CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT 1. Nhiệm vụ thiết kế Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết thuộc dạng hộp đảm bảo yêu cầu kĩ thuật đã cho trong bản vẽ chi tiết 1. Phân tích chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết Dựa vào bản vẽ ta thấy gối đỡ là chi tiết dạng hộp Do gối đỡ là loại chi tiết quan trọng trong một sản phẩm có lắp trục. Gối đỡ làm nhiệm vụ đỡ trục của máy và xác định vị trí tương đối của trục trong không gian nhằm thực hiện một nhiệm vụ động học nào đó.
Gối đỡ còn làm nhiệm vụ của ổ trượt.1: Chi tiết gia công Trên gối đỡ có nhiều mặt phải gia công với độ chính xác khác nhau và cũng có nhiều về mặt không phải gia công. Với chức năng đỡ trục công tác do đó bề mặt 𝑀27x2 là bề mặt làm việc chính của gối đỡ. Trong quá trình làm việc, tải trọng lên ổ và gối đỡ thường có giá trị ổn định, nhiệt không cao. Vì gối đỡ thường làm việc theo bộ lên quá trình chế tạo phải chú ý khả năng lắp lẫn của chúng.
6 Báo cáo môn học: Đồ án CNCT Yêu cầu kĩ thuật: - Chi tiết cần chế tạo được dùng để đỡ trục. Hình dạng của chi tiết đơn giản. Điều kiện làm việc của trục phải đảm bảo yêu cầu kỹ thuật cao, độ song song, độ đồng tâm giữa các gối đỡ phải đảm bảo khi quay không bị lệch tâm, giảm được các mômen uốn, giảm được sự rung động, nâng cao suất bền mỏi cho trục và tuổi thọ của gối đỡ. - Để đảm bảo được các điều kiện đặt ra yêu cầu chi tiết phải đạt độ cững vững cao, chống mài mòn tốt, điều kiện bôi trơn đảm bảo.
Cấp chính xác, độ bóng , độ song song giữa tâm trục và mặt đáy, độ vuông góc giữa các bề mặt ,dung sai giữa các bề mặt phải đảm bảo theo yêu cầu đặt ra của các chi tiết cần chế tạo. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu chi tiết Từ bản vẽ chi tiết ta thấy: - Chi tiết có thiết kế chắc chắn đảm bảo độ cứng vững trong quá trình sử dụng. - Các lỗ trên chi tiết có khoảng cách hợp lý. Hình dạng lỗ thông cho phép gia công thông suốt - Các bề mặt gia công chủ yếu là các bề mặt lỗ và mặt phẳng.
Do đó nên sử dụng các phương pháp gia công như phay, khoan, khoét, doa. Kết luận: tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết ở mức cao, thuận tiện cho quá trình gia công. Xác định dạng sản xuất Để xác định dạng sản xuất ta phải dựa vào khối lượng của chi tiết và sản lượng chi tiết hàng năm. Ta có vật liệu làm chi tiết là CT3 có thông số như sau: Thép CT3 Giới hạn Giới hạn kéo Độ giãn Khối lượng chảy (Min) bền dài (Min) riêng (N/mm2) (N/mm2) % (kg/dm3) 225 375 22 7.85 Thành phần phần hóa học của thép CT3 theo khối lượng là: - C: dưới 2,5% - Si: 0,12% -0,3% - Mn: 0,4% -0,6% - P: Không vượt quá 0,04% - S: Không vượt quá 0,05% Tính chảy loãng của gang xám rất tốt thuận lợi cho quá trình đúc.
➢ Tính khối lượng của chi tiết. - Tính thể tích chi tiết bằng phần mềm SolidWorks ta được V= 416.18 cm³ 7 Báo cáo môn học: Đồ án CNCT Hình 1.3 Tính khối lượng và chi tiết vật thể - Khối lượng riêng của thép CT3: 7,85 g/cm3 - Khối lượng của chi tiết: 𝑄 = 𝑉𝛾 =7,85.416,18 ≈ 3267,01 𝑔 ≈ 3,267 Kg ➢ Sản lượng chi tiết hàng năm được xác định theo công thức 𝛼+𝛽 𝑁 = 𝑁1 𝑚(1 + ) 100 Trong đó: N – số chi tiết sản suất trong một năm. N1 – số sản phẩm được giao (N1=10000) m – số chi tiết trong một sản phẩm (m=1) , : hệ số (%) dự phòng hư hỏng do chế tạo, do vận chuyển, lắp ráp, bảo quản. Với điều kiện sản xuất hiện hành chọn = 4%, = 5%.
4+5 𝑁 = 10000(1 + ) = 10900 (chi tiết\năm) 100 ➢ Xác định dạng sản xuất 8 Báo cáo môn học: Đồ án CNCT Q1 – Trọng lượng của chi tiết Dạng sản xuất > 200 kg 4 – 200 kg < 4kg Sản lương hàng năm của chi tiết (chiếc) Đơn chiếc <5 < 10 < 100 Hàng loạt nhỏ 10 – 55 10 – 200 100 – 500 Hàng loạt vừa 100 – 300 200 – 500 500 – 5000 Hàng loạt lớn 300 – 1000 500 – 1000 5000 – 50.000 → Dạng sản xuất là hàng loạt lớn. Xác định phương pháp chế tạo phôi Phương pháp chế tạo phôi phụ thuộc vào rất nhiều vấn đề như chức năng và kết cấu của chi tiết 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 lượng 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 đã tính toán giá thành của phôi và giá thành của sản phẩm sau khi gia công cơ. Dạng sản xuất: Hàng loạt lớn Vật liệu chi tiết: Thép CT3 1.1 Phương pháp chế tạo phôi. Các phương pháp chế tạo phôi: o 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 loại chi tiết này được dập trên máy búa nằm ngang hoặc máy dập đứng. Đối với các loại chi tiết đơn giản thì dập không có ba via, còn chi tiết phức tạp sẽ có ba via (lượng ba via khoảng 0,5% - 1% trọng lượng của phôi).
o Phôi rèn tự do: 9 Báo cáo môn học: Đồ án CNCT Trong sản xuất đơn chiếc và hàng loạt nhỏ, người ta thay phôi bằng phôi rèn tự do. Ưu điểm chính của phôi rèn tự do trong điều kiện sản xuất nhỏ là giá thành hạ (không phải chế tạo khuôn dập). o Phôi đúc: Phôi đúc được dùng cho các loại chi tiết như: các gối đỡ, các chi tiết dạng hộp, các loại càng phức tạp, các loại trục chữ thập… Vật liệu dùng cho phôi đúc là gang, thép , đồng, nhóm và các loại hợp kim khác. Đúc được thực hiện trong các loại khuôn cát, khuôn kim loại, trong khuôn vỏ mỏng và các phương pháp đúc li tâm, đúc áp lực, đúc theo mẫu chảy.
Tùy theo dạng sản xuất, vật liệu, hình dáng và khối lượng chi tiết mà chọn phương pháp đúc hợp lí. Chọn phương pháp chế tạo phôi: dựa vào đặc điểm của các phương pháp chế tạo phôi, ta chọn phôi đúc vì: ▪ Giá thành chế tạo vật đúc rẻ. ▪ Thiết bị đầu tư đơn giản, đầu tư thấp. ▪ Phù hợp sản xuất hàng loạt lớn.
▪ Độ nhám bề mặt, độ chính xác sau khi đúc có thể chấp nhận được để có thể gia công tiếp theo. Phương pháp đúc: ▪ Đúc trong khuôn cát, mẫu gỗ: ⇨ Chất lượng bề mặt đúc không cao, giá thành thấp, thích hợp sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ. ⇨ Cấp chính xác IT16 → IT17. ⇨ Độ nhám bề mặt: Rz = 160 (μm).
⟹ Phương pháp này cho năng suất thấp, chất lượng bề mặt không cao, gây khó khăn trong các bước gia công tiếp theo. ▪ Đúc trong khuôn cát, mẫu kim loại: ⇨ Nếu công việc làm khuôn được thực hiện bằng máy thì có độ chính xác khá cao, giá thành cao hơn so với đúc trong khuôn cát mẫu gỗ ⇨ Cấp chính xác: IT15 → IT16 ⇨ Độ nhám bề mặt: Rz = 80 (μm). ⇨ Năng suất phù hợp với hàng loạt lớn và vừa. ▪ Đúc trong khuôn kim loại: ⇨ Độ chính xác cao, giá thành đầu tư thiết bị lớn, phôi có hình dáng gần giống chi tiết nên lượng dư nhỏ, tiết kiệm được vật liệu nhưng giá thành cao.
10 Báo cáo môn học: Đồ án CNCT ⇨ Cấp chính xác của phôi: IT14 → IT15. ⇨ Độ nhám bề: Rz = 40 (μm). ⟹ Phương pháp này cho năng suất cao, đặc tính kĩ thuật chi tiết tốt nhưng giá thành cao nên không phù hợp với sản xuất loạt lớn. ▪ Đúc ly tâm: ⇨ Phù hợp với chi tiết dạng tròn xoay, đối xứng, rỗng, … đặc biệt là các chi tiết hình ống.
⇨ Khó nhận được đường kính lỗ bên trong vật đúc chính xác vì khó định lượng kim loại rót vào khuôn chính xác. ⇨ Chất lượng bề mặt trong vật đúc kém, vì chứa nhiều tạp chất và xỉ. ▪ Đúc áp lực: ⇨ Dùng áp lực để điền đầy kim loại trong khuôn. Hợp kim để đúc dưới áp lực, thường là: Thiếc, chì, kẽm, magie, nhôm, đồng.
⇨ Đúc dưới áp lực thường chế tạo các chi tiết phức tạp như: vỏ bơm xăng, dầu. ⇨ Trang thiết bị đắt nên giá thành sản phẩm cao nên không phù hợp với sản xuất vừa. ▪ Đúc trong khuôn mỏng: ⇨ Là dạng đúc trong khuôn cát nhưng thành khuôn mỏng chừng 6-8 mm. ⇨ Có thể đúc được gang, thép, kim loại màu như khuôn cát, khối lượng vật đúc đến 100 kg.
⇨ Dùng trong sản xuất hàng loạt vừa và lớn. ▪ Đúc liên tục: ⇨ Là quá trình rót kim loại lỏng và liên tục vào khuôn kim loại, xung quanh hoặc bên trong có nước lưu thông làm nguội. Nhờ truyền nhiệt nhanh nên kim loại khi rót vào khuôn kết tinh ngay, vật đúc được kéo ra khỏi khuôn liên tục bằng cơ cấu đặc biệt như con lăn. ⇨ Thường dùng để đúc ống, thỏi, ấm,.
Kết luận: ▪ Với những yêu cầu chi tiết đã cho, tính kinh tế cũng như dạng sản xuất ta chọn phương pháp chế tạo phôi đúc mẫu chảy. ▪ Phôi đúc đạt cấp chính xác là II. ▪ Cấp chính xác: IT15 → IT16 ▪ Độ nhám bề mặt: Rz = 80 (μm). Gia công chuẩn bị phôi ▪ Làm sạch bề mặt bằng chổi sắt.
11 Báo cáo môn học: Đồ án CNCT ▪ Làm sạch bavia bằng dũa. ▪ Đối với mặt đầu của chi tiết ta chọn làm chuẩn thô ta có thể mài sơ bộ lớp vỏ trên máy mài hai đá để đủ lượng dư gia công cho chi tiết. 12 Báo cáo môn học: Đồ án CNCT CHƯƠNG 2: LẬP THỨ TỰ CÁC NGUYÊN CÔNG 2. Xác định đường lối công nghệ Sau khi phân tích kết cấu của chi tiết, dạng sản xuất là loạt lớn và trong điều kiện sản xuất ở nước ta hiện nay, ta chọn phương án phân tán nguyên công, sử dụng nhiều đồ gá chuyên dùng để gia công trên các máy vạn năng thông dụng.