. Phân tích chi tiết gia công.

- Tên chi tiết gia công: Nắp

- Theo phân tích chi tiết ta thấy công dụng của chi tiết Nắp như là kiểu dạng nắp mặt bích làm việc lắp kín dầu thủy lực có áp suất, chia dầu, dẫn dầu và có điều chỉnh được lượng dầu đi vào qua van tiết liêu lắp qua lỗ ren côn ϕ10.

- Yêu cầu độ chính xác về kích thước:

+ Đảm bảo độ song song giữa các bề mặt cơ bản sai lệch không quá 0.05mm.

+ Đảm bảo độ đồng tâm giữa lỗ j16 với lỗ j55 không quá 0,025 mm.

+ Đảm bảo độ vuông góc giữa tâm lỗ j16 với mặt cạnh j90 không quá 0,025 mm.

+ Lỗ j16H7 là lỗ làm việc chính với cấp chính xác IT7.

- Yêu cầu độ chính xác về chất lượng bề mặt:

+ Các bề mặt j16; j32 gia công bề mặt cần đạt cấp độ nhẵn Rz = 1,6 µm. Tương đương với cấp độ nhẵn 9.

+ Bề mặt cạnh j90; j55g6 gia công bề mặt cần đạt cấp độ nhẵn Ra = 0,63 µm. Tương đương với cấp độ nhẵn 8.

2.1.b. Chọn phương pháp thiết kế quy trình công nghệ chế tạo chi tiết cơ khí.

Trong sản xuất quy trình công nghệ được xác định theo quy tắc tập trung hoặc phân tán nguyên công.

Theo nguyên tắc phân tán nguyên công thì quy trình công nghệ được chia ra các nguyên công đơn giản (có thời gian như nhau). Mỗi máy thực hiện trên một hoặc vài máy tự động, bán tự động.

2.2. Lập phương án gia công chi tiết.

Nguyên tắc chung khi thiết kế nguyên công là đảm bảo được năng suất và độ chính xác yêu cầu. Năng suất và độ chính xác phụ thuộc vào chế độ cắt, lượng dư, những bước và thứ tự các bước công nghệ ...

Vì vậy khi thiết kế nguyên công phải dựa vào dạng sản xuất, phưong pháp phân tán vừa phải nguyên công để chọn sơ đồ nguyên công cho hợp lý.

Các phương án thiết kế quy trình công nghệ chế tạo chi tiết Náp gồm những phương án sau.

2.2.a. Phương án 1.

Phương án gia công chi tiết Nắp ở phương án 1 được thể hiện như bảng sau.

2.2.b. Phương án 2.

Phương án gia công chi tiết Nắp ở phương án 2 được thể hiện như bảng sau.

Nhận xét:  Từ 2 phương án trên ta chọn phương án 1 là phương án gia công cho chi tiết. Vì phương án 1 sau khi gia công các mặt j52; j90 và lỗ j16; j32 kết hợp với 1 trong 6 lỗ j7 sẽ làm chuẩn định vị thống nhất để gia công các bề mặt khác, đảm bảo hơn phương án 2. Ít nguyên công hơn ở phương án 2.

3. Thiết kế nguyên công

3.1. Vẽ sơ đồ chuỗi kích thước công nghệ của chi tiết xác định các khâu thành phần

3.1.a. Vẽ sơ đồ chuỗi

Sơ đồ chuỗi kích thước công nghệ khi gia công lỗ bậc j7/j11 như sau.

3.1.b. Giải bài toán chuỗi

Ta thấy:

- Khâu khép kín là: A₁

- Khâu tăng là: A₃

- Khâu giảm là: A₂

Do đó:

A₁ = A₃ - A₂ = 20 -14 = 6 mm

ES = 0.03 - 0 = 0.03 mm

EI = -0.03 - 0.027 = 0.057 mm

Vậy A₁ =  6 mm

3.2. Lập sơ đồ gá đặt (vẽ sơ đồ gá đặt, cho từng nguyên công)

Nhiệm vụ thiết kế: Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo chi tiết Nắp, với sản lượng 100.000 sản phẩm/năm. Vật liệu gia công là thép CT3.

Sau khi phân tích chức năng làm việc, tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết ta xác định dạng sản xuất là hàng khối. Thứ tự các nguyên công được xác định như sau:

3.2.a. Nguyên công 1: Tiện mặt đầu j52 mm; j90 mm. Tiện mặt trụ j52 mmm; j90 mm. Khoan - khoét - doa lỗ f16H7 và tiện lỗ j32H8

- Sơ đồ gá đặt:

- Định vị:

Chi tiết được định vị hạn chế 5BTD:

+ Mặt tru ngoài j55 hạn chế 4BTD: Tox; Toz; Qox; Qoz

+ Mặt cạnh j90 hạn chế 1BTD: Toy

- Kẹp chặt: Kẹp chặt bằng cơ cấu chấu kẹp mâm cặp.

- Chọn máy: Máy tiện T630 với công suất N = 10kW.

- Đồ gá: Mâm cặp 3 chấu.

- Chọn dao:

+ Dao tiện gắn mảnh hợp kim cứng mác T15K6

+ Dùng mũi khoan ruột gà, mũi khoét, mũi doa bằng thép gió P18.

3.2.c. Nguyên công 3:  Khoan - khoét bậc 6 lỗ f7/f11mm

- Sơ đồ gá đặt:

- Định vị:

Chi tiết được định vị hạn chế 5BTD và 1BTD định vị ảo:

+ Mặt cạnh j52 hạn chế 3BTD: Toz; Tox; Qox

+ Mặt trong lỗ j16 hạn chế 2BTD: Toy; Qoy

+ Mặt trong lỗ j7 gia công xong lỗ đầu tiên hạn chế 1BTD: Qoz

- Kẹp chặt: Chi tiết kẹp chặt bằng bulong đai ốc có bạc tháo nhanh chữ C. Hướng kẹp từ trên xuống vuông góc với mặt gia công.

- Chọn máy: Máy khoan 2A125 với công suất N = 2,8 kW.

3.2.d. Nguyên công 4: Khoan - khoét côn lỗ f10mm. Cắt ren côn R1/4-10mm

- Sơ đồ gá đặt:

- Định vị:

Chi tiết được định vị hạn chế 6BTD:

+ Mặt cạnh j55 hạn chế 3BTD: Toz; Qox; Qoz

+ Mặt trong lỗ j16 hạn chế 2BTD: Toy; Tox

+ Mặt trong lỗ j7 hạn chế 1BTD: Qoy

- Kẹp chặt: Chi tiết kẹp chặt bằng bulong đai ốc có bạc tháo nhanh chữ C. Hướng kẹp từ phải sang trái hướng vuông góc mặt định vị chính

- Chọn máy: Máy khoan đứng 2H150 với công suất N = 7,5 kW.

3.2.f. Nguyên công 6: Khoan - ta rô 3 lỗ ren M4.

- Sơ đồ gá đặt:

- Định vị:

Chi tiết được định vị hạn chế 6BTD:

+ Mặt cạnh j55 hạn chế 3BTD: Toz; Tox; Qox

+ Mặt trong lỗ j16 hạn chế 2BTD: Toy; Qoy

+ Mặt trong lỗ j7 hạn chế 1BTD: Qoz

- Kẹp chặt: Chi tiết kẹp chặt bằng mỏ kẹp thông qua bulong đai ốc .Hướng kẹp từ trên xuống vuông góc với mặt định vị chính.

- Chọn máy: Máy khoan 2A125 với công suất N = 2,8 kW.

3.2.h. Nguyên công 8: Kiểm tra

- Độ đồng tâm lỗ f16H7 với cổ trục f55g6.

- Độ chính xác về kích thước, đồ nhám…

4. Tính toán thiết kế đồ gá (tính toán sai số chế tạo đồ gá)

Ở bài tiểu luận này, chúng em tính toán sai số chế tạo đồ gá cho nguyên công 4: Khoan - khoét côn lỗ f10mm. Cắt ren côn R1/4-10 mm.

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 hướng vào mặt định vị chính nên: a = 90^o

+ y_max, y_min : là đoạn dịch chuyển lớn nhất và bé nhất của chuẩn đo lường. => e_k = 0

Với:

+ N: là số lượng chi tiết gia công trên đồ gá: N = 100.000 chi tiết/năm

+ β: là hệ số. Do dùng bề mặt tỳ phẳng định vị đã được gia công tinh nên: β = 0,1 ÷ 0,5. Chọn: β = 0,2

Suy ra: ε_m  = 63,24 µm = 0,06324 mm.

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

e_ct = 72,02 µm = 0,072 mm << 0,1 mm.

Như vậy, sai số chế tạo cho phép đồ gá nhỏ hơn rất nhiều sai số nguyên công yêu cầu. Do đó chọn đồ gá và phương án gá đặt như trên là phù hợp.

5. Chọn phôi và phương pháp chế tạo phôi

Phôi và phương pháp chế tạo phôi được xác định theo kết cấu của chi tiết, vật liệu, điều kiên, dạng sản xuất cụ thể của từng Nhà máy xí nghiệp. Chọn phôi tức là chọn phương pháp chế tạo xác định lượng dư, kích thước và dung sai của phôi.

Việc xác định phương pháp tạo phôi hợp lý sẽ đảm bảo tốt yêu cầu kỹ thuật của chi tiết, kích thước của phôi phải đảm bảo đủ lượng dư cho quá trình gia công. Hình dáng của phôi càng giống hình dáng của chi tiết bao nhiêu thì càng giảm được lượng dư gia công, yêu cầu này cho phép giảm số lần chạy dao, giảm thời gian gia công, tăng năng suất, giảm giá thành sản phẩm.

- Dạng sản xuất cụ thể 

- Khả năng đạt độ chính xác gia công, chọn phôi hợp lý 

- Điều kiện cụ thể của cơ sở sản xuất

5.1. Chọn vật liệu chế tạo phôi.

Với chi tiết Nắp vật liệu chế tạo là thép CT3 có cơ tính, độ bền, độ dẻo... tương đối. Loại thép này phù hợp với mục đích sử dụng cũng như giá thành rẻ. Đặc biệt với đặc tính trên thì có nhiều phương pháp chế tạo phôi khác nhau (như đúc, rèn, dập, có thể bằng phương pháp cán).

5.2. Chọn phương pháp chế tạo phôi theo sản lượng 100.000 sản phẩm/năm

Dựa vào kết cấu chi tiết, đặc tính của vật liệu, đặc điểm chế tạo của từng loại phôi mà chọn phương pháp chế tạo phôi hợp lý nhất là sử dụng phương pháp đúc. Dưới đây là một số phương pháp đúc có thể áp dụng được.

5.2.a. Đúc trong khuôn cát

Đúc trong khuôn cát là phương pháp chế tạo phôi bằng phương pháp nấu chảy kim loại, rót kim loại lỏng vào lòng khuôn cát có hình dáng và kích thước của vật đúc, sau khi kim loại đông đặc ta tiến hành phá khuôn và thu được vật đúc có hình dáng giống như lòng khuôn đúc. 

- Nhược điểm:

+ Độ bóng bề mặt kém

+ Lượng dư gia công lớn

+ Có độ chính xác thấp

5.2.b. Đúc trong khuôn kim loại

Đúc trong khuôn kim loại là quá trình rót kim loại lỏng vào khuôn kim loại. Vật đúc đông đặc dưới tác dụng của trọng trường mà không chịu bất kỳ tác động nào khác. Đây là phương pháp rất phổ biến hiện nay và nó có những đặc điểm sau đây:

- Ưu điểm:

+ Phôi đúc có độ chính xác về hình dáng, kích thước và độ bóng bề mặt khá cao.

+ Cơ tính tốt.

+ Có thể đạt được những tính chất kỹ thuật và cơ tính khác nhau trong cùng một phôi đúc.

- Nhược điểm:

+ Chế tạo khuôn phức tạp, giá thành phôi đúc cao.

+ Khó đúc được phôi đúc có hình dáng phức tạp, phôi có thành mỏng.

Kết luận: Qua phân tích các phương án ở trên và với sản lượng hang năm 100.000 sản phẩm/ năm ta nhận thấy phương án tạo phôi bằng đúc trong khuôn kim loại là ưu việt hơn cả nên ta chọn phương án này để chế tạo phôi chi tiết Nắp trong quá trình sản xuất.

5.3. Xác định lượng dư và dung sai phôi của các bề mặt gia công của chi tiết

Cắn cứ vào tài liệu bảng 3.110 - trang 259, sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1 của Nguyễn Đắc Lộc; Lê Văn Tiến; Ninh Đức Tốn; Trần Xuân Việt tra được lượng dư các bề mặt gia công của chi tiết Nắp như sau:

- Bề mặt trụ đường kính j90; j55; j52; mặt cạnh j90; mặt cạnh j52 lượng cho bền mặt Z = 1.4 mm.

- Bề mặt cạnh j52 lượng cho bền mặt Z = 2.0 mm.

- Bề mặt trong lỗ j32 lượng cho bền mặt Z = 1.6 mm.

6. Xác định lượng dư gia công

Trong quá trình chế tạo phôi, để đạt độ chính xác cao và hợp lý phần lớn phụ thuộc vào việc xác định lượng dư gia công. Lượng dư gia công được xác định hợp lý về trị số và dung sai có ý nghĩa rất lớn trong việc hạ giá thành sản phẩm, nâng cao năng suất. Nếu lượng dư quá lớn thì tốn nguyên vật liệu, chi phí cho máy, dao cụ tăng dẫn đến việc tăng giá thành. Nếu lượng dư quá bé thì không đủ hớt đi lượng dư gia công, không đảm bảo độ chính xác gia công. Điều này có thể được giải thích bằng hệ số in dập K (sai lệch của chi tiết và phôi).

6.1. Bề mặt trụ j90

- Lượng dư gia công: 2Z = 2.8 mm

- Lượng dư tiện bán tinh sau khi tiện thô: 2Z = 1.1 mm (bảng 3-120, trang 265 - STCNCTMT1)

- Lượng dư tiện thô: 2.8 - 1.1 = 1.7 mm.

6.2. Bề mặt trụ j55g6

- Lượng dư gia công: 2Z = 2.8 mm

- Lượng dư tiện tinh sau khi mài: 2Z = 0,3 mm (bảng 3-122, trang 267 - STCNCTMT1)

- Lượng dư tiện tinh sau khi tiện thô: 2Z = 1.1 mm (bảng 3-120, trang 265 - STCNCTMT1)

- Lượng dư tiện thô: 2.8 - 0,3 - 1.1 = 1.4 mm.

6.3. Bề mặt j52

- Lượng dư gia công: 2Z = 2.8 mm

- Lượng dư tiện bán tinh sau khi tiện thô: 2Z = 1.1 mm (bảng 3-120, trang 265 - STCNCTMT1)

- Lượng dư tiện thô: 2.8 - 1.1 = 1.7 mm.

6.8. Bề mặt cạnh j90 bên trái

- Lượng dư gia công: Z = 1.4 mm

- Lượng dư tiện bán tinh sau khi tiện thô: Z = 0,7 mm (bảng 3-125, trang 269 - STCNCTMT1)

- Lượng dư tiện thô: 1.4 - 0,7 = 0.7 mm.

6.9. Bề mặt lỗ j16H7

- Lượng dư gia công: Z = 16 mm

- Mũi khoan lần 1: d = 15.8 mm (bảng 3-131, trang 274 - STCNCTMT1)

- Mũi khoét: d = 15.85 mm (bảng 3-131, trang 274 - STCNCTMT1)

- Mũi doa: d = 16 mm (bảng 3-131, trang 274 - STCNCTMT1)

6.10. Bề mặt lỗ bậc j7/j11

- Mũi khoan lần 1: d = 7 mm (bảng 3-129, trang 271 - STCNCTMT1)

- Mũi khoét lần 1: d = 11 mm (bảng 3-129, trang 271 - STCNCTMT1)

6.11. Bề mặt lỗ ren M4x0.7

- Mũi khoan lần 1: d = 3.2 mm

- Mũi ta rô lần 1: d = 4 mm

7. Tài liệu tham khảo

Trong quá trình viết bài tiểu luận này, chúng em đã tham khảo các tài liệu sau:

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

Nguyễn Đắc Lộc; Lê Văn Tiến; Ninh Đức Tốn; Trần Xuân Việt

Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật - Hà Nội 2007

7.2 Nguyên lý cắt kim loại.

GS.TS Trần Văn Địch

Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật - Hà Nội 2005

7.3. Vẽ kỹ thuật cơ khí.

Trần Hữu Quế

Nhà xuất bản giáo dục - Hà Nội 2004

7.4. Dung sai lắp ghép

Ninh Đức Tốn

Nhà xuất bản giáo dục - Hà Nội 2006

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"