CHƯƠNG I: NGHIÊN CỨU CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ TẠO PHÔI 1. NGHIÊN CỨU CHI TIẾT GIA CÔNG 1. PHÂN TÍCH CÔNG DỤNG VÀ ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC Chức năng làm việc của chi tiết: chi tiết cần yêu cầu thiết kế là chi tiết càng gạt thường cò chức năng biến chuyển động thẳng của chi tiết này thành chuyển động quay của chi tiết khác. Ngoài ra chi tiết dạng càng còn dùng để đẩy bánh răng ,nó có chức năng đẩy bánh răng để thay đổi tỉ số truyền,được dùng nhiều trong máy công cụ.
Bề mặt A là bề mặt lắp ráp sau khi gia công xong do vậy nên chon mặt A làm chuẩn tinh chính. Bề mặt quan trọng khi gia công chi tiết và chế độ làm việc - Lỗ Ø30 mm. + Chế độ làm việc, lỗ Ø30 mm sẽ được lắp 1 trục khác 1 SVTH: Bùi Phước Phi GVHD: TS.Lê Linh + Chế độ lắp: lắp theo hệ thống lỗ. + Cấp chính xác cấp 7: gia công khoan + khoét + doa.
+ Độ nhám bề mặt Ra = 1,6 + Dung sai kích thước : Miền dung sai H7 chọn Ø30+0.025mm - Bề mặt lỗ Ø10. + Chế độ làm việc: lắp với trục + Cấp chính xác cấp 7: gia công khoan khoét doa. + Độ nhám bề mặt Ra = 1,6 + Dung sai kích thước : Ø100,018mm. - Bề mặt đáy: + Chế độ làm việc: bề mặt này được đặt vào bề mặt của chi tiết khác.
+ Cấp chính xác cấp 9: gia công phay. + Độ nhám bề mặt Rz = 25. - Rãnh trượt 20 0.025mm + Chế độ làm việc: bề mặt này được đặt vào bề mặt của chi tiết khác. + Cấp chính xác cấp 9: gia công phay rãnh.
+ Độ nhám bề mặt Rz = 25. Yêu cầu kỹ thuật : - Độ không song song giữa các mặt đầu là 0,05 mm. - Độ không đối xứng giữa rãnh 20mm không quá 0. - Độ không vuông góc giữa mặt đáy so với mặt B là 0,05mm.
2 SVTH: Bùi Phước Phi GVHD: TS.Lê Linh - Các bề mặt có gia công còn lại với cấp chính xác 11-9, đạt độ nhám Rz=25. Chọn vật liệu để gia công chi tiết: Vật liệu chế tạo là gang xám GX15-32. Giới hạn của độ bền kéo 150 N/mm2 Độ giãn dài δ = 0,5% Giới hạn bền uốn 320 N/mm2 Giới hạn bền nén 600 N/mm2 Độ cứng 170-229 HB, chọn HB = 190 Dạng graphit tấm nhỏ mịn. Tính chất lý, hóa đủ đáp ứng chức năng phục vụ vào công nghệ chế tạo.
Chi tiết là gang xám kí hiệu: GX 15-32 nên ta chế tạo bằng phương pháp đúc. Gang xám GX15-32 dùng cho các bộ phận chịu tải trọng nhẹ và ít va đập như thân máy, ống nước, bệ máy… Do ma sát nhỏ nên cũng dùng để chế tạo các ổ trượt và bánh răng.3 Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết: - Với chi tiết cho như bản vẽ, về kết cấu đã được đơn giản hóa gần như hoàn toàn. Với kết cấu đơn giản như vậy ta nên chọn phương pháp tạo phôi là đúc. - 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: tiện, phay, khoan, khoét,… - Vì những phương pháp này cho năng suất cao.
- Về cơ bản tất cả các bề mặt gia công thì dụng cụ cắt có thể tiếp cận được dễ dàng. Riêng bề mặt lỗ Ø30mm có thể gia công để đạt được độ chính xác bằng phương pháp: doa, mài, chuốt. XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT: 2. Sản lượng chi tiết cần chế tạo: - Số lượng chi tiết cần chế tạo trong một năm tính theo công thức: 3 SVTH: Bùi Phước Phi GVHD: TS.Lê Linh α β N=No m 1+ 1+ 100 100 (chiếc/năm) Trong đó: • No = 80000 là số lượng sản phẩm theo kế hoạch trong 1 năm.
• m = 1: Số lượng chi tiết trong 1 sản phẩm. • : Số % phế phẩm trong quá trình chế tạo (3%- 6%) • : Số % chi tiết chế tạo thêm để dự trữ (5% - 7%) Chọn =3%, chọn = 5%: 3 5 N = 40000. Khối lượng chi tiết: - Khối lượng của chi tiết được xác định theo công thức: Q=V×d Trong đó: • Q : khối lượng của chi tiết ( Kg) • V : thể tích của chi tiết ( dm3) • d: khối lượng riêng của vật liệu ( kg/dm3) - Thể tích chi tiết: 0. - Khối lượng riêng của gang xám: 7.
Dạng sản xuất Dựa vào sản lượng và trọng lượng chi tiết 4 SVTH: Bùi Phước Phi GVHD: TS.Lê Linh Ta xác định được dạng sản xuất là hàng loạt lớn 3. CHỌN PHÔI VÀ PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHÔI: 3. Dạng phôi Việc lựa chọn phôi dựa trên cơ sở sau:Vật liệu và cơ tính mà chi tiết gia công đòi hỏi. - Hình dáng kết cấu và kích thước của chi tiết gia công.
- Dạng sản xuất - Điều kiện cụ thể của cơ sở sản xuất - Việc chọn phôi phụ thuộc rất nhiều vào dạng sản xuất. Với chi tiết gia công dựa vào các đặc điểm kết cấu hình dáng kích thước của chi tiết, yêu cầu kỹ thuật, độ bóng, độ đồng tâm, độ vuông góc và khả năng làm việc của chi tiết ta có các phương pháp chế tạo phôi như rèn, dập, cán, đúc. Việc xác định phương pháp chế tạo phôi hợp lý sẽ đảm bảo yêu cầu kỹ thuật của chi tiết mà còn ảnh hường đến giá thành của sản phẩm. Chọn phôi hợp lý sẽ làm cho quá trình công nghệ đơn giản, ít phí tổn vật liệu, kích thước của phôi đảm bảo phân bố đủ lượng dư cho quá trình gia công.
Cho nên hình dáng của phôi cần được chế gần giống với của chi tiết gia công, giảm sai số nhằm tăng năng suất hạ giá thành sản phẩm. Ngày nay trong sản xuất sử dụng rất nhiều loại phôi nhưng căn cứ vào các phương pháp chế tạo phôi hiện nay có thể phân thành 03 nhóm công nghệ chế tạo phôi như sau: 1. Chế tạo phôi bằng công nghệ đúc 5 SVTH: Bùi Phước Phi GVHD: TS. Chế tạo phôi bằng công nghệ rèn, dập 3.
Chế tạo phôi bằng công nghệ cán Mỗi công nghệ có những đặc điểm riêng như sau: Phương pháp chế tạo phôi đúc: Phôi đúc được chế tạo bằng cách rót kim loại vào lòng khuôn có hình dạng và kích thước nhất định. Sau khi kim loại đông đặc trong khuôn ta thu được vật đúc có hình dạng và kích thước tương tự lòng khuôn. Phôi đúc có thể được áp dụng cho bất kỳ loại vật liệu nào khi ta có thể nấu chảy chúng và chúng đông đặc lại khi làm nguội như kim loại đen, kim loại màu và cả vật liệu phi kim (như chất dẻo). So với các dạng phôi khác, phôi đúc chiếm ưu thế về mặt phức tạp của hình dáng sản phẩm và phạm vi khối lượng của vật đúc rất rộng (từ vài gam đến vài trăm tấn).
Vì vậy hầu hết các loại thân máy, vỏ động cơ, giá đỡ, … đều được chế tạo từ phương pháp đúc. Ngoài ra quy trình công nghệ đúc tương đối đơn giản, vốn đầu tư ít nên giá thành thấp. Tuy nhiên, ngoài một vài phương pháp đúc có độ chính xác cao (như đúc trong khuôn kim loại, đúc áp lực, …) thì đa số phôi đúc có độ chính xác thấp, độ bóng bề mặt kém, lượng dư gia công lớn và hao tốn kim loại nhiều. Chất lượng phôi đúc nói chung thấp hơn so với các loại phôi khác vì quá trình trình hình thành vật đúc thường xảy ra các khuyết tật như rỗ co, lõm co, rỗ khí, rỗ xỉ, nứt làm giảm cơ tính vật liệu.
Nhìn chung với các ưu điểm nêu trên thì phôi đúc được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực công nghiệp, khối lượng vật đúc chiếm 40 – 80% tổng khối lượng máy móc. Trong ngành chế tạo máy, khối lượng vật đúc chiếm đến 90% nhưng giá thành chỉ chiếm 20 – 25%. Phương pháp chế tạo phôi rèn, dập: Gia công rèn, dập (hoặc gia công biến dạng) là phương pháp gia công dựa vào tính dẻo của vật liệu để làm biến dạng vật liệu dưới tác dụng của ngoại lực nhằm tạo ra sản phẩm có hình dạng và kích thước nhất định. 6 SVTH: Bùi Phước Phi GVHD: TS.Lê Linh So với các phương pháp chế tạo phôi đúc hoặc hàn thì gia công rèn, dập có các ưu điểm sau: 1.
Vật liệu biến dạng ở thể rắn nên sau khi gia công sẽ bị thay đổi cơ, lý tính, cấu trúc hạt kim loại mịn hơn, hạt đồng đều hơn và cơ tính cao hơn. Chất lượng bề mặt tốt hơn và giảm được lượng dư gia công. Giảm được các khuyết tật của vật đúc như rỗ khí, rỗ co. Một số phương pháp như dập thể tích, ép chày cho năng suất cao.
Tuy nhiên so với phôi đúc thì phương pháp chế tạo phôi rèn, dập bị hạn chế ở khối lượng sản phẩm và không thực hiện được với các chi tiết có khối lượng quá lớn. Mặt khác phương pháp rèn, dập cũng không sử dụng được cho các chi tiết có độ phức tạp hình dáng cao cũng như vật liệu không có khả năng biến dạng dẻo. Các phôi rèn, dập được sử dụng nhiều trong các chi tiết máy đòi hỏi khả năng chịu tải động lớn, đặc biệt là ngành công nghiệp sản xuất ô tô, xe lửa (Khối lượng phôi rèn, dập chiếm 60 – 80% khối lượng các chi tiết trong các đầu máy xe lửa, ô tô). Ngày nay công nghệ chế tạo phôi rèn dập được chú trọng phát triển theo hướng nâng cao chất lượng bề mặt chi tiết, tăng cường tự động hóa nhằm nâng cao năng suất, hạ giá thành cũng như mở rộng khả năng thiết bị cho các phôi có kích thước lớn.
Phương pháp chế tạo phôi cán: Cán là cho phôi đi qua khe hở giữa hai trục cán quay ngược chiều nhau, làm cho phôi bị biến dạng dẻo ở khe hở, kết quả là chiều dày của phôi giảm xuống, chiều dài tăng lên rất nhiều. Hình dạng mặt cắt của phôi cũng thay đổi theo mặt cắt của khe hở giữa hai trục cán. Sản phẩm sản xuất bằng phương pháp cán được dùng trong mọi ngành công nghiệp (cơ khí, xây dựng, giao thông vận tải…). Tùy theo hình dáng sản phẩm cán có thể chia thành bốn nhóm chủ yếu: hình, tấm, ống, đặc biệt.
Sản phẩm cán hình được chia thành hai nhóm: 1. Nhóm thông dụng có prôfin đơn giản (tròn, vuông, hình chữ nhật, lục giác, chữ 7 SVTH: Bùi Phước Phi GVHD: TS.Lê Linh U, chữ T,…) 2.