Thiết kế công nghệ gia công chi tiết nắp bơm piston
Thuyết minh
I. Phân tích chức năng làm việc của chi tiết và điều kiện làm việc của chi tiết nắp bơm piston.
1.Phân tích chức năng làm việc:
Nắp bơm piston 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 nắp bơm piston là 1 chi tiết dạng nắp che, chi tiết được lắp vào thân bơm, nó có vai trò là chi tiết tạo ra độ kín, thiết lập nên vùng không gian áp suất bên trong thân bơmn ngoài ra trên nắp bơm piston còn có tác dụng dẫn, phân nhánh nhiên liệu nhờ 3 lỗ f5. Chi tiết nắp bơm piston làm việc trong điều kiện chịu áp lực từ bên trong, như vậy bề mặt trong của nắp bơm sẽ chịu lực nén. Nhìn chung, chi tiết nắp bơm làm việc trong điều kiện bình thường. Vật liệu làm chi tiết thân van là gang xám. 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….
– Kích thước lớn nhất của chi tiết: d = 110 mm.
Chi tiết có mặt làm việc quan trọng nhất – bề mặt lắp ghép là mặt trụ f70 và mặt đầu, vì vậy mặt trụ phải được gia công chính xác, ngoài ra các lỗ bậc f12 và f8 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 f30, f35 và f40 và các bề mặt 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 không đồng tâm giữa các đường tâm lỗ f30 f35 và f40 với 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 f30 và các mặt trụ : 0.05mm/100mm.
-Độ cứng vật liệu : 180 HB.
-Độ nhám mặt đầu : Rz = 40.
-Độ nhám mặt trụ: Rz = 20.
Hình 1.1. Mô hình 3D của chi tiết nắp bơm piston.
Hình 1.2. Mô hình 3D của chi tiết nắp bơm piston(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 nắp bơm 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 mặt trụ ngoài f110 để chọn làm chuẩn khi gia công các bề mặt còn lại. Thiếp theo, ta gia công các lỗ bậc f12 và f8 dùng làm chuẩn gia công gia công 3 lỗ ren M8. Như vậy phương án gia công là ta sẽ chọn mặt đầu 1 và mặt trụ ngoài f110 là mặt sẽ được gia công đầu tiên để làm chuẩn cho những nguyên công sau.
+ Các lỗ bậc f12 và f8 được gia công trong cùng 1 nguyên công.
+ Các lỗ ren M8 được gia công trong cùng 1 nguyên công.
– Ngoài ra chi tiết thân van được chế tạo bằng phương pháp đúc từ gang xám với độ cứng của vật liệu HB 180 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 =16000 (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 = 16000.1. = 17600 (chi tiết/năm)
– Công thức khối lượng chi tiết :Q = V.
V-Thể tích chi tiết.
: Khôí lượng riêng của vật liệu. = 7,2 ( kg/dm3 ).
* Tính V : Thể tích của chi tiết dm3
V = V1 + V2 + V3 + V4 – V5 – V6 – V7 – V8
V1=
Vậy:
V=274400+494550+825217,12+488505,50-229612,50-8478-516969,60-6330,24
= 1327694,335 mm3
= 0,13 dm3
Q = Vchitiết . 0,13 . 7,2 0,814 (Kg).
Tra bảng 2 trang 13 sách thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy.
Tác giả Trần Văn Địch ta có: Q = 0,814 kg < 4kg; N = 17600
ð Đây là dạng sản xuất loạt lớn.
III. 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 càng gạt 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 vừa nên ta chọn phương pháp chế tạo phôi là đúc trong khuôn kim loại
IV. LẬP THỨ TỰ CÁC NGUYÊN CÔNG.
4.1- 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.
4.2- Chọn phương pháp gia công.
Chọn phương pháp gia công thích hợp để đạt độ bóng và độ chính xác yêu cầu.
– Gia công các lỗf40, f35 và f30, độ bóng Ra = 3,2 ( m)
Có thể áp dụng phương pháp gia công tiện.
