Đồ án công nghệ chế tạo máy cần ly hợp ( Full bản vẽ 2D + thuyết minh)

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

TRƯỜNG CAO ĐẲNG KỸ THUẬT CAO THẮNG

BỘ CÔNG THƯƠNG KHOA CƠ KHÍ

………… o0o…………

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

GIA CHI TIẾT CẦN LY HỢP

HSSV thực hiện: Cao Văn Đức Hiền MSSV: 0301161025

Lớp: CĐ CK 16A

GV hướng dẫn: ThS Nguyễn Tấn Hùng

TP.Hồ Chí Minh, Năm 2018

BỘ CÔNG THƯƠNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆNAM TRƯỜNG CĐKT CAO THẮNG Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

- Bản vẽ chi tiết gia công khổ giấy A3

- Bản vẽ chi tiết lồng phôi khổ giấy A3

- Bản vẽ sơ đồ nguyên lý khổ giấy A3

- 01 bản vẽ kết cấu nguyên công khổ giấy A1

- 01 bản vẽ đồ gá khổ giấy A1

B PHẦN THUYẾT MINH:

1 Phân tích chi tiết gia công

2 Chọn phôi, phương pháp chế tạo phôi và xác định lượng dư gia công

3 Lập bảng quy trình công nghệ gia công cơ

4 Biện luận quy trình công nghệ

5 Thiết kế đồ gá

6 Kết luận về quá trình công nghệ

Ngày giao đề 05/09/2018, ngày hoàn thành 20/01/2019

Giám Hiệu duyệt Khoa Cơ khí GV hướng dẫn

Nguyễn Tấn Hùng

LỜI NÓI ĐẦU

Trong cuộc xây dựng đất nước hiện nay thì vấn đề công nghiệp hoá hiện đại hoá đóng vai trò quan trọng trong nền công nghiệp nước ta Trong đó ngành cơ khí nói chung và ngành cơ khí chế tạo nói riêng đóng vai trò quan trọng trong công cuộc

xây dựng đất nước

Hiện nay chúng ta là thành viên của Tổ Chức Thương Mại Thế Giới WTO vấn đề

cải tiến các trang thiết bị máy móc hiện có thật sự cần thiết nhằm đáp ứng sự phát triển của ngành công nghiệp Để hạn chế tối đa việc nhập các thiết bị máy móc hiện đại, giảm giá thành cuả sản phẩm trên thị trường nhằm nâng cao sức cạnh tranh với các sản phẩm cùng loại nhập từ nước ngoài vào thì việc gia công các chi

tiết máy đạt chính xác cao thật sự cần thiết

Đồ án Cơng Nghệ Chế Tạo Máy giúp cho sinh viên biết củng cố, biết tổng hợp

những kiến thức đã học, đem áp dụng vào việc thực hiện chế tạo một chi tiết cụ

thể, sao cho chi tiết làm ra đạt yêu cầu về kĩ thuật, làm việc tốt nhưng đồng thời

phải dễ chế tạo và có tính kinh tế cao

Trong đồ án này nhiệm vụ được giao là thiết kế qui trình công nghệ gia công chi

tiết Cần ly hợp Vì vậy phải lập một qui trình công nghệ hợp lí để gia công chi tiết

nhằm đáp ứng nhu cầu của thị trường

Qui trình công nghệ được thiết kế với mục đích hướng dẫn công nghệ, lập

các chỉ tiêu kinh tế, kế hoạch sản xuất và điều hành sản xuất

Trong quá trình làm đồ án không tránh khỏi những thiếu xót rất kính mong quí

Thầy cô đóng góp để qui trình thiết kế hoàn chỉnh

LỜI CẢM ƠN

Sau 4 tháng thực hiện đồ án môn học công nghệ chế tạo máy

Em đã thực hiện hoàn thành đề tài: Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi

tiết Cần ly hợp

Bên cạnh sự cố gắng, nỗ lực của bản thân em còn có sự động viên của bạn bè, hướng dẫn, giúp đỡ của thầy để hoàn thành đồ án này đúng thời gian quy định

Em xin chân thành cảm ơn thầy: Nguyễn Tấn Hùng, giảng viên khoa Cơ Khí

Trường Cao Đẳng Kỹ Thuật Cao Thắng TP HCM

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN

TÀI LIỆU THAM KHẢO, TRA CỨU

Một số tài liệu tham khảo chính để thực hiện BTL CNCTM:

1 Nguyễn Xuân Bông-Phạm Quang Lộc (1978), Thiết kế đúc, NXB Khoa học kỹ

thuật, Hà Nội

2 PGS.TS Trần Văn Địch (2002), Sổ tay gia công cơ, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà

Nội

3 Đặng Ngọc Giao (2004), Thiết kế Đồ gá, NXB Khoa Học Kỹ Thuật, Hà Nội

4 Phạm Quang Lê (1977), Kỹ thuật phay, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội

5 GS.TS Nguyễn Đắc Lộc (2007), Sổ tay công nghệ CTM tập 1-2-3, NXB Khoa

8 P.Đenegiơnưi-G.Xchixkin-I.Tkho (1989), Kỹ thuật tiện, NXB Mir - Maxcơva

9 GS.TS Ninh Đức Tốn (2005), Sổ tay dung sai lắp ghép, NXB Giáo dục, Hà Nội

10 TS Hà Văn Vui (2004), Sổ tay thiết kế Cơ khí tập 1-2, NXB Khoa học kỹ thuật,

CHƯƠNG 1

PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG 1.1 Phân tích chức năng và điều kiện làm việc của CTGC

Hình 1.1 Bản vẽ chi tiết gia công

֍ Chi tiết gia công là chi tiết thuộc dạng càng Cần ly hợp dùng để đóng mở các cơ cấu và truyền chuyển động giữa các chi tiết với nhau trong bộ ly hợp, biến chuyển động thẳng thành chuyển động quay Cần ly hợp có khối lượng và kích thước nhỏ, lực tác dụng lên chi tiết không lớn, do đó yêu cầu kỹ thuật đòi hỏi cao như độ không song song giữa đường hai lỗ Ø36+0,025 và Ø21+0,021 ≤ 0.03 , độ

không đồng trục giữa hai lỗ Ø21+0,021 ≤ 0.02 Độ nhám các mặt phẳng Rz40

- Tên chi tiết: CẦN LY HỢP

- Chi tiết gồm 2 phần:

+ Phần thân: Hình trụ chiều dài 180mm, đường kính ngoài Ø560,025 mm, đường

kính lỗ Ø36 trên thân có gờ Ø21+0,021

để lắp chốt ngắn, và lỗ Ø36+0,025 được dùng

để lắp trục

+ Phần đế: Gồm hai càng có chứa hai lỗ M24

֍ Điều kiện làm việc: Trong môi trường rung động , chịu tải trung bình và nhiệt

độ làm việc không lớn

1.2 Phân tích vật liệu chế tạo chi tiết

Vật liệu chế tạo cần ly hợp là GX 18 – 36, là loại vật liệu thường được sử dụng rộng rãi trong việc chế tạo các chi tiết máy chịu tải trọng nhỏ, ít bị va đập như vỏ, nắp và thân máy, vỏ hộp số, mặt bích, bánh răng tốc độ thấp, bánh đà, …

❖ Giải thích ký hiệu:

Theo tiêu chuẩn nhà nước Việt Nam TCVN 1659 – 75, ký hiệu gang xám gồm

2 phần: Các chữ cái chỉ loại gang và hai số tiếp theo chỉ độ bền kéo và độ bền uốn : + GX: Là ký hiệu của gang xám

+ Còn lại là sắt (Fe)

❖ Cơ tính và độ cứng của vật liệu:

Gang xám là vật liệu có độ bền kéo nhỏ, độ dẻo và độ dai không cao nhưng

bù lại gang xám có ưu điểm chịu mài mòn tốt, chịu va đập và giảm được chấn động Ngoài ra việc cắt gọt trong quá trình gia công trên vật liệu gang xám được thực hiện

dễ dàng

Gang xám có cấu trúc tinh thể ở dạng cacbon tự do, mạng tinh thể dạng graphit Vì có kiểu mạng graphit nên mặt gãy vật liệu có màu xám Graphit có độ bền cơ học và độ dẻo dai không cao nhưng nó giúp làm tăng khả năng chịu mài mòn của gang xám đồng thời chịu được rung động và chịu ma sát lớn

Gang xám có giá thành rẻ, dễ chế tạo Từ những tính chất trên và dựa vào điều kiện làm việc của khớp nối, ta thấy khớp nối được chế tạo bằng GX 21 - 40 là hợp

lý

Gang xám GX 18 - 36 có độ cứng HB = 170 – 229kg/mm3

1.3 Phân tích kết cấu và hình dạng chi tiết CTGC

- CTGC có kết cấu tương đối đơn giản, hợp lý Bề mặt làm việc chủ yếu là 2

lỗ Ø21+0,021 và lỗ Ø36+0,025

- Chi tiết thuộc dạng càng

- Bề mặt đặc biệt cần quan tâm khi gia công là Ø21+0,021 với Ra = 1,6 và

+ Kích thước danh nghĩa: Ø36

+ Tra bảng 1.14 trang 18 Bảng tra DSLG ta có: IT = 0,025, ES = +0,025 và

+ Kích thước danh nghĩa: Ø21

+ Tra bảng 1.14 trang 18 Bảng tra DSLG ta có: IT = 0,021, ES = +0,021 và

EI = 0

+ Theo TCVN 2245-99 thì kích thước này đạt cấp chính xác IT7 và miền

dung sai H

+ Vậy kích thước Ø21+0,025 có thể viết Ø21H7

1.4.1.2 Kích thước không chỉ dẫn dung sai:

❖ Các kích thước giới hạn bởi hai bề mặt gia công lấy cấp chính xác IT12

➢ Kích thước 180 có:

+ Kích thước danh nghĩa: 180 + Tra bảng 1.15 trang 20 Bảng tra DSLG ta có: IT = 0,4, ES = 0,2 và

EI = -0,2

+ Theo TCVN 2245-99 thì kích thước này đạt cấp chính xác IT12 và

miền dung sai JS

+ Vậy kích thước 180±0,4 có thể viết 180JS12

➢ Kích thước 100 có:

+ Kích thước danh nghĩa: 100 + Tra bảng 1.15 trang 20 Bảng tra DSLG ta có: IT = 0,35, ES = 0,175

+ Theo TCVN 2245-99 thì kích thước này đạt cấp chính xác IT12 và

miền dung sai JS

+ Vậy kích thước 100±0,35 có thể viết 100JS12

➢ Kích thước 90 có:

+ Kích thước danh nghĩa: 90 + Tra bảng 1.15 trang 20 Bảng tra DSLG ta có: IT = 0,35, ES = 0,175

và EI = -0,175

+ Theo TCVN 2245-99 thì kích thước này đạt cấp chính xác IT12 và

miền dung sai JS

+ Vậy kích thước 90±0,35 có thể viết 90JS12

➢ Kích thước 48 có:

+ Kích thước danh nghĩa:48 + Tra bảng 1.15 trang 20 Bảng tra DSLG ta có: IT = 0,25, ES = 0,125

và EI = -0,125

+ Theo TCVN 2245-99 thì kích thước này đạt cấp chính xác IT12 và

miền dung sai JS

+ Vậy kích thước 48±0,25 có thể viết 48JS12

➢ Kích thước 40 có:

+ Kích thước danh nghĩa:40 + Tra bảng 1.15 trang 20 Bảng tra DSLG ta có: IT = 0,25, ES = 0,125

và EI = -0,125

+ Theo TCVN 2245-99 thì kích thước này đạt cấp chính xác IT12 và

miền dung sai JS

+ Vậy kích thước 40±0,25 có thể viết 40JS12

➢ Kích thước 24 có:

+ Kích thước danh nghĩa: 24

+ Tra bảng 1.15 trang 20 Bảng tra DSLG ta có: IT = 0,21, ES = 0,105

và EI = -0,105

+ Theo TCVN 2245-99 thì kích thước này đạt cấp chính xác IT12 và

miền dung sai JS

+ Vậy kích thước 24±0,21 có thể viết 24JS12

➢ Kích thước Ø24 có:

+ Kích thước danh nghĩa: Ø24 + Tra bảng 1.14 trang 18 Bảng tra DSLG ta có: IT = 0,21, ES = 0,21

và EI = 0

+ Theo TCVN 2245-99 thì kích thước này đạt cấp chính xác IT12 và

miền dung sai H

+ Vậy kích thước Ø24+0,21 có thể viết Ø 24H12

❖ Các kích thước giới hạn bởi một bề mặt gia công và một bề mặt không gia công lấy cấp chính xác IT14

➢ Kích thước 142 có:

+ Kích thước danh nghĩa:142 + Tra bảng 1.15 trang 20 Bảng tra DSLG ta có: IT = 1, ES = 0,5 và EI

= -0,5

+ Theo TCVN 2245-99 thì kích thước này đạt cấp chính xác IT14 và

miền dung sai H

+ Vậy kích thước 144có thể viết 144H14

❖ Các kích thước giới hạn bởi 2 bề mặt không gia công lấy cấp chính xác IT16

➢ Kích thước Ø80 có:

+ Kích thước danh nghĩa: Ø80 + Tra bảng 1.14 trang 18 Bảng tra DSLG ta có: IT = 1,9, ES = 1,9 và

+ Theo TCVN 2245-99 thì kích thước này đạt cấp chính xác IT16 và

miền dung sai H

+ Vậy kích thước Ø80 có thể viết Ø80H16

➢ Kích thước Ø56 có:

+ Kích thước danh nghĩa: Ø56 + Tra bảng 1.14 trang 18 Bảng tra DSLG ta có: IT = 1,9, ES = 1,9 và

EI = 0

+ Theo TCVN 2245-99 thì kích thước này đạt cấp chính xác IT16 và

miền dung sai H

+ Vậy kích thước Ø56 có thể viết Ø56H16

➢ Kích thước Ø46 có:

+ Kích thước danh nghĩa: Ø46 + Tra bảng 1.14 trang 18 Bảng tra DSLG ta có: IT = 1,6, ES = 1,6 và

EI = 0

+ Theo TCVN 2245-99 thì kích thước này đạt cấp chính xác IT16 và

miền dung sai H

+ Vậy kích thước Ø46 có thể viết Ø46H16

➢ Kích thước Ø44 có:

+ Kích thước danh nghĩa: Ø44 + Tra bảng 1.14 trang 18 Bảng tra DSLG ta có: IT = 1,6, ES = 1,6 và

EI = 0

+ Theo TCVN 2245-99 thì kích thước này đạt cấp chính xác IT16 và

miền dung sai H

+ Vậy kích thước Ø44 có thể viết Ø44H16

➢ Kích thước Ø36 có:

+ Kích thước danh nghĩa: Ø36

+ Tra bảng 1.14 trang 18 Bảng tra DSLG ta có: IT = 1,6, ES = 1,6 và

EI = 0

+ Theo TCVN 2245-99 thì kích thước này đạt cấp chính xác IT16 và

miền dung sai H

+ Vậy kích thước Ø36 có thể viết Ø36H16

➢ Kích thước Ø8 có:

+ Kích thước danh nghĩa: Ø8 + Tra bảng 1.14 trang 18 Bảng tra DSLG ta có: IT = 0,9, ES = 0,9 và

EI = 0

+ Theo TCVN 2245-99 thì kích thước này đạt cấp chính xác IT16 và

miền dung sai H

+ Vậy kích thước Ø8 có thể viết Ø8H16

➢ Kích thước Ø4 có:

+ Kích thước danh nghĩa: Ø4 + Tra bảng 1.14 trang 18 Bảng tra DSLG ta có: IT = 0.75, ES = 0,75

và EI = 0

+ Theo TCVN 2245-99 thì kích thước này đạt cấp chính xác IT16 và

miền dung sai H

+ Vậy kích thước Ø4 có thể viết Ø4H16

➢ Kích thước 30 có:

+ Kích thước danh nghĩa: 30 + Tra bảng 1.14 trang 18 Bảng tra DSLG ta có: IT = 0.75, ES = 0,75

và EI = 0

+ Theo TCVN 2245-99 thì kích thước này đạt cấp chính xác IT16 và

miền dung sai H

➢ Kích thước 16 có:

+ Kích thước danh nghĩa: 16 + Tra bảng 1.14 trang 18 Bảng tra DSLG ta có: IT = 1,1, ES = 1,1 và

EI = 0

+ Theo TCVN 2245-99 thì kích thước này đạt cấp chính xác IT16 và

miền dung sai H

+ Vậy kích thước 16 có thể viết 16H16

1.4.2 Độ chính xác về hình dáng hình học:

Không có YCKT nào đặc biệt về hình dáng hình học trong CTGC này

1.4.3 Phân tích độ chính xác về về vị trí tương quan

- Dung sai độ song song giữa đường tâm 2 lỗ Ø21+0,021 và Ø36+0,025 mm bằng 0,03

mm

- Dung sai độ đồng trục giữa đường tâm 2 lỗ Ø21+0,021 bằng 0,02 mm

1.4.4 Phân tích chất lượng bề mặt

- Bề mặt lỗ Ø21+0,021 với cấp chính xác kích thước IT7 được sử dụng lắp trục Tra

bảng độ nhám với cấp chính xác IT7, ta chọn độ nhám bề mặt là Ra = 1,6 µm

- Bề mặt lỗ Ø36+0,025 mm với cấp chính xác kích thước IT7 được sử dụng lắp với

trục Tra bảng độ nhám với cấp chính xác IT7, ta chọn độ nhám bề mặt là Ra = 1,6

µm

- Các bề mặt gia công phay thô chọn cấp độ nhám 4 với trị số Ra = 40 µm

- Các bề mặt đúc không gia công chọn cấp độ nhám 3 với Rz = 80 µm

1.4.5 Yêu cầu về cơ tính

Điều kiện làm việc của chi tiết không có yêu cầu đặc biệt về độ cứng và nhiệt luyện

1.4.6 Kết luận

Qua các phân tích về chi tiết gia công, ta thấy dung sai kích thước, hình dáng

hình học, vị trí tương quan, nhám bề mặt đạt cấp chính xác cao nhất là IT7 Chất lượng bề mặt tương thích với độ chính xác kích thước, hình dáng hình học và vị trí

Hình 1.2: Chi tiết gia công

Cách 1: Chia chi tiết ra thành nhiều hình khối cơ bản rồi tính thể tích của từng

hình đó Sau đó, cộng hay trừ các thể tích của các hình lại với nhau ta được thể tích

chi tiết cần xác định Tiếp theo ta lấy thể tích đó nhân với khối lượng riêng của chi tiết sẽ xác định được khối lượng của chi tiết

Cách 2: Khối lượng chi tiết được xác định trên phần mềm

Trong đồ án này, khối lượng chi tiết được xác định theo cách 2 Sau khi thiết kế và

vẽ chi tiết trên phần mềm Solid Work 2018 ta xác định được khối lượng chi tiết là khoảng 3,46 kg (Với khối lượng riêng gang xám khoảng 7190 kg/m3)

Hình 1.3 CTGC và các thông số liên quan

- Tính khối lượng CTGC: sử dụng phần mềm Solidworks 2018 thiết kế 3D

CTGC

- Khối lượng chi tiết: 3,46 kg

- Thể tích chi tiết: 480600 mm 3

1.5.1 Sản lượng chế tạo trong một năm

Chi tiết đã cho ở dạng sản xuất hàng loạt vừa, chi tiết có khối lượng 3,46 kg nên

Tra bảng 2 – trang 13 – Hd đồ án công nghệ CTM – GS.Trần Văn Địch

Giáo trình hướng dẫn thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy ta có sản lượng hàng năm 500 ÷ 5000 sản phẩm/năm

1 Chế tạo phôi bằng công nghệ đúc

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

So với các phương pháp chế tạo phôi đúc hoặc hàn thì gia công rèn, dập có các ưu điểm sau:

1 Vật liệu biến dạng ở thể rắn nên sau khi gia công sẽ bị thay đổi cơ, lý tính, cấu trúc hạt kim loại mịn hơn, hạt đồng đều hơn và cơ tính cao hơn

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 quay ngược chiều nhau, làm cho phôi bị biến dạng dẻo ở khe hở, kết quả là chiều dày của 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 (cơ khí, xây dựng, giao thông vận tải…) Tùy theo hình dáng sản phẩm cán

có thể chia 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 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 là gang xám GX 18-36

− Dạng sản xuất hàng loạt vừa

− 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 18-36 là phù hợp

2.2 Phương pháp chế tạo phôi đúc

2.2.1 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 xuất đơn chiếc hoặc hàng loạt nhỏ Kỹ thuật làm khuôn bằng tay có năng suất thấp, chất lượng không đồng đều, yêu cầu tay nghề người thợ cao và điều kiện làm

việc nặng nhọc Có thể chia ra làm 03 hình thức làm khuôn chính:

1 Làm khuôn trên nền xưởng là dùng ngay nền nhà xưởng để chế tạo khuôn

những sản phẩm đúc không yêu cầu độ bóng bề mặt cao, kích thước không cần chính xác Ưu điểm nổi bật của làm khuôn trên nền xưởng là không cần nhiều thiết

bị và phụ tùng đặc biệt mà vẫn chế tạo được những sản phẩm đúc có kích thước lớn như thân máy công cụ hoặc máy rèn dập Tuy nhiên làm khuôn trên nền xưởng tốn nhiều lao động và đòi hỏi người thợ có tay nghề cao Khó khăn khi chế tạo khuôn trên nền xưởng là thiết kế hệ thống thoát khí cho hòm khuôn dưới Người ta khắc phục vấn đề này bằng cách lót ở dưới đáy một lớp 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 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 rung khí nén để thay thế cho động tác gõ búa tác động lên mẫu nên việc rút mẫu đơn giản hơn

Trong chế tạo khuôn cát thì mẫu chính là công cụ chủ yếu nhằm tạo hình khuôn đúc Bộ mẫu gồm có mẫu tạo hình sản phẩm đúc, hộp ruột chế tạo lõi trong phôi đúc, mẫu các phần tử hệ thống rót, đậu hơi và đậu ngót Bộ mẫu thường có các yêu

cầu về hình dạng chính xác, có độ bền cao để sử dụng nhiều lần, nhẹ dễ sử dụng và giá thành thấp

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

2.2.2 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 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

2.2.3 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 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

2.2.4 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

2.2.5 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 và dễ dàng tự động hóa sản xuất

2.2.6 Đúc mẫu chảy

Đúc mẫu chảy là phương pháp đúc mà mẫu đúc được làm bằng vật liệu có nhiệt độ chảy rất thấp hoặc dễ hòa tan nhằm tạo nên lỗ khuôn không có mặt phân khuôn, đảm bảo độ chính xác cao của chi tiết đúc Đúc mẫu chảy có thể áp dụng trong sản xuất đơn chiếc, vừa cho sản xuất hàng khối Đúc mẫu chảy có hiệu quả kinh tế trong sản xuất các chi tiết nhỏ hình dáng phức tạp hoặc những chi tiết lớn cần độ chính xác và độ bóng bề mặt 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 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

2.2.7 Chọn phương pháp chế tạo phôi

Yêu cầu chi tiết đã cho:

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

2 Dạng sản xuất loạt vừa

Căn cứ vào hình dạng chi tiết, ta chọn cấu tạo khuôn cát như sau:

1 Số hòm khuôn: Chi tiết không quá phức tạp nên dùng 2 hòm khuôn để tiện việc lấy mẫu và rót kim loại vào khuôn

2 Chọn mặt phân khuôn: chọn mặt phẳng cắt ngang chi tiết đi qua tiết diện ngang kích thước trục Ø56 mm

Hình 2.1: Hình vẽ sơ đồ đúc

2.3 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 cấp chính xác II khi đúc:

Tra bảng 3.95 trang 252 – sổ tay công nghệ CTM tập 1:

Hình 2.2 Bảng tra lượng dư gia công

Hình 2.3 Bảng vẽ chi tiết lồng phôi

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

1 Mct: Khối lượng chi tiết gia công (kg)

2 Mph: Khối lượng phôi (kg)

֍ Khối lượng phôi được xác định trên phần mềm Solid Work 3D 2018

Khối lượng phôi: M ph : 6,92 kg

Hình 2.4 Khối lượng phôi đúc

3 Chọn phương pháp gia công các bề mặt phôi

4 Chọn chuẩn công nghệ và sơ đồ gá đặt

5 Chọn trình tự gia công các chi tiết

( Đính kèm phiếu hướng dẫn công nghệ )

• Làm sạch cát trên bề mặt phôi

• Mài bavia, phần thừa của đậu rót, đậu ngót

• Kiểm tra các khuyết tật của phôi: rỗ khí, nứt, cong vênh

Bước 2 : Kiểm tra

• Kiểm tra về kích thước

• Kiểm tra về hình dáng

• Kiểm tra về vị trí tương quan

Bước 3 : Ủ phôi

Hình 4.2 Sơ đồ ủ phôi

Nguyên công II: Phay thô đồng thời mặt A, B

Hình 4.3 Sơ đồ nguyên công II

1.Sơ đồ gá đặt : như hình vẽ

2.Định vị : Hạn chế 6 bậc tự do, 1 bậc bằng chốt tỳ đầu cầu, 4 bậc bằng khối V dài

cố định, 1 bậc bằng chốt tỳ đầu cầu

3.Kẹp chặt: bằng đai ốc, hướng từ trên xuống

4.Chọn máy : Chọn máy phay ngang 6H82 có các thông số cơ bản của máy như

ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT THÔNG SỐ

Bề mặt làm việc của bàn (mm 2 ) 400x1600 Công suất động cơ kW 7

Hiệu suất máy 0,75 Số vòng quay trục chính (vg/ph) 0,75,30-37,5-4,75-60-95-118-150-190-235-

300-375-475-600-753-950-1180-1500 Bước tiến của bàn máy (mm/ph)

30 - 37, 5 – 47, 5 – 60 – 75 – 95 –118 –120 –

190 –235 –300 – 375 – 475 – 600 – 750 – 900 Lực lớn nhất cho phép theo cơ cấu

tiến của máy (KG)

1500

5 Tra chế độ cắt khi phay

❖ Chọn dao: Chọn dao phay đĩa mặt gắn mảnh hợp kim cứng BK6

- Tra tài liệu [4] bảng 4-85 tr 369 ta được:

D = 250 mm B = 14 mm Z = 18 răng

❖ Chọn chiều sâu cắt t: Gia cơng thơ nên chọn t = 4 mm

❖ Chọn lượng chạy dao: Theo bảng (16-5) trang 130 [12] ta được :

Sz= (0,15 - 0,2) mm/răng Chọn Sz= 0,15

❖ Vận tốc cắt theo cơng thức:

V= y u p v

z x m

q V

K Z B S t T

D C

v v v v v

.

HB K

v

u y z x p

n D

Z B S t C

P

p p

p p p

.

.

(Chỉ số mũ np tra bảng 13.1 trang 21 [12]) Hệ số điều chỉnh chung về lực cắt chỉ phụ thuộc vào vật liệu gia công nên :

Kp = Kmp = 1 Thay vào công thức (4):

.V

P z

= 58,9×47

60×102 = 0,45 KW

So với công suất máy Nmáy= 7 KW thì máy làm việc đảm bảo an toàn

❖ Thời gian chạy máy:

Thời gian chạy máy được tính theo công thức thời gian phay trang 207 (1) :

TCB=

S

L L

Hình 4.4 Sơ đồ nguyên công III

Theo bảng 1.97 trang 120 tài liệu [ 11 ]cần phải qua các bước sau:

- Khoét thô đạt: Ø35+0,25

- Khoét tinh đạt Ø35,71+0,1

- Doa thô đạt Ø35,92+0,04