Chương 1. PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT 1.1 Phân tích chức năng làm việc của chi tiết: Chức năng làm việc của chi tiết: chi tiết cần yêu cầu thiết kế là chi tiết tay quay thường có chức năng truyền lực tác động của tay đến băng máy làm dịch chuyển vị trí của dao và phôi. Sau khi nghiên cứu kỹ bản vẽ chi tiết cụm tay quay máy mài em thấy chi tiết có kết cấu đơn giản và chi tiết thuộc dạng đĩa. - Lỗ ϕ40 ±0,02 có thể được lắp với vòng bi hoặc với bạc lót, nó giúp chi tiết được lắp vuông góc với trục cần lắp với chi tiết.
- Lỗ ϕ20±0,1 tạo bậc với lỗ ϕ40 ±0,02 có nhiệm vụ hạn chế chuyển động tịnh tiến của vòng bi hoặc bạc lót trượt ra ngoài chi tiết. - 4 lỗ ϕ10±0,1 tạo bậc với lỗ ϕ16±0,1 có nhiệm vụ để luồn bu lông lắp ghép với chi tiết khác, và dùng để kẹp chặt chi tiết cụm tay quay máy mài với chi tiết cần láp ráp. - Lỗ ϕ10±0,1 nằm trên đĩa ϕ 130 có nhiệm vụ định vị vị trí của chi tiết trên chi tiết gá lắp cùng. - Lỗ ϕ 10 ±0,02 trên đĩa ϕ 30 dùng để lắp trục hoặc tay quaỵ.
- Mặt A là bề mặt tiếp xúc trực tiếp với chi tiết cùng lắp ráp, do đó khi gia công ta phải chú ỷ bề mặt này để đạt đúng yêu cầu kỹ thuật. Sao cho bề mặt này có thể lắp ráp chuẩn với bề mặt chi tiết lắp ráp cùng. - Vật liệu chế tạo GX15-32 có thành phần hóa học: Thành phần hóa học C Si Mn P S 3 ÷ 3,8 % 0,5 ÷ 3 % 0,5 ÷ 0,8% 0,15 ÷ 0,4% 0,12 ÷ 0,2 % - Điều kiện làm việc của chi tiết đòi hỏi khá cao: 6 + Luôn chịu ứng suất thay đổi theo chu kỳ. + Luôn chịu lực tuần hoàn, va đập.2 Phân tích điều kiện kĩ thuật và tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết: Đối với chi tiết tay quay đá mài tính công nghệ có ý nghĩa quan trọng vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất và độ chính xác gia công .Vì vậy, khi thiết kế nên chú ý kết cấu của nó đến bề mặt làm việc chủ yếu của tay quay là hai bề mặt trong của hai lỗ.
*) Cụ thể ta cần đảm bảo các điều kiện kỹ thuật sau đây: - Hai đường tâm của hai lỗ ϕ40 và lỗ ϕ10 trên mặt C phải song song với nhau và cùng vuông góc với mặt đầu. Hai đường tâm của hai lỗ phải đảm bảo khoảng cách = 800,1, độ không song song của hai tâm lỗ là 0,02/100mm độ không vuông góc của tâm lỗ so với mặt đầu là 0,01/100mm. - Độ dày của bánh đĩa ϕ 130 là 15mm không cần độ chính xác cao nên ta chọn dung sai là ±0,1 theo quy ước. - Lỗ ϕ20 không đòi hỏi độ chính xác cao nên chọn dung sai là ±0,1 theo bản vẽ.
- Lỗ ϕ40 là bề mặt tham gia lắp ráp đòi hoi độ chính xác cao nên dung sai là ±0,02 theo bản vẽ. - Lỗ ϕ10 trên đĩa ϕ30 cũng là bộ phận lắp ráp đòi hỏi độ chính xác nên lấy dung sai là ±0,02 theo bản vẽ. - 4 lỗ ϕ10 và ϕ16 nằm trên đĩa ϕ 130 độ chính xác không cần yêu cầu cao nên dung sai được lấy là ±0,1 theo bản vẽ. - Các kích thước còn lại không cần gia công nên độ chính xác không cần cao và được đúc rắn.
*) Qua các điều kiện kỹ thuật trên ta có thể đưa ra một số nét công nghệ điển hình gia công chi tiết như sau: + Kết cấu phải được đảm bảo khả năng cứng vững. 7 + Chiều dài các lỗ cơ bản nên chọn bằng nhau và các mặt đầu của chúng thuộc hai mặt phẳng song song với nhau là tốt nhất. + Kết cấu nên chọn đối xứng qua mặt phẳng nào đó. Các lỗ vuông góc cần phải thuận lợi cho việc gia công lỗ.
+ Kết cấu phải thuận lợi cho việc gia công nhiều chi tiết cùng một lúc. + Kết cấu phải thuận lợi cho việc chọn chuẩn thô và chuẩn tinh thống nhất.3 Xác định dạng sản xuất: Sản lượng hàng năm được xác định theo công thức sau đây: α+β N = N1m.[ 1 + ] 100 Trong đó: N : Số chi tiết được sản xuất trong một năm; N1 : Số sản phẩm (số máy) được sản xuất trong một năm; m : Số chi tiết trong một sản phẩm; : Số chi tiết được chế tạo thêm để dự trữ (5% đến 7%) chọn =5% : số chi tiết phế phẩm ở phân xưởng đúc =3% 5+3 N = 6789. 100 Sau khi xác định được sản lượng hàng năm ta phải xác định trọng lượng của chi tiết. Trọng lượng của chi tiết được xác định theo công thức: Q = V. : Trọng lượng vật liệu của chi tiết gang xám =6,87,4 (kg/dm )3 V: Thể tích chi tiết 8 Hình 1.
1 Ta có V= 0,198 dm3 Trọng lượng chi tiết: Q = 1,426Kg Tra bảng 2 - [1] Q – Trọng lượng của chi tiết (Kg) Dạng sản xuất > 200 4200 <4 Sản lượng hàng năm của chi tiết Đơn chiếc <5 <10 <100 Hàng loạt nhỏ 55 100 100 200 100 500 Hàng loạt vừa 100 300 200 500 500 5000 Hàng loạt lớn 300 1000 500 5000 5000 50.000 Dạng sản suất: Hàng loạt Lớn. 9 Chương 2: PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI VÀ THIẾT KẾ BẢN VẼ LỒNG PHÔI 2.Xác định phương pháp chế tạo phôi. − Căn cứ vào hình dáng, kích thước, điều kiện làm việc của chi tiết. − Vật liệu chế tạo GX 15-32 − Chi tiết có kích thước vừa phải, kết cấu khá đơn giản, làm việc liên tục, chịu lực tuần hoàn, va đập.
− Dạng sản xuất hàng loạt lớn nên chọn phôi có hình dáng, kích thước gần giống với chi tiết để tiết kiệm vật liệu. ❖ Phôi dập: Thường dùng cho các loại chi tiết: trục răng côn, trục răng thẳng, các loại bánh răng,… Áp dụng cho những chi tiết đơn giản, vật liệu gia công dẻo. ❖ Phôi rèn tự do: Khi chi tiết có kích thước lớn người ta thay phôi dập bằng phôi rèn tự do. Ưu điểm là giá thành thấp do không phải chế tạo khuôn dập.
❖ Phôi đúc: Phôi đúc được dùng cho các gối đỡ, chi tiết dạng hộp…Vật liệu sử dụng cho phôi đúc là gang, thép, đồng, nhôm… Phôi được thực hiện trong khuôn cát, khuôn kim loại, khuôn vỏ mỏng… tùy theo dạng sản xuất, vật liệu, hình dáng và khối lượng. • Đúc khuôn cát: + Ưu điểm: − Có thể đúc được chi tiết phức tạp. − Phương pháp đúc đơn giản, giá thành rẻ − Cơ tính đúc tương đối tốt do quá trình ủ sau đúc. + Nhược điểm; − Chu trình đúc dài do khuôn chỉ dùng được 1 lần.
10 − Không đúc được vật đúc có thành mỏng. − Chất lượng bề mặt thấp. a) Đúc trong khuôn cát- mẫu gỗ - Chất lượng bề mặt vật đúc không cao, giá thành thấp, trang thiết bị đơn giản, thích hợp cho dạng sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ. - Phương pháp cho năng suất trung bình, chất lượng bề mặt không cao, gây khó khăn trong các bước gia công tiếp theo.
b) 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 vì giá tạo khuôn cao. Chất lượng bề mặt của chi tiết tốt hơn phương pháp dúc với mẫu gỗ, đúc được các chi tiết có hình dạng phức tạp, năng suất phù hợp với dạng sản xuất loạt vừa và lớn. • Đúc khuôn kim loại: + Ưu điểm: − Chất lượng bề mặt tốt hơn, lượng dư ít. − Tuổi tho của khuôn kim loại cao, sử dụng được nhiều lần.
− Độ sạch và chính xác cao hơn, nên giảm khối lượng gia công. + Nhược điểm: − Không đúc được chi tiết quá phức tạp. − Chế tạo khuôn phức tạp và đắt tiền. − Tốn kim loại do tiêu hao hệ thống rót, đậu ngót, đậu hơi.
− Vật đúc gang dễ bị biến trắng. ❖ Lựa chọn phôi: − Căn cứ vào kết cấu của chi tiết, vật liệu, điều kiện , kích thước khối lượng , yêu cầu kỹ thuật. Mặt khác xét về mặt kinh tế sản xuất được chi tiết và dạng sản xuất của chi tiết. Nên ta chọn phương pháp chế tạo phôi là đúc trong 11 khuôn cát, dùng mẫu gỗ, làm khuôn bằng máy.
Phương pháp này phù hợp với sản xuất hàng loạt và hàng khối. Tra và tính lương dư cho các bề mặt gia công. 2 : Bản vẽ chi tiết 12 2.3 Tính lượng dư gia công khi tiện lỗ ϕ40 Quy trình công nghệ gồm 2 bước: Tiện thô và tiện tinh.7 - [4] : Tiện thô: 𝑅𝑧1 = 50 𝜇𝑚 , 𝑇𝑖1 = 50 𝜇𝑚 Tiện tinh: 𝑅𝑧1 = 20 𝜇𝑚 , 𝑇𝑖2 = 30 𝜇𝑚 - Sai lệch không gian tổng cộng được tính theo công thức: 𝜌𝑝ℎô𝑖 = √𝜌𝑐2 + 𝜌𝑐𝑚 2 - Giá trị cong vênh 𝜌𝑐 của lỗ được xác định theo cả 2 phương hướng kính và hướng trục: 𝜌𝑐 = √(∆𝑘 .10 - [4]: ∆𝑘 = 1 l: chiều dài lỗ , l= 7,5 mm d: đường kính lỗ, d= 40 mm 𝜌𝑐 = √(1. 7,5)2 = 40,69 μm Giá trị sai lệch 𝜌𝑐𝑚 được tra theo bảng 4.12 - [4]: 𝜌𝑐𝑚 = 0,05 mm = 500 m Như vậy, sai lệch không gian tổng cộng là: 𝜌𝑝ℎô𝑖 = √(40,69)2 + (500)2 = 501,65 m Sai số gá đặt khi tiện thô được xác định như sau: 𝜀𝑔𝑑 = √𝜀𝑐2 + 𝜀𝑘2 𝜀𝑐 = 0 vì chuẩn định vị trùng với gốc kích thước.
Vậy 𝜀𝑔𝑑 = 160 𝜇𝑚 Lượng dư gia công nhỏ nhất của tiện thô: 2𝑍𝑚𝑖𝑛 = 2( 250 + 350 + √(501,65)2 + (160)2 ) 2𝑍𝑚𝑖𝑛 = 2253,09 𝜇𝑚. Bước tiện tinh: Sai lệch không gian còn lại sau khi tiện thô là: 𝜌𝑐ò𝑛 𝑙ạ𝑖 = 𝑘.501,65 = 25,08 𝜇𝑚 Sai số gá đặt còn lại ở nguyên công tiện thô là: 𝜀𝑔𝑑1 = 0,05.160 = 8 𝜇𝑚 Lượng dư gia công nhỏ nhất khi tiện tinh: 2𝑍𝑚𝑖𝑛 = 2( 50 + 50 + √(25,08)2 + (8)2 ) 2𝑍𝑚𝑖𝑛 = 252,65 𝜇𝑚. Trần Văn Địch, Sổ tay Công nghệ Chế tạo máy 1, NXB Khoa học & Kỹ thuật, 2008. Dung sai tiện thô 𝜎 = 0,62 𝑚𝑚 Dung sai tiện tinh 𝜎 = 0,016 𝑚𝑚 Dung sai phôi 𝜎 = 1 𝑚𝑚 − Kích thước lỗ trước khi: +Tiện thô : d2 = 40.52 mm Tính kích thước giới hạn: Sau tiện tinh: dmax = 40,025 mm, dmin = 40,025 – 0.