Nước ta đang trên con đường công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nước theo đường lối xây dựng chủ nghĩa xã hội Đảng ta đã đồng thời đề ra 3 cuộc cách mạng KHKT là then chốt tạo ra của cải cho xã hội .
Trang 1NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
Trang 2
Trang 3
MỤC LỤC
Phần I : Phân tích tính công nghệ của chi tiết
Phần II: Xác định dạng sản xuất
Phần III: Xác định loại phôi và phương pháp chế tạo phôi
Phần III.1 : Phương án tạo phôi
Phần III.2 : Gia công chuẩn bị phôi
Phần IV: Lập quy trình công nghệ gia công Piston vòi phun bơm
Phần IV.1 : Đường lối công nghệ
Phần IV.2 : Phương án gia công
Phần IV.3 : Thứ tự các nguyên công
Phần V: Tính lượng dư cho các bề mặt gia công
Phần VI : Tính toán chế độ cắt cho các nguyên công
Phần VII : Tính thời gian gia công cơ bản cho các nguyên công
Phần VIII : Tính toán thiết kế đồ gá cho nguyên công gia công lỗ
Phần IX : Kết luận chung
Trang 4TÀI LIỆU THAM KHẢO
1 Công nghệ chế tạo máy < Tập 1-2>
2 Đồ gá < Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật - Đặng Vũ Giao>
3 Nguyên lý cắt kim loại <Trường ĐHBK Hà Nội>
4 Sổ tay công nghệ chế tạo máy <Tập 1-2-3>Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật
5 Sổ tay thiết kế công nghệ chế tạo máy <Tập 1-2>Trường ĐHBK Hà Nội
6 Tính và thiết kế đồ gá < Đặng Vũ Giao>
7 Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy < Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật >
8 Công nghệ vật liệu cơ bản trong ngành cơ khí < Trường ĐHBK Hà Nội.>
9 Dung sai và chuỗi kích thước trong thiết kế <Nhà xuất bản KH & KT >
10 Chế độ cắt gia công cơ khí < Trường ĐHSPKT TPHCM>
11 Sổ tay và Atlas đồ gá < Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật – Trần Văn Địch>
Trang 5LỜI NÓI ĐẦU
Nước ta đang trên con đường công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nước theo đường lối xây dựng chủ nghĩa xã hội Đảng ta đã đồng thời đề ra 3 cuộc cách mạng KHKT là then chốt tạo ra của cải cho xã hội Do đó phải ưu tiên công nghiệp nặng một cách hợp lý
Trước tình hình và yêu cầu cấp thiết đó việc phát triển công nghiệp chế tạo máy đóng vai trò hết sức quan trọng đối với việc phát triển nền kinh tế quốc dân , song song với việc phát triển ngành chế tạo máy đòi hỏi phải có đội ngũ cán bộ công nhân kỹ thuật lành nghề Để đáp ứng nhu cầu của sự phát triển đó Hiện nay em là một sinh viên đã và đang trang bị kiến thức về mặt lý luận , về kỹ thuật cơ sở và đặc biệt là kiến thức chuyên môn , tay nghề để sau này ra trường với vốn kiến thức được trang bị em có thể góp một phần nhỏ bé của mình làm giàu cho đất nước
Vừa rồi em đã được giao đề tài : Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết
<< Piston Vòi phun bơm Cao áp Diezel D12 >> Mục đích của đề tài này nhằm kiểm tra đánh giá việc vận dụng kiến thức khoa học kỹ thuật vào thực tế sản xuất đã được tiếp thu trong quá trình học tập trong trường ĐHSPKT HƯNG YÊN , so sánh qua lý thuyết và thực tế sản xuất và đặc biệt là rèn luyện kỹ năng nghề cho em
Sau khi nhận đề tài với sự giúp đỡ chỉ đạo tận tình của thầy giáo hướng dẫn , các thầy cô giáo trong khoa , các bạn cùng lớp và sự nỗ lực cố gắng của bản thân em
đã làm việc một cách nghiêm túc cùng với sự tìm tòi nghiên cứu cho đến nay đề tài của em đã được hoàn thành
Trong quá trình thực hiện mặc dù đã cố gắng hết sức nhưng do trình độ còn hạn chế cùng những kinh nghiệm còn ít nên không tránh khỏi những sai sót.
Vậy em kính mong sự chỉ bảo giúp đỡ của các thầy cô để đề tài của em được hoàn thiện hơn
Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô đã giúp đỡ em hoàn thiện đề tài này.
Trường ĐHSPKT Hưng Yên Ngày 28 Tháng 12 Năm 2004
Sinh Viên : Nguyễn Văn Bính
Trang 6Phần I: PHÂN TÍCH TÍNH CÔNG NGHỆ
Tính công nghệ của một sản phẩm hay của một chi tiết là đảm bảo những yêucầu và công nghệ chế tạo sản phẩm đó Tận dụng được nguyên liệu, hợp lý hoá kếtcấu sao cho chi tiết dễ tháo lắp, tận dụng được thời gian gia công và thời gian lắpráp.Vật liệu trong quá trình gia công là ít nhất, sử dụng được các phương pháp giacông tiên tiến để nâng cao được chất lượng và hạ giá thành sản phẩm
Chi tiết cần chế tạo là Piston Vòi phun bơm cao áp Diezel D12 Vật liệu đểchế tạo là Thép 45 nên chi tiết có thể dễ dàng gia công trên các loại máy vạn năngbằng các loại dao thông thường
Từ bản vẽ của Piston ta có thể thấy phần làm việc chính của Piston chủ yếu làphần 10,5 ,độ dài là 7,3 mm Độ nhẵn bề mặt theo yêu cầu là Rz 3,2 tương ứng vớicấp độ nhẵn là 8 Để có thể đạt được độ nhẵn này thì ở bước gia công cuối cùng taphải dùng phương pháp mài tinh lại các bề mặt.Trên phần làm việc này còn có một lỗ
4, yêu cầu kỹ thuật gia công đạt cấp chính xác là 5 Như vậy ta có thể khoan rồi doatinh để đạt cấp chính xác này.Góc nghiêng của lỗ so với lỗ 3 là 40 nên ta cần giacông sau khi đã gia công được lỗ 3 rồi phân độ để gia công lỗ 4 Lỗ 3 này sẽđược gia công sau khi phay một rãnh vuông nghiêng 450,yêu cầu về độ vuông gócgiữa mặt A & B ¿ 0,03 mm nên trong nguyên công chuẩn bị phôi ,trước khi khỏamặt đầu phải tiện đi một lớp mỏng để khử các mấp mô ở bề mặt trụ thì khi gia côngmặt đầu có thể giảm được sai số gây ra do hình dáng hình học của phôi và đạt độvuông góc như yêu cầu kỹ thuật
Trên Piston có đoạn trụ dài 9 mm , một rãnh dài 1,5 mm và các đoạn trụ 8,5 cóthể tiện dễ dàng trên máy tiện vạn năng
Trang 7Vì điều kiện làm việc của Piston đòi hỏi phải có độ cứng để Piston không bị congvênh , mòn trong quá trình làm việc nên cần phải nhiệt luyện trước khi mài đạt kíchthước
Trang 8Phần II : XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT
Xác định dạng sản xuất là khái niệm đặc trưng có tính chất tổng hợp giúp cho việcxác định hợp lý đường lối công nghệ và tổ chức sản xuất để chế tạo sản phẩm đạt chitiêu kinh tế kỹ thuật
- Để xác định dạng sản xuất ta căn cứ vào hai thông số chính là :
+ Khối lượng chi tiết
+ Số lượng được sản xuất trong một năm
II.1 Xác định khối lượng chi tiết
Để tính được khối lượng chi tiết ta cần phải xác định được thể tích của chi tiết
Ta chia chi tiết thành các phần như sau:
Thể tích của chi tiết là:
Trang 9Với V : Thể tích của chi tiết
: Khối lượng riêng của vật liệu làm chi tiết
m : Khối lượng của chi tiết
Trang 10Theo phân công :Sản lượng hàng năm là N = 2000 chiếc/năm
Khối lượng chi tiết là m = 0,025 Kg < 4 Kg
Dạng sản xuất là loạt vừa.
Phần III : PHƯƠNG ÁN CHẾ TẠO PHÔI III.1 Phương án chế tạo phôi
Phôi được xác định theo kết cấu của chi tiết ,vật liệu , dạng sản xuất và điều kiện
cụ thể của từng nhà máy, xí nghiệp , địa phương Có nhiều phương pháp chế tạo phôikhác nhau như : Đúc , dập , rèn , cán
Đúc được dùng chế tạo phôi cho các loại chi tiết như : Gối đỡ , các chi tiết dạng hộp, các loại càng phức tạp ,các loại trục chữ thập Vật liệu thường dùng cho phôi đúc làgang , thép, đồng , nhôm và một số loại hợp kim khác Đúc được thực hiện trong cáckhuôn cát , khuôn kim loại , trong khuôn vỏ mỏng hoặc các phương pháp đúc ly tâm ,đúc áp lực , đúc theo mẫu chảy Tuỳ theo dạng sản xuất , vật liệu , hình dáng và khốilượng chi tiết mà chọn các phương pháp đúc hợp lý
Dập dùng để chế tạo phôi cho các loại chi tiết như : Trục răng côn , trục răngthẳng ,các loại bánh răng khác, các chi tiết dạng càng ,trục khuỷu Các chi tiết đượcdập trên máy dập nằm ngang hoặc máy dập đứng Đối với các loại chi tiết đơn giảnthì dập sẽ không có ba via còn chi tiết phức tạp có ba via ( khoảng 0,5 ->1% trọnglượng của phôi )
Trang 11Rèn : Trong sản xuất đơn chiếc và hang loạt nhỏ, người ta thay phôi bằng phôi rèn
tự do Ưu điểm chính của phôi rèn tự do là giá thành hạ do không phải chế tạo khuôndập
Cán : Phôi cán hay phôi thép thanh dùng để chế tạo các loại chi tiết như con lăn ,chi tiết kẹp chặt , các loại trục , xi lanh, Piston , bạc ,bánh răng có đường kính nhỏ Trong sản xuất hàng loạt vừa, loạt lớn và hàng khối thì dung sai của phôi thép có thểđạt được theo bảng 3 < Thiết kế đồ án CNCTM >
Trong thực tế , chi tiết được chế tạo là Piston vòi phun bơm ,dạng sản xuất là loạtvừa, khối lượng chi tiết nhỏ ,điều kiện sản xuất thuận lợi Dựa vào việc phân tích cácphương án chế tạo và điều kiện thực tế ta chọn phương pháp gia công chế tạo phôi làphôi cán
III-2 Gia công chuẩn bị phôi:
Do dạng sản xuất là sản xuất hàng loạt vừa nên việc gia công chuẩn bị phôi làviệc đầu tiên của quá trình gia công cơ , cần chuẩn bị phôi vì : vì phôi được chế tạo ra
có bề mặt xấu so với yêu cầu như xù xì rỗ nứt Tình trạng đó làm cho dụng cụ cắtnhanh bị mòn , nhanh hỏng , chế độ cắt khi gia công bị hạn chế nhiều , đồng thời dễsinh ra va đập , rung động làm giảm nhanh độ chính xác của các thiết bị , máy móc sailệch hình dáng hình học của phôi lớn do tính in dập khi gia công để đạt yêu cầu củachi tiết cần phải cắt nhiều lần và bằng nhiều dao làm cho thời gian công kéo dài chiphí lớn Do đó để khắc phục ta phải tiến hành gia công chuẩn bị phôi
Gia công chuẩn bị phôi thường là làm sạch phôi , gia công bóc vỏ Tuỳ thuộc vàodạng phôi yêu cầu cần đạt của chi tiết gia công mà dùng nguyên công gia công chuẩn
bị phôi thích hợp nhất , không nhất thiết phải qua các công việc nói trên Trongtrường hợp phôi dùng để gia công thành chi tiết là Piston nên ta cần phải gia công bóc
vỏ trước khi gia công tạo các bề mặt
Phần IV : THIẾT KẾ NGUYÊN CÔNG
Phần IV.1 Đường lối công nghệ
Do dạng sản xuất là hang loạt vừa do đó việc lập quy trình công nghệ cho chi tiết “Piston vòi phun bơm” hợp lý có ý nghĩa quan trọng Nó ảnh hưởng tới năng xuất laođộng và chất lượng sản phẩm
Thực tế quy trình công nghệ được xây dựng trên nguyên công hay một sốnguyên công trong trường hợp có nhiều dao hoặc trên máy có phạm vi rộng tức là quytrình công nghệ được phân ra nhiều nguyên công đơn giản , ít bước công nghệ Trong
Trang 12một số nguyên công dùng máy vạn năng kết hợp với một số thiết bị chuyên dùng hoặcchuyên dùng đơn giản để chế tạo
Nguyên tắc khi thiết kế thi công là phải đảm bảo năng xuất lao động và độchính xác yêu cầu Năng xuất và độ chính xác phụ thuộc vào chế độ cắt , các bướcgia công thứ tự các bước công nghệ Vì vậy ta phải dựa vào dạng sản xuất , đường lốicông nghệ để chọn sơ đồ nguyên công cho phù hợp với dạng sản xuất đó thì gia côngtập chung cho một vị trí hay một vài vị trí sử dụng đồ gá vạn năng kết hợp , cácnguyên công còn lại với dạng sản xuất hàng loạt vừa ta phải dựa trên nguyên tắc phântán nguyên công có thể gia công trên nhiều vị trí và dùng đồ gá chuyên dùng và một
số nguyên công nào đó có thể gia công làm nhiều bước
Với dạng sản xuất hàng loạt vừa và hàng khối các nguyên công được tách ra vàgia công có ở nhiều vị trí khác nhau và có thể gia công bằng nhiều dao hoặc bằngnhiều tổ hợp dao Chi phí cho các dụng cụ là các cơ sở sau đây
- Kết cấu hình dáng kích thước của chi tiết
- Vật liệu và đặc tính vật liệu của chi tiết mà thiết kế đòi hỏi
- Sản lượng của chi tiết hoặc dạng sản xuất
- Hoàn cảnh và khả năng cụ thể của xí nghiệp
- Khả năng đạt được độ chính xác và yêu cầu kỹ thuật của phương pháp
tạo phôi
IV.2 Trình tự các nguyên công
Phương án 1 :
Nguyên công 1 : Tiện khỏa mặt đầu
Nguyên công 2 : Tiện các mặt trụ ứ 8 và ứ 8,5
Nguyên công 3 : Đảo đầu chi tiết ,tiện mặt trụ ứ 10,5 và mặt côn
Nguyên công 4 : Phay rãnh rộng 4mm trên mặt trụ ứ 8,5
Nguyên công 5 : Gia công 2 lỗ ứ 3 và ứ 4
Nguyên công 6 : Nhiệt luyện
Nguyên công 7 : Mài tinh lại các mặt trụ
Phương án 2:
Nguyên công 1 : Tiện khoả mặt đầu
Nguyên công 2 : Tiện các mặt trụ
Nguyên công 3 : Khoan 2 lỗ ứ 3 và ứ 4
Nguyên công 4 : Phay rãnh trên mặt trụ ứ 8,5
Nguyên công 5 : Nhiệt luyện
Nguyên công 6 : Mài tinh lại các mặt trụ
Trang 13Sau khi đã nghiên cứu kỹ nguyên lý làm việc cùng với hình dáng vật thật chi tiết
ta tiến hành phân chia các bề mặt gia công và chọn phương pháp gia công hợp lý.Sosánh các phương pháp trên để đạt độ chính xác về kích thước cũng như độ nhẵn bóng
bề mặt để đảm bảo điều kiện làm việc của chi tiết ta chọn Phương án 1 để gia công vìchọn chuẩn đơn giản , kết cấu đồ gá không quá phức tạp có thể gia công một cách dễdàng
Trang 14IV.3 Các nguyên công
* NGUYÊN CÔNG I : Khoả mặt đầu và khoan lỗ tâm
- Định vị và kẹp chặt : Trên mâm cặp 3 vấu , khống chế 4 bậc tự do
( tịnh tiến và quay quanh Ox, Oz)
- Máy tiện : T616
- Dao : Dao đầu cong có gắn hợp kim T15K6 hoặc BK8
Mũi khoan ruột gà ứ 3, dao vát lỗ (vật liệu P9)
- Các bước gia công :
+ Bước 1 : Tiện khoả một đầu
+ Bước 2 : Quay đầu phôi tiện mặt còn lại làm mặt B
+ Bước 3 : Khoan lỗ tâm ứ 3 đạt độ vuông góc với mặt B
- Dụng cụ đo , kiểm tra : Thước lá ,thước cặp
Trang 15
*NGUYÊN CÔNG II : Tiện các mặt trụ ứ 8,5 và ứ 8
- Định vị : Dùng 2 mũi tâm định vị để khống chế 5 bậc tự do (3 bậc tịnh tiến theoOx,Oy,Oz , 2 bậc quay quanh Ox ,Oz ) có kẹp tốc để truyền chuyển động từ trụcchính Mũi tâm ở mâm cặp là mũi tâm tự lựa
- Máy tiện :T616
- Dao : Dao vai (có gắn hợp kim T15K6 hoặc BK8)
Dao cắt rãnh (vật liệu P9 )
- Các bước gia công :
+ Bước 1 :Tiện đoạn trụ ứ 8,5 dài 38 mm
+ Bước 2 :Tiện cắt rãnh 2 đoạn ứ 8
- Dụng cụ đo , kiểm tra :Thước cặp , Panme
Trang 16*NGUYÊN CÔNG III : Quay đầu , tiện trụ ứ 10,5 và tiện côn
- Định vị , máy như nguyên công II
- Dao : Dao vai , dao cắt rãnh ,dao tiện côn
- Các bước gia công :
+ Bước 1 : Tiện đoạn trụ ứ 10,5 đạt kích thước 55,5
+ Bước 2 : Tiện đoạn trụ ứ 5 trên độ dài còn lại
+ Bước 3 : Tiện đoạn côn dài 1,2 mm
- Dụng cụ đo , kiểm tra :
Thước cặp ,Panme
Trang 17* NGUYÊN CÔNG IV : Phay rãnh vuông rộng 4 mm
- Định vị : Dùng 2 mũi tâm giống như Nguyên công II
, kẹp tốc được kẹp chặt để khống chế tất cả 6 bậc tự do
- Máy : Máy phay đứng F 250 x 900
- Dao : Dùng dao phay ngón ( vật liệu thép P9 )
- Các bước gia công :
+Bước 1 : Phay thô
+Bước 2 : Phay tinh
- Dụng cụ đo , kiểm tra :
Panme , Thước cặp
Trang 18
* NGUYÊN CÔNG V : Gia công lỗ ứ 3 và ứ 4
- Định vị : Như nguyên công IV
- Máy : Khoan K125
- Dao : Mũi khoan ruột gà
Mũi doa
Mũi vát mép
Vật liệu làm dao đều là P9
- Các bước gia công : + Bước 1 : Khoan lỗ ứ 3 + Bước 2 : Doa lỗ ứ 3 + Bước 3 : Xoay đầu phân độ và khoan lỗ ứ 4 + Bước 4 : Vát mép + Bước 5 : Doa lỗ ứ 4 - Dụng cụ đo , kiểm tra : Panme đo lỗ , calip đo trong
* NGUYÊN CÔNG VI : Nhiệt luyện
Trang 19* NGUYÊN CÔNG VII : Mài lại các mặt trụ
- Định vị : Như với nguyên công IV
- Máy : Máy mài vô tâm
- Dao : Đá mài trụ ngoài
- Các bước gia công
+ Bước 1 : Mài thô các trụ ứ 8,5
+ Bước 2 : Mài tinh các trụ ứ 8,5
+ Bước 3 : Quay đầu phôi
Mài thô trụ ứ 10,5 và ứ 8
+ Bước 4 : Mài tinh các trụ ứ 10,5 và ứ 8
- Dụng cụ đo kiểm tra : Panme
Trang 20
Phần V:TÍNH TOÁN LƯỢNG DƯ GIA CÔNG
Việc tính toán lượng dư gia công cho chi tiết là công việc quan trọng và cần thiết làm
cơ sở sau này cho công việc chế tạo phôi , nếu xác định lượng dư gia công không hợp
lý sẽ gây cho công việc sau này có ảnh hưởng tới kinh tế cho nhiều mặt ,là cơ sở choviệc tính toán chế độ cắt
- Nếu lượng dư quá lớn sẽ tốn nguyên vật liệu phải qua nhiều lần cắt gọt , ảnhhưởng tới dụng cụ cắt và độ rung động trong quá trình gia công và đồ gá khôngđược bền ảnh hưởng tới chi tiết và hiệu quả không cao
- Nếu lượng dư gia công mà quá nhỏ thì sẽ không đủ để hớt đi các sai lệch hìnhdáng hình học của chi tiết và chi tiết sẽ trở thành phế phẩm và bị hỏng
Do vậy việc xác định lượng dư hợp lý là việc công việc rất quan trọng vì nó ảnhhưởng đến những sai lệch và yêu cầu cho các chi tiết
V.1 Tính toán lượng dư cho nguyên công V : Khoan lỗ ứ 3 và ứ 4
Ta tính lượng dư gia công cho lỗ ứ 3 rồi từ đó suy ra lượng dư gia công của lỗ ứ 4Quy trình công nghệ gia công lỗ ứ 3 gồm có 2 bước :
- Bước 1 : khoan lỗ
- Bước 2 : doa lỗ đạt kích thước ứ 3+0,05
Theo bảng 10 trang 39 < tkđanctm > ta có :
Rz + Ti = 150 + 150 = 300 mTheo bảng 13 trang 40
Sau bước 1 : khoan Rz + Ti = 40 + 60 = 100 m
Sau bước 2 : doa Rz + Ti = 10 + 25 = 35 m
Sai lệch không gian tổng cộng tính theo công thức :
=> ρ c = √(1.3)2+(1.6,6)2=7,25 m
