ĐỒ ÁN THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG DẠNG CÀNG CỤC CAO THẮNG

ĐẶT VẤN ĐỀ

       Để đưa đất nước đi lên bằng con đường công nghiệp hóa, hiện đại hóa thì mục tiêu trước mắt là phải có công nghệ kỹ thuật tiên tiến, bên cạnh đó là nguồn nhân lực có trình độ chuyên môn về kỹ thuật. Trong ngành cơ khí chế tạo máy muốn chế tạo ra một chi tiết máy, hay một cụm chi tiết máy để sau đó lắp ráp thành một bộ phận hoàn máy hoàn chỉnh thì vấn đề đặt ra là giả quyết được những phương pháp gia công cắt gọt, việc thực nó phải đảm bảo tính lắp lẩn sau này. Muốn vậy người làm nhiệm vụ thiết kế phải nghiên cứu phân tích, giải thích tìm ra phương án tối ưu nhất, có như vậy sản phẩm làm ra đạt yêu cầu chất lượng, và năng suất tốt.

       Ngày nay cơ khí là một ngành then chốt trong việc thúc đẩy khoa học kỹ thuật phát trển. Đối với ngành công nghệ chế tạo máy việc thiết kế sao cho phù hợp với dạng sản xuất, điều kiện sản xuất. Thiết kế sao cho công việc chế tạo được  đơn gản, dễ dàng, chính xác. Các kích thước gia công lắp ghép trên chi tiết phải tra cứu kỹ lưởng theo tiêu chuẩn quy định hiện hành đây là đề thiết thực cần được thực hiện.

       Hòa chung với nhịp sản xuất của nhà máy, củng như sự nghiên cứu tìm ra hướng phát triển phù hợp với tình hình công nghệ của nhà nước. Người thực hiện đề tài xin bước đầu đưa ra phương án gia công chi tiết CÀNG. Để vươn tới kiểm tra, đánh giá kết quả sản xuất theo hướng phát triển của nhà máy.

    MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU

   Quy trình công nghệ gia công một chi tiết có nhiều phương án, nó đòi hỏi phải có quá trình nghiên cứu lâu dài, đặc biệt có sự trải nghiệm thực tế về máy móc, khoa học kỷ thuật, tình hình kinh tế của cơ sỡ sản xuất… để đưa ra phương án phù hợp và tối ưu nhất.

•  Mục đính nhằm mô tả

-         Đưa ra đường lối công nghệ so với thực tế.

-         Đưa ra các dạng, cách sữ dụng đồ gá trên máy cắt kim loại.

-         Quy trình định vị, kẹp chặt chi tiết trên đồ gá.

•  Mục tiêu đạt được

-      Đề tài thiết kế gia công chi tiết Càng, đảm bảo tính chính xác do chuẩn tinh dùng thống nhất.

-      Đồ gá đơn giản, dể chế tạo, dể sữ dụng, đảm bảo độ cứng vững, đảm bảo tính chính xác trong gia công.

-      Giới hạn đề tài: Do hạn chế về thời gian, và kiến thức người thực hiện đề tài xin trình bày các phần sau.

1. Phân tích đặc điểm và yêu cầu kỹ thuật của chi tiết.
2. Biện luận dạng sản xuất và sản phẩm.
3. Chọn phôi và phương pháp chế tạo phôi
4. Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết.
5. Biện luận quy trình công nghệ.
6. Tính toán chế độ cắt.
7. Tính toán, thiết kế, hướng dẫn sữ dụng đồ gá.

   Với đề tài thiết quy trình công nghệ gia công chi tiết Càng việc nghiên cứu về cấu tạo, nguyên lý làm việc của chi tiết không phức tạp. Qua quan sát cụ thể chi tiết gia công trên đồ gá vạn năng độ chính xác về vị trí tương quan, hình dáng hình học, độ nhám bề mặt không cao so với đồ gá chuyên dùng vì vậy:

-   Cần phải phân tán nguyên công.

-   Cần phải chế tạo đồ gá chuyên dùng, với đồ gá chuyên dùng thì chỉ thực hiện được một nguyên công cụ thể nhưng chỉ với một lần điều chỉnh máy có thể gia công tất cả chi tiết trong lô sản phẩm đạt độ chính xác đã cho. Do đó nâng cao sản xuất lao động, giảm thời gian phụ và sức lao động của công nhân.

PHẦN I:           PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG

   I. Phân tích về hình giáng và kết cấu cấu của chi tiết gia công.

       Chi tiết Càng là một chi tiết thuộc dạng càng. Do kích thước tương đối nhỏ, phần gia công rỗng chiếm thể tích nhỏ nên ta đúc đặc toàn bộ. Hình dáng, kết cấu của chi tiết tương đối đơn giản, có các mặt phẳng đủ lớn để định vị và kẹp chặt. Mặt làm việc chính của chi tiết là lỗ Ø, độ nhám Ra 1.25. Lỗ Ø, độ nhám Ra 1.25. hai lỗ này đòi hỏi gia công với độ chính xác cao. Ngoài ra có rảnh , mặt A, B, các lỗ ren tham gia trong quá trình lắp ghép chi tiết với chi tiết khác.

   II. Phân tích vật liệu chế tạo.

       Trong quá trình làm việc chi tiết càng chịu lực kéo, nén, uốn từ bên ngoài vì vậy Gang Xám đáp ứng được yêu cầu trên, dễ chế tạo và gia công.

-         Vật liệu chế tạo ký hiệu: GX 21-40

-      Độ cứng HB: 220÷250HB

-      Giới hạn bền kéo tối thiểu: бb= 21 Kg/

-    Giới hạn bền uốn:               бu= 40 Kg/

      Gang Xám có ký hiệu là GX là hợp kim sắt với cacbon có hàm lượng cacbon lớn hơn 2.14%C trong thực tế gang luôn có một ít nguyên tố Mn, S, P, Si. Hầu hết cacbon trong gang xám ở dạng tự do, graphit có dạng hình tấm, tính chảy loảng cao dễ chế tạo đối với chi tiết này.

      Lượng C trong gang xám:     2.8 ÷ 3.5 %

      Lượng Si                         :      1.5 ÷ 3 %

      Lượng Mn                       :      0.5 ÷ 1 %

      Lượng P                          :      0.1 ÷ 0.2 %

      Lượng S                          :      0.08 ÷ 0.12 %

      Còn lại là Fe

(Sách vật liệu và công nghệ cơ khí, PGS.TS Hoàng Tùng. Trang 22)

  III. Phân tích độ chính xác của sản phẩm.

a)           Độ chính xác của bề mặt.

      Độ chính xác về chất lượng bề mặt gia công phụ thuộc vào ký hiệu Ra, Rz, trên bản vẻ của chi tết.

      Theo tiêu chuẩn TCVN 2511-95 để đánh giá độ nhám bề mặt chi tiết người ta sữ dụng hai chỉ tiêu sau:

-   Ra: sai lệch trung bình số học của prophin.

-   Rz: là chiều cao mấp mô của prophin theo mười điểm.

      Trong thực tế việc chọn chỉ tiêu nào (Ra hoặc Rz) tùy thuộc vào chất lượng yêu cầu và đặc tính kết cấu của bề mặt chi tiết. Chỉ tiêu Ra được sữ dụng phổ biến hơn, vì nó cho phép đánh giá chính xác hơn và thuận lợi hơn Rz đối với những bề mặt có độ nhám trung bình.

   Tuy nhiên, đối với những bề mặt có độ nhám quá nhỏ hoặc quá thô thì ta nên dùng Rz vì nó cho ta khả năng đánh giá chính xác hơn so với Ra.

   +   Yêu cầu đối với các bề mặt.

-         Các mặt phẳng gia công A, B, C, D, E, F, K có độ nhám Rz 40. Đạt độ nhám cấp 4, ta dùng phương pháp phay thô là đạt yêu cầu.

-         Độ không song song giữa mặt C và D phải ≤ 0.05 mm

-         Bề mặt lỗ Øvà Ø có độ nhám Ra 1.25 đạt độ nhám cấp 7 ta sữ       dụng phương pháp doa tinh là đạt yêu cầu.

-         Độ không vuông góc giữa hai lỗ Øvà Ø phải ≤ 0.15/100

-         Độ đảo hướng kính của lỗ Ø và mặt A phải ≤ 0.03

-         Các bề mặt không gia công đạt được sau quá trình chuẩn bị phôi.

b)          Độ chính xác về kích thước.

• Kích thước 12± 0.18

Kích thước danh nghĩa:            12 mm

Sai lệch giới hạn trên  :             es = + 0.18

Sai lệch giới hạn dưới :             ei = - 0.18

Kích thước giới hạn lớn nhất:  dmax = d + es =12 + 0.18 = 12.18 mm

Kích thước giới hạn nhỏ nhất:  dmin = d + ei = 12 - 0.18 = 11.82 mm

Điều kiện kích thước đạt yêu cầu: dmin ≤ dt ≤ dmax → 11.82 ≤ dt ≤ 12.18

• Kích thước 23 ± 0.21

Kích thước danh nghĩa:            23 mm

Sai lệch giới hạn trên  :             es = + 0.21

Sai lệch giới hạn dưới :             ei = - 0.21

Kích thước giới hạn lớn nhất:  dmax = d + es =23 + 0.21 = 23.21 mm

Kích thước giới hạn nhỏ nhất:  dmin = d + ei = 23 - 0.21 =  22.79 mm

Điều kiện kích thước đạt yêu cầu: dmin ≤ dt ≤ dmax → 22.79 ≤ dt ≤ 23.21

• Kích thước 20 ± 0.21

Kích thước danh nghĩa:            20 mm

Sai lệch giới hạn trên  :             es = + 0.21

Sai lệch giới hạn dưới :             ei = - 0.21

Kích thước giới hạn lớn nhất:  dmax = d + es =20 + 0.21 = 20.21 mm

Kích thước giới hạn nhỏ nhất:  dmin = d + ei = 20 - 0.21 =  19.79 mm

Điều kiện kích thước đạt yêu cầu: dmin ≤ dt ≤ dmax → 19.79 ≤ dt ≤ 20.21

• Kích thước 10 ± 0.12

Kích thước danh nghĩa:            10 mm

Sai lệch giới hạn trên  :             es = + 0.12

Sai lệch giới hạn dưới :             ei = - 0.12

Kích thước giới hạn lớn nhất:  dmax = d + es =10 + 0.12 = 10.12 mm

Kích thước giới hạn nhỏ nhất:  dmin = d + ei = 10 - 0.12 =  9.88 mm

Điều kiện kích thước đạt yêu cầu: dmin ≤ dt ≤ dmax → 9.88 ≤ dt ≤ 10.12

• Kích thước 30 ± 0.25

Kích thước danh nghĩa:            30 mm

Sai lệch giới hạn trên  :             es = + 0.25

Sai lệch giới hạn dưới :             ei = - 0.25

Kích thước giới hạn lớn nhất:  dmax = d + es =30 + 0.25 = 30.25 mm

Kích thước giới hạn nhỏ nhất:  dmin = d + ei = 30 - 0.25=  29.75 mm

Điều kiện kích thước đạt yêu cầu: dmin ≤ dt ≤ dmax → 29.75 ≤ dt ≤ 30.25

• Kích thước 42 ± 0.025

Kích thước danh nghĩa:            42 mm

Sai lệch giới hạn trên  :             es = + 0.025

Sai lệch giới hạn dưới :             ei = - 0.025

Kích thước giới hạn lớn nhất:  dmax = d + es =42 + 0.025 = 42.025 mm

Kích thước giới hạn nhỏ nhất:  dmin = d + ei = 42 - 0.025=  41.975 mm

Điều kiện kích thước đạt yêu cầu: dmin ≤ dt ≤ dmax → 41.975 ≤ dt ≤ 42.025

• Kích thước 9 ± 0.12

Kích thước danh nghĩa:            9 mm

Sai lệch giới hạn trên  :             es = + 0.12

Sai lệch giới hạn dưới :             ei = - 0.12

Kích thước giới hạn lớn nhất:  dmax = d + es =9 + 0.12 = 9.12 mm

Kích thước giới hạn nhỏ nhất:  dmin = d + ei = 9 - 0.12=  8.88 mm

Điều kiện kích thước đạt yêu cầu: dmin ≤ dt ≤ dmax → 8.88 ≤ dt ≤ 9.12

• Kích thước  lỗ  Ø

Kích thước danh nghĩa:            8 mm

Sai lệch giới hạn trên  :             Es = + 0.015

Sai lệch giới hạn dưới :             Ei = 0

Kích thước giới hạn lớn nhất:  Dmax = D + Es =8 + 0.015 = 8.015 mm

Kích thước giới hạn nhỏ nhất:  Dmin = D + Ei = 8 - 0=  8 mm

Điều kiện kích thước đạt yêu cầu: Dmin ≤ Dt ≤ Dmax → 8 ≤ Dt ≤ 8.015

• Kích thước  rảnh

Kích thước danh nghĩa:            14 mm

Sai lệch giới hạn trên  :             Es = + 0.018

Sai lệch giới hạn dưới :             Ei = 0

Kích thước giới hạn lớn nhất:  Dmax = D + Es =14 + 0.018 = 14.018 mm

Kích thước giới hạn nhỏ nhất:  Dmin = D + Ei = 14 - 0=  14 mm

Điều kiện kích thước đạt yêu cầu: Dmin ≤ Dt ≤ Dmax → 14 ≤ Dt ≤ 14.018

• Kích thước 26 ± 0.21

Kích thước danh nghĩa:            26 mm

Sai lệch giới hạn trên  :             es = + 0.21

Sai lệch giới hạn dưới :             ei = - 0.21

Kích thước giới hạn lớn nhất:  dmax = d + es =26 + 0.21 = 26.21 mm

Kích thước giới hạn nhỏ nhất:  dmin = d + ei = 26 - 0.21=  25.79 mm

Điều kiện kích thước đạt yêu cầu: dmin ≤ dt ≤ dmax → 25.79 ≤ dt ≤ 26.21

• Kích thước 22 ± 0.21

Kích thước danh nghĩa:            22 mm

Sai lệch giới hạn trên  :             es = + 0.21

Sai lệch giới hạn dưới :             ei = - 0.21

Kích thước giới hạn lớn nhất:  dmax = d + es =22 + 0.21 = 22.21 mm

Kích thước giới hạn nhỏ nhất:  dmin = d + ei = 22 - 0.21 =  21.79 mm

Điều kiện kích thước đạt yêu cầu: dmin ≤ dt ≤ dmax → 21.79 ≤ dt ≤ 22.21

• Kích thước 24 ± 0.21

Kích thước danh nghĩa:            24 mm

Sai lệch giới hạn trên  :             es = + 0.21

Sai lệch giới hạn dưới :             ei = - 0.21

Kích thước giới hạn lớn nhất:  dmax = d + es =24 + 0.21 = 24.21 mm

Kích thước giới hạn nhỏ nhất:  dmin = d + ei = 24 - 0.21 =  23.79 mm

Điều kiện kích thước đạt yêu cầu: dmin ≤ dt ≤ dmax → 23.79 ≤ dt ≤ 24.21

• Kích thước 15 ± 0.18

Kích thước danh nghĩa:            15 mm

Sai lệch giới hạn trên  :             es = + 0.18

Sai lệch giới hạn dưới :             ei = - 0.18

Kích thước giới hạn lớn nhất:  dmax = d + es =15 + 0.18 = 15.18 mm

Kích thước giới hạn nhỏ nhất:  dmin = d + ei =15 - 0.18=  14.82 mm

Điều kiện kích thước đạt yêu cầu: dmin ≤ dt ≤ dmax → 14.82 ≤ dt ≤ 15.18

• Kích thước 19 ± 0.21

Kích thước danh nghĩa:            19 mm

Sai lệch giới hạn trên  :             es = + 0.21

Sai lệch giới hạn dưới :             ei = - 0.21

Kích thước giới hạn lớn nhất:  dmax = d + es =19 + 0.21 = 19.21 mm

Kích thước giới hạn nhỏ nhất:  dmin = d + ei = 19 - 0.21 =  18.79 mm

Điều kiện kích thước đạt yêu cầu: dmin ≤ dt ≤ dmax → 18.79 ≤ dt ≤ 19.21

• Kích thước 20 ± 0.21

Kích thước danh nghĩa:            20 mm

Sai lệch giới hạn trên  :             es = + 0.21

Sai lệch giới hạn dưới :             ei = - 0.21

Kích thước giới hạn lớn nhất:  dmax = d + es =20 + 0.21 = 20.21 mm

Kích thước giới hạn nhỏ nhất:  dmin = d + ei = 20 - 0.21 =  19.79 mm

Điều kiện kích thước đạt yêu cầu: dmin ≤ dt ≤ dmax → 19.79 ≤ dt ≤ 20.21

• Kích thước 30 ± 0.21

Kích thước danh nghĩa:            30 mm

Sai lệch giới hạn trên  :             es = + 0.21

Sai lệch giới hạn dưới :             ei = - 0.21

Kích thước giới hạn lớn nhất:  dmax = d + es =30 + 0.21 = 30.21 mm

Kích thước giới hạn nhỏ nhất:  dmin = d + ei = 30 - 0.21 =  29.79 mm

Điều kiện kích thước đạt yêu cầu: dmin ≤ dt ≤ dmax → 29.79 ≤ dt ≤ 30.21

• Kích thước 3 ± 0.1

Kích thước danh nghĩa:            3 mm

Sai lệch giới hạn trên  :             es = + 0.1

Sai lệch giới hạn dưới :             ei = - 0.1

Kích thước giới hạn lớn nhất:  dmax = d + es =3+ 0.1 = 3.1 mm

Kích thước giới hạn nhỏ nhất:  dmin = d + ei = 3 - 0.1 =  2.9 mm

Điều kiện kích thước đạt yêu cầu: dmin ≤ dt ≤ dmax → 2.9 ≤ dt ≤ 3.1

• Kích thước 6 ± 0.12

Kích thước danh nghĩa:            6 mm

Sai lệch giới hạn trên  :             es = + 0.12

Sai lệch giới hạn dưới :             ei = - 0.12

Kích thước giới hạn lớn nhất:  dmax = d + es =6 + 0.12 = 6.12 mm

Kích thước giới hạn nhỏ nhất:  dmin = d + ei =6 - 0.12 =  5.88 mm

Điều kiện kích thước đạt yêu cầu: dmin ≤ dt ≤ dmax → 5.88 ≤ dt ≤ 6.12

• Kích thước 10 ± 0.12

Kích thước danh nghĩa:            10 mm

Sai lệch giới hạn trên  :             es = + 0.12

Sai lệch giới hạn dưới :             ei = - 0.12

Kích thước giới hạn lớn nhất:  dmax = d + es =10 + 0.12 = 10.12 mm

Kích thước giới hạn nhỏ nhất:  dmin = d + ei =10 - 0.12 =  9.88 mm

Điều kiện kích thước đạt yêu cầu: dmin ≤ dt ≤ dmax → 9.88 ≤ dt ≤ 10.12

• Kích thước  lỗ  Ø

Kích thước danh nghĩa:            12 mm

Sai lệch giới hạn trên  :             Es = + 0.018

Sai lệch giới hạn dưới :             Ei = 0

Kích thước giới hạn lớn nhất:  Dmax = D + Es =12 + 0.018 = 12.018 mm

Kích thước giới hạn nhỏ nhất:  Dmin = D + Ei = 12 - 0=  12 mm

Điều kiện kích thước đạt yêu cầu: Dmin ≤ Dt ≤ Dmax → 12 ≤ Dt ≤ 12.018

• Kích thước 5 ± 0.12

Kích thước danh nghĩa:            5 mm

Sai lệch giới hạn trên  :             es = + 0.12

Sai lệch giới hạn dưới :             ei = - 0.12

Kích thước giới hạn lớn nhất:  dmax = d + es =5 + 0.12 = 5.12 mm

Kích thước giới hạn nhỏ nhất:  dmin = d + ei =5 - 0.12 =  4.88 mm

Điều kiện kích thước đạt yêu cầu: dmin ≤ dt ≤ dmax → 4.88 ≤ dt ≤ 5.12

          Yêu cầu kỹ thuật của chi tiết.

-         Độ đảo hướng kính của lỗ Ø với mặt phẳng A phải ≤ 0.03

-     Độ không vuông góc lỗ Øvà Ø phải ≤ 0.15/100

-         Độ không song song giữa mặt C và D phải ≤ 0.05 mm

-         Độ không song song giữa mặt bên rảnh và lỗ Ø phải ≤ 0.2/100

-         Các bán kính không ghi lấy R=2

  PHẦN II:        BIỆN LUẬN DẠNG SẢN XUẤT

                                      VÀ SẢN LƯỢNG

   Để phân loại dạng sản xuất người ta căn cứ vào sản lượng hàng năm và khối lượng sản phẩm.

    I.   Tính khối lượng của chi tiết.

    Ta chia chi tiết thành những khối hình học cơ bản để tính thể tích tổng thể chi tiết.

•  Thể tích khối đặc chi tiết V= h.S

-         V1 =  = 6912

-          V2 = 13×10×15 = 1950

-          V3 = 7×26×16 = 2912  

-          V4 = 16×19×6 = 1824  

-          V5 = 26×19×6 = 3306

              Thể tích khối đặc: 

        Vtd = V1 + V2 + V3 + V4 + V5 = 6912+1950+2912+1824+3306= 16904 

•  Thể tích khối rỗng chi tiết V= h.S

-         V12 =  = 2488

-         2V8 = 2× = 603

-         2V6 = 2× = 339   

-         2V4 = 2× = 151    

-           V4 = 2× = 101  

              Thể tích khối đặc:  

       Vtr = V12 +2V8 +2V6+2V4 +V4 = 2488 + 603 + 339 + 151 + 101 = 3682

 Thể tích thật của chi tiết là:

         VT = Vtd – Vtr = 16904 – 3682 = 13222  =0.013222

       Khối lượng của chi tiết sẻ là:

Khối lượng riêng của gang xám là: từ 6.8 ÷ 7.4 kg/

Vậy khối lượng của chi tiết là:

         m= V×d = 0.013222 × 6.8 =0.0899 kg= 89.9 g

         m= V×d = 0.013222 × 7.4 =0.0978 kg= 97.8 g

Ta chọn khối lượng của chi tiết là : 97.8 g

        II.   Sản lượng sản xuất hàng năm.

   Dựa vào khối lượng của chi tiết 97.8 g, và dạng sản xuất hàng loạt vừa theo yêu cầu bài ra ta tra bảng 2 sách “ Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy, GSTS Trần văn Địch”. Ta có sản lượng hàng năm của chi tiết sẻ là: 500÷5000 chiếc/năm.

      Xác định sản lượng chi tiết cần chế tạo trong một năm của nhà máy theo công thức:

                       N= No× m × (1+ )   chiếc/năm

   Trong đó:   - No  là sản lượng chế tạo trong năm theo kế hoạch là:500÷5000                       chiếc/năm.

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

                        -  lượng sản phẩm dự phòng do sai hỏng khi chế tạo phôi đúc   gây ra trong điều kiện của đề án ta chọn =3% ÷ 6%

                        -  là sản phẩm bù trừ cho hỏng hóc và phế phẩm trong quá trình gia công  = 5% ÷ 7%

       Chọn  + =10%

                    N= 4000× 1 × (1+ ) = 4004 chiếc/năm

PHẦN III:        CHỌN PHÔI VÀ PHƯƠNG PHÁP CHẾ

TẠO PHÔI

    I.  Chọn phôi.

      Để chọn phôi ta cần căn cứ vào các yếu tố sau:

- Liệu chế tạo chi tiết GX 21- 40

- Điều kiện làm việc của chi tiết và các yếu tố cơ tính.

      Do có grafit dạng tấm nên làm giảm mạnh độ bền chắc của gang, chỉ bằng 1/3÷1/5 so với thép tương ứng. Do grafit tấm nên bề mặt lớn chia cắt mạch nền kim loại và có hai đầu nhọn là nơi tập trung ứng suất. Giới hạn bền kéo vào khoảng 150÷350HB tuy nhiên grafit có tính bền hơn, làm tăng tính masat, tính chống mài mòn có tác dụng tách rung động và dao động cộng hưỡng. Để càng thấp 150÷350HB phôi dể gảy, cắt gọt tốt. Độ dẻo xấp xỉ ∂ =0.50 %, không biến dạng dẻo được. Độ dai dk < 100 kj/.

        Mặt khác dạng sản xuất của chúng ta là dạng sản xuất hàng loạt vừa, do đó các loại phôi như phôi cán, phôi rèn, phôi dập, không có hiệu quả kỹ thuật nên ta chọn phôi đúc. Hiện nay có nhiều phương pháp đúc như đúc trong khuôn cát, đúc trong khuôn vỏ mỏng, đúc trong khuôn kim loại, đúc áp lực, đúc trong khuôn mẫu nóng chảy, đúc li tâm. Nhưng trong các phương pháp trên, phương pháp đúc trong khuôn cát là phương pháp chế tạo phôi được sữ dụng rộng rải nhất vì vậy ta chọn phương pháp đúc trong khuôn cát là hợp lý.

         II.  Phương pháp chế tạo phôi.

      Muốn chọn phương pháp chế tạo phôi ta căn cứ vào các yếu tố sau

-     Vật liệu của phôi, chi tiết máy được chế tạo bằng vật liệu GX 21- 40.

-         Hình dạng của chi tiết máy.

-         Kích thước của chi tiết máy.

-         Dạng sản xuất.

       Đối với đề tài này ta chọn phương án chế tạo phôi bằng phương pháp đúc, việc chế tạo phôi bằng phương pháp đúc được sữ dụng rộng rải hiện nay vì có thể đúc được các phôi có hình dáng và kết cấu phức tạp, đạt được kích thước từ nhỏ đến lớn mà các phương pháp như rèn, dập khó đạt được. Cơ tính và độ chính xác của phôi đúc phụ thuộc vào phương pháp đúc và kỹ thuật làm khuôn sản xuất, vật liệu của chi tiết, trình độ kỹ thuật. Từ đó để chọn phương pháp đúc khác nhau.

     Để nâng cao năng suất của quá trình đúc, nâng cao độ chính xác của kích thước và chất lượng bề mặt của vật đúc người ta sữ dụng các hệ thống tự động trong đó dùng các cơ cấu hơi để làm chặt hổn hợp cát, sữ dụng các đồ điện tử để điều khiển quá trình công nghệ như quét lớp sơn bao phủ, rót kim loại vào khuôn sẻ bảo vệ người công nhân tránh khỏi độc hại bụi nhiệt, khói và xỉ kim loại.

     Tính công nghệ trong chi tiết đúc được biểu hiện bằng cơ cấu tạo hình, rót kim loại dễ dàng, tính đông cứng. Các yếu tố về góc nghiêng, chiều dài chi tiết đúc, các kích thước tương quan ảnh hưởng nhiều tới các nguyên công cơ bản của quá trình.

•  Đối với dạng sản xuất hàng loạt vừa trở lên những lổ có đường kính danh nghĩa từ 30 mm trở lên sẻ được đúc rỗng ruột được chế tạo riêng và chính xác kích về thước nên đảm bảo vị trí tương quan cao. Lượng dư giửa các nguyên công không đều không phải tốn nhiều thời gian gia công cơ bản. Phải qua nguyên công làm sạch phôi, cắt bỏ phần thừa còn lại của vật đúc, như đậu rót, đậu ngót.
• Chọn mẩu: chọn mẩu bằng kim loại thường dùng cho sản xuất hàng loạt vừa
• Chọn mặt phân khuôn:

-         Mặt phân khuôn phải đi qua tiết diện thuận lợi nhất của mẩu để có thể lấy mẩu ra khỏi khuôn một cách dễ dàng.

-         Mặt phân khuôn phải chính xác về hình dạng, kích thước, ít bị cong vênh.

-         Mặt phân khuôn phải phẳng, số mặt phân khuôn phải ít nhất.

• Số hòm khuôn: Dùng hai hòm khuôn để tiện lấy mẩu ra và rót kim loại vào khuôn.
• Xác định lượng dư tổng cộng cho các bề mặt phôi.

-   Mặt A:     t= 2.5 mm

-   Mặt B:     t= 3.5 mm

-   Mặt C:     t= 2.5 mm

-   Mặt D:     t= 2.5 mm

-   Mặt E:     t= 3.5 mm

-   Mặt F:     t= 3.5 mm

-   Mặt K:     t= 2.5 mm

-   Còn lại các lỗ Øvà Ø, rảnh, lỗ ren M4, M6 ta đúc đặc.

 

PHẦN IV:       THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

                                        GIA CÔNG CHI TIẾT

     I.  Xác định đường lối công nghệ.

              Trong dạng sản xuất hàng loạt vừa, quy định công nghệ được xây dựng theo nguyên tắc phân tán hoặc tập trung nguyên công, theo những nguyên công đơn giản. Ở đây thực hiện một nguyên công nhất định đồ gá được sử dụng là đồ gá chuyên dùng.

     II.  Chọn phương pháp gia công.

               Đối với dạng sản xuất hàng loạt vừa và hàng loạt lớn mới chuyên môn hóa để có thể đạt năng suất cao. Trong điều kiện sản xuất của việt nam thì đường lối thích hợp nhất là phân tán nguyên công. Ở đây ta sử dụng máy vạn năng kết hợp với đồ gá chuyên dùng để chế tạo.

         Sau khi phân tán tích lủy chi tiết ta bắt đầu phân chia các bề mặt gia công và chọn phương pháp gia công thích hợp để đạt được kích thước và độ nhám yêu cầu.

1. Chọn chuẩn công nghệ.

     Chuẩn công nghệ là bề mặt của chi tiết dùng để định vị chi tiết trong quá trình gia công và lắp ráp, sửa chữa. Chọn chuẩn công nghệ thích hợp tạo điều kiện thuận lợi cho việc thực hiện các nguyên công dễ dàng, nhanh chóng và chính xác đảm bảo yêu cầu kỹ thuật và chỉ tiêu kinh tế.

     Xác định chuẩn thô là xác định là xác định chuẩn trên bề mặt của chi tiết chưa qua gia công cắt gọt, việc chọn chuẩn thô đảm bảo phải phân bố đủ lượng dư cho bề mặt gia công và đảm bảo độ chính xác cần thiết về vị trí tương quan giữa các bề mặt với nhau. Chọn chuẩn thô phải tuân thủ năm nguyên tắc chọn chuẩn thô, đối với chi tiết Càng ta có thể dùng thêm chi tiết định vị phụ để làm tăng cứng vững cho chi tiết gia công trong quá trình gia công.

     Xác định chuẩn tinh là xác định dựa trên năm nguyên tắc chọn chuẩn tinh, chuẩn xác định trên những bề mặt đã qua gia công cắt gọt.

 

1. Trình tự gia công.

     Sau khi xác định được chuẩn thô, chuẩn tinh phù hợp ta tiến hành lập trình tự gia công đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, tính kinh tế, nâng cao năng suất nhờ vào việc giảm thời gian gia công thời gian phụ.

1. Mục đích.

     Xác định gia công hợp lý nhằm bảo đảm độ chính xác gia công, độ bóng bề mặt theo yêu cầu của chi tiết, đảm bảo tính kinh tế.

     III.  Lập trình công nghệ.

        Quy trình công nghệ có nhiều phương án sau đây là phương án mà người lập coi là thuận lợi và hợp lý nhất.

1. Nguyên công I.       Chuẩn bị phôi

-         Mài bỏ các phần thừa.

-         Làm sạch phôi đúc.

-         Kiểm tra kích thước của phôi.

-         Nhiệt luyện phôi.

2. Nguyên công II.     Phay thô mặt A và B

-         Phay thô ghép hai dao phay đĩa phay mặt A,B đạt kích thước 22 ± 0.21 mm độ nhám Rz 40.

-         Chuẩn gia công: Mặt H hạn chế ba bậc tự do.

                                Mặt G hạn chế hai bậc tự do.

                                Mặt D hạn chế một bậc tự do.

-         Máy phay ngang: 6H82

-         Dao: hai dao phay đĩa hai mặt răng trái và phải có D=150, B=14, d=38, Z=16.

-         Đồ gá chuyên dùng

-         Dụng cụ đo: thước đo cao.

-         Bậc thợ 3/7                               

3. Nguyên công III.    Khoan, khoét, doa, vát mép lỗ Ø12.

-         Bước 1: khoan lỗ đạt kích thước Ø 11± 0.27 mm độ nhám Rz 80

-         Bước 2: khoét lỗ đạt kích thước Ø 11,85± 0.11 mm độ nhám Rz 40

-         Bước 3: doa thô lỗ đạt kích thước Ø 11,95± 0.043 mm độ nhám Ra 2.5

-         Bước 4: doa tinh lỗ đạt kích thước Ø mm độ nhám Ra 1.25

-         Bước 5: vát mép đạt kích thước 0.5×45˚

-         Đạt luôn độ đảo hướng kính lỗ Ø với mặt A ≤ 0.03

-         Chuẩn gia công: Mặt A hạn chế ba bậc tự do.

                                Mặt trụ Ø 20 và mặt D hạn chế hai bậc tự do.

                                Mặt K hạn chế một bậc tự do.

-         Dao: dao khoan có Ø 11± 0.27 mm, L=180, lo =120.

                Dao khoét có Ø 11,85± 0.11 mm, L=170, lo =88.

                Dao doa thô có Ø 11,95± 0.043 mm, L=150, lo =25.

                Dao doa thô có Ø mm, L=150, lo =25.

                Dao phay góc côn chuôi liền có: α= 90˚, D=14, L=84, B=6, Z=5.

-         Máy: 2A55

-         Đồ gá: chuyên dùng

-         Dụng cụ đo: calip trụ, thước đo cao.

-         Bậc thợ: 3/7.

4. Nguyên công IV.      Vát mép Ø12.

-    Vát mép đạt kích thước 0.5×45˚

-    Chuẩn gia công: Mặt B hạn chế ba bậc tự do.

                                Mặt trụ Ø 12 hạn chế hai bậc tự do.

                                Mặt C hạn chế một bậc tự do.

-         Dao: dao phay góc côn chuôi liền có: α= 90˚, D=14, L=84, B=6, Z=5.

-         Máy: 2A55

-         Đồ gá: chuyên dùng

-         Dụng cụ đo: thước cặp 1/20

-         Bậc thợ: 3/7

5. Nguyên công V.        Phay thô mặt C và D.

-         Phay thô ghép hai dao phay đĩa phay mặt A,B đạt kích thước 26 ± 0.21 mm độ nhám Rz 40. Đạt luôn độ không song song giữa mặt A và B phải ≤ 0.05.

-         Chuẩn gia công: Mặt A hạn chế ba bậc tự do.

                                Mặt Ø 12 hạn chế hai bậc tự do.

                                Mặt M hạn chế một bậc tự do.

-         Máy phay ngang: 6H82

-         Dao: hai dao phay đĩa hai mặt răng trái và phải có D=150, B=14, d=38, Z=16.

-         Đồ gá chuyên dùng

-         Dụng cụ đo: thước đo cao.

-         Bậc thợ 3/7             

6. Nguyên công VI.     Phay thô rãnh 14.

-    Phay thô rãnh đạt kích thước 12 ± 0.18 mm độ nhám Rz 40.

        Đạt luôn kích thước 31 ± 0.25 mm

-    Chuẩn gia công: Mặt A hạn chế ba bậc tự do.

                                Mặt Ø 12 hạn chế hai bậc tự do.

                                Mặt D hạn chế một bậc tự do.

-   Máy phay đứng: 6H82

-   Dao: dao phay đĩa ba mặt có D=150, B=12 ± 0.18 mm, d=38, Z=16.

-   Đồ gá: chuyên dùng

-   Dụng cụ đo: thước cặp 1/50, thước đo cao.

-   Bậc thợ 3/7                                        

7. Nguyên công VII.    Phay tinh rãnh 14

-    Phay tinh rãnh đạt kích thước mm độ nhám Ra=1.25.

        Đạt luôn kích thước 30 ± 0.25 mm

-    Chuẩn gia công: Mặt A hạn chế ba bậc tự do.

                                Mặt Ø 12 hạn chế hai bậc tự do.

                                Mặt D hạn chế một bậc tự do.

-   Máy phay đứng: 6H82

-   Dao: dao phay đĩa ba mặt có D=150, B= mm, d=38, Z=16.

-   Đồ gá: chuyên dùng

-   Dụng cụ đo: calip rãnh, thước đo cao.

-   Bậc thợ 3/7 

8. Nguyên công VIII.       Phay mặt E và F

-    Phay thô ghép hai dao phay trụ phay mặt E đạt kích thước 30 ± 0.21 mm độ nhám Rz 40. mặt F đạt kích thước 20 ± 0.21 mm độ nhám Rz 40.

-    Chuẩn gia công: Mặt A hạn chế ba bậc tự do.

                                Mặt Ø 12 hạn chế hai bậc tự do.

                                Mặt rãnh hạn chế một bậc tự do.

-         Máy phay ngang: 6H82

-         Dao: hai dao phay trụ có D1=130, B1=40, d1=50, Z1=10.

                                                D2=150, B2=40, d2=50, Z2=12.

-         Đồ gá chuyên dùng

-         Dụng cụ đo: thước đo cao.

-         Bậc thợ 3/7

9. Nguyên công IX.      Phay thô mặt K.

-    Phay thô mặt K đạt kích thước 12 ± 0.18 mm độ nhám Rz 40.

-    Chuẩn gia công: Mặt A hạn chế ba bậc tự do.

                                Mặt Ø 12 hạn chế hai bậc tự do.

                                Mặt D hạn chế một bậc tự do.

-   Máy phay đứng: 6H12

-   Dao: dao phay mặt đầu có D=75, B=36, d=25, Z=10.

-   Đồ gá: chuyên dùng

-   Dụng cụ đo: thước cặp 1/50

-   Bậc thợ 3/7                          

 10. Nguyên công X.        khoan, doa, vát mép lỗ Ø8

-         Bước 1: khoan lỗ đạt kích thước Ø 7.8± 0.12 mm độ nhám Rz 80

-         Bước 2: doa thô lỗ đạt kích thước Ø 7.96 ± 0.036 mm độ nhám Ra 2.5

-         Bước 3: doa tinh lỗ đạt kích thước Ø mm độ nhám Ra 1.25

-         Bước 4: vát mép đạt kích thước 0.5×45˚

-         Đạt luôn độ không vuông góc lỗ Ø với lỗ Ø phải ≤ 0.15/100

-         Đạt luôn kích thước 42±0.025 và 12±0.18

-         Chuẩn gia công: Mặt D hạn chế ba bậc tự do.

                                Mặt trụ A hạn chế hai bậc tự do.

                                Lỗ Ø hạn chế một bậc tự do.

-         Dao: dao khoan có Ø 7.8± 0.12 mm, L=160, lo =115.

                Dao doa thô có Ø 7,96± 0.036 mm, L=140, lo =58.

                Dao doa tinh có Ø mm, L=150, lo =25.

                Dao phay góc côn chuôi liền có: α= 90˚, D=10, L=84, B=5, Z=4.

-         Máy: 2A55

-         Đồ gá: chuyên dùng

-         Dụng cụ đo: calip trụ, thước đo cao.

-         Bậc thợ: 3/7.

11. Nguyên công XI.   Vát mép lỗ Ø8

-    Vát mép đạt kích thước 0.5×45˚

-    Chuẩn gia công: Mặt C hạn chế ba bậc tự do.

                                Mặt trụ A hạn chế hai bậc tự do.

                                Mặt Ø12 hạn chế một bậc tự do.

-         Dao: dao phay góc côn chuôi liền có: α= 90˚, D=10, L=84, B=5, Z=4.

-         Máy: 2A55

-         Đồ gá: chuyên dùng

-         Dụng cụ đo: thước cặp 1/20

-         Bậc thợ: 3/7

  12.  Nguyên công XII.    Khoan, vát, mép, taro hai lỗ M6×1.

-         Bước 1: khoan lỗ đạt kích thước Ø 5± 0.12 mm độ nhám Rz 80, đạt luôn

                     Kích thước 6± 0.12

-         Bước 2: : khoan lỗ đạt kích thước Ø 5± 0.12 mm độ nhám Rz 80, đạt luôn

                     Kích thước 6± 0.12 và 10±0.12

-         Bước 3: vát mép lỗ thứ nhất đạt kích thước 0.3×45˚

-         Bước 4: vát mép lỗ thứ hai đạt kích thước 0.3×45˚

-         Bước 5: taro ren lỗ thứ nhất đạt kích thước M6×1, độ nhám Rz 80.

-         Bước 6: taro ren lỗ thứ hai đạt kích thước M6×1, độ nhám Rz 80.

-         Chuẩn gia công: Mặt A hạn chế ba bậc tự do.

                                Mặt trụ Ø 12 hạn chế hai bậc tự do.

                                Rãnh 14 hạn chế một bậc tự do.

-         Dao: dao khoan có Ø 5± 0.12 mm, L=145, lo =105.

                Dao phay góc côn chuôi liền có: α= 90˚, D=7, L=84, B=4, Z=3.

                Dao taro ren M6 có: do = 6, S=1, L=50, l=20, l1 =2, a=4.9

-         Máy: 2A55

-         Đồ gá: chuyên dùng

-         Dụng cụ đo: ren mẫu, thước cặp 1/50.

-         Bậc thợ: 3/7.

 13.  Nguyên công XIII.     Khoan, vát, mép, taro hai lỗ M4×0.75

-         Bước 1: khoan lỗ đạt kích thước Ø 3.4± 0.1 mm độ nhám Rz 80, đạt luôn

                     Kích thước 20± 0.21 và 5±0.12

-         Bước 2: : khoan lỗ đạt kích thước Ø 3.4± 0.1 mm độ nhám Rz 80, đạt luôn

                     Kích thước 20± 0.21 và 10±0.12

-         Bước 3: vát mép lỗ thứ nhất đạt kích thước 0.3×45˚

-         Bước 4: vát mép lỗ thứ hai đạt kích thước 0.3×45˚

-         Bước 5: taro ren lỗ thứ nhất đạt kích thước M4×1, độ nhám Rz 80.

-         Bước 6: taro ren lỗ thứ hai đạt kích thước M4×1, độ nhám Rz 80.

-         Chuẩn gia công: Mặt A hạn chế ba bậc tự do.

                                Mặt trụ Ø 12 hạn chế hai bậc tự do.

                                Rãnh 14 hạn chế một bậc tự do.

-         Dao: dao khoan có Ø 3.4± 0.1 mm, L=115, lo =70.

                Dao phay góc côn chuôi liền có: α= 90˚, D=6, L=84, B=4, Z=3.

                Dao taro ren M6 có: do = 4, S=0.75, L=45, l=18, l1 =1.4, d=5, a =3.8

-         Máy: 2A55

-         Đồ gá: chuyên dùng

-         Dụng cụ đo: ren mẫu M4×0.75, thước đo cao.

   -   Bậc thợ: 3/7.

   14.    Nguyên công XIV.      Khoan, vát mép, taro M4×0.75

-         Bước 1: khoan lỗ đạt kích thước Ø 3.4± 0.1 mm độ nhám Rz 80, đạt luôn

                     Kích thước 42± 0.25

-         Bước 3: vát mép lỗ thứ nhất đạt kích thước 0.3×45˚

-         Bước 4: taro ren lỗ thứ nhất đạt kích thước M4×1, độ nhám Rz 80.

-         Chuẩn gia công: Mặt A hạn chế ba bậc tự do.

                                Mặt trụ Ø 12 hạn chế hai bậc tự do.

                                Rãnh 14 hạn chế một bậc tự do.

-         Dao: dao khoan có Ø 3.4± 0.1 mm, L=115, lo =70.

                Dao phay góc côn chuôi liền có: α= 90˚, D=6, L=84, B=4, Z=3.

                Dao taro ren M6 có: do = 4, S=0.75, L=45, l=18, l1 =1.4, d=5, a =3.8

-         Máy: 2A55

-         Đồ gá: chuyên dùng

-         Dụng cụ đo: ren mẫu M4×0.75, thước đo cao.

-         Bậc thợ: 3/7.

 

   15.   Tổng kiểm tra.  

-         Độ không song song giữa mặt C và D phải ≤ 0.05 mm

-         Độ không song song giữa bề mặt lỗ Øvà rảnh ≤0.2/100

-         Độ không vuông góc giữa hai lỗ Øvà Ø phải ≤ 0.15/100

-         Độ đảo hướng kính của lỗ Ø và mặt A phải ≤ 0.03

     PHẦN V     BIỆN LUẬN QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ.

1. Nguyên công I.            Chuẩn bị phôi 

-         Bước 1.   mài bỏ phần thừa

       Phôi sau khi đúc xong sẻ để lại trên bề mặt phôi, những đậu rót, đậu ngót, ba via, do hai hòm khuôn ráp lại khi rót cho nên ta phải cắt bỏ các phần thừa đó

-         Bước 2.   làm sạch phôi đúc

      Vì đúc trong khuôn cát nên khi lấy phôi ra sẽ làm cho bề mặt phôi có cát bám, để đảm bảo gia công chính xác nên ta phải làm sạch.

-         Bước 3.   Kiểm tra kích thước phôi đúc.

        Để đảm bảo gia công chính xác ở các nguyên công sau ta kiểm tra kích thước sau khi đúc. Phôi phải có kích thước như trong bản vẽ lồng phôi.

-         Bước 4.   Kiểm tra khuyết tật phôi.

       Phôi sau khi đúc thường có hiện tượng rỗ khí, rỗ co. do trong quá trình đúc kim loại vào khuôn dòng kim loại chảy tràn vào hòm khuôn làm cho kim loại nổi bọt khí vì vậy phôi đúc ra trên bề mặt có những chổ lồi lỏm, khuyết tật, những phôi không đạt yêu cầu ta bỏ.

 

2. Nguyên công II.        Phay thô mặt A và B

-   Chuẩn gia công: Mặt H hạn chế ba bậc tự do tịnh tiến oy, xoay quanh ox, oz

                              Mặt G hạn chế hai bậc tự do tịnh tiến oz, xoay quanh oy

                              Mặt D hạn chế một bậc tự do tịnh tiến ox

      Ta phay những mặt phẳng cơ bản trước để làm chuẩn cho các nguyên công sau. Và mặt A là mặt chuẩn tinh chính trong quá trình gia công. Ta hạn chế 6 bậc tự do để dễ dàng trong việc gá đặt, và chi tiết chi tiết có vị trí cố định trong đồ gá. Gia công đạt độ đảo hướng kính lỗ Ø với mặt A ≤ 0.03

       Việc thiết kế đồ gá gia công được thực hiện trên máy phay ngang: 6H82 có đặc tính kỹ thuật sau:

-         Bề mặt làm việc của máy là: 320×1250

-         Công suất động cơ:                7 Kw

-         Hiệu suất của máy:                 0.75

-         Số vòng quay của trục chính:   30÷ 1500 v/phút