Phân tích chức năng làm việc và yêu cầu kỹ thuật của chi tiết - Chức năng làm việc của chi tiết: Hình 1-1: Chi tiết Trong quá trình chế tạo sản phẩm cơ khí người ta sử dụng nhiều loại
Phân tích chức năng làm việc và yêu cầu kỹ thuật của chi tiết
- Chức năng làm việc của chi tiết:
Trong quá trình chế tạo sản phẩm cơ khí, việc sử dụng các công cụ lao động đa dạng với kết cấu và tính năng kỹ thuật ngày càng hoàn thiện đóng vai trò quan trọng nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm, tăng năng suất lao động và giảm giá thành Vít me là thành phần phổ biến trong chế tạo máy CNC, laser và các loại máy tự động khác, được thiết kế bằng kim loại chắc chắn, chính xác và chống gỉ sét, giúp đảm bảo độ bền và hiệu quả trong quá trình vận hành.
Vít me là một chi tiết thuộc loại chi tiết điển hình dạng trục, được dùng nhiều trong chế tạo máy
Chi tiết có các bề mặt quan trọng khi gia công đòi hỏi phải có độ chính xác cao để đảm bảo điều kiện làm việc của chi tiết.
+ Bề mặt ren được gia công Ra=0.63 để đảm bảo điều kiện làm việc của chi tiết
+ Bề mặt cổ trục Ra=0.63 để đảm bảo lắp ghép với gối đỡ
+ Khi gia công cần đảm bảo độ đồng tâm giữa hai đầu trục(khoảng 0.05mm) + Gia công đạt kích thước theo yêu cầu của bản vẽ
+ Sau nhiệt luyện độ cứng đạt 40-50 HRC
+ Chi tiết được chế tạo bằng thép C45, đủ độ cứng vững khi gia công và khi làm việc
Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết
Trên cơ sở nghiên cứu bản vẽ chi tiết và điều kiện làm việc của chi tiết ta nhận thấy:
Vít me là bộ phận quan trọng trong hệ thống truyền động vitme – đai ốc, có kết cấu đơn giản nhưng đảm nhiệm vai trò chủ chốt trong chuyển đổi chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến dọc trục Nó thường được thiết kế dưới dạng trục, giúp nâng đỡ bàn máy và truyền lực chính xác, hiệu quả trong các ứng dụng yêu cầu độ chính xác cao Vít me góp phần tối ưu hóa hiệu suất hoạt động của bộ truyền động vitme, mang lại khả năng điều chỉnh vị trí linh hoạt và ổn định.
Các bề mặt gia công cho phép thoát phoi dễ dàng
Chi tiết không có những bề mặt gia công quá phức tạp.
Xác định dạng sản xuất
❖ Xác định sản lượng gia công hằng năm của chi tiết
Việc xác định dạng sản xuất có vai trò quan trọng trong quá trình thiết kế công nghệ, ảnh hưởng đến tính toán các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật Trong sản xuất đơn chiếc, nên giảm chi phí máy móc bằng cách sử dụng đồ gá vạn năng hoặc đồ gá dùng chung thay cho đồ gá chuyên dụng Ngược lại, với hình thức sản xuất hàng loạt hoặc hàng khối, cần phân tán nguyên công và sử dụng đồ gá chuyên dụng để tăng năng suất gia công.
Muốn xác định dang sản xuất cần phải biết sản lượng hàng năm vậy sản lượng được tính theo công thức:
N - Số chi tiết được sản xuất trong 1 năm
N0 - Số sản phẩm được giao N0 = 6789 (chi tiết/năm) m - Số chi tiết trong 1 sản phẩm, (m =1)
- Số chi tiết được chế tạo thêm để dự trữ ( lấy = 5%)
- Tính đến tỷ lệ % phế phẩm ( = 5%)
❖ Xác định khối lượng của chi tiết
Dựa trên thông số trên phần mềm Inventor:
Hình 1-2: Khối lượng chi tiết
❖ Tra và xác định dạng sản xuất
Dạng sản xuất Trọng lượng của chi tiết
Sản lượng chi tiết trong một năm theo tính toán ở trên là 7400 chi tiết
Trọng lượng chi tiết 0,372 (kg) tra bảng chọn dạng sản xuất hàng loạt lớn
Sản lượng hàng năm của chi tiết Đơn chiếc < 5 < 10 < 100
Bảng 1-2: Các dạng sản xuất
CHƯƠNG 2 XÁC ĐỊNG PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI VÀ THIẾT
KẾ BẢN VẼ CHI TIẾT LỒNG PHÔI 2.1 Xác định phương pháp chế tạo phôi a Các loại phôi
Trong ngành chế tạo cơ khí, các loại phôi chủ yếu được sử dụng bao gồm phôi cán, phôi rèn và phôi đúc, đáp ứng đa dạng yêu cầu sản xuất Ngoài ra, trong một số trường hợp đặc biệt, người ta còn sử dụng phôi hàn và phôi dập để phù hợp với các kỹ thuật gia công khác nhau Việc lựa chọn loại phôi phù hợp đóng vai trò quan trọng trong quá trình gia công và tạo ra các sản phẩm chất lượng cao.
Phôi hàn, được chế tạo từ thép cán (thép tấm hoặc thép hình) qua quá trình ghép nối bằng hàn, giúp tiết kiệm 30-50% khối lượng vật liệu so với phôi đúc Trong sản xuất các chi tiết dạng hộp đơn chiếc, sử dụng phôi hàn là lựa chọn tối ưu Chất lượng của phôi hàn phụ thuộc vào mối hàn, mà quá trình hàn tạo nhiệt cục bộ có thể gây ra ứng suất dư lớn và làm biến đổi cấu trúc kim loại gần mối hàn theo chiều hướng xấu, giảm khả năng chịu tải trọng động Sau gia công cắt gọt và trong quá trình làm việc, trạng thái ứng suất dư tại các mối hàn có thể thay đổi, gây ra nguy cơ biến dạng chi tiết.
Phôi cán là sản phẩm của nhà máy luyện kim liên hợp, được chế tạo để trực tiếp gia công các chi tiết bằng phương pháp gia công trên các máy cắt gọt kim loại Sản phẩm này đóng vai trò quan trọng trong quy trình chế tạo, giúp tối ưu hóa hiệu quả và chất lượng sản phẩm cuối cùng.
Cán là quá trình phôi đi qua khe hở giữa hai trục cán quay ngược chiều nhau, gây ra sự biến dạng dẻo của phôi và làm giảm chiều dày của sản phẩm Quá trình này cũng làm cho chiều dài của phôi tăng lên đáng kể, đồng thời hình dạng mặt cắt của phôi cũng thay đổi phù hợp với mặt cắt của khe hở giữa hai trục cán.
Sản phẩm sản xuất bằng phương pháp cán được ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp như cơ khí, xây dựng và giao thông vận tải Dựa vào hình dạng, các sản phẩm cán có thể phân thành bốn nhóm chính: hình dạng đặc biệt, tấm, ống, và các sản phẩm đặc biệt Phương pháp cán giúp tạo ra các sản phẩm với độ chính xác cao và phù hợp với nhiều mục đích sử dụng khác nhau Việc lựa chọn loại hình cán phù hợp đóng vai trò quan trọng trong quá trình sản xuất và đảm bảo chất lượng sản phẩm cuối cùng.
+) Phôi rèn(phôi dập): Khởi phẩm của phôi rèn là những thỏi thép đúc hay phôi cán
Phôi rèn có kết cấu bền chặt hơn so với phôi cán, giúp đảm bảo độ bền và độ cứng cao cho các bộ phận quan trọng Do đó, trong sản xuất các trục chính của máy cắt kim loại và trục khuỷu của động cơ đốt trong, người ta thường sử dụng phôi rèn để đảm bảo độ chính xác và độ bền vượt trội Mặc dù chi phí gia công của phôi rèn thường cao hơn, nhưng lợi ích về chất lượng và khả năng chịu tải lại vượt trội so với phôi cán, đặc biệt đối với các bộ phận chịu tải lớn và yêu cầu độ chính xác cao.
Phương pháp rèn giúp tạo ra những chi tiết có hình thù đơn giản cùng với các mép dư lớn, với trọng lượng có thể lên tới 250 tấn Có hai phương pháp rèn chính là rèn tự do và rèn khuôn, trong đó rèn khuôn phù hợp cho các vật có hình dáng phức tạp, từ các khuôn đơn giản đến phức tạp và cuối cùng là khuôn có hình dáng tương ứng với chi tiết cần rèn So với rèn tự do, rèn khuôn có độ chính xác cao hơn và năng suất vượt trội, nên được sử dụng rộng rãi trong sản xuất hàng loạt và công nghiệp chế tạo.
Phôi đúc được sản xuất bằng phương pháp đúc, đang được sử dụng rộng rãi hiện nay vì khả năng tạo ra các hình dạng kết cấu phức tạp và kích thước từ nhỏ đến lớn, điều mà các phương pháp gia công khác như rèn hoặc dập khó thực hiện.
Cơ tính và độ chính xác của phôi đúc phụ thuộc vào phương pháp đúc và kỹ thuật làm khuôn phù hợp với đặc điểm sản xuất Việc chọn phương pháp đúc tối ưu dựa trên tính chất vật liệu của chi tiết đúc và trình độ kỹ thuật để đảm bảo chất lượng và độ chính xác cao trong quá trình sản xuất.
Tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết đúc thể hiện qua các điều kiện tạo hình, dễ dàng rót kim loại, khả năng đông cứng, và hạn chế tạo vết nứt Các yếu tố như góc nghiêng, chiều dày chi tiết đúc, và các kích thước tương quan ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình công nghệ đúc và chất lượng sản phẩm Việc kiểm soát các yếu tố này là yếu tố quyết định để đảm bảo quá trình đúc diễn ra thuận lợi và thành công.
Các loại vật liệu như gang, thép, hợp kim màu và vật liệu phi kim khi nung chảy thành dạng lỏng đều có thể đúc thành các sản phẩm mong muốn Phương pháp đúc giúp giảm chi phí sản xuất so với các hình thức chế tạo khác, mang lại hiệu quả kinh tế cao cho ngành công nghiệp đúc.
Kết luận, dựa trên các tính chất của các loại phôi và đặc điểm của công nghệ gia công, phương pháp chế tạo phôi bằng dập phù hợp nhất do kết cấu đơn giản và phù hợp với sản xuất hàng loạt các khối, đặc biệt sử dụng vật liệu C45.
Dựa trên các yêu cầu kỹ thuật, tính công nghệ trong kết cấu và dạng sản xuất đã trình bày ở chương 1, chúng ta có thể đề xuất một số phương pháp chế tạo phôi hợp lý nhất cho phôi dập nhằm tối ưu hóa quy trình sản xuất và nâng cao chất lượng sản phẩm.
Vật dập có độ bóng và độ chính xác cao, giúp chế tạo các chi tiết hình dạng phức tạp một cách chính xác và hiệu quả Công nghệ này tiết kiệm vật liệu, nâng cao năng suất lao động và dễ dàng cho quá trình cơ khí hóa Phù hợp với sản xuất hàng loạt quy mô lớn và sản phẩm hàng khối, vật dập đáp ứng nhanh yêu cầu của ngành công nghiệp chế tạo.
- Theo trạng thái nhiệt độ phôi người ta phân ra: Dập nóng và dập nguội
- Ưu điểm:Vật dập có độ bóng bề mặt tốt, độ chính xác kích thước cao