Xác định dạng sản xuất phân tích chi tiết gia công xác định lượng dư trung gian và kích thước trung gian

Chương I: XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT- Mục đích của chương này là xác định hình thức tổ chức sản xuất đơn chiếc, hàngloạt nhỏ, hàng loạt vừa, hàng loạt lớn, hàng khối để từ đó cải thiện tính

MỤC LỤC

Chương I:

LỜI NÓI ĐẦU

Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy là kết sau cùng của nhiều môn học như Công Nghệ Chế Tạo Máy và Gia Công Kim Loại, … Qua đồ án này giúp cho sinh viên làm quen với những quy trình công nghệ hiện đại trước khi làm luận án tốt nghiệp

Việc thiết lập quy trình công nghệ gia công chi tiết nhằm ứng dụng được những công nghệ gia công mới, loại bỏ những công nghệ lạc hậu không đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, chất lượng kém Ngoài ra việc thiết lập quy trình công nghệ gia công giúp người chế tạo giảm được thời gian gia công và tăng năng suất làm việc để đáp ứng sản phẩm theo yêu cầu sử dụng

Một sản phẩm có thể có nhiều phương án công nghệ khác nhau Việc thiết lập quy trình công nghệ gia công còn là sự so sánh có chọn lựa để tìm ra một phương án công nghệ hợp lý nhằm đảm bảo những yêu cầu chất lượng, giá thành, thời gian gia công cho sản phẩm nhằm đáp ứng nhu cầu xã hội

Sinh viên thực hiện Nguyễn Duy Điền

Chương I: XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

- Mục đích của chương này là xác định hình thức tổ chức sản xuất (đơn chiếc, hàngloạt nhỏ, hàng loạt vừa, hàng loạt lớn, hàng khối) để từ đó cải thiện tính công nghệcủa chi tiết, chọn phương pháp chế tạo phôi thích hợp, chọn thiết bị hợp lý để giacông chi tiết

- Để thực hiện điều này trước hết ta cần xác định sản lượng chi tiết cần chế tạo trongmột năm của nhà máy theo công thức sau [1, trang 23, công thức 2.1]:

với:

+ : số lượng chi tiết như nhau trong một sản phẩm

+ : số phần trăm dự kiến cho chi tiết máy trên dùng làm phụ tùng thay thế

+ : số phần trăm chi tiết phế phẩm trong quá trình chế tạo

- Vậy:

- Khối lượng của chi tiết:

- Vậy theo bảng thống kê [1, trang 21] thì dạng sản xuất của chi tiết là loạt vừa

- Vì dạng sản xuất ở đây không phải là sản xuất hàng loạt lớn hay hàng khối nên takhông cần phải xác định nhịp sản xuất

Chương II: PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG

- Mục đích của phần này là xem kết cấu và các điều kiện kỹ thuật cho trong bản vẽchi tiết có phù hợp hay không đối với chức năng phục vụ và khả năng chế tạo

2.1/ Phân tích chi tiết gia công:

- Chi tiết tay biên (thanh truyền) là một chi tiết dạng càng, là bộ phận thường gặptrong các hệ thống truyền động cơ khí

- Chi tiết dạng càng thường có chức năng biến chuyển động thẳng của chi tiết nàythành chuyển động quay của chi tiết khác Ngoài ra chi tiết dạng càng còn dùng đểđẩy bánh răng (khi cần thay đổi tỷ số truyền trong các hộp tốc độ)

- Thông thường ta gặp chi tiết tay biên trong động cơ đốt trong Khi đó chi tiết là bộphận trung gian để biến chuyển động thẳng của Piston thành chuyển động quay củacốt máy

- Khối lượng của chi tiết:

- Gang xám là hợp kim Sắt với Cacbon và có chứa một số nguyên tố như (0.54.5)%

Si, (0.40.6)% Mn, 0.8% P, 0.12% S và một số nguyên tố khác như: Cr, Ni, Cu, Al

Chương III: CHỌN PHÔI

3.1/ Chọn dạng phôi:

- Có rất nhiều phương pháp để tạo nên phôi Do đó cần phải phân tích (phân tích ưuđiểm, khuyết điểm) giữa các kiểu tạo phôi với nhau nhằm tìm ra phương pháp tạophôi thích hợp

3.1.1/ Phôi rèn dập:

- Phôi rèn dập bằng tay hay bằng máy đều cho độ bền cơ tính cao, tạo nên ứng suất

dư trong chi tiết nhưng lại tạo cho chi tiết dẻo và tính đàn hồi tốt

- Chi tiết đã cho làm bằng gang xám nên việc chế tạo phôi theo phương pháp này làkhông hợp lý vì gang xám có tính dòn nên khi rèn làm cho chi tiết dễ làm cho chi tiết

+ Tiết kiệm được vật liệu

+ Giá thành rẻ, được dùng phổ biến

+ Độ đồng đều của phôi cao, do đó việc điều chỉnh máy khi gia công giảm

+ Tuy nhiên phôi đúc khó phát hiện khuyết tật bên trong (chỉ phát hiện lúc gia công)nên làm giảm năng suất và hiệu quả

* Kết luận:

- Từ các phương pháp tạo phôi như trên, ta nhận thấy phôi đúc là phù hợp với chi tiết

đã cho nhất vì có nhiều ưu điểm hơn so với các phương pháp khác đặc biệt khi vậtliệu chi tiết là gang xám

- Vậy ta chọn phương pháp để tạo ra chi tiết (tay biên) là dạng phôi đúc

3.2/ Phương pháp chế tạo phôi:

- Trong đúc phôi có những phương pháp như sau:

3.2.1/ Đúc trong khuôn cát mẫu gỗ:

- Chất lượng bề mặt vật đúc không cao, giá thành thấp, trang thiết bị đơn giản, thíchhợp cho dạng sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ

- Loại phôi này có cấp chính xác:

- Độ nhám bề mặt:

3.2.2/ Đúc trong khuôn cát mẫu kim loại:

- Nếu công việc thực hiện bằng máy thì có cấp chính xác khá cao, giá thành cao hơn

so với đúc trong khuôn mẫu bằng gỗ Loại này phù hợp với dạng sản xuất hàng loạtvừa và lớn

- Loại phôi này có cấp chính xác:

- Độ nhám bề mặt:

3.2.3/ Đúc trong khuôn kim loại:

- Độ chính xác cao nhưng giá thành thiết bị dầu tư lớn, phôi có hình dáng gần giốngvới chi tiết Giá thành sản phẩm cao Loại này phù hợp với dạng sản xuất hàng loạtlớn và hàng khối

- Loại phôi này có cấp chính xác:

3.2.6/ Đúc trong vỏ mỏng:

- Loại này tạo phôi chính xác cho chi tiết phức tạp được dùng trong sản xuất hàngloạt lớn và hàng khối

* Kết luận:

- Với những yêu cầu của chi tiết đã cho, tính kinh tế cũng như dạng sản xuất đã chọn

ta sẽ chọn phương pháp chế tạo phôi là: “Đúc trong khuôn cát, mẫu kim loại, làmkhuôn bằng máy”

+ Phôi đúc đạt cấp chính xác là: II

+ Cấp chính xác kích thước:

+ Độ nhám bề mặt:

3.3/ Tạo phôi – Thông số về phôi:

- Chi tiết tay biên được chế tạo bằng gang xám, được đúc trong khuôn cát mẫu kimloại, làm khuôn bằng máy, mặt phân khuôn X-X

+ Lượng dư phía trên: 3.5mm

+ Lượng dư phía dưới và mặt bên: 3mm

+ Bán kính góc lượn: 3mm

Chương IV: CHỌN TIẾN TRÌNH GIA CÔNG

4.1/ Mục đích:

- Xác định trình tự gia công hợp lý nhằm đảm bảo độ chính xác về kích thước, vị trítương quan, hình dạng hình học, độ nhám, độ bóng của bề mặt theo yêu cầu của chitiết cần chế tạo

4.2/ Nội dung:

- Chọn phương pháp gia công các bề mặt phôi

- Chọn chuẩn công nghệ và sơ đồ gá đặt

- Chọn trình tự gia công các bề mặt chi tiết

4.2.1/ Chọn phương pháp gia công các bề mặt phôi:

- Sử dụng các thiết bị như: Máy phay, khoan, khoét, doa, tiện…

4.2.2/ Chọn chuẩn công nghệ:

- Khi phân tích chi tiết tay biên ta nhận thấy rằng các bề mặt làm việc là hai lỗ 14

và 10 (tương ứng với hai bề mặt 3 và 7)

+ Hai lỗ này phải đạt dung sai về kích thước

+ Độ không vuông góc với mặt đầu của lỗ

- Qua phân tích các nguyên tắc chọn chuẩn thô và tinh ta chọn chuẩn công nghệ nhưsau:

+ Chuẩn thô: Dùng bề mặt 10 làm chuẩn thô để gia công thô và tinh hai bề mặt 1 và12

+ Chuẩn tinh: Dùng hai bề mặt 1 và 12 làm chuẩn tinh để gia công các bề mặt còn lại

4.2.3/ Chọn tiến trình gia công các bề mặt phôi:

- Từ sự phân tích chuẩn trên đây, các nguyên công để gia công chi tiết tay biên baogồm:

+ Gia công hai bề mặt đầu

+ Gia công thô và tinh hai lỗ cơ bản

+ Kiểm tra

- Ta chia làm hai bước: gia công thô và gia công tinh

4.2.3.1.1/ Gia công thô và gia công tinh hai mặt 1 và 12:

A/ Gia công thô:

- Theo [1, trang 144, phụ lục 11] ta có thể dùng các phương án sau:

+ Phương án 1: Tiện thô

+ Tiện chỉ cho năng suất cao khi chi tiết có hình dạng tròn xoay

+ Vậy ta không nên chọn phương án này

- Phương án 2:

+ Đối với chi tiết dạng này thì khi gá đặt trên máy xọc không khó khăn lắm nhưngnăng suất thu được thì không cao

+ Xọc chỉ phù hợp với dạng sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ

+ Vậy ta không nên chọn phương án này

+ Máy bào chỉ đạt được năng suất cao khi chi tiết nhỏ và dài (dạng thanh) vì có hànhtrình chạy không của dao

+ Thường thì bào chỉ phù hợp với dạng sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ

+ Phương pháp bào cũng gia công được nhưng ít dùng vì bề mặt đầu nhỏ, rải rác nênnăng suất thấp

+ Vậy ta không nên chọn phương án này

+ Vậy ta chọn phương án phay gia công mặt

B/ Gia công tinh:

- Theo [1, trang144, phụ lục 11] ta có thể dùng các phương án sau:

+ Phương án 1: Tiện tinh

+ Phương án 4: Chuốt thô

+ Tiện chỉ cho năng suất cao khi chi tiết có hình dạng tròn xoay

+ Vậy ta không nên chọn phương án này

- Phương án 2:

+ Máy bào chỉ đạt được năng suất cao khi chi tiết nhỏ và dài (dạng thanh) vì có hànhtrình chạy không của dao

+ Thường thì bào chỉ phù hợp với dạng sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ

+ Vậy ta không nên chọn phương án này

- Phương án 3:

+ Mài chỉ dùng khi lượng dư gia công nhỏ mà yêu cầu về độ bóng bề mặt cũng nhưcấp chính xác là cao Ngược lại khi lượng dư gia công lớn thì sử dụng mài là khônghợp lý vì năng suất sẽ không cao

+ Vậy ta không nên chọn phương án này

- Phương án 4:

+ Mặt đầu của chi tiết tay biên cũng có thể gia công bằng phương pháp chuốt Khichuốt mặt đầu thì gia công riêng Gia công xong đầu lớn rồi gia công đầu nhỏ

+ Chuốt cho năng suất rất cao nhưng trang thiết bị rất phức tạp và đắt tiền

+ Thường thì chuốt chỉ phù hợp với sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối

+ Vậy ta không nên chọn phương án này

+ Vậy ta chọn phương án phay gia công mặt

* Kết luận:

- Vậy ta chọn phương án phay thô và tinh để gia công hai bề mặt 1 và 12

+ Độ nhám bề mặt đạt được sau hai bước gia công thô và tinh là:

4.2.3.1.2/ Gia công tinh hai bề mặt 5 và 8:

- Tương tự như cách chọn và phân tích các phương án gia công khác nhau dùng chohai bề mặt 1 và 5 thì ta cũng chọn phương án phay thô và tinh cho hai bề mặt 5 và 8

* Kết luận:

- Vậy ta chọn phay thô và tinh để gia công hai bề mặt 5 và 8

+ Độ nhám bề mặt đạt được sau hai bước gia công thô và tinh là:

4.2.3.2/ Gia công các bề mặt 2, 3, 6, 7, 9, 11:

- Hai lỗ cơ bản của chi tiết tay biên yêu cầu chính xác bản thân cao vì nó được dùnglắp ghép với các chi tiết khác Nó có yêu cầu chính xác về vị trí tương quan độvuông góc với mặt đầu, độ song song của đường tâm các lỗ Biện pháp thực hiện cóhai phương án sau:

+ Phương án 1: Gia công một lỗ, sau đó dùng làm chuẩn định vị với mặt đầu để giacông lỗ còn lại Lỗ được gia công qua ba bước: khoan, khoét, doa Cũng có thể thaykhoét và doa bằng phương pháp chuốt hoặc thay doa bằng nong lỗ

+ Phương án 2: Gia công lần lượt các lỗ sau một lần định vị Gia công lần lượt các lỗtheo các bước khoan, khoét, doa trên máy khoan cần bằng cách di chuyển đầu khoan,

đồ gá cố định hoặc trên máy khoan đứng bằng cách di chuyển đồ gá

- Theo [1, trang 144, phụ lục 11] thì chi tiết yêu cầu:

+ Cấp chính xác kích thước: IT 7

- Theo cách chọn chuẩn gia công như trên ta sẽ chọn phương án 1 vì chi tiết tay biên

sẽ gặp khó khăn trong chế tạo đồ gá dùng gia công

* Gia công lỗ  14 (gồm các bề mặt 2, 3, 11):

- Ta chọn quy trình là: Khoan – Khoét – Doa thô – Doa tinh – Vát mét

- Theo [1, trang 144, phụ lục 11] ta có:

* Kết luận:

+ Phương án gia công lỗ 14: Khoan – Khoét – Doa thô – Doa tinh – Vát mép

+ Phương án gia công 10: Khoan – Doa thô – Doa tinh – Vát mép

- Vậy chi tiết đạt yêu cầu:

+ Cấp chính xác kích thước: IT 7

Chương V: THIẾT KẾ NGUYÊN CÔNG

5.1/ Nguyên công 1:

- Phay thô và tinh đồng thời hai bề mặt đầu 1 và 12

+ Công suất động cơ: 1.7 KW

+ Dụng cụ cắt: Dao phay đĩa ba mặt cắt có các thông số:

- Gia công lỗ 14: Khoan lỗ – Khoét lỗ – Doa lỗ

+ Máy: Máy khoan đứng 2A125

+ Công suất: 2.8KW

+ Dụng cụ cắt:

 Mũi khoan ruột gà, lưỡi khoan làm bằng thép gió P9, P18

 Mũi khoét chuôi côn, lưỡi khoét làm bằng thép gió P9, P18

 Dao doa làm bằng thép gió P18

+ Dụng cụ kiểm tra: Calip nút, trụ

+ Kẹp chặt: Dùng kẹp chặt kiểu đòn bẩy

Sơ đồ gá đặt

W W

5.3/ Nguyên công 3:

- Gia công lỗ 10: Khoan lỗ – Doa lỗ

+ Máy: Máy khoan đứng 2A125

+ Công suất: 2.8KW

+ Dụng cụ cắt:

 Mũi khoan ruột gà, lưỡi khoan làm bằng thép gió P9, P18

 Dao doa làm bằng thép gió P18

+ Dụng cụ kiểm tra: Calip nút, trụ

+ Kẹp chặt: Dùng kẹp chặt kiểu đòn bẩy

Sơ đồ gá đặt

W W

W W

W W

5.6/ Nguyên công 6:

- Đối với chi tiết tay biên, ngoài việc kiểm tra đường kính lỗ và bề dày các đầu càngcòn phải kiểm tra khoảng cách của tâm hai lỗ cơ bản, độ vuông góc mặt đầu vàđường tâm lỗ, độ không song song giữa các tâm lỗ

A/ Bước 1:

- Kiểm tra độ không vuông góc giữa lỗ và mặt đầu

+ Lắp trục tâm có một độ côn nhất định vào lỗ 10

+ Gá trục tâm hai mũi tâm và quay trục tâm một vòng

+ Số chỉ độ chênh lệch của đồng hồ so cho biết độ không vuông góc với bán kính từmũi tì của đồng hồ so với tâm quay

B/ Bước 2:

- Kiểm tra độ không song song giữa hai lỗ tâm 10 và 14

+ Lỗ 14 được lồng trục gá vào và trục gá được đặt lên khối V Lỗ 10 cũng đượclồng trục gá vào Để chi tiết khỏi bật ra ta dùng một chốt tì đỡ phụ ở đầu nhỏ của chitiết Dùng hai đồng hồ so để xác định độ song song của hai lỗ tâm Hiệu số chỉ trênhai đồng hồ so biểu hiện độ không song song của hai lỗ

Sơ đồ kiểm tra độ vuông góc của lỗ và mặt đầu

Sơ đồ kiểm tra độ song song hai lỗ

A-A

A A

Chương VI: XÁC ĐỊNH LƯỢNG DƯ TRUNG GIAN VÀ

KÍCH THƯỚC TRUNG GIAN

6.1/ Xác định lượng dư trung gian và kích thước trung gian bằng phương pháp phân tích hai bề mặt 1 và 12:

- Bề mặt 1 và 12 của chi tiết cần đạt được:

* Theo [1, trang 147, phụ lục 11a] ta có:

- Bước 1: Phay thô

+ Độ nhám bề mặt: R a = 6.312.5m

- Bước 2: Phay tinh

+ Cấp chính xác kích thước đạt được: IT10

L: kích thước lớn nhất của phôi

+ lk: độ lệch khuôn tra theo [1, trang 148, phụ lục 11a] ta được:

- Vậy sai lệch không gian tổng cộng là:

- Theo [2, trang 25] thì sai lệch không gian còn lại sau khi phay thô là:

- Theo [1, trang 60, công thức 2.20] thì sai số gá đặt khi phay thô được xác định theocông thức:

* Theo [1, trang 55, công thức 2.4] ta sẽ xác định:

- Lượng dư cho buớc gia công phay thô:

- Lượng dư cho bước gia công tinh:

* Theo [1, trang 62, công thức 2.27] ta sẽ xác định các kích thước trung gian:

- Kích thước bé nhất của chi tiết:

- Kích thước phôi trung gian bé nhất trước khi gia công:

- Kích thước bé nhất trước khi gia công thô:

* Dung sai kích thước trung gian tra được theo [1, trang 159, phụ lục 17]:

- Dung sai phôi: 0 =0.84 (IT15)

* Quy tròn kích thước tính toán trên:

* Kích thước lớn nhất:

* Theo [1, trang 62, công thức 2.28] ta sẽ xác định được lượng dư trung gian lớnnhất và bé nhất của các bước:

- Bước phay thô:

- Bước phay tinh:

- Theo [1, trang 62, công thức 2.30 và 2.31] thì lượng dư tổng cộng lớn nhất và bénhất là:

- Thử lại:

- Vậy kết quả tính toán là phù hợp

* Theo [1, trang 62, công thức 2.32] thì lượng dư tổng cộng danh nghĩa:

với:

ES ph: giới hạn sai lệch trên của phôi

ES ct: giới hạn sai lệch trên của chi tiết

- Ta thêm vào mặt trên của vật đúc một lượng dư là: ld=0.5mm

- Kích thước danh nghĩa của phôi:

+ Lượng dư gia công cho bề mặt 1 là:

+ Lượng dư gia công cho bề mặt 12:

Bảng tính toán lượng dư phân tích:

(mm)

Kích thước tính toán (mm)

Dung sai  I

(mm)

Kích thước giới hạn (mm)

Lượng dư giới hạn (mm)

R Zi T i  i  i

5037 414

25.351 20.314 19.9

0.84 0.33 0.13

D min D max 2Z max 2Z min

2016 121 100.8

0 0 0

25.4 20.3 19.9

26.24 20.63 20.03

5.61 0.6

5.1 0.4

6.2/ Tính lượng dư tổng cộng cho bề mặt 5 và 8 (sử dụng phương pháp tra bảng):

- Bề mặt 5 và 8 của chi tiết cần đạt được:

* Theo [1, trang 147, phụ lục 11a và trang 159, phụ lục 17] ta có:

- Bước 1: Phay thô

+ Độ nhám bề mặt: R a = 6.312.5m

- Bước 2: Phay tinh

+ Cấp chính xác kích thước đạt được: IT10

+ Độ nhám bề mặt: R a = 3.26.3m

+ Dung sai đạt được: 2 = 0.2mm

- Theo [2, trang 44, bảng 28.1] ta có lượng dư gia công cơ: Z=3.5+2.5=6mm

- Kích thước phôi: L=15+6=21mm

- Kích thước phôi ghi trên bản vẽ:

- Kích thước lớn nhất của phôi:

- Theo [2, trang 89, bảng 63-1] ta sẽ xác định được lượng dư cho bước gia công tinh

Dung sai(mm)

Lượng dư tra bảng

Zi (mm)

Kích thước trunggian ghi trên bản vẽ(mm)

 0.35

 0.33

 0.1

3.52.51

2.51.51

210.35

170.33

150.1