Thiết kế công nghệ gia công chi tiết mặt bích
Thuyết minh
I. Phân tích chức năng làm việc của chi tiết và điều kiện làm việc của chi tiết mặt bích.
1.Phân tích chức năng làm việc:
Mặt bích là một chi tiết dạng bạc , các chi tiết dạng bạc thường có chức năng làm nhiệm vụ là các chi tiết lắp ghép các chi tiết máy khác như các ổ, trục…trong các loại máy công cụ hoặc các chi tiết nắp che của các cụm máy hay thiết bị khác. Chi tiết mặt bích được lắp vào thân máy, nó có vai trò là chi tiết gối trục, tại bề mặt trụ trong có lắp ổ lăn. Chi tiết mặt bích làm việc trong điều kiện chịu lực tĩnh, chịu lực do các thành phần lực tác dụng lên trục và lên ổ gây ra. Nhìn chung, chi tiết mặt bích làm việc trong điều kiện bình thường. Vật liệu làm chi tiết mặt bích là gang xám GX 15 – 32. Thành phần hóa học gang xám dao động như sau: 2 – 4 % C, 1-3% Si, 0,2-1% Mn, 0,04- 0,08% Mg, ít hơn 0,015% P, ít hơn 0,03% S. Gang xỏm cú khả năng chịu nén cao. Gang xỏm được sử dụng để sản xuất cỏc chi tiết chịu lực nộn lớn như băng máy, bàn máy, thân hộp, nắp, gối đỡ….
– Kích thước lớn nhất của chi tiết: d = 100mm.
Chi tiết có mặt làm việc quan trọng nhất – bề mặt lắp ghép là mặt trụ trong f42 và 2 mặt đầu, vì vậy mặt trụ phải được gia công chính xác, ngoài ra các lỗ bậc f11 và f6,6 cũng là các bề mặt lắp ghép nên cần gia công đảm bảo độ chính xác và độ bóng bề mặt, ngoài ra cần đảm bảo độ đồng tâm giữa các lỗ f42 và các bậc trụ ngoài , độ vuông góc giữa đường tâm trục và mặt đầu, các mặt phẳng gia công chính xác, đảm bảo độ bóng , đạt chỉ tiêu công nghệ yêu cầu.
2. Điều kiện kỹ thuật:
-Kích thước lỗ cơ bản gia công với độ chính xác : 7.
-Độ đảo giữa đường tâm lỗ f42 và các bề mặt trụ ngoài : 0,05/100.
-Độ không vuông góc giữa đường tâm lỗ và mặt đầu : 0,1mm/100mm.
-Độ không song song giữa các mặt đầu lỗ f42 và các mặt đầu còn lại : 0.05mm/100mm.
-Độ cứng vật liệu : 190 HB.
-Độ nhám mặt đầu : Ra = 3,2.
-Độ nhám mặt trụ: Ra = 1,6.
Hình 1.1. Mô hình 3D của chi tiết mặt bích.
Hình 1.2. Mô hình 3D của chi tiết mặt bích(đã được cắt bỏ 1 phần).
II. Tính công nghệ trong kết cấu.
– 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.
– Chi tiết mặt bích là một chi tiết có kết cấu tương đối đơn giản. Theo đó, ta xác định đường lối công nghệ và các phương pháp gia công 1 cách hợp lý, đồng thời có thể sử dụng những phương án tập trung nguyên công để gia công với năng suất cao nhất. Theo đó, ta phân tích về kết cấu của chi tiết và phương án gia công như sau:
+Trước hết, ta sẽ gia công một mặt đầu của chi tiết và lỗ f42 để chọn làm chuẩn khi gia công các bề mặt còn lại. Thiếp theo, ta gia công các lỗ bậc f11 và f6,6 dùng làm chuẩn gia công gia công 6 lỗ ren M4. Như vậy phương án gia công là ta sẽ chọn mặt đầu A và lỗ f42 là mặt sẽ được gia công đầu tiên để làm chuẩn cho những nguyên công sau.
+ Các lỗ bậc f11 và f6,6 được gia công trong cùng 1 nguyên công.
+ Các lỗ ren M4 được gia công trong cùng 1 nguyên công.
– Ngoài ra chi tiết mặt bích được chế tạo bằng phương pháp đúc từ gang xám với độ cứng của vật liệu HB 190 có:
+ Ưu điểm : Giá rẻ, thuận tiện chế tạo phôi đúc.
+ Nhược điểm : Cơ tính không cao, chế tạo bằng phôi đúc nên năng suất thấp, khó tự động hóa và cơ khí hoá.
*Dựa vào sản lượng hàng năm và khối lượng hàng của phôi để xác định dạng sản xuất.
– Công thức sản lượng hàng năm :
N = N0.m..
No- Sản lượng sản phẩm trong một năm , No =13000 (chiếc/năm).
N- Số chi tiết sản suất trong một năm .
m-Số chi tiết trong một sản phẩm, ( m =1 ).
-Số chi tiết được chế tạo thêm để dự trữ ,( 5 7).
-Số phần trăm phế phẩm , =(3 7).
N = 13000.1. = 14300 (chi tiết/năm)
– Công thức khối lượng chi tiết :Q = V.
V-Thể tích chi tiết.
: Khôí lượng riêng của vật liệu. = 7,8 ( kg/dm3 ).
* Tính V : Thể tích của chi tiết dm3
V = V1 + V2 + V3 -4. V4 – 4.V5 – V6 – V7 – 6V8 – V9
V1=
Vậy:
V=88096,63 + 78500 + 25512,50 – 4.645,90 – 4.116,26 – 59543,82 – 4808,13 – 6.188,40 -2840 = 120738,14 mm3
= 0,12 dm3
Q = Vchitiết . 0,12 . 7,8 0,94 (Kg).
Tra bảng 2 trang 13 sách thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy.
Tác giả Trần Văn Địch ta có: Q = 0,94 kg < 4kg; N = 14300
ð Đây là dạng sản xuất loạt lớn.
IV. Chọn phương pháp chế tạo phôi.
– Phương pháp chế tạo phôi được xác định theo kết cấu của chi tiết, vật liệu, dạng sản xuất và điều kiện sản xuất cụ thể của từng nhà máy, xí nghiệp. Chế tạo phôi phải dựa trên cơ sở lượng dư, kích thước và dung sai của phôi. Tuỳ theo yêu cầu về độ chính xác, sản lượng, chất lựơng của chi tiết mà có thể sử dụng các phương pháp chế tạo phôi khác nhau như đúc, rèn, dập… Theo yêu cầu sản suất chi tiết mặt bích với vật liệu là gang xám : GX 15 – 32 nên ta chọn phương pháp đúc để chế tạo phôi.
– Xét 2 phương pháp đúc sau:
+ Đúc trong khuôn cát
Nếu dùng phương pháp đúc trong khuôn cát, do tính chảy loãng kém và chi tiết càng gạt ở đây nhỏ nên dễ bị thiên tích và rỗ khí. Mặt khác, đúc trong khuôn cát cho bề mặt chi tiết xấu, kém chính xác, lượng dư nhiều gây khăn cho quá trình cắt gọt.
+ Đúc trong khuôn kim loại
Khi sử dụng phương pháp đúc trong khuôn kim loại thì phôi đạt được độ chính xác cao hơn, chất lượng bề mặt tốt hơn, lượng dư nhỏ hơn, ít bị rỗ khí và thiên tích do khuôn được sấy nóng trước nên tốc độ truyền nhiệt chậm, có khả năng cơ khí hoá, tự động hoá cao. Giá thành sản xuất đúc nói chung hạ hơn so với các dạng sản xuất khác. Hơn nữa, khuôn có thể được sử dụng nhiều lần nên rất thuận tiện cho sản xuất hàng loạt.
Kết luận : Từ yêu cầu bề mặt, chức năng, điều kiện làm việc và dạng sản xuât của chi tiết là loạt lớn nên ta chọn phương pháp chế tạo phôi là đúc trong khuôn cát.
V. LẬP THỨ TỰ CÁC NGUYÊN CÔNG.
5.1- Xác định đường lối công nghệ.
Với dạng sản xuất loạt vừa và để phù hợp điều kiện sản xuất ở nước ta là các máy chủ yếu là máy vạn năng nên ta chọn phương án gia công phân tán nguyên công kết hợp với đồ gá chuyên dùng và gia công tuần tự các bề mặt.
5.2- Chọn phương pháp gia công.
Chọn phương pháp gia công thích hợp để đạt độ bóng và độ chính xác yêu cầu.
– Gia công lỗ f42 +0,025 đạt độ bóng Ra = 1,6( m)
Có thể áp dụng phương pháp gia công tiện.
– Gia công lỗ M4 độ bóng Rz = 40 ( m)
Có thể áp dụng phương pháp gia công là: Khoan , taro
– Gia công lỗ bậc f11 và f6,6:
Có thể áp dụng phương pháp gia công là: Khoan.
Các bề mặt trụ ngoài, có thể dùng phương pháp gia công tiện.
5.3- Lập tiến trình công nghệ.
Nguyên tắc chung lập tiến trình công nghệ là nhằm đảm bảo năng suất và độ chính xác yêu cầu. Năng suất và độ chính xác phụ thuộc vào chế độ cắt, lượng dư, số bước và thứ tự các bước công nghệ…
Tuy nhiên, trong thực tế một dạng sản xuất có thể có nhiều phương án gia công khác nhau. Số nguyên công cũng như thứ tự các nguyên công phụ thuộc vào dạng phôi, độ chính xác yêu cầu của chi tiết.
Để phù hợp với yêu cầu kỹ thuật đặt ra, ở đây ta dùng phương án hợp lý nhất có thứ tự các nguyên công như sau:
