Chương 1: PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT 1.1: Phân tích chức năng và điều kiện của chi tiết. Theo đề bài thiết kế: ” Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo chi tiết dạng càng” Từ bản vẽ ta thấy đây là chi tiết càng gạt với sản lượng 3955 chi tiết/năm, điều kiện sản xuất tự do. Cần nối trục là một dạng chi tiết trong họ chi tiết dạng càng, chúng là một loại chi tiết có một hoặc một số lỗ cơ bản mà tâm của chúng song song với nhau hoặc tao với nhau một góc nào đó. Chi tiết dạng càng thường có chức năng biến chuyển động thẳng của chi tiết này ( thường là piston của động cơ) thành chuyển động quay của chi tiết khác (như là trục khuỷu) hoặc ngược lại.
Ngoài ra chi tiết dạng càng còn dùng để đẩy bánh răng ( khi cần thay đổi tỉ số truyền trong các hộp tốc độ). Điều kiện làm việc của tay biên đòi hỏi khá cao: + Luôn chịu ứng suất thay đổi theo chu kỳ. + Luôn chịu lực tuần hoàn, va đập.2: Phân tích tính công nghệ trong kết cấu chi tiết. Tính công nghệ trong kết cấu phải được đảm bảo từ khâu thiết kế để giảm thời gian và nâng cao chất lượng khi chế tạo, đảm bảo độ cứng vững, độ bền khi gia công.
Các bề mặt chuẩn đảm bảo gá đặt chi tiết khi gia công và lắp ráp. Bề mặt gia công thuận lợi cho việc gia công trên máy phay, máy khoan và máy doa. Các lỗ đồng tâm thuận tiện cho việc gia công cùng một lần gá, đảm bảo độ chính xác gia công. Bề mặt làm việc chủ yếu của càng gạt là hai bề mặt trong của trụ lỗ trụ lớn.
- Hai đường tâm của lỗ trụ Φ25, Φ11 phải song song với nhau và cùng vuông góc với mặt đầu của chi tiết. Hai đường tâm của lỗ và rãnh phải đảm bảo khoảng cách A = 1200,05, độ không song song của hai hai măt A và B là <0,05 mm, độ không vuông góc của tâm lỗ trụ so với mặt B là <0,05 mm, các mặt 11 Downloaded by MON HOANG (monmon3@gmail.com) lOMoARcPSD|39222806 phẳng phải được làm sạch và cùn các cạnh sắc độ đồng tâm <0,05 Qua các điều kiện kỹ thuật trên ta có thể đưa ra một số nét công nghệ điển hình gia công chi tiết càng gạt như sau: + Kết cấu của càng phải được đảm bảo độ cứng vững. + Với cần nối trục, với kích thước không lớn lắm phôi nên chọn là phôi đúc và vì để đảm bảo các điều kiện làm việc của cần nối trục. + Kết cấu của càng nên chọn đối xứng qua mặt phẳng nào đó.
Đối với cần nối lỗ vuông góc cần phải thuận lợi cho việc gia công lỗ. + Kết cấu của càng phải thuận lợi cho việc gia công nhiều chi tiết cùng một lúc. + Kết cấu của càng phải thuận lợi cho việc chọn chuẩn thô và chuẩn tinh thống nhất. Với cần nối trục, nguyên công đầu tiên và nguyên công thứ hai là gia công hai mặt đầu cùng một lúc để đảm bảo độ song song của 2 mặt đầu và để làm chuẩn cho các nguyên công sau ( gia công lỗ trụ chính ).
Và thứ tự gia công của hai mặt đầu là phay bằng dao phay mặt đầu. Vật liệu:thép C45 Bảng 1.1:Thành phần hóa học của thép C45 C Si Mn S P Ni Cr 0,4-0,5 0,17-0,37 0,5-0,8 0,045 0,045 0,3 0,3 1.3: Xác định dạng sản xuất. Dạng sản xuất là một khái niệm đặc trưng có tính chất tổng hợp giúp cho việc xác định hợp lý đường lối , biện pháp công nghệ và tổ chức sản xuất để chế tạo ra sản phẩm đạt các chi tiêu kinh tế, kỹ thuật. Các yếu tố đặc trưng của dạng sản xuất là: + Sản lượng.
+ Tính ổn định của chi tiết. + Tính lặp của quá trình sản xuất. + Mức độ chuyên môn hoá trong sản xuất. 12 Downloaded by MON HOANG (monmon3@gmail.com) lOMoARcPSD|39222806 Tuỳ theo sản lượng hàng năm và mức độ ổn định của sản phẩm mà người ta chia ra 3 dạng sản xuất sau đây.
+ Sản xuất đơn chiếc. + Sản xuất hàng loạt. + Sản xuất hàng khối. Dạng sản xuất đơn chiếc Có đặc điểm là sản lượng hàng năm ít từ vài đến vài chục chiếc.
Sản phẩm không ổn định do nhiều chủng loại, chu kỳ chỉ tạo không được xác định do vậy trong dạng sản xuất này thường sử dụng thiết bị và công nghệ vạn năng. Dạng sản xuất hàng loạt. Có sản lượng hàng năm không quá ít sản phẩm, được chế tạo hàng loạt theo chu kỳ xác định và sản phẩm tương đối ổn định mà người ta chia ra: hàng loạt vừa nhỏ, hàng loạt vừa và hàng loạt lớn. Dạng sản xuất hàng khối.
Có sản lượng hàng năm lớn, sản phẩm ổn định, trình độ sản xuất chuyên môn hoá tương đối cao, trang thiết bị cồng nghệ thường là chuyên dùng, quá trình công nghệ được thiết kế và tính toán chính xác, được in thành các tài liệu công nghệ có nộ dung cụ thể và tỉ mỉ, trình độ thợ máy không cần cao nhưng điều chỉnh giỏi. Trình độ chuyên môn được xác định tổng quát. Mỗi dạng sản xuất có những đặc điểm riêng phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau. Những đặc điểm của từng dạng sản xuất ở trên.
Còn ở đây ta nghiên cứu phương pháp xác định chúng theo tính toán. Muốn xác định dạng sản xuất trước hết phải biết sản lượng hàng năm của chi tiết gia công. Để xác định dạng sản xuất ta cần dựa vào khối lượng chi tiết và sản xuất hàng năm của chi tiết: - Từ bản vẽ chi tiết ta xây dựng vẽ 3D trên phần mềm Solidworks và tính được khối lượng chi tiết là m = 1 kg. 13 Downloaded by MON HOANG (monmon3@gmail.com) lOMoARcPSD|39222806 Hình 1.1: Khối lượng chi tiết Sản lượng hàng năm của chi tiết được xác định theo công thức 2.ta chọn =6% : Số phế phẩm chủ yếu trong các xưởng đúc, rèn ( =3% 6%).ta chọn =4% Thay vào công thức (1) 4+ 6 N=3955.1(1+ 100 )= 4350 (chi tiết) Tính trọng lượng của chi tiết theo công thức 2.
V= 0,129 (dm3 )Thể tích của chi tiết (Sử dụng phần mềm Soildwork để 14 Downloaded by MON HOANG (monmon3@gmail.com) lOMoARcPSD|39222806 tính.) Ta thay vào công thức (2) ta có: Q = 0,129 .012908 (kg) Dựa vào bảng 2.2 :Xác định dạng sản xuất Khối lượng chi tiết (kg) Dạng sản xuất <4 4 200 >200 Sản lượng hàng năm ( chiếc) Đơn chiếc <100 <10 <5 Loạt nhỏ 100 500 10 200 55 100 Loạt vừa 500 5000 200 500 100 300 Loạt lớn 5000 50000 500 1000 300 1000 Hàng khối >50000 >5000 >1000 => Đối chiếu với bảng phân loại sản xuất trên ta có thể xếp dạng sản xuất của chi tiết là sản xuất hàng loạt vừa. 15 Downloaded by MON HOANG (monmon3@gmail.com) lOMoARcPSD|39222806 Chương 2: XÁC ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI VÀ THIẾT KẾ BẢN VẼ CHI TIẾT LỒNG PHÔI 2.1: Xác định phương pháp chế tạo phôi Vật liệu gia công chi tiết là thép C45. Trong sản xuất hàng loạt và hàng khối chi phí về phôi có thể chiếm từ 30% đến 60%. Chế tạo phôi hợp lý sẽ đưa đến hiệu quả cao.
Việc xác định phương án chế tạo phôi dựa trên các cơ sở sau: - Kết cấu, hình dáng chi tiết - Vật liệu và đặc tính làm việc của chi tiết - Khả năng đạt được độ chính xác, yêu cầu kĩ thuật của phương án chế tạo phôi Có nhiều phương án chế tạo phôi như sau: a: Phương pháp đúc. - Ưu điểm của phương pháp đúc : Giảm được chi phí vì khuôn đúc được sử dụng nhiều lần. Độ sạch và độ chính xác được nâng cao đáng kể. Làm giảm khối lượng gia công cơ khí; nâng cao độ bền cơ học của vật đúc, đặc biệt là độ bền ở lớp bề mặt tiếp giáp với khuôn kim loại.
Nâng cao sản lượng hàng năm do giảm được kích thước đậu ngót và phế phẩm đúc. Nâng cao năng suất lao động. Giảm giá thành sản phẩm. Dễ cơ khí và tự động hoá, điều kiện vệ sinh lao động tốt.
- Nhược điểm của phương pháp đúc trong khuôn cát. Chế tạo khuôn rất phức tạp và đắt tiền. Độ bền khuôn hạn chế khi đúc thép. Khó đúc những vật thành mỏng và hình dáng phức tạp.
Vật đúc có ứng suất lớn do khuôn kim loại cản co mạnh. Vật đúc gang dễ bị biến trắng. Quy trình đúc phải chặt chẽ. b: Phương pháp dập.
16 Downloaded by MON HOANG (monmon3@gmail.com) lOMoARcPSD|39222806 Vật dập có độ bóng, độ chính xác cao có cơ tính đồng đều, có khả năng chế tạo các chi tiết có hình dáng phức tạp tốn ít vật liệu, đạt năng suất lao động cao, dễ cơ khí hoá phù hợp với sản xuất loạt, hàng khối. Theo trạng thái nhiệt độ phôi người ta phân ra: Dập nóng và dập nguội. - Ưu điểm: Vật dập có độ bóng bề mặt tốt, độ chính xác kích thước cao. - Nhược điểm: Sự biến dạng kim loại khó khăn, khả năng điền đầy kém, đòi hỏi phải có thiết bị công suất lớn, thiết bị và khuôn dập chóng mòn và có thể xuất hiện ứng suất dư trong kim loại.
Phương pháp này thường áp dụng cho những nguyên công tinh xác, sửa đúng vào lần cuối cùng trước khi ra thành phẩm. Dập nóng * Dập nóng trên máy ép. - Ưu điểm: Phương pháp này phôi đạt độ bóng cao cơ tính tốt. Máy làm việc êm, độ cứng vững tốt, dẫn hướng êm chính xác.
- Nhược điểm: Giá thành máy ép cao kích thước phôi ban đầu yêu cầu chính xác, khó đánh sạch lớp ô xi hoá nên yêu cầu thiết bị nung phức tạp. Do hành trình đầu búa nhất định nên tính chất vạn năng kém cần phải có thiết bị phụ để tạo phôi. * Dập nóng trên máy búa: - Ưu điểm: Phương pháp này cho phôi có hình dạng phức tạp độ chính xác cao, cơ tính của phôi tốt phù hợp với sản xuất hàng loạt và hàng khối, tiết kiệm kim loại, giảm thời gian gia công cơ do đó giá thành hạ. do hành trình của đầu búa lớn nên tính chất vạn năng cao hơn máy ép.
Do lực tác dụng là lực va đập nên giảm tối thiểu lớp ô xi hoá tạo điều kiện cho việc làm sạch phôi. Năng suất lao động tương đối cao ; thao tác máy dễ dàng. - Nhược điểm: Bên cạnh những ưu điểm trên máy búa có nhược điểm sau: Do lực tác dụng là lực va đập nên viếc chế tạo khuôn khó khăn làm tăng giá thành sản phẩm.Máy làm việc ồn. Tuy vậy phương pháp dập nóng trên máy búa 17 Downloaded by MON HOANG (monmon3@gmail.