Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết bộ chia hơi

Phần 1 : PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG ( CTGC).

1.1Phân tích công dụng và điều kiện làm việc của CTGC.
        “Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết “bộ chia hơi”

Dựa vào bản vẽ chi tiết ta thấy Bộ Chia Hơi là là chi tiết dạng hộp. Bộ chia hơi là chi tiết quan trọng trong một sản phẩm có lắp trục. Bộ chia hơi có nhiệm vụ trục và phân phối khí để kẹp giấy trong máy in. Trên bộ chia hơi còn có những bề mặt cần phải gia công với độ chính xác khác nhau và cung không cần phải gia công. Bề mặt làm việc chủ yếu là bề mặt A và C

• Công dung:

-  Bộ chia hơi dùng để dung để chia phân phối khí để tạo lực hút giấy

1.2Phân tích vật liệu chế tạo CTGC.

Từ vật liệu CTGC đã cho là GX 15-32 tra tài liệu Vật liệu cơ khí trang 27-28 ta có

-         Thành phần cấu tạo :

+ C : (2,8-3,5)%

+ Si: (1,5-3)%

+ Mn : (0.5-1)%

+ P: (0,1-0,2)%

+ S : < 0,8%

-         Công dụng của gang xám : thường được dùng để chế tạo các chi tiết chịu tải trọng nhỏ và ít bị va đập như: thân máy, bệ máy, giá đỡ… do chịu ma sát tốt nên còn có thể dùng để chế tạo các loại ổ trục tốc độ thấp.

-         Một số tính chất cơ lí của vật liệu : GX 15-32 có các chỉ số độ bền là ,, độ cứng HB = 170 ÷ 241 kg/mm³

1.3Phân tích kết cấu, hình dạng CTGC.

Từ bản vẽ chi tiết ta thấy :

- Bộ chia hơi có đủ độ cứng vững để khi gia công không bị biến dạng có thể dùng chế độ cắt cao , đạt năng suất cao

- Các bề mặt làm chuẩn có đủ diện tích nhất định để cho phép thực hiện nhiều nguyên công khi dùng bề mặt đó làm chuẩn và đảm bảo thực hiện quá trình gá đặt nhanh .

Chi tiết Bộ chia hơi được chế tạo bằng phương pháp đúc . Kết cấu tương đối đơn giản , tuy nhiên cũng gặp khó khăn khi gia công lỗ Ø75.

Các bề mặt cần gia công là :

1.  Gia công bề mặt phẳng A,B với độ bóng cao để làm chuẩn tinh cho nguyên công sau .
2.  Doa tinh mõng lỗ Ø75 ( lỗ lắp ghép)
3.  Phay mặt bên E
4.  gia công 4 lỗ Ø6 với nguyên công khoan và doa để đảm bảo độ chính xác khi làm việc.

 

vYêu Cầu Kỹ Thuật:

      - Độ phẳng của mặt A và mặt B ≤ 0.01mm

      - Độ không vuông góc giữa tâm lỗ Ø75 so với mặt A ≤ 0.025mm

      - Độ không song song mặt B so với mặt A ≤ 0.01 mm

1.4Phân tích độ chính xác gia công.

Từ bản vẽ CTGC đã cho tra tài liệu dung sai kỹ thuật đo ta có :

-         Độ chính xác về kích thước.

+ Kích thước 130±0.02mm

Kích thước danh nghĩa 130 mm

Phương pháp gia công phay tinh mỏng đồng thời mặt A và mặt B đạt cấp chính xác 6.

Tra bảng 1.4 trang 4 sách Dung sai- kỹ thuật đo ta có :

Sai lệch trên ES=+0,01 mm

Sai lệch dưới EI=-0,01 mm

 mm

+ Kích thước lỗ Ø 75^+0.03

Kích thước danh nghĩa 75 mm

Phương pháp gia công doa tinh mỏng đạt cấp chính xác 7

Vì lỗ có lắp ghé với trục kiểu lắp ghép trung gian nên ta tra bảng 1.14 trang 18 sách Dung sai- kỹ thuật đo ta có:

Sai lệch trên ES=+0,03 mm

Sai lệch dưới EI=0 mm

 mm

Có thể viết lại

+ Kích thước 34±0,0.019mm

Kích thước danh nghĩa 34 mm

Phương pháp gia công khoan đạt cấp chính xác 8

Tra bảng 1.4 trang 4 sách Dung sai- kỹ thuật đo ta có :

Sai lệch trên ES=+0.019 mm

Sai lệch dưới EI=-0.019 mm

 mm

+ Kích thước 41±0,019mm

Kích thước danh nghĩa 41 mm

Phương pháp gia công khoan đạt cấp chính xác 8

Tra bảng 1.4 trang 4 sách Dung sai- kỹ thuật đo ta có :

Sai lệch trên ES=+0,019 mm

Sai lệch dưới EI=-0,019 mm

 mm

+ Kích thước 26 mm

Kích thước danh nghĩa 26 mm

Phương pháp gia công khoan

Tra bảng 1.4 sách Dung sai- kỹ thuật đo trang 4 ta có :

Sai lệch trên ES=+0, 016mm

Sai lệch dưới EI=-0,016 mm

 mm

+ Kích thước 48

Kích thước danh nghĩa 48 mm

Phương pháp gia công phay bán tinh mặt D và khoan lỗ Ø75 đạt cấp chính xác 7

Tra bảng 1.4 trang 4 sách Dung sai- kỹ thuật đo ta có :

Sai lệch trên ES=+0,0125mm

Sai lệch dưới EI=-0,0125 mm

mm

+ Kích thước lỗ Ø6 dung sai do dung cụ cắt quyết định

-         Độ chính xác về vị trí tương quan

+ Dung sai độ vuông góc của tâm lỗ Ø75 so với bề mặt A  mm

Tra bảng 2.15 trang 82 sách Dung sai- kỹ thuật đo với :

Kích thước danh nghĩa 75 mm

Cấp chính xác 9

  mm

+ Dung sai độ song song của mặt B so với mặt A  mm

Tra bảng 2.15 trang 82 sách Dung sai- kỹ thuật đo với :

Kích thước danh nghĩa 130 mm

Cấp chính xác 9

  mm

 

-         Chất lượng bề mặt

+ Độ phẳng bề mặt A

Tra bảng 2.7 trang 74 sách Dung sai- kỹ thuật đo với :

Phương pháp gia công : Phay tinh mỏng

Cấp chính xác 7

+ Độ phẳng bề mặt B

Tra bảng 2.7 trang 74 sách Dung sai- kỹ thuật đo với :

Phương pháp gia công : phay tinh mỏng

Cấp chính xác 9

 

+ Độ nhám bề mặt lỗ Ø 75

Tra bảng 2.7 trang 74 sách Dung sai- kỹ thuật đo với :

Phương pháp gia công : Phay tinh mỏng bằng dao phay móc lỗ

Cấp chính xác 7

1.5Xác định sản lượng năm. Khối lượng chi tiết: m=1,4Kg tra bảng ta định được lượng sản xuất hàng năm 500  5000

Dạng sản xuất	Trọng lượng chi tiết
	>200 kg	4  200 kg	< 4 kg
	Sản lượng  hàng năm của chi tiết
Đơn chiếc Hàng loạt nhỏ Hàng loạt vừa Hàng loạt lớn Hàng khối	< 5 5  100 100  300 300 1000 >1000	< 10 10  200 200  500 500  1000 >1000	< 100 100  500 500  5000 5000  50000 >50000

 

 

Phần 2: CHỌN PHÔI, PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI VÀ XÁC ĐỊNH LƯỢNG DƯ.

2.1Chọn phôi.

Theo yêu cầu của đề tài là chi tiết đế máy với vật liệu là gang xám GX15-32 có kết cấu không phức tạp, dựa vào dạng sản xuất là sản xuất hàng loạt vừa thì loại phôi cho chi tiết này là phôi đúc là hợp lý nhất.

Phôi đúc lượng dư phân bố đều , tiết kiệm vật liệu , độ đồng đều của phôi cao.

Tuy nhiên phương pháp đúc này cũng có một số khuyết điểm là khó phát hiện các khuyết tật bên trong chỉ phát hiện khi gia công nên làm giảm năng suất

2.2Phương pháp chế tạo phôi.

Trong ngành chế tạo máy thì tùy theo dạng sản xuất mà chi phí về phôi liệu chiếm từ 3060% 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:

2.2.1 Đúc trong khuôn cát

Kết cấu của chi tiết không phức tạp lắm nhưng do vật liệu là gang xám 15x32 nên ta dùng phương pháp đúc, do bề mặt làm việc không cần chính xác và ứng với sản xuất hàng loạt vừa nên ta chon phương pháp đúc trong khuôn cát. Làm khuôn bằng máy , sau khi đúc cần có nguyên công làm sạch cát và cắt bỏ bavia

-         Ưu điểm: Đúc được các chi tiết có kích thước và khối lượng bất kì
       + Đúc được những chi tiết có kết cấu bên trong phức tạp
       + Rẻ tiền, dùng trong sản xuất hàng loạt vừa và nhỏ

-         Nhược điểm: Tốn nhiều thời gian làm khuôn
       + Vật đúc kém chính xác
       + Vật đúc bị biến trắng

2.2.2  Đúc trong khuôn mẫu chảy :

Là phương pháp chế tạo khuôn bằng vật liệu dễ chảy mẫu này có thể chảy vào lòng khuôn đúc do nhiệt độ hoặc dung môi  Đúc trong khuôn mẫu nóng chảy.

Chỉ mang lại hiệu quả cao khi đúc các chi tiết có hình dạng phức tạp từ vật liệu bất kì với số lượng chi tiết trong loạt >100 chiếc

Độ chính xác cấp 11 – 12, độ nhám Rz = 40 - 10µm

-         Ưu điểm: Độ bóng và độ chính xác cao
     + Đúc được tất cả các loại chi tiết kể cả những chi tiết có đường gân phức tạp

-         Nhược điểm: Giá thành đắt
     + Cường độ lao động cao
     + Chu kì sản xuất lớn  

2.2.3  Đúc trong khuôn kim loại.

Độ chính xác cao nhưng giá thành quá cao thiết bị đầu tư lớn , lòng khuôn có kích thước, hình dạng, vị trí tương quan giống như phôi cần đúc

Chủ yếu dùng để đúc kim loại và hợp kim nhôm

Độ chính xác cấp 13 – 15, độ nhám Rz = 80µm

2.2.4  Đúc liên tục.

Thích hợp với vật đúc dài, tiết diện không đổi và có chiều dài không hạn chế, đúc các tấm  kim  loại thay cho cán , vật đúc không có rỗ co, rỗ khí, rỗ xỉ, ít bị thiên tích. Cơ tính vật đúc cao, năng suất cao, giá thành giảm. Vật đúc dễ bị nứt, không đúc được các vật phức tạp .

2.2.5  Đúc khuôn vỏ mỏng.

Đạt được độ bóng và chính xác cao,vật đúc ít rỗ và ít bị khuyết tật. Giảm chi phí kim loại , quá trình đúc dễ cơ khí hoá tự động hoá.  Chu trình làm khuôn dài, giá thành làm khuôn cao.  

vKết luận.

Với những yêu cầu chi tiết đã cho và những mặt kinh tế, mặt sản xuất ta chọn phương pháp đúc trong khuôn cát .

Phôi đạt cấp chính xác cấp 2  Độ nhám Ra = 80 µm.

2.3Xác định lượng dư.

-         Đối với phôi đúc tra bảng 3.4 tài liệu bài giảng bài tập lớn công nghệ chế tạo máy trang 58 ta xác định được lượng dư và dung sai lượng dư của từng bề mặt là :

• Trên là .
• Dưới và bên là .

2.4Tính hệ số sử dụng vật liệu.

-         Tính khối lượng chi tiết gia công là = 1.4 Kg

-         Tính khối lượng phôi : 0.7kg

-         Tính hệ số sử dụng vật liệu  

 

Phần 3. THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

3.1 Xác định đường lối công nghệ

- Do sản xuất hàng loạt vừa nên ta chọn phương pháp gia công một vị trí, gia công tuần tự. Dùng máy vạn năng kết hợp với đồ gá chuyên dùng.

3.2  Lập tiến trình công nghệ.

1.      Nguyên công  I. Chuẩn bị phôi.

1.1.   Cắt bỏ bavia, đậu ngót, đậu rót

1.2.   Làm sạch phôi

1.3.   Kiểm tra khuyêt tật phôi

1.4.   Kiểm tra kích thước phôi

1.5.   Ủ phôi

2. Nguyên công  II. Phay thô đồng thời mặt A và B trên máy phay 6h80 bằng dao phay đĩa 3 mặt cắt.

-          Cấp chính xác 12

-          Độ nhám :

• Tra chế độ cắt :

-          Chiều sâu cắt :

-          Bước tiến S : Tra bảng 14-5 trang 129 sách Bảng tra chế độ cắt ta có :

+ Công suất máy : 7 KW

+ Độ cứng vững của hệ thống công nghệ : Cao

+ Gia công gang HB ≤180

Chọn

-          Vận tốc cắt V : Tra bảng 67-5 trang 152 sách Bảng tra chế độ cắt ta có :

+ Thời gian T=240 phút

+ D/Z = 225/22

+ t =  3 mm

+  

sách bảng tra chế độ cắt ta được các hệ số phụ :

+k1=1,0

+k2=1,0

+k3=0.8

+k4=1.0

Tra thuyết minh máy 6H82 trang 221 ta chọn

3. Nguyên công  III. Phay tinh mặt A.

Phay tinh mặt A trên máy phay 6H82 bằng dao phay mặt đầu cắt gắn mảnh hợp kim cứng BK6

-          Cấp chính xác7

-          Độ nhám :

• Tra chế độ cắt :

-          Chiều sâu cắt :

-          Bước tiến S : Tra bảng 6-5 trang 124 sách Bảng tra chế độ cắt ta có :

+ Công suất máy : 7 KW

+ Độ cứng vững của hệ thống công nghệ : Cao

+ Gia công gang

Chọn  

-          Vận tốc cắt V : Tra bảng 40-5 trang 138 sách Bảng tra chế độ cắt ta có :

+ Thời gian T=180 phút

+ D/Z =150/14

+ t =  1 mm

+  

sách bảng tra chế độ cắt ta được các hệ số phụ :

+k1=1,0

+k2=1,0

+k3=1,0

+k4=1,0

+k5=1.0

Tra thuyết minh máy 6H82 trang 221 ta chọn

 

3        Nguyên công  IV. Phay tinh mặt B .

Phay tinh mặt B trên máy phay 6H82 bằng dao phay mặt đầu cắt gắn mảnh hợp kim cứng BK6

-          Cấp chính xác7

-          Độ nhám :

• Tra chế độ cắt :

-          Chiều sâu cắt :

-          Bước tiến S : Tra bảng 6-5 trang 124 sách Bảng tra chế độ cắt ta có :

+ Công suất máy : 7 KW

+ Độ cứng vững của hệ thống công nghệ : Cao

+ Gia công gang

Chọn  

-          Vận tốc cắt V : Tra bảng 40-5 trang 138 sách Bảng tra chế độ cắt ta có :

+ Thời gian T=180 phút

+ D/Z =150/14

+ t =  1 mm

+  

sách bảng tra chế độ cắt ta được các hệ số phụ :

+k1=1,0

+k2=1,0

+k3=1,0

+k4=1,0

+k5=1.0

Tra thuyết minh máy 6H82 trang 221 ta chọn

4        Nguyên công  V  Khoan lỗ

• Khoan lỗ  bằng mũi khoan thép gió p9

-          Chiều sâu cắt t : t=

-          Lượng chạy dao S : Tra bảng 8-3trang 88 sách bảng tra chế độ cắt ta có :

+ Vật liệu gia công : Gang xám 15-32, HB

 chọn S =0,3 mm/vòng

-          Vận tốc cắt V : Tra 18- 3trang 95 sách bảng tra chế độ cắt ta có :

+ HB

+ Lượng chạy dao S=0,3 mm/vòng

+ Chiều sâu cắt t=2,75  mm

h

Số vòng quay của trục chính :

 

6.Nguyên công  VI. Phay bán tinh  mặt E  bằng dao phay mặt đầu gắn hợp kim cứng BK6

       - Cấp chính xác 11

-          Độ nhám :

• Tra chế độ cắt :

-          Chiều sâu cắt :

-          Bước tiến S : Tra bảng 6-5 trang 124 sách Bảng tra chế độ cắt ta có :

+ Công suất máy : 7 KW

+ Độ cứng vững của hệ thống công nghệ : Cao

+ Gia công gang HB ≤200

Chọn  

-          Vận tốc cắt V : Tra bảng 40-5 trang 138 sách Bảng tra chế độ cắt ta có :

+ Thời gian T=180 phút

+ D/Z 110/10

+ t =  4 mm

+  

sách bảng tra chế độ cắt ta được các hệ số phụ :

+k1=1,0

+k2=1,0

+k3=1,0

+k4=0,8

+k5=1,0

Tra thuyết minh máy 6H82 trang 221 ta chọn

7 Nguyên công  VII : khoan lỗ  mũi khoan  thép gió p9

+ Chiều sâu cắt t= D/2 = 16/2 =8 mm

+ Cấp chính xác 12

+ Độ nhám

• Tra chế độ cắt :

-          Lượng chạy dao S : Tra bảng 8-3 trang 88 sách Bảng tra chế độ cắt ta có :

+ Đường kính mũi khoan : D=16 mm