ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GIA CÔNG CHI TIẾT SU PÁP HÚT
CHƯƠNG I: PHÂN TÍCH SẢN PHẨM VÀ CHỌN PHÔI
1. Phân tích yêu cầu kỹ thuật chi tiết
Chi tiết gia công Súp pát hút là chi tiết dạng trục bậc dài được ứng dụng rộng rãi trong động cơ đốt trong , do đó việc chế tạo Su pát hút có ý nghĩa quan trọng trong ngành chế tạo máy nói riêng cũng như trong nền công nghiệp cơ khí nói chung.
Chi tiết gia công trong đồ án là chi tiết dạng trục bậc dài tròn xoay có các đặc điểm kỹ thuật như sau:
Chi tiết gồm 2 phần:
- Phần nấm : Gồm mặt côn 52 và mặt cong R20 nối với đoạn trụ 11,5.
- Phần thân : Gồm đoạn trục 12, mặt côn R3 và rãnh thoát dao R0,5 .
Chi tiết yêu cầu độ chính xác về hình dạng cũng như về kích thước cao: Độ đồng tâm, độ thẳng, độ nhám, cấp chính xác được thể hiền trên bản vẽ chi tiết.
Vật liệu làm chi tiết là thép 40CrMn có thành phần hóa học như sau:
|
Thép |
C(%) |
Cr(%) |
Mn(%) |
Si(%) |
Ni(%) |
W(%) |
|
40CrMn |
0,36..0,4 |
0,8..1,4 |
0,8 |
0,4 |
0,3 |
0,005 |
2. Phân tích tính công nghệ kết cấu trong chi tiết
Từ hình dạng, kích thước và yêu cầu kỹ thuật của chi tiết ta có nhận xét như sau:
Chi tiết yêu cầu nhiệt luyện đạt độ cứng HRC = 48…52, nhiệt luyện sẽ làm giảm độ chính xác và cấp độ nhám, tại các mặt làm việc là mặt côn 52 và trụ 12 yêu cầu độ chính xác IT7, cấp độ nhám 9, tại mặt trụ 11,5 yêu cầu độ chính xác IT7 ,đồng thời yêu cầu độ đồng tâm giữa mặt côn với mặt trụ 12 là rất cao (1/100 mm chiều dài) . Đây là các yêu cầu cao , trong đó gia công mặt côn 52 , mặt cong R20 rất khó gia công và để thực hiện được ta có 2 phương án để lựa chọn.
Một là gia công các mặt trụ đạt cấp độ nhám 89, cấp chính xác IT4IT5 sau đó nhiệt luyện.
Hai là gia công chi tiết theo yêu cầu rồi tiến hành nhiệt luyện, sau đó mang chi tiết đi mài để đạt được cấp độ nhám và cấp chính xác theo yêu cầu.
Trong 2 phương án trên ta chọn phương án thứ hai vì phương án 1 việc gia công được cấp độ nhám và cấp chính xác như trên là rất khó khăn và không kinh tế.
Ta thấy đây là trục có độ cứng vững không tốt vì tỷ lệ giữa chiều dài và đường kính nhỏ nhất tương đối lớn ( l/d = 180/12 = 15), do vậy khi gia công trục này nên dùng luy-net động gắn trên bàn dao .
Mặt cong R3 và rãnh R0,5 có tác dụng tạo hình dáng và phân cách các bề mặt của chi tiết tạo thuận lợi cho quá trình gia công và sử dụng chi tiết .
Phân bố các bậc trục: Các bậc chênh lệch nhau lớn về kích thước, bậc lớn nhất nằm về phía nấm chi tiết. Do vậy để thuận tiện cho phương pháp gia công tiện , mài cũng như để đạt yêu cầu về đồng tâm cao , độ cứng vững của hệ thống công nghệ , trong quá trình gia công cần lấy chuẩn thống nhất là 2 lỗ tâm . Riêng mặt cong R20 và mặt cong R3 yêu cầu cấp chính xác IT7, độ nhám cấp 5 ta dừng lại ở bước công nghệ tiện tinh. Mặt trụ 12 và mặt côn 52 yêu cầu độ nhám cấp 9 sau khi tiện tinh ta phải sử dụng phương pháp mài sau nhiệt luyện.
Chọn phương pháp gia công mặt cong R20 là tiện chép hình do kích thước dài và độ cứng vững của HTCN không cao .
Các mặt côn 52 , R3 và rãnh R0,5 chọn phương pháp tiện định hình do hình dạng đặc biệt và kích thước gia công ngắn .
3. Chọn phôi và phương pháp chế tạo phôi
Căn cứ vào vật liệu và cơ tính vật liệu của chi tiết mà thiết kế đòi hỏi, kích thước, hình dạng kết cấu của chi tiết, dạng sản xuất là loạt vừa ta sử dụng các phương pháp tạo phôi sau :
- Phôi cán (phôi thanh)
Với loại phôi này, khi gia công tạo phôi cho chi tiết tương đối nhanh . Tuy nhiên chi tiết là trục bậc dài có độ chênh kích thước tương đối lớn (52 và 12) nên nếu sử dụng phôi này sẽ tốn vật liệu dẫn tới tăng chi phí sản xuất, tăng thời gian gia công.
- Phôi đúc
Nếu sử dụng phôi đúc, khi chế tạo khó đặt mặt phân khuôn làm cho chi tiết không đảm bảo được độ đồng tâm và có chất lượng bề mặt xấu như rỗ khí, xù xì, nứt, đậu hơi, đậu ngót … Do đó dùng phôi đúc sẽ tăng thời gian sản xuất, làm cho các dụng cụ cắt nhanh hỏng, dẫn tới làm tăng giá thành sản phẩm. Trong sản xuất loạt vừa và với chi tiết sử dụng rộng rãi như vậy điều này là rất đáng kể.
- Phôi rèn tự do
Phôi có hình dạng tròn xoay dài lại có sự chênh lệch lớn về kích thước với nên việc rèn tự do là khó khăn. Do vậy sản xuất loạt vừa ta không sử dụng loại phôi này.
- Phôi dập
Phương pháp này tạo phôi nhanh, độ chính xác kích thước đảm bảo, chất lượng phôi tốt, ít tốn vật liệu, chi phí cho gia công ít nhất, phù hợp với sản xuất hàng loạt vừa và hình dáng cũng như vật liệu chế tạo chi tiết (thép hợp kim C40 CrMn).
Phôi dập được dập trong khuôn lắp trên máy búa hoặc máy ép . Đây là phương án tạo phôi hợp lý nhất.
Qua qúa trình phân tích trên ta chọn phôi dập, dùng phương pháp chồn ép trên máy điện (đồng thời dùng điện nung nóng ) để tạo phôi được nhanh và năng suất.
PHẦN 2: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
1
- Tiến trình công nghệ
Các nguyên công để gia công chi tiết SÚP PÁT HÚT đạt được các yêu cầu đề ra:
· Nguyên công 1 : Kiểm tra , nắn thẳng phôi .
· Nguyên công 2 : Ủ khử ứng suất dư .
· Nguyên công 3 : Phay mặt đầu và khoan lỗ tâm .
- Nguyên công 4 : Tiện thô các bề mặt trụ và tiện vát mép .
- Nguyên công 5 : Tiện tinh các bề mặt trụ .
- Nguyên công 6 : Tiện định hình mặt côn lớn .
- Nguyên công 7 : Tiện chép hình mặt cong .
- Nguyên công 8 : Tiện định hình mặt côn nhỏ và rãnh .
- Nguyên công 9 : Nhiệt luyện .
- Nguyên công 10 : Kiểm tra, nắn thẳng, sửa lỗ tâm .
- Nguyên công 11 : Mài tinh phần mặt côn lớn .
- Nguyên công 12 : Mài tinh phần trục .
2.Thiết kế nguyên công
Nguyên công 1 : KIỂM TRA VÀ NẮN THẲNG PHÔI
Sử dụng máy nắn thẳng trên khối chữ V
Nguyên công 2 : Ủ KHỬ ỨNG SUẤT DƯ
Nguyên công 3: PHAY MẶT ĐẦU VÀ KHOAN LỖ TÂM
Sơ đồ nguyên công
a. Chọn chuẩn thô: Bề mặt trụ 12 và gờ đầu mặt côn .
b. Đồ gá: Sử dụng các khối chữ V .
c. Chọn máy:
Tra bảng 25 phần phụ lục (tài liệu Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy-Trần Văn Địch- Nhà xuất bản KH & KT 1999) . Chọn máy phay và khoan tâm chuyên dùng bán tự động của Liên Xô cũ ký hiệu MP76M có các thông số kỹ thuật như sau:
-Đường kính chi tiết gia công: 50 ..200 mm
-Chiều dài chi tiết gia công: 100 .. 500 mm
-Giới hạn số vòng quay của máy: 1225 v/p
-Công suất động cơ phay – khoan: 5,5kW
d. Chọn dụng cụ:
Chọn dao phay: Tra bảng 4-92 trang 373 tài liệu sổ tay CNCTM tập 1 chọn dao phay mặt đầu bằng thép gió có các thông số cơ bản của dao như sau:
Phay mặt trụ 56 : D1 = 80 (mm), d1 = 32 (mm), L1 = 45 (mm), z1 = 16 (r) .
Phay mặt trụ 16 : D2 = 40 (mm), d2 = 16 (mm), L2 = 2 (mm), z1 = 10 (r) .
Chọn mũi khoan tâm: Tra bảng 4-52 trang 372 tài liệu Sổ tay gia công cơ XNB KH & KT năm 2002 chọn mũi khoan lỗ tâm có các thông số cơ bản như sau:
d = 2,5 mm, D0 = 6 mm, D = 8 mm, L = 50 mm, l = 3 mm.
Nguyên công 4:TIỆN THÔ CÁC BỀ MẶT TRỤ
VÀ VÁT MÉP
Sơ đồ nguyên công
- Chọn chuẩn: Hai lỗ định tâm
- Chọn đồ gá: Gá hai lần (đổi đầu trục) trên hai mũi định tâm và tốc kẹp
- Chọn máy: Chọn máy tiện 1A616 có các thông số kỹ thuật như sau:
- Đường kính lớn nhất của chi tiết gia công: 320 mm
- Khoảng cách hai đầu chống tâm: 710 mm
- Đường kính lớn nhất của chi tiết gia công được trên bàn dao: 180 mm
- Công suất máy: 4 kW
- Số vòng quay trục chính: 12,5; 16; 20; 31,5; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 315; 400; 630; 800; 1000; 1250; 1600; 2000 v/p
- Chọn dụng cụ cắt: Tra bảng 4-6 Sổ tay CNCTM tập 1, chọn dao tiện ngoài thân cong có gắn mảnh thép gió P18 có các thông số cơ bản như sau: h = 25 mm, b = 16 mm , L = 140 mm , n = 6 mm , l = 20 mm , R = 1,0 mm .
Dao tiện rãnh thoát dao, dùng dao tiện định hình tự tạo với vật liệu là thép gió P18 có kích thước theo yêu cầu của bản vẽ chi tiết .
Nguyên công 5 :TIỆN TINH CÁC BỀ MẶT TRỤ
Máy gia công vẫn giống máy gia công thô nhưng dao gia công có chức năng riêng biệt
Nguyên công 6: TIỆN ĐỊNH HÌNH MẶT CÔN 52
Sơ đồ nguyên công
a. Chọn chuẩn: Hai lỗ định tâm
b. Chọn đồ gá: Gá một lần trên hai mũi định tâm và dùng luynet động gắn với bàn dao .
c. Chọn máy: Chọn máy tiện 1A616 (tương tự như nguyên công 2) .
d. Chọn dụng cụ: dùng dao tiện định hình tự tạo với vật liệu là thép gió P18 có kích thước theo yêu cầu của bản vẽ chi tiết.
Nguyên công 7: TIỆN CHÉP HÌNH MẶT CONG R20
Sơ đồ nguyên công
a. Chọn chuẩn:Hai lỗ định tâm .
b. Chọn đồ gá: Gá một lần trên hai mũi định tâm và dùng luynet động gắn với bàn dao, có đồ gá dao .
c. Chọn máy: Chọn máy tiện 1A616 (tương tự như nguyên công 2) .
d. Chọn dụng cụ cắt: Tra bảng 4-7 Sổ tay CNCTM tập 1, chọn dao tiện ngoài thân thẳng, gắn hợp kim cứng có các thông số cơ bản như sau: h = 25 mm, b = 16 mm, L = 120 mm, l = 15 mm, R = 1,0 mm .
Nguyên công 8: TIỆN ĐỊNH HÌNH MẶT CÔN R3 VÀ RÃNH R0,5
Sơ đồ nguyên công
- Chọn chuẩn: Hai lỗ định tâm .
- Chọn đồ gá: Gá trên hai mũi định tâm và tốc kẹp .
- Chọn máy: Chọn máy tiện 1A616 (giống nguyên công 2) .
d. Chọn dụng cụ : Dùng dao tiện định hình tự tạo với vật liệu là thép gió P18 có kích thước theo yêu cầu của bản vẽ chi tiết .
Nguyên công 9: NHIỆT LUYỆN
Tôi cao tần
Nguyên công 10: KIỂM TRA, NẮN THẲNG, SỬA LỖ TÂM
Sau khi nhiệt luyện ta phải kiểm tra lại cấp độ chính xác và độ nhẵn bóng của chi tiết bằng các dụng cụ chuyên dùng sau đó tiến hành nắn thẳng và sửa lỗ tâm như sau: Hai đầu chống tâm, mũi tâm bằng gang, cho bột nghiền vào lỗ tâm, sau đó cho chi tiết quay.
Nguyên công 11: MÀI TINH MẶT CÔN 52
Sơ đồ nguyên công
a. Chọn chuẩn: Hai lỗ chống tâm
b. Chọn đồ gá: Gá trên hai mũi chống tâm và tốc kẹp
c. Chọn máy: Tra bảng trang tài liệu Sổ tay gia công cơ NXB KH & KT, 2002, chọn máy mài tròn ngoài của Nga kiểu 3A130 có các đặc tính kỹ thuật như sau:
- Đường kính lớn nhất của chi tiết gia công: 280 mm
- Chiều dài lớn nhất gia công được: 630 mm
- Đường kính lớn nhất của đá mài: 350 mm
- Tốc độ đá mài: 1880 v/p
- Dịch chuyển ngang lớn nhất của ụ đá mài 286
- Công suất động cơ chính: 4 kW
- Kích thước máy: 3060 x 2000 x 1650 mm
- Chọn dụng cụ: Tra bảng 4- 170 chọn loại đá có các thông số kỹ thuật như sau :
Đá mài mặt côn 52 : D = 63 mm; H = 50 mm; d = 20 mm; vật liệu mài 4A; độ hạt 10; chất kết dính Kêramit .
Nguyên công 12 : MÀI TINH MẶT TRỤ 12
Đá mài mặt trụ 12 : D = 25 mm; H = 15 mm; d = 6 mm; vật liệu mài 4A; độ hạt 10; chất kết dính Kêramit .
a. Chọn chuẩn: Hai lỗ chống tâm
b. Chọn đồ gá: Gá trên hai mũi chống tâm và tốc kẹp
c. Chọn máy: Tra bảng trang tài liệu Sổ tay gia công cơ NXB KH & KT, 2002, chọn máy mài tròn ngoài của Nga kiểu 3A130 có các đặc tính kỹ thuật như sau:
- Đường kính lớn nhất của chi tiết gia công: 280 mm
- Chiều dài lớn nhất gia công được: 630 mm
- Đường kính lớn nhất của đá mài: 350 mm
- Tốc độ đá mài: 1880 v/p
- Dịch chuyển ngang lớn nhất của ụ đá mài 286
- Công suất động cơ chính: 4 kW
- Kích thước máy: 3060 x 2000 x 1650 mm
d Chọn dụng cụ: Tra bảng 4 - 170 chọn loại đá có các thông số kỹ thuật như sau :
Đá mài mặt trụ 12 : D = 25 mm; H = 15 mm; d = 6 mm; vật liệu mài 4A; độ hạt 10; chất kết dính Kêramit .
3.Chọn lượng dư gia công
Căn cứ vào phương pháp chế tạo phôi, hình dạng và kích thước của phôi, tra các bảng trong Sổ tay CNCTM tập 1 (NXB KH & KT 2001) ta có bảng tra lượng dư cho các nguyên công.
