Đề Tài: Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết "Thân van định lượng"

Chia sẻ: Nguyễn Cơ Thạch | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:26

Thêm vào BST

Báo xấu

142
lượt xem 32
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trong thời đại công nghiệp hoá hiện đại hoá hiện nay, sản phẩm công nghiệp ngày càng hiện đại với tính đa dạng rất cao. Do vậy các trang thiết bị dùng để chế tạo các sản phẩm đó cũng có những đòi hỏi rất cao. Quy trình công nghệ chế tạo các chi tiết đó cũng ngày càng phức tạp. Đòi hỏi người làm kỹ thuật phải có một tư duy nhạy bén với năng lực vững vàng.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đề Tài: Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết "Thân van định lượng"

Đồ án môn học Đề tài: Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết "Thân van định lượng" 1
LỜI NÓI ĐẦU Trong thời đại công nghiệp hoá hiện đại hoá hiện nay, sản phẩm công nghiệp ngày càng hiện đại với tính đa dạng rất cao. Do vậy các trang thiết bị dùng để chế tạo các sản phẩm đó cũng có những đòi hỏi rất cao. Quy trình công nghệ chế tạo các chi tiết đó cũng ngày càng phức tạp. Đòi hỏi người làm kỹ thuật phải có một tư duy nhạy bén với năng lực vững vàng. Là một sinh viên khoa KTCN việc được làm một đồ án môn học hay hoàn thành một bài tập dài không chỉ giúp củng cố kiến thức mà còn giúp cho người học bước đầu tiếp cận với thực tế của môn học, thông qua đó hình thành nên những tư duy lôgíc hơn. Đồ án môn học công nghệ chế tạo máy là một đồ án chuyên ngành. Nhiệm vụ của đồ án đặt ra là từ phôi liệu với hình dáng ban đầu cơ bản với trang thiết bị công nghệ có sẵn biến phôi liệu đó trở thành những chi tiết được sử dụng trong ngành chế tạo máy. Đề tài của em được thầy giáo Đỗ Đức Trung giao cho là thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết "Thân van định lượng". Với những kiến thức đã học trên lớp và sau thời gian nghiên cứu tìm tòi, với sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo, sự đóng góp trao đổi xây dựng của các bạn em đã hoàn thành được đồ án này. Song với những kiến thức còn hạn chế cùng kinh nghiệm thực tế chưa nhiều nên đồ án của em không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được sự chỉ bảo của các thầy, để đồ án của em được hoàn thiện hơn góp phần củng cố kiến thức lý thuyết trên lớp. Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn các thầy đã tận tình giúp đỡ em, đặc biệt là thầy giáo hướng dẫn Đỗ Đức Trung và Ts. Ngô Cường. TÀI LIỆU THAM KHẢO [ 1 ]–Hướng dẫn thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy – GS. TS. Nguyễn Đắc Lộc, Lưu Văn Nhang – NXB Khoa học kỹ thuật – Hà Nội – 2004. [ 2 ] – Sổ tay công nghệ chế tạo máy – tập I – GS. TS. Nguyễn Đắc Lộc, PGS.TS . Lê Văn Tiến, PGS.TS .Ninh Đức Tốn, PGS.TS. Trần Xuân Việt. Nhà xuất bản khoa học và kĩ thuật. 2
[ 3 ] – Sổ tay công nghệ chế tạo máy – tập II – GS. TS. Nguyễn Đắc Lộc, PGS.TS . Lê Văn Tiến, PGS.TS .Ninh Đức Tốn, PGS.TS. Trần Xuân Việt. Nhà xuất bản khoa học và kĩ thuật. [ 4 ] – Sổ tay công nghệ chế tạo máy – tập III – GS.TS Nguyễn Đắc Lộc, PGS.TS . Lê Văn Tiến, PGS.TS .Ninh Đức Tốn, PGS.TS. Trần Xuân Việt. Nhà xuất bản khoa học và kĩ thuật. [ 5 ] – Dung sai và lắp ghép − PGS.TS. Ninh Đức Tốn – NXB giáo dục. [ 6 ] − Chế độ cắt gia công cơ khí − Nguyễn Ngọc Đào, Hồ Viết Bình, Trần Thế San - Nhà xuất bản đà nẵng. [ 7 ] - Sổ tay nhiệt luyện - X.A.FILINOP - I.V. FIRGER - NXB Khoa học và kỹ thuật - Hà Nội - 1971. 3
PHẦN I PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG 1. Tính năng sử dụng và điều kiện làm việc của chi tiết gia công a. Tính năng sử dụng Theo đề tài ta thiết kế thân van định lượng, dùng để điều chỉnh lưu lượng dầu trong động cơ hay một bộ phận máy nào đó, đảm bảo cho động cơ làm việc được an toàn. Lưu lượng dầu được truyền từ động cơ qua ống dẫn được xiết vào lỗ ren M10, trên thân van có lắp đai ốc hở vào phần ren M30. Khi lượng dầu lớn thì đai ốc hở sẽ mở ra và dầu được đẩy ra ngoài để cân bằng áp suất. b. Điều kiện làm việc Từ những nhận xét trên ta thấy chi tiết làm việc trong điều kiện tải trọng lớn có thay đổi. Khi lượng dầu quá lớn làm cho áp suất tăng lên, áp suất này sẽ đựơc cân bằng nhờ đai ốc hở ở phía trên thân van. Vì vậy đòi hỏi chi tết phải làm việc êm, lượng dầu điều chỉnh phải đều. 2. Phân tích yêu cầu kỹ thuật của chi tiết - Vật liệu chế tạo chi tiết là thép 40X. Đây là một loại thép hợp kim kết cấu. + Thành phần hoá học - tra bảng 1.13 [7]: Thành phần hoá học (%) Ký hiệu thép C Si Mn Cr Các chất khác 0,36 ÷ 0,44 0,17 ÷ 0,37 0,5 ÷ 0,8 0,8 ÷ 1,1 0,002 ÷ 0,005 40X Chi tiết gia công cần đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật sau: - Bề mặt lỗ ∅22 : dùng để lắp trục van nên cần độ chính xác cao, độ bền, độ cứng cao, độ nhẵn bóng bề mặt đạt được Ra = 0.32 μm. - Những bề mặt lắp ghép ren: yêu cầu ren đều, không bị đổ, đạt độ chính xác cao. - Bề mặt trục ∅28, ∅33 và ∅36: tuy không dùng để lắp ghép nhưng vẫn cần gia công đạt độ nhẵn bóng bề mặt đạt RZ = 20 để tăng độ bền mỏi cho chi tết. - Độ cứng của chi tiết sau nhiệt luyện đạt độ cứng (50 ÷ 55) HRC. - Đảm bảo độ kín khít của trục van với toàn bộ chi tiết. - Đảm bảo đạt các kích thước theo yêu cầu của bản vẽ. 3. Phương pháp gia công lần cuối các bề mặt quan trọng Dựa vào điều kiện làm việc và các yêu cầu kỹ thuật ta chọn phương pháp gia công lần cuối các bề mặt quan trọng như sau: - Bề mặt không lắp ghép ∅28, ∅36 dùng phương pháp gia công lần cuối là tiện tinh để đạt được độ nhẵn bóng bề mặt RZ = 20. - Bề mặt lỗ van dùng phương pháp gia công lần cuối là mài khôn để đạt được độ nhẵn bóng bề mặt Ra = 0,32 μm. - Với ren ngoài M30x1,5 ta dùng phương pháp tiện ren. - Với lỗ ren M10 ta dùng phương pháp tarô ren. - Với mặt lục giác ta dùng phương pháp gia công lần cuối là phay đạt RZ= 20. 4. Các biện pháp công nghệ để đạt được yêu cầu quan trọng Để đạt được yêu cầu độ chính xác về kích thước và độ nhẵn bóng bề mặt, ta có sử dụng các biện pháp công nghệ sau: - Dùng bề mặt này làm chuẩn để gia công bề mặt kia chẳng hạn : dùng mặt trong tinh làm định vị để gia công mặt ngoài, hoặc dùng mặt ngoài tinh làm 4
định vị để gia công tinh mặt trong. - Dùng chuẩn tinh là chuẩn tinh thống nhất. 5. Phân tích và đánh giá tính công nghệ trong kết cấu Tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết có ý nghĩa rất quan trọng đối với việc gia công để đạt được các yêu cầu kỹ thuật cần thiết. Ta thấy chi tiết thân van định lượng có tỷ số giữa chiều dài và đường kính ngoài lớn nhất là: L 100 = 2,8 tỷ số này nằm trong khoảng (0,5 ÷ 3,5). = D 36 Do đó chi tiết này có đặc điểm và kết cấu của chi tiết dạng bạc. Các bề mặt của chi tiết có thể gia công được bằng các dao thông thường. Dựa vào bản vẽ và yêu cầu kỹ thuật của chi tiết ta thấy kết cấu thân van định lượng là hợp lý, phù hợp với điều kiện làm việc và các yêu cầu kỹ thuật hoàn toàn có thể đạt được. PHẦN II XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT 1. Ý nghĩa của việc xác định dạng sản xuất Dạng sản xuất là một khái niệm đặc trưng mang tính tổng hợp, việc xác định dạng sản xuất hợp lý giúp cho xác định hợp lý đường lối, biện pháp công nghệ và tổ chức sản xuất chế tạo ra sản phẩm đạt các chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật . Dạng sản xuất phụ thuộc vào sản lượng sản phẩm trong năm. Xác định dạng sản xuất hợp lý có ảnh hưởng đến vốn đầu tư và hình thức tổ chức sản xuất. Sản lượng sản phẩm lớn ta đầu tư thiết bị chuyên dùng tổ chức sản xuất theo dây chuyền đem lại hiệu quả kinh tế cao chất lượng sản phẩm tốt và đồng đều. Nếu sản phẩm ít sử dụng thiết bị vạn năng trình độ công nhân đòi hỏi cao, tổ chức sản xuất không theo đây chuyền sẽ đem lại hiệu quả kinh tế tốt. Từ đó ta thấy việc xác định dạng sản xuất hợp lý có ý nghiã rất quan trọng trong quá trình tổ chức sản xuất và đầu tư, cũng như bố trí công nhân hợp lý dẫn đến quá trình sản xuất đạt hiệu quả cao. 2. Xác định dạng sản xuất a. Sản lượng hàng năm của chi tiết gia công Số lượng chi tiết tổng cộng cần chế tạo trong một năm được xác định theo công thức sau: α +β N = N 1 .m(1 + ) 100 (ct/năm) Trang 31.[ 1 ]. Trong đó : - N1: Số sản phẩm được sản xuất trong một năm (ct/năm). N1 = 58 000 (ct/năm) - m: Số chi tiết trong một sản phẩm m = 1 (ct). - α : là số % chi tiết dự phòng hư hỏng do chế tạo chi tiết α = (3% ÷ 6%), chọn α = 4%. - β : số chi tiết được chế tạo thêm để dự trữ β = ( 5% ÷ 7% ), chọn β = 6%. 5
4+6 N = 58000.1.(1 + ) = 63800 (ct/năm). Khi đó ta có: 100 b. Xác định khối lượng của chi tiết Khối lượng của chi tiết được xác định theo công thức: Q = V×γ (kg) Trang 31.[ 1 ]. Trong đó: Q: Trọng lượng của chi tiết (kg). (dm3). V: Thể tích của chi tiết γ: Trọng lượng riêng của vật liệu (kg/dm3). Với thép γ = 7,852 (kg/dm3). Trang 31. [ 1 ]. 6
Dựa vào bản vẽ chi tiết ta xác định được thể tích của chi tiết như sau: V = V1 + V 2 + V3 -V 4 π × 0,32 × 0,2 = 0,014 ( dm3 ) V1 = 4 6 × 0,205 × 0,473 × 0,2 = 0,058 (dm3) V2 = 2 π × 0,332 × 0,6 = 0,051 (dm3) V3 = 4 π × 0,22 2 × 1,0 = 0,038 (dm3) V4 = với V4 : là thể tích của lỗ φ22. 4 Vậy ta có thể tích của chi tiết: V = V1 + V2 + V3 -V4 = 0,014 + 0,058 + 0,051 – 0,038 = 0,085 (dm3). Từ đó ta tính được khối lượng của chi tiết: Q = 0,085 x 7,852 = 0,6 (kg). Dựa vào bảng 2.6.[ 1 ] ta xác định được dạng sản xuất là hàng khối. 3. Đặc điểm của dạng sản xuất hàng khối Tại mỗi vị trí làm việc (chỗ làm việc) được thực hiện cố định một nguyên công nào đó. Các máy được bố trí theo quy trình rất chặt chẽ. Sử dụng nhiều máy tổ hợp, máy tự động, máy chuyên dùng và đường dây tự động. Gia công chi tiết và lắp ráp sản phẩm được thực hiện theo phương pháp dây chuyền liên tục. Sử dụng đồ gá chuyên dùng, dụng cụ chuyên dùng và các thiết bị đo tự động hoá. Đảm bảo nguyên tắc lắp lẫn hoàn toàn. Năng suất lao động cao, giá thành sản phẩm hạ. Công nhân đứng máy có trình độ tay nghề không cao nhưng thợ điều chỉnh máy lại có trình độ tay nghề cao. PHẦN III CHỌN PHÔI VÀ PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI 1. Mục đích của việc chọn phôi Phương pháp tạo phôi phụ thuộc vào chức năng và kết cấu của chi tiết, vật liệu, yêu cầu kỹ thuật, hình dáng bề mặt và kích thước của chi tiết gia công, quy mô và tính linh hoạt của sản xuất. Việc xác định phương pháp tạo phôi hợp lý sẽ đảm bảo yêu cầu kỹ thuật của chi tiết kích thước của phôi phải đảm bảo phân bố đủ lượng dư cho quá trình gia công hình dáng của phôi càng giống chi tiết càng tốt. Yêu cầu này cho phép giảm số lần chạy dao, giảm thời gian gia công, giảm sai số in dập dẫn đến tăng năng xuất, hạ giá thành sản phẩm. 2. Cơ sở chọn phôi Khi chọn phôi cần dựa trên cơ sở sau: - Vật liệu và cơ tính của vật liệu chi tiết gia công. - Kích thước, hình dáng của chi tiết gia công. - Số lượng chi tiết cần chế tạo. - Điều kiện kỹ thuật cụ thể của cơ sở sản xuất. - Căn cứ vào hệ số sử dụng vật liệu K. 7
3. Phương pháp chế tạo phôi Việc lựa chọn phương pháp chế tạo phôi hợp lý sẽ đem lại hiệu quả kinh tế cao. Cụ thể ở đây vật liệu chế tạo là thép 40X kết cấu hình dáng hình học không phức tạp, dạng sản xuất hàng khối. Điều kiện trang thiết bị tự chọn. Do vậy ta có các phương pháp chế tạo phôi như sau. a. Phôi đúc * Ưu điểm: - Có thể đúc được tất cả các loại kim loại và hợp kim có thành phần khác nhau. - Có thể đúc được các chi tiết có hình dạng, kết cấu phức tạp mà các phương pháp khác khó hoặc không chế tạo được. - Tuỳ theo mức độ đầu tư công nghệ mà các chi tiết đúc có thể đạt độ chính xác cao hay thấp. - Dễ cơ khí hoá tự động hoá, cho năng xuất cao giá thành thấp và đáp ứng được tính chất linh hoạt trong sản xuất. * Nhược điểm: - Tốn kim loại cho hệ thống đậu rót và đậu ngót và để kiểm tra chất lượng của vật đúc cần phải có thiết bị hiện đại. b. Phôi cán Cán là phương pháp cho kim loại biến dạng giữa hai trục quay ngược chiều nhau (trục cán) có khe hở nhỏ hơn chiều cao của phôi, kết quả là làm cho chiều cao của phôi giảm, chiều dài và chiều rộng của phôi tăng. * Ưu điểm: - Nâng cao chất lượng của phôi. - Năng suất đạt được rất cao (do tính liên tục). * Nhược điểm: - Chỉ cán được những sản phẩm không phức tạp lắm. c. Phôi hàn * Ưu điểm: - Có thể hàn được với nhiều loại vật liệu khác nhau (kim loại - kim loại, kim loại - phi kim) - Giảm được tiếng ồn trong đời sống sản xuất. - Có thể tạo ra được những kết cấu phức tạp mà các phương pháp khác khó hoặc không thể thực hiện được. - Tiết kiệm được kim loại quý hiếm. - Cho độ kín khít cao - Vốn đầu tư cho sản xuất ít, tính linh hoạt trong sản xuất cao. * Nhược điểm: - Tổ chức kim loại mối hàn không đồng nhất làm giảm khả năng chịu lực của kết cấu. - Tồn tại ứng suất nhiệt. - Việc kiểm tra khuyết tật bên trong khó khăn phức tạp phải dùng đến thiết bị chuyên dùng đắt tiền. d. Phôi rèn Rèn tự do là một phương pháp gia công bằng áp lực trong đó quá trình biến dạng tự do dần dần về các hướng mà không bị khống chế bởi một bề mặt nào khác ngoài bề mặt tiếp xúc trực tiếp với các dụng cụ gia công. * Ưu điểm: 8
- Phương pháp gia công có tính linh hoạt cao, phạm vi gia công rộng (có thể gia công được vật nhỏ từ vài gam đến vài trăm tấn), có thể gia công được những vật lớn hơn so với dập thể tích. - Có thể chế tạo được những chi tiết có hình dáng, kích thước, khối lượng rất khác nhau. - Có khả năng biến tổ chức hạt thành tổ chức thớ phức tạp, do đó làm tăng khả năng chịu tải trọng của vật liệu. - Phôi có cơ tính đồng đều thích hợp với các chi tiết chịu tải lớn. - Dụng cụ và thiết bị tương đối đơn giản cho nên vốn đầu tư ít và tính linh hoạt trong sản xuất cao. - Nâng cao chất lượng kim loại đặc biệt là kim loại đúc. * Nhược điểm: - Độ bóng và độ chính xác đạt được không cao. - Sự đồng đều trong cả một loạt sản phẩm là không cao. - Lượng dư lớn, hệ số sử dụng vật liệu thấp. - Hệ số sử dụng vật liệu thấp do đó hiệu quả kinh tế không cao. - Năng suất thấp đặc biệt là khi rèn bằng tay. - Hình dáng, chất lượng phụ thuộc nhiều vào tay nghề công nhân. e. Phôi dập Phương pháp gia công bằng dập thể tích hay còn gọi là rèn khuôn khi gia công áp lực phôi sẽ bị biến dạng và điền đầy vào một khoang rỗng được gọi là lòng khuôn. Sự biến dạng của kim loại được giới hạn trong lòng khuôn. Kết thúc quá trình dập kim loại sẽ điền kín trong lòng khuôn và vật dập có hình dáng và kích thước giống hệt như lòng khuôn. * Ưu đ iểm : - Vật dập có độ bóng và độ chính xác cao hơn phương pháp rèn tự do khi áp dụng phương pháp đặc biệt có thể đạt độ chính xác rất cao - Cơ tính của vật dập cao, đồng đều do giai đoạn nén khối gây ra. - Có thể dập được những chi tiết có hình dáng phức tạp, tiết kiệm được kim loại do hệ số sử dụng vật liệu cao hơn so với rèn tự do, thao tác đơn giản, không cần thiết có những bậc thợ cao. - Đạt năng suất lao động cao, dễ cơ khí hoá và tự động hoá. * Nhược điểm: - Giá thành chế tạo khuôn thường lớn, thường áp dụng cho sản xuất loạt lớn hàng khối.Căn cứ vào ưu nhược điểm và đặc điểm công nghệ của các phương pháp chế tạo phôi đã phân tích ở trên, cùng đặc điểm của chi tiết thiết kế. Ta sử dụng phôi đúc. Ư u đ i ểm : - Đạt được độ chính xác chế tạo phôi. - Khối lượng gia công giảm. - Chế tạo khuôn đơn giản hơn so với dập. * Phương pháp tạo phôi: - Phương pháp đúc bằng khuôn cát tương đối phổ biến. Tuy nhiên chế tạo khuôn mẫu rất tốn thời gian , độ chính xác không cao. Nếu sử dụng thiết bị ép đùn, năng suất tạo khuôn xẽ tăng lên. Đúc trong nền xưởng có thể tạo khuôn có khối lượng lớn tới 10 đến 15 tấn, chiều dày vách bé đạt 3 ÷ 8 (mm). - Đúc trong khuôn kim loại sử dụng chủ yếu cho các loại phôi quan trọng có hình dáng phức tạp từ vật liệu thép và hợp kim nhôm khối lượng đạt 150 (kg). Chiều dày vách có thể đạt 1 ÷ 1,5 (mm) với phôi nhôm và 3 ÷ 3,5 (mm) với phôi thép, cấp chính xác đạt 12 ÷ 14. Độ nhám bề mặt đạt Rz =(40÷10) μm. - Đúc trong khuôn mẫu nóng chảy mang lại hiệu quả cao khi đúc các chi tiết hình dáng phức tạp từ vật liệu bất kì. Với số lượng trong loạt >100 chiếc khối lượng phôi đạt 50 kg. Vách đúc nhỏ nhất có thể đạt 0,5 mm. Độ chính xác đạt cấp 11 ÷ 12 độ nhám đạt Rz = (40 ÷ 10) μm. 9
- Đúc áp lực áp lực sử dụng chủ yếu để tạo phôi cho các chi tiết từ vật liệu thiếc nhôm, magie và hợp kim của kẽm. Phương pháp này cho phép tạo phôi tới 100 (kg), và 11 ÷ 12, độ nhám đạt Rz = 20 chiều dày vách nhỏ nhất đạt 0,5 mm, độ chính xác cấp μm. - Đúc li tâm sử dụng chủ yếu tạo phôi chi tiết có dạng tròn xoay. Năng suất đạt 15 phôi trong 1giờ, khối lượng phôi đạt 0,01 ÷ 3 tấn. Kết luận: Chọn phương pháp đúc trong khuôn kim loại là phương pháp chế tạo phôi. Sơ đồ chế tạo phôi đúc trong khuôn kim loại. PHẦN IV THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 1. Phân tích và chọn chuẩn định vị Chọn chuẩn hợp lý sẽ nâng cao độ chính xác gia công, đơn giản quá trình gá đặt và kết cấu của cơ cấu định vị và kẹp chặt, giảm bớt thời gian phụ. Do đó việc chọn chuẩn phải thoả mãn 2 yêu cầu : - Đảm bảo chất lượng chi tiết trong suốt quá trình gia công - Đảm bảo năng suất cao giá thành hạ * Một số nguyên tắc khi chọn chuẩn: - Khi chọn chuẩn phải dựa theo nguyên tắc 6 điểm để khống chế hết số bậc tự do cần thiết hợp lý nhất, tuyệt đối tránh thiếu định vị và siêu định vị, trong một số trường hợp tránh thừa định vị . - Chọn chuẩn sao cho không bị lực cắt, lực kẹp làm biến dạng chi tiết quá nhiều, đồng thời lực kẹp phải nhỏ nhằm giảm sức lao động của công nhân và đảm bảo kẹp an toàn - Chọn chuẩn sao cho thiết kế đồ gá đơn giản thích hợp với loại hình sản xuất đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật đặt ra. 1.1. Chọn chuẩn tinh a. Yêu cầu khi chọn chuẩn tinh - Đảm bảo độ chính xác về vị trí tương quan giữa các bề mặt sẽ gia công với nhau. - Phân bbố đủ lượng dư cho các bề mặt sẽ gia công. b. Những lời khuyên khi chọn chuẩn tinh 10
- 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 lắp ráp 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. - Cố gắng chọn chuẩn định vị trùng càng nhiều chuẩn càng tốt. - Chọn chuẩn sao cho khi gia công chi tiết không bị biến dạng do lực cắt, lực kẹp, mặt chuẩn phải đủ diện tích định vị. - Chọn chuẩn sao cho kết cấu đồ gá đơn giản và thuận tiện khi sử dụng. - Cố gắng chọn chuẩn tinh là chuẩn tinh thống nhất, việc chọn chuẩn tinh là chuẩn tinh thống nhất sẽ làm cho chủng loại đồ gá phải sử dụng giảm, sai số gá đặt giảm. c. Các phương án chọn chuẩn tinh Phương án 1: Chuẩn tinh là mặt đầu kết hợp với mặt trụ ngoài. - Ưu điểm: lực kẹp lớn, tính vạn năng cao. - Nhược điểm: độ chính xác đồng tâm không cao, năng suất không cao. Phương án 2: Chuẩn tinh là hai mép của lỗ. - Ưu điểm: đảm bảo độ đồng tâm giữa mặt trụ ngoài và lỗ. - Nhược điểm: đồ gá phức tạp, không gian gia công chật hẹp, độ cứng vững không cao. Phương án 3: Chuẩn tinh là mặt đầu kết hợp với mặt lỗ. 11
- Ưu điểm: đảm bảo độ chính xác đồng tâm cao giữa mặt ngoài và lỗ. - Nhựơc điểm: tốn thời gian gá chi tiết lên trục gá và gá trục gá lên máy. Kết luận: qua phân tích ưu nhược điểm của các phương án chọn chuẩn tinh và căn cứ vào kết cấu của chi tiết ta chọn phương án một làm chuẩn tinh. 1.2. Chọn chuẩn thô a. Yêu cầu khi chọn chuẩn thô: - Đảm bảo phân bố đủ lượng dư cho các bề mặt sẽ gia công. - Đảm bảo chính xác vị trí tương quan giữa các bề mặt không gia công với các bề mặt gia công. b. Những lời khuyên khi chọn chuẩn thô: - Nếu trên chi tiết gia công có một bề mặt không gia công thì nên chọn bề mặt đó làm chuẩn thô. - Nếu trên chi tiết gia công có hai hay nhiều bề mặt không gia công thì ta nên chọn bề mặt không gia công nào đó có yêu cầu cao nhất về vị trí tương quan với các bề mặt sẽ gia công làm chuẩn thô. - Nếu trên chi tiết gia công có tất cả các bề mặt sẽ gia công, thì nên chọn bề mặt sẽ gia công nào mà trên đó đòi hỏi lượng dư nhỏ nhất và đều nhất làm chuẩn thô. - Nếu trên chi tiết gia công có tất cả các bề mặt đều đủ tiêu chuẩn chọn làm chuẩn thô thì nên chọn bề mặt nào bằng phẳng nhất, trơn chu nhất làm chuẩn thô. - Chuẩn thô chỉ nên dùng một lần trong cả quá trình gia công. c. Các phương án chọn chuẩn thô: Phương án 1: Chuẩn thô là mặt lỗ kết hợp với mặt đầu. - Ưu điểm: độ chính xác đồng tâm cao. - Nhược điểm: đồ gá cồng kềnh, phức tạp, tốn thời gian gá đặt chi tiết. Phương án 2: Chuẩn thô là mặt trụ ngoài kết hợp với mặt đầu. 12
- Ưu điểm: đảm bảo độ đồng tâm giữa mặt ngoài và lỗ. - Nhược điểm: độ cứng vững khi gia công không cao. Kết luận: qua phân tích các phương án chọn chuẩn thô ta chọn phương án hai làm chuẩn thô để gia công. 2. Lập quy trỡnh cụng nghệ Dựa trên các nguyên tắc khi thiết kế nguyên công cần đảm bảo năng suất và độ chính xác yêu cầu. Năng suất gia công của nguyên công phụ thuộc vào chế độ cắt, số bước công nghệ, số đường chuyển dao và thứ tự thực hiện chúng trên các nguyên công. Do đó phải phải quyết định phương án trình tự các nguyên công gia công. Ta có quy trình công nghệ gia công thân van định lượng như sau : 2.1. Nguyên công I : khoột lỗ ∅21. doa lỗ ∅22,tiện mặt đầu,vỏt mộp 2x450.tiện thụ bề mặt ∅30. 2.2. Nguyên công II :tiện măt đầu, tiện mặt trụ ∅36, vát mép 2x450. 2.3. Nguyên công III : phay mặt lục giác.mặt 1,2,3,4,5,6. 2.4. Nguyên công IV : khoan lỗ ∅8,5; ta rô ren M10. 2.5. Nguyên công V : tiện tinh mặt trụ ∅30, vát mép 2x450. tiện rãnh,tiện ren M30x1,5. 2.6. Nguyên công VI : nhiệt luyện. 2.7.Nguyên công VII: mài khôn lỗ ∅22H6. 2.8. Nguyên công VIII: tổng kiểm tra. 3. Thiết kế nguyờn cụng 3.1.sơ đồ nguyên công 3.4. Tra lượng dư gia công Để đạt được một chi tiết có hình dáng, kích thước và chất lượng bề mặt phù hợp với các yêu cầu trong bản vẽ cần phải thực hiện qua nhiều bước nguyên công. Tại mỗi bước nguyên công, hớt đi một lớp kim loại trên bề mặt gia công để làm thay đổi hình dạng và kích thước phôi. Lớp kim loại được lấy đi trong quá trình gia công cơ gọi là lượng dư. Khi thiết kế quy trình công nghệ cần phải xác định lượng dư hợp lý vì: 13
- Lượng dư lớn quá sẽ tốn nguyên vật liệu, năng lượng điện, dụng cụ cắt, tiêu hao lao động và thời gian gia công ... - Ngược lại lượng dư quá nhỏ sẽ không đủ hớt đi những sai lệch của phôi, có thể xảy ra hiện tượng trượt giữa dao với chi tiết gia công làm cho nhám bề mặt tăng, dụng cụ mòn nhanh hơn dẫn đến số lượng phế phẩm tăng làm tăng giá thành sản phẩm. Việc xác định lượng dư gia công cơ trong chế tạo máy có thể xác định theo hai phương pháp sau : 1. Phương pháp thống kê kinh nghiệm Phương pháp này sử dụng rất nhiều trong thực tế vì nó đơn giản, dễ thực hiện. Theo phương pháp này lượng dư gia công được xác định bằng tổng giá trị lượng dư các bước theo kinh nghiệm. Giá trị lượng dư kinh nghiệm được cho trong các bảng tra. Nhược điểm cơ bản của phương pháp này không xét đến điều kiện gia công cụ thể nên giá trị lượng dư thường lớn hơn yêu cầu. 2. Phương pháp tính toán phân tích Theo phương pháp này thì lượng dư được xác định dựa trên cơ sở phân tích các yếu tố tạo ra lớp kim loại cần hớt đi để có một chi tiết máy hoàn chỉnh. Việc phân tích được tiến hành theo các bước, lần chuyển dao, nguyên công và được tính cho hai trường hợp : Chỉnh sẵn dao và Đo dò cắt thử. So sánh hai phương pháp và dựa vào điều kiện sản xuất thực tế ta chọn phương pháp tra bảng theo kinh nghiệm : I. Tra lượng dư Với chi tiết dạng bạc, vật liệu gia công là thép 40X được đúc trong khuôn kim loại. Tra bảng 3-110.[2] ta có lượng dư như sau: + Lượng dư bề mặt bên ngoài của chi tiết: bề mặt tiện ren M30, mặt lục giác, mặt trụ ∅36 ta chọn 2Zb = 2,8 (mm). Do sai lệch cho phép lớn nhất theo kích của vật đúc là ± 0,5. Ta chọn sai lệch theo kích thước vật đúc là 0,2 (mm). ⇒ Vậy lượng dư tổng cộng cho bề mặt ngoài là 2Zb = 3,0 (mm). + Lượng dư bề mặt bên trong (lỗ ∅22) ta chọn 2Zb = 3,2 (mm) Do sai lệch cho phép lớn nhất theo kích của vật đúc là ± 0,5. Ta chọn sai lệch theo kích thước vật đúc là 0,3 (mm). ⇒ Vậy lượng dư tổng cộng cho bề mặt lỗ là 2Zb = 3,5 (mm). + lượng dư cho bề mặt đầu ta chọn 2Zb = 4,0 (mm). II. Phân bố lượng dư - Mặt trụ ngoài ∅30 (mm). Kích thước phôi ∅33±0,23 (mm). + Tiện thô 2Zb = 2 (mm), đạt kích thước ∅31±0,05 (mm). + Tiện tinh 2Zb = 1 (mm), đạt kích thước ∅30±0,03 (mm). - Mặt trụ ngoài ∅39±0,2 (mm). + Tiện thô 2Zb = 3 (mm), đạt kích thước ∅36 ±0,1 (mm). - Mặt lục giác 41-0,2 (mm). Kích thước phôi 44 (mm), phay 1,5 (mm) đạt kích thước 41-0,2 (mm). - Khoan lỗ ∅8,5 (mm) với lượng dư 4,25 (mm). - Tarô ren M10 với lượng dư 0,75 (mm). - Mặt trụ trong (lỗ ∅22+0,013). Kích thước phôi ∅190,13 (mm). + Khoét 2Zb = 2 (mm), đạt kích thước ∅21+0,13 (mm). 14
+ Doa 2Zb = 0,6 (mm), đạt kích thước ∅21,6+0,052 (mm). + Mài khôn lỗ 2Zb = 0,4 (mm), đạt kích thước ∅22+0,013 (mm). - Mặt đầu 100±0,1 (mm). Kích thước phôi 102-0,22 (mm). + Tiện thô 2Zb = 2 (mm), đạt kích thước 100±0,1 (mm). 3.5. Tra chế độ cắt cho cỏc nguyờn cụng Chế độ cắt của quá trình gia công cắt gọt phụ thuộc vào nhiều yếu tố như vật liệu gia công, kết cấu dụng cụ cắt, vật liệu và thông số của dụng cụ cắt, phương pháp gá, dung dịch trơn nguội và tình trạng của hệ thống công nghệ. Việc xác định chế độ cắt hợp lý là một trong những biện pháp nâng cao năng suất cắt và tăng chất lượng bề mặt gia công. I. Nguyên công: tiện mặt đầu, tiện thô mặt trụ ∅30 * Máy tiện 1K62. Trang 217.[6]. - Chiều cao tâm 200 (mm) - khoảng cách giữa 2 tâm đến 1400 (mm). - Công suất động cơ : n = 10 (kw) - hiệu suất máy n= 0,75. - Đường kính lỗ suốt trục chính 45 (mm) - côn moóc số 5. - Số vòng quay trục chính: 12,5 ÷ 2000 (v/ph). - Lượng tiến dọc: 0,07 ÷ 4,16 (mm/v). - Lượng tiến ngang: 0,035 ÷ 2,8 (mm/v). - Lực cho phép của cơ cấu chạy dao Px = 360 (KG). * Dao: T15K6, Bảng 4.4.[2]. ϕ ϕ1 H B L m a r 25 16 140 8 16 0,4 45 45 1. Bước tiện mặt đầu a. Chọn chiều sâu cắt: ta chọn chiều sâu cắt t = 1 (mm). b. Tra lượng chạy dao: Tra bảng 5.11.[3] ta chọn lượng chạy dao s = 0,4 (mm/vòng). Theo thuyết minh máy 1K62 ta chọn s = 0,39 (mm/vòng). c. Tính tốc độ cắt (V): Cv Tốc độ cắt được tính theo công thức: V = m xv yv .K v (m/phút). T .t .s Trong đó: - T_ tuổi bền trung bình của dụng cụ cắt. Chọn T = 60 (phút) trang 10.[3]. - Cv, xv, yv, m_ hệ số điều chỉnh và các mũ tra bảng 5.17.[3], ta chọn: Cv = 350, xv = 0,15; yv = 0,35; m = 0,2. - Kv_ hệ số tiêu chuẩn chung về tốc độ cắt, tính theo công thức: Kv = kmv.knv.kuv.kϕv.kϕ1v.krv.kqv.kov Mà: 15
+ kmv_ hệ số xét đến ảnh hưởng của vật liệu gia công, nv ⎛ 750 ⎞ ta có: k mv = k n .⎜ ⎜σ ⎟ tra bảng 5.1.[3] ⎟ ⎝ B⎠ tra bảng 5.2.[3] chọn kn = 1,0; nv = 1,0. Với thép 40X có σB = 1000 (Mpa). 1, 0 ⎛ 750 ⎞ ⇒ k mv = 1,0.⎜ ⎟ = 0,75 ⎝ 1000 ⎠ + knv_ hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào tình trạng bề mặt phôi, tra bảng 5.5.[3], chọn knv = 0,8. + kuv_ hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào vật liệu của dụng cụ cắt, tra bảng 5.6.[3], chọn kuv = 1,0. + kϕv, kϕ1v, krv, kqv _ hệ số xét đến ảnh hưởng của thông số hình học kết cấu dao, tra bảng 9.1.[6], chọn: kϕv = 1,0; kϕ1v = 0,97; krv = 1,0; kqv = 0,97. + kov_ hệ số điều chỉnh xét đến ảnh hưởng của dạng gia công, tra bảng 10.1.[6], chọn kov = 1,0. ⇒ Kv = 0,75.0,8.1.1.0,97.1.0,97.1 = 0,56 Vậy ta có: 350 V = 0, 2 0,15 .0,56 = 108,2 (m/phút). 60 .2 .0,39 0,35 d. Xác định số vòng quay trục chính 1000.V Số vòng quay xác định theo công thức: n = (vòng/phút) π ..D 1000.108,2 ⇒ n= = 1043,6 (vòng/phút). π .33 Theo thuyết minh máy 1K62 ta chọn số vòng quay trục chính n = 1000 (vòng/phút). π .D.n π .33.1000 * Ta tính lại tốc độ cắt theo công thức: Vth = = = 103,6 (m/phút) 1000 1000 e. Thời gian gia công cơ bản To (phút) L + L1 + L2 To = (phút). s.n Trong đó: + L_ chiều dài mặt gia công (mm). + L1_ khoảng ăn dao (mm). + L2_ khoảng thoát dao (mm) + n_ số vòng quay trục chính (vòng/phút). + s_ lượng chạy dao (mm/vòng). * Với xén mặt đầu vật rỗng ta có: D − d 33 − 18,5 L= = = 7,25 (mm). 2 2 L1 = L2 = 0,5 ÷ 2 (mm), chọn L1 = L2 = 2 (mm) 7,25 + 2 + 2 ⇒ To = = 0,028 (phút). 0,39.1000 16
2. Bước tiện thô ∅30 a. Chọn chiều sâu cắt: ta chọn chiều sâu cắt t = 1 (mm). b. Tra lượng chạy dao: Tra bảng 5.11.[3] ta chọn lượng chạy dao s = 0,4 (mm/vòng). Theo thuyết minh máy 1K62 ta chọn s = 0,39 (mm/vòng). c. Tính tốc độ cắt (V): Cv Tốc độ cắt được tính theo công thức: V = m xv yv .K v (m/phút). T .t .s Trong đó: - T_ tuổi bền trung bình của dụng cụ cắt. Chọn T = 60 (phút) trang 10.[3]. - Cv, xv, yv, m_ hệ số điều chỉnh và các mũ tra bảng 5.17.[3], ta chọn: Cv = 350, xv = 0,15; yv = 0,35; m = 0,2. - Kv_ hệ số tiêu chuẩn chung về tốc độ cắt, tính theo công thức: Kv = kmv.knv.kuv.kϕv.kϕ1v.krv.kqv.kov Mà: + kmv_ hệ số xét đến ảnh hưởng của vật liệu gia công, nv ⎛ 750 ⎞ tra bảng 5.1.[3] ta có: k mv = k n .⎜ ⎜σ ⎟ ⎟ ⎝ B⎠ tra bảng 5.2.[3] chọn kn = 1,0; nv = 1,0. Với thép 40X có σB = 1000 (Mpa). 1, 0 ⎛ 750 ⎞ ⇒ k mv = 1,0.⎜ ⎟ = 0,75 ⎝ 1000 ⎠ + knv_ hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào tình trạng bề mặt phôi, tra bảng 5.5.[3], chọn knv = 0,8. + kuv_ hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào vật liệu của dụng cụ cắt, tra bảng 5.6.[3], chọn kuv = 1,0. + kϕv, kϕ1v, krv, kqv _ hệ số xét đến ảnh hưởng của thông số hình học kết cấu dao, tra bảng 9.1.[6], chọn: kϕv = 1,0; kϕ1v = 0,97; krv = 1,0; kqv = 0,97. + kov_ hệ số điều chỉnh xét đến ảnh hưởng của dạng gia công, tra bảng 10.1.[6], chọn kov = 1,0. ⇒ Kv = 0,75.0,8.1.1.0,97.1.0,97.1 = 0,56 Vậy ta có: 350 V = 0, 2 0,15 .0,56 = 120,1 (m/phút) 60 .1 .0,39 0,35 d. Xác định số vòng quay trục chính 1000.V Số vòng quay xác định theo công thức: n = (vòng/phút) π ..D 1000.120,1 ⇒ n= = 1233,19 (vòng/phút). π .31 Theo thuyết minh máy 1K62 ta chọn số vòng quay trục chính n = 1000 (vòng/phút). 17
π .D.n π .31.1000 * Ta tính lại tốc độ cắt theo công thức: Vth = = = 97,4 (m/phút) 1000 1000 e. Thời gian gia công cơ bản To (phút) L + L1 + L2 To = (phút). s.n Trong đó: + L_ chiều dài mặt gia công (mm). + L1_ khoảng ăn dao (mm). + L2_ khoảng thoát dao (mm) + n_ số vòng quay trục chính (vòng/phút). + s_ lượng chạy dao (mm/vòng). * Với tiện có vai ta có: + L = 20 (mm). + L1 = 0,5 ÷ 2 (mm), chọn L1 = 2 (mm). + L2 = 0 . 20 + 2 + 0 ⇒ To = = 0,056 (phút). 0,39.1000 Bảng chế độ cắt: T0 Bước Máy Dao t (mm) s (mm/vòng) n (vòng/phút) (phút) 1 1 0,028 1K62 T15K6 0,39 1000 2 1 0,056 II. Nguyên công: tiện mặt đầu, tiện mặt trụ ∅36, khoét, doa, vát mép 2x450 Máy: 1K62. - Bước 1 ÷ 2: dao T15K6. - Bước 3 ÷ 4: dao P18. + Mũi khoét, tra bảng 4.47.[2] - 4.48.[2]. Chiều dài phần Đường kính lỗ Góc nghiêng Đường kính mũi Chiều dài mũi làm việc: l lắp ghép: d chính: ϕ (độ). khoét: D (mm). khoét: L (mm). (mm). (mm). 21 160 80 13 45 + Mũi doa, tra bảng 4.49[2] - 4.50.[2]. Góc nghiêng chính: Đường kính mũi Chiều dài mũi doa: L Chiều dài phần làm ϕ (độ). doa: D (mm). (mm). việc: l (mm). 21,6 134 54 45 18
- Bước 5: dao T15K6. 1. Bước tiện mặt đầu a. Chọn chiều sâu cắt: ta chọn chiều sâu cắt t = 1 (mm). b. Tra lượng chạy dao: Tra bảng 5.11.[3] ta chọn lượng chạy dao s = 0,4 (mm/vòng). Theo thuyết minh máy 1K62 ta chọn s = 0,39 (mm/vòng). c. Tính tốc độ cắt (V): Cv Tốc độ cắt được tính theo công thức: V = m xv yv .K v (m/phút). T .t .s Trong đó: - T_ tuổi bền trung bình của dụng cụ cắt. Chọn T = 60 (phút) trang 10.[3]. - Cv, xv, yv, m_ hệ số điều chỉnh và các mũ tra bảng 5.17.[3], ta chọn: Cv = 350, xv = 0,15; yv = 0,35; m = 0,2. - Kv_ hệ số tiêu chuẩn chung về tốc độ cắt, tính theo công thức: Kv = kmv.knv.kuv.kϕv.kϕ1v.krv.kqv.kov Mà: + kmv_ hệ số xét đến ảnh hưởng của vật liệu gia công, nv ⎛ 750 ⎞ tra bảng 5.1.[3] ta có: k mv = k n .⎜ ⎜σ ⎟ ⎟ ⎝ B⎠ tra bảng 5.2.[3] chọn kn = 1,0; nv = 1,0. Với thép 40X có σB = 1000 (Mpa). 1, 0 ⎛ 750 ⎞ ⇒ k mv = 1,0.⎜ ⎟ = 0,75 ⎝ 1000 ⎠ + knv_ hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào tình trạng bề mặt phôi, tra bảng 5.5.[3], chọn knv = 0,8. + kuv_ hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào vật liệu của dụng cụ cắt, tra bảng 5.6.[3], chọn kuv = 1,0. + kϕv, kϕ1v, krv, kqv _ hệ số xét đến ảnh hưởng của thông số hình học kết cấu dao, tra bảng 9.1.[6], chọn: kϕv = 1,0; kϕ1v = 0,97; krv = 1,0; kqv = 0,97. + kov_ hệ số điều chỉnh xét đến ảnh hưởng của dạng gia công, tra bảng 10.1.[6], chọn kov = 1,0. ⇒ Kv = 0,75.0,8.1.1.0,97.1.0,97.1 = 0,56 Vậy ta có: 350 V= .0,56 = 108,2 (m/phút) 60 .2 .0,39 0,35 0, 2 0 ,15 d. Xác định số vòng quay trục chính 1000.V Số vòng quay xác định theo công thức: n = (vòng/phút) π ..D 1000.108,2 ⇒ n= = 883,1 (vòng/phút). π .39 19
Theo thuyết minh máy 1K62 ta chọn số vòng quay trục chính n = 800 (vòng/phút). π .D.n π .39.800 * Ta tính lại tốc độ cắt theo công thức: Vth = = = 98 (m/phút) 1000 1000 e. Thời gian gia công cơ bản To (phút) L + L1 + L2 To = (phút). s.n Trong đó: + L_ chiều dài mặt gia công (mm). + L1_ khoảng ăn dao (mm). + L2_ khoảng thoát dao (mm) + n_ số vòng quay trục chính (vòng/phút). + s_ lượng chạy dao (mm/vòng). * Với xén mặt đầu vật rỗng ta có: D − d 39 − 18,5 L= = = 10,25 (mm). 2 2 L1 = L2 = 0,5 ÷ 2 (mm), chọn L1 = L2 = 2 (mm) 10,25 + 2 + 2 ⇒ To = = 0,046 (phút). 0,39.800 2. Bước tiện thô ∅36 a. Chọn chiều sâu cắt: ta chọn chiều sâu cắt t = 1.5 (mm). b. Tra lượng chạy dao: Tra bảng 5.11.[3] ta chọn lượng chạy dao s = 0,4 (mm/vòng). Theo thuyết minh máy 1K62 ta chọn s = 0,39 (mm/vòng). c. Tính tốc độ cắt (V): Cv Tốc độ cắt được tính theo công thức: V = m xv yv .K v (m/phút). T .t .s Trong đó: - T_ tuổi bền trung bình của dụng cụ cắt. Chọn T = 60 (phút) trang 10.[3]. - Cv, xv, yv, m_ hệ số điều chỉnh và các mũ tra bảng 5.17.[3], ta chọn: Cv = 350, xv = 0,15; yv = 0,35; m = 0,2. - Kv_ hệ số tiêu chuẩn chung về tốc độ cắt, tính theo công thức: Kv = kmv.knv.kuv.kϕv.kϕ1v.krv.kqv.kov Mà: + kmv_ hệ số xét đến ảnh hưởng của vật liệu gia công, nv ⎛ 750 ⎞ tra bảng 5.1.[3] ta có: k mv = k n .⎜ ⎜σ ⎟ ⎟ ⎝ B⎠ tra bảng 5.2.[3] chọn kn = 1,0; nv = 1,0. Với thép 40X có σB = 1000 (Mpa). 1, 0 ⎛ 750 ⎞ ⇒ k mv = 1,0.⎜ = 0,75 ⎟ ⎝ 1000 ⎠ 20