Đồ án môn học Công nghệ chế tạo máy nằm trong chương trình đào tạo của khoa Công nghệ cơ khí có vai trò hết sức quan trọng nhằm tạo cho sinh viênhiểu một cách sâu sắc về những vấn đề mà
PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ XÁC ĐỊNH
Phân tích chức năng làm việc và yêu cầu của chi tiết
1.1.1 Chức năng làm việc của chi tiết
Chi tiết giá đỡ đóng vai trò quan trọng trong việc hỗ trợ trục, ổ lăn và các chi tiết có hình dạng tương tự trong quá trình hoạt động Thiết kế chính xác của giá đỡ giúp đảm bảo hiệu suất và độ bền cho các bộ phận máy móc.
Giá đỡ được kẹp chặt xuống nền, bàn máy hoặc các chi tiết khác thông qua 2 lỗ ∅ 13
2 rãnh chữ U ∅ 13+/-0.05 có công dụng đỡ trục hoặc các chi tiết làm việc dạng trụ
Phần thân được kết nối trực tiếp với đáy, và trong sản xuất đơn chiếc, có thể gia công từng phần rồi hàn lại để tiết kiệm chi phí Tuy nhiên, khi chuyển sang sản xuất hàng khối, chi tiết này cần được làm nguyên khối để tối ưu hóa chi phí và năng suất.
Các rãnh chữ U, các lỗ ∅ 13 trên tấm đế cần đảm bảo dung sai và vị trí tương quan
Các kích thước cần đảm bảo dung sai cho phép.
1.1.2 Yêu cầu kỹ thuật của chi tiết
Hình 1.1 Bản vẽ chi tiết giá đỡ
Do chức năng, điều kiện làm việc của chi tiết nên có một số yêu cầu kỹ thuật như sau:
- Bề mặt A gia cụng đạt kớch thước 6±0.1mm và đạt độ nhỏm Rz = 25 àm.
- Bề mặt B gia cụng đạt kớch thước 6±0.1mm và đạt độ nhỏm Rz = 25 àm.
- Gia công hai lỗ ∅ 13 đạt khoảng cách 50±0.05 mm
- Gia cụng hai lỗ ∅ 13 đạt dung sai ±0.02 mm và độ nhỏm Ra = 0.63 àm.
- Gia công từ tâm rãnh chữ U ∅ 13 tới đỉnh đạt kích thước 13±0.05mm.
- Các góc lượn đạt R = 3 mm.
- Cỏc bề mặt cũn lại yờu cầu gia cụng đạt độ nhỏm Rz = 25 àm.
- Độ không song song của bề mặt B so với bề mặt A là 0.01 mm trên chiều dài 10 mm.
- Dung sai độ phẳng của bề mặt A và bề mặt B là 0.05 mm.
- Dung sai độ vuông góc của mặt C so với mặt A là 0.05 mm.
-Độ không đồng tâm giữa rãnh 13mm không quá 0,05mm.
- Độ lệch vị trí giữa 2 lỗ ∅13mm không quá 0.03mm.
- Độ không song song giữa mặt A và mặt B không quá 0.02 mm.
- Vật liệu để gia công chi tiết là thép C45 với thành phần hóa học như sau:
Bảng 1.1 Thành phần hóa học của thép C45 [1]
- Có độ cứng 23HRC, độ bền kéo 670 Mpa
Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết
Chi tiết mà ta cần thiết kế có tính công nghệ tương đối cao, trọng lượng sản phẩm nhỏ, kích thước trung bình.
Dung sai hợp lý cho rãnh chữ U ∅ 13 là ± 0.05 mm, thể hiện đặc tính của mối ghép trung gian Đối với hai lỗ ∅ 13 dùng để ghép nối với bàn máy, dung sai là ± 0.02 mm, đảm bảo độ chắc chắn và giảm rung lắc khi làm việc Khoảng cách giữa hai lỗ là 50 ± 0.05 mm, dung sai này nhỏ nhưng hợp lý khi kết hợp với dung sai lỗ.
Kết cấu các bề mặt đều cho phép thoát dao đơn giản, dễ dàng, không có hình thù quá phức tạp.
Các lỗ trên chi tiết có khả năng gia công trên cùng một máy và một lần gá đặt
Có khả năng sử dụng các phương pháp chế tạo phôi và gia công trên các máy hiện đại.
Gia công và lắp ráp sản phẩm trở nên dễ dàng và hiệu quả nhờ vào việc giảm thiểu số lượng mối lắp ghép Tính chất lắp lẫn cao không chỉ giúp tiết kiệm thời gian mà còn giảm thiểu lượng vật liệu sử dụng, mang lại lợi ích kinh tế cho quá trình sản xuất.
Xác định dạng sản xuất
Dạng sản xuất là khái niệm tổng hợp quan trọng, giúp xác định hợp lý các biện pháp công nghệ và tổ chức sản xuất Nó đóng vai trò quan trọng trong việc đề ra phương án sản xuất nhằm tạo ra sản phẩm đạt tiêu chí kinh tế kỹ thuật.
Trong lĩnh vực chế tạo máy, có ba hình thức sản xuất chính được phân loại: sản xuất đơn chiếc, sản xuất hàng loạt (bao gồm hàng loạt lớn, hàng loạt vừa và hàng loạt nhỏ) và sản xuất hàng khối.
Để xác định dạng sản xuất, trước tiên cần đánh giá sản lượng hàng năm và khối lượng của chi tiết gia công.
Sản lượng hàng năm được xác định theo công thức sau:
Theo kế hoạch, sản lượng N1 được đặt ra là 7000 chiếc sản phẩm mỗi năm Mỗi sản phẩm bao gồm một chi tiết (m=1) Tỷ lệ chi tiết phế phẩm trong quá trình sản xuất được xác định là 4% (α = 4%), nằm trong khoảng từ 3% đến 6% Ngoài ra, tỷ lệ chi tiết dự trữ để phòng ngừa sự cố là 6% (β = 6%), trong khoảng từ 5% đến 7%.
Khối lượng của chi tiết được tính toán thông qua phần mềm NX 1980:
Hình 1.2 Các thông số của chi tiết thông qua phần mềm NX 1980
Khối lượng chi tiết được tính toán bằng phần mềm NX là 0,176 kg
Dựa vào sản lượng hàng năm là 7,700 chi tiết và khối lượng mỗi chi tiết là 0,176 kg, ta xác định rằng đây thuộc loại hình sản xuất loạt lớn.
Bảng 1.1 Cách xác định dạng sản xuất [1]
Q: Khối lượng của chi tiết
N: Sản lượng hàng năm của chi tiết (chiếc) Đơn chiếc Zmin = RZphôi + Tphôi + phôi + phay thô
Phôi đã được gia công thô thì Ti = 0, Rz của bước thô và bước tinh là 50 m và 20 m bảng 3.69 [2]
Tổng sai lệch vị trí không gian do bước công nghệ sát trước để lại [1]: ρ thô =k ρ phôi
Trong đó: ρphôi - sai lệch không gian sau khi phay thô; k - hệ số chính xác hóa k= 0,05 [1].
Sai số gá đặt khi phay tinh mặt phẳng là: ε tinh =k ε thụ = 0.05.130 = 6.5 àm (2.8)
Bây giờ ta xác định được lượng dư nhỏ nhất theo công thức 2.1:
Zmin = RZthô + Tthô + thô + phay tinh Thay số: Zmin = 50 + 0 + 21,75 + 6,5 = 78,25 m
Từ đó ta có bảng kết quả tra và tính lượng dư: bảng 2.2 Bảng tính lượng dư
Bề mặt cần gia công: Mặt đáy Nguyên công
RZ T amax amin Zmax Zmin
ZOmax – ZOmin = 1180 – 850 = 330 m = Tphôi - Tchi tiết = 430 – 100 = 330 m. Vậy, kích thước danh nghĩa là: amax = 36,3 mm
Lượng dư cần thiết cho phôi là:
Tra lượng dư cho các bề mặt còn lại
Kích thước vật đúc lớn nhất là 76 mm, đúc trong khuôn kim loại, bảng 3.11[2].
Mặt B có lượng dư 0,5 mm.
Lượng dư cho phần mặt C là 1 mm.
Mặt D có lượng dư 1mm
Mặt E có lượng dư 1mm
- Phôi đúc xong phải đảm bảo độ cong vênh cho phép.
- Đảm bảo vị trí tương quan giữa các bề mặt.
- Đảm bảo độ bền uốn, kéo
- Phôi không có lỗ khí, độ cứng phân bố đồng đều
CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI
3.1 Xác định đường lối công nghệ
Trong sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối, quy trình công nghệ có thể áp dụng nguyên tắc phân tán hoặc tập trung nguyên công Nguyên tắc phân tán nguyên công chia quy trình thành các nguyên công đơn giản có thời gian giống nhau hoặc là bội số của nhịp sản xuất Mỗi máy sẽ thực hiện một nguyên công cụ thể và sử dụng đồ gá chuyên dùng để đảm bảo hiệu quả trong quá trình sản xuất.
Khi lựa chọn phương án gia công, cần xem xét dạng sản xuất: đối với sản xuất hàng khối, ưu tiên phương án gia công nhiều vị trí, nhiều dao và gia công song song; trong khi đó, sản xuất hàng loạt nên chọn phương án gia công cùng một vị trí, một dao và gia công tuần tự Thực tế cho thấy có thể kết hợp nhiều phương án gia công cho một dạng sản xuất nhất định Số lượng và thứ tự các bước công nghệ phụ thuộc vào dạng phôi và độ chính xác yêu cầu Khi tập trung các nguyên công, cần xem xét kết cấu chi tiết, khả năng gá nhiều dao trên máy và độ cứng vững của chi tiết Các nguyên công yêu cầu độ chính xác cao nên được tách riêng và áp dụng phương pháp gia công một vị trí, một dao và gia công tuần tự Trên dây chuyền tự động, các nguyên công được xây dựng theo nguyên tắc gia công song song hoặc tuần tự.
Chúng ta áp dụng phương pháp sản xuất loạt lớn, chọn gia công tại cùng một vị trí với một dao và thực hiện theo quy trình tuần tự Để nâng cao chuyên môn hóa và đạt năng suất tối ưu, cần kết hợp giữa phân tán và tập trung nguyên công Việc sử dụng máy vạn năng cùng với các đồ gá chuyên dụng sẽ hỗ trợ hiệu quả trong quá trình chế tạo.
3.2 Chọn phương pháp gia công
Bảng 3.1 Các phương pháp gia công các bề mặt
Các vị trí cần gia công Phương pháp gia công
Hình 3.1 Ký hiệu các bề mặt cần gia công
3.3 Lập tiến trình công nghệ
Nguyên công Phương án 1 Phương án 2
3 Phay mặt trên Phay mặt trên
5 Phay mặt ngoài thứ 2 Phay mặt ngoài thứ 2
6 Phay tinh mặt trên và mặt trong Khoan, khoét, doa lỗ ∅ 13
7 Khoan, khoét, doa lỗ ∅ 13 Phay tinh rãnh dọc ∅ 13 thứ nhất
8 Phay tinh rãnh dọc ∅ 13 thứ nhất
Phay tinh rãnh dọc ∅ 13 thứ hai
9 Phay tinh rãnh dọc ∅ 13 thứ hai
Phay tinh mặt trên và mặt trong
10 Tổng kiểm tra Tổng kiểm tra
Kết luận, chúng ta lựa chọn phương án một do đây là một trong hai tiến trình công nghệ điển hình trong ngành gia công cắt gọt kim loại Tiến trình số 1 tập trung vào việc gia công các mặt phẳng trước, sau đó mới đến các lỗ và hốc chính xác, trong khi tiến trình số 2 ưu tiên gia công từ các mặt bên ngoài vào bên trong Với yêu cầu đặc biệt về dung sai và độ nhám của chi tiết cần gia công, tiến trình số 1 đáp ứng đầy đủ các yêu cầu kỹ thuật đề ra.
3.4.2 Phay mặt A a) Sơ đồ gá đặt:
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ VÀ LỰA CHỌN CÁC CƠ CẤU CỦA ĐỒ GÁ
Xác định các cơ cấu khác của đồ gá
CÁC YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA ĐỒ GÁ
4.1 Tính sai số chế tạo cho phép
4.2 Yêu cầu kỹ thuật của đồ gá
TÍNH TOÁN SAI SỐ CHẾ TẠO CHO PHÉP VÀ ĐỀ RA CÁC YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA ĐỒ GÁ
CÁC YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA ĐỒ GÁ
4.1 Tính sai số chế tạo cho phép
4.2 Yêu cầu kỹ thuật của đồ gá
