CHƯƠNG 1. XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT Đối với phần này, là nhằm giúp chúng ta xác định được hình thức tổ chức sản xuất nào hợp lí (đơn chiếc, hàng loạt nhỏ, hàng loạt vừa, hàng loạt lớn, hay là hàng loạt khối) sau đó có thể cải thiện tính công nghệ của chi tiết, chọn phương án chế tạo phôi, chọn thiết bị gia công công nghệ hợp lý cho việc gia công chi tiết.1 MÔ HÌNH HÓA CHI TIẾT Sử dụng phần mềm CAD 3D (Creo Parametric) để mô hình hóa chi tiết gối đỡ gồm những bước sau đây: Bước 1: Vẽ biên dạng Sketch 2D cho chi tiết theo từng kích thước.1 : Biên dạng 2D của chi tiết ống. Bước 2: Xây dựng mô hình 3D của chi tiết ta dùng lệnh Revolve để tạo hình dáng chi tiết ống và khét lỗ của ống dựa trên bước 1. Chi tiết sau khi dùng lệnh Revolve.
4 Bước 3: Dùng lệnh Hole để tạo lỗ bậc trên bể mặt chi tiết theo từng kích thước. Chi tiết được tạo lỗ bậc sau khi dùng lệnh Hole. Bước 4: Dùng lệnh Mirror để tạo lỗ đối xứng. Chi tiết được thể hiện mặt cắt.
5 Bước 5: Vẽ Sketch 2D để tạo rãnh cho chi tiết. Chi tiết được tạo rãnh bằng sketch 2D. Chi tiết hoàn chỉnh.2 XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG CỦA CHI TIẾT. Chi tiết được làm từ thép C35, là thép có hàm lượng cacbon trung bình (0,3 -0,6%).
Mục đích của phần này là xác định thể tích và khối lượng của chi tiết, từ đó xác định hình thức tổ chức sản xuất và cải thiện tính công nghệ của sản phẩm. Sau khi đã thêm trong Edit Materials. Cài đặt đơn vị chiều dài là millimeter, khối lượng là kilogram và thời gian là second. 6 Bước 1: Vào Edit Materials chọn Create new solid material để thêm vật liệu Thép C35 ( Thép có hàm lượng cacbon trung bình) và sau đó gán vật liệu cho chi tiết.
Kết quả chi tiết được hiển thị như hình 1. Thêm vật liệu thép C35. Bước 2: Gán vật liệu C35 đã thêm và Set as Master. Kết quả chi tiết được hiển thị như hình 1.
Chọn vật liệu cho chi tiết. Bước 3: Chọn mục Analysis trên thanh công cụ Creo, sau đó chọn Mass Properties để tính khối lượng cho chi tiết. Kết quả như hình 1. Kết quả khối lượng tính toán.
Ta có khối lượng riêng của chi tiết bạc là D = 7,85 g/cm3 = 7850 kg/m3, Theo tài liệu [1] Theo như bảng trên ta thấy thể tích V của gối đỡ là 6,8951. Ta có khối lượng riêng và thể tích thì sẽ tìm được khối lượng của chi tiết ống lót theo công thức: m = D.10-5 = 0,54 kg Trong đó: m, khối lượng (kg). D, khối lượng riêng (kg/m3).3 XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT Xác định sản lượng hằng năm của chi tiết trong một năm của nhà máy theo công thức (2.1) Trong đó: N0 = 2630 là số sản phẩm sản xuất trong một năm theo kế hoạch. m = 1 là số chi tiết như nhau trong một sản phẩm.
8 α là số phần tram dự trữ chi tiết cho chi tiết máy nói trên dành làm phụ tùng (α = 10÷20%), chọn α = 15%. β là số phần trăm chi tiết phế phẩm trong quá trình chế tạo (β= 3÷5%), chọn β = 4%. Thay các giá trị vào (1. Dựa vào khối lượng m = 0,54 kg và sản lượng của chi tiết sản xuất trong một năm là 2990 (chiếc/năm), ta xác định được dạng sản xuất là hàng loạt vừa [1, trang 25, bảng 2.
PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG 2.1 YÊU CẦU KỸ THUẬT Dựa vào bản vẽ chi tiết, ta có các yêu cầu kỹ thuật của chi tiết: Bề mặt trụ ngoài ∅ 40 mm cấp chính xác IT14, độ nhám bề mặt Ra = 12,5 μm. Bề mặt trụ ngoài Ø50 mm không yêu cầu gia công cắt gọt. Bề mặt lỗ Ø16 mm có cấp chính xác IT8, độ nhám bề mặt Ra = 0,8 μm. Bề mặt lỗ Ø8 mm có cấp chính xác IT8, độ nhám bề mặt Ra = 0,8 μm.
Bề mặt lỗ Ø12 mm có cấp chính xác IT12, độ nhám bề mặt Ra = 2,5 μm. Bề mặt rãnh 6H9 mm có cấp chính xác IT9, độ nhám bề mặt Ra = 6,3 μm. Bản vẽ chi tiết.2 VẬT LIỆU CHẾ TẠO Vật liệu thép C35 có thành phần hóa học và cơ tính như ở bảng 2. Bảng thống kê thành phần hóa học của vật liệu [10] Thành phần hóa học C% Si% Mn% P% S% max max 0,33÷ 0,6 0,15÷ 0,35 0,3÷ 0,6 0,030 0,035 10 Các tính chất cơ học của vật liệu được thể hiện ở bảng 2.
Bảng thống kê tính chất cơ học của vật liệu [11] Thông số Giá trị Đơn vị Độ bền kéo đứt ≥ 540 N / mm2 Giới hạn chảy ≥ 335 N / mm2 Độ giãn dài tương đối ≥ 23 (%) 2.3 ĐÁNH GIÁ TÍNH CÔNG NGHỆ TRONG KẾT CẤU. Tính công nghệ trong kết cấu là những đặc điểm về kết cấu cũng như những yêu cầu kĩ thuật ứng với chức năng làm việc của chi tiết gia công. Nó có ý nghĩa quan trọng trong việc nâng cao tính công nghệ, giảm khối lượng lao động, tăng hệ số sử dụng vật liệu và hạ giá thành sản phẩm. Chi tiết có tỉ lệ L/D = 58/50 (nằm trong khoảng 0,5÷ 3,5) nên chi tiết có độ cứng vững đạt yêu cầu khi gia công.
Chi tiết được đánh số bề mặt gia công. Đối với bề mặt 1: Gia công thô mặt đầu với CCX IT14 độ nhám Ra = 12,5 μm thực hiện dễ dàng thông qua nguyên công tiện thô. 11 Đối với bề mặt 2: Lỗ Ø16 mm có cấp chính xác IT8 và độ nhám Ra = 0,8 μm, nên cần nhiều nguyên công khác nhau để đạt yêu cầu cấp chính xác bằng khoan, Khoét, Doa bán tinh và doa tinh. Phần công việc này trải qua nhiều nguyên công, lỗ thông nên việc thoát phoi dễ dàng.
Khoét sẽ nâng cao độ chính xác và chất lượng bề mặt, dao khoét có nhiều mũi cắt hơn dao khoan do đó có độ cứng vững cao. Nguyên công thực hiện không quá khó nhưng khá tốn thời gian. Đối với bề mặt 3: Gia công dễ dàng rãnh then với loại then bằng, kích thước then b x h x l = 6 x 3,5 x 14 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 4: Tiện với dao chạy dọc gia công để đạt được yêu cầu kĩ thuật với CCX IT14 và độ nhám Ra = 6,3 μm, đường kính đủ để có thể gia công đạt độ chính xác thông qua dao thường.
Đối với bề mặt 5: Gia công mặt đầu thực hiện dễ dàng thông qua nguyên tiện thô. Đối với bề mặt 6: Không yêu cầu gia công, cấp chính xác và độ nhám từ phôi dập ra. Đối với bề mặt 7: Lỗ Ø8 mm có cấp chính xác IT8 và độ nhám Ra 0,8 μm, nên cần nhiều nguyên công khác nhau để đạt yêu cầu cấp chính xác bằng Khoan, Khoét, Doa bán tinh và doa tinh. Phần công việc này trải qua nhiều nguyên công, lỗ thông nên việc thoát phoi dễ dàng.
Khoét sẽ nâng cao độ chính xác và chất lượng bề mặt, dao khoét có nhiều mũi cắt hơn dao khoan do đó có độ cứng vững cao. Nguyên thực hiện không quá khó nhưng khá tốn thời gian gia công. Đối với bề mặt 8, 9: Gia công với cấp chính xác (IT12) doa thô và doa bán tinh để đạt yêu cầu kỹ thuật và đường kính đủ để gia công đạt độ chính xác thông qua dao thường. Kết luận: Dựa trên đánh giá chi tiết, ta thấy thiết kế đảm bảo khả năng gia công cắt gọt, đủ độ cứng vững để gia công.
CHỌN PHÔI VÀ PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI 3.1 CHỌN DẠNG PHÔI Để chọn dạng phôi ta cần căn cứ vào vật liệu, hình dạng, kích thước, dạng sản xuất của chi tiết, cần đi phân tích các ưu nhược điểm của các phương pháp chế tạo phôi ứng với chi tiết để từ đó xác định được dạng phôi hợp lý, tối ưu. Ưu điểm: Chi tiết Bạc có hình dáng đơn giản khối lượng nhẹ, dễ tạo khuôn đúc, tính toán thiết kế dễ dàng, đảm bảo được hình dáng hình học của phôi gần với chi tiết, từ đó tiết kiệm được thời gian gia công, lượng dư, chi phí. Dạng sản xuất hàng loạt vừa của bạc nên dễ cơ khí hóa, tự động hóa nhờ vào việc chế tạo khuôn thuộc nhóm đúc đặc biệt, sử dụng nhiều lần sau khi tháo khuôn, cho năng suất cao, giá thành thấp phù hợp. Công nghệ và trang bị đơn giản.
Nhược điểm: Bạc làm bằng vật liệu thép C35, thép có tính chảy loãng thấp, độ co lớn, hòa tan khí nhiều nên khó đúc, dễ tạo ra các khuyết tật rỗ khí, rỗ co, thiên tích,… nên tính đúc thấp, khó đúc hơn. Chi tiết bạc với dạng sản xuất hàng loạt vừa nhưng phôi đúc thép có nhiều khuyết tật như rổ xỉ, rỗ khí, lõm co,… làm giảm cơ tính, ảnh hưởng đến chất lượng vật đúc, không đủ đảm bảo các yêu cầu của chi tiết trong quá trình gia công; khả năng tạo ra lượng phế phẩm ngang với lượng thành phẩm, không có lợi với dạng sản xuất hàng loạt vừa.2 Phôi rèn tự do a. Ưu điểm: Vật liệu thép C35 có tính dẻo tốt, dễ biến dạng nên dễ cho việc rèn. Khối lượng nhẹ, kích thước của chi tiết bạc nhỏ gọn và đơn giản dễ dàng cho việc rèn.
Phôi rèn không cho lượng dư gia lớn sẽ đảm bảo được chất lượng bề mặt tốt hơn, gia công bán tinh, tinh dễ dàng hơn sau này, tiết kiệm thời gian và chất lượng dao gia công. Nhược điểm: Vật liệu chế tạo là thép C35 có giá thành khá cao, mà phương pháp rèn tự do làm kim loại bị biến dạng lớn, có những mép dư lớn, gây hao phí kim loại và chi phí vật liệu. Bạc có dạng trục nên việc rèn khó khăn hơn, khó đảm bảo các yêu cầu về độ đồng tâm, độ song song, độ đảo,…. Dễ tồn động ứng suất dư sau gia công áp lực từ máy hay người do khó kiểm soát lực và biên dạng.
Sau rèn cơ tính của phôi cao hơn, do tổ chức kim loại mịn chặt. Nên yêu cầu về chất lượng dao để gia công cơ sau cao hơn. Độ chính xác, nhám bề mặt không cao.