Chương 1. XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT 1.1 MÔ HÌNH HÓA CHI TIẾT Sử dụng phần mềm Creo Prametic để mô hình hoá chi tiết trục bao gồm những bước sau đây: -Bước 1: Sử dụng lệnh Revolve để vẽ chi tiết trục mô phỏng 3D. Chi tiết trục khi được mô phỏng 3D - Bước 2: Sử dụng lệnh plan tạo mặt phẳng để thực hiện đục rãnh. Hình khi được tạo mặt phẳng - Bước 3: Sử dụng lệnh Extrude để tạo rãnh then.
Chi tiết được đục sau xuống - Bước 4: Tương tự như bước 3 ta tạo được rãnh tiếp theo. Chi tiết khi thực hiện xong - Bước 5: Sử dụng lệnh Hole để tạo lỗ trục. Sau khi được tạo lỗ trục xong 4 - Bước 6: Tương tự như bước 5 ta cũng khoan 1 lỗ đối diện. Hình chi tiết sau khi ta khoan được Hình 1.
Hình ảnh chi tiết hoàn chỉnh 1.2 XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG CHI TIẾT Chi tiết trục này được làm bằng thép C35XM. Để xác định khối lượng chi tiết trước tiên ta phải mô hình hoá chi triết trục dưới dạng 3D bằng phần mềm Creo Paramatric. Tiếp đến ta gán vật liệu cho chi tiết 5 trục trên thanh công cụ chính của phần mềm ta chọn File, chọn mục Prepare, chọn Mode properties. Mục Mode Properties Tiếp đến ta chọn vào Model Properties rồi chọn Change của mục Material sau đó ta chọn vật liệu tương ứng.
Chọn Steel_medium_STAINLESS_STEEL_ MARITENSITIC (tạm thời). Chọn đơn vị (Units) là Millimeter Kilogram Sec. Bảng gán vật liệu Sau khi gán vật liệu xong ta tiến hành đo khối lượng, thể tích chi tiết bằng các chọn Analysis, chọn Mass properties. Hộp thoại Mass properties Dựa vào bản hộp thoại Mass properties ta có số liệu sau: Thể tích V là V = 1792.
10-5 mm3 Khối lượng m là m =1,39 kg +Trong đó: m, khối lượng (kg) V, thể tích (m3) 1.3 XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT Để thực hiện được điều này, trước hết ta cần xác định sản lượng chi tiết cần chế tạo trong một năm của nhà máy theo công thức (2.1) 100 100 Trong đó: No = Là số sản phẩm trong một năm theo kế hoạch, 2000 chiếc .m = Số lượng chi tiết như nhau trong mọt sản phẩm, 1 chiếc 7 α = Số phần trăm dự trữ cho chi tiết máy nói trên dành làm phụ tùng; (α = 10÷ 20%), chọn α = 14% β = Số phần trăm chi tiết phế phẩm trong quá trính chế tạo, ( β = 3÷ 5%), chọn β = 5% Thay các giá trị vào (1.(1 + ) = 2394 (Chiếc/năm) 100 100 Dựa vào khối lượng, sản lượng của chi tiết và tài liệu [1, trang 25, bảng 2.1] ta xác định được dạng sản xuất là hàng loạt vừa. PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG 2.1 YÊU CẦU KỸ THUẬT Hình 2. Bản vẽ chi tiết gia công Dựa vào bản vẽ chi tiết, ta có các yêu cầu kỹ thuật của chi tiết là: -Bề mặt trụ ∅ 45mm cấp chính xác IT14, độ nhám bề mặt Ra = 6,3 μm. -Bề mặt trụ ngoài ∅ 35k6mm cấp chính xác IT6, độ nhám bề mặt Ra = 0,25 μm.
-Bề mặt lỗ ∅ 5 mm cấp chính xác IT14, độ nhám bề mặt Ra = 6,3 μm. -Bề mặt trụ ngoài ∅ 40 k 6 mm cấp chính xác IT6, độ nhám bề mặt Ra = 0,25 μm. -Bề mặt trụ ngoài ∅ 26 k 6 mm cấp chính xác IT6, độ nhám bề mặt Ra = 0,25 μm. -Bề mặt lỗ ∅ 4 H 8 mm cấp chính xác IT8, Ra = 6,3 μm.
9 -Bề mặt rãnh kích thước 12mm cấp chính xác IT14, độ nhám bề mặt Ra = 3,2 μm. -Bề mặt rãnh kích thước 8mm cấp chính xác IT14, độ nhám bề mặt Ra = 3,2 μm.2 VẬT LIỆU CHẾ TẠO Vật liệu chi tiết làm bằng thép C35XM, đáp ứng các yêu cầu về cơ tính của chi tiết. Sau đây là các thành phần hoá học của chi tiết được trình bày bảng 2. Thành phần hóa học của thép C35XM [2] Nguyên tố Fe Mn C S P Phần trăm 98,63-99,09 0,60-0,90 0,310-0,380 ≤ 0,050 ≤ 0,040 Tính chất cơ lý của thép C35XM gồm: [10, trang 150].
Tổng hợp các cơ tính của thép C35XM Đặc tính Giá trị Đơn vị Khối lượng riêng 7,85 g/cm3 Mô đun đàn hồi 190-210 GPa Mô đun cắt 80 GPa Độ cứng 183 - Độ bền kéo 585 MPa 2.3 PHÂN TÍCH TÍNH CÔNG NGHỆ TRONG KẾT CẤU 10 Hình 2. Bản vẽ đánh số bề mặt Trong thiết kế gia công cắt gọt chi tiết: - Đối với bề mặt 1: Khoan lỗ chống tâm, lỗ được tiêu chuẩn hóa, hình dạng và kích thước được tiêu chuẩn theo mũi khoan lỗ chống tâm. - Đối với bề mặt 2 : Gia công mặt đầu thực hiện dễ dàng thông qua nguyên công vạt mặt. - Đối với bề mặt 3: Vát góc dễ dàng gia công, kích thước vát 1x45º thực hiện dễ dàng với dao tiện.
- Đối với bề mặt 4: Tiện với dao chạy dọc gia công để đạt được yêu cầu kĩ thuật, kích thước đường kính đủ để có thể gia công đạt độ chính xác thông qua dao thường. - Đối với bề mặt 5: Gia công rãnh thoát dao dễ dàng, kích thước rãnh 3mm phù hợp với tiêu chuẩn của dao tạo rãnh đảm bảo quá trình chọn dao cụ dễ dàng, tiện tinh là nguyên công cuối của quá trình gia công rãnh. 11 - Đối với bề mặt 6: Gia công với đường kính lớn nhất, dao tiện chạy dọc, dễ dàng gia công với dao thường, bề mặt gia công không cần có độ chính cao IT14, đối với 2 thành bên của bề mặt 6 có độ nhám bề mặt cao 6,3 μm nên cần phải có nguyên công mài mỏng ở cuối quá trình gia công. - Đối với bề mặt 7: Dùng dao tiện cứng mới có thể tiện dễ dàng bề mặt này, tốc độ quay trục chính nhanh, cần sử dụng dao phay ngón để tiện vì có độ cứng cực cao, khả năng đạt độ chính xác cao thì mới có thể đạt được IT6.
- Đối với bề mặt 8: Tiện dễ dàng với đường chạy dao dọc, kích thước của đường kính và chiều dài của bề mặt có thể sử dụng dao thường không cần phải sử dụng dao có hình dạng phức tạp, cần phải qua nguyên công tiện tinh và nguyên công cuối là mài tinh để đạt miền dung sai k6 và độ nhám 0. - Đối với bề mặt 9: Gia công rãnh thoát dao dễ dàng, kích thước rãnh 3mm phù hợp với tiêu chuẩn của dao tạo rãnh đảm bảo quá trình chọn dao cụ dễ dàng, tiện tinh là nguyên công cuối của quá trình gia công rãnh. - Đối với bề mặt 10: Tiện với dao chạy dọc, đây là bề mặt làm việc cần yêu cầu độ chính xác cao, để có thể đạt được kích thước dung sai k6 và độ nhám 0,08 μm cần phải qua nguyên công mài mỏng ở cuối quá trình gia công. - Đối với bề mặt 11: Vát mép có thể sử dụng dao tiện thường, tiện tinh cho nguyên công cuối của quá trình.
- Đối với bề mặt 12: Lỗ không sâu, bề rộng lỗ phù hợp với mũi khoan tiêu chuẩn, dễ gia công với một lần khoan. - Đối với bề mặt 13: Khoan lỗ chống tâm, lỗ được tiêu chuẩn hóa, hình dạng và kích thước được tiêu chuẩn theo mũi khoan lỗ chống tâm. - Đối với bề mặt 14: Gia công mặt đầu thực hiện dễ dàng thông qua nguyên công vạt mặt. - Đối với bề mặt 15: Gia công dễ dàng rãnh then với loại then bằng, kích thước then b x h x l = 12 x 5 x 45 dễ dàng gá đặt và gia công với phương pháp phay bằng dao phay ngón nguyên công phay tinh ở cuối quá trình để có thể đáp ứng yêu cầu chi tiết.
- Đối với bề mặt 16: Gia công rãnh then, dễ dàng gá đặt để gia công, trong quá trình gia công theo với dao phay ngón kích thước then b x h x l = 8 x 4 x 32 đã theo 12 tiêu chuẩn dễ dàng gia công với phương pháp phay bằng dao phay trụ nguyên công phay tinh ở cuối quá trình để có thể đáp ứng yêu cầu chi tiết. Kết luận: Chi tiết thiết kế đảm bảo khả năng gia công cắt gọt, đủ độ cứng vững để gia công. CHỌN DẠNG PHÔI VÀ PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI 3.1 CHỌN DẠNG PHÔI Có nhiều phương pháp chế tạo phôi. Do đó cần phân tích (ưu điểm và nhược điểm) giữa các kiểu tạo phôi với nhau nhằm tìm ra phương án chọn dạng phôi thích hợp nhất.1 Phôi đúc * Ưu điểm - Chế tạo chi tiết có hình dạng đơn giản.
- Phôi đúc có cơ tính không cao bằng phôi rèn dập, nhưng chế tạo khuôn đúc cho các chi tiết phức tạp tương đối đơn giản. - Độ đồng đều của phôi cao, do đó khi gia công việc điều chỉnh máy giảm. - Công nghệ, các trang thiết bị đơn giản. Phù hợp với dạng sản xuất hàng loạt.
Chi tiết dạng sản xuất hàng loạt vừa. * Nhược điểm - Chi tiết trục yêu cầu độ chính xác cao, độ bền cao nhưng đối với phôi đúc dễ gây ra những khuyết tật như rỗ xỉ rỗ khí…nên không phù hợp để đúc. - Năng xuất sản xuất chi tiết trục không cao. - Lượng dư gia công lớn.
Chi tiết trục thép C35XM cần sản xuất hàng loạt vừa nên cần ít lượng dư tiết kiệm chi phí.2 Phôi rèn * Ưu điểm - Đối với phôi rèn giúp chi tiết có độ chính xác cao. 13 - Có khả năng loại trừ các khuyết tật thường gặp ở các phương pháp khác như đúc. - Các bề mặt chi tiết trục đều yêu cầu cấp chính xác và độ nhám bề mặt cao mà phôi rèn được biến dạng ở rắn vì sau khi tạo không những thay đổi về hình dạng, kích thước vật liệu mà còn thay đổi cơ, lý hóa tính vật liệu như kim loại mịn hơn, đồng đều hạt hơn, sẽ rất thuận lợi cho việc gia công sau này. * Nhược điểm - Không dập được những chi tiết có kích thước lớn.
- Phôi rèn khó gia công. - Đáp ứng với dạng sản xuất đơn chiếc do độ chính xác phụ thuộc vào tay nghề công nhân, vành chia được chế tạo từ vật liệu C35XM dạng sản xuất hàng loạt vừa nên khó để chọn làm phôi rèn cho vật liệu C35XM.3 phôi cán * Ưu điểm - Phôi cán có công dụng chế tạo chi tiết như con lăng, trục trơn, trục bật, kẹp… chi tiết trục có đường kính ít thay đổi. - Phôi cán không phức tạp, chi phi thấp độ chính xác cao phù hợp sản xuất chi tiết trục hàng loạt vừa, hàng loạt lớn. - Giữa các bật trục có độ chênh lệch không lớn dẫn đến sai số khi gia công nhỏ nên đảm bảo được độ chính xác khi gia công bề mặt.