THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT CÀNG LƯU LƯỢNG C13 HƯNG YÊN

LỜI NÓI ĐẦU

Công nghệ chế tạo máy là một ngành then chốt, nó đóng vai trò quyết dịnh trong sự nghiệp công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước. Nhiệm vụ của công nghệ chế tạo máy là chế tạo ra các sản phẩm cơ khí cho mọi lĩnh vực của nghành kinh tế quốc dân, việc phát triển ngành công nghệ chế tạo máy đang là mối quan tâm đặc biệt của Đảng và nhà nước ta.

Phát triển ngành công nghệ chế tạo máy phải được tiến hành đồng thời với việc phát triển nguồn nhân lực và đầu tư các trang bị hiện đại. Việc phát triển nguồn nhân lực là nhiệm vụ trọng tâm của các trường đại học.

Hiện nay trong các ngành kinh tế nói chung và ngành cơ khí nói riêng đòi hỏi kĩ sư cơ khí và cán bộ kĩ thuật cơ khí được đào tạo ra phải có kiến thức cơ bản tương đối rộng, đồng thời phải biết vận dụng những kiến thức đó để giải quyết những vấn đề cụ thể thường gặp trong sản xuất.

Môn học công nghệ chế tạo máy có vị trí quan trọng trong chương trình đào tạo kĩ sư và cán bộ kĩ thuật về thiết kế, chế tạo các loại máy và các thiết bị cơ khí phục vụ các ngành kinh tế như công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải, điện lực ...vv

Để giúp cho sinh viên nắm vững được các kiến thức cơ bản của môn học và giúp cho họ làm quen với nhiệm vụ thiết kế, trong chương trình đào tạo , đồ án môn học công nghệ chế tạo máy là môn học không thể thiếu được của sinh viên chuyên ngành chế tạo máy khi kết thúc môn học.

Sau một thời gian tìm hiểu và với sự chỉ bảo nhiệt tình của thầy giáo hướng dẫn Nguyễn Văn Hà đến nay em đã hoàn thành đồ án môn học công nghệ chế tạo máy.Trong quá trình thiết kế và tính toán tất nhiên sẽ có những sai sót do thiếu thực tế và kinh nghiệm thiết kế, em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy, cô giáo trong bộ môn công nghệ chế tạo máy và sự đóng góp ý kiến của các bạn để lần thiết kế sau và trong thực tế sau này được hoàn thiện hơn .

MỤC LỤC

 Phần I. Phân tích chức năng làm việc của chi tiết                                 trang 5

Phần II. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết                trang 6

Phần III. Xác định dạng sản xuất                                                              trang 7

Phần IV. Chọn phương pháp chế tạo phôi                                             trang 9

Phần V. Lập thứ tự nguyên công                                                              trang 13

Phần VI. Tính lượng dư cho một bề mặt và tra lượng dư

         cho các bề mặt còn lại                                                                       trang 20

Phần VII. Tính chế độ cắt cho một nguyên công

       và tra chế độ cắt cho các nguyên công còn lại                                 trang 28

Phần VIII. Xác định thời gian nguyên công                                               trang 45

Phần IX. Thiết kế đồ gá cho nguyên công gia công 2 lỗ f3 mm           trang 51

Phần X. Kết luận                                                                                           trang 57

Phần XI. Tài liệu tham khảo                                                                        trang 58

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

1. PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT
   1. Chi tiết càng lưu lượng.

Hình 1: Bản vẽ 3D của chi tiết càng lưu lượng

1. Phân tích chức năng làm việc của chi tiết

Càng lưu lượng (điều tốc ) được chế tạo từ gang dẻo ,các bề mặt làm việc của càng là các mặt lỗ và mặt đầu, có chính xác đạt đến cấp 8, độ nhẵn bóng đạt đến R_Z10. Nó là bộ phận truyền chuyển động trung gian của một số cơ cấu như van tiết lưu, cơ cấu trong động cơ Điezen, trong bộ phận điều tốc.

     Đầu rãnh kín của càng nhận chuyển động từ các bộ phận khác sau đó truyền sang đầu có rãnh hở được lắp với trục. Trục được lắp vào rãnh và được cố định nhờ chốt đựơc lắp vào lỗ f3.

    Các bề mặt làm việc của càng là các mặt lỗ nên độ chính xác của các bề mặt này phải cao ,và phải đạt được độ nhẵn bóng để đảm bảo được sự hoạt động chính xác ,và lắp ghép với cơ cấu khác .

Thành phần của thép C45

2.  Phân tích tính công nghệ trong kết cấu .

    Càng lưu lượng (điều tốc) thuộc họ chi tiết dạng càng, các bề mặt làm việc là các bề mặt lỗ nên yêu cầu về độ song song giữa hai đường tâm đạt 0,05/100 mm chiều dài độ vuông góc giữa các đường tâm chi tiết và mặt đầu ,độ song song giữa các bề mặt của chi tiết ,độ nhám bề mặt R_Z10 .

   Chi tiết khi làm việc phải đảm bảo được độ cứng vững ,chịu lực và chịu các ứng suất .Chi tiết phải có khả năng gia công được trên các máy vạn năng thông thường và bằng các phương pháp gia công thông dụng .khi làm việc chi tiết phải không bị biến dạng.

    Hai đầu của càng có thể tích và khối lượng gần bằng nhau, thân của càng nghiêng một góc lớn nên khi gá đặt để phay rãnh kín và rãnh hở là rất khó khăn vì vậy cần phải thiết kế đồ gá đảm bảo độ cứng vững cao để gia công được theo yêu cầu.

    Rãnh kín và rãnh hở có thể gia công bằng phương pháp phay.

    Gia công các mặt đầu bằng phương pháp phay.

    Lỗ f3 được dùng để lắp chốt giữ trục nên không cần độ chính xác cao.

3. XÁC ĐỊNH DẠNG XẢN XUẤT 

     Dạng sản xuất phụ thuộc vào sản lượng chi tiết trong một năm và trọng lượng chi tiết

  1/ Sản lượng chi tiết:

                 N = 15.000 chi tiết/năm.

  2/ Trọng lượng chi tiết:

          Trọng lượng chi tiết được xác định theo công thức sau:

Q = V.g (kg)

    Trong đó:

           Q – trọng lượng chi tiết (kg)

           V – thể tích chi tiết (dm³)

           g - trọng lượng riêng của vật liệu

   a. Trọng lượng riêng của vật liệu

       g   = 7,852  kg/dm³

   b.  Xác định thể tích của chi tiết

chia vật thể ra thành 3 phần với thể tích tương ứng là : V₁, V₂,V₃

 V₁=7 . 15 . 12 = 1260       (mm³)

V₂ = (21 .10 .4) /COS 50⁰ =1306   (mm³)

V₃ = 20 .6 .13 =1560    (mm³)

V=  V₁+ V₂ +V₃ =4126    (mm³) = 0,04126  (dm³ )

Trọng lượng của chi tiết là :Q = V . g =0,04126 . 7,852 =0,324 ( kg)

Sau khi xác định được N và Q ta dựa vào bảng sau để chọn dạng sản xuất (bảng 2 – TKĐACNCTM)

Ta thấy dạng sản suất là hàng loạt lớn .

4. XÁC ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI.

    - Xác định loại phôi

  Loại phôi được xác định  theo kết cấu của chi tiết, loại vật liệu, điều kiện kỹ thuật, dạng sản xuất. Có nhiều phương pháp tạo phôi khác nhau:

    - Phôi thép thanh: dùng để chế tạo các loại chi tiết như con lăn, chi tiết kẹp chặt, các loại trục, xilanh, pitton, bạc, bánh răng có đường kính nhỏ dùng trong sản xuất hàng loạt vừa, loạt lớn, hàng khối.

    - Phôi dập: thường dùng cho các loại chi tiết như: trục răng côn, trục răng thẳng, các loại bánh răng khác, các chi tiết dạng càng, trục chữ thập, trục khuỷu. Các loại chi tiết này được dập trên máy búa nằm ngang hoặc máy dập đứng. Đối với chi tiết đơn giản thì dập không có ba via, còn chi tiết phức tạp dập sẽ có ba via.

    - Phôi rèn tự do: trong sản xuất đơn chiếc và hàng loạt nhỏ, người ta thay phôi bằng phôi rèn tự do.

    - Phôi đúc: được dùng cho các chi tiết như: các gối đỡ, các chi tiết dạng hộp, các loại càng phức tạp, các loại trục chữ thập…Vật liệu dùng cho phôi đúc là gang, thép, đồng, nhôm và các loại hợp kim khác.

        Đúc được thực hiện trong khuôn cát, khuôn kim loại, trong khuôn vỏ mỏng và các phương pháp đúc ly tâm, đúc áp lực, đúc theo khuôn mẫu chảy.

=>Do yêu cầu kĩ thuật của chi tiết “càng lưu lượng” nên ta chọn phương pháp đúc.

2. Phương pháp chế tạo phôi:

   Trong ngành chế tạo máy thì tùy theo dạng sản xuất mà chi phí về phôi liệu chiếm từ 30¸60% tổng  chi phí chế tạo. Phôi được xác lập hợp lý sẽ đưa lại hiệu quả kinh tế cao và khi chế tạo phải đảm bảo lượng dư gia công.

• Lượng dư quá lớn sẽ tốn nguyên vật liệu tiêu hao lao động để gia công nhiều, tốn năng lượng, dụng cụ cắt vận chuyển nặng dẫn tới giá thành tăng.
• Lượng dư quá nhỏ sẽ không đủ để hớt đi các sai lệch của phôi để  biến phôi thành chi tiết hoàn thiện, làm ảnh hưởng tới các bước nguyên công và các bước gia công.

       Như vậy việc xác định phương pháp tạo phôi dựa trên 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 kĩ thuật của phương pháp tạo phôi.
•  Vì vậy chọn phương án tạo phôi hợp lý sẽ nâng cao tính sử dụng của chi tiết.

Để xây dựng phương án tạo phôi hợp lý ta so sánh các phương án tạo phôi sau:

- Phương pháp đúc áp lực: Đúc được các chi tiết có kết cấu phức tạp, vật liệu phức tạp, có thành mỏng, đúc được các lỗ nhỏ có kích thước khác nhau, có độ nhẵn bóng cao, cơ tính vật liệu tốt, năng suất cao. Nhưng khuôn lại chóng bị mòn do kim loại nóng bào mòn khi được dẫn dưới áp lực lớn.

          - Phương pháp đúc ly tâm: đúc được cácvật tròn rỗng mà không cần dùng lõi do đó tiết kiệm được vật liệu và công làm lõi. Vật đúc có tổ chức kim loại nhỏ mịn, chặt không tồn tại rỗ xỉ khi co ngót. Nhưng khuôn đúc cần có độ bền cao do phải làm việc ở nhiệt độ và lực ép của kim loại lớn. Độ chính xác của lỗ thấp, chất lượng bề mặt lỗ kém.

          - Đúc trong khuôn kim loại: Đúc được các vật đúc phức táp, vật đúc có chất lượng tốt, tuổi bền cao, độ chính xác và độ nhẵn bóng bề mậtco. Tổ chức kim loại nhỏ mịn, năng suất cao, hạ được giá thành sản phẩm

          - Đúc trong khuôn mẫu chảy: Vật đúc có độ chính xác, độ bóng cao, đúc được ác vật đúc có hình dạng phức tạp. Nhưng năng suất thấp, dùng để đúc các kim loại quý, cần tiết kiệm vật liệu.

          - Đúc liên tục: Thích hợp với các vật đúc dài, đúc các tấm kim loại cho cán. Vật đúc không có rỗ co, rỗ khí, rỗ xỉ, ít bị thiên tích.

- Phôi dập: Phôi dập thường dùng cho các chi tiết sau đây: Trục răng côn, trục răng thẳng, các loại bánh răng khác, các chi tiết dạng càng, trục chữ thập, trục khuỷu…

Ưu điểm:

• Sử dụng một bộ khuôn có khích thươc gần giống vật gia công.
• Độ chính xác của vật dập cao
• Kim loại có tính dẻo tốt hơn, dễ biến dạng, cơ tính sản phẩm cao hơn và có thể gia công vật phức tạp.
• Dễ cơ khí hóa nên năng suất cao.
• Hệ số sử dụng vật liệu cao.

Nhược điểm:

• Yêu cầu thiết bị sử dụng có công suất lớn, chuyển động chính xác, không chế tạo được phôi lớn.
• Do những đặc điểm trên nên phôi dập chỉ dùng trong sản xuất hàng loạt và hàng khối.

Tóm lại, từ yêu cầu kỹ thuật  và kinh tế của sản phẩm ta chọn phương pháp dập. Do có đặc điểm sau:

• Chi tiết dập có độ chính xác tương đối cao
• Dễ tự động hóa
• Hạn chế ba via, gờ mép.

3.  Gia công chuẩn bị phôi:

1. Do dạng sản xuất là sản xuất hàng khối lên việc gia công chuẩn bị phôi là việc đầu tiên của quá trình gia công cơ, cần chuẩn bị phôi vì :

 -  Phôi được chế tạo ra có chât lượng bề mặt xấu so với yêu cầu như xù xì, ba via. Tình trạng đó làm cho dụng cụ cắt nhanh bị mòn, nhanh hỏng, chế độ cắt khi gia công bị hạn chế nhiều, đồng thời dễ sinh ra va đập, rung động làm giảm nhanh độ chính xác của các thiết bị, máy móc. Sai lệch hình dáng hình học của phôi lớn do tính in dập khi gia công để đạt yêu cầu của chi tiết cần phải cắt bằng nhiều lần và bằng nhiều dao làm  cho thời gian gia công kéo dài, chi phí lớn.

    Do đó để khắc phục khi đó ta phải dùng bề mặt thô của chi tiết cần phải gia công chuẩn lại phôi.

    Gia công chuẩn bị phôi thường là: làm sạch phôi, nắn thẳng phôi, gia công bóc vỏ.

    Tuỳ thuộc vào dạng 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.

2. Căn cứ vào yêu cầu nói trên kết hợp với việc xem xét điều kiện trang bị, hình thức tổ chức sản xuất cho chi tiết, ta có phương án gia công chuẩn bị phôi như sau:

            - Làm sạch bề mặt bằng chổi sắt.

            - Làm sạch ba via bằng dũa.

            - Đối với mặt trên của chi tiết ta chọn làm chuẩn thô ta có thể gia công sơ bộ lớp vỏ để đủ lượng dư gia công cho chi tiết.

       Sau giai đoạn này phôi đạt cấp chính xác là 14 đối với chi tiết đúc trong khuôn kim loại (bảng 3-66 STCNCTM1).

3. Thiết kế bản vẽ lồng phôi:

5. LẬP THỨ TỰ NGUYÊN CÔNG.

   1. Xác định đường lối công nghệ

Do dạng sản xuất là hàng loạt lớn nên việc xác định quy trình công nghệ hợp lý cho chi tiết “càng điều tốc” có ý nghía quan trọng ,nó ảnh hưởng tới năng suất và chất lượng của sản phẩm

Trong quy trình công nghệ để gia công các sản phẩm hàng loạt lớn và hàng khối người ta thường chọn phương án gia công là phân tán nguyên công . Theo phương án này thì quy trình công nghệ được chia ra thành các nguyên công đơn giản có thời gian như nhau hoặc bội số của nhịp,ở đây mỗi máy được thực hiện một nguyên công nhất định ,đồ gá được sử dụng là đồ gá chuyên dùng

................................................

  2.Xác định sai số chế tạo cho phép của đồ gá.

   Sai số chế tạo cho phép của đồ gá được tính bằng công thức:

          [e_ct]................................

• e_c : sai số chuẩn, do chuẩn định vị không trùng gốc kích thước nên có sai số chuẩn và bằng độ sai lệch của phôi e_c=1/2.0.3 = 0,15 mm =150mm
• e_gd : sai số gá đặt, được lấy bằng d/3 với  là dung sai nguyên công,

      d = 120 , suy ra e_gd = 120/3 = 40 mm.

      e_k: Sai số kẹp chặt, tra trong bảng 24 [3]`

      e_k =70 mm

      e_m: Sai số do mòn đồ gá.

       e_m = b.N

       b:  Hệ số phụ thuộc kết cấu đồ định vị, b = 0,3.

       N: Số lượng chi tiết được gia công trên đồ gá, N = 11000.

          Þ e_m = 0,3. 11000 = 31mm.

      e_dc : sai số điều chỉnh, e_dc = 5 mm.

• [e_ct] ={150= 10 mm.

*Cơ cấu dẫn hướng

Với đồ gá khoan  thì cơ cấu dẫn hướng là một bộ phận quan trọng ,nó xác định trực tiếp vị trí của mũi khoan và tăng độ cứng vững của dụng cụ trong quá trình gia công.

Cơ cấu dẫn hướng được dùng là phiến dẫn cố định , bạc dẫn được chọn là loại bạc thay nhanh

* Các cơ cấu khác

Cơ cấu kẹp chặt đồ gá lên bàn máy là Bulông và đai ốc .

Thân đồ gá được chọn theo kết cấu như bản vẽ lắp , thân được chế tạo bằng gang

3.Điều kiện kỹ thuật của đồ gá.

+ Các bề mặt làm việc của bạc dẫn được nhiệt luyện đạt HRC 40  60

+ Các bề mặt làm việc của chốt tỳ, phiến  tỳ được nhiệt luyện đạt HRC 50  60.

4.Thao tác đồ gá

 Chi tiết được đưa vào định vị , mặt đầu của chi tiết áp sát vao mặt phiến tỳ ,chốt trụ ngắn định vị bên trong rãnh ,đầu kia của chi tiết được định vị trên chốt tỳ ,sau đó dùng cờlê vặn chặt đai ốc lại với lực kẹp cần thiết . bạc dẫn hướng tháo nhanh được lắp trên thanh dẫn đúng vào vị chí cần khoan.

10. KẾT LUẬN CHUNG .

          Sau một thời gian thiết kế , tính toán lựa chọn phương pháp công nghệ để gia công chi tiết “càng lưu lượng ” đến nay em đã hoàn thành đề tài của mình cùng với mọi quy trình tính toán , thiết kế , kiểm nghiệm thực tế trên sản phẩm thực cùng với các bản vẽ kèm theo .

          Sau thời gian thực hiện đề tài em đã rút ra một số kinh nghiệm , kiện thức chuyên môn giúp cho quá trình công tác sau này của em được tốt hơn. Nó là nền móng vững chắc cho con đường sự nghiệp đúng đắn nhất cho mình .

          Trong quá trình thực hiện đề tài em đã được sự giúp đỡ nhiệt tình của các thầy, cô trong khoa và đặc biệt là thầy giáo hướng dẫn Nguyễn Văn Hà đã tận tình giúp đỡ chỉ bảo cho em để em hoàn thành được đề tài này. Tuy vậy không tránh khỏi được những sai sót do trình độ kinh nghiệp của bản thân còn hạn chế .

          Em mong nhận được ý kiến đóng góp của các thầy, các cô và các bạn đồng nghiệp cho đề tài của em được hoàn thiện hơn .

                                                               Em xin chân thành cảm ơn!

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1].Sổ Tay Công Nghệ Chế Tạo Máy, tập 1

   NXB KHKT - Hà Nội 2001.

   Nguyễn Đắc Lộc, Ninh Đức Tốn, Lê Văn Tiến, Trần Xuân Việt.

[2].Sổ Tay Công Nghệ Chế Tạo Máy, tập 2

   NXB KHKT - Hà Nội 2003.

   Nguyễn Đắc Lộc, Ninh Đức Tốn, Lê Văn Tiến, Trần Xuân Việt.

 [3].Thiết Kế Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy.

   NXB KHKT- Hà Nội 2000.

   PGS,TS Trần Văn Địch.

[4].Công nghệ chế tạo máy.

   NXB KHKT -Hà Nội 1998.

   Chủ biên và hiệu đính :

     PGS,PTS  Nguyễn Đắc Lộc,PGS,PTS  Lê Văn Tiến.

[5].Sổ tay và Atlas đồ gá.

   NXB KHKT - Hà Nội 2000.

   PGS,PTS Trần Văn Địch.

[6].Đồ gá.

   NXB KHKT - Hà Nội 1999.

   PGS,PTS  Lê Văn Tiến, PGS,PTS  Trần Văn Địch,PTS  Trần Xuân Việt.

[7].Chế độ cắt gia công cơ khí.

   NXB Đà Nẵng 1999.

   Nguyễn Ngọc Đào – Hồ Viết Bình – Trần Thế San ; Khoa cơ khí – chế tạo máy ; Trường ĐHSPKT TP Hồ Chí Minh.

TÀI LIỆU THAM KHẢO THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT CÀNG LƯU LƯỢNG C13 HƯNG YÊN
1] : Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy
[2] : Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1 (bộ 3 tập)
[3] : Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2 (bộ 3 tập)
[4] : Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2 (bộ 3 tập)
[5] : Sổ tay nhiệt luyện
[6] : Công nghệ chế tạo máy tập 1
[7] : Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1 (bộ 7 tập)
[8] : Sổ tay công nghệ chế tạo máy toàn tập (trường ĐHBK