8. Thuyết Minh.pdf

Microsoft Word THUY?T MINH2 docx BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM

KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

🕯✡🕮🕮✡🕯

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

ĐỀ TÀI : THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA

CÔNG CÀNG GẠT

GVHD: TS Lê Linh SVTH: Bùi Phước Phi MSSV: 19143300 Ngành: CN Chế tạo máy

HỌC KỲ II – NH 2021-2022

Tp Hồ Chí Minh, tháng 6 năm 2022

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

Tên đề tài: Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết CÀNG GẠT

I Số liệu cho trước:

- Sản lượng: 40.000 chiếc/năm

- Điều kiện thiết bị: Tự chọn

II Nội dung thuyết minh và tính toán:

1 Nghiên cứu chi tiết gia công: Chức năng làm việc, tính công nghệ của kết

cấu,…

2 Xác định dạng sản xuất

3 Chọn phôi và phương pháp tạo phôi, tra lượng dư cho các bề mặt gia công

4 Lập tiến trình công nghệ: thứ tự gia công, gá đặt, so sánh các phương án, chọn phương án hợp lý

5 Thiết kế nguyên công

• Vẽ sơ đồ gá đặt

• Chọn máy, kết cấu dao

• Trình bày các bước: chọn dao ( loại dao và vật liệu làm dao ), tra các chế độ cắt: s,v,t; tra lượng dư cho các bước và tính thời gian từng chiếc cho từng bước công nghệ

• Tính lượng dư gia công cho nguyên công 2: Phay mặt đầu B

• Tính chế độ cắt cho nguyên công 2: Phay mặt đầu B 

6 Thiết kế đồ gá:

• Vẽ sơ đồ nguyên lý, thiết kế cơ cấu và trình bày nguyên lý làm việc của đồ gá

• Tính lực kẹp cần thiết, lực kẹp của cơ cấu kẹp

• Tính sai số chế tạo cho phép của đồ gá và ghi các yêu cầu kỹ thuật

• Tính sức bền cho các chi tiết chịu lực

III Các bản vẽ:

- Bản vẽ chi tiết: 1 bản (A3)

- Bản vẽ chi tiết lồng phôi: 1 bản (A3)

- Bản vẽ mẫu đúc: 1 bản (A3)

- Bản vẽ lắp khuôn đúc: 1 bản (A3)

- Tập bản vẽ sơ đồ nguyên công: 4 bản (A3)

- Bản vẽ tách chi tiết từ đồ gá: 1 bản (A3)

- Bản vẽ thiết kế đồ gá: 1 bản (A1)

IV Ngày giao nhiệm vụ: ………

V Ngày hoàn thành nhiệm vụ: ………

VI Giáo viên hướng dẫn: TS Lê Linh

Chủ nhiệm bộ môn

Ký tên

Giáo viên hướng dẫn

Ký tên

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN

GV hướng dẩn

Ký tên

MỤC LỤC

CHƯƠNG I: NGHIÊN CỨU CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ TẠO PHÔI 1  

1 NGHIÊN CỨU CHI TIẾT GIA CÔNG 1 

1.1 PHÂN TÍCH CÔNG DỤNG VÀ ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC 1 

1.2 Chọn vật liệu để gia công chi tiết: 3 

1.3 Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết: 3 

2 XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT: 3 

2.1 Sản lượng chi tiết cần chế tạo: 3 

2.2 Khối lượng chi tiết: 4 

2.3 Dạng sản xuất 4 

3 CHỌN PHÔI VÀ PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHÔI: 5 

3.1 Dạng phôi 5 

3.2 Phương pháp chế tạo phôi đúc 8 

1.4 XÁC ĐỊNH LƯỢNG DƯ GIA CÔNG 17 

CHƯƠNG II: THIẾT KẾ TRÌNH TỰ GIA CÔNG 20  

2.1 XÁC ĐỊNH ĐƯỜNG LỐI CÔNG NGHỆ 20 

2.2 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN GIA CÔNG 21 

2.3 PHƯƠNG ÁN GIA CÔNG 22 

CHƯƠNG III: THIẾT KẾ NGUYÊN CÔNG 24  

3.1 NGUYÊN CÔNG 1 ( PHAY MẶT A): 24 

3.2 NGUYÊN CÔNG 2 ( PHAY MẶT B): 29 

3.3 Nguyên công 3 khoan, khoét, doa lỗ C ∅30+0,025 34 

3.4 Nguyên công 4 phay 2 mặt F 40 

3.5 Nguyên công 6 khoan, doa 2 lỗ ∅10+0,018 43 

3.6 Nguyên công VI phay rãnh F 48 

Chương IV: TÍNH LƯỢNG DƯ 51  

TÍNH LƯỚNG DƯ CHO NGUYÊN CÔNG II 51 

4.1 Phay thô mặt đầu 51 

4.2 Phay bán tinh mặt đáy 52 

CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ CẮT 55  

TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ CẮT NGUYÊN CÔNG II: PHAY MẶT ĐẦU 55 

5.1 Vật liệu 55 

5.2 Chọn máy 55 

5.3 Chọn dao 55 

5.4 Chia bước 55 

5.5 Chế độ cắt 55 

PHẦN VI: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỒ GÁ 58  

THIẾT KẾ ĐỒ GÁ CHO NGUYÊN CÔNG II: PHAY MẶT ĐẦU 58 

6.1 Kết cấu đồ gá 58 

6.2 Tính lực kẹp : 58 

6.3 Sai số chế tạo đồ gá 61 

TÀI LIỆU THAM KHẢO 63  

1

CHƯƠNG I: NGHIÊN CỨU CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ TẠO PHÔI

1 NGHIÊN CỨU CHI TIẾT GIA CÔNG

1.1 PHÂN TÍCH CÔNG DỤNG VÀ ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC

Chức năng làm việc của chi tiết: chi tiết cần yêu cầu thiết kế là chi tiết càng gạt thường cò chức năng biến chuyển động thẳng của chi tiết này thành chuyển động quay của chi tiết khác Ngoài ra chi tiết dạng càng còn dùng để đẩy bánh răng ,nó có chức năng đẩy bánh răng để thay đổi tỉ số truyền,được dùng nhiều trong máy công cụ

Bề mặt A là bề mặt lắp ráp sau khi gia công xong do vậy nên chon mặt A làm chuẩn tinh chính

Bề mặt quan trọng khi gia công chi tiết và chế độ làm việc

- Lỗ Ø30 mm

+ Chế độ làm việc, lỗ Ø30 mm sẽ được lắp 1 trục khác

+ Chế độ làm việc: bề mặt này được đặt vào bề mặt của chi tiết khác

+ Cấp chính xác cấp 9: gia công phay

+ Độ nhám bề mặt Rz = 25

- Rãnh trượt 20 0.025mm

+ Chế độ làm việc: bề mặt này được đặt vào bề mặt của chi tiết khác

+ Cấp chính xác cấp 9: gia công phay rãnh

+ Độ nhám bề mặt Rz = 25

Yêu cầu kỹ thuật :

- Độ không song song giữa các mặt đầu là 0,05 mm

- Độ không đối xứng giữa rãnh 20mm không quá 0.04mm

- Độ không vuông góc giữa mặt đáy so với mặt B là 0,05mm

3

- Các bề mặt có gia công còn lại với cấp chính xác 11-9, đạt độ nhám Rz=25

1.2 Chọn vật liệu để gia công chi tiết:

Vật liệu chế tạo là gang xám GX15-32

 Giới hạn của độ bền kéo 150 N/mm2

 Tính chất lý, hóa đủ đáp ứng chức năng phục vụ vào công nghệ chế tạo

 Chi tiết là gang xám kí hiệu: GX 15-32 nên ta chế tạo bằng phương pháp đúc

 Gang xám GX15-32 dùng cho các bộ phận chịu tải trọng nhẹ và ít va đập như thân máy, ống nước, bệ máy… Do ma sát nhỏ nên cũng dùng để chế tạo các ổ trượt và bánh răng

1.3 Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết:

- Với chi tiết cho như bản vẽ, về kết cấu đã được đơn giản hóa gần như hoàn toàn Với kết cấu đơn giản như vậy ta nên chọn phương pháp tạo phôi là đúc

- Các bề mặt gia công chủ yếu là các bề mặt lỗ và bề mặt phẳng, nên sử dụng các phương pháp gia công chủ yếu như: tiện, phay, khoan, khoét,…

- Vì những phương pháp này cho năng suất cao

- Về cơ bản tất cả các bề mặt gia công thì dụng cụ cắt có thể tiếp cận được dễ dàng Riêng bề mặt lỗ Ø30mm có thể gia công để đạt được độ chính xác bằng phương pháp: doa, mài, chuốt

2 XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT:

2.1 Sản lượng chi tiết cần chế tạo:

- Số lượng chi tiết cần chế tạo trong một năm tính theo công thức:

• No = 80000 là số lượng sản phẩm theo kế hoạch trong 1 năm

• m = 1: Số lượng chi tiết trong 1 sản phẩm

•  : Số % phế phẩm trong quá trình chế tạo (3%- 6%)

• : Số % chi tiết chế tạo thêm để dự trữ (5% - 7%) Chọn =3%, chọn = 5%:

2.2 Khối lượng chi tiết:

- Khối lượng của chi tiết được xác định theo công thức:

Q = V × d

• Q : khối lượng của chi tiết ( Kg)

• V : thể tích của chi tiết ( dm3)

• d: khối lượng riêng của vật liệu ( kg/dm3)

- Thể tích chi tiết: 0.129 dm3 ( Tính theo phần mềm SOLIDWORKS 2020 )

- Khối lượng riêng của gang xám: 7.2 kg/dm3 ( Tra ở Thiết kế ĐACNCTM trang 14)

- Khối lượng chi tiết Q = 7,2

×

2.3 Dạng sản xuất

Dựa vào sản lượng và trọng lượng chi tiết

5



Ta xác định được dạng sản xuất là hàng loạt lớn

3 CHỌN PHÔI VÀ PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHÔI:

- Điều kiện cụ thể của cơ sở sản xuất

- Việc chọn phôi phụ thuộc rất nhiều vào dạng sản xuất

Với chi tiết gia công dựa vào các đặc điểm kết cấu hình dáng kích thước của chi tiết, yêu cầu kỹ thuật, độ bóng, độ đồng tâm, độ vuông góc và khả năng làm việc của chi tiết

ta có các phương pháp chế tạo phôi như rèn, dập, cán, đúc

Việc xác định phương pháp chế tạo phôi hợp lý sẽ đảm bảo yêu cầu kỹ thuật của chi tiết mà còn ảnh hường đến giá thành của sản phẩm Chọn phôi hợp lý sẽ làm cho quá trình công nghệ đơn giản, ít phí tổn vật liệu, kích thước của phôi đảm bảo phân bố đủ lượng dư cho quá trình gia công Cho nên hình dáng của phôi cần được chế gần giống với của chi tiết gia công, giảm sai số nhằm tăng năng suất hạ giá thành sản phẩm

Ngày nay trong sản xuất sử dụng rất nhiều loại phôi nhưng căn cứ vào các phương pháp chế tạo phôi hiện nay có thể phân thành 03 nhóm công nghệ chế tạo phôi như sau:

1 Chế tạo phôi bằng công nghệ đúc

6

2 Chế tạo phôi bằng công nghệ rèn, dập

3 Chế tạo phôi bằng công nghệ cán

Mỗi công nghệ có những đặc điểm riêng như sau:

Phương pháp chế tạo phôi đúc: Phôi đúc được chế tạo bằng cách rót kim loại vào

lòng khuôn có hình dạng và kích thước nhất định Sau khi kim loại đông đặc trong khuôn

ta thu được vật đúc có hình dạng và kích thước tương tự lòng khuôn

Phôi đúc có thể được áp dụng cho bất kỳ loại vật liệu nào khi ta có thể nấu chảy chúng và chúng đông đặc lại khi làm nguội như kim loại đen, kim loại màu và cả vật liệu phi kim (như chất dẻo)

So với các dạng phôi khác, phôi đúc chiếm ưu thế về mặt phức tạp của hình dáng sản phẩm và phạm vi khối lượng của vật đúc rất rộng (từ vài gam đến vài trăm tấn) Vì vậy hầu hết các loại thân máy, vỏ động cơ, giá đỡ, … đều được chế tạo từ phương pháp đúc Ngoài ra quy trình công nghệ đúc tương đối đơn giản, vốn đầu tư ít nên giá thành thấp

Tuy nhiên, ngoài một vài phương pháp đúc có độ chính xác cao (như đúc trong khuôn kim loại, đúc áp lực, …) thì đa số phôi đúc có độ chính xác thấp, độ bóng bề mặt kém, lượng dư gia công lớn và hao tốn kim loại nhiều

Chất lượng phôi đúc nói chung thấp hơn so với các loại phôi khác vì quá trình trình hình thành vật đúc thường xảy ra các khuyết tật như rỗ co, lõm co, rỗ khí, rỗ xỉ, nứt làm giảm cơ tính vật liệu

Nhìn chung với các ưu điểm nêu trên thì phôi đúc được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực công nghiệp, khối lượng vật đúc chiếm 40 – 80% tổng khối lượng máy móc Trong ngành chế tạo máy, khối lượng vật đúc chiếm đến 90% nhưng giá thành chỉ chiếm

20 – 25%

Phương pháp chế tạo phôi rèn, dập: Gia công rèn, dập (hoặc gia công biến dạng)

là phương pháp gia công dựa vào tính dẻo của vật liệu để làm biến dạng vật liệu dưới tác dụng của ngoại lực nhằm tạo ra sản phẩm có hình dạng và kích thước nhất định

2 Chất lượng bề mặt tốt hơn và giảm được lượng dư gia công

3 Giảm được các khuyết tật của vật đúc như rỗ khí, rỗ co

4 Một số phương pháp như dập thể tích, ép chày cho năng suất cao

Tuy nhiên so với phôi đúc thì phương pháp chế tạo phôi rèn, dập bị hạn chế ở khối lượng sản phẩm và không thực hiện được với các chi tiết có khối lượng quá lớn Mặt khác phương pháp rèn, dập cũng không sử dụng được cho các chi tiết có độ phức tạp hình dáng cao cũng như vật liệu không có khả năng biến dạng dẻo Các phôi rèn, dập được sử dụng nhiều trong các chi tiết máy đòi hỏi khả năng chịu tải động lớn, đặc biệt là ngành công nghiệp sản xuất ô tô, xe lửa (Khối lượng phôi rèn, dập chiếm 60 – 80% khối lượng các chi tiết trong các đầu máy xe lửa, ô tô)

Ngày nay công nghệ chế tạo phôi rèn dập được chú trọng phát triển theo hướng nâng cao chất lượng bề mặt chi tiết, tăng cường tự động hóa nhằm nâng cao năng suất, hạ giá thành cũng như mở rộng khả năng thiết bị cho các phôi có kích thước lớn

Phương pháp chế tạo phôi cán: Cán là cho phôi đi qua khe hở giữa hai trục cán

phôi giảm xuống, chiều dài tăng lên rất nhiều Hình dạng mặt cắt của phôi cũng thay đổi theo mặt cắt của khe hở giữa hai trục cán

Sản phẩm sản xuất bằng phương pháp cán được dùng trong mọi ngành công nghiệp

thành bốn nhóm chủ yếu: hình, tấm, ống, đặc biệt

Sản phẩm cán hình được chia thành hai nhóm:

1 Nhóm thông dụng có prôfin đơn giản (tròn, vuông, hình chữ nhật, lục giác, chữ

8

U, chữ T,…)

2 Nhóm đặc biệt có prôfin phức tạp, dùng cho những mục đích nhất định (đường ray, các dạng đặc biệt dùng trong ôtô, máy kéo, trong ngành xây dựng…)

Sản phẩm cán tấm được chia thành hai nhóm theo chiều dày:

1 Tấm dày có chiều dày trên 4 mm

2 Tấm mỏng có chiều dày dưới 4 mm

Sản phẩm cán ống được chia thành loại không có mối hàn và loại có mối hàn Sản phẩm cán đặc biệt gồm có các loại bánh xe, bánh răng, bi, vật cán có prôfin chu

kỳ

PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG:

Vật liệu chế tạo chi tiết: GX 15 - 32

Dạng sản xuất: Hàng khối

Hình dáng hình học của chi tiết khá đơn giản

Dựa vào hình dáng hình học, kết cấu của chi tiết và điều kiện làm việc, yêu cầu kỹ

thuật của CTGC Do đó ta chọn phôi đúc ,với vật liệu GX 15-32 là phù hợp

3.2 Phương pháp chế tạo phôi đúc

3.2.1 Đúc trong khuôn cát

Đúc trong khuôn cát là một phương pháp đúc truyền thống lâu đời và ngày nay vẫn còn sử dụng rộng rãi, chiếm đến 80% sản lượng vật đúc Khuôn với vật liệu chủ yếu là cát chỉ đúc được một lần (chỉ rót được một lần) rồi phá khuôn [2] Vật đúc tạo hình trong khuôn cát có độ chính xác thấp, độ bóng bề mặt kém, lượng dư gia công lớn, nhưng khuôn cát có ưu điểm là có thể tạo ra vật đúc có kết cấu phức tạp, khối lượng lớn và giá thành khuôn thấp Người ta căn cứ vào phương pháp chế tạo khuôn để phân loại ra các kỹ thuật làm khuôn như sau:

Kỹ thuật làm khuôn bằng tay: Là phương pháp chế tạo khuôn thủ công nhằm tạo ra những khuôn đúc có kích thước, độ phức tạp hình dáng tùy ý và chỉ thích hợp cho sản

xỉ, đá và ống dẫn khí nhằm tạo lối thoát khí lòng khuôn Khó khăn thứ hai là việc dầm chặt khuôn dưới trong quá trình làm khuôn Người ta phải dầm sơ bộ lòng khuôn theo biên dạng mẫu trước, sau đó đặt mẫu vào và tiếp tục dầm chặt thêm

2 Làm khuôn trong hòm khuôn: Trong sản xuất đúc, kỹ thuật làm khuôn trong hòm khuôn và dùng mẫu cắt rời được sử dụng rất phổ biến với các ưu điểm về độ chính xác vật đúc cao hơn so với làm khuôn trên nền xưởng vì các hòm khuôn được định vị chính xác trong quá trình chế tạo Hình thức làm khuôn này giúp dễ dàng cơ khí hóa làm tăng năng suất và cải thiện điều kiện làm việc Làm khuôn trong hòm khuôn có thể là khuôn tươi hoặc khuôn khô tùy theo yêu cầu và độ chính xác vật đúc Khuôn khô chủ yếu dùng cho chi tiết lớn và phức tập Làm khuôn trong hòm khuôn có thể sử dụng mẫu nguyên cho vật đúc hình dạng đơn giản, có một mặt phẳng và nằm nhỏ gọn trong một hòm khuôn Làm khuôn dùng mẫu bổ đôi khi đúc các chi tiết có hình dạng phức tạp trung bình hoặc dạng tròn Yêu cầu hai nửa mẫu và hai nửa khuôn phải lắp ghép với nhau thật chính xác

để tránh hiện tượng lệch và sai kích thước vật đúc Làm khuôn xén được sử dụng cho hòm khuôn với mặt ráp khuôn là mặt cong phức tạp hay những mẫu đúc thành mỏng hoặc yêu

10

cầu độ chính xác cao mà nếu bổ đôi mẫu sẽ không đảm bảo độ bền và độ chính xác Phương pháp làm khuôn xén tốn nhiều công và năng suất thấp nên chỉ dùng trong sản xuất đơn chiếc

Kỹ thuật làm khuôn bằng máy: Khuôn được chế tạo trên máy có chất lượng đồng đều và năng suất cao Làm khuôn bằng máy thích hợp trong sản xuất loạt vừa và loạt lớn Việc làm khuôn bằng máy yêu cầu phải có bộ mẫu và hòm khuôn tiêu chuẩn hóa nên đảm bảo việc lắp ráp khuôn chính xác, chắc chắn và thay thế nhanh chóng Quá trình chế tạo khuôn bằng máy bao gồm nhiều nguyên công khác nhau, trong đó hai nguyên công chủ yếu là dầm chặt hỗn hợp làm khuôn và rút mẫu khỏi khuôn Hai nguyên công này ảnh hưởng lớn đến chất lượng vật đúc Các khuyết tật như rỗ cát, rỗ hơi, nứt, sai lệch hình dạng và độ bóng bề mặt vật đúc đều do hai nguyên công này quyết định Khi làm khuôn bằng máy, lực tác dụng và số lần dầm chặt có thể điều chỉnh ổn định phù hợp với từng kích cỡ khuôn nên chất lượng khuôn đúc cao hơn so với làm khuôn bằng tay

Dầm chặt khuôn đúc là nguyên công nặng nhọc và quan trọng nhất giúp hỗn hợp làm khuôn có độ chặt đồng đều trên toàn bộ thể tích của khuôn Nó được đo bằng độ dầm chặt δ(g/cm3) ứng với độ bền, độ thông khí Người ta phân biệt các phương pháp dầm chặt khuôn đúc như sau: ép, ép và rung, dằn, dằn và ép, bắn cát Dầm chặt khuôn đúc bằng cách ép gồm có ép từ trên xuống, từ dưới lên và ép hai phía

Rút mẫu khỏi khuôn cát sau khi đã dầm chặt khuôn có ảnh hường lớn đến năng suất làm khuôn và độ chính xác của chi tiết đúc Nếu rút mẫu bằng tay phải cẩn thận, khéo tay

và thao tác dứt khoát nếu không sẽ làm vỡ cát lòng khuôn, tốn nhiều công sửa chữa và độ chính xác sản phẩm đúc kém Do đó quá trình rút mẫu được cơ khí hóa giúp cho chất lượng và năng suất khuôn đúc cao hơn Người ta dùng phương pháp rút mẫu bằng thanh đẩy khí nén hoặc phương pháp lật khuôn giúp việc rút mẫu được thực hiện dễ dàng, nhanh chóng và không ảnh hưởng đến khuôn Ngoài ra trên máy làm khuôn còn bố trí các cơ cấu

Trong sản xuất loạt nhỏ thường và đơn chiếc thường dùng mẫu gỗ Mẫu kim loại hoặc mẫu nhựa thường sử dụng cho sản xuất loạt lớn và hàng khối Ưu điểm của mẫu kim loại và mẫu nhựa thể hiện ở khả năng giữ được độ chính xác trong thời gian dài nên sử dụng được cho rất nhiều sản phẩm Tuy nhiên giá thành cao hơn từ 3 đến 5 lần so với mẫu

gỗ nên cần phải tính toán hiệu quả kinh tế khi sử dụng

Gỗ là vật liệu có nhiều ưu điểm như nhẹ, dễ gia công cắt gọt, có thể dán ghép bằng keo và mộng, giá thành rẻ Nhược điểm của mẫu gỗ là cấu trúc không đồng nhất và hút

ẩm dẫn đến hay bị cong vênh nên cần phải qua các công đoạn xử lý như sấy, ghép trái thớ, sơn chống thấm

3.2.2 Đúc trong khuôn kim loại

Đúc trong khuôn kim loại là rót kim loại lỏng vào khuôn được chế tạo bằng vật liệu kim loại Đây là một trong những phương pháp đúc tiên tiến có thể sản xuất ra vật đúc có

độ chính xác và độ bóng bề mặt cao do bề mặt lòng khuôn kim loại được gia công cơ khí chính xác Khuôn kim loại có thể dùng được từ vài trăm lần đến hàng chục nghìn chi tiết nên thích hợp áp dụng cho sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối

Tốc độ truyền nhiệt trong khuôn kim loại cao nên vật đúc đông đặc và nguội với tốc độ nhanh, kết quả là kim loại có tổ chức hạt nhỏ mịn và cơ tính cao

Ưu điểm của phương pháp đúc trong khuôn kim loại thể hiện ở năng suất cao hơn

từ 2 đến 5 lần so với đúc trong khuôn cát xét trong điều kiện cùng một diện tích nhà xưởng

sử dụng Đúc trong khuôn kim loại giúp giảm giá thành vật đúc do giảm được lượng dư

12

gia công cơ vì độ chính xác sản phẩm đúc cao hơn Phương pháp đúc trong khuôn kim loại tạo điều kiện dễ dàng cho việc cơ khí hóa và tự động hóa nhằm tăng năng suất lao động

Đúc trong khuôn kim loại có nhược điểm là giá thành chế tạo bộ khuôn cao nên phương pháp này chỉ mang lại hiệu quả kinh tế trong sản xuất hàng loạt và hàng khối Khi dùng khuôn kim loại đúc vật liệu gang dễ dẫn đến hiện tượng biến trắng vật đúc nên thường phải kèm theo khâu ủ vật đúc Tuổi thọ khuôn kim loại giảm mạnh khi đúc các loại vật liệu kim loại đen (gang, thép) nên thông thường chỉ được sử dụng cho kim loại màu Ngoài ra khuôn kim loại không có khả năng thoát khí nên thường gây ra những khuyết tật của vật đúc Do đó trong quá trình sản xuất khuôn kim loại người ta thường phải thiết kế nhiều rãnh hơi để dẫn khí thoát ra ngoài khuôn Khuôn kim loại chịu nhiệt

độ cao trong quá trình làm việc nên cần phải được chế tạo từ thép hợp kim chịu nóng Thông thường khuôn kim loại làm bằng vật liệu gang có thành phần 3,4 – 3,6%C, 1,8 – 2,2%Si, 0,9 – 1,0%Mn còn những vị trí quan trọng được làm bằng thép hợp kim

3.2.3 Đúc ly tâm

Đúc ly tâm là phương pháp chế tạo vật đúc dưới tác dụng của lực ly tâm Kim loại lỏng được rót vào khuôn có nước làm nguội đang quay với tốc độ nhanh Dưới tác dụng của lực ly tâm sinh ra khi quay sẽ làm hợp kim lỏng phân bố đều lên thành khuôn và đông đặc tại các vị trí đó Khuôn đúc có thể quay quang trục thẳng đứng hoặc quay quay trục nằm ngang hoặc nghiêng

Phương pháp đúc ly tâm đạt hiệu quả lớn nhất khi đúc các sản phẩm có hình dạng tròn xoay

Phương pháp đúc ly tâm có ưu điểm ở chỗ không cần chế tạo ruột đúc và hệ thống ống rót nên tiết kiệm được kim loại Sản phẩm đúc được làm nguội nhanh nên vật liệu có

tổ chức nhỏ mịn Ngoài ra, kim loại lỏng tạo hình vật đúc dưới tác dụng của lực ly tâm

13

nên tổ chức đồng đều và thành phần kim loại tinh khiết tập trung phía ngoài còn tạp chất

và khí nhẹ hơn dồn vào phía trong nên vật đúc không có rỗ khí và rỗ xỉ

Hạn chế của phương pháp đúc ly tâm: Trong quá trình đúc ly tâm những chất điểm

có tỷ trọng lớn sẽ nằm sát thành khuôn nên vật đúc dễ bị thiên tích thành phần Vì vậy đúc

ly tâm không thể áp dụng cho tất cả các loại hợp kim Ngoài ra do lượng tạp chất tập trung tại lõi sản phẩm nên khi thiết kế phải tăng lượng dư cho gia công lỗ

3.2.4 Đúc áp lực

Đúc áp lực là phương pháp đúc mà kim loại lỏng được điền đầy vào lòng khuôn dưới tác dụng của áp lực từ bên ngoài Quá trình đúc áp lực gồm 04 bước chính bao gồm: Rót kim loại lỏng vào bể ép, điều khiển cho piston ép đẩy kim loại vào khuôn, giữ lực ép một thời gian (khoảng vài giây) rồi mở khuôn ép ra và đẩy vật đúc ra khỏi khuôn

Đúc áp lực được sử dụng rộng rãi trong chế tạo các chi tiết máy chính xác trong ngành hàng không, ô tô, điện tử Phương pháp này đặc biệt thích hợp cho sản xuất các loại vật đúc bằng hợp kim màu như kẽm, nhôm, magiê và đồng thau

Ưu điểm của phương pháp đúc áp lực: Năng suất cao, có thể sản xuất vật đúc hình dáng phức tạp, thành mỏng, lượng dư gia công rất nhỏ hoặc có thể không cần gia công Đúc áp lực có thể chế tạo vật đúc dày 0,8 mm mà không cần gia công cơ, độ chính xác cấp đạt được cấp 5 hoặc cấp 3, độ bóng bề mặt cấp 5 – 7 Phôi đúc có kích thước và độ bóng bề mặt cao Do kim loại vừa kết tinh trong khuôn lại chịu áp lực ép cao nên tổ chức kim loại nhỏ mịn, cơ tính cao

Hạn chế của phương pháp đúc áp lực thể hiện ở giá thành chế tạo khuôn đúc cao, chế tạo phức tạp và mất nhiều thời gian Đúc áp lực hạn chế áp dụng cho các chi tiết đúc

có kích thước lớn Ngoài ra vật đúc có thể bị rỗ khí do kim loại điền đầy khuôn quá nhanh Đúc áp lực thường áp dụng cho dạng sản xuất hàng loạt lớn và hàng loạt khối, và áp dụng đối với các chi tiết nhỏ

14

3.2.5 Đúc liên tục

Đúc liên tục là phương pháp đúc tiên tiến có năng suất cao Kim loại lỏng được rót với tốc độ đều và liên tục vào đỉnh khuôn có nước làm nguội (thùng kết tinh) Kim loại vừa đông đặc ở dưới thùng kết tinh sẽ được kéo ra liên tục khỏi khuôn và đồng thời kim loại lỏng mới cũng được rót vào khuôn liên tục Đúc liên tục có thể áp dụng cho sản xuất kim loại màu và kim loại đen với các sản phẩm dạng ống, thanh, …

Một số ưu điểm của phương pháp đúc liên tục: Kích thước lòng khuôn ngắn nhưng vẫn có thể sản xuất được sản phẩm đúc dạng thanh với chiều dài nhiều lần khuôn đúc nên giảm được chi phí chế tạo khuôn đúc Tăng tỷ lệ thành phẩm do giảm lượng tiêu hao kim loại cho đậu ngót Chất lượng vật đúc cao do hạn chế được rỗ khí và tạp chất Quá trình làm nguội nhanh nên cơ tính vật liệu cao Quá trình đúc liên tục mang lại năng suất cao

Ưu đểm: Đúc mẫu chảy có thể đúc được những chi tiết phức tạp, có thành mỏng

Sản phẩm đúc mẫu chảy có độ chính xác kích thước từ cấp 5 đến 7, độ bóng bề mặt cấp 3 đến cấp 6 Ngoài ra sản phẩm sau khi đúc có thể sử dụng ngay mà không cần gia công cơ Điều này thích hợp cho chế tạo các chi tiết bằng vật liệu hợp kim cứng không thể gia công

cơ được

Mẫu được làm từ hỗn hợp của các chất dễ chảy hoặc dễ hòa tan như parafin, sáp ong, nhựa, … Vật liệu làm mẫu phải có nhiệt độ chảy từ 60 – 100oC, nhiệt độ bắt đầu chuyển mềm phải cao hơn nhiệt độ môi trường làm việc 30 – 40oC Mẫu phải có đặc tính giãn nở thấp, chảy loãng cao, đủ bền, tạo ít tro khi bị cháy, ít bám dính vào khuôn, trơ về

15

mặt hóa học với vật liệu đúc, ít bám dinh vào khuôn và rẻ tiền Mẫu được chế tạo bằng khuôn ép mẫu Khuôn ép mẫu có độ chính xác và độ bóng cao hơn mẫu từ 1 đến 2 cấp

3.2.7 Chọn phương pháp chế tạo phôi

Yêu cầu chi tiết đã cho:

1 Chi tiết thuộc dạng hộp có độ phức tạp không quá cao

2 Dạng sản xuất loạt vừa

16

SƠ ĐỒ SẢN XUẤT VẬT ĐÚC TRONG KHUÔN CÁT

Quá trình sản xuất vật đúc trong khuôn cát có thể tóm tắt như sau:

- Bộ phận kỹ thuật căn cứ theo bản vẽ chi tiết để lập ra bản vẽ vật đúc, mẫu, hộp lõi

- Căn cứ vào bản vẽ để chế tạo bộ mẫu gồm: mẫu đúc để tạo ra lòng khuôn mang hình dáng bên ngoài của vật đúc; hộp lõi để chế tạo lõi tạo ra hình dáng bên trong của vật đúc, mẫu hệ thống rót để tạo ra đậu hơi, đậu ngót dùng để dẫn kim loại lỏng và thoát khí cho khuôn

17

1.4 XÁC ĐỊNH LƯỢNG DƯ GIA CÔNG

Lượng dư là lớp vật liệu mà ta sẽ cắt gọt trong quá trình gia công Do đó trong

quá trình thiết kế vật đúc ta chỉ để lượng dư cho những bề mặt cần gia công

֍ Lượng dư gia công của vật đúc bằng gang xám chính xác II khi đúc:

Tra bảng 3.103 trang 256 – sổ tay công nghệ CTM tập 1:

KTLN KTDN Bề mặt đúc Lượng dư &

18

Hình 2.4 Bảng tra lượng dư gia công

Độ nhám bề mặt của chi tiết đúc bằng phương pháp đúc trong khuôn cát: Đạt độ

nhám Rz = 80𝝁𝒎

Tra bảng 3-13 trang 185 – sổ tay công nghệ CTM tập 1:

19

Hình 2.5 Bảng vẽ mẫu đúc

Theo nguyên tắc tập trung nguyên công thì quy trình công nghệ được thực hiện trên một hoặc vài máy tự động

Mặt khác, khi chọn phương án gia công cần chú ý tới dạng sản xuất Trong sản xuất hàng khối thì nên chọn phương án gia công nhiều vị trí, nhiều dao gia công song song, còn đối với dạng sản xuất hàng loạt thì nên chọn phương án gia công một vị trí, một dao

và gia công tuần tự Tuy nhiên trong thực tế, đối với một dạng sản xuất nhất định có thể kết hợp nhiều phương án gia công khác nhau Số lượng và tuần tự các bước công nghệ phụ thuộc vào dạng phôi và độ chính xác yêu cầu Khi tập trung nguyên công (bước) thì

ta phải xem kết cấu của chi tiết, khả năng gá nhiều dao trên máy và độ cứng vững của chi tiết có cho phép hay không Các nguyên công cần đạt độ chính xác cao nên tách riêng và

áp dụng phương pháp gia công một vị trí, một dao và gia công tuần tự Các nguyên công trên dây chuyền tự động được xây dựng theo nguyên tắc gia công song song hoặc tuần tự

- song song

21

2.2 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN GIA CÔNG

Dựa vào yêu cầu kỹ thuật ta chọ phương pháp gia công cho các bề mặt: tiện, phay, bào, khoan, khoét, doa,…

Căn cứ vào yêu cầu kỹ thuật của chi tiết cần gia công và các phương pháp gia công có thể đạt được vị trí, độ chính xác,… và ta thấy những phương pháp gia công này đạt yêu cầu về đồ gá, tính kinh tế và dễ gia công,…

22

Các mặt A, B, E, D dùng phương pháp phay

Các mặt C dùng phương pháp Khoan, khoét, doa

Các mặt F dùng phương pháp Khoan, doa

2.3 PHƯƠNG ÁN GIA CÔNG

23

Chọn dao phay mặt đầu gắn mảnh hợp kim cứng

Các thông số dao: (bảng 5-127, sổ tay CNCTM tập 2)

- Đường kính dao: D = 75mm; Số răng Z=10; Vật liệu BK6

- Tuổi bền dao T=120 phút

25

Dụng cụ đo : thước kẹp dài 150mm , độ chính xác 0,05

e Chia bước: Nguyên công này được chia thành hai bước (tra bảng 3-142

STCNCTM T1) phay thô Z=3mm, phay bán tinh với lượng dư 1mm

Bước 1: Phay thô với lượng dư gia công là Z b1 = 3 mm

- Chiều sâu cắt t = 3 mm

- Lượng chạy dao Sz = 0,18mm/răng (bảng 5-125 Sổ tay CNCTM tập 2 )

- Lượng chạy dao vòng S = 0,18.10= 1,8 mm/vòng

- Tốc độ cắt V= 204 m/phút (bảng 5-127 Sổ tay CNCTM tập2 )

- Các hệ số hiệu chỉnh: (bảng 5-127 Sổ tay CNCTM tập 2 )

• K1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào cơ tính của vật liệu K1 = 0,89

• K2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc chu kỳ bền của dao K2 = 0,8

• K3: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc mác hợp kim K3 = 1

• K4: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái bề mặt gia công K4 = 0,8

• K5: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc chiều rộng phay K5 = 1

• K6: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc góc nghiêng chính K6 = 1

Tốc độ tính toán là: Vt=Vb.K1.K2.K3.K 4.K5.K6 = 240.0,89.0,8.1.0,8.1.1= 116,2 ( mm/phút)

Số vòng quay của trục chính theo tốc độ tính toán là:

1000 1000.116,2

4933,14.75

t t

v n

x n t n

221 CĐGCCK)

Công suất cắt khi phay thô:

Với chi tiết là gang xám có độ cứng 200HB, dùng dao HKC, theo bảng 5-130, sổ tay CNCTM tập 2, ta có công suất cắt là: Nc = 6,6kW

• K1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào cơ tính của vật liệu K1= 0.89

• K2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc chu kỳ bền của dao K2 =0.8

• K3: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc mác hợp kim

• K4: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái bề mặt gia công

• K5: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc chiều rộng phay

• K6: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc góc nghiêng chính

t t

v n

x n t n

- Lượng chạy dao của máy chọn thấp: Sm = 300 mm/phút

- Công suất cắt khi phay thô:

- Với chi tiết là gang xám có độ cứng 200HB, dùng dao HKC, theo bảng 5-130,

sổ tay CNCTM tập 2, ta có công suất cắt là: Nc = 3,3 kW