Thiết kế quy trình công nghệ gia công thân bơm - Đồ án chế tạo máy

Thiết kế quy trình công nghệ gia công thân bơm cho đồ án công nghệ chế tạo máy. Tối ưu quy trình, nâng cao hiệu quả và chất lượng sản phẩm.

• Tác giả: Nguyễn Anh Huy
• Người hướng dẫn: PGS.TS Phạm Ngọc Tuấn
• Trường học: Trường Đại học Bách Khoa
• Chuyên ngành: Cơ khí chế tạo máy
• Đề tài: Thiết Kế Quy Trình Công Nghệ Gia Công Chi Tiết Thân Bơm
• Loại tài liệu: Đồ án kỹ thuật chế tạo
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI NÓI ĐẦU
• DANH SÁCH HÌNH ẢNH
• DANH SÁCH CÁC BẢNG
• 1. CHƯƠNG 1: XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT, PHÂN TÍCH CHI TIẾT VÀ XÁC ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI
• 1.1. Xác định dạng sản xuất
• 1.1.1. Số lượng chi tiết cần chế tạo
• 1.1.2. Khối lượng chi tiết
• 1.1.3. Xác định dạng sản xuất
• 1.2. Phân tích chi tiết
• 1.2.1. Công dụng của chi tiết
• 1.2.2. Điều kiện làm việc của chi tiết
• 1.2.3. Chọn vật liệu chế tạo chi tiết
• 1.2.4. Xác định dung sai các kích thước, độ nhám bề mặt chi tiết và sai lệch vị trí của các mặt chi tiết
• 1.3. Xác định phương pháp chế tạo phôi
• 1.3.1. Chọn dạng phôi
• 1.3.2. Xác định phương pháp chế tạo phôi
• 1.3.3. Xác định lượng dư của phôi
• 2. CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT
• 2.1. Chọn phương pháp gia công các bề mặt
• 2.1.1. Bề mặt 15 và 19
• 2.1.2. Bề mặt 1 và 8
• 2.2. Lập quy trình công nghệ
• 2.3. Một số phương án gia công chi tiết
• 2.4. Phân tích phương án, chọn phương án phù hợp
• 2.5. Thiết kế các nguyên công theo quy trình công nghệ đã chọn
• 2.5.1. Nguyên công 1: Phay mặt 15
• 2.5.2. Nguyên công 2: Phay mặt 19
• 2.5.3. Nguyên công 3: Phay mặt 1
• 2.5.4. Nguyên công 4: Phay mặt 8
• 2.5.5. Nguyên công 5: Khoan các lỗ 3, 4, 10, 11
• 2.5.6. Nguyên công 6: Khoan các lỗ 2, 6, 9, 13
• 2.5.7. Nguyên công 7: Khoét bề mặt 5, 12
• 2.5.8. Nguyên công 8: Phay mặt 7, 14
• 2.5.9. Nguyên công 9: Khoan lỗ 18
• 2.5.10. Nguyên công 10: Khoan và Tarô 16, 17, 20, 21
• 2.5.11. Nguyên công 11: Khoan lỗ 24
• 2.5.12. Nguyên công 12: Khoan và tarô 22, 23, 25, 26
• 2.5.13. Nguyên công 13: Mài phẳng 15
• 2.5.14. Nguyên công 14: Mài phẳng 19
• 2.5.15. Nguyên công 15: Mài phẳng 1
• 2.5.16. Nguyên công 16: Mài phẳng 8
• 2.5.17. Nguyên công kiểm tra độ không song song
• 2.6. Lượng dư gia công cho các nguyên công
• 2.7. Bảng tổng hợp các nguyên công
• 3. CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ ĐỒ GÁ
• 3.1. Tính toán và thiết kế đồ gá nguyên công 5 (gia công lỗ)
• 3.1.1. Xác định cơ cấu định vị
• 3.1.2. Xác định cơ cấu kẹp chặt, tính lực kẹp cần thiết
• 3.1.3. Xác định các thông số cho các chi tiết của đồ gá
• 3.1.4. Xác định sai số gá đặt
• 3.2. Tính toán và thiết kế đồ gá nguyên công 6 (gia công lỗ)
• 3.2.1. Xác định cơ cấu định vị
• 3.2.2. Xác định cơ cấu kẹp chặt, tính lực kẹp cần thiết
• 3.2.3. Xác định các thông số cho các chi tiết của đồ gá
• 3.2.4. Xác định sai số gá đặt
• 4. CHƯƠNG 4: TÍNH KINH TẾ CỦA QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
• 4.1. Tính các chi phí thành phần
• 4.1.1. Chi phí phôi
• 4.1.2. Chi phí trả lương
• 4.1.3. Chi phí điện năng
• 4.1.4. Chi phí sử dụng dụng cụ cắt
• 4.1.5. Chi phí bảo trì máy
• 4.1.6. Chi phí sử dụng đồ gá
• 4.2. Tính tổng chi phí
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Quy trình công nghệ gia công thân bơm Bí quyết tối ưu hiệu suất

Trong ngành cơ khí chế tạo máy, việc tối ưu hóa quy trình công nghệ gia công thân bơm là yếu tố then chốt quyết định đến năng suất, chất lượng và giá thành sản phẩm. Chi tiết thân bơm đóng vai trò là vỏ bọc bảo vệ, đồng thời là bộ phận chịu áp suất và nhiệt độ cao trong quá trình vận hành của bơm. Một thiết kế tối ưu bơm không chỉ đảm bảo hiệu suất bơm vượt trội mà còn kéo dài tuổi thọ bơm, giảm thiểu rung động bơm và tiếng ồn bơm. Thực tế cho thấy, việc áp dụng các phương pháp gia công chính xác thân bơm và lựa chọn vật liệu thân bơm phù hợp là bước đi chiến lược để đạt được những mục tiêu này. Mục tiêu cuối cùng là tạo ra sản phẩm chất lượng cao với chi phí gia công bơm cạnh tranh nhất trên thị trường.

Nghiên cứu của Đại học Bách Khoa TP.HCM (Nguyễn Anh Huy, Nguyễn Xuân Quang Huy, 2022) đã chỉ rõ: “một quy trình công nghệ gia công hợp lý của một chi tiết sẽ rút ngắn được thời gian gia công và đảm bảo được chất lượng sản phẩm theo yêu cầu từ đó giảm được giá thành, mang đến một hiệu quả kinh tế lớn nhất.” Điều này nhấn mạnh tầm quan trọng của việc lập kế hoạch kỹ lưỡng, từ khâu thiết kế phôi cho đến lựa chọn phương pháp gia công thân bơm cụ thể. Tối ưu hóa quy trình sản xuất bơm không chỉ là một khái niệm lý thuyết mà là một chuỗi các hành động thực tiễn nhằm cải thiện mọi khía cạnh, từ khâu chuẩn bị vật liệu, lựa chọn máy móc, đến kiểm soát chất lượng đầu ra. Việc đầu tư vào công nghệ gia công bơm tiên tiến, kết hợp với thiết kế tối ưu hóa thiết kế cơ khí, là con đường để các nhà sản xuất đạt được lợi thế cạnh tranh bền vững.

1.1. Tầm quan trọng của thiết kế tối ưu bơm trong sản xuất

Thiết kế tối ưu bơm đóng vai trò cực kỳ quan trọng, là nền tảng cho sự thành công của toàn bộ quy trình công nghệ gia công thân bơm. Một thiết kế tối ưu không chỉ đáp ứng các yêu cầu về kỹ thuật, mà còn phải tính đến khả năng chế tạo và hiệu quả kinh tế. Khi thiết kế tối ưu, các kỹ sư cần cân nhắc đến yếu tố thủy lực, độ bền cơ khí, và khả năng chịu mài mòn của thân bơm. Theo tài liệu, chi tiết thân bơm bánh răng yêu cầu khoảng khe hở giữa các đỉnh răng và đường kính trong rất bé, đảm bảo hiệu suất bơm đúng yêu cầu kỹ thuật (Nguyễn Anh Huy, Nguyễn Xuân Quang Huy, 2022). Điều này đòi hỏi độ chính xác cao trong từng bước gia công chính xác thân bơm. Mục tiêu chính là nâng cao hiệu suất bơm, đảm bảo độ bền thân bơm trong điều kiện làm việc khắc nghiệt như chịu áp suất lớn và nhiệt độ cao. Việc bỏ qua giai đoạn thiết kế tối ưu có thể dẫn đến các vấn đề nghiêm trọng như rò rỉ, giảm hiệu suất, và tăng chi phí gia công bơm do phải sửa chữa hoặc làm lại. Do đó, đầu tư vào thiết kế tối ưu hóa thiết kế cơ khí ngay từ đầu là một quyết định mang lại giá trị lâu dài, giúp sản phẩm đạt chất lượng cao và cạnh tranh trên thị trường.

1.2. Các yếu tố cốt lõi ảnh hưởng quy trình công nghệ gia công thân bơm

Nhiều yếu tố chi phối đáng kể đến quy trình công nghệ gia công thân bơm, đòi hỏi sự cân nhắc kỹ lưỡng để đạt được thiết kế tối ưu bơm. Đầu tiên là việc xác định dạng sản xuất: sản lượng hàng năm lớn hay nhỏ sẽ quyết định mức độ tự động hóa và loại máy móc sử dụng. Đối với sản lượng 11960 chiếc/năm và khối lượng 2,571 kg/chiếc, tài liệu gốc xác định đây là dạng sản xuất hàng loạt vừa, đặc trưng bởi sản phẩm tương đối ổn định và dễ điều chỉnh máy tự động. Yếu tố thứ hai là vật liệu thân bơm. Việc chọn vật liệu như gang xám GX 24-44 không chỉ vì tính chất chịu tải trọng cao, chịu mài mòn tốt và giảm rung động bơm mà còn vì tính kinh tế và khả năng gia công kim loại của nó. Các thông số kỹ thuật như dung sai gia công bơm, độ nhám bề mặt thân bơm cũng ảnh hưởng trực tiếp đến lựa chọn phương pháp gia công thân bơm. Ví dụ, bề mặt lắp ghép cần độ nhám thấp (Ra = 1,25 µm) để tránh rò rỉ, trong khi các bề mặt khác có thể có độ nhám cao hơn. Cuối cùng, cấu tạo thân bơm với các bề mặt phức tạp, lỗ ren, và lỗ lắp bánh răng đòi hỏi sự kết hợp linh hoạt của nhiều công nghệ gia công bơm khác nhau như phay, tiện, khoan, doa, và mài để đạt được độ chính xác mong muốn.

II. Thách thức lớn khi thiết kế tối ưu hóa gia công thân bơm hiện đại

Việc thiết kế tối ưu hóa gia công thân bơm trong môi trường sản xuất hiện đại đối mặt với nhiều thách thức đáng kể, từ yêu cầu kỹ thuật ngày càng cao đến áp lực giảm thiểu chi phí gia công bơm. Các thân bơm ngày nay thường có cấu tạo thân bơm phức tạp, đòi hỏi gia công chính xác thân bơm với dung sai cực nhỏ và độ nhám bề mặt hoàn hảo. Điều kiện làm việc khắc nghiệt của bơm, như chịu áp suất và nhiệt độ cao, cũng đặt ra yêu cầu về độ bền thân bơm và khả năng chống mài mòn của vật liệu. Việc cân bằng giữa các yếu tố này trong quá trình tối ưu hóa thiết kế cơ khí là một bài toán khó. Thêm vào đó, áp lực từ thị trường đòi hỏi sản phẩm phải có hiệu suất bơm cao, tuổi thọ bơm lâu dài, nhưng vẫn phải duy trì chi phí gia công bơm ở mức thấp nhất, tạo ra một vòng luẩn quẩn khó giải quyết nếu không có quy trình công nghệ gia công thân bơm được thiết kế chặt chẽ và thông minh.

Bên cạnh các yêu cầu về kỹ thuật, các yếu tố kinh tế cũng là một rào cản lớn. Việc đầu tư vào công nghệ gia công bơm tiên tiến như gia công CNC thân bơm hay phần mềm thiết kế bơm hiện đại có thể làm tăng chi phí ban đầu. Tuy nhiên, nếu không đầu tư, doanh nghiệp sẽ khó đạt được độ chính xác và năng suất cần thiết. Do đó, việc tìm kiếm sự cân bằng giữa đầu tư công nghệ và tối ưu hóa quy trình để giảm chi phí gia công bơm là một thách thức không nhỏ. Việc phân tích CAE bơm và các công cụ mô phỏng giúp dự đoán các vấn đề tiềm ẩn và tối ưu hóa thiết kế cơ khí trước khi bắt đầu sản xuất, nhưng đòi hỏi kiến thức chuyên sâu và kinh nghiệm thực tiễn. Mục tiêu là phát triển một quy trình công nghệ gia công thân bơm: thiết kế tối ưu mà vừa đáp ứng được các tiêu chuẩn kỹ thuật nghiêm ngặt, vừa đảm bảo tính cạnh tranh về giá thành, là hướng đi mà các nhà sản xuất đang nỗ lực theo đuổi.

2.1. Yêu cầu kỹ thuật cao và dung sai gia công thân bơm phức tạp

Yêu cầu kỹ thuật cao là một trong những thách thức lớn nhất trong gia công thân bơm, đặc biệt là các chi tiết có cấu tạo thân bơm phức tạp. Các bề mặt lắp ghép như mặt bích, lỗ lắp bánh răng cần đạt dung sai gia công bơm cực kỳ nhỏ và độ nhám bề mặt thân bơm thấp để tránh rò rỉ và đảm bảo hiệu suất bơm. Theo tài liệu, các kích thước như Ø52 mm (lắp bánh răng) cần cấp chính xác H6, và kích thước 45 mm (lắp bích đầu/đuôi) cần cấp chính xác H7. Độ không vuông góc và độ song song giữa các mặt cũng phải nằm trong giới hạn 0,01 mm. Điều này đòi hỏi gia công chính xác thân bơm ở mức độ tinh vi, sử dụng các phương pháp gia công thân bơm tiên tiến như mài tinh và doa mỏng để đạt được độ nhám Ra 1,25 µm. Việc đảm bảo các yêu cầu này trong quy trình công nghệ gia công thân bơm đòi hỏi sự kiểm soát chặt chẽ ở mọi nguyên công, từ lựa chọn máy móc, dụng cụ cắt đến kỹ năng của người vận hành. Sai sót nhỏ cũng có thể dẫn đến việc chi tiết bị loại bỏ, làm tăng chi phí gia công bơm đáng kể và ảnh hưởng đến tiến độ sản xuất. Đây là một lý do quan trọng để các nhà sản xuất không ngừng tìm kiếm giải pháp tối ưu hóa quy trình sản xuất bơm.

2.2. Vấn đề chi phí gia công bơm và giải pháp hiệu quả tối ưu

Vấn đề chi phí gia công bơm luôn là mối quan tâm hàng đầu của các nhà sản xuất, đặc biệt khi yêu cầu về chất lượng và độ chính xác ngày càng tăng. Chi phí này bao gồm nhiều thành phần: chi phí phôi, chi phí trả lương nhân công, chi phí điện năng, chi phí dụng cụ cắt, chi phí bảo trì máy và chi phí đồ gá. Đối với quy trình công nghệ gia công thân bơm, việc giảm thiểu các chi phí này mà vẫn đảm bảo gia công chính xác thân bơm là một bài toán khó. Tài liệu nghiên cứu đã đưa ra phần tính toán kinh tế của quy trình công nghệ, cho thấy sự ảnh hưởng của mỗi yếu tố đến tổng chi phí. Một trong những giải pháp hiệu quả để tối ưu hóa quy trình sản xuất bơm và giảm chi phí là lựa chọn phương pháp chế tạo phôi đúc phù hợp. Đối với vật liệu gang xám và sản xuất hàng loạt vừa, phương pháp đúc trong khuôn cát – mẫu kim loại, làm khuôn bằng máy, được đánh giá là có tính kinh tế cao. Ngoài ra, việc lựa chọn các dụng cụ cắt chuyên dụng, có tuổi thọ cao và chế độ cắt tối ưu cũng góp phần giảm chi phí. Ứng dụng phần mềm thiết kế bơm và phân tích CAE bơm để dự đoán và khắc phục lỗi sớm cũng giúp tiết kiệm thời gian và chi phí cho các thử nghiệm thực tế. Việc kết hợp các yếu tố này một cách khoa học sẽ tạo nên một quy trình công nghệ gia công thân bơm: thiết kế tối ưu toàn diện.

III. Cách chọn vật liệu và thiết kế thân bơm chuẩn cho độ bền vượt trội

Việc lựa chọn vật liệu thân bơm và thiết kế thân bơm chuẩn đóng vai trò nền tảng để đạt được độ bền thân bơm vượt trội, đặc biệt trong các điều kiện vận hành khắc nghiệt. Mỗi loại vật liệu có những đặc tính riêng, phù hợp với các ứng dụng và yêu cầu kỹ thuật khác nhau của quy trình công nghệ gia công thân bơm. Đối với chi tiết thân bơm bánh răng trong nghiên cứu, vật liệu gang xám GX 24-44 được chọn dựa trên các tiêu chí nghiêm ngặt về độ bền, khả năng chịu nhiệt, và độ chống mài mòn cao. Cụ thể, gang xám GX 24-44 có giới hạn bền kéo 240 N/mm² và giới hạn bền uốn 440 N/mm², với cấu trúc peclit và các tấm graphit nhỏ mịn, giúp chi tiết chịu tải trọng tốt và giảm rung động bơm. Việc lựa chọn này không chỉ đảm bảo hiệu suất hoạt động mà còn tối ưu chi phí gia công bơm do tính phổ biến và giá thành hợp lý của vật liệu.

Sau khi chọn vật liệu, giai đoạn thiết kế thân bơm phải xem xét kỹ lưỡng cấu tạo thân bơm, bao gồm các bề mặt lắp ghép, lỗ ren, và các khoang bên trong. Thiết kế tối ưu cần tính toán đến dung sai gia công bơm, độ nhám bề mặt thân bơm, và sai lệch vị trí giữa các mặt chi tiết. Ví dụ, các bề mặt lắp bích và bánh răng yêu cầu độ nhám Ra 1,25 µm và dung sai chặt chẽ (H6, H7) để đảm bảo độ kín khít và tránh rò rỉ chất lỏng. Việc phân tích chi tiết kỹ lưỡng, từ công dụng đến điều kiện làm việc (chịu áp suất lớn, nhiệt độ cao), giúp định hình các yêu cầu thiết kế. Đặc biệt, việc áp dụng các phần mềm thiết kế bơm (như SolidWorks để phân tích khối lượng) và phân tích CAE bơm giúp mô phỏng và kiểm tra độ bền, dòng chảy, và ứng suất trước khi tiến hành gia công cơ khí chính xác thân bơm. Sự kết hợp chặt chẽ giữa việc lựa chọn vật liệu thông minh và thiết kế tối ưu hóa thiết kế cơ khí là chìa khóa để đạt được hiệu suất bơm cao và tuổi thọ bơm lâu dài.

3.1. Tiêu chí lựa chọn vật liệu thân bơm Độ bền và khả năng chịu nhiệt

Việc lựa chọn vật liệu thân bơm là một bước cực kỳ quan trọng trong quy trình công nghệ gia công thân bơm, ảnh hưởng trực tiếp đến độ bền thân bơm và hiệu suất bơm. Theo tài liệu, vật liệu phải thỏa mãn điều kiện làm việc khắc nghiệt: chịu được áp suất lớn, nhiệt độ cao (do nhiệt trong lưu chất và ma sát bánh răng), và mài mòn. Đồng thời, vật liệu cần có tính kinh tế (phổ biến, giá thành không quá cao). Gang xám GX 24-44 được chọn vì đáp ứng các tiêu chí này. Nó có giới hạn bền kéo 240 N/mm², bền uốn 440 N/mm², và thành phần hóa học tối ưu (C: 3,2–3,5%; Si: 1,5–3,0%; Mn: 0,5–1,0%). Loại gang xám peclit này với các tấm graphit nhỏ mịn giúp chi tiết chịu tải trọng cao, chống mài mòn tốt và giảm rung động bơm. Tính chất giòn của gang khiến phương pháp đúc là lựa chọn phù hợp nhất, thay vì rèn hay dập. Việc cân nhắc kỹ lưỡng các tính chất cơ học, hóa học và khả năng gia công kim loại của vật liệu là cần thiết để đạt được thiết kế tối ưu bơm, đảm bảo tuổi thọ bơm và giảm thiểu chi phí gia công bơm trong dài hạn.

3.2. Phân tích cấu tạo thân bơm và phương pháp chế tạo phôi đúc

Việc phân tích chi tiết và cấu tạo thân bơm là bước đầu tiên để xác định phương pháp chế tạo phôi hiệu quả nhất. Chi tiết thân bơm bánh răng trong tài liệu có hình dạng hộp, kích thước lớn nhất 112 mm, không quá phức tạp. Các bề mặt quan trọng như mặt bích, lỗ lắp bánh răng, lỗ bu lông đòi hỏi gia công chính xác thân bơm. Đối với vật liệu gang xám GX 24-44, phương pháp chế tạo phôi đúc được ưu tiên. Gang có tính chảy loãng cao, nhiệt độ nóng chảy thấp và tính chất giòn, dễ gãy, không phù hợp với rèn hay dập. Phương pháp đúc mang lại tính kinh tế cao, chi phí đầu tư thiết bị thấp và phù hợp với sản xuất hàng loạt vừa. Tài liệu lựa chọn phương pháp đúc trong khuôn cát – mẫu kim loại, làm khuôn bằng máy, với cấp chính xác II (đạt IT15 – IT16) và độ nhám bề mặt phôi Rz 80 µm. Phương pháp này đảm bảo phôi có hình dạng gần giống chi tiết, lượng dư gia công nhỏ, giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất bơm và giảm chi phí gia công bơm ở các bước tiếp theo, đồng thời đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật ban đầu của quy trình công nghệ gia công thân bơm.

IV. Phương pháp gia công chính xác Tối ưu quy trình sản xuất thân bơm

Để đạt được một quy trình công nghệ gia công thân bơm: thiết kế tối ưu, việc lựa chọn và triển khai các phương pháp gia công thân bơm chính xác là cực kỳ quan trọng. Tài liệu nghiên cứu đã phân tích chi tiết các nguyên công gia công, từ phay mặt phẳng, khoan lỗ, khoét lỗ, doa lỗ, đến tarô ren và mài tinh các bề mặt. Mỗi nguyên công đều được tính toán và lựa chọn cẩn thận dựa trên yêu cầu về dung sai gia công bơm và độ nhám bề mặt thân bơm. Ví dụ, các bề mặt lắp ghép cần đạt độ nhám Ra 1,25 µm đòi hỏi phải qua các bước phay tinh và mài tinh. Đối với các lỗ lắp bánh răng, quy trình khoét và doa mỏng là bắt buộc để đạt cấp chính xác cao. Sự phối hợp nhịp nhàng giữa các công nghệ gia công bơm này, kết hợp với việc tối ưu hóa thông số cắt, đảm bảo rằng mỗi bước đều góp phần vào việc tạo ra một thân bơm đạt tiêu chuẩn chất lượng cao nhất.

Tối ưu hóa quy trình sản xuất bơm còn bao gồm việc lựa chọn máy công cụ và dụng cụ cắt phù hợp. Máy phay đứng vạn năng X5032 và máy khoan cần Z3080 × 25 được sử dụng, kết hợp với các loại dao phay mặt đầu CoroMill®, mũi khoan CoroDrill®, dao khoét CoroBore® và mũi tarô CoroTap™ từ hãng Sandvik. Các dụng cụ này được chọn dựa trên khả năng gia công vật liệu gang xám và đạt độ chính xác yêu cầu. Việc tính toán chế độ cắt (tốc độ cắt, lượng chạy dao, chiều sâu cắt) cho từng nguyên công là yếu tố quyết định đến năng suất và chất lượng bề mặt. Chẳng hạn, trong quá trình phay thô và tinh mặt 15, các thông số cắt được tối ưu để đạt độ nhám Rz 40 và Rz 20. Việc áp dụng các giải pháp công nghệ gia công kim loại tiên tiến, bao gồm cả gia công CNC thân bơm, không chỉ tăng năng suất mà còn giảm thiểu sai sót do con người, từ đó giảm chi phí gia công bơm tổng thể và nâng cao hiệu suất bơm của sản phẩm.

4.1. Ứng dụng công nghệ gia công CNC thân bơm cho độ chính xác

Công nghệ gia công CNC thân bơm đã trở thành một giải pháp không thể thiếu trong việc đạt được độ chính xác cao và tối ưu hóa quy trình sản xuất bơm. Các máy CNC (Computer Numerical Control) cho phép lập trình tự động các đường chạy dao phức tạp, đảm bảo gia công chính xác thân bơm với dung sai gia công bơm chặt chẽ và độ nhám bề mặt thân bơm đồng đều. Trong nghiên cứu, việc sử dụng các máy phay đứng vạn năng và máy khoan cần hiện đại, mặc dù không được trực tiếp gọi là CNC, nhưng đã thể hiện khả năng điều khiển thông số cắt chính xác, là bước đệm quan trọng cho việc tích hợp CNC. Với các chi tiết thân bơm có cấu tạo thân bơm phức tạp, nhiều lỗ và bề mặt cong, gia công CNC thân bơm giúp giảm thiểu thời gian gá đặt, loại bỏ sai sót do vận hành thủ công và tăng năng suất đáng kể. Nó cũng cho phép thực hiện các nguyên công gia công phay tiện bơm một cách tự động và liên tục, cải thiện hiệu quả tổng thể của quy trình công nghệ gia công thân bơm. Hơn nữa, việc sử dụng phần mềm thiết kế bơm kết hợp với CAM (Computer-Aided Manufacturing) cho phép mô phỏng quá trình gia công, phát hiện sớm các va chạm hoặc lỗi tiềm ẩn, giúp tối ưu hóa đường chạy dao và giảm thiểu phế phẩm.

4.2. Tối ưu hóa chế độ cắt Bí quyết tăng năng suất gia công phay tiện bơm

Tối ưu hóa chế độ cắt là bí quyết quan trọng để tăng năng suất và chất lượng trong gia công phay tiện bơm, đặc biệt đối với quy trình công nghệ gia công thân bơm. Chế độ cắt bao gồm tốc độ cắt (V), lượng chạy dao (S) và chiều sâu cắt (t). Trong tài liệu, các thông số này được tính toán kỹ lưỡng dựa trên khuyến nghị của hãng Sandvik và khả năng của máy công cụ. Ví dụ, khi phay thô mặt 15, tốc độ cắt được chọn là 236 m/phút, lượng chạy dao 1,0 mm/vòng và chiều sâu cắt 2,5 mm, với công suất cắt cần thiết là 6,3 kW. Để phay tinh, các thông số này được điều chỉnh để đạt độ nhám và chính xác cao hơn (V = 294 m/phút, S = 0,80 mm/vòng, t = 0,5 mm). Việc lựa chọn đúng dao cụ (dao phay mặt đầu CoroMill®, mũi khoan CoroDrill®) và mảnh hợp kim (R390-17 04 08M-KH 3040) phù hợp với vật liệu thân bơm (gang xám) cũng ảnh hưởng trực tiếp đến tuổi thọ dụng cụ và chất lượng bề mặt. Tối ưu hóa chế độ cắt không chỉ giúp đạt được độ nhám bề mặt thân bơm yêu cầu mà còn giảm thời gian gia công cơ bản và tổng thời gian kế toán, từ đó giảm chi phí gia công bơm và nâng cao hiệu suất bơm tổng thể của quy trình công nghệ gia công thân bơm. Điều này cho thấy sự cần thiết của tối ưu hóa quy trình sản xuất bơm chi tiết và khoa học.

4.3. Lập quy trình công nghệ gia công thân bơm hiệu quả cao

Việc lập quy trình công nghệ gia công thân bơm hiệu quả cao đòi hỏi sự phân tích sâu sắc và lựa chọn phương án tối ưu. Tài liệu đã trình bày ba phương án gia công chi tiết, sau đó phân tích ưu nhược điểm của từng phương án. Phương án được chọn là "Phương án 3", với chuẩn thô là hai mặt cong hai bên và chuẩn tinh thống nhất là mặt số 15. Việc có chuẩn tinh thống nhất giúp giảm sai số do thay đổi chuẩn, đảm bảo gia công chính xác thân bơm. Quy trình công nghệ này bao gồm một chuỗi các nguyên công được sắp xếp logic: từ phay thô/tinh các mặt phẳng (15, 19, 1, 8), khoan các lỗ bu lông (3, 4, 10, 11; 2, 6, 9, 13), khoét/doa lỗ lắp bánh răng (5, 12), phay mặt bên (7, 14), khoan lỗ cổng hút/xả (18, 24) đến khoan và tarô ren (16, 17, 20, 21; 22, 23, 25, 26). Mỗi nguyên công đều được xác định rõ ràng về bề mặt định vị, sơ đồ gá đặt, và các bước thực hiện. Việc xây dựng một quy trình công nghệ gia công thân bơm khoa học, có hệ thống là yếu tố then chốt để đạt được thiết kế tối ưu bơm, nâng cao năng suất, giảm thiểu phế phẩm và tối ưu chi phí gia công bơm.

V. Kiểm soát chất lượng gia công thân bơm Đảm bảo độ chính xác tuyệt đối

Kiểm soát chất lượng gia công thân bơm là một giai đoạn không thể thiếu trong quy trình công nghệ gia công thân bơm, đảm bảo rằng mỗi sản phẩm đạt được độ chính xác tuyệt đối và đáp ứng mọi yêu cầu kỹ thuật của thiết kế tối ưu bơm. Các chi tiết thân bơm, đặc biệt là các bộ phận chịu áp suất và có các bề mặt lắp ghép quan trọng, đòi hỏi phải được kiểm tra nghiêm ngặt về dung sai gia công bơm, độ nhám bề mặt thân bơm, và sai lệch vị trí. Việc không kiểm soát chất lượng gia công chặt chẽ có thể dẫn đến các lỗi nghiêm trọng như rò rỉ, giảm hiệu suất bơm, hoặc thậm chí là hỏng hóc trong quá trình vận hành, gây thiệt hại lớn về chi phí gia công bơm và uy tín thương hiệu. Vì vậy, việc thiết lập các điểm kiểm tra chất lượng ở từng nguyên công và sử dụng các dụng cụ đo lường chính xác là tối quan trọng trong quy trình sản xuất bơm hiện đại.

Trong nghiên cứu, các dụng cụ kiểm tra chuyên dụng được sử dụng để đảm bảo chất lượng. Máy đo độ nhám bề mặt PCE RT 2000 (khoảng đo từ 0,005 μm đến 16 μm) dùng để kiểm tra độ nhám bề mặt thân bơm theo yêu cầu Ra 1,25 µm. Thước cặp điện tử Mitutoyo 500-181-30 với độ chính xác 0,01 mm được sử dụng để kiểm tra các kích thước gia công. Ngoài ra, đồng hồ so với độ chính xác 0,01 mm được dùng để kiểm tra độ sai lệch vị trí tương quan giữa các bề mặt và độ không song song. Việc thiết kế và sử dụng các loại đồ gá chuyên dụng, như khối chữ V, phiến tỳ và ê tô, không chỉ để định vị chi tiết mà còn gián tiếp hỗ trợ kiểm soát chất lượng gia công bằng cách đảm bảo độ ổn định và lặp lại của quá trình gia công chính xác thân bơm. Toàn bộ quá trình này nhằm mục đích đạt được các ưu điểm thiết kế tối ưu đã đề ra ban đầu, nâng cao tuổi thọ bơm và giảm thiểu các vấn đề liên quan đến rung động bơm và tiếng ồn bơm.

5.1. Thiết kế đồ gá chuyên dụng cho gia công chính xác thân bơm

Việc thiết kế đồ gá chuyên dụng là một phần không thể thiếu trong quy trình công nghệ gia công thân bơm để đạt được gia công chính xác thân bơm. Đồ gá giúp định vị chi tiết một cách ổn định và chính xác, đảm bảo độ lặp lại cao trong từng nguyên công. Trong tài liệu, các sơ đồ gá đặt được thiết kế chi tiết cho từng nguyên công, sử dụng các cơ cấu định vị như phiến tỳ, khối chữ V (cố định và động) và ê tô. Ví dụ, trong nguyên công 1 (phay mặt 15), chi tiết được định vị bằng phiến tỳ (cố định 3 bậc tự do) và hai khối chữ V (cố định 3 bậc tự do còn lại), đảm bảo chi tiết được cố định 6 bậc tự do hoàn toàn. Thiết kế đồ gá cần tính toán lực kẹp cần thiết để giữ chặt chi tiết mà không gây biến dạng, đồng thời xác định sai số gá đặt để đảm bảo dung sai gia công bơm không vượt quá giới hạn cho phép. Đồ gá không chỉ cải thiện độ chính xác mà còn tăng năng suất bằng cách giảm thời gian gá đặt và tháo chi tiết. Việc sử dụng đồ gá hợp lý còn giúp giảm thiểu rung động bơm trong quá trình gia công, góp phần vào kiểm soát chất lượng gia công và tạo ra thân bơm đạt thiết kế tối ưu bơm.

5.2. Kiểm tra độ nhám bề mặt và dung sai gia công để đảm bảo chất lượng

Kiểm tra độ nhám bề mặt và dung sai gia công là hai yếu tố then chốt trong kiểm soát chất lượng gia công để đảm bảo thân bơm đạt tiêu chuẩn thiết kế tối ưu bơm. Đối với thân bơm, các bề mặt tiếp xúc trực tiếp với lưu chất hoặc lắp ghép với các bộ phận khác đòi hỏi độ nhám bề mặt thân bơm thấp để tránh rò rỉ và giảm ma sát. Tài liệu yêu cầu các bề mặt như 15, 19 (lắp bích) và 5, 12 (lắp bánh răng) phải đạt độ nhám Ra 1,25 µm. Điều này được kiểm tra bằng máy đo độ nhám chuyên dụng như PCE RT 2000. Đồng thời, dung sai gia công bơm của các kích thước quan trọng (ví dụ: Ø52 mm H6, 45 mm H7) cũng được kiểm soát chặt chẽ bằng thước cặp điện tử Mitutoyo có độ chính xác 0,01 mm. Sai lệch hình dáng và vị trí, như độ không vuông góc hoặc độ song song giữa các mặt không vượt quá 0,01 mm, được kiểm tra bằng đồng hồ so. Việc tuân thủ nghiêm ngặt các yêu cầu về độ nhám bề mặt thân bơm và dung sai gia công bơm là yếu tố quyết định đến độ bền thân bơm, hiệu suất bơm và tuổi thọ bơm, khẳng định chất lượng của quy trình công nghệ gia công thân bơm.

VI. Lợi ích vượt trội từ quy trình công nghệ gia công thân bơm tối ưu

Một quy trình công nghệ gia công thân bơm tối ưu mang lại nhiều lợi ích vượt trội, không chỉ trong khía cạnh kỹ thuật mà còn về mặt kinh tế và bền vững. Việc áp dụng các nguyên tắc thiết kế tối ưu hóa thiết kế cơ khí và gia công chính xác thân bơm giúp sản phẩm đạt được hiệu suất bơm tối đa, giảm thiểu năng lượng tiêu thụ và tăng cường độ tin cậy. Khi thân bơm được chế tạo với dung sai gia công bơm chặt chẽ và độ nhám bề mặt thân bơm lý tưởng, các vấn đề như rung động bơm, tiếng ồn bơm và mài mòn sẽ được hạn chế đáng kể, kéo dài tuổi thọ bơm và giảm tần suất bảo trì. Điều này trực tiếp ảnh hưởng đến chi phí gia công bơm và tổng chi phí vòng đời sản phẩm, tạo ra giá trị kinh tế cao cho nhà sản xuất và người dùng.

Ngoài ra, tối ưu hóa quy trình sản xuất bơm còn góp phần vào việc sử dụng vật liệu hiệu quả hơn, giảm lượng phế liệu và tác động môi trường. Việc tích hợp công nghệ gia công CNC thân bơm và các phần mềm thiết kế bơm hiện đại không chỉ nâng cao năng suất mà còn mở ra khả năng ứng dụng bơm công nghiệp rộng rãi hơn, đáp ứng các yêu cầu khắt khe của nhiều ngành nghề khác nhau. Theo tài liệu nghiên cứu, mục tiêu cuối cùng của việc tối ưu hóa quy trình công nghệ gia công thân bơm là đạt được “năng suất – chất lượng – giá thành” tối ưu. Sự phát triển liên tục của công nghệ gia công kim loại và các phương pháp phân tích CAE bơm sẽ tiếp tục định hình tương lai của ngành, mang lại những giải pháp sáng tạo hơn nữa cho việc chế tạo thân bơm. Những lợi ích này không chỉ thúc đẩy sự phát triển của ngành công nghiệp bơm mà còn góp phần vào sự tiến bộ chung của lĩnh vực cơ khí chế tạo.

6.1. Nâng cao hiệu suất bơm và tuổi thọ sản phẩm sau gia công tối ưu

Việc nâng cao hiệu suất bơm và tuổi thọ sản phẩm là mục tiêu hàng đầu của gia công tối ưu. Một quy trình công nghệ gia công thân bơm được thiết kế tối ưu đảm bảo rằng cấu tạo thân bơm đạt được độ chính xác hình học và độ nhám bề mặt cần thiết. Cụ thể, gia công chính xác thân bơm với dung sai gia công bơm chặt chẽ (ví dụ, lỗ lắp bánh răng cấp H6) giúp tối ưu hóa khe hở, giảm thiểu rò rỉ lưu chất và tổn thất năng lượng, từ đó trực tiếp cải thiện hiệu suất bơm. Độ nhám bề mặt thân bơm thấp (Ra 1,25 µm) trên các bề mặt làm việc quan trọng giúp giảm ma sát và mài mòn, không chỉ giảm rung động bơm và tiếng ồn bơm mà còn kéo dài đáng kể tuổi thọ bơm. Vật liệu thân bơm được lựa chọn kỹ càng như gang xám GX 24-44 với khả năng chịu mài mòn tốt cũng đóng góp vào độ bền tổng thể. Các ưu điểm thiết kế tối ưu này không chỉ mang lại giá trị sử dụng cao cho người dùng mà còn giảm thiểu chi phí bảo trì và thay thế, khẳng định vai trò của tối ưu hóa quy trình sản xuất bơm trong việc tạo ra sản phẩm chất lượng vượt trội.

6.2. Hướng phát triển công nghệ gia công thân bơm trong tương lai

Tương lai của công nghệ gia công thân bơm đang hướng tới sự tích hợp sâu rộng của các công nghệ tiên tiến nhằm tiếp tục tối ưu hóa quy trình sản xuất bơm. Một trong những xu hướng nổi bật là gia công CNC thân bơm với độ chính xác và tự động hóa cao hơn, cho phép sản xuất các chi tiết thân bơm có cấu tạo thân bơm phức tạp với dung sai gia công bơm cực kỳ nhỏ. Ứng dụng bơm công nghiệp ngày càng đa dạng, đòi hỏi vật liệu thân bơm mới với các tính chất đặc biệt như khả năng chịu hóa chất, nhiệt độ siêu cao hoặc chống ăn mòn vượt trội. Phần mềm thiết kế bơm và phân tích CAE bơm sẽ ngày càng mạnh mẽ hơn, cho phép mô phỏng toàn diện từ thiết kế đến gia công, dự đoán và khắc phục lỗi sớm, từ đó giảm chi phí gia công bơm và thời gian phát triển sản phẩm. Ngoài ra, sự phát triển của công nghệ gia công kim loại mới như in 3D (Additive Manufacturing) có thể mở ra những khả năng mới cho việc tạo hình thân bơm với hình dạng tối ưu mà các phương pháp gia công thân bơm truyền thống khó thực hiện. Cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 với nhà máy thông minh và dữ liệu lớn (Big Data) sẽ cho phép thu thập và phân tích thông tin từ mọi giai đoạn của quy trình công nghệ gia công thân bơm, liên tục cải tiến và tối ưu hóa để đạt được thiết kế tối ưu bơm hoàn hảo.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1. XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT, PHÂN TÍCH CHI TIẾT VÀ XÁC ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI 1. Xác định dạng sản xuất 1. Số lượng chi tiết cần chế tạo Việc xác định dạng sản xuất để đưa ra một qui trình công nghệ hợp lý, để từ đó cải thiện tính công nghệ của chi tiết, chọn phương pháp để tạo phôi và các phương pháp gia công để đạt được hiệu quả cao với chi phí sản xuất thấp nhất.

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 sau:      N = N 0 .1 +   100   100  trong đó N0 – chi tiết, là số sản phẩm trong một năm, theo đề bài N0 = 10000 chi tiết/năm; m – chiếc, số lượng chi tiết như nhau trong một sản phẩm, chọn m = 1;  – số % dự trữ làm phụ tùng cho chi tiết máy nói trên, chọn  = 15% ;  – số % chi tiết phế phẩm trong quá trình chế tạo, chọn  = 4%. Khối lượng chi tiết Hình 1. Công cụ Mass Properties trong SolidWorks Từ phần mềm SolidWorks, sử dụng công cụ Mass Properties bằng cách chọn biểu tượng Mass Properties trong tab Evaluate.

Đồ án Kỹ thuật chế tạo GVHD: PGS. Phạm Ngọc Tuấn 9 Thể tích của chi tiết (xem hình 1. Khối lượng riêng của Gang xám (Gray Cast Iron):  = 7200 kg/m3. Từ đó tính được khối lượng của chi tiết: M = V  = 357086.

Xác định dạng sản xuất Chi tiết có khối lượng 2,571 kg và sản lượng chế tạo trong một năm là 11960 chiếc. Theo [1, trang 25, bảng 2.1], dạng sản xuất là hàng loạt vừa. Đặc trưng cho dạng sản xuất này là: • Sản phẩm tương đối ổn định, có thể lặp lại theo chu kỳ. • Dễ điều chỉnh máy tự động đạt kích thước.

• Sử dụng tay nghề công nhân có nhiều bậc thợ phù hợp với nhiều nguyên công. Phân tích chi tiết 1. Công dụng của chi tiết Chi tiết dùng làm thân giữa bơm bánh răng, các mặt bích được lắp với các bộ phận của máy. Phần bên trong là nơi lắp bánh răng vào.

Khoảng khe hở giữa các đỉnh răng và đường kính trong của chi tiết rất bé giúp cho việc bơm lưu chất và áp suất của bơm đúng yêu cầu kỹ thuật. Quy trình làm việc của thâm bơm theo [2, trang 2] (xem hình 1. Internal pressure field Radial sealing Hình 1. Quy trình làm việc của chi tiết thân bơm 1.

Điều kiện làm việc của chi tiết Đây là phần tiếp xúc trực tiếp với lưu chất cần bơm cho nên điều kiện làm việc: • Chịu được áp suất lớn. • Chịu được nhiệt độ cao (do nhiệt trong lưu chất và nhiệt do ma sát giữa các răng của bánh răng tạo ra). Đồ án Kỹ thuật chế tạo GVHD: PGS. Phạm Ngọc Tuấn 10 Do chi tiết làm việc trong môi trường áp suất cao và nhiệt độ cao nên yêu cầu độ bền chi tiết cao, vật liệu chế tạo chi tiết phải chịu được nhiệt độ cao cũng như mài mòn trong quá trình vận hành.

Chọn vật liệu chế tạo chi tiết Vật liệu chế tạo chi tiết phải thỏa mãn điều kiện làm việc của chi tiết như có độ bền, độ chịu nhiệt và độ chống mài mòn cao. Mặt khác, vật liệu cũng phải đáp ứng được tính kinh tế như vật liệu phổ biến, giá thành không quá cao. Từ các yêu cầu trên, chọn vật liệu chế tạo chi tiết là gang xám GX 24-44, có các thông số vật lý như sau: • Giới hạn bền kéo 240 N/mm2. • Giới hạn bền uốn 440 N/mm2.

GX 24-44 là loại gang xám peclit với các tấm graphit nhỏ mịn, giúp chi tiết chịu được tải trọng cao, chịu mài mòn tốt và làm giảm rung động trong quá trình bơm vận hành. Thành phần các nguyên tố hóa học trong gang xám được thể hiện trong bảng 1. Thành phần phần trăm các nguyên tố trong gang Nguyên tố C Si Mn P S Hàm lượng (%) 3,2 – 3,5 1,5 – 3,0 0,5 – 1,0 < 0,5 < 0,12 1. Xác định dung sai các kích thước, độ nhám bề mặt chi tiết và sai lệch vị trí của các mặt chi tiết Hình 1.

Đánh số các bề mặt cần gia công của chi tiết Yêu cầu về độ nhám các bề mặt chi tiết: Đồ án Kỹ thuật chế tạo GVHD: PGS. Phạm Ngọc Tuấn 11 • Bề mặt 15 và 19 là mặt được lắp vào bích đầu và bích đuôi, bề mặt 5 và 12 được dùng để lắp bánh răng, bề mặt 1 và 8 để lắp bu lông nên cần độ nhám bề mặt thấp, tăng độ chính xác khi lắp ghép và tránh hiện tượng rò rỉ trong quá trình bơm hoạt động → độ nhám các bề mặt sau khi gia công cần đạt cấp chính xác IT7, tương đương Ra = 1,25 m (theo TCVN 78). • Các bề mặt còn lại có thể chọn độ nhám theo cấp chính xác IT15 (trùng với cấp chính xác của vật đúc), tương đương Rz = 80 m. Yêu cầu về dung sai các kích thước chi tiết: Dựa vào nhiệm vụ của mỗi bề mặt trong quá trình làm việc đồng thời tham khảo theo [2, trang 27] (Catalogue về bơm bánh răng của hãng Bosch), kết hợp với [3] để xác định dung sai phù hợp cho các kích thước của chi tiết.

Miền dung sai H tra theo [3, trang 12, bảng 6], JS [3, trang 13, bảng 7). • Kích thước Ø52+0,02 mm chọn theo cấp chính xác H6 vì lỗ này là nơi lắp bánh răng hoạt động, yêu cầu phải có độ chính xác cao. Nếu độ chính xác không cao thì có thể xảy ra hiện tượng rò rỉ làm giảm hiệu suất làm việc của bơm. • Kích thước 45+0,03 mm chọn theo cấp chính xác H7 vì đây là bề mặt lắp bích đầu và bích đuôi vào thân bơm nên cần độ chính xác cao, tránh hiện tượng rò rỉ chất lỏng.

• Kích thước 40  0,02 mm là khoảng cách giữa hai trục bánh răng, cần chọn cấp chính xác cao để quá trình làm việc diễn ra với hiệu suất cao. • Kích thước Ø11+0,02 mm chọn cấp chính xác H7 vì là kích thước lắp các bu lông xuyên suốt để định vị bích đầu và bích đuôi, đảm bảo độ chính xác lắp ghép. • Khoảng cách tâm các lỗ Ø11 cần đạt độ chính xác cao để có thể ăn khớp với bích đầu và bích đuôi, nên chọn cấp chính xác JS7, lần lượt là 40  0,07 mm và 112  0,07 mm, 46  0,06 mm và 76  0,06 mm (các lỗ trong cùng một cụm phải có dung sai giống nhau). • Kích thước 24  0,15 mm và 72  0,15 mm là dung sai khoảng cách tâm các lỗ ren, chọn theo cấp chính xác JS12.

• Kích thước Ø26+0,21 mm là đường kính của cổng nạp và cổng xả của bơm, kích thước M10+0,15 mm là kích thước của lỗ ren, không cần độ chính xác cao nên chọn theo cấp chính xác H12. • Dung sai các kích thước bao của chi tiết chọn theo cấp chính xác JS12, lần lượt là 106  0,175 mm và 112  0,175 mm (làm tròn thành 0,18 mm). Yêu cầu về sai lệch hình dáng và vị trí giữa các bề mặt chi tiết: • Độ không vuông góc giữa mặt bên 15, 19 so với hai mặt 1, 8 không vượt quá 0,01 mm để đảm bảo chi tiết hoạt động tốt, không bị rò rỉ chất lỏng khi hoạt động. • Độ song song giữa hai mặt bên 15, 19 (nơi lắp với bích đầu và bích đuôi vào thân Đồ án Kỹ thuật chế tạo GVHD: PGS.

Phạm Ngọc Tuấn 12 bơm) không vượt quá 0,01 mm. Sau khi xác định dung sai các kích thước và yêu cầu kỹ thuật về sai lệch hình dạng, vị trí các bề mặt, hình thành được bản vẽ chi tiết như hình 1. Sau khi gia công cần kiểm tra một số các yêu cầu về kỹ thuật của chi tiết bằng một số dụng cụ như sau: • Kiểm tra độ chính xác các kích thước bằng thước cặp có khoảng đo 150 mm và độ chính xác 0,02 mm. • Kiểm tra độ sai lệch vị trí tương quan giữa các bề mặt bằng đồng hồ so có độ chính xác 0,01 mm.

• Kiểm tra độ nhám các bề mặt làm việc quan trọng của chi tiết bằng đồng hồ so có độ chính xác 0,01 mm. Bản vẽ chi tiết 1. Xác định phương pháp chế tạo phôi 1. Chọn dạng phôi Trong gia công cơ khí, các dạng phôi có thể là: phôi đúc, phôi rèn, phôi dập, phôi cán.

Theo [4, trang 168] tổng hợp được một số đặc điểm cơ bản của các loại phôi trên: • Phôi đúc, là phương pháp chế tạo phôi bằng cách nấu chảy kim loại sau đó rót kim loại lỏng vào lòng khuôn có hình dạng giống với hình dạng của vật đúc. Sau khi kim loại đông đặc, ta thu được vật đúc có hình dạng giống với lòng khuôn. Đồ án Kỹ thuật chế tạo GVHD: PGS. Phạm Ngọc Tuấn 13 Thông thường phương pháp đúc sử dụng để đúc các chi tiết như các gối đỡ, các chi tiết dạng hộp, các loại càng phức tạp.

Vật liệu thường dùng cho phôi đúc là gang, thép, đồng, nhôm và một số loại hợp kim khác. • Phôi rèn gồm hai loại là phôi rèn tự do và phôi rèn khuôn. Trong sản xuất đơn chiếc và hàng loạt nhỏ, người ta thường sử dụng phôi rèn tự do. So với rèn tự do (hay còn gọi là rèn khuôn hở), phôi rèn khuôn có độ chính xác và năng suất cao hơn nên được sử dụng rộng rãi trong sản xuất hàng loạt lớn đến hàng khối.

Phôi rèn thường được áp dụng cho các vật liệu có tính dẻo tốt. • Phôi dập có độ chính xác về hình dạng, kích thước và chất lượng bề mặt cũng như cơ tính cao, thường dùng để chế tạo các chi tiết yêu cầu độ chính xác cao. Tuy nhiên, đòi hỏi về máy móc cần có máy dập, máy ép công suất cao, chi phí đầu tư lớn và không sử dụng được đối với những chi tiết có kích thước lớn. Do đó, phôi dập chỉ thích hợp cho dạng sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối.

Dựa vào đặc điểm của các loại phôi nói trên và yêu cầu kỹ thuật của chi tiết, chọn dạng phôi là phôi đúc vì: • Phù hợp với yêu cầu kỹ thuật của chi tiết. Hình dạng thân bơm không quá lớn (kích thước lớn nhất của chi tiết là 112 mm), cấu tạo không quá phức tạp. Ngoài ra, độ nhám bề mặt phôi đúc là phù hợp để tiếp tục tiến hành các bước gia công kế tiếp. • Phù hợp với sản xuất hàng loạt vừa.