CHƯƠNG 1. PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT. Phân tích chức năng làm việc và yêu cầu kỹ thuật của chi tiết. Chức năng làm việc.
Trong các loại máy công cụ, máy phát động lực,. đến các máy chuyên dùng thì hộp là loại chi tiết cơ sở quan trọng của một sản phẩm, hộp bao gồm những chi tiết khối rỗng thường làm nhiệm vụ của chi tiết cơ sở để lắp các đơn vị của những chi tiết khác. Chi tiết dùng để bảo vệ các chi tiết khác bên trong tránh va đập với những chi tiết bên ngoài giúp bảo vệ được những bánh răng bên trong, tăng tuổi thọ cho máy. Chi tiết làm việc thuộc loại chi tiết dạng hộp có các lỗ và mặt cơ bản vuông góc với nhau.
Các lỗ Ø38 và Ø55 để lắp các bánh răng, các lỗ M10 dùng để bắt vít. Yêu cầu kỹ thuật. - Yêu cầu về dung sai: + Gia công đạt các kích thước theo yêu cầu của bản vẽ. + Dung sai kích thước đường kính các lỗ: Ø38+0.
+ Dung sai kích thước của chi tiết: 128±0. + Các lỗ M10 dùng để bắt vít là các lỗ tiêu chuẩn nên yêu cầu độ chính xác tương đối cao. - Yêu cầu về độ nhám bề mặt: + Vỏ bơm bánh răng có các lỗ Ø380.03 để có thể lắp các trục bánh răng. Nên yêu cầu độ chính xác cao và độ bóng bề mặt đạt 5.01 yêu cầu độ bóng là 5 và độ chính xác tương đối cao.
+ Độ bóng của bề mặt A là Ra = 2,5 tương đương với 5. - Yêu cầu về vật liệu: + Chọn thép C45 vì nó chịu được tải trọng cao và cường độ va đập mạnh nên không bị gãy hay bị móp méo trong quá trình sử dụng. 11 + Sức bền kéo tốt nên dễ dàng gia công tạo nhiều hình dạng, tiết kiệm công sức tiện cho thợ gia công sắt thép. + Có tính đàn hồi cao, có khả năng chống oxi hóa, chống ăn mòn tốt.
+ Thép C45 có thành phần hóa học như sau: Bảng 1. Thành phần hóa học của thép C45. C Si Mn S P Ni Cr 0,17- 0,4-0,5 0,5-0,8 0,045 0,045 0,30 0,30 0,37 - Yêu cầu kỹ thuật khác (song song, vuông góc,.03 yêu cầu độ không song song giữa hai lỗ là 0. + Độ không phẳng của bề mặt A là 0.
+ Độ không song song của bề mặt B so với bề mặt A là 0. + Độ không vuông góc của đường tâm các lỗ Ø380.03 so với bề mặt A là 0. + Độ không tròn của lỗ Ø550.03 so với bề mặt A là 0. + Độ không vuông góc của lỗ Ø550.03 so với bề mặt A là 0.
Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết. - Chi tiết Vỏ bơm bánh răng có hình dáng phức tạp và có vật liệu là thép C45 do đó quá trình chế tạo phôi và quá trình gia công đòi hỏi độ chính xác cao, đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật mà lại đảm bảo tính kinh tế. - Các lỗ và mặt cơ bản vuông góc với nhau tạo điều kiện chọn chuẩn thô và chuẩn tinh dễ dàng, đồng thời dễ gia công. - Đường tâm lỗ có ren nằm trong mặt phẳng phía trên vỏ bơm do đó thuận lợi cho quá trình tạo phôi.
- Các góc lượn R3, R4 có tính công nghệ cao, thuận lợi cho việc chế tạo khuôn đúc và dễ rút mẫu đồng thời tăng cứng và giảm tập trung ứng suất cho chi tiết. - Hai lỗ Ø38 và Ø55 được gia công chính xác trên máy khoan cần. - Bề mặt B yêu cầu độ chính xác cao nên được gia công trên máy phay đứng 6H12. 12 - Lỗ Ø30 là lỗ suốt nên dễ dàng gia công trên máy khoan đứng.
- Các lỗ M10 là các lỗ tiêu chuẩn nên gia công được trên máy khoan đứng. → Như vậy, chi tiết Vỏ bơm bánh răng có thể gia công trên các máy truyền thống mà không ảnh hưởng gì đến chế độ cắt và dao. Xác định dạng sản xuất. - Sản lượng hàng năm được xác định theo công thức [1]: (1.1) Trong đó: N1 – sản lượng chi tiết trong 1 năm, N1 = 3000 chi tiết.
m – số chi tiết trong một sản phẩm, m = 1. β – số chi tiết được chế tạo thêm để dự trữ, β = 5%. α – số phế phẩm, α = 3%. - Thể tích chi tiết: + Thể tích khối hộp bao ngoài của chi tiết:.
+ Thể tích của 1 nửa khối trụ Ø30 dài 112m:. + Thể tích 2 nửa khối trụ Ø38 dài 128mm:. + Thể tích 8 lỗ Ø10 sâu 23mm:. + Thể tích 2 lỗ Ø55 dài 128mm:.
→ Thể tích thực của chi tiết: - Trọng lượng của chi tiết được xác định theo công thức [1]: (kG) (1.2) Trong đó: Q1 – trọng lượng chi tiết (kG). V – thể tích của chi tiết (dm3). γ – trọng lượng riêng của vật liệu, γthép = 7,852 kG/dm3. 13 - Xác định dạng sản xuất: Bảng 1.
Cách xác định dạng sản xuất [1]. Q1 – trọng lượng chi tiết Dạng sản xuất > 200 kG 4 – 200 kG < 4 kG Sản lượng hàng năm của chi tiết (chiếc) Đơn chiếc <5 < 10 < 100 Hàng loạt nhỏ 55 – 10 10 – 200 100 – 500 Hoàng loạt vừa 100 – 300 200 – 500 500 – 5000 Hàng loạt lớn 300 – 1000 500 – 5000 5000 – 50000 Hàng khối > 1000 > 5000 > 50000 → Như vậy, ta chọn được dạng sản xuất chi tiết Vỏ bơm bánh răng là hàng loạt lớn. XÁC ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI VÀ THIẾT KẾ BẢN VẼ CHI TIẾT LỒNG PHÔI. Xác định phương pháp chế tạo phôi.
Các phương pháp chế tạo phôi. Phương pháp chế tạo phôi được xác định 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. - Phương pháp đúc: + Ưu điểm: • Có thể đúc được tất cả các vật liệu khác nhau. • Đúc được nhiều lớp kim loại khác nhau trên một vật đúc.
• Có khả năng cơ khí hóa và tự động hóa. • Giá trình chế tạo rẻ vì vốn đầu tư ít, tính chất sản xuất linh hoạt, năng suất cao. • Chế tạo được các loại vật đúc có hình dáng kết cấu phức tạp mà các phương pháp khác khó hoặc không thể chế tạo. • Sản phẩm chất lượng bề mặt cơ tính cao, lượng dư gia công ít.
+ Nhược điểm: • Độ chính xác hình dáng kích thước và độ bóng bề mặt không cao, tốn kim loại. • Có nhiều khuyết tật (thiếu hụt, rỗ khí,. • Kiểm tra khuyết tật bên trong phức tạp, đòi hỏi dùng thiết bị phức tạp đắt tiền. - Phương pháp hàn: + Ưu điểm: • Tiết kiệm được kim loại, giảm tiếng ồn khi sản xuất.
• Phương pháp chế tạo đơn giản. • Hàn có thể nối được các vật liệu khác nhau. 15 • Có thể chế tạo được các chi tiết máy, kết cấu phức tạp mà phương pháp khác không thực hiện được hoặc khó thực hiện được. • Độ bền mối hàn cao, mối hàn kín.
• Mức độ đầu tư cho sản xuất không cao. + Nhược điểm: • Tổ chức, tính chất kim loại vùng mối hàn và khu vực lân cận có thể thay đổi kết cấu theo chiều hướng xấu làm giảm khả năng chịu lực của kết cấu. • Việc kiểm tra khuyết tật bên trong phức tạp, khó khăn. Lựa chọn phương pháp chế tạo phôi cho chi tiết.
- Qua việc phân tích ưu, nhược điểm của các phương pháp chế tạo phôi ta thấy: + Chi tiết Vỏ bơm bánh răng có hình dáng phức tạp do đó quá trình chế tạo phôi đòi hỏi độ chính xác cao, vừa đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật vừa đảm bảo tính kinh tế. + Kích thước chi tiết không lớn nên phương án sử dụng phôi hàn không hợp lý. + Vật liệu chế tạo chi tiết là thép, đồng thời chi tiết có hình dáng phức tạp nên chế tạo phôi bằng phương pháp đúc thích hợp hơn chế tạo phôi bằng phương pháp dập. + Do quy mô sản xuất hàng loạt lớn nên phương pháp tạo phôi đúc thích hợp nhất vì có năng suất, độ chính xác cao hơn, đồng thời tiết kiệm chi phí hơn các phương pháp khác.
→ Sử dụng phương pháp đúc cho chi tiết Vỏ bơm bánh răng là hợp lý nhất. - Đặc điểm của các phương pháp đúc: Bảng 2. Đặc điểm các phương pháp đúc. Phương pháp đúc Đặc điểm - Phương pháp này có độ chính xác thấp, lượng dư gia công cao, năng suất thấp, tay nghề thợ đúc Đúc trong khuôn cát cao.
- Đúc được các vật có hình dáng phức tạp, kích 16 thước lớn, giá thành làm khuôn thấp, không chỉ được dùng 1 lần. Thích hợp với sản xuất đơn chiếc, hàng loạt nhỏ. - Phương pháp này có ưu điểm đúc được các vật có hình dáng phức tạp thành mỏng, các loại lỗ có kích thước nhỏ, độ bóng và độ chính xác cao. - Nhược điểm là không dùng được lõi cát vì dòng Đúc áp lực chảy có áp lực do vậy hình dạng lỗ của vật đúc phải đơn giản.
Khuôn đúc chóng bì mài mòn do dòng chảy áp lực của kim loại ở nhiệt độ cao, giá thành làm phôi cao. Phương pháp này chỉ thích ứng với dạng sản xuất khối. - Phương pháp này có ưu điểm là tổ chức kim loại mịn chặt, không tồn tại các khuyết tật, tạo ra vật đúc rỗng có thành vách mỏng, không dùng hệ thống rót phức tạp, tiết kiệm kim loại, có thể tạo Đúc ly tâm ra hai lớp kim loại khác nhau trong cùng 1 vật đúc. - Phương pháp này chỉ thích ứng với vật đúc dạng tròn xoay, năng suất cao, độ chính xác cao, giá thành đắt nên chỉ thích ứng với sản xuất khối.
- Phương pháp này có độ chính xác cao nhờ lòng khuôn nhẵn, không cháy khuôn, không cần chế tạo lõi đối với các vật đúc có lỗ. Phương pháp đúc Đúc bằng khuôn mẫu bằng mẫu chảy có thể đúc được các vật làm bằng chảy vật liệu kim loại khó đúc. Quy trình công nghệ đúc nhiều công đoạn, tỷ mỉ nên năng suất không cao nhưng chất lượng và độ chính xác cao. Đúc trong khuôn kim - Khuôn kim loại làm bằng máy đạt độ chính xác, 17 năng suất cao, lượng dư gia công cắt gọt nhỏ, cơ tính cao, độ bóng bề mặt cao nên tạo ra vật đúc có chất lượng tốt.
Tuổi bền của kim loại cao để cơ loại khí hóa, tự động hóa trong quá trình đúc, đúc được các vật có hình dạng tương đối phức tạo, phương pháp này chỉ thích ứng với dạng sản xuất hàng loạt.
