Phân tích tính công nghệ trong kết cấu gia công chi tiết

I- PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG VÀ ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT - Dựa vào bàn vẽ của chi tiết ta thấy chi tiết là dạng truc đặt, trục có nhiệm vụ nâng đõ chi tiết máy như bánh răng, đĩa xích…,để truyền mô men xoắn hoặc thực hiện hai nhiệm vụ trên. Cần gia công chính xác trục với độ bền cao độ cứng 220- 260 HP Vật liệu sử dụng thep CT 45,thành phần hóa học la: C = 0.4 - 0.5 Si =0.17 – 0.37. Mn = 0.5 – 0.8 S < 0.045 P =< 0.045 [d]bk = 560 N/mm2 d]bu = 280 N/mm2 - Sao khi gia công song, lắp ráp đễ cho chi tiết hoạt động thì cần phải chạy thử trước. chú ý phải cho chi tiết làm việc trong điều kiện bôi trơn tốt. vì trục của ta là dạng trục có răng. Như chúng ta biết nếu bánh răng mà làm việc trong môi trường bôi trơn không tốt thì dễ bị dính răng, chóc, hoặc gãy răng… II- PHÂN TÍCH TÍNH CÔNG NGHỆ TRONG KẾT CẤU GIA CÔNG CHI TIẾT - Từ bản vẽ chi tiết ta thấy ; Trục là dạng trục bậc.cho nên khi gia công chi tiết thì ta nên chú ý đến tính cộng nghệ : như khi gia công ta nên gia công theo bậc có đường kính lớn từ trong ngỗng trục nhỏ dần ra đầu trục để khi tháo lắp được dễ dàng Cắt một đoạn phôi dài bằng chiều dài trục có đường kính lớn hơn đường kính ngỗng trục 0,5 mm Khoan 2 lỗ chống tâm, để đảm bảo độ đồng tâm trong suốt chiều dài trục mà ta gia công Gia công mặt phẳng ngoài của trục bằng đường kính ngõng trục. bắt đầu gia công trục từ đầu ngoài trục vào ngỗng trục, và dầu còn lại ta làm tương tự như lúc đâu Trục sao khi gia công song phải được nhiệt luyện, hoặc tôi cứng bề mặt để tăng bền. Định vị cho thật đúng, đảm bảo chế độ thoát dao dễ dàng, khi ta tiện răng, và tiện then. Còn gia công chi tiết như thế nào , và dùng dao loại gì thì trong phần tính toán ta sẽ nói rõ hơn. III- XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT Dạng sản xuất là một khái niệm đặt trương có tính chất tương đối tổng hợp. giúp xác định hợp lý đường lối biện pháp công nghệ, và tổ chức sản xuất để tạo ra được sản phẩm đạt tiêu chuẩn kinh tế, kỉ thuật đề ra. - Trong ngành chế tạo máy tùy theo sản lượng hàng năm và mức độ ổm định của sản phẩm mà người ta chia ra làm 3 dạng sản xuất + Sản xuất đơn chiếc + Sản xuất hàng loạt + Sản xuất hàng khối - Với nhu cầu 1000 chiếc/năm. Để đáp ứng được nhiệm vụ thiết kế khi gia công cho đúng kế hoạch đề ra phải xác định đúng dạng sản xuất cho phù hợp. Theo công thức (2-1) sách hướng dẫn thiết kế đồ án môn học N = N0.m. chiếc/năm Trong đó N0: số sản phẩm trong một năm theo kế hoạch m: số lượng chi tiết như nhau trong một sản phẩm : số phần trăm dự trữ cho chi tiết =(10-20%) : số phần trăm chi tiết phế phẩm trong quá trình chế tạo =(3-5%) Như vậy số sán phẩm trong năm theo kế hoạch là N = 1000.1. chiếc/năm Do việc đề ra 1000 chiếc trên năm tương ứng với việc sản xuất ra 1155 chiếc ta thấy số lượng sản phẩm làm ra nhiều hơn kế hoạch đề ra 155 chiếc. Do đó để xác định được số lượng chi tiết trên nguyên tắt số sản phẩm không bị phế phẩm trình tự ta phải xác định được thể tích và khối lượng của chi tiết đó. Thể tích trục D=50 cao 8mm V1 = 3,14.252.8 = 15700 mm3 Thể tích 3 lỗ gen D = 8, sâu 8mm với đường kính gen trung bình là 10,5 V2 = 3(3,14.42.8) = 1205,76 mm3 Thể tích 2 lổ chống tâm : lỗ chống tâm được chia làm 3 phần + Phân 1: đoạn hình nón cụt cao 3mm V3.1 = 2.(3,14.(52 + 2,5.2,52 +5).1) = 618,7 mm3 + Phân 1: đoạn hình trụ cao 4mm V3.2= 2.(3,14.2,52.4) =157 mm3 + Phân 1: đoạn hình nón cao 3mm va r =3mm V3.3 = 2.(3,14.32).1) = 61,45 mm3 Thể tích trụ răng Dvd = 60, và cao 65mm Do trụ là trụ răng nên ta lấy đường kính vòng chia để tính thể tich, nó mang tính tưng đối chính xác. Dvc= 55mm V4= 3,14. 27,52.65 = 154350,6 mm3 Thể tích bậc D = 66, và cao 10mm V5= 3,14. 332.10 = 34194,6 mm3 Thể tích ngỗng trục D = 78, và cao 12mm V6= 3,14. 392.12 = 57311,28 mm3 Thể tích trục bậc tra ổ lăn D = 66, và cao 52mm V7= 3,14. 332.52 = 177811,9 mm3 Thể tích trục bậc đoạn không ren D = 62, và cao 40mm V8= 3,14. 312.40 = 120701,6 mm3 Thể tích trục bậc đoạn có ren D = 62, và cao 12mm đường kính ren trung bình 10,5 V9= 3,14. 312.12 = 36210,48 mm3 Thể tích trục răng D = 58, và cao 30mm Tương tự trụ là trụ răng nên ta lấy đường kính vòng chia để tính thể tich, nó mang tính tưng đối chính xác. Dvc= 53mm V10= 3,14. 26,52.30 = 66151,95 mm3 Thể tích rảnh then rộng 8mm, sâu 4mm, dài 42mm V11= 8. 4 . 42 =1344 mm3 Thể tích của toàn bộ vật thể Vt = (V1+V4+V5+V6+V7+V8+V9+V10) - (V2+V31+V32+V33+V11) = 659046,2 mm3 Khối lượng riêng của thép CT45 là D = 7,81.10-6kg/ mm3 M = V.D = 659046,2 . 7,81.10-6 = 5,147 kg Dựa vào bảng 2 của sách ( Hướng dẫn thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy của PGS TS Trần Văn Địch) ta xác định được đây là dạng sản xuất hàng loạt lớn. VI- CHỌN PHÔI VÀ PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO, GIA CÔNG CHUẨN BỊ PHÔI Chọn vật liệu chế tạo phôi Hai yêu cầu cơ bản của việc chọn phôi là:đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm, đảm bảo chi phí phôi nhỏ nhất góp phần làm giảm chi phí sản xuất. Dựa vào: yêu cầu kĩ thuật, hình dạng, kích thước của chi tiết, dạng sản xuất, cơ sở vât chất kĩ thuật của cơ sở sản xuất để xác định vật liệu chế tạo phôi. Chi tiết trục chọn vật liệu làm phôi là thép CT45. Hàm lượng C < 2,4% Thành phần hóa học của CT45 là: a Si Mn S P Ni Cr 0,4÷0,5 0,17÷0,37 0,5÷0,8 0,045 0,045 0,30 0,30 [d]bk = 560 N/mm2 [d]bu = 280 N/mm2 HB = 229 Ưu điểm của thép cacbon : Quá trình nấu luyện đơn giản, giá thành thấp. Có cơ tính đảm bảo ở mức độ nhất định, sau khi nhiệt luyện thép cacbon có độ cứng tương đương thép hợp kim có hàm lượng C tương tự. Tính công nghệ tốt dễ đúc, dễ hàn, dễ gia công áp lực, cắt gọt. Nên chọn làm vât liệu chế tạo phôi. 2. Chọn phương pháp chế tạo phôi Chọn phôi từ thép cán do: Thép cán có hình dạng, kích thước tiết diện ngang và chiều dài theo tiêu chuẩn. Độ chính xác bề mặt và chất lượng cao, thành phần hóa học ổn định hơn so với phôi đúc. Phôi có tiêt diện ngang hình trụ hoặc chữ nhật thường dùng làm phôi chi tiết trục, bánh răng, bộ đôi bơm cao áp… Sửng dụng phôi cắt từ thép cán có hệ số sử dụng vật liệu thấp nên chỉ sửng dụng trong sản xuất hàng loạt lớn. Với điều kiện hình dạng, kích thước tiết diện ngang của phôi gần giống tiết diện ngang của chi tiết. 3. Gia công chuẩn bị phôi 3.1 Làm sạch phôi Sản xuất hàng loạt lớn, thì việc làm sạch chi tiết được tiến hành trong các tang quay có chứa các mãnh gang, thép nhọn và cứng, cát và cháy cát được làm sạch do va đập. Hoặc làm sạch phôi bắng súng phun cát, phun nước với áp lực cao. Phương pháp này cho năng xuất, chất lượng cao, điêu kiện lao động được cải thiện nhưng đầu tư ban đầu lớn. 3.2 Cắt phôi Vì chi tiết dạng trục nên phôi được cắt bằng cưa đĩa. Lưỡi cưa có chiều dài từ 3÷15mm, đường kính D= 275÷2000mm. Tốc độ cắt thép V= 12÷30m/ph. Cắt ngang V= 8÷13m/ph. Cắt kim loại màu V= 100÷200m/ph. Lượng tiến dao răng trong khoảng 0,01÷0,03 mm/răng. Năng suất cắt bằng cưa đĩa cao do quá trình cắt liên tục, chất lượng bề mặt cắt tốt, nhưng mạch cắt rộng. Cắt bằng cưa đĩa có thể cắt một hoặc nhiều chi tiết cùng một lúc. Bảng 1: Giá trị quy đổi Ra và Rz Cấp nhẵn bóng Ra Rz Chiều dài chuẩn(mm) 1 80 320 2 40 160 8 3 20 80 2,5 4 10 40 5 5 20 2,5 6 2,5 10 7 1,25 603 0,8 8 0,63 3,2 9 0,32 1,6 10 0,16 0,8 0,25 11 0,08 0,4 12 0,04 0,2 13 0,02 0,08 0,08 14 0,01 0,05 Bảng 2: Độ chính xác kinh tế và độ bóng bề mặt đạt được bằng các phương pháp gia công Phương pháp gia công Cấp chính xác Cấp độ bóng Tiện ngoài, tiện trong ,bào thô Tiện ngoài, tiện trong ,bào bán tinh Tiện ngoài, tiện trong ,bào tinh Phay thô Phay tinh Khoang, khoét Doa thô Doa tinh Chuốt thô Chuốt tinh Mài thô Mài bán tinh Mài tinh Mài khôn thô Mài khôn tinh Nghiền thô Nghiền bán tinh Nghiền tinh Xọc răng, phay răng thô Xọc răng, phay răng tinh Cà răng 5 4 3 4 3 5 3 2 2a 2 3a 2 1 2 1 2 1 1 4 2 2 1-3 4-7 7-9 1-3 4-5 4-6 5-7 8-9 6-8 9-10 6-7 8-9 9-10 10-12 13-14 6-8 8-9 9-11 5-6 6-7 8 V-PHƯƠNG ÁN GIA CÔNG 1. Phương án 1 Nguyên công 1: Bước 1: vạt mặt đầu 1 Bước 2: vạt mặt đầu 2 đúng kích thước Bước 3: khoang lỗ tâm 3 Bước 4: khoang lỗ tâm 4 Nguyên công 2: Bước 1: tiện mặt 5 Bước 2: tiện mặt 6 Bước 3: tiện mặt 7 Bước 4: tiện mặt 8 Nguyên công 3 : Bước 1: tiện mặt 9 Bước 2: tiện mặt 10 Bước 3: tiện mặt 11 Bước 4: vác góc 12 Bước 5: vác góc 13 Bước 6: vác góc 13a Bước 7: vác góc 13b Bước 8: vác góc 13c Bước 9: vác góc 13d Bước 10: khoang 3lỗ 14 Bước 11: tarô ren M14 x 1.75 3lỗ 14 Bước 12: phay răng 15 Nguyên công 4 : Bước 1: vạt góc 18 Bước 2: phay răng 19 Bước 3: tiện ren 120 Bước 4: phay rãnh then 21 Bước 5: tiện bóng 22 Bước 4: tiện bóng 23 2. Phương án 2 Nguyên công 1: Bước 1: vạt mặt đầu 1 Bước 2: vạt mặt đầu 2 đúng kích thước Nguyên công 2 Bước 3: khoang lỗ tâm 3 Bước 4: khoang lỗ tâm 4 Nguyên công 3: Bước 1: tiện mặt 5 Bước 2: tiện mặt 6 Bước 3: tiện mặt 7 Bước 4: tiện mặt 8 Bước 5: vạt góc 18 Bước 6: phay răng 19 Bước 7: tiện ren 20 Bước 8: phay rãnh then 21 Bước 9: tiện bóng 22 Bước 10: tiện bóng 23 Nguyên công 4 : Bước 1: tiện mặt 9 Bước 2: tiện mặt 10 Bước 3: tiện mặt 11 Bước 4: vác góc 12 Bước 5: vác góc 13 Bước 6: vác góc 13a Bước 7: vác góc 13b Bước 8: vác góc 13c Bước 9: vác góc 13d Bước 10: khoang 3 lỗ 14 Bước 11: tarô ren M14 x 1.75 3lỗ 14 Bước 12: phay răng 15 3. Phương án 3 Nguyên công 1: Bước 1: vạt mặt đầu 1 Bước 2: vạt mặt đầu 2 đúng kích thước Bước 3: khoang lỗ tâm 3 Bước 4: khoang lỗ tâm 4 Nguyên công 2: Bước 1: tiện mặt 5 Bước 2: tiện mặt 6 Bước 3: tiện mặt 7 Bước 4: tiện mặt 8 Nguyên công 3 : Bước 1: tiện mặt 9 Bước 2: tiện mặt 10 Bước 3: tiện mặt 11 Bước 4: vác góc 12 Bước 5: vác góc 13 Bước 6: vác góc 13a Bước 7: vác góc 13b Bước 8: vác góc 13c Bước 9: vác góc 13d Nguyên công 4 : Bước 1: vạt góc 18 Bước 2: phay răng 19 Bước 3: tiện ren 12 Bước 4: phay rãnh then 21 Nguyên công 5: Bước 1: khoang 3lỗ 14 Bước 2: tarô ren M14 x 1.75 3lỗ 14 Bước 3: phay răng 15 Bước 4: tiện bóng 22 Bước 5: tiện bóng 23 Qua quá trình nghiêm cứu, và đề ra các phương án gia công, ta xét lại thì thấy phương án 2 là phương án khả khi nhất, có thể giúp công nhân trong quá trình gia công dễ dàng, phù hộp với dạng sản xuất hàng loạt vừa, đáp ứng được yêu cầu kĩ thuật của bản vẽ, đảm bảo năng suất lao động, và hiệu quả kinh tế, giảm mức phế phẩm đến mức thấp nhất. Vậy ta chọn phương án 2.