ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

- Để đạt kích thước φ125, cấp chính xác 8, nhám bề mặt Ra=0,8 cấp 7, đây là bề mặt làm việc của chi tiết tiếp xúc mặt trong của xilanh nên cần độ chính xác và nhẵn bóng bề mặt cao, với v

PHẦN I PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG

1.1.Phân tích chi tiết gia công và điều kiện làm việc.

1.1.2 Điều kiện làm việc.

Piston làm việc trong điều kiện mài mòn cao, nhiệt lớn, chịu rung động Do vậy chi tiết cần phải đảm bảo yêu cầu sau:

- Vật liệu phải cứng để giảm ma sát, tính chống ăn mòn cao

- Chi tiết phải cố độ bền cao

- Phần chi tiết có φ125, chiều dài chi tiết là 19 có bề mặt trụ ngoài tiếp xúc với mặt trụ trong của xi lanh nên yêu cầu phải có độ nhẵn bóng cao để giảm ma sát

1.2 Phân tích yêu cầu kĩ thuật và định ra phương pháp gia công tinh lần cuối.

- Chi tiết làm bằng vật liệu đồng thanh thiếc có thành phần hóa học là:

Với:

- Để đạt kích thước φ125, cấp chính xác 8, nhám bề mặt Ra=0,8 (cấp 7), đây là bề mặt làm việc của chi tiết tiếp xúc mặt trong của xilanh nên cần độ chính xác và nhẵn bóng bề mặt cao, với vật liệu chi tiết là hợp kim đồng có độ cứng thấp và độ dẻo cao nên chọn phương pháp gia công tinh lần cuối là tiện tinh mỏng bằng dao gắn mảnh kim cương.

- Để đạt kích thước φ105, cấp chính xác 10, nhám bề mặt Ra=3,2 (cấp 5) sử dụng phương pháp gia công tinh lần cuối là tiện tinh

- Để đạt kích thước φ56 cấp chính xác 7, Ra=3,2 (cấp 5) có thể sử dụng phương pháp tiện tinh cho gia công lần cuối

- Các bề mặt lỗ có kích thước φ76, cấp chính xác 12, nhám bề mặt Ra=12,5 (cấp 3); φ62,3 có cấp chính xác 12, nhám bề mặt Ra=6,3 (cấp 4) chỉ cần tiện thô là đảm bảo

- Để đảm bảo độ không đồng tâm của lỗ so với mặt ngoài ta sử dụng mặt lỗ làm chuẩn tinh để gia công mặt trụ ngoài

- Để đảm bảo độ không vuông góc bề mặt lỗ với mặt đầu ta sử dụng mặt lỗ làm chuẩn tinh gia công mặt đầu

- Để đảm bảo độ không song song mặt trên và mặt đáy piston ta sử dụng hệ lỗ và mặt đầu để gia công mặt đầu còn lại

1.3 Đánh giá tính công nghệ trong kết cấu.

- Tính công nghệ trong kết cấu là tính chất của sản phẩm nhằm đảm bảo lượng tiêu hao kim loại là ít nhất, khối lượng gia công và lắp ráp ít nhất, giá thành chế tạo

ít nhất trong mọi điều kiện sản xuất nhất định

- Chi tiết gia công có kích thước nhỏ, hợp lý, kết cấu thuận tiện cho quá trình gia công, lắp ráp

=> Chi tiết có tính công nghệ hợp lý nên có thể gia công đạt độ chính xác yêu cầu

PHẦN II XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

2.1 Khái niệm và ý nghĩa của việc xác định dạng sản xuất.

2.1.1 Khái niệm.

- Dạng sản xuất là khái niệm kinh tế, kĩ thuật tổng hợp phản ánh mối quan hệ qua lại giữa các đặc trưng về kỹ thuật, công nghệ của nhà máy với các hình thức tổ chức sản xuất, hạch toán kinh tế được sử dụng trong quá trình đó nhằm tạo ra các sản phẩm đảm bảo các chỉ tiêu kinh tế - kĩ thuật

- Đặc trưng của dạng sản xuất là sản lượng hàng năm, tính ổn định của sản phẩm, tính lặp lại của sản xuất và mức độ chuyên môn hóa

- Có nhiều quan điểm phân loại dạng sản xuất nhưng trong thực tế người ta chia làm 3 loại hình chính:

+ Dạng sản xuất đơn chiếc, loạt nhỏ

+ Dạng sản xuất loạt vừa

+ Dạng sản xuất loạt lớn hàng khối

- Xác định dạng sản xuất là một yếu tố quan trọng trong việc thiết kế quy trình công nghệ vì từ đó ta có thể biết được các điều kiện cho phép về vốn đầu tư, trang thiết bị, nhân lực để tổ chức sản xuất có hiệu quả cao nhất

- Có nhiều cách để xác định dạng sản xuất:

+ Xác định theo hệ số chuyên môn hóa

+ Xác định theo trọng lượng sản phẩm

+ Xác định theo sản lượng hàng năm và trọng lượng sản phẩm

Ở đây ta sẽ sử dụng cách xác định theo sản lượng hàng năm và trọng lượng sản phẩm

2.1.2 Ý nghĩa.

Từ dạng sản xuất ta xác định được: + Trang thiết bi công nghệ

+ Phương pháp gia công

)

100 1

)(

100 1

(

Trong đó:

+ N – sản lượng cơ khí cần chế tạo ( chiếc/năm)

+ N1 – số sản phẩm được sản xuất trong năm, N1=35000 (chiếc/năm)

+ m – số chi tiết trong cùng một sản phẩm, m=1

+ α – số phần trăm dự phòng hư hỏng do chế tạo chi tiết

+ β – số phần trăm dự phòng hư hỏng do mất mát, vận chuyển, bảo quản

Lấy α=5 , β=3 Thay vào công thức ta có:

37852 )

100

3 1 )(

100

5 1 ( 1 35000

) 100 1

).(

100 1

(

1

= +

+

=

+ +

N

(chiếc/năm)

2.2.2 Tính khối lượng gia công của chi tiết.

Trọng lượng của chi tiết được xác định: Q= V.γ (kg)

Trong đó: + Q – trọng lượng của chi tiết (kg)

+ V – thể tích của chi tiết (dm3)

+ γ – khối lượng riêng của vật liệu chi tiết, với đồng γd=8,72 (kg/dm3)

1,5?45

Ø105 Ø76

Ø62,3

Ø125 Ø56

V

V

V V V

V V 1

125 19 233165,08 ( )

4

3 2

4

3 2

764

82(

564

59(3

45 , 5193 53

, 8620 43

, 12193 58

, 104338 08

, 14712 28

, 164521 08

, 233165

3 3

7 6 5 4 3 2 1

dm mm

V V V V V V V

PHẦN III CHỌN PHÔI VÀ PHƯƠNG PHÁP

CHẾ TẠO PHÔI

3.1 Cơ sở chọn phôi.

Hai yêu cầu cơ bản của việc chọn phôi là:

+ Đáp ứng được yêu cầu kĩ thuật của sản phẩm

+ Đảm bảo chi phí phôi là nhỏ nhất góp phần giảm chi phí sản xuất

Ta cần dựa vào yêu cầu kĩ thuật, hình dạng, kích thước của chi tiết, dạng sản xuất và cơ sở vật chất - kĩ thuật của sản xuất để chọn phôi và phương pháp chế tạo phôi

3.2 Chọn phôi và phương pháp chế tạo phôi.

Ỹ nghĩa: Việc chọn vật liệu phôi, phương pháp tạo phôi và gia công chuẩn bị phôi hợp lí không những góp phần đảm bảo yêu cầu kĩ thuật của chi tiết mà còn giảm chi phí, góp phần nâng cao hiệu quả kinh tế - kĩ thuật của quá trình sản xuất

3.2.1 Chọn phôi.

- Vật liệu chi tiết: đồng thanh thiếc có cơ tính tương đối cao, tính công nghệ tốt,

ma sát nhỏ, dẫn điện và nhiệt cao, ổn định hóa học tốt

- Kết cấu chi tiết: chi tiết có kết cấu đơn giản nên có thể tạo hình bằng các phương pháp như đúc, rèn hay dập

- Điều kiện làm việc: ma sát mài mòn lớn nên phôi phải có cơ tính tốt

- Dạng sản xuất là hàng khối nên cần chọn phương pháp đảm bảo được năng suất Như vậy phôi phải có cơ tính đồng đều nên ta chọn phôi dập

3.2.2 Chọn phương pháp chế tạo phôi.

Với phương pháp dập thể tích sẽ đạt được các yêu cầu sau:

- Vật dập có độ chính xác và độ bóng bề mặt cao

- Vật dập có cơ tính đồng đều

- Tiết kiệm kim loại.

- Năng suất lao động cao, dễ cơ khí hóa nên thích hợp với dạng sản xuất hàng khối

Các phương pháp dập:

+, Dập nóng: Phôi được nung nóng tới nhiệt độ rèn dập.

+ Ưu điểm: Phương pháp này được sử dụng rộng rãi vì kim loại dẻo, biến dạng dễ dàng, điền đầy khuôn dập tốt, yêu cầu công suất thiết bị không quá cao, thiết bị và khuôn dập ít mài mòn

+ Nhược điểm: Đòi hỏi khuôn dập phải chịu nhiệt tốt, chất lượng bề mặt và

độ chính xác vật dập hạn chế

+ Áp dụng: Phương pháp này thường dùng để dập thô hoặc dập sơ bộ trước khi dập nguội để chế tạo các vật dập yêu cầu độ bóng bề mặt cao và độ chính xác kích thước không cao

+, Dập nguội: Phôi chỉ được nung đến nhiệt độ vừa phải hoặc không cần nung

nóng

+ Ưu điểm: Vật dập có độ bóng bề mặt tốt, độ chính xác kích thước cao + Nhược điểm: Sự biến dạng kim loại khó khăn, khả năng điền đầy khuôn dập kém, đòi hỏi công suất thiết bị lớn, khuôn chóng mòn và xuất hiện ứng suất dư trong kim loại

+ Áp dụng: Phương pháp này dùng

cho những nguyên công tinh xác, sửa đúng

vào lần cuối cùng trước khi ra thành phẩm

Như vậy ta chọn phương pháp dập

PHẦN IV THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

4.1 Phân tích việc chọn chuẩn định vị.

4.1.1 Vấn đề chuẩn định vị khi gia công.

- Định nghĩa: Chuẩn là một tập hợp đường, điểm, bề mặt của chi tiết được dùng làm căn cứ để xác định vị trí của một tập hợp đường, điểm, bề mặt khác của chi tiết

đó hay của các chi tiết khác trong cùng một mối quan hệ lắp ráp nhất định

- Yêu cầu khi chọn chuẩn:

1 Bảo đảm chất lượng của sản phẩm ổn định trong suốt quá trình gia công

2 Nâng cao năng suất, giá thành hạ

- Lời khuyên khi chọn chuẩn:

1 Chọn chuẩn phải tuân thủ nguyên tắc 6 điểm khi định vị để khống chế hết

số bậc tự do cần thiết một cách hợp lý nhất Tuyệt đối tránh hiện tượng thiếu và siêu định vị và trong một số trường hợp là thừa định vị là không cần thiết

2 Chọn chuẩn sao cho lực cắt, lực kẹp không làm chi tiết, đồ gá bị biến dạng, cong vênh, đồng thời lực kẹp phải nhỏ để giảm nhẹ sức lao động cho công nhân

3 Chọn chuẩn sao cho kết cấu đồ gá đơn giản, gọn nhẹ, sử dụng thuận lợi và thích hợp cho từng loại hình sản xuất nhất định

4.1.2 Chọn chuẩn tinh.

- Yêu cầu khi chọn chuẩn tinh:

1 Bảo đảm độ chính xác về vị trí tương quan giữa các mặt gia công với nhau

2 Phân bố đủ lượng dư cho các bề mặt sẽ gia công

- Lời khuyên khi chọn chuẩn tinh:

1 Cố gắng chọn chuẩn tinh là chuẩn tinh chính

2 Chọn chuẩn sao cho tính trùng chuẩn càng cao càng tốt

3 Cố gắng chọn chuẩn tinh là chuẩn tinh thống nhất

- Các phương án chọn chuẩn tinh:

1.Phương án 1 Định vị vào mặt lỗ φ76 và mặt đầu trong đó mặt

lỗ khống chế 2 BTD và mặt đầu khống chế 3 BTD

- Ưu điểm:

+ Kết cấu đồ gá đơn giản

+ Đảm bảo độ chính xác tương quan giữa các bề mặt, đảm bảo độ

đồng tâm mặt trụ trong và mặt trụ ngoài, độ vuông góc mặt đầu

và đường tâm lỗ, độ song song giữa các bề mặt

2.Phương án 2 Định vị vào mặt đầu và mặt ngoài trong đó mặt

đầu khống chế 3 BTD và mặt ngoài khống chế

2BTD

- Ưu điểm:

+ Độ cứng vững cao

+ Kết cấu đồ gá đơn giản

+ Gia công được nhiều bề mặt trên cùng một lần

gá nên đảm bảo độ chính xác tương quan của nhiều

+ Đảm bảo độ chính xác tương quan cao giữa các bề mặt

+ Phù hợp với yêu cầu chọn chuẩn tinh

- Nhược điểm: Độ cứng vững không cao

=> Chọn chuẩn tinh là phương án 2

4.1.3 Chọn chuẩn thô.

- Yêu cầu khi chọn chuẩn thô:

1 Đảm bảo độ chính xác về vị trí tương quan giữa các bề mặt không gia công với các bề mặt gia công

2 Phân phối đủ lượng dư cho các bề mặt sẽ gia công

- Lời khuyên khi chọn chuẩn thô:

1 Theo một phương kích thước nhất định, nếu trên chi tiết gia công có một bề mặt không gia công thì nên chọn bề mặt đó làm chuẩn thô

2 Theo một phương kích thước nhất định, nếu trên chi tiết gia công có hai hay nhiều bề mặt không gia công thì nên chọn bề mặt nào yêu cầu độ chính xác về

vị trí tương quan so với bề mặt gia công là cao nhất là chuẩn thô

3 Theo một phương kích thước nhất định, nếu trên chi tiết gia công có tất cả các bề mặt đều gia công thì nên chọn bề mặt nào yêu cầu lượng dư nhỏ và đồng đều nhất làm chuẩn thô

4 Nếu có nhiều bề mặt đủ tiêu chuẩn làm chuẩn thô thì chọn bề mặt bằng phẳng trơn tru nhất làm chuẩn thô

5 Ứng với một bậc tự do cần thiết thì chuẩn thô chỉ được chọn và sử dụng không quá một lần trong cả quá trình gia công Nếu vi phạm lời khuyên này thì gọi

là phạm chuẩn thô, khi đó sẽ làm cho sai số về vị trí tương quan giữa các bề mặt là rất lớn

- Các phương án chọn chuẩn thô Căn cứ theo phương án chuẩn

tinh thứ nhất(mặt lỗ φ76 và mặt đầu C) ta có các phương án chọn

chuẩn thô như sau:

1.Phương án 1 Định vị vào mặt lỗ φ76 và mặt đầu

- Ưu điểm: +Độ cứng vững cao

+Đảm bảo độ chính xác tương quan giữa mặt trụ và mặt

lỗ, độ song song các mặt đầu

+ Thỏa mãn yêu cầu và lời khuyên khi chọn chuẩn thô.

2 Phương án 2 Định vị vào mặt đầu và mặt ngoài

1 Tiện thô mặt đầu A, φ125, φ56 1K62

2 Tiện thô mặt đầu B và C, φ105, φ76, φ62,3 1K62

3 Tiện tinh φ62,3, mặt đầu B và C, vát mép 3x450

PHẦN V LƯỢNG DƯ GIA CÔNG

5.1 Các phương pháp tra lượng dư gia công.

5.1.1 Khái niệm.

- Lượng dư gia công cơ là lượng kim loại được hớt đi trong suốt quá trình gia công để biến từ phôi thành chi tiết hoàn thiện Xác định lương dư gia công hợp lí

có ý nghĩa lớn về kinh tế - kĩ thuật

- Nếu lượng dư gia công quá lớn:

+ Tốn vật liệu, làm cho hệ số sử dụng vật liệu giảm

+ Tăng khối lượng lao động

+ Tốn năng lượng điện

+ Tăng chi phí dụng cụ cắt

+ Tăng chi phí về máy, vận chuyển, v.v…

+ Gia công trên các máy điều chỉnh sẵn, tăng biến dạng đàn hồi của hệ thống công nghệ, làm giảm độ chính xác gia công

+ Giá thành sản phẩm tăng

- Nếu lượng dư gia công quá nhỏ:

+ Lượng dư không đủ để hớt đi sai lệch của phôi

+ Lượng dư quá nhỏ sẽ xảy ra hiện tượng trượt giữa dao và chi tiết, dao mòn nhanh, bề mặt gia công không bóng

+ Tăng phế phẩm và giá thành của sản phẩm

5.1.2 Các phương pháp xác định lượng dư.

1 Phương pháp tính toán – phân tích

- Căn cứ vào từng điều kiện gia công cụ thể để xác định lượng dư

- Ưu điểm: Lượng dư gia công được tính theo từng phương pháp gia công cụ thể nên lượng dư đảm bảo hợp lý nhất

- Nhược điểm: Đòi hỏi phải tính toán phân tích tỉ mỉ, tốn thời gian, phù hợp với dạng sản xuất hành khối loạt lớn, khi gia công vật liệu quý hiếm, đắt tiền, vật liệu khó gia công.

2 Phương pháp thống kê kinh - nghiệm

- Lượng dư gia công được xác định theo kinh nghiệm và tra trong các sổ tay công nghệ

- Ưu điểm: Thực hiện đơn giản, nhanh chóng

- Nhược điểm: Lượng dư gia công thường lớn hơn giá trị cần thiết

Phương pháp này được sử dụng phổ biến trong sản xuất, vì vậy ta sử dụng phương pháp thống kê kinh nghiệm để tra lượng dư cho các bề mặt gia công

5.2 Tra lượng dư cho các nguyên công.

( Ø60.7 -0.4+0.9 )

( Ø54.4 +0.9-0.4 ) ( Ø126.6 +1.0-0.4 )

PHẦN VI TÍNH CHẾ ĐỘ CẮT CHO CÁC NGUYÊN CÔNG

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 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 lí là một trong những biện pháp nâng cao năng suất cắt và tăng chất lượng bề mặt gia công

Có nhiều phương pháp để tính chế độ cắt nhưng trong thực tế sản xuất người ta thường dùng phương pháp tra bảng theo kinh nghiệm

Tham khảo sổ tay công nghệ chế tạo máy, tra bảng và tính toán ta có bảng thông số của chế độ cắt như sau:

6.1 Nguyên công I.

1 Bước 1: Tiện thô mặt đầu A.

- Dao tiện: Tham khảo [6] (trang 261)dùng dao tiện ngoài đầu thẳng φ=450, gắn mảnh thép gió P18, tiết diện chữ nhật 16x25

K1 – hệ số phụ thuộc vào chu kì tuổi bền của dao, K1=1

K2 – hệ số điều chỉnh phụ thuộc góc nghiêng chính, K2=1

K3 – hệ số điều chỉnh phụ thuộc bề mặt phôi, K3=1

K4 – hệ số điều chỉnh phụ thuộc tỉ số đường kính khi khỏa mặt đầu, K4=1

K5 – hệ số điều chỉnh phụ thuộc mác hợp kim đồng, K5=0,75

=>Vt=72.1.1.1.1.0,75=54 (m/ph)

125

54.10001000

ph vg D

v

ππ

Theo bảng 5[4] (trang198) chọn nm=160 (vg/ph)

=> Vận tốc cắt thực tế: 62,8( / )

1000

160.125.14,31000

8,62.5160.102

KW V

P

N = z t = = < Nm=10 kW

- Thời gian gia công thô : 0,19( ) 11,4( )

160.25,1

32

56125

1

s ph

n S

L L T

2 Bước 2: Tiện thô mặt ngoài φ125

- Dao tiện: dùng dao vai φ=450, gắn mảnh thép gió tiết diện chữ nhật 16x25

Vb- vận tốc cắt tra bảng, Vb=59 (m/ph).

K1 – hệ số phụ thuộc vào chu kì tuổi bền của dao, K1=1

K2 – hệ số điều chỉnh phụ thuộc góc nghiêng chính, K2=1

K3 – hệ số điều chỉnh phụ thuộc bề mặt phôi, K3=1

K4 – hệ số điều chỉnh phụ thuộc mác hợp kim đồng, K4=0,75

=>Vt=59.1.1.1.1.0,75=44,25 (m/ph)

125.14,3

25,44.10001000

ph vg D

49.4,4160.102

KW V

P

- Thời gian gia công thô : 0,1216( ) 7,3( )

125.25,1

316

1

s ph

n S

L L T

M

3 Bước 3: Tiện thô mặt lỗ φ56

- Dao tiện: dùng dao tiện lỗ, gắn mảnh thép gió tiết diện chữ nhật 10x16

- Chiều sâu cắt t=0.7 mm

- Lượng chạy dao: Tra bảng 5-61 [3] (trang 53) ta có S0=0,2-0,3 (mm/vg) Chọn

Sm=0,2 (mm/vg)