Đồ án công nghệ chế tạo máy 1

LỜI NÓI ĐẦU Để phục vụ cho việc cải tiến và nâng cao chất lượng sản phẩm cơ khí, việc đề ra quy trình công nghệ thích hợp và có hiệu quả là vấn đề rất quan trọng.. Ngoài ra, để đảm bảo đ

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU

Để phục vụ cho việc cải tiến và nâng cao chất lượng sản phẩm cơ khí, việc đề ra quy trình công nghệ thích hợp và có hiệu quả là vấn đề rất quan trọng Ngoài ra, để đảm bảo được yêu cầu thiết kế, đạt tính công nghệ cao, việc đề ra quy trình công nghệ thích hợp là công việc phải được ưu tiên hàng đầu Việc thiết kế quy trình công nghệ thích hợp còn giúp người công nhân giảm được thời gian gia công, tăng được năng suất.v.v… làm cho giá thành sản phẩm hạ hơn, đáp ứng được nhu cầu của thị trường.

Một chi tiết máy có thể có nhiều quy trình công nghệ khác nhau, việc thiết kế quy trình công nghệ được chọn trong đồ án này đã được chọn sao cho hợp lý nhất đồng thời đảm bảo yêu cầu về chất lượng, giá thành, thời gian.

Các số liệu và thông số tính toán đều được thầy hướng dẫn từ tài liệu và bằng kinh nghiệm Tuy vậy, đồ án công nghệ chế tạo máy này được thực hiện lần đầu tiên, nên không thể tránh khỏi các sai sót trong quá trình tính toán, thiết kế.

Chúng em cảm ơn sự hướng dẫn nhiệt tình từ thầy Huỳnh Hữu Nghị, và các thầy cô trong bộ môn đã góp ý giúp chúng em hoàn thành đồ án này.

Chúng em mong được các Thầy, Cô góp ý, bổ sung kiến thức cũng như chỉ bảo cho chúng em để kiến thức của chúng em ngày càng phong phú hơn.

Nhóm thực hiện

CHƯƠNG 1: XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT.

1.1 Sản lượng chế tạo

- Sản lượng chi tiết chế tạo trong một năm

, (chiếc/năm) [ 1, trang 23, công thức 2.1]

Trong đó:

No = 10000 số sản phẩm trong một năm theo kế hoạch

m = 1 số lượng chi tiết như nhau trong một sản phẩm

α = 10 số phần trăm dự trữ cho chi tiết máy nói trên

β = 3 số phần trăm chi tiết phế phẩm trong quá trình chế tạo

1.2 Khối lượng chi tiết

Bằng cách sử dụng phần mềm inventor ta tính được thể tích của cần nối

- Thể tích cần nối V = 0,065 dm3

.

- Khối lượng riêng của gang xám: 7,8 kg/dm3

.

Hình 1: Hình dạng chi tiết

1.3 Xác định dạng sản xuất đặc trưng

- Tra bảng 2.1 [3, trang 24], ta xác định được dạng sản xuất là loạt vừa

- Mục đích của việc xác định dạng sản xuất là để xác định biện pháp công nghệ và tôchức sản xuất để tạo ra sản phẩm đạt các chỉ tiêu kinh tế – kỹ thuật

- Đặc trưng của dạng sản xuất này là có tính ôn định và lặp lại, sử dụng máy vặnnăng và trang bị công nghệ chuyên dùng (đồ gá chuyên dùng) và thành lập quytrình công nghệ một cách tỉ mỉ mới đem lại hiệu quả kinh tế - kỹ thuật

CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG

2.2 Các yêu cầu kỹ thuật

- Các góc lượn bán kính 3 ÷ 5 mm

- Các kích thước không ghi chế tạo ghi theo cấp chính xác IT14, H14, h14

- Phôi sau khi đúc xong được ủ hoặc thường hoá để tránh xảy ra hiện tượng biến cứng, rô khí, rỗ xỉ…

- Độ nhám các bề mặt không gia công: Rz = 80µm

2.3 Vật liệu

- Vật liệu gang xám 21-40 có cơ tính tương đối cao, thường có nền kim loại ferit với các tấm graphit nhỏ mịn, chịu tải cao và chịu mài mòn Theo [7, trang

peclit-237, bảng 11] ta có các thông số sau:

• Giới hạn bền uốn: 210 N/mm2

• Độ giãn dài: δ ≈ 0,5%

• Giới hạn bền kéo: 400 N/mm2

• Độ cứng 170-241 HB, chọn HB=190

• Dạng grafit: tấm nhỏ mịn

- Tính hoá lý đáp ứng đủ chức năng phục vụ và công nghệ chế tạo

2.4 Tính công nghệ của chi tiết

- Khi thiết kế nên chú ý tới kết cấu của cần nối như:

• Đảm bảo độ cứng vững

• Chiều dài các lỗ cơ bản nên bằng nhau và các mặt đầu của chúng cùng nằm trênhai mặt phẳng song song với nhau là tốt nhất

• Kết cấu nên đối xứng qua mặt phẳng nào đó Các lỗ vuông góc phải tính toánsao cho dễ gia công.

• Kết cấu phải thuận lợi cho việc gia công nhiều chi tiết cùng một lúc

• Hình dáng thuận lợi cho việc chọn chuẩn thô và chuẩn tinh thống nhất

2.5 Chọn phương pháp kiểm tra các yêu cầu kỹ thuật của chi tiết

Để kiểm tra các yêu cầu kỹ thuật của chi tiết như: dung sai, độ nhám, độ vuông góc, độsong song, vv ta có thể dùng các biện pháp sau:

- Kiểm tra dung sai: dùng thước cặp, panme,…

- Kiểm tra độ nhám: dùng tay rà trực tiếp, so sánh với mẫu chuẩn,…

- Kiểm tra độ song song, vuông góc: dùng đồng hồ so kết hợp với dùng khối V

CHƯƠNG 3: CHỌN DẠNG PHÔI VÀ PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI

3.1 Chọn dạng phôi

- Đối với chi tiết ta đang gia công ở trên với các yêu cầu kỹ thuật như sau:

• Vật liệu là gang xám GX 21-40

• Dạng sản xuất hàng loạt vừa

- Do đó ta chọn phôi là dạng phôi đúc:

• Về cơ tính: gang là vật liệu có độ bền kéo thấp, độ dòn cao, dễ dàng tạo vếtnứt khi chịu lực tác động lớn do đó không thể chế tạo phôi bằng phươngpháp rèn, dập, cán…

• Về công nghệ: gang có nhiệt độ chảy thấp, độ chảy loãng cao do đó thuậntiên cho việc đúc

3.2 Chọn phương pháp chế tạo phôi

Trong đúc phôi có các phương pháp sau:

3.2.1 Đúc trong khuôn cát mẫu gỗ

Chất lượng bề mặt đúc không cao, giá thành thấp, trang thiết bị đơn giản, thích hợpcho dạng sản xuất đơn chiếc hoặc hàng loạt nhỏ

• Loại phôi tạo ra có cấp chính xác IT16→IT17

• Độ nhám bề mặt có thể đạt được: Rz=160μm

3.2.2 Đúc trong khuôn cát mẫu kim loại

Nếu công việc làm khuôn được thực hiện bằng máy thì sẽ đạt độ chính xác khá cao,giá thành cũng cao hơn so với đúc trong khuôn cát mẫu gỗ, vì giá thành tạo khuôncao

• Cấp chính xác của phôi tạo thành : IT15 → IT16

• Độ nhám bề mặt có thể đạt được: Rz=80μm

3.2.3 Đúc trong khuôn kim loại

Độ chính xác cao, giá thành đầu tư cho thiết bị lớn, phôi có hình dáng gần giống vớichi tiết nên lượng dư nhỏ, tiết kiệm được vật liệu nhưng giá thành sản phẩm cao

• Cấp chính xác phôi : IT14→IT15

• Độ nhám bề mặt có thể đạt được: Rz=40 μm

3.2.4 Đúc áp lực

Dùng áp lực để điền đầy kim loại vào lòng khuôn Hợp kim thường đượcdùng trong đúc áp lực là: nhôm, thiếc, kẽm, magie, đồng.

Đúc dưới áp lực thường là phương pháp áp dụng để chế tạo ra các chi tiết phức tạpnhư : vỏ bơm xăng-dầu, nắp buồng ép, van dẫn khí

Cần phải đầu tư trang thiết bị đắt tiền nên giá thành phẩm cao, đặc tính kĩ thuật tốtnhưng với sản xuất hàng loạt vừa thì hiệu quả kinh tế không cao

Nhờ truyền nhiệt nhanh nên kim loại lỏng rót vào lòng khuôn được kết tinh ngay,vật đúc hình thành được kéo ra khỏi lòng khuôn liên tục bằng các cơ cấu đặc biệtnhư: con lăn,

Đúc liên tục thường dùng : đúc ống, đúc tấm, đúc thỏi

- Cấp chính xác chế tạo phôi trong sản xuất hàng loạt: cấp II

- Cấp chính xác cấp II ứng với phôi đúc trong khuôn cát, mẫu kim loại, làm khuôn bằng máy và được xử lý bề mặt khuôn tốt (dùng thêm một số chất làm bóng bề mặt

và một số biện pháp xử lý khuôn) Loại phôi này có cấp chính xác kích thước IT14– IT15, độ nhám Rz = 80µm

• Độ nhám bề mặt là Rz= 80μm.

3.3 Tra lượng dư gia công cơ cho các bề mặt của phôi

Tra các bảng từ 3.3 đến 3.15 tài liệu [1]:

- Sai lệch cho phép kích thước chi tiết đúc (chính xác cấp II) (mm):

• Chiều dày nhỏ nhất vách chi tiết đúc: 3 ÷ 4

• Kích thước lỗ: 10

• Góc nghiêng: 10

• Bán kính góc lượn: 3 ÷ 5 mm

• Việc cắt đứt được thực hiện nhờ đồ gá chuyên dùng

• Chi tiết được làm sạch bằng các thiết bị phun cát khô

• Gia công nhiệt để nâng cao chất lượng chi tiết đúc:

Tôi: 830 ÷ 900, 1÷3 hRam: 200 ÷ 400, 0.5÷1hTheo bảng 3-95 tài liệu [2] ta tra lượng dư gia công cơ cho vật đúc cấp chính xác

II, ứng với kích thước danh nghĩa <50 mm ta tra được:

Bên trên: 2,5Bên dưới: 2,5Bên cạnh: 2,5

- Dung sai kích thước chi tiết đúc: lấy IT14 bảng 3-11 trang 182 [1]

- Cấp chính xác các kích thước cần gia công:

cấp chính xác 11cấp chính xác 11cấp chính xác 11cấp chính xác 11cấp chính xác 11cấp chính xác 11

3.4 Hình thành bản vẽ phôi

Quá trình hình thành phôi:

- Căn cứ vào bản vẽ vật đúc ta chế tạo ra mẫu Ở bộ phận làm khuôn người ta dùngmẫu và hỗn hợp làm khuôn để chế tạo ra khuôn Sau khi sấy khuôn ta đem lắp rápkhuôn lại với nhau Tiến hành các bước tiếp theo như rót kim loại vào khuôn, gỡkhuôn lấy vật đúc Làm sạch vật đúc bằng một số phương pháp như phun cát haynước ở áp lực cao để kiểm nghiệm.

CHƯƠNG 4: CHỌN TIẾN TRÌNH GIA CÔNG

MỤC ĐÍCH: Xác định một trình tự gia công hợp lý nhằm đảm bảo độ chính xác và độ

nhám, độ cứng bề mặt yêu cầu của chi tiết

4.1 Bản vẽ đánh số các bề mặt

Hình 4.1 Bản vẽ đánh số bề mặt phôi

4.2 Chọn phương pháp gia công các bề mặt của phôi.

4.2.1 Phương pháp gia công cho bề mặt 1.

Phay : Dao phay trụ, dao phay mặt đầu, ngón, đĩa

• Dao phay mặt đầu

- Có khả năng dùng dao có đường kính lớn, gia công bề mặt rộng, năng suấtcao, không bị hạn chế do kích thước đầy máy

- Có thể cát đồng thời nhiều lưỡi, đảm bảo quá trình cắt êm hơn dao phay trụ

- Dễ chế tạo các loại răng chắp

- Mài dao dễ

Trong sản xuất lớn thường sử dụng loại dao này.

• Dao phay đĩa: 2 hoặc 3 mặt cắt

- Có vị trí cắt là thẳng đứng, thẳng góc với trục dao nằm ngang Trong trườnghợp đặc biệt có thể làm việc như dao phay trụ và gia công được rãnh, mặtđầu, mặt bậc

4.2.2 Phương pháp gia công cho bề mặt 4,7,9.

Các phương pháp: Phay, bào

Bào:

Ưu điểm:

- Gia công được mặt phẳng lớn hơn so với các phương pháp khác

- Đồ gá và dao đơn giản

Nhược điểm:

-Chi tiến hành được với 1 hay vài lưỡi cắt

-Tốn thời gian trên hành trình chạy không

-Vận tốc cắt thấp vì phải thực hiện chuyển động khứ hồi

-Độ chính xác đạt được thấp

-Năng suất thấp

Phù hợp nhất cho loạt nhỏ và đơn chiếc, ít phù hợp với hàng loạt lớn

 Chọn phương án: Từ những phân tích trên ta chọn phương pháp Phay bằng dao

phay mặt đầu

4.2.3 Phương pháp gia công cho bề mặt 18.

Phay: Phay với dao phay đĩa và dao phay ngón kết hợp khoan lỗ

• Dao phay đĩa: Dạng dao phay mặt định hình (nửa tròn bán kính 6), phải chế tạodao riêng

• Dao phay ngón: Dao có sẵn, đường bao là biên dạng tròn nên rất đơn giản để tạonửa tròn bán kính 6

4.2.4 Phương pháp gia công cho bề mặt 5.

lỗ ∅32.

Khoét-Phá lớp biến cứng

và đạt kích thước

Doa-Đạt độ nhámyêu cầu

Phương án II

Đúc khuôncát, mẫu kimloại và khônglàm lõi

Khoan1.Khoan lỗ mồi2.Khoan đạt kích thước

Khoét-Sửa sai số hình học

-Đạt độ chính xác nhất định

Doa-Đạt độ nhámyêu cầu

Phân tích phương án:

1 Phương án I:

- Là phương án được lựa chọn ở hầu hết đồ án gia công cần nối

- Thích hợp để sử dụng trong sản xuất

2 Phương án II

- Là phương án được sử dụng nhiều đối với những chi tiết có lỗ cần gia công nhỏnếu đúc thì không kinh tế, thích hợp dạng sản xuất nhỏ và vừa

Chọn phương án: II

4.2.5 Phương pháp gia công cho bề mặt 12.

Phương pháp: Khoan

4.2.6 Phương pháp gai công cho bề mặt 14.

Phương pháp: Phay đĩa và cắt dây

Cắt dây:

- Phù hợp cho sản xuất nhỏ và đơn chiếc

- Gia công vật liệu cứng

- Năng suât thấp, thời gian gia công lâu

- Sử dụng máy CNC chuyên dụng

Chọn phương án: Phay đĩa

4.3 Chọn chuẩn công nghệ

Chọn chuẩn thô: Để đảm bảo vị trí tương đối của các bề mặt với nhau, của các lỗ với

nhau, độ vuông góc của lỗ với mặt đầu của lỗ nên chọn chuẩn thô là bề mặt ngoài của lỗ

∅48 và một bề mặt 4

Chọn chuẩn tinh: Chọn chuẩn tinh là bề mặt 4 và lỗ 5.

4.4 Chọn trình tự gia công các bề mặt

2 Máy phay đứng

3 Phay đứng

4 Khoan

5 Phay ngangII

2 Máy phay đứng

3 Máy phay đứng

4 Máy phay đứng

5 Máy phay đứng

6 Máy phay đứng

7 Máy khoan

8 Máy phay

Nguyên công 1: Gồm 4 bước Phay + Khoan + Khoét + Doa.

- Đảm bảo sự đồng tâm trong các bước khoan, khoét và doa

- Độ vuông góc giữa 4 và 5 bằng độ vuông góc giữa trục x và z củamáy phay đứng

- Dụng cụ kẹp chặt khó bố trí

- Sự tập trung này gây tốn thời gian trong việc gá đặt và set dụng cụ cắt Có thể ảnh hưởng đến sản lượng sản xuất

II

- Sự phân tán nguyên công trong phương án này phù hợp cho qui

mô sản xuất hàng loạt nói chung

- Chuẩn thô được sử dụng 2 lần nên cần quan tâm đến sai số doviệc chọn chuẩn thô này gây ra cho các kích thước gia công liênquan

- Bố trí cơ cấu kẹp chặt khi Khoan lỗ ∅32 đơn giản

 Chọn phương án: II

4.5 Phương án định vị và kẹp chặt

Hệ tọa độ của chi tiết cho trên hình 3.7:

Hình 4.7: Hệ tọa độ của chi tiết Gia công bề mặt 4-7-9

Gia công trên máy phay đứng nên có hệ tọa độ như hình 4.7

Các nguyên công có khả năng phát hiện phế phẩm do khuyết tật trong phôi nên thực hiệntrước.Gia công mặt 4,7 trước lỗ 5 để sau đó gia công lỗ 5 mới đảm bảo được độ vuônggóc giữa mặt 7 và lỗ 5

Gia công bề mặt làm chuẩn công nghệ trước để làm chuẩn công nghệ cho các nguyêncông sau

Gia công mặt 1 trước rãnh 18 là đảm bảo tiêu chí: mặt nào càng có yêu cầu độ chính xácthì gia công sau

Phân tích: Bề mặt gia công dạng mặt phẳng  Cần khống chế 3 bậc tự do chính gồm: Tz,

Qy, Qx

Phương án 1: Phương án định vị thể hiện ở hình 4.8:

Hình 4.8: Phương án định vị thứ 1

Định vị bề mặt 11, các bậc tự do Tx, Ty ,Qy, Qx

Định vị trên bề mặt 1, bậc tự do Tz

Phương án 2: Phương án định vị thể hiện ở hình 4.9:

Nhằm đảm bảo tính tương quan giữa bề mặt và mặt đầu gia công, tạo chuẩn tinhthống nhất gia công các bề mặt còn lại, dễ dàng cho việc định vị.

=> Do vậy chọn mặt trụ ngoài (khống chế 4 bậc tự do) và mặt 1 khống chế 1 bậc tự

do để làm chuẩn thô thực hiện nguyên công phay thô bề mặt 4, 7 và 9

Vì thế ta chọn phương án 1.

Bảng 4.10: Bảng tổng kết phương án định vị để gia công mặt 4,7,9:

Gia công lỗ 5 lắp trục

Gia công trên máy khoét doa đứng nên có hệ tọa độ như hình 4.10

Hình 4.10: Hệ tọa độ của chi tiết khi gia công khoét doa

Phân tích: Bề mặt gia công dạng lỗ  Cần khống chế 4 bậc tự do chính gồm: Tx, Ty, Qx,

Qy

Phương án 1: Phương án định vị thể hiện ở hình 4.11:

Hình 4.14: Phương án định vị thứ 1

Định vị bề mặt 7, các bậc tự do Tz, Qx

Định vị bề mặt 11, bậc tự do Tx ,Ty,Qy,Qz

Phương án 2: Phương án định vị thể hiện ở hình 4.12:

Hình 4.12: Phương án định vị thứ 2

Định vị bề mặt 7: Các bậc tự do Tz, Qx,

Định vị bề mặt 11: Bậc tự do Tx ,Ty

Định vị bề mặt 10: Qz

=>Vì vị trí tương quan của mặt 7 và 11 so với lỗ sắp gia công có tính tương quan nhất nên

ta phải chọn định vị ở bề mặt 7

Vì thế ta chọn phương án 2:

Bảng 4.11: Bảng tổng kết phương án định vị để gia công mặt 5:

Các bậc chính cần khống chế Tx, Ty, Qy, Qx

Gia công mặt 1

Gia công trên máy phay đứng nên có hệ tọa độ như hình 4.14

Hình 4.14: Hệ tọa độ của chi tiết khi gia công trên máy phay đứng

Phân tích: Mặt gia công dạng mặt phẳng  Cần khống chế 3 bậc tự do chính: Tz, Qx, Qy

Phương án 1: Phương án định vị thể hiện ở hình 4.15:

Hình 4.15: Phương án định vị thứ 1

Định vị trên bề mặt 7, các bậc tự do Tz, Qx, Qy

Định vị bề mặt 11, bậc tự do Tx ,Ty

Phương án 2: Phương án định vị thể hiện ở hình 4.16:

Hình 4.16: Phương án định vị thứ 2

Định vị bề mặt 5, bậc tự do Tx ,Ty

Định vị bề mặt 7, bậc tự do Tz, Qx, Qy

=> Để đảm bảo về vị trí tương quan giữa bề mặt 1 và lỗ làm việc 5, nên phải sử dụng lỗ 5để làm bề mặt định vị

Vì thế ta chọn phương án 2

Bảng 4.12: Bảng tổng kết phương án định vị để gia công mặt 1:

Các bậc chính cần khống chế Tz, Qx , Qy

Gia công rãnh làm việc 14

Gia công trên máy phay đứng nên có hệ tọa độ như hình 4.17:

Hình 4.17:Hệ tọa độ của chi tiết khi gia công trên máy phay đứng

Phân tích: Mặt gia công dạng rãnh trụ  Cần khống chế 5 bậc tự do chính: Tx, Ty, Qx, Qy , Qz

Phương án 1: Phương án định vị thể hiện ở hình 4.18:

Hình 4.18: Phương án định vị thứ 1

Định vị trên bề mặt 16, bậc tự do Q

Phương án 2: Phương án định vị thể hiện ở hình 4.19:

Hình 4.19: Phương án định vị thứ 2

Định vị bề mặt 5, bậc tự do Ty, Tx, Qy, Qx

Định vị bề mặt trên 18, bậc tự do Qz

Tz, Qx

=>Để đảm bảo tương quan về vị trí gia công giữa rãnh làm việc 18 và lỗ làm việc 5, đảmbảo dung sai kích thước và lời khuyên chọn chuẩn nên ta dùng mặt chuẩn tinh 5 để định

vị

Vì thế ta chọn phương án 2

Bảng 4.13: Bảng tổng kết phương án định vị để gia công mặt 14:

Các bậc chính cần khống chế Tx, Ty, Qz, Qx , Qy

Gia công lỗ bulông 12

Gia công trên máy khoan đứng nên có hệ trục tọa độ như hình 4.20:

Hình 4.20: Hệ tọa độ của chi tiết khi gia công trên máy phay đứng

Phân tích: Phần gia công có dạng lỗ  Cần khống chế 4 bậc tự do chính: Tx, Ty, Qx, Qy, Qz

Phương án : Phương án định vị thể hiện ở hình 4.20: