ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ QUY TRÌNH GIA CÔNG CHI TIẾT THÂN HỘP TRỤC VÍT BÁNH VÍT
MỤC LỤC
----------**&**----------
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN.. ii
LỜI NÓIĐẦU.. iii
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN.. iv
MỤC LỤC.. v
CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG.1
1.1. Phân tích công dụng vàđiều kiện làm việc của CTGC .1
1.2. Phân tích vật liệu chế tạo CTGC .1
1.3. Phân tích kết cấu hình dạng của CTGC .2
1.4. Phân tích độ chính xác của CTGC .2
1.5. Xácđịnh sản lượng năm .9
CHƯƠNG 2: CHỌN PHÔI, PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI VÀ XÁCĐỊNH LƯỢNG DƯ GIA CÔNG.11
2.1. Chọn phôi.11
2.2. Phương pháp chế tạo phôi.11
2.3. Xácđịnh lượng dư.17
2.4. Tính hệ số sử dụng vật liệu .17
CHƯƠNG 3: LẬP QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ.19
3.1. Mụcđích.19
3.2. Nội dung.19
CHƯƠNG 4: BIỆN LUẬN QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ.20
4.1. Nguyên công 1: Chuẩn bị phôi20
4.2. Nguyên công 2: Tiện thô, bán tinh mặt B và ∅125. 21
4.3. Nguyên công 3: Tiện thô, bán tinh mặt A và ∅125. 29
4.4. Nguyên công 4: Tiện tinh mặt A và tiện tinh, tinh mỏng∅125. 38
4.5. Nguyên công 5: Tiện tinh mặt B và tiện tinh, tinh mỏng ∅125. 45
4.6. Nguyên công 6: Phay thô mặt phẳng E, F. 53
- 7. Nguyên công 7: Phay thô mặt C,D.. 56
- 8. Nguyên công 8: Phay bán tinh mặt C,D.. 59
- 9. Nguyên công 9: Phay tinh mặt C,D.. 62
- 10. Nguyên công 10: Khoét, doa, vát mép lỗ ∅52. 65
- 11. Nguyên công 11: Khoét, doa, vát mép lỗ ∅52. 71
- 12. Nguyên công 12: Khoan-taro M10. 77
- 13. Nguyên công 13: Khoan taro M8 và khoét lõm xuống ∅18.. 80
- 14. Nguyên công 14: Khoan-taro M12. 85
- 15. Nguyên công 15: Khoan Taro 4 lỗ M8. 88
- 16. Nguyên công 16: Khoan Taro 2 lỗ M12. 92
4.17. Nguyên công 17: Khoan Taro 4 lỗ M10..................................................................... 95
4.18. Nguyên công 16: Khoan Taro lỗ M18........................................................................ 99
- 19. Nguyên công 19: Tổng kiểm tra. 102
CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ ĐỒ GÁ.104
A: ĐỒ GÁ Khoét Doa Vát mép Lỗ ∅52.104
5.1. Phân tích YCKT của nguyên công. 104
5.2. Phương phápđịnh vị và kẹp chặt104
5.3. Phương pháp tính lực kẹp. 105
5.4. Xácđịnh sai số cho phép. 106
5.5.Ưu khuyếtđiểm củađồ gá. 106
5.6.Hướng dẫn bảo quản độ gá. 106
5.7.Hướng dẫn sừ dụng đồ gá. 107
5.8. Một số chi tiết tiêu chuẩn. 107
B: ĐỒ GÁKHOAN TARO LỖ M8 KHOÉT LÕM XUỐNG ∅18.110
5.1. Phân tích YCKT của nguyên công. 110
5.2. Phương phápđịnh vị và kẹp chặt110
5.3. Phương pháp tính lực kẹp. 111
5.4. Xácđịnh sai số cho phép. 112
5.5.Ưu khuyếtđiểm củađồ gá. 112
5.6.Hướng dẫn bảo quản độ gá. 112
5.7.Hướng dẫn sừ dụng đồ gá. 112
5.8. Một số chi tiết tiêu chuẩn. 113
C: ĐỒ GÁ PHAY BÁN TINH MẶT C D.115
I. Phân tích YCKT của nguyên công. 115
II. Phương phápđịnh vị và kẹp chặt115
1. Định vị................................................................................................................................... 117...........
2. sai số chuẩn ......................................................................................................................... 119
3. lực kẹp................................................................................................................................... 120
4. Sai số..................................................................................................................................... 122
5.Ưu khuyếtđiểm củađồ gá. 123
- Hướng dẫn bảo quản độ gá. 123
5.7.Hướng dẫn sừ dụng đồ gá. 123
D: ĐỒ GÁ KHOAN TARO 4 LỖ M10.
I. Phân tích YCKT của nguyên công. 125
II. Phương phápđịnh vị và kẹp chặt126
1. Định vị................................................................................................................................... 126...........
2. lực kẹp................................................................................................................................... 129
3.sai số hiệu chỉnh................................................................................................................... 133
4. Sai số gá đặt.......................................................................................................................... 133
5.Ưu khuyếtđiểm củađồ gá. 133
- Hướng dẫn bảo quản độ gá. 133
5.7.Hướng dẫn sừ dụng đồ gá. 133
CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN.135
TÀI LIỆU THAM KHẢO.136
CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG
1.1. Phân tích công dụng và điều kiện làm việc của CTGC
Công dụng:
Hộp giảm tốc là chi tiết máy có chức năng làm thay đổi tốc độ (thay đổi số vòng quay) từ trục chính của động cơ truyền tới. Trong thực tế để đạt được tốc độ quay nhằm đảm bảo cho các chi tiết máy, các thiết bị khác. Người ta phải tính toán thay đổi tăng hoặc giảm đường kính bánh răng của trục vít và bánh vít trong hộp sao cho phù hợp......
Điều kiện làm việc
Hộp giảm tốc là chi tiết máy được dùng nhiều trong các nhà máy. Hộp trục vít bánh vít làm việc trong môi trường chịu lực, chịu rung động, chịu tải trọng lớn và chịu nhiệt sinh ra khi các chi tiết máy như: vòng bi, bánh răng vào ăn khớp chuyển động.
Hộp giảm tốc làm việc trong môi trường có dầu mỡ.
1.2.Phân tích vật liệu chế tạo CTGC
Vật liệu để chế tạo hộp giảm tốc thường là gang xám.
Theo TCVN gang xám có ký hiệu là : GX.
Thành phần cuả gang xám gồm:
+ ( 2,5 ÷ 3,5)% C.
+ ( 1,5 ÷ 3,0)% Si.
+ ( 0,5 ÷ 1,0)% Mn.
+ ( 0,1 ÷ 0,2)% P.
+ ( 0,1 ÷ 0,12)% S.
Với các tính chất nêu trên gang xám là phù hợp nhất.
Theo điều kiện làm việc cuả thân hộp giảm tốc trên ta sử dụng gang xám có ký hiệu: GX 15-32 có giới hạn bền kéo là 15kg/mm2, có giới hạn bền uốn là 32kg/mm2. Hầu hết cacbon trong gang xám ở dạng tự do, graphít có hình tấm, tính chảy loãng cao, dễ chế tạo đối với chi tiết này.
Việc chế tạo phôi của vỏ hộp từ gang xám 15-32 chủ yếu là bằng phương pháp đúc:
Phôi đúc: Phôi đúc được dùng cho các loại vật liệu bằng gang, hợp kim nhôm . Phôi của chi tiết hộp giảm tốc được thực hiện đúc từ gang xám với chiều dầy thành từ 6-8 mm cho vật đúc lớn. Đúc thì có nhiều kiểu đúc khác nhau:
- Đúc trong khuôn cát, làm khuôn bằng tay.
- Dùng mẫu kim loại, khuôn cát, làm khuôn bằng tay
- Dùng phương pháp đúc trong khuôn vỏ mỏng, phôi đúc đạt độ chính xác từ 0.3-0.6mm, cơ tính tốt...
1.3.Phân tích kết cấu, hình dạng CTGC
Gia công chi tiết hộp giảm tốc là chủ yếu đi gia công mặt phẳng và gia công lỗ.
Mặt phẳng song song đáy thuận lợi cho gia công không có các bề mặt nghiêng, bề mặt lồi lõm không chế tạo.
- Không có các khe hẹp nhỏ, thoát dao thuận lợi.
- Các lỗ đều là lỗ suốt không có bậc không có lỗ côn nên dễ gia công và thuần tiện cho việc chế tạo
- Độ dài của lỗ gia công đảm bảo độ cứng của dao không có lỗ nghiêng so với mặt đáy.
- Bề mặt làm việc chính cuả chi tiết là các lỗ Φ52 và Φ125 nên trong quá trình gia công các bề mặt này thì phải cần có độ chính xác cao. Do vậy việc thiết kế đồ gá để gia công các mặt này cũng gặp không ít khó khăn.
-Còn lại các bề mặt khác như mặt phẳng, lỗ ren không đòi hỏi độ chính xác cao nên việc chọn đường lối gia công cũng như phương pháp gia công các bề mặt này tương đối đơn giản
- Các bề mặt làm chuẩn có đủ diện tích để định vị và kẹp chặt khi gia công.
- Chi tiết có tính đối xứng, kết cấu phân bố các bề mặt hợp lý.
- Vật liệu làm bằng gang, vật liệu phổ biến, dễ kiếm, giá thành rẻ,....
Như vậy ta thấy kết cấu có độ cứng vững cao. Chi tiết đảm bảo tính công nghệ cao, có thể gia công trên các máy vạn năng
1.4 Phân tích độ chính xác gia công
1.4.1 Độ chính xác về kích thước
1.4.1.1 Đối với các kích thước có chỉ dẫn dung sai
- Kích thước
Kích thước danh nghĩa DN =52 mm
Sai lệch trên: +0,03 mm
Sai lệch dưới: 0 mm
Kích thước giới hạn lớn nhất Dmax = 52,03 mm
Kích thước giới hạn nhỏ nhất Dmin = 52 mm
Dung sai kích thước IT = 0,03 mm
Tra bảng 1.4 trang 4 sách STDSLG
Độ chính xác về kích thước đạt CCX7
Miền dung sai kích thước H7/g6
- Kích thước
Kích thước danh nghĩa DN =125 mm
Sai lệch trên: +0,04 mm
Sai lệch dưới: 0 mm
Kích thước giới hạn lớn nhất Dmax = 125,04 mm
Kích thước giới hạn nhỏ nhất Dmin = 125 mm
Dung sai kích thước IT = 0,04 mm
Tra bảng 1.4 trang 4 sách STDSLG
Độ chính xác về kích thước đạt CCX7
Miền dung sai kích thước H7
- Kích thước 70±0,015
Kích thước danh nghĩa =70 mm
Sai lệch trên: +0,015 mm
Sai lệch dưới: -0,015 mm
Kích thước giới hạn lớn nhất Dmax = 70,015 mm
Kích thước giới hạn nhỏ nhất Dmin = 69,985 mm
Dung sai kích thước IT = 0,03 mm
Tra bảng 1.4 trang 4 sách STDSLG
Độ chính xác về kích thước đạt CCX7
- Kích thước 90±0,027
Kích thước danh nghĩa DN =90 mm
Sai lệch trên: +0,027 mm
Sai lệch dưới: -0,027 mm
Kích thước giới hạn lớn nhất Dmax = 90,027 mm
Kích thước giới hạn nhỏ nhất Dmin = 89,973 mm
Dung sai kích thước IT = 0,054 mm
Tra bảng 1.4 trang 4 sách STDSG
Độ chính xác về kích thước đạt CCX8
- Kích thước 160±0,03
Kích thước danh nghĩa DN =160 mm
Sai lệch trên: +0,03 mm
Sai lệch dưới: -0,03 mm
Kích thước giới hạn lớn nhất Dmax = 160,03 mm
Kích thước giới hạn nhỏ nhất Dmin = 159,97 mm
Dung sai kích thước IT = 0,06 mm
Tra bảng 1.4 trang 4 sách STDSLG
Độ chính xác về kích thước đạt CCX8
- Kích thước 215±0,2
Kích thước danh nghĩa DN =215 mm
Sai lệch trên: +0,2 mm
Sai lệch dưới: -0,2 mm
Kích thước giới hạn lớn nhất Dmax = 215,2 mm
Kích thước giới hạn nhỏ nhất Dmin = 214,8 mm
Dung sai kích thước IT= 0,4 mm
Tra bảng 1.4 trang 4 sách STDSLG
Độ chính xác về kích thước đạt CCX12
1.4.1.2. Đối với các kích thước không chỉ dẫn dung sai
Các kích thước không chỉ dẫn dung sai sau đây, giới hạn bởi 2 bề mặt gia công nên có CCX12
- Kích thước 15, CCX12. Theo STDSLG ta được IT = 0,18mm
Kích thước đầy đủ là 15±0,09
- Kích thước 17, CCX12. Theo STDSLG ta được IT = 0,18mm
Kích thước đầy đủ là 17±0,09
- Kích thước Ø18, CCX12. Theo STDSLG ta được IT = 0,18mm
Kích thước đầy đủ là Ø18±0,09
- Kích thước 20, CCX12. Theo STDSLG ta được IT = 0,21mm
Kích thước đầy đủ là 20±0,105
- Kích thước 45, CCX12. Theo STDSLG ta được IT = 0,25mm
Kích thước đầy đủ là 45±0,125
- Kích thước 46, CCX12. Theo STDSLG ta được IT = 0,25mm
Kích thước đầy đủ là 46±0,125
- Kích thước 47, CCX12. Theo STDSLG ta được IT = 0,25mm
Kích thước đầy đủ là 47±0,125
- Kích thước 66, CCX12. Theo STDSLG ta được IT = 0,3mm
Kích thước đầy đủ là 66±0,15
- Kích thước 75, CCX12. Theo STDSLG ta được IT = 0,3mm
Kích thước đầy đủ là 75±0,15
- Kích thước 90, CCX12. Theo STDSLG ta được IT = 0,35mm
Kích thước đầy đủ là 90±0,175
- Kích thước 99, CCX12. Theo STDSLG ta được IT = 0,35mm
Kích thước đầy đủ là 99±0,175
- Kích thước 125, CCX12. Theo STDSLG ta được IT = 0,4mm
Kích thước đầy đủ là 125±0,2
Các kích thước không chỉ dẫn dung sai sau đây, giới hạn bởi 1 bề mặt gia công và 1 bề mặt không gia công nên có CCX14
- Kích thước 2, CCX14. Theo STDSLG ta được IT = 0,25mm
Kích thước đầy đủ là 2±0,125
- Kích thước 7, CCX14. Theo STDSLG ta được IT = 0,36mm
Kích thước đầy đủ là 7±0,18
- Kích thước 17, CCX14. Theo STDSLG ta được IT = 0,43mm
Kích thước đầy đủ là 17±0,215
- Kích thước 25, CCX14. Theo STDSLG ta được IT = 0,52mm
Kích thước đầy đủ là 25±0,26
- Kích thước 26, CCX14. Theo STDSLG ta được IT = 0,52mm
Kích thước đầy đủ là 26±0,26
- Kích thước 28, CCX14. Theo STDSLG ta được IT = 0,52mm
Kích thước đầy đủ là 28±0,26
- Kích thước 29, CCX14. Theo STDSLG ta được IT = 0,52mm
Kích thước đầy đủ là 29±0,26
- Kích thước 35, CCX14. Theo STDSLG ta được IT = 0,62mm
Kích thước đầy đủ là 35±0,31
- Kích thước 36, CCX14. Theo STDSLG ta được IT = 0,62mm
Kích thước đầy đủ là 36±0,31
- Kích thước 50, CCX14. Theo STDSLG ta được T = 0,62mm
Kích thước đầy đủ là 50±0,31
Các kích thước không chỉ dẫn dung sai sau đây, giới hạn bởi 2 bề mặt không gia công nên có CCX16
- Kích thước 2, CCX16. Theo STDSLG ta được IT = 0,6mm
Kích thước đầy đủ là 2±0,3
- Kích thước 7, CCX16. Theo STDSLG ta được IT = 0,9mm
Kích thước đầy đủ là 7±0,45
- Kích thước 9, CCX16. Theo STDSLG ta được IT = 0,9mm
Kích thước đầy đủ là 9±0,45
- Kích thước 15, CCX16. Theo STDSLG ta được IT = 1,1mm
Kích thước đầy đủ là 15±0,55
- Kích thước 17, CCX16. Theo STDSLG ta được IT = 1,1mm
Kích thước đầy đủ là 17±0,55
- Kích thước 22, CCX16. Theo STDSLG ta được IT = 1,3mm
Kích thước đầy đủ là 22±0,65
- Kích thước 23, CCX16. Theo STDSLG ta được IT = 1,3mm
Kích thước đầy đủ là 23±0,65
- Kích thước 25, CCX16. Theo STDSLG ta được IT = 1,3mm
Kích thước đầy đủ là 25±0,65
- Kích thước 27, CCX16. Theo STDSLG ta được IT = 1,3mm
Kích thước đầy đủ là 27±0,65
- Kích thước 34, CCX16. Theo STDSLG ta được IT = 1,6mm
Kích thước đầy đủ là 34±0,8
- Kích thước 35, CCX16. Theo STDSLG ta được IT = 1,6 mm
Kích thước đầy đủ là 35±0,8
- Kích thước 37, CCX16. Theo STDSLG ta được IT = 1,6 mm
Kích thước đầy đủ là 37±0,8
- Kích thước 84, CCX16. Theo STDSLG ta được IT = 2,2 mm
Kích thước đầy đủ là 84±1,1
- Kích thước 150, CCX16. Theo STDSLG ta được IT = 2,5 mm
Kích thước đầy đủ là 150±1,25
- Kích thước 156, CCX16. Theo STDSLG ta được IT = 2,5 mm
Kích thước đầy đủ là 156±1,25
- Kích thước 170, CCX16. Theo STDSLG ta được IT = 2,5 mm
Kích thước đầy đủ là 170±1,25
1.4.2. Độ chính xác về hình dáng hình học và vị trí tương quan.
- Dung sai độ vuông góc của đường tâm lỗ ∅125 so với hai mặt bên =<0,06
- Dung sai độ vuông góc của đường tâm lỗ ∅52 so với hai mặt bên =<0,04
- Dung sai độ song song giữa hai đường tâm ∅ 125 so với ∅ 52 =<0,02
- Các góc lượn không ghi R2-R3
- 5
- 6
1.4.3. Chất lượng bề mặt
Theo tiêu chuẩn TCNV2511-95, để đánh giá độ nhám bề mặt người ta sử dụng 2 tiêu chuẩn sau:
Ra: sai lệch trung bình số hình học profin.
Rz: Chiều cao mấp mô profin theo 10 điểm.
Trong thực tế thiết kế, việc chọn chỉ tiêu nào (Ra hay Rz) là tuỳ thuộc vào chất lượng yêu cầu và đặc tính kết cấu của bề mặt. Chỉ tiêu Ra được sử dụng profin biến nhất vì nó cho phép đánh giá chính xác hơn và thuận lợi hơn những bề mặt có độ nhám trung bình. Tuy nhiên, đối với những bề mặt có độ nhám quá nhỏ hoặc quá thô thì nên dùng Rz vì nó sẽ cho ta khả năng đánh giá chính xác hơn so với Ra.
Giải thích các ký hiệu:
Bề mặt lỗ Ø125, Ø52 có độ nhám: Ra1,25 (cấp 7)
Bề mặt 90, 160 có độ nhám: Ra=2,5 (cấp 6)
Bề mặt215 có độ nhám: Rz=40 (cấp 4)
Các bề mặt còn lại có độ nhám: Rz=80
1.4.4. Yêu cầu về cơ lý tính
Khả năng chịu lực, chịu rung động, chịu tải trọng lớn.
1.4.5. Kết luận
Ta chú ý các yêu cầu kỹ thuật sau
- Kích thước; Ø; 90±0,04; 160±0,03; 215±0,2
- Độ nhám Ra1,25; Ra2,5; Rz40
1.5. Xác định sản lượng năm
GX 15-32 có khối lượng riêng là: 6,8 kg/dm3= 6,8.10-6 kg/mm3
Tính thể tích ta có thể tích CTGC: v= 866820
ð Khối lượng CTGC: Mct =ρ.Vph= 6,8/106. 866820 = 5,9 kg
Tra bảng 2.2 trang 7 giáo trình BTL công nghệ chế tạo máy, ta có dạng sản xuất là hàng loạt vừa, sản lượng hằng năm của chi tiết là 500 chiếc/năm.
|
Dạng sản xuất
|
Trọng lượng của chi tiết Mm (kg) |
||
|
<4 Kg |
4-200 kg |
>200kg |
|
|
Sản lượng năm của chi tiết (chiếc) |
|||
|
Đơn chiếc |
<100 |
<10 |
<5 |
|
Hàng loạt nhỏ |
100-500 |
10-200 |
10-55 |
|
Hàng loạt vứa |
500-5000 |
200-500 |
100-300 |
|
Hoàng loạt lớn |
5000-50000 |
500-1000 |
300-1000 |
|
Hàng khối |
>50000 |
>5000 |
>1000 |
CHƯƠNG 2: CHỌN PHÔI, PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI VÀ XÁC ĐỊNH LƯỢNG DƯ GIA CÔNG
2.1. Chọn phôi
-Vật liệu chế tạo chi tiết là gang xám GX 15-32.
-Do các loại phôi như: phôi cán, phôi rèn, phôi dập…không phù hợp. Nên ta chọn phôi đúc là thích hợp nhất.
ðDo đó ta chọn phôi đúc ,vật liệu GX 15-32.
Phôi đúc: Việc chế tạo bằng phương pháp đúc được sử dụng rộng rãi hiện nay vì phôi đúc có hình dạng kết cấu phức tạp và có thể đạt được kích thước từ nhỏ đến lớn mà các phương pháp khác như rèn, dập khó đạt được.
Cơ tính và độ chính xác của phôi đúc tùy thuộc vào phương pháp đúc và kỹ thuật làm khuôn. Tùy theo tính chất sản xuất, vật liệu của chi tiết đúc, trình độ kỹ thuật để chọn các phương pháp đúc khác nhau.
Tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết đút được biểu hiện bằng các điều kiện tạo hình, rót kim loại dể dàng, tính đông cứng, tạo vết nứt… các yếu tố : góc nghiêng, chiều dày chi tiết đúc, các kích thước tương quan,… ảnh hưởng tới các nguyên công cơ bản cuả quá trình công nghệ đúc.
Mọi loại vật liệu như gang, thép, hợp kim màu, vật liệu phi kim khi nấu chảy lỏng đều đúc được. Giá thành sản xuất đúc nói chung hạ hơn so với các dạng sản xuất khác.
Kết luận: Dựa vào các tính chất của các loại phôi trên và với CTGC là dạng hộp, có kết cấu phức tạp, với dạng sản xuất hàng loạt vừa, vật liệu là gang xám (GX 15-32), ta thấy phôi đúc là phù hợp.
2.2. Phương pháp chế tạo phôi
Để chọn phương pháp chế tạo phôi ta dựa vào các yếu tố sau:
-Hình dạng kích thước của chi tiết máy.
-Sản lượng hoặc dạng sản xuất.
-Điều kiện sản xuất của xí nghiệp.
2.2.1.Đúc trong khuôn cát
Thành phần khuôn cát:
+ Cát: là thành phần chủ yếu
+ Đất sét: mAl2O3.nSiO2.qH2O
+ Chất kết dính: là những chất đưa vào trong hỗn hợp để tăng độ dẻo, tăng độ bền, dính các hạt lại với nhau. Thường dùng: dầu thực vật, đường, xi măng, trộn với cát, chất kết dính, chất phụ, chất phụ tăng độ xốp(mùn cưa, rơm rạ,…).
+ Chất sơn khuôn: sơn vào bề mặt để tăng độ bóng bề mặt, bền nhiệt và chịu nhiệt.
- Đúc mẫu kim loại làm khuôn bằng máy: phương pháp này có năng xuất và độ chính xác cao hơn phương pháp đúc mẫu gổ bằng tay và máy, vì đảm bảo sự đồng nhất của khuôn, giảm sai số do quá trình làm khuôn gây ra. Người ta dùng đầm hơi hoặc dùng phương pháp rung động để dầm khuôn. Phương pháp này dùng trong xuất hàng loạt vừa trở lên.
Tùy theo các phương pháp đúc khác nhau mà vật đúc có thể đạt được những cấp chính xác khác nhau, theo tiêu chuẩn liên xô TOCT 855-55 và 2009-55 vật đúc được chia làm 3 cấp chính xác:
Vật đúc cấp chính xác III thường đạt được trong điều kiện sản xuất đơn chiếc, độ chính xác của nó tương ứng với cấp chính xác 14 đối với kích thước <500mm và tương đương cấp chính xác 15-16 đối với vật đúc có kích thước > 500mm.
Vật đúc cấp chính xác II thường đạt được trong điều kiện sản xuất hàng loạt nó tương ứng với cấp chính xác 13-14 đối với vật đúc có kích thước <500mm và tương đương cấp chính xác 14-15 đối với vật đúc có kích thước > 500mm.
Vật đúc cấp chính xác I đạt được trong điều kiện sản xuất loạt lớn và sản xuất khối, nó tương đương với cấp chính xác 12.
Ưu điểm: là đúc các chi tiết lớn, phức tạp hơn do có thể làm ruột
Nhược điểm: đúc khuôn cát có độ chính xác thấp, chất lượng bề mặt kém, năng suất thấp, yêu cầu người thợ có trình độ khéo léo, từ khâu làm khuôn, ruột, đến rót kim loại vào khuôn.
2.2.2.Đúc trong khuôn kim loại
Sản phẩm đúc có có kích thước chính xác, cơ tính cao. Phương pháp này sản xuất cho hàng loạt lớn và hàng khối. Vật đúc có khối lượng nhỏ khoảng 12 kg, hình dạng vật đúc không phức tạp và không có thành mỏng.
Đúc khuôn kim loại hay còn gọi là đúc khuôn vĩnh cửu (permanent casting) là phương pháp đúc mà như tên gọi – khuôn làm bằng kim loại giống như đúc áp lực. Do tuổi thọ của khuôn dùng được lâu, nhiều lần nên còn gọi là khuôn vĩnh cửu. Đúc khuôn kim loại phù hợp với các vật đúc lớn hơn so với đúc áp lực, khoảng 10kg, tất nhiên đặc biệt có thể cao hơn, 20kg thậm chí là 50kg, và đi kèm là giá thành sẽ cao hơn.
Đúc khuôn kim loại, lực để đẩy kim loại vào trong khuôn chính là trọng lực của kim loại lỏng, với yếu tố khuôn kim loại nên sẽ có tốc độ nguội nhanh. Do vậy, đúc khuôn kim loại cho ta sản phẩm có cơ tính rất cao, vật đúc hoàn hảo hơn, nhưng cũng được áp dụng với những kim loại có độ chảy loãng cao và có khả năng chống nứt nóng.
Cơ tính của các chi tiết đúc bằng phương pháp đúc áp lực được cải thiện đãng kể khi kết hợp các phương pháp nhiệt luyện. Nếu yêu cầu cao, có thể áp dụng các phương pháp sử lí trong dung dịch đặc biệt ở nhiệt độ cao, sau đó tôi và hoá già tự nhiên hoặc hoá già nhân tạo. Với các chi tiết đúc nhỏ, khi đúc sẽ có tốc độ nguội nhanh thì không cần sử lí nhiệt do khi nguội nhanh, tổ chức hạt sẽ rất nhỏ mịn, và cơ tính rất cao.
Loại phôi này có cấp chính xác:
Độ nhám bề mặt: .
Một số loại hợp kim nhôm hay được sử dụng trong đúc khuôn kim loại:
366: chế tạo pistong oto.
355.0, C355.0, A357.0: hộp số, hàng không, một số bộ phận của tên lửa (các chi tiết yêu cầu độ bền cao).
356.0, A356.0 Các chi tiết trong máy dụng cụ, bánh xe máy bay, bộ phận trong máy bơm…
Một số khác cũng được dụng như: 296.0, 319.0, 333.0
- Ưu điểm:
Khuôn được sử dụng nhiều lần.
Độ sạch và độ chính xác được nâng cao đáng kể. Điều này sẽ làm giảm khối lượng gia công cơ khí.
Nâng cao độ bền cơ học của vật đúc, đặc biệt là độ bền ở lớp bề mặt tiếp giáp với khuôn kim loại.
Nâng cao sản lượng hàng năm do giảm được kích thước đậu ngót và phế phẩm đúc.
Nâng cao năng suất lao động.
Dễ cơ khí và tự động hoá, điều kiện vệ sinh lao động tốt.
- Nhược điểm:
Chế tạo khuôn kim loại phức tạp và đắt tiền.
Vật đúc gang dễ bị biến trắng.
Quy trình đúc phải chặt chẽ.
2.2.3. Đúc ly tâm
Áp dụng vật đúc tròn xoay, do có lực ly tâm khi rót kim loại lỏng và khuôn quay, kết cấu của vật thể chặt chẻ hơn nhưng không đồng đều từ ngoài vào trong.
Đúc li tâm đúc li tâm là một dạng khác để đưa kim loại lỏng vào khuôn. Khuôn được làm bằng kim loại, đặt trên máy đúc li tâm. Khi khuôn đang quay tròn, hệ thống rót được thiết kế sắn, rót kim loại vào khuôn. Với lực quay li tâm sẽ giới hạn chiều dày vật đúc đúng như thiết kế, với sự hỗ trợ của lực li tâm, kim loại sẽ xít chặt. Tuy nhiên, đúc li tâm sẽ chỉ áp dụng cho các chi tiết có dạng tròn như dạng tang trống. Nhưng đổi lại, có tính của vật đúc sẽ được cải thiện đáng kể vì có lực li tâm và khuôn kim loại nên tổ chức nhỏ mịn.
- Ưu điểm
- Tổ chức kim loại mịn chặt, không tồn tại các khuyết tật rỗ khí, rỗ co ngót.
- Tạo ra vật đúc có lỗ rỗng mà không cần thao.
- Không dùng hệ thống rót phức tạp nên ít hao phí kim loại.
- Tạo ra vật đúc gồm một vài kim loại riêng biệt trong cùng một vật đúc.
- Nhược điểm
- Có hiện tượng thiên tích vùng theo diện tích ngang của vật đúc, do mỗi phần tử có khối lượng khác nhau chịu lực ly tâm khác nhau.
- Khi đúc ống, đường kính lỗ kém chính xác và có chất lượng bề mặt kém.
2.2.4.Đúc áp lực
Áp dụng với các chi tiết có hình dạng phức tạp, phương pháp này cho ta độ chính xác cao, cơ tính tốt. Phương pháp đúc ly tâm và các phương pháp khác có những nhược điểm mà phương pháp đúc áp lực có thể khắc phục được. Do đó thường áp dụng cho dạng sản xuất hàng loạt lớn và hàng loạt khối, và áp dụng đối với các chi tiết nhỏ.
Chọn mẫu: Chọn mẫu kim loại thường dùng trong sản xuất hàng loạt vừa trở lên.
Chọn mặt phân khuôn: chọn mặt phẳng cắt ngang mặt C và chia mặt C thành 2 phần bằng nhau làm mặt phân khuôn.
Số hòm khuôn: Dùng 2 hòm khuôn để tiện việc lấy mẫu và rót kim loại vào khuôn.
- Ưu điểm:
Vật đúc đạt độ chính xác cao, độ bóng bề mặt cao.
Có khả năng đúc được những vật đúc thành rất mỏng (<1mm).
Năng suất cao. Khuông kim loại có thể dùng được nhiều lần.
- Nhược điểm:
Giá thành khuôn rất cao.
Kích thước và khối lượng của vật đúc bị hạn chế theo cỡ máy đúc.
Chỉ đúc được hợp kim nhôm và đồng, không đúc được gang, thép.
2.2.5. Đúc liên tục
Đúc liên tục đây là phương pháp đúc đang được áp dụng phổ biến trong các nhà máy đặc biệt là với các nhà máy đúc nhôm, do tính hiệu quả của nó.
Hợp kim nhôm được rót vào hệ khuôn đặc biệt: những khuôn đúc có nước làm nguội, đúc ra các sản phẩm là các thanh, các tấm nhôm có kich thước tuỳ ý (lên tới 200x1000mm) tiếp theo dây chuyền đúc liên tục là các dây truyền cán, dập liên tục.
- Ưu điểm:
Tổ chức hạt của vật đúc rất nhỏ, cơ tính cao.
Năng suất cao, dễ cơ khí hóa và tự động hóa.
Do kim loại mỏng được bổ sung liên tục nên không cần hệ thống ngót.
- Nhược điểm:
Dễ tạo vết nứt do kết tinh quá nhanh
Không đúc được những vật có những tiết diện khác nhau.
Kết Luận: Với những yêu cầu chi tiết đã cho, tính kinh tế và dạng sản xuất đã chọn ta chọn phương pháp chế tạo phôi đúc trong khuôn cát, mẫu kim loại làm khuôn bằng máy.
Vật đúc có độ chính xác đạt cấp chính xác II.
Hình 2.1: Sơ đồ đúc chi tiết thân hộp trục vít bánh vít
2.3. Xác định lượng dư
Hình 2.2: Lượng dư gia công và ký hiệu các bề mặt của CTGC
Bảng 2.1: Lượng dư gia công
|
Mặt |
Kíchthướcdanh nghĩa(mm) |
Lượng dư và dung sai |
|
A |
98 |
3.5(±0.8) |
|
B |
98 |
4.5(±0.8) |
|
C, D |
168 |
4(±1) |
|
E, F |
223 |
4(±1) |
|
52 |
46 |
3(±0.8) |
|
125 |
117 |
4(±1) |
Các vị trí lỗ còn lại đúc đặc
v Yêu cầu kỹ thuật :
- Phôi không bị rỗ xỉ, rỗ khí, cháy cát.
- Phôi không bị rạn nứt.
- Phôi không bị biến trắng.
2.4. Tính hệ số sử dụng vật liệu
Ta có khối lượng CTGC là 5,9kg
- Tích thể tích phôi: Vph = 1126457 mm3.
- Khối lượng riêng của vật liệu CTGC ρ = 6,8.10-6 kg/mm3
- Vậy khối lượng phôi là:
Mph = ρ.Vph
Mph= 6,8.10-6.1126457= 7,7kg
v Hệ số sử dụng vật liệu:
CHƯƠNG 3: LẬP QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ
3.1. Mục đích
Xác định các trình tự gia công hợp lý nhằm đảm bảo chính xác về kích thước, vị trí tương quan, hình dáng hình học, độ nhám bề mặt theo yêu cầu chi tiết cần chế tạo.
3.2. Nội dung
Chọn phương pháp gia công các bề mặt phôi.
Chọn chuẩn công nghệ và sơ đồ gá đặt.
Chọn trình tự gia công các chi tiết.
CHƯƠNG 4 : BIỆN LUẬN QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
4.1. Nguyên công I: chuẩn bị phôi
Hình 4.1 :Kích thước phôi ban đầu
Bước 1 :Làm sạch cát trên bề mặt phôi.
Bước 2: Cắt bỏ bavia đậu rót, đậu ngót.
Bước 2 : Kiểm tra.
- Kiểm tra về kích thước:
+dài: 223±1
+rộng: 168±1
+cao: 98±0,8
+lỗ ∅46±0,8 - l=30
+lỗ ∅117±1 - l=15,5
+kích thước giữa tâm lỗ ∅46 và ∅117 là 70±0,95
- Kiểm tra về hình dáng.
- Kiểm tra về vị trí tương quan.
Bậc thợ: 2/7
4.2. Nguyên công II: tiện thô, bán tinh mặt B và tiện lỗ 125.
Hình 4.2: Sơ đồ định vị, kẹp chặt tiện thô, bán tinh mặt B và tiện thô, bán tinh lỗ 125
Chọn chuẩn gia công:
- Mặt A: Định vị 3 bậc tự do.
- Mặt C: Định vị 2 bậc tự do.
- Mặt E: Dịnh vị 1 bậc tự do.
Chọn máy gia công : Máy tiện 1K62, có các thông số cơ bản của máy như sau:
- Tốc độ trục chính (vòng/phút) : 12,5; 16; 20; 25; 31,5; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 315; 400; 500; 630; 800; 1000; 1250; 1600; 2000.
- Công suất động cơ trục chính : 10kW.
- Bước tiến bàn máy ( mm/phút ):
Lượng tiến dọc (mm/v): 0,07; 0,014; 0,084; 0,097; 0,11-0,17; 0,195; 0,21; 0,23; 0,26; 0,28; 0,30; 0,34; 0,39; 0,43; 0,47; 0,52; 0,57; 0,61; 0,70; 0,78; 0,87; 0,95; 1,04; 1,14; 1,21; 1,4; 1,56; 1,74; 1,9; 2,08; 2,28; 2,42; 2,8; 3,12; 3,48; 3,8; 4,16.
Lượng tiến ngang (mm/v): 0,035; 0,037; 0,042; 0,048; 0,055; 0,06; 0,07; 0,074; 0,084; 0,097; 0,11-0,17; 0,195; 0,3; 0,47; 0,52; 0,6; 0,87; 1,04; 1,4; 1,56; 1,9; 2,08.
- Bước 1 : Tiện thô mặt B đạt kích thước 95mm ; Rz=80 ; CCX14.
Chọn dao: ta chọn dao tiện đầu cong hợp kim cứng BK6 [1], bảng 4-4, trang 295. Ta có:
Dao: L=140mm, H=25mm, B=16mm, r=1mm.
Chọn chiều sâu cắt t: Gia công thô nên chọn t=3mm.
Chọn lượng chạy dao:
Tra bảng (21-1), trang 29 sách chế độ cắt gia công cơ khí ta được: S=(0,8 – 1,3) mm/vòng.
Chọn S=1,3 mm/vòng.
Tra máy 1K62 trang 217 ta được: Sthực=1,4 mm/vòng
Vận tốc cắt theo công thức: V=.KV ; mm/phút .(1)
Theo bảng (1-1), trang 13 sách chế độ cắt gia công cơ khí, ta có :
|
CV |
x |
y |
m |
|
243 |
0,15 |
0,4 |
0,2 |
Tuổi bền của dao T=60 phút.
Theo bảng (2-1), trang 15: = = (=1
Theo bảng (7-1), trang 7 [2]: = 1
Theo bảng (8-1), trang 7 [2]: KUV =1
=.KUV=1 . 1 . 1 = 1
Thay vào (1) ta có: V = 79,42 mm/phút.
Số vòng quay trong 1 phút của dao: n = = = 179,38 vòng/phút.
Theo máy ta chọn n = 160 vòng/phút.
ð Tốc độ cắt thực tế Vt = = 70,83 mm/phút.
Tính lực cắt PZ theo công thức : PZ= CP. tx. Sy. Vn.kP (KG) (2)
Theo bảng 11-1 trang 19 :
|
CP |
x |
y |
n |
|
92 |
1 |
0,75 |
0 |
Theo bảng 12-1 trang 21 : KMP= = = 1
Theo bảng 15-1 trang 22 : = 1 , = 1 , = 1
Kp = KMP. . . = 1 . 1 . 1 .1= 1
Thay vào (2) ta có : PZ= 92 . 31 . 1,90,75 . 70,830 . 1= 446,66 (KG).
Công suất cắt : N= = 5,2 kW.
Công suất máy : [Nm] = 10 . h = 10 . 0,75 = 7,5 kW.
Trong đó : h là hiệu suất máy.
So với công suất máy = 7,5 kW, máy làm việc đảm bảo an toàn.
Thời gian chạy máy:
L = 12mm.
L1 = L2 = (0,5-2) mm. ð Chọn L1 = L2 = 2mm.
ð Tm = 0,07 (phút).
- Bước 2 : Tiện thô lỗ đạt kích thước ;Rz=80;CCX13.
Chọn dao: ta chọn dao tiện lỗ hợp kim cứng BK6 [1], bảng 4-13, trang 301. Ta có:
Dao: L=200mm, H=20mm, b=16mm, góc nghiêng chính = .
Chọn chiều sâu cắt t: Gia công thô nên chọn t=3 mm.
Chọn lượng chạy dao:
Tra bảng (25-1), trang 29 sách chế độ cắt gia công cơ khí ta được: S=(1-1,5) mm/vòng.
Chọn S=1,5 mm/vòng.
Tra máy 1K62/ 216 ta được: Sthực=1,56mm/vòng
Vận tốc cắt theo công thức: V=.KV ; mm/phút .(1)
Theo bảng (1-1), trang 13 sách chế độ cắt gia công cơ khí, ta có :
|
CV |
x |
y |
m |
|
243 |
0,15 |
0,4 |
0,2 |
Tuổi bền của dao T=60 phút.
Theo bảng (2-1), trang 15: = = (=1
Theo bảng (7-1), trang 7 [2]: = 1
Theo bảng (8-1), trang 7 [2]: KUV =1
=.KUV=1 . 1 . 1 = 1
Thay vào (1) ta có: V = 76,06 mm/phút.
Số vòng quay trong 1 phút của dao: n = = = 196,93 vòng/phút.
Theo máy ta chọn n = 200 vòng/phút.
ð Tốc độ cắt thực tế Vt = = 77,24 mm/phút.
Tính lực cắt PZ theo công thức : PZ= CP. tx. Sy. Vn.kP (KG) (2)
Theo bảng 11-1 trang 19 :
|
CP |
x |
y |
n |
|
92 |
1 |
0,75 |
0 |
Theo bảng 12-1 trang 21 : KMP= = = 1
Theo bảng 15-1 trang 22 : = 0,94 , = 1 , = 1
Kp = KMP. . . = 1 . 0,94 . 1 . 1 = 0,94
Thay vào (2) ta có : PZ= 92 . 31 . 1,560,75 . 77,240 . 0,94= 362,14 (KG).
Công suất cắt : N = == 4,5 kW.
Công suất máy : [Nm] = 10 . h = 10 . 0,75 = 7,5 kW.
Trong đó : h là hiệu suất máy.
So với công suất máy = 7,5 kW, máy làm việc đảm bảo an toàn.
Thời gian chạy máy:
L = 27mm.
L1 = = = 1,7mm.
L2 = (1-5)mm ð Chọn L2 = 2mm.
ð Tm = 0,1 (phút).
- Bước 3 : Tiện bán tinh mặt B đạt kích thước 94mm ;Rz=40;CCX10.
- Chọn dao: ta chọn dao tiện đầu cong hợp kim cứng BK6 [1], bảng 4-4, trang 295. Ta có:
Dao: L=140mm, H=25mm, B=16mm, r=1mm.
- Chọn chiều sâu cắt t: Gia công bán tinh nên chọn t=1mm.
- Chọn lượng chạy dao: theo bảng 25-1 trang 29 ta được: S=(0,8 – 1,3) mm/vòng.
Chọn S= 1 mm/vòng.
