Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy: Xác định Dạng Sản Xuất và Phương Pháp Chế Tạo Phôi - ĐHBK Đà Nẵng

Đồ án kỹ thuật nghiên cứu công nghệ chế tạo máy xác định dạng sản xuất và phương pháp chế tạo phôi, thiết kế chi tiết, tính toán kỹ thuật theo tiêu chuẩn, đánh giá tính khả thi dự

• Tác giả: Hồ Minh Sự
• Người hướng dẫn: PGS.TS Lưu Đức Bình
• Trường học: Trường Đại học Bách Khoa – Đại học Đà Nẵng
• Chuyên ngành: Công Nghệ Chế Tạo Máy
• Đề tài: Đồ án CN Chế Tạo Máy: Xác định Dạng Sản Xuất & Phôi
• Loại tài liệu: đồ án
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Đà Nẵng

Mục lục chi tiết

• Lời nói đầu
• I. CHƯƠNG I: XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT VÀ PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI
• I.1. Phân tích yêu cầu làm việc và yêu cầu kỹ thuật chi tiết gia công
• I.1.1. Điều kiện làm việc của chi tiết
• I.2. Yêu cầu kỹ thuật
• I.3. Vật liệu chế tạo
• I.4. Định dạng sản xuất
• I.5. Chọn phương pháp chế tạo phôi
• I.5.1. Chọn dạng phôi
• I.5.2. Chọn phương pháp chế tạo phôi
• I.5.3. Phân tích lượng dư
• I.5.4. Bản vẽ khuôn đúc kim loại chế tạo phôi
• II. CHƯƠNG II: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CHI TIẾT
• II.1. Đặc tính về yêu cầu kỹ thuật bề mặt gia công
• II.2. Lương dư gia công các bề mặt
• II.3. Nguyên công gia công:
• II.3.1. Thứ tự các nguyên công:
• II.3.2. Nội dung từng nguyên công
• II.3.2.1. Nguyên công phay mặt chuẩn
• II.3.2.2. Nguyên công khoan 2 lỗ chuẩn
• II.3.2.3. Nguyên công phay rãnh trên
• II.3.2.4. Nguyên công phay 2 mặt bên (rộng 90mm)
• II.3.2.5. Nguyên công phay 2 mặt bên (rộng 45mm)
• II.3.2.6. Nguyên công phay mặt phẳng trên của chi tiết
• II.3.2.7. Nguyên công gia công lỗ đường kính 12mm
• II.3.2.8. Nguyên công gia công lỗ đường kính 13mm
• II.3.2.9. Nguyên công gia công rãnh mặt đáy
• II.3.2.10. Nguyên công gia công rãnh thoát dao
• II.3.2.11. Nguyên công gia công lỗ ren M5 x 0,8mm
• II.3.2.12. Nguyên công kiểm tra
• III. CHƯƠNG III THIẾT KẾ ĐỒ GÁ NGUYÊN CÔNG PHAY RÃNH TRÊN
• III.1. Tính lực kẹp
• III.2. Tính lực tác động
• III.3. Tính hành trình xi lanh để thỏa mãn điều kiện kẹp và tháo phôi
• III.4. Xác định sai số chế tạo của đồ gá
• Tài liệu tham khảo

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Đồ Án CN Chế Tạo Máy Xác Định Phôi

Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy đóng vai trò quan trọng trong việc trang bị cho sinh viên kiến thức và kỹ năng cần thiết để tham gia vào quá trình sản xuất cơ khí. Mục tiêu chính là giúp sinh viên nắm vững quy trình chế tạo các sản phẩm cơ khí, từ khâu thiết kế đến gia công và kiểm tra. Quá trình thực hiện đồ án đòi hỏi sinh viên vận dụng kiến thức đã học, tìm hiểu thêm nhiều kiến thức mới và tích lũy kinh nghiệm thực tế cho công việc sau này. Một trong những bước quan trọng đầu tiên là xác định dạng sản xuất và chọn phôi phù hợp. Việc lựa chọn đúng dạng sản xuất giúp tối ưu hóa quy trình gia công, giảm chi phí và nâng cao năng suất. Tương tự, việc chọn phôi phù hợp sẽ ảnh hưởng đến lượng dư gia công, độ chính xác và chất lượng sản phẩm cuối cùng. Đồ án này tập trung vào việc phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến quyết định chọn dạng sản xuất và phôi, từ đó đưa ra phương án tối ưu nhất cho chi tiết gia công cụ thể. Sinh viên Hồ Minh Sự, lớp 18C1A, dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Lưu Đức Bình, đã thực hiện đồ án này, nhằm làm rõ các vấn đề liên quan đến quy trình công nghệ chế tạo máy. Đồ án này sẽ xem xét các yêu cầu kỹ thuật, vật liệu chế tạo, sản lượng hàng năm và trọng lượng chi tiết để xác định dạng sản xuất phù hợp và chọn phương pháp chế tạo phôi tối ưu.

1.1. Giới thiệu chung về Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy

Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy là một phần không thể thiếu trong chương trình đào tạo kỹ sư cơ khí chế tạo. Nó cung cấp cho sinh viên cơ hội để áp dụng kiến thức lý thuyết vào thực tế sản xuất. Qua đồ án, sinh viên được làm quen với các công đoạn của quy trình công nghệ chế tạo, từ thiết kế, lập kế hoạch gia công, lựa chọn phôi, thiết kế đồ gá, đến tính toán chế độ cắt và tính thời gian gia công. Đồ án này cũng giúp sinh viên phát triển kỹ năng làm việc nhóm, giải quyết vấn đề và tư duy sáng tạo. Theo PGS.TS Lưu Đức Bình, người hướng dẫn đồ án này, mục tiêu chính là giúp sinh viên có cái nhìn tổng quan và sâu sắc về ngành cơ khí chế tạo, chuẩn bị tốt nhất cho sự nghiệp sau này.

1.2. Tầm quan trọng của việc Xác Định Dạng Sản Xuất và Phôi

Việc xác định dạng sản xuất và chọn phôi là hai bước quan trọng trong thiết kế quy trình công nghệ. Quyết định sai lầm ở giai đoạn này có thể dẫn đến lãng phí vật liệu, tăng chi phí gia công, giảm năng suất và ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm. Dạng sản xuất (đơn chiếc, hàng loạt, hàng khối) sẽ quyết định phương pháp gia công, loại máy móc sử dụng và mức độ tự động hóa. Chọn phôi (đúc, rèn, dập, cán, hàn) sẽ ảnh hưởng đến lượng dư gia công, độ chính xác hình học và cơ tính của chi tiết. Do đó, việc phân tích kỹ lưỡng các yếu tố ảnh hưởng và lựa chọn phương án tối ưu là vô cùng quan trọng để đảm bảo hiệu quả kinh tế và kỹ thuật của quá trình sản xuất.

II. Phân Tích Yêu Cầu Kỹ Thuật Vật Liệu Chế Tạo Chi Tiết

Trước khi xác định dạng sản xuất và chọn phôi, cần phân tích kỹ lưỡng các yêu cầu kỹ thuật và vật liệu chế tạo của chi tiết. Các yêu cầu kỹ thuật bao gồm độ chính xác kích thước, độ bóng bề mặt, độ cứng, độ bền và các yêu cầu đặc biệt khác. Vật liệu chế tạo sẽ ảnh hưởng đến khả năng gia công, độ bền, độ chịu nhiệt và các tính chất khác của chi tiết. Ví dụ, chi tiết dạng hộp được lắp trên các chi tiết khác bằng vít ở đế, các bề mặt làm việc chính là 2 lỗ có đường kính 12 và 13, do đó cần đảm bảo độ vuông góc với bề mặt cố định chi tiết (mặt A). Độ cứng chi tiết cần đạt từ 200-230 HB. Độ không vuông góc giữa 2 lỗ Ø12 và Ø13 < 0.025/100mm. Độ không vuông góc giữa lỗ Ø13 và mặt đáy A < 0.025/100mm. Độ không song song giữa mặt rãnh và mặt A <0.025/100mm. Cần chú ý đến độ nhám các lỗ cơ bản và các mặt. Gang xám được chọn làm vật liệu chế tạo chi tiết vì có giá thành rẻ và thông dụng. Phân tích các yếu tố này giúp xác định phương pháp gia công phù hợp và lựa chọn vật liệu phôi có tính chất tương đương hoặc tốt hơn yêu cầu.

2.1. Xác định Điều Kiện Làm Việc và Yêu Cầu Kỹ Thuật

Điều kiện làm việc của chi tiết ảnh hưởng trực tiếp đến yêu cầu kỹ thuật. Ví dụ, chi tiết làm việc trong môi trường ăn mòn cần có khả năng chống ăn mòn cao. Chi tiết chịu tải trọng lớn cần có độ bền cao. Yêu cầu kỹ thuật cần được xác định rõ ràng và cụ thể, bao gồm các thông số về kích thước, hình dạng, độ nhám bề mặt, độ cứng, độ bền, độ chính xác vị trí tương quan giữa các bề mặt. Từ bản vẽ chi tiết và các yêu cầu kỹ thuật, cần chú ý gia công các mặt phẳng được chỉ định độ nhám riêng còn lại và rãnh có độ chính xác cao. Các yêu cầu này là cơ sở để lựa chọn phương pháp gia công và kiểm tra phù hợp.

2.2. Lựa Chọn Vật Liệu Chế Tạo và Phân Tích Tính Chất

Việc lựa chọn vật liệu chế tạo cần dựa trên yêu cầu kỹ thuật, điều kiện làm việc và khả năng gia công. Các vật liệu thường dùng trong chế tạo máy bao gồm thép, gang, nhôm, đồng và các hợp kim. Gang Xám là graphit dạng tấm, có độ bền kéo, độ dẻo và độ dai thấp, độ bền 35 - 40 Kg/mm2, độ cứng 150 - 250 HB. Graphit có ưu điểm làm tăng độ chịu mòn của gang, có tác dụng như chất bôi trơn, làm cho phoi gang dễ bị vụn khi cắt gọt, khử rung động, làm giảm độ co ngót khi đúc. Thành phần hóa học bao gồm: C: 2,8 - 3,5%; Si: 1,5 - 3%; Mn: 0,5 - 1%; P: 0,1 - 0,2%; S ≤ 0,08% với các vật đúc nhỏ và 0,1 - 0,12% đối với vật đúc lớn. Nên chọn vật liệu có tính chất cơ học phù hợp, khả năng gia công tốt và giá thành hợp lý. Phân tích tính chất của vật liệu giúp xác định phương pháp gia công phù hợp và dự đoán khả năng chịu tải, chống mài mòn và các tính chất khác của chi tiết.

III. Cách Xác Định Dạng Sản Xuất Phù Hợp Cho Chi Tiết

Trong chế tạo máy, dạng sản xuất được phân thành ba loại chính: sản xuất đơn chiếc, sản xuất hàng loạt (gồm hàng loạt lớn, vừa và nhỏ) và sản xuất hàng khối. Việc xác định dạng sản xuất phù hợp là yếu tố then chốt để tối ưu hóa quy trình công nghệ, giảm chi phí và nâng cao năng suất. Để xác định dạng sản xuất, cần xem xét sản lượng hàng năm của chi tiết gia công. Sản lượng hàng năm được xác định theo công thức: N = N1.(1 + α/100 + β/100), trong đó N là số chi tiết sản xuất trong một năm, N1 là số sản phẩm được sản xuất trong một năm, α là số phế phẩm và β là số chi tiết được chế tạo thêm để dự trữ. Sau khi xác định sản lượng hàng năm và trọng lượng của chi tiết, có thể tham khảo các bảng tra cứu để xác định dạng sản xuất phù hợp. Với sản lượng hàng năm là 7910 chi tiết và trọng lượng chi tiết là 1,56 kg, dạng sản xuất được xác định là hàng loạt lớn.

3.1. Phân loại các Dạng Sản Xuất trong Ngành Cơ Khí

Sản xuất đơn chiếc thường áp dụng cho các chi tiết có yêu cầu đặc biệt, số lượng ít và thường được gia công thủ công hoặc trên các máy công cụ vạn năng. Sản xuất hàng loạt áp dụng cho các chi tiết có số lượng trung bình đến lớn, quy trình gia công được chuẩn hóa và sử dụng các máy công cụ chuyên dùng hoặc máy CNC. Sản xuất hàng khối áp dụng cho các chi tiết có số lượng rất lớn, quy trình gia công được tự động hóa cao và sử dụng các dây chuyền sản xuất tự động.

3.2. Phương Pháp Tính Toán Sản Lượng Hàng Năm của Chi Tiết

Sản lượng hàng năm là yếu tố quyết định dạng sản xuất. Sản lượng được tính toán dựa trên nhu cầu thị trường, số lượng sản phẩm cần sản xuất và tỷ lệ phế phẩm. Công thức tính sản lượng cần tính đến các yếu tố như số lượng sản phẩm (N1), số chi tiết trong một sản phẩm (m), tỷ lệ phế phẩm (α) và tỷ lệ chi tiết dự trữ (β). Việc tính toán chính xác sản lượng hàng năm giúp xác định dạng sản xuất phù hợp và lên kế hoạch sản xuất hiệu quả.

3.3. Các Yếu Tố Ảnh Hưởng Đến Quyết Định Dạng Sản Xuất

Ngoài sản lượng hàng năm, các yếu tố khác như độ phức tạp của chi tiết, yêu cầu kỹ thuật, khả năng đầu tư và trình độ công nghệ cũng ảnh hưởng đến quyết định dạng sản xuất. Chi tiết có độ phức tạp cao, yêu cầu kỹ thuật khắt khe thường được gia công theo dạng sản xuất đơn chiếc hoặc hàng loạt nhỏ. Chi tiết có số lượng lớn, yêu cầu kỹ thuật không quá khắt khe có thể được gia công theo dạng sản xuất hàng loạt lớn hoặc hàng khối. Quyết định cuối cùng cần dựa trên phân tích toàn diện các yếu tố này để đảm bảo hiệu quả kinh tế và kỹ thuật.

IV. Hướng Dẫn Chọn Phương Pháp Chế Tạo Phôi Tối Ưu Nhất

Việc chọn phôi là một bước quan trọng trong quy trình công nghệ chế tạo. Loại phôi được xác định theo kết cấu chi tiết, vật liệu, dạng sản xuất và điều kiện sản xuất cụ thể của từng nhà máy. Một số loại phôi thường dùng bao gồm: phôi thép thanh, phôi dập, phôi rèn tự do và phôi đúc. Qua phân tích chi tiết ta thấy, chi tiết có kết cấu tương đối đơn giản, kích thước vừa, thêm vào đó là dạng sản xuất hàng loạt lớn và vật liệu chế tạo chi tiết là Gang Xám, nên ta chọn phương pháp chế tạo phôi là phương pháp đúc trong khuôn kim loại.

4.1. Các Phương Pháp Chế Tạo Phôi Phổ Biến Hiện Nay

Phôi thép thanh thường dùng để chế tạo các chi tiết như con lăn, chi tiết kẹp chặt, các loại trục, xilanh, piston, bạc… Phôi dập dùng chế tạo các loại chi tiết như trục răng côn, trục răng thẳng, các loại bánh răng khác, các chi tiết dạng dạng càng, trục chữ thập… Phôi rèn tự do thường sử dụng trong sản xuất đơn chiếc và hàng loạt nhỏ vì giá thành thấp. Phôi đúc dùng cho các loại chi tiết như gối đỡ, các chi tiết dạng hộp, dạng càng phức tạp… vật liệu dùng cho phôi đúc là gang, thép, đồng, nhôm và các loại hợp kim khác. Mỗi phương pháp có ưu và nhược điểm riêng, phù hợp với các dạng sản xuất và yêu cầu kỹ thuật khác nhau.

4.2. Ưu và Nhược Điểm của Phương Pháp Đúc trong Khuôn Kim Loại

Đúc trong khuôn kim loại có ưu điểm là tổ chức hạt kim loại nhỏ mịn, cơ tính tốt và tiết kiệm vật liệu. Tuy nhiên, giá thành khuôn đắt, chỉ phù hợp với sản xuất hàng loạt và hàng khối. Độ dẫn nhiệt của khuôn lớn có thể làm giảm khả năng điền đầy của kim loại, khó đúc các vật có thành mỏng và dễ gây hóa trắng khi đúc gang. Khuôn kim loại không có tính lún, có thể gây nứt khi đúc do ngăn cản sự co của kim loại. Tuy có một số nhược điểm, nhưng nhiều ưu điểm vượt trội giúp khuôn kim loại là lựa chọn thích hợp cho chi tiết trong đồ án này. Vì dạng sản xuất là hàng loạt lớn, vật liệu là Gang Xám.

4.3. Phân Tích Lượng Dư Gia Công và Bản Vẽ Khuôn Đúc Kim Loại

Lượng dư gia công được xác định hợp lý về trị số và dung sai sẽ góp phần đảm bảo hiệu quả kinh tế của quá trình công nghệ. Lượng dư quá lớn sẽ tốn nguyên vật liệu, tăng chi phí gia công. Ngược lại, lượng dư quá nhỏ sẽ không đủ hớt đi các sai lệch của phôi. Bản vẽ khuôn đúc kim loại cần tính đến lượng dư gia công và các mặt côn để dễ lấy phôi ra khỏi khuôn. Việc thiết kế khuôn đúc hợp lý giúp đảm bảo chất lượng phôi và giảm chi phí gia công.

V. Quy Trình Công Nghệ Chế Tạo Chi Tiết Các Bước Cơ Bản

Để tạo ra chi tiết hoàn chỉnh theo các yêu cầu kĩ thuật như bản vẽ chế tạo, phôi sau khi được tạo ra từ quá trình đúc cần được gia công để đạt kích thước và độ nhám cần thiết. Do đó, để quá trình này đạt yêu cầu, các phôi cần có thêm một lượng dư ở các bề mặt gia công so với kích thước trên bản vẽ. Lượng dư nói trên cần thích hợp, không quá dày hay quá mỏng. Nếu lượng dư quá mỏng sẽ gây hiện tượng trượt dao, làm bề mặt sau gia công không đạt yêu cầu do không cắt đi hết được lượng sai lệch trong quá trình tạo phôi cũng như không đủ lượng dư để gia công thô và tinh. Ngược lại, nếu lượng dư lớn sẽ làm giảm năng suất lao động, tăng chi phí và thời gian sản xuất. Vậy nên cần tính lượng dư gia công một cách thích hợp để tối ưu quá trình sản xuất.

5.1. Xác Định Yêu Cầu Kỹ Thuật Bề Mặt Gia Công

Qua bản vẽ chế tạo, ta có một số bề mặt làm việc yêu cầu độ nhám thấp hơn các bề mặt còn lại, do đó cần có các nguyên công gia công bán tinh và gia công tính thay vì chỉ gia công thô. Các bề mặt còn lại không được gia công cần đạt độ nhám cần thiết do quá trình tạo phôi hình thành. Về sai lệch vị trí tương quan do chi tiết được lắp với các chi tiết khác, nên bề mặt chuẩn sẽ là bề mặt lắp, tức mặt đáy. Do đó, các bề mặt làm việc cần có độ sai lệch về vuông góc và song song so với mặt này theo đúng yêu cầu của bản vẽ chế tạo.

5.2. Tính Toán Lượng Dư Gia Công Các Bề Mặt

Căn cứ vào độ nhám bề mặt của chi tiết ta thấy: Với các bề mặt có độ nhám 2.5 cần gia công phay thô và tinh. Với các lỗ có độ nhám 1.25 cần khoét và doa. Với các bề mặt còn lại yêu cầu Rz20 tức tương đường mức chính xác IT9, trong khi phương pháp tạo phôi đúc trong khuôn kim loại có cấp chính xác từ IT7 đến IT9 và do đó chất lượng bề mặt là đạt yêu cầu và không cần gia công thêm. Từ yêu cầu trên ta tiến hành tra lượng dư gia công ở từng nguyên công.

5.3. Lựa chọn Thứ Tự Các Nguyên Công Hợp Lý

Dựa trên hình dáng hình học ta thấy đây thuộc chi tiết điển hình dạng hộp, do đó ta chọn chuẩn định vị là bề mặt đáy và 2 lỗ. Ta có trình tự các nguyên công như sau: Phay mặt đáy (mặt chuẩn định vị). Gia công 2 lỗ (hai lỗ chuẩn định vị). Gia công phay rãnh trên. Gia công 2 mặt bên (rộng 90mm). Gia công 2 mặt bên (rộng 45mm) Gia công mặt phẳng trên của chi tiết. Gia công lỗ đường kính 12mm. Gia công lỗ đường kính 13mm. Phay rãnh ở mặt đáy. Gia công rãnh thoát dao. Khoan lỗ, taro và vác mép các lỗ ở mặt đáy.

VI. Kết Luận Hướng Phát Triển Đồ Án CN Chế Tạo Máy

Việc xác định dạng sản xuất và chọn phôi là hai bước quan trọng trong quy trình công nghệ chế tạo máy. Quyết định đúng đắn ở hai bước này sẽ giúp tối ưu hóa quy trình, giảm chi phí và nâng cao chất lượng sản phẩm. Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy giúp sinh viên nắm vững kiến thức và kỹ năng cần thiết để thực hiện các quyết định này. Trong tương lai, đồ án có thể được phát triển theo hướng ứng dụng các công nghệ mới như thiết kế máy ảo, mô phỏng quá trình gia công và tối ưu hóa quy trình bằng trí tuệ nhân tạo. Điều này sẽ giúp sinh viên có được trải nghiệm thực tế hơn và chuẩn bị tốt hơn cho sự nghiệp trong ngành cơ khí chế tạo.

6.1. Tóm tắt các Kết Quả Đạt Được trong Đồ Án

Đồ án đã trình bày chi tiết quy trình xác định dạng sản xuất và chọn phôi cho chi tiết gia công cụ thể. Các yếu tố ảnh hưởng như yêu cầu kỹ thuật, vật liệu chế tạo, sản lượng hàng năm và trọng lượng chi tiết đã được phân tích kỹ lưỡng. Phương pháp đúc trong khuôn kim loại đã được lựa chọn làm phương pháp chế tạo phôi tối ưu cho chi tiết này.

6.2. Đề xuất các Hướng Nghiên Cứu và Ứng Dụng Tiếp Theo

Có thể nghiên cứu sâu hơn về các phương pháp tối ưu hóa quy trình công nghệ, sử dụng các phần mềm mô phỏng để dự đoán và cải thiện hiệu quả gia công. Nghiên cứu về ứng dụng các vật liệu mới, công nghệ gia công chính xác và tự động hóa trong quy trình chế tạo. Phát triển các hệ thống thiết kế máy thông minh, có khả năng tự động xác định dạng sản xuất và chọn phôi phù hợp dựa trên yêu cầu kỹ thuật và điều kiện sản xuất.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG I: XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT VÀ PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI I. Phân tích yêu cầu làm việc và yêu cầu kỹ thuật chi tiết gia công I.1 Điều kiện làm việc của chi tiết Chi tiết cần thiết kế: Hình 1. Bản vẽ chế tạo chi tiết. Chi tiết chúng ta chế tạo là một chi tiết dạng hộp được lắp trên các chi tiết khác bằng các vít ở đế chi tiết.

Các bề mặt làm việc bao gồm 2 lỗ có đường kính 12 và 13. Do đó các lỗ cần đảm bảo độ vuông góc với bề mặt cố định chi tiết (mặt A).2 Yêu cầu kỹ thuật - Độ cứng chi tiết từ 200-230 HB - Độ không vuông góc giữa 2 lỗ Ø12 và Ø13 < 0.025/100mm - Độ không vuông góc giữa lỗ Ø13 và mặt đáy A < 0.025/100mm - Độ không song song giữa mặt rãnh và mặt A <0.025/100mm - Cần chú ý đến độ nhám các lỗ cơ bản và các mặt SVTH: Hồ Minh Sự Lớp: 18C1A Trang 5 Đồ án môn học: Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD: PGS.TS Lưu Đức Bình Từ bản vẽ chi tiết và các yêu cầu kỹ thuật trên, ta thấy: - Chú ý gia công các mặt phẳng được chỉ định độ nhám riêng còn lại và rãnh có độ chính xác cao. - Gang Xám là vật liệu chế tạo chi tiết. - Chi tiết cần gia công có yêu cầu độ bóng, độ chính xác vị trí tương quan giữa các bề mặt tương đối cao.3 Vật liệu chế tạo Chọn vật liệu chế tạo chi tiết là Gang xám.

Bởi gang xám có giả thành rẻ và thông dụng hơn Gang Dẻo dù nó có cơ tính tốt hơn Gang Xám. Gang Xám là graphit dạng tấm là dạng tự nhiên của gang graphit. Do hình dạng và tính chất cơ học của graphit (có độ bền cơ học kém) do đó gang xám có độ bền kéo, độ dẻo và độ dai thấp, độ bền 35 - 40 Kg/mm2, độ cứng 150 - 250 HB. Tuy nhiên graphit có ưu điểm làm tăng độ chịu mòn của gang, có tác dụng như chất bôi trơn, làm cho phoi gang dễ bị vụn khi cắt gọt, khử rung động, làm giảm độ co ngót khi đúc.

Thành phần hóa học bao gồm: C: 2,8 - 3,5%; Si: 1,5 - 3%; Mn: 0,5 - 1%; P: 0,1 - 0,2%; S ≤ 0,08% với các vật đúc nhỏ và 0,1 - 0,12% đối với vật đúc lớn. Ta có các thông số cơ bản của vật liệu: dựa trên ký hiệu GX xx-xx GX là ký hiệu Gang Xám. xx đầu tiên chỉ độ bền kéo theo đơn vị kg/mm2. xx thứ hai chỉ độ bền uốn theo đơn vị kg/mm2.

Ta chọn mác Gang: GX36-56 I. Định dạng sản xuất Trong chế tạo máy người ta phân biệt ba dạng sản xuất: - Sản xuất đơn chiếc. - Sản xuất hàng loạt gồm có: hàng loạt lớn,hàng loạt vừa và hàng loạt nhỏ. - Sản xuất hàng khối.

Muốn xác định dạng sản xuất trước hết phải biết sản lượng hàng năm của chi tiết gia công.Sản lượng hàng năm được xác định theo công thức: α+β N = N 1.(1 + 100 ) SVTH: Hồ Minh Sự Lớp: 18C1A Trang 6 Đồ án môn học: Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD: PGS.TS Lưu Đức Bình Trong đó: N là số chi tiết được sản xuất trong một năm. N1 là số sản phẩm được sản trong một năm và N1=7000. m là số chi tiết trong một sản phẩm,lấy m = 1. β : Số chi tiết được chế tạo thêm để dự trữ β = 7 % α : số phế phẩm chủ yếu trong các phân xưởng đúc, rèn hay dấp α = 6 % Vậy thay các số trên ta được N= 7910(chi tiết).

Sau khi xác định được sản lượng hàng năm của chi tiết N thì ta phải đi xác định trọng lượng của chi tiết.Trọng lượng của chi tiết được xác định theo công thức sau: Q1 = V. Trong đó : - Q1 là trọng lượng chi tiết (kg). - V là thể tích chi tiết (dm3). - γ là trọng lượng riêng (kg/dm3) γ = 7,85 kG/dm3 Khi chi tiết được chế tạo bằng thép.

Trong đó : V = 198958 (mm3) :thể tích chi tiết Thay vào ta có : Q = 1,56 (kg) Sau khi xác định được N và Q1 thì ta dựa vào bảng 2 trang 13 của sách thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy (GS. Trần Văn Địch) thì ta chọn được dạng sản xuất của chi tiết trên là: Hàng loạt lớn. Chọn phương pháp chế tạo phôi: I.1 Chọn dạng phôi Loại phôi được xác định theo kết cấu chi tiết, vật liệu, điều kiện, dạng sản xuất và điều kiện sản xuất cụ thể của từng nhà máy, xí nghiệp, địa phương. Chọn phôi tức là tự chọn phương pháp chế tạo phôi.

Ta có một số loại phôi thường dùng sau: * Phôi thép thanh: dùng để chế tạo các loại chi tiết như con lăn, chi tiết kẹp chặt, các SVTH: Hồ Minh Sự Lớp: 18C1A Trang 7 Đồ án môn học: Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD: PGS.TS Lưu Đức Bình loại trục, xilanh, piston, bạc… * Phôi dập: dùng chế tạo các loại chi tiết như trục răng côn, trục răng thẳng, các loại bánh răng khác, các chi tiết dạng dạng càng, trục chữ thập… các loại chi tiết này được dập trên các máy búa nằm ngang hoặc máy dập đứng. * Phôi rèn tự do: trong sản xuất đơn chiếc và hàng loạt nhỏ, người ta thay phôi bằng phôi rèn tự do, ưu điểm là giá thành thấp. * Phôi đúc: dùng cho các loại chi tiết như gối đỡ, các chi tiết dạng hộp, dạng càng phức tạp… vật liệu dùng cho phôi đúc là gang, thép, đồng, nhôm và các loại hợp kim khác.2 Chọn phương pháp chế tạo phôi Qua phân tích chi tiết ta thấy, chi tiết có kết cấu tương đối đơn giản, kích thước vừa, thêm vào đó là dạng sản xuất hàng loạt lớn và vật liệu chế tạo chi tiết là Gang Xám, nên ta chọn phương pháp chế tạo phôi là phương pháp đúc trong khuôn kim loại. Bản vẽ lồng phôi.

*Ưu điểm: - Tổ chức hạt kim loại nhỏ mịn (do nguội nhanh) nên cơ tính tốt. - Tiết kiệm được vật liệu làm khuôn và điều kiện lao động tốt. *Nhược điểm: - Giá thành khuôn đắt nên chỉ sử dụng trong sản xuất hàng loạt và hàng khối. SVTH: Hồ Minh Sự Lớp: 18C1A Trang 8 Đồ án môn học: Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD: PGS.TS Lưu Đức Bình - Độ dẫn nhiệt của khuôn lớn nên giảm khả năng điền đầy của kim loại, do đó khó đúc các vật có thành mỏng và khi đúc gang dễ bị hóa trắng.

- Khuôn, lõi bằng kim loại nên không có tính lún, ngăn trở sự co của kim loại nhiều làm cho việc đúc dễ bị nứt. *Kết Luận: - Tuy có một số nhược điểm nhưng do có nhiều ưu điểm nên khuôn kim loại là lựa chọn thích hợp hơn cả cho chi tiết chúng ta chế tạo.3 Phân tích lượng dư Lượng dư gia công được xác định hợp lý về trị số và dung sai sẽ góp phần đảm bảo hiệu quả kinh tế của quá trình công nghệ. Lượng dư quá lớn sẽ tốn nguyên vật liệu, tăng chi phí gia công. Ngược lại, lượng dư quá nhỏ sẽ không đủ hớt đi các sai lệch của phôi.

- Đối với các bề mặt phẳng gia công bằng phương pháp phay lượng dư gia công chọn theo phương pháp chế tạo phôi. - Với các bề mặt lỗ lượng dư gia công là toàn bộ phần phôi nằm trong đường bao kích thước của lỗ.4 Bản vẽ khuôn đúc kim loại chế tạo phôi: Trước khi thành lập bản vẽ vật đúc cũng như bản vẽ khuôn đúc cần tính đến lượng dư gia công để thêm vào vật đúc cũng như các mặt côn để dễ lấy phôi ra khỏi khuôn, điều này là rất quan trọng và đã được nói ở phần phân tích lượng dư. Bản vẽ khuôn đúc kim loại. SVTH: Hồ Minh Sự Lớp: 18C1A Trang 9 Đồ án môn học: Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD: PGS.TS Lưu Đức Bình CHƯƠNG II: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CHI TIẾT.1 Đặc tính về yêu cầu kỹ thuật bề mặt gia công: Qua bản vẽ chế tạo ta có một số bề mặt làm việc yêu cầu độ nhám thấp hơn các bề mặt còn lại do đó cần có các nguyên công gia công bán tinh và gia công tính thay vì chỉ gia công thô.

Các bề mặt còn lại không được gia công cần đạt độ nhám cần thiết do quá trình tạo phôi hình thành. Về sai lệch vị trí tương quan do chi tiết được lắp với các chi tiết khác nên bề mặt chuẩn sẽ là bề mặt lắp tức mặt đáy, do đó các bề mặt làm việc cần có độ sai lệch về vuông góc và song song so với mặt này theo đúng yêu cầu của bản vẽ chế tạo.2 Lương dư gia công các bề mặt: Để tạo ra chi tiết hoàn chỉnh theo các yêu cầu kĩ thuật như bản vẽ chế tạo phôi sau khi được tạo ra từ quá trình đúc cần được gia công để đạt kích thước và độ nhám cần thiết do đó để quá trình này đạt yêu cầu các phôi cần có thêm một lượng dư ở các bề mặt gia công so với kích trên bản vẽ. Lượng dư nói trên cần thích hợp không quá dày hay quá mỏng, nếu lượng dư quá mỏng sẽ gây hiện tượng trượt dao làm bề mặt sau gia công không đạt yêu cầu do không cắt đi hết được lượng sai lệch trong quá trình tạo phôi cũng như không đủ lượng dư để gia công thô và tinh, ngược lại nếu lượng dư lớn sẽ làm giảm năng suất lao động, tăng chi phí và thời gian sản xuất. Vậy nên cần tính lượng dư gia công một cách thích hợp để tối ưu quá trình sản xuất.

Căn cứ vào độ nhám bề mặt của chi tiết ta thấy: - Với các bề mặt có độ nhám 2.5 cần gia công phay thô và tinh. - Với các lỗ có độ nhám 1.25 cần khoét và doa. - Với các bề mặt còn lại yêu cầu Rz20 tức tương đường mức chính xác IT9 trong khi phương pháp tạo phôi đúc trong khuôn kim loại có cấp chính xác từ IT7 đến IT9 và do đó chất lượng bề mặt là đạt yêu cầu và không cần gia công thêm. Từ yêu cầu trên ta tiến hành tra lượng dư gia công ở từng nguyên công.3 Nguyên công gia công: Ngoài việc xác định dạng sản xuất cũng như chi tiết điển hình để thiết lập quy trình công nghệ chúng ta còn phải xem xét khả năng công nghệ của đơn vị sản xuất chi tiết đó.