CHƯƠNG 1 : PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG I. Phân tích chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết 1. Công dụng của chi tiết. Là một chi tiết điển hình của các chi tiết dạng càng, biến đổi chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến.
Trên càng gạt có ba lỗ cơ bản, trong đó có hai lỗ trong chúng song song với nhau. Chi tiết là bộ phận nối giữa trục điều khiển và các bánh răng di trượt nhằm điều chỉnh sự ăn khớp của các cặp bánh răng trong các hộp tốc độ, hộp chạy dao khi cần thay đổi tỷ số truyền. Vật liệu chế tạo: Vật liệu phải được chọn sao cho hợp lý, đảm bảo về giá thành sản xuất, khả năng gia công và đặc biệt là khả năng có thể nhiệt luyện để đạt được độ cứng theo yêu cầu đề ra đối với chi tiết. Chi tiết là gang xám, kí hiệu GX 15-32, ta có các thông số sau: Giới hạn bền kéo 150 N/mm2 Độ dẻo dai δ ≈ 0,5% Giới hạn bền uốn 320 N/mm2 Gới hạn bền nén 600 N/mm2 Độ cứng 170-229 HB, chọn HB = 190 Dạng grafit: tấm nhỏ Tính chất lý, hóa đủ đáp ứng chức năng phục vụ vào công nghệ chế tạo.
Do vật liệu làm từ GX15-32 nên tương đối thông dụng và rẻ tiền. Có độ bền không cao nên GX15-32 ứng dụng để chế tạo các chi tiết ít chịu lực. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết: Các bề mặt gia công chủ yếu là các bề mặt lỗ và bề mặt phẳng, nên sử dụng các phương pháp gia công chủ yếu như: phay, khoan, khoét, doa. Vì những phương pháp này cho năng suất cao.
3 lỗ làm việc với trục nhiều nhất nên yêu cầu độ chính xác và dung sai cao hơn, với độ nhám bề mặt Ra = 2,5 và 5 ( bán tinh ) và dung sai kích thước của 3 lỗ là +0.027 đã phù hợp với điều kiện làm việc bình thường, ít va đập của nó. Với rãnh không làm việc nhiều nhữ lỗ thì có thể yêu cầu về độ nhám bề mặt không cao. Kết luận: Khi gia công bề mặt của lỗ để đảm bảo yêu cầu về độ vuông góc và độ nhám, để tránh phải gia công toàn bộ mặt dưới của lỗ, ta sẽ sửa lỗ của phôi đối xứng. Vì vậy chỉ cần gia công phần bề mặt lồi thay vì toàn bộ mặt.
Yêu cầu kỹ thuật của chi tiết: Các kích thước không ghi chế tạo theo cấp chính xác ±IT14, H14, Đảm bảo độ vuông góc của mặt phẳng so với bề mặt A h14. Độ nhám bề mặt Rz = 40. Dựa trên các yếu tố công nghệ và yêu cầu kỹ thuật của chi tiết, ta sửa lại chi tiết cho phù hợp: CHƯƠNG 2: XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT I. Sản lượng chi tiết cần chế tạo Số lượng chi tiết cần chế tạo trong một năm tính theo công thức : α+ β N = N 0 .(1 + ) 100 - Trong đó: + N0 = 5000 là số sản phẩm trong một năm theo kế hoạch.
+ m = 1 : Số lượng chi tiết trong một sản phẩm. + α : Số phần trăm phế phẩm trong quá trình chế tạo (3%- 6%) + β : Số phẩm trăm chi tiết chế tạo thêm để dự trữ(5% - 7%) - Ta chọn α =5%, chọn β = 6% Ta được: 5+6 N = 5000.(1 + 100 ) = 5550 (chiếc/ năm) - Dựa theo sản lượng chi tiết và khối lượng chi tiết là: Q = V.γ ( kg ) Thể tích của chi tiết: V ≈ 85513 ( mm3 ) = 0,085513 ( dm3 ) Trọng lượng riêng của chi tiết: γGang xám = ( 6,8 – 7,4 ) ( kg/dm3 ) Chọn γGang xám = 7,1 ( kg/dm3 ) Trọng lượng của chi tiết: G=V.0,085513 = 0,607 ≈ 0,61 ( kg ) Ta xác định dạng sản xuất của chi tiết dựa vào bảng [I, 1 – Trang 13 ]: Q - trọng lượng chi tiết Dạng sản xuất > 200 kg 4÷200 kg < 4 kg Sản lượng hàng năm của chi tiết (chiếc) Đơn chiết <5 < 10 < 100 Hàng loạt nhỏ 55 - 10 10 - 200 100 - 500 hàng loạt vừa 100 - 300 200 - 500 500 – 5000 Hoàng loạt lớn 300 - 1000 500 - 1000 5000 - 50000 Hàng khối > 1000 > 5000 > 50000 → Ta xác định được dạng sản xuất là hàng loạt lớn. CHƯƠNG 3: CHỌN PHÔI VÀ PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI I. Xác định phương pháp chế tạo phôi 1.
Chọn dạng phôi Loại phôi được xác định theo kết cấu của chi tiết, điều kiện, dạng sản xuất và điều kiện sản xuất cụ thể của từng nhà máy, xí nghiệp và địa phương. Chọn phôi tức là chọn phương pháp chế tạo phôi, xác định lượng dư, kích thước và dung sai của phôi. Điều kiện sản xuất thực tế xét về mặt kỹ thuật và tổ chức sản xuát ( khả năng về thiết bị, trình độ, chế độ lao động ). Phôi đúc Khả năng tạo hình và độ chính xác phụ thuộc vào cách chế tạo khuôn, có thể đúc được các chi tiết có hình dạng từ đơn giản đến phức tạp.
Vật liệu dùng cho phôi đúc là gang, thép, đồng, nhôm và các loại hợp kim khác. Đúc được thực hiện trong khuôn cát, khuôn kim loại, trong khuôn vỏ mỏng và các phương pháp đúc ly 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 cho hợp lý: Phương pháp đúc với cách làm khuôn theo mẫu gỗ có độ chính xác của phôi đúc thấp. Phương pháp đúc áp lực trong khuôn kim loại cho độ chính xác của phôi đúc cao.
Phương pháp đúc trong khuôn cát, làm khuôn bằng thủ công có phạm vi ứng dụng rộng, không bị hạn chế bởi kích thước và khôi lượng vật đúc, phí tổn chế tạo phôi thấp, tuy nhiên năng suất không cao. Phương pháp đúc trong khuôn kim loại có phạm vi ứng dụng hẹp hơn về kích thước và khôi lượng vật đúc, chi phí chế tạo khuôn cao. Tuy nhiên phương pháp này cho năng suất cao, thích hợp cho sản xuất hàng loạt. Phôi rèn tự do Trong sản xuất đơn chiếc và hàng loạt nhỏ, người ta thay phôi bằng phôi rèn tự do.
Ở phương pháp rèn tự do, thiết bị, dụng cụ chế tạo phôi là van năng. Ưu điểm: Có hệ số dung sai lớn. Cho độ bền cơ tính cao, phôi có tính dẻo và đàn hồi tốt. Rèn khuôn có độ chính xác cao, năng suất cao.
( phụ thuộc vào độ chính xác khuôn ) Trong điều kiện sản xuất nhỏ là giá thành hạ. ( không phải chế tạo khuôn dập ) Nhược điểm: Chỉ tạo chi tiết có hình dáng đơn giản và năng suất thấp. Khi rèn khuôn phải có khuôn chuyên dùng cho từng chi tiết. Chi phí làm khuôn cao.
Khó đạt được các kích thước với cấp chính xác 7-8, những chi tiết có hình dạng phức tạp. Phôi cán Có profile đơn giản như: tròn, vuông, lục giác, lăng trụ,… dùng để chế tạo các trục trơn, trục bậc có đường kính ít thay đổi, hình ống, ống vạt, tay gạt, trục ren, mặt bích. Phôi cán định hình phổ biến thường là phôi thép góc, thép hình I, U, V,… được dùng trong các kết cấu lắp, phôi cán định hình cho từng lĩnh vực riêng, được dùng để chế tạo các toa tàu, các máy kéo, máy nâng,… Phôi cán được dùng hợp lý trong các trường hợp sau, khi cán không cần phải gia công cơ tiếp theo, điều đó quan trọng khi chế tạo chi tiết bằng thép và hợp kim khó gia công, đắt tiền. Ưu điểm: Cơ tính cao, sai số phôi cán thường thấp, cấp chính xác 9-12.
Nhược điểm: Không dùng được đối với các chi tiết có hình dạng phức tạp, có một số mặt có độ chính xác 6-7. Ngoài ra trong sản xuất thực tế người ta còn dùng phôi hàn nhưng vi mô nhỏ hơn. Dựa vào đặc điểm của các phương pháp chế tạo phôi trên, ta chọn phôi đúc vì: Giá thành chế tạo vật đúc rẻ. Thiết bị đầu tư ở phương pháp này tương đối đơn giản nên đầu tư thấp.
Phù hợp với sản xuất hàng loạt lớn. Độ nhám bề mặt, độ chính xác phôi đúc. Chọn phương pháp chế tạo phôi 1. Phương pháp chế tạo phôi Trong đúc phôi có những phương pháp sau: 1.
Đúc trong khuôn cát – mẫu gỗ Chất lượng bề mặt trong khuôn mẫu không cao, giá thành thấp, trang thiết bị đơn giản, phù hợp cho sản xuất đơn chiếc và hàng loạt nhỏ. Loại phôi này có cấp chính xác IT16 => IT17. Độ nhám này có cấp chính xác Rz = 160. Đúc trong khuôn cát mẫu kim loại Nếu công việc làm khuôn được thực hiện bằng máy thì có cấp chính xác khá cao, giá thành cao hơn so với đúc trong khuôn cát mẫu gỗ.
Cấp chính xác của phôi: IT15 => IT16. Độ nhám bề mặt Rz = 80. Chất lượng bề mặt của chi tiết tốt hơn phương pháp đúc vơi mẫu gỗ, đúc được những chi tiết hình dạng lớn và phức tạp, nên phù hợp cho sản xuất hàng loạt vừa và lớn. Đúc trong khuôn kim loại Cấp độ chính xác cao, giá thành đầu tư lớn, phôi có hình dạng gần giống chi tiết lượng dư nhỏ, tiết kiệm được vật liệu nhưng giá thành sản phẩm cao.
Cấp chính xác của phôi: IT14 => IT15. Độ nhám bề mặt: Rz = 40. Phương pháp này cho năng suất cao, đặc tính kỹ thuật tốt nhưng giá thành cao, không phù hợp trong sản xuất hàng loạt vừa và lớn. Đúc ly tâm Loại này chỉ 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 sỉ. Đúc áp lực Dùng áp lực để điền đầy kim loại trong khuôn. Hợp kim 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. Nhưng không phù hợp với sản xuất vừa vì giá thành cao. Đúc trong khuôn mỏng Là dạng đúc điền đầy sáp vào lòng khuôn, thành khuôn mỏng chừng 6-8 mm.
Có thể đúc được gang, thép, kim loại màu, khối lượng vật đúc đến 100kg. 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 quang hoặc bên trong có nước lưu thông làm nguội.