PHẦN I: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT HỘP 3 LỖ ĐH BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG

PHÂN TÍCH ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC VÀ YÊU CẦU

KỸ THUẬT CỦA SẢN PHẨM

I.1. Điều kiện làm việc:

            Đây là chi tiết dạng hộp.

                        Điều kiện làm việc của chi tiết được phân tích như hình sau:

- Rãnh chữ T chức năng là rãnh trượt để lắp ghép với một chi tiết khác.

- 2 lỗ định vị ∅5 là hai lỗ chuẩn tinh phụ vuông góc với mặt đáy.

- 4 lỗ ∅9 làm lỗ bắt bu lông để cố định chi tiết.

- 3 lỗ ∅30H7 làm lỗ dẫn hướng trục.

- Gờ chặn tiếp xúc làm cữ chặn chi tiết gắn trên rãnh trượt ( rãnh chữ T).

* Chi tiết đảm bảo một số tính công nghệ trong kết cấu như sau:

-  Đảm bảo đủ độ cứng vững khi gia công không bị biến dạng.

-  Bề mặt làm chuẩn ( mặt đáy + 2 lỗ ) đảm bảo đủ diện tích, tạo điều kiện để gá đặt chi tiết nhanh.

-  Các bề mặt gia công không có vấu lồi lõm.

-  Thuận lợi cho việc ăn dao thoát dao ( rãnh thoát dao).

-  Lỗ trên chi tiết là lỗ thông và vuông góc với các mặt.

I.2. Yêu cầu kỹ thuật:

- Độ không phẳng của các bề mặt chính không quá 0,02mm trên toàn bộ chiều dài.

-  Độ không song song của các bề mặt chính không quá 0,03mm trên toàn bộ chiều dài.

- Độ nhám của bề mặt phẳng , Rz20 tùy vào bề mặt, các bề mặt còn lại Rz40.

- Các lỗ có độ chính xác , lỗ định vị có cấp chính xác IT7 và độ nhám Ra=1,25; lỗ lắp bu lông có cấp chính xác IT9 và độ nhám Rz20; lỗ dẫn hướng trục có cấp chính xác IT7 và độ nhám Ra=1,25.

- Dung sai khoảng cách tâm của các lỗ dẫn hướng trục không quá 0,02mm.

- Độ không vuông góc của mặt đầu và lỗ tâm không quá 0,012mm.

- Các kích thước không ghi dung sai chế tạo đến cấp chính xác IT9.

- Các bề mặt có  yêu cầu độ cứng đạt .

- Chọn vật liệu là thép C45 có thành phần hóa học như sau:

 ( TCVN 8301-2009)

PHẦN II:

ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

II.1. Xác định sản lượng sản phẩm sản xuất hàng năm:

- Mục đích: xác định số sản phẩm sản xuất hằng năm để xác định dạng sản xuất và từ đó đề ra phương án sử dụng thiết bị công nghệ(chuyên dùng hay vạn năng) và thiết kế chi tiết phù hợp với qui trình sản xuất.

- Sản lượng hằng năm được tính theo công thức :

            Trong đó :      N - số chi tiết được sản xuất trong một năm.

N1- số sản phẩm được sản xuất trong một năm(chi tiết/ năm).

                                    m - số chi tiết trong một sản phẩm m=1.

                                    α - phế phẩm , chọn  

β - số chi tiết được chế tạo thêm để dự trữ , chọn  

                                     (chiếc/năm)    

II.2. Khối lượng của chi tiết:

            * Xác định thể tích chi tiết:

            - Sử dụng phần mềm Pro Engineer theo các thao tác sau :

            Thực hiện trên phần mềm Pro Enginner wildfire 5.0 : Mở chi tiết ( chitiet.prt/ Analysis/ Measure/ Volume).

Thể tích của chi tiết được xác định nhờ thông số Model volume:

            Model volume = 429483  = 0,43 

* Xác định khối lượng chi tiết:

-Thể tích của chi tiết: V = 0,43(dm3)

-Trọng lượng riêng của thép:  

- Khối lượng của chi tiết:

-Tra bảng (2)[1]

Với N=8880 (chiếc/năm) và trọng lượng Q1 = 3,376 (kg) ta xác định được đây là loại sản xuất hàng loạt lớn.

Dạng sản xuất loạt lớn: Là dạng sản xuất mà số chủng loại mặt hàng rất ít, sản lượng gia công của một mặt hàng rất lớn, sản phẩm rất ổn định, lâu dài.

Đặc điểm:

- Sử dụng máy: Chủ yếu là máy chuyên dùng, máy tự động cho năng suất cao.

- Bố trí máy: Theo quy trình công nghệ tại mỗi máy thường chỉ hoàn thành một công việc nhất định của một quy trình công nghệ nhất định.

- Đồ gá, trang thiết bị công nghệ: Chủ yếu là chuyên dùng.

- Phương pháp gá đặt: Chủ yếu sử dụng phương pháp tự động đạt kích thước.

- Phương pháp đảm bảo độ chính xác gia công: Thường sử dụng phương pháp chỉnh sẵn dao.

- Định mức kỹ thuật: Rất tỉ mỉ và chính xác, thường sử dụng các phương pháp như tính toán phân tích, bấm giờ, chép thực ngày làm việc.v.v.

- Bậc thợ: Cần thợ điều chỉnh có tay nghề cao, thợ đứng máy không cần có tay nghề cao.

- Văn kiện công nghệ: Được lập rất tỉ mỉ, thường phải sử dụng đến phiếu nguyên công.

PHẦN III:

LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI

III.1. Các phương pháp chế tạo phôi:

Phương pháp tạo phôi phụ thuộc vào rất nhiều vấn đề như chức năng và kết cấu của chi tiết máy trong cụm máy, vật liệu sử dụng, yêu cầu kỹ thuật, hình dáng bề mặt và kích thước của chi tiết,quy mô và tính loạt của sản xuất.

Chọn phôi nghĩa là chọn loại vật liệu chế tạo, phương pháp hình thành phôi, xác định lương dư gia công cho các bề mặt, tính toán kích thước và quyết định dung sai cho quá trình chế tạo phôi.

Chọn phôi hợp lý là một bài toán không dễ dàng. Phương án cuối cùng chỉ có thể được quyết định sau khi tính toán giá thành của phôi và giá thành của sản phẩm sau khi gia công cơ.

Loại phôi được xác định dựa theo kết cấu của chi tiết, vật liệu, điều kiện, dạng sản xuất và điều kiện sản xuất cụ thể của từng nhà máy, xí nghiệp, địa phương.

- Phôi thép thanh:Phôi thép thanh dùng để chế tạo các chi tiết như con lăn, chi tiết kẹp chặt, các loại trục, xilanh, pittong, bạc, bánh răng có đường kính nhỏ vv....

- Phôi dập:Phôi dập thường dùng cho các loại 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, các chi tiết này được dập trên máy búa nằm ngan hoặc trên máy dập thẳng đứng.

-  Phôi rèn tự do:Trong sản xuất đơn chiếc và hàng loạt nhỏ, người ta thay phôi bằng phôi rèn tự do. Ưu điểm chính trong phôi rèn tự do trong điều kiện sản xuất  nhỏ là giá thành hạ (không phải chế tạo khuôn dập).

- Phôi đúc: Được dùng cho các loại chi tiết như: các chi tiết gối đỡ, các chi tiết dạng hộp, các loại càng phức tạp, các loại trục chử thâp, vật liệu dùng cho phôi đúc là gang, thép, đồng, nhôm, các loại hợp kim khác.Đúc được thực hiện trong các loại khuôn cát, trong khuôn kim loại, khuôn vỏ mỏng, và các phương pháp đúc ly tâm, đúc áp lực, đúc theo mẩu chảy.

 Ưu điểm của phương pháp đúc:

Chủng loại vật liệu đa dạng, khối lượng vật đúc lớn.

Có thể đúc được các chi tiết có hình dáng kết cấu phức tạp mà các phương pháp khác khó chế tạo.

Có thể đúc được nhiều kim loại khác nhau trong một vật đúc hoặc có thể tạo ra cơ tính khác nhau giữa các bề mặt chi tiết.

Giá thành chế tạo vật đúc rẽ vì đầu tư ban đầu ít, tính chất sản xuất linh hoạt.

Có khả năng cơ khí hóa và tự động hóa.

Nhược điểm của phướng pháp đúc:

Tiêu tốn kim loại lớn do cháy hao khi nấu luyện.

Tỉ lệ phế phẩm khá cao, chất lượng vật đúc khó ổn đinh.

Độ phẳng bề mặt chưa cao, độ chính xác kích thước thấp.

Chi tiết hộp đúc ra thường nguội không đều, gây ra biến dạng nhiệt và ứng suất dư.

- Phôi dập:

            Ưu điểm của phương pháp dập:

Lượng dư gia công phân bố đều.

Tiết kiệm được vật liệu.

Thời gian gia công nhanh.

Độ đồng đều phôi cao do đó dễ điều chỉnh máy,giảm thời gian gia công.

Thiết bị đầu tư ở phương pháp này tương đối đơn giản,cho nên đầu tư thấp.

Phù hợp với sản xuất hàng loạt.

Độ nhám bề mặt, độ chính xác cao.

Chất lượng bề mặt phôi đạt Rz 20 (Mm) giá thành rẻ , thời gian gia công nhanh.

Độ đồng đều phôi cao do đó dễ điều chỉnh máy , giảm thời gian gia công.

            Nhược điểm của phương pháp dập:

Cần thiết bị gia công phôi với công suất lớn.

Dễ sinh ra những khuyết tật phôi khi vật liệu không điền đầy vào thành khuôn làm hỏng chi tiết ..vv

III.2. Chọn phương pháp chế tạo phôi:

Căn cức vào dạng sản xuất là hàng loạt lớn, quy mô sản xuất lớn. Căn cứ vào ưu nhược điểm của phương pháp dập và đúc. Ta chọn phương pháp chế tạo phôi là dập nóng.

KÕt cÊu cña chi tiÕt kh«ng phøc t¹p nh­ng vËt liÖu cña chi tiÕt lµ thÐp cacbon  nªn ta dïng ph­¬ng ph¸p dËp, do bÒ mÆt kh«ng lµm viÖc cÇn chÝnh x¸c vµ øng víi s¶n xuÊt hµng lo¹t lín nªn ta chän ph­¬ng ph¸p dËp nãng lµ hîp lý nhÊt.

Víi ph­¬ng ph¸p dËp nãngta có thể thu được chi tiết có độ nhám bề mặt, độ chính xác phù hợp, cơ tính tốt, năng suất cao, lại dễ cơ khí hoá, tự động hoá. Ta chọn phương pháp chế tạo phôi là dập nóng trên máy dập đứng, được dập trong khuôn kim loại.

III.3. Khuôn dập:

III.4. Bản vẽ lồng phôi:

PHẦN IV:

THIẾT KẾ QUY TÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CHI TIẾT

IV.1. Phân tích các đặc điểm về yêu cầu kỹ thuật bề mặt cần gia công:

Mặt phẳng:

+ Mặt đáy: cần gia công đạt độ nhám bề mặt Ra=1.25,  ta có thể gia công đạt được trên máy phay vạn năng nằm ngang, thẳng đướng hay máy chuyên dụng. Dao được sử dụng là dao phay mặt đầu trên máy phay đứng.

+  Mặt bên: độ nhám bề mặt từ Rz40 đến Ra=1.25, đối với Rz40 ta không cần gia công cơ ( tự đạt được nhờ phôi dập), Rz20 đạt được bằng gia công phay thô, Ra=1.25 đạt được bằng gia công phay tinh. Dao được sử dụng là dao phay ngón  trên máy phay đướng, dao phay đĩa trên máy phay ngang.

Bề mặt trụ:

+  Đối với 4 lỗ  bắt bu lông: 2 lỗ chéo nhau thứ nhất yêu cầu độ nhám bề mặt Rz20 chỉ cần gia công khoan thô, 2 lỗ còn lại lại yêu cầu Ra=1.25 để là chuẩn định vị của đồ gá nên cần gia công khoan và doa trên máy khoan đứng.

+ Đối với 2 lỗ định vị lắp ghép  yêu cầu Ra=1.25 nên cần gia công khoan và doa trên máy khoan đứng.

+ Đối với 3 lỗ dẫn hướng trục yêu cầu Ra=1.25 và có đường kính lớn nên cần qua các bước gia công khoan, khoét, doa trên máy khoan đứng.

IV.2. Trình tự các nguyên công gia công, chọn máy, dao, TBCN cho mỗi nguyên công:

            IV.2.1. Trình tự các nguyên công gia công:

Nguyên công 1:        Phay thô và tinh mặt phẳng đáy.

Nguyên công 2:        Khoan 4 lỗ để bắt bu lông, sau đó doa 2 lỗ chéo  nhau để làm chuẩn định vị. Khoan và doa 2 lỗ .

Nguyên công 3:        Phay rãnh thoát dao dài 104 mm.

                                                Phay rãnh thoát dao dài 32 mm.

Nguyên công 4:        Phay thô và tinh mặt C, D.

Nguyên công 5:        Phay thô và tinh mặt A, B, E, F.

Nguyên công 6:        Phay thô và tinh mặt phẳng G, H, I, K.

Nguyên công 7:        Phay thô và tinh mặt phẳng L.

Nguyên công 8:        Phay thô và tinh mặt phẳng M.

Nguyên công 9:        Phay rãnh chữ T.

Nguyên công 10:      Khoan, khoét, doa và vát mép 2 lỗ .

Nguyên công 11:      Kiểm tra.

IV.2.2. Chọn máy, dao, TBCN cho mỗi nguyên công:

 Nguyên công 1:    Phay thô và tinh mặt phẳng đáy

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

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU.. 1

PHẦN I:PHÂN TÍCH ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC VÀ YÊU CẦUKỸ THUẬT CỦA SẢN PHẨM... 2

I.1. Điều kiện làm việc:2

I.2. Yêu cầu kỹ thuật:3

PHẦN II:ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT. 4

II.1. Xác định sản lượng sản phẩm sản xuất hàng năm:4

II.2. Khối lượng của chi tiết:4

PHẦN III:LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI. 6

III.1. Các phương pháp chế tạo phôi:6

III.2. Chọn phương pháp chế tạo phôi:7

III.3. Khuôn dập:7

III.4. Bản vẽ lồng phôi:8

PHẦN IV:THIẾT KẾ QUY TÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CHI TIẾT. 9

IV.1. Phân tích các đặc điểm về yêu cầu kỹ thuật bề mặt cần gia công:9

IV.2. Trình tự các nguyên công gia công, chọn máy, dao, TBCN cho mỗi nguyên công:9

IV.2.1. Trình tự các nguyên công gia công:9

IV.2.2. Chọn máy, dao, TBCN cho mỗi nguyên công:10

IV.3. Tra lượng dư các bề mặt gia công:24

IV.4. Tra chế độ cắt các nguyên công gia công:25

IV.5. Tính toán thời gian cơ bản cho tất cả các nguyên công gia công:45

PHẦN V:THIẾT KẾ ĐỒ GÁ CHO NGUYÊN CÔNG.52

V.1. Xây dựng sơ đồ nguyên lý của đồ gá:52

V.2. Tính toán lực kẹp cần thiết, chọn cơ cấu tạo lực kẹp, và tính toán nguồn sinh lực:54

V.3. Tính các chi tiết cơ bản của cơ cấu kẹp:56