Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết “thân van”

I.Phân tích chi tiết 1.1.Phân tích chức năng làm việc của chi tiết Chi tiết “thân van” : Van này dùng để điều chỉnh và duy trỡ áp lực của khí nén trong hệ thống thiết bị. Việc điều chỉnh và duy trỡ này được thực hiện nhờ một pittong chuyển động trong khoang chứa của van,và điều chỉnh nhờ một lò xo được lắp với pittong và một vít điều chỉnh.Bình thường khí nén vào hệ thống thiết bị, và đi vào khoang chứa phía dưới của pittong. Lúc này khí nén có áp lực làm việc cân bằng với lực nén của lò so nên phía trên của pittong. Khi áp lực làm việc của khí nén trong thiết bị tăng cao hơn lực nén cho phép thì pittong sẽ đẩy nên để đóng kín lỗ không cho khí nén qua van nữa .áp lực hạ về mức cũ thì pittong trở lại bình thường. Lực nén của lò so được điều chỉnh bằng một vít

Lời nói đầu

Hiện nay đất nớc ta đang thực hiện công cuộc: “công nghiệp hoá, hiện đại hoá

đát nớc.” Muốn thực hiện đợc điều này thì một trong những ngành đợc quan tâmphát triển nhất, cần đợc đầu t Đú là ngành cơ khí chế tạo bởi lẽ ngành cơ khí chếtạo đóng vai trò qua trọng trong việc sản xuất ra các thiết bị, các công cụ phục vụcác ngành cụng nghiệp khác, tạo

Ngành công nghiệp chế tạo may tiền đề cho sự phát triển của các ngành côngnghiệp khác phát triển mạnh hơn là một ngành trong ngành cơ khí nó có nhiện vụnghiên cứu thiết kế và tổ chức thực hiện quá trình chế tạo sản phẩm cơ khí đạt cácyêu cầu kỹ thuật trong điều kiện sản xuất cụ thể

Mục đích của việc làm đồ án môn là củng cố toàn bộ kiến thức đợc học ở trờng

đại học công nghiệp Hà Nội Ngoài ra nó còn giúp đỡ cho sinh viên độc lập hơntrong suy nghĩ,trong sáng tạo cũng nh có trách nhiệm với công việc giao phó

Đợt thi môn này em đợc gia nhiệm vụ: Thiết kế quy trình công nghệ gia côngchi tiết “thân van” Từ những kiến thức đã học đợc, kinh nghiệm có đợc trong lầnthực tập và đặc biệt là sự hớng dẫn của thầy giáo” Đào Ngọc Hoành” và các thầy côgiáo khác trong khoa cơ khí Em đã cố gắng đa ra một phơng án công nghệ nhằmchế tạo chi tiết “Thân van” đạt đợc chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật tối u nhất nhng lại phùhợp với điều kiện gia công bằng nhữnh máy móc thiết bị truyền thống

Do khả năng hiểu biết kỹ thuật của em còn hạn chế so với yêu cầu kỹ thuật củachi tiết Vì vậy phơng án công nghệ mà em đa ra không thể tránh khỏi những sai sót,

em rất mong đợc sự chỉ bảo tận tình của thầy cô và sự đóng gúp ý kiến chân thànhcủa các bạn, để đồ án môn của em đợc tốt hơn

Qua đây em gửi lời cảm ơn đến các thầy cô giáo trong khoa cơ khí, đặc biệt làthầy giáo “Đào Ngọc Hoành “ đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án này

Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn đến các thầy giáo, cô giáo !

Hà nội, Ngày 19…thỏng 9 năm 2015

Sinh viên thực hiện

Đinh Ngọc Kiờn

CHƯƠNG I: PHÂN TÍCH CHI TIẾT VÀ XÁC ĐỊNH DẠNG

SẢN XUẤT

I Phân tích chi tiết

I.1 Phân tích chức năng làm việc của chi tiết

Chi tiết “thân van” :

Van này dùng để điều chỉnh và duy trỡ áp lực của khí nén trong hệ thống thiết

bị Việc điều chỉnh và duy trỡ này đợc thực hiện nhờ một pittong chuyển động trongkhoang chứa của van,và điều chỉnh nhờ một lò xo đợc lắp với pittong và một vít điềuchỉnh

Bình thờng khí nén vào hệ thống thiết bị, và đi vào khoang chứa phía dới củapittong Lúc này khí nén có áp lực làm việc cân bằng với lực nén của lò so nên phíatrên của pittong

Khi áp lực làm việc của khí nén trong thiết bị tăng cao hơn lực nén cho phépthì pittong sẽ đẩy nên để đóng kín lỗ không cho khí nén qua van nữa áp lực hạ vềmức cũ thì pittong trở lại bình thờng

• Các bề mặt trên và dưới ta gia công bằng phơng pháp pháp phay là đạt

đợc yêu cầu về độ bóng của bề mặt

• Tuy vậy trong quá trình gia công cần đảm bảo độ vuông góc ,độ songsong giữa các mặt

II Xác định dạng sản xuất :

1 Mục đích :

Mục đích của việc xác định dạng sản xuất có ý nghĩa rất lớn đến quá trìnhthiết kế quy trìng công nghệ Nó góp phần quan trọng trong việc tính toán chỉ tiêukinh tế kỹ thuật cụ thể nh:

Nếu nh dạng sản xuất là đơn chiếc thì ta có thể tập trung nguyên công Dùng

đồ gá vạn năng thay cho đồ gá chuyên dùng nh vậy sẽ giảm đợc chi phí gia công còn nếu nh sạng sản là hàng khối thì ta phải phân tán nguyên công sử dụng các đồchuyên dùng Làm nh vậy tăng đợc năng suất gia công, chất lợng của sản phẩm ổn

định

2 Xác định dạng sản xuất

Dựa vào bảng sau, căn cứ vào trọng lượng của chi tiết ta cú thể xỏc định được dạng sản xuất của chi tiết

Dạng sản xuất Q: trọng lợng của chi tiết (Kg)

Sản lợng hàng năm của chi tiết (chiếc)

N1: số chi tiết đợc sản xuất trong 1 năm

m : số chi tiết trong 1 sản phẩm

β: số chi tiết đợc chế tạo thêm dự trữ là :5% -7%

- Trong thực tế sản xuất vì lý do nào đấy dẫn tớ phế phẩm một vài chi tiếtnào đó nên công thức đợc xác định nh sau

0 + )= 6004.8(chiếc/nămB; Xác định trọng l ợng của chi tiết

- Ta có công thức tính trọng lợng của chi tiết là :

Q1=v.g (Kg)

Trong đó :Q1 là trọng lợng củachi tiết ;

V: thể tích của chi tiết (dm3));

g :trọng lợng riêng cuả vật liệu

với thép g = 7,852 (Kg/dm3);

với gang g = 6,8 ữ 7,4 (Kg/dm3);

⇒ khối lợng của chi tiết là : m = 0,690424.6,8 = 4,7(kg) ;

+đối chiếu với bảng ở trên ta thấy chi tiết đợc sản xuất hàng khối

CHƯƠNG III: XÁC ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHễI VÀ THIẾT KẾ BẢN VẼ LỒNG PHễI

I Xác định phơng pháp chế tạo phôi

- Trong sản xuất công nghiệp thì phơng pháp chế tạo phôi rất quan trọng Nókhông thể thiếu trong qui trình công nghệ gia công Chế tạo phôi phù hợp với dạngsản xuất, phù hợp với yêu cầu kĩ thuật của chi tiết cần gia công Vì vậy để đem lạihiệu quả kinh tế và năng xuất cao thì ta phải xác định đợc loại hình chế tạo phôi chochi tiết đó

- Hiện nay trong sản xuất công nghiệp có nhiều phơng pháp chế tạo phôi Cómột số phơng pháp chế tạo phôi thờng dùng là :

+ Phôi thép thanh: Hay dùng chế tạo các chi tiết nh con lăn, các loại trục, xi lanh ,pittông, các bánh răng có đờng kính nhỏ

+ Phôi rèn tự do: áp dụng cho sản xuất loạt nhỏ và đơn chiếc,giá thành rẻ

+ Phôi hàn: Đợc chế tạo thành tấm rồi hàn lại với nhau Phơng pháp này rút ngắn

đợc thời gian chuẩn bị phôi nhơng không khử đợc ứng suất d

+ Phôi dập: Loại phôi này có độ cứng vững, độ chính xác chất lợng bề mặt ờng không phải gia công cơ hoặc gia công rất nhỏ Do đó đem lại hiệu quả kinh tế -

cao,th-kỹ thuật cao

Phơng pháp này dễ cơ khí hóa tự động hóa phù hợp với dạng sản xuất hàngloạt và hàng khối Do lợng d gia công có thể giảm bớt từ 20% - 35%, tiêu hao vậtliệu giảm từ 10 - 15 % Nên đợc sử dụng rộng rãi trong các nhà máy, xí nghiệp lớn

đem lại hiệu quả kinh tế cao

+ Phôi đúc: Đợc sử dụng rộng rãi, phôi đúc có hình dáng phức tạp, có thể đạt đợckích thớc từ nhỏ đến lớn mà các phơng pháp khác không thể đạt đợc Có nhiều phơngpháp đúc phôi khác nhau, một số phơng pháp đúc điển hình là:

- Đúc khuôn cát mẫu gỗ làm khuôn bằng tay Phơng pháp này cho độ chính xácthấp đòi hỏi bậc thợ cao thích hợp với dạng sản xuất đơn chiếc và nhỏ

- Dùng mẫu khuôn cát,mẫu kim loại, làm khuôn bằng máy.Phơng pháp này đạt

độ chính xác và năng xuất cao lợng d gia công cắt gọt nhỏ, thích dùng hợp cho sảnxuất hàng loạt và khối

- Đúc áp lực: Dùng cho các chi tiết hộp nhỏ

Qua việc nghiên cứu các phơng pháp chế tạo phôi nói trên với chi tiết “Thânvan” ta thấy phơng pháp tạo phôi bằng phơng pháp dùng khuân cát mẫu chảy là phùhợp hơn cả ,nó đem lại hiệu quả kinh tế cao

II Lựa chọn thứ tự cho các nguyên công căn cứ vào kết cấu của chi tiết ,vào dạng sản xuất ,vào tính công nghệ của chi tiết ta có thể gia công chi tiết theo thứ tự sau:

1 Nguyên công I: Tạo phôi

2 Nguyên công II :Phay mặt A

3 Nguyên công III: Phay mặt B

4 Nguyên công IV : Khoan doa 6 lỗ Φ14 trên mặt A

5 Nguyên công V: Khoan taro 4 lỗ M12 trên mặt B

6 Nguyên côngVI : Phay mặt C

7 Nguyên công VII: Khoan-doa 6 lỗ Φ14 trờn mặt C

8 Nguyên công VIII: : Khoét doa lỗ Φ50 trờn mặt A

9 Nguyên công IX : Khoét doa lỗ Φ60 trờn mặt B

10 Nguyờn cụng X : Khoột dao lỗ Φ50 trờn mặt C

11 Nguyên công XI : Kiểm tra độ không vuông góc giữa 2 tâm lỗ Φ50

III Lợng d các bề mặt gia công.

Lợng d gia công đợc xác định hợp lý về trị số và dung sai sẽ góp phần bảo đảm hiệu quả kinh tế của quá trình công nghệ vì:

Lợng d quá lớn sẽ tốn nguyên vật liệu, tiêu hao lao động để gia công nhiều

đồng thời tốn năng lợng điện, dụng cụ cắt, vận chuyển nặng dẫn đến giá thành tăng.

Ngợc lại, lợng d quá nhỏ sẽ không đủ để hớt đi các sai lệch của phôi để biến phôi thành chi tiết hoàn chỉnh.

Trong công nghệ chế tạo máy, ngời ta sử dụng hai phơng pháp sau đây để xác định lợng d gia công:

Ngợc lại, phơng pháp tính toán phân tích dựa trên cơ sở phân tích các yếu tố tạo ra lớp kim loại cần phải cắt gọt để tạo ra chi tiết hoàn chỉnh.

Trong đồ án này chỉ tính lợng d theo phơng pháp phân tích cho nguyên công

4, còn lại là thống kê kinh nghiệm.

1 Nguyên công 2 : Phay mặt A thứ nhất.

Theo stcnctm1( bảng 3.96-3.99)

Lợng d đúc 4,5 ± 2mm.

Lợng d gia công thô sau khi đúc: 4mm.

Lợng d gia công bán tinh sau thô: 0,5mm.

2 Nguyên công 3 : Phay mặt B thứ hai.

Lợng d đúc 5,5 ± 2.5mm.

Lợng d gia công thô sau khi đúc: 5

Lợng d gia công bán tinh sau thô: 0,5mm.

3 Nguyên công 4 : Khoan, doa 6 lỗ φ 14

4 Nguy ờn cụng 5: Khoan, taro 4 lỗ M12 trờn mặt B

5 Nguyên công 6 : Phay mặt C.

Lợng d đúc 4,5 ± 2mm.

Lợng d gia công thô sau khi đúc: 4

Lợng d gia công bán tinh sau thô: 0,5mm

Nguyờn cụng 7: : Khoan-doa 6 lỗ Φ14 trờn mặt C

6 Nguyªn c«ng 8 : khoét doa lỗΦ 50

Tính lượng dư gia công cho bề mặt lỗ Φ50+0.062 của chi tiết thân van

Sai lệch không gian tổng cộng được xác định bảng 4.9 chi tiết gia công lỗ pphoi=0,25mm

Sai lệch không gian còn lại sau khoet là:

Lượng dư nhỏ nhất của khoét là : 2zmin =2(0,25+0,35+0,25)=1,7mm

Lượng dư nhỏ nhất của doa bán tinh là: 2zmin =2(0,03+0.04+0.015)=0,17mm

kích thước cuối ở bảng được xác định: lấy kích thước cuối cùng trừ đi lượng

dư khi doa tinh, ta sẽ được kích thước khi khoét , sau đó lấy kích thước khi khoet trừ đi lượng dư khi khoét ta sẽ được kích thước phôi:

dkhoet =50,025- 0,17=49,86mm

Kích thước phôi: d1= 49,855- 1,7=48,16mm

Dung sai doa tinh cấp chính xác là 7: T= 0.03mm dung sai khoét cấp chính xác 9: T= 0.05mm dung sai phôi đúc T=0,35mm Cột kích thước được xác định: lấy kích thước tính toán làm tròn sau 2 dấu phẩy ta được dmaxsau đó lấy

max

d trừ đi dung sai ta được dmin .

Sau doa tinh: dmax= 50,025; dmin = 50,025-0,03=49,995mm.

Sau khoét: dmax= 49,86; dmin= 49,86-0,05=49,81mm.

Kích thước của phôi: dmax = 48,16; dmin = 48,16-0,4=47,76mm.

Cột lượng dư giới hạn được xác định như sau:

zminbằng hiệu giữa hai kích thước lớn nhất của nguyên công kề nhau.

zmax bằng hiờu giữa hai kớch thước nhỏ nhất của nguyờn cụng kề nhau.

Lợng d gia công thô sau khi đúc: 2

Lợng d gia công bán tinh sau thô: 0,2mm.

8 Nguyờn cụng 10: Khoột dao lỗ Φ50 trờn mặt C

Lợng d đúc 2,17 ± 0.2mm.

Lợng d gia công thô sau khi đúc: 2

Lợng d gia công bán tinh sau thô: 0,17mm.

CHƯƠNG IV: QUY TRèNH CễNG NGHỆ GIA CễNG CHI TIẾT THÂN

VAN

I Nguyờn cụng I : Tạo phụi

1 Sơ đồ nguyên công (hình vẽ)

2 Phân tích nguyên công

- Dùng phơng pháp chế tạo phôi bằng phơng pháp đúc trong khuôn mẫu chảy,

Đây là nguyên công góp phần không nhỏ vào việc tạo nên chất lợng của sản phẩm

- phơng pháp này phù hợp với chi tiết, kết cấu của chi tiết, và điều kiện giacông trên các máy móc thiết bị truyền thống

- Yêu cầu kỹ thuật quan trọng của nguyên công này là: đảm bảo lợng d củaphôi cần thiết để gia công đạt yêu cầu kỹ thuật của bản vẽ

- Phôi không cong vênh

- Đảm bảo kích thớc bản vẽ phôi

- Phôi không sai lệch hình dáng quá phạm vi cho phép

II Nguyờn cụng II : Phay mặt A

1 Sơ đồ nguyên công : hình vẽ

+ Kho¶ng c¸ch lín nhÊt tõ mót trôc chÝnh tíi bµn : 30-400 mm

+ KÝch thíc bÒ mÆt lµm viÖc cña bàn m¸y 320x1250 mm

+ Momem xoắn 4000 Kg.cm

+Công suất của động cơ là : 7KW

+ Công suất động cơ truyền động chính : 1.7 ( kW )

+ Khối lợng máy : 2900 Kg

+ Kích thớc phủ bì máy ( dài x rộng x cao ) : 2100 x 2440 x 1875

- Dụng cụ cắt: dao phay mặt đầu chắp rang bằng hợp kim cứng: BK6

D

Cv

v pv uv yv xv m

qv

/

.

.

4>Sè vßng quay trôc chÝnh

159( / ) 3,14.200

qp

up yp xp

n D

Z B S t

C

.

N=[ ] N = 20 Kw m¸y lµm viÖc an toµn

8>TÝnh thêi gian m¸y :

n S

L L

L

.

2 1

0

+ +

=

Ta cã L2=<1-6>(mm)

Chän L2=5

Cv

v pv uv yv xv m

qv

/

.

.

+§èi chiÕu víi TM cña m¸y ta chän n=200 (v/p )

200.3,14.200

125,6( / ) 1000

up yp xp

n D

Z B S t C

.

z

P V

N<[ ] N = 20 Kw máy làm việc an toàn

8> TÝnh thêi gian m¸y :

n S

L L L

2 1 0

++

190- 235; 300-375; 475-600; 753-950; 1180-1500 (vòng/phút).

- Công suất của động cơ là : 7KW

- Công suất động cơ hộp chạy dao: N= 1,7KW

- Hiệu suất của máy :η = 0 , 75

e chọn dao :dao phay mặt đầu có D = 200 (mm) Z = 12 (răng) ,

D

Cv

v pv uv yv xv m

qv

/

.

.

445.200

.0,8 102( / )

240 2,5 0, 2 130 12

up yp xp

n D

Z B S t

C

.

N=[ ] N = 20 Kw m¸y lµm viÖc an toµn

8>TÝnh thêi gian m¸y :

n S

L L

L

.

2 1

0

+ +

=

Cv

v pv uv yv xv m

qv

/

.

up yp xp

n D

Z B S t C

.

z

P V

N<[ ] N = 20 Kw m¸y lµm viÖc an toµn

8> TÝnh thêi gian m¸y :

n S

L L

L

2 1

0

++

c kẹp chặt: dùng cơ cấu kẹp chặt bằng khối V.

c Chọn máy và dụng cụ cắt :

Chọn máy khoan cần máy 2H55

Công suất đầu khoan : N=4 (kw)

Hiệu suất: η=0,8

d Dụng cụ đo và dụng cụ cắt gọt:

Thớc cặp 1/20 ; đờng kính dao khoan là∅13,5và đờng kính mũi doa là ∅14

5,1314

q v

q v

Hệ số điều chỉnh chung cho tốc độ cắt tính đến các điều kiện cắt thực tế:

q v

q v

c.Mô men xoắn Mx và lực chiều trục Po.

Moomen xoắn Mx và lực chiều trục Po được tính theo công thức:

X e

X e

L L

L

.

2 1

0

+ +

L1=6,04mm ; L2=(1-3 ) chän L2=3

2 Phân tích nguyên công

a Nội dung: Khoan taro 4 lỗ M12 trên mặt B

b Định vị : sơ đồ định vị hình vẽ

-Mặt A hạn chế 3 bậc tự do bằng 2 phiến tỳ

- Chốt trụ ngắn hạn chế 2 bậc tự do, chốt tram hạn chế 1 bậc tự do

c ,kẹp chặt dùng cơ cấu kẹp chặt bằng cơ cấu kẹp liờn động

c Chọn máy và dụng cụ cắt :

Chọn máy khoan cần máy 2H55

Công suất đầu khoan : N=4 (kw)

Hiệu suất: η=0,8

d Dụng cụ đo và dụng cụ cắt gọt:

Thớc cặp 1/20 ; đờng kính dao khoan là∅11,5và đờng kính mũi doa là ∅12

có gắn mảnh hợp kim BK8

3.Tớnh chế độ cắt khi khoan và ta rụ.

Bước 1: Khoan lỗ ỉ 10,5

q V

nv MV

n D

(m/phút) 4) Lực cắt khi khoan

- Mômen xoắn: tra theo (STCNCTMII) ta có: 10 q .y

M = C D S k (Nm) các hệ số CM và số mũ được tra bảng 5-32.

6 , 0 6 , 0

=>Máy làm việc an toàn.

Bước 2 : Taro ren M12

(m/phút) Lượng chạy dao phút: Sp= n.Sv= 212.0,5= 106( mm/ph)

4) Mômen xoắn khi cắt:

N = = = (kw) <[ N] => Máy làm việc an toàn.

e TÝnh thêi gian m¸y :

n S

L L

L

.

2 1

0

+ +

=

L=11 khoan:

L1=3mm ; L2=0

11 3

.4 0, 27 0,3.700

NGUYÊN CÔNG VI: Phay mặt C

1 Sơ đồ nguyên công (hình vẽ )

+ Kho¶ng c¸ch lín nhÊt tõ mót trôc chÝnh tíi bµn : 30-400 mm

+ KÝch thíc bÒ mÆt lµm viÖc cña bàn m¸y 320x1250 mm

+ KÝch thíc phñ b× m¸y ( dµi x réng x cao ) : 2100 x 2440 x 1875

- Dụng cụ cắt: dao phay mặt đầu chắp rang bằng hợp kim cứng: BK6

D

Cv

v pv uv yv xv m

qv

/

.

.

Chọn V=100(m/p)

4>Sè vßng quay trôc chÝnh

159( / ) 3,14.200

qp

up yp xp

n D

Z B S t

C

.

N=[ ] N = 20 Kw m¸y lµm viÖc an toµn

8>TÝnh thêi gian m¸y :

n S

L L

L

.

2 1

0

+ +

=

Ta cã L2=<1-6>(mm)

Cv

v pv uv yv xv m

qv

/

.

.

up yp xp

n D

Z B S t C

.

z

P V

N<[ ] N = 20 Kw m¸y lµm viÖc an toµn

8> TÝnh thêi gian m¸y :

n S

L L

L

2 1

0

++

c Chän m¸y vµ dông cô c¾t :

Chän m¸y khoan cÇn m¸y 2H55

C«ng suÊt ®Çu khoan : N=4 (kw)

Hiệu suất: η=0,8

d Dụng cụ đo và dụng cụ cắt gọt:

Thớc cặp 1/20 ; đờng kính dao khoan là∅13,5và đờng kính mũi doa là ∅14

6 2

5 ,

0 2

5 , 13 14

q v

q v

q v

q v

c.Mô men xoắn Mx và lực chiều trục Po.

Moomen xoắn Mx và lực chiều trục Po được tính theo công thức:

Xác định moomen xoắn Mx khi doa:

2.100

x y

P Z X

X e

X e

L L

L

.

2 1

0

+ +