Đồ án Công nghệ Chế tạo máy Thiết kế quy trình gia công chi tiết Thân bơm

Đồ án Quy trình gia công chi tiết Thân bơm (Xác định dạng sản xuất, Lựa chọn phương pháp tạo phôi, Lựa chọn trình tự công nghệ, Thiết kế các nguyên công, Thiết kế đồ gá, Tính kinh tế của quy trình công nghệ) Bao gồm: Thuyết minh Tập bản vẽ HD: PGS.TS. Phạm Ngọc Tuấn

XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT, PHÂN TÍCH CHI TIẾT VÀ XÁC ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI

Xác định dạng sản xuất

1.1.1 Số lượng chi tiết cần chế tạo

Xác định dạng sản xuất là bước quan trọng để thiết lập quy trình công nghệ hợp lý, từ đó nâng cao tính công nghệ của chi tiết Việc lựa chọn phương pháp tạo phôi và các phương pháp gia công phù hợp sẽ giúp đạt hiệu quả cao trong sản xuất với chi phí thấp nhất.

Để xác định dạng sản xuất, trước tiên cần biết sản lượng hàng năm của chi tiết gia công Sản lượng hàng năm được tính toán dựa trên công thức cụ thể.

N 0 – chi tiết, là số sản phẩm trong một năm, theo đề bài N 0 000 chi tiết/năm; m – chiếc, số lượng chi tiết như nhau trong một sản phẩm, chọn m=1;

 – số % dự trữ làm phụ tùng cho chi tiết máy nói trên, chọn  %;

 – số % chi tiết phế phẩm trong quá trình chế tạo, chọn  =4%

Hình 1.1 Công cụ Mass Properties trong SolidWorks

Từ phần mềm SolidWorks, sử dụng công cụ Mass Properties bằng cách chọn biểu tượng Mass Properties trong tab Evalute

Thể tích của chi tiết (xem hình 1.1): V 57086 mm 3

Khối lượng riêng của Gang xám (Gray Cast Iron):  r00 kg/m 3

→ Khối lượng của chi tiết: M =V 57086.10 7200 − 6 2571 g

1.1.3 Xác định dạng sản xuất

Chi tiết có khối lượng 2,571 kg và sản lượng chế tạo hàng năm đạt 11,960 chiếc Theo tài liệu [1, trang 25, bảng 2.1], hình thức sản xuất thuộc loại hàng loạt vừa, với những đặc trưng riêng biệt của quy trình này.

• Sản phẩm tương đối ổn định, có thể lặp lại theo chu kỳ

• Dễ điều chỉnh máy tự động đạt kích thước

• Sử dụng tay nghề công nhân có nhiều bậc thợ phù hợp với nhiều nguyên công.

Phân tích chi tiết

1.2.1 Công dụng của chi tiết

Chi tiết dùng làm thân giữa bơm bánh răng bao gồm các mặt bích lắp với bộ phận máy, trong đó có không gian để lắp bánh răng Khe hở nhỏ giữa các đỉnh răng và đường kính trong của chi tiết đảm bảo hiệu suất bơm lưu chất và áp suất đạt yêu cầu kỹ thuật Quy trình làm việc của bơm được mô tả chi tiết trong tài liệu tham khảo.

Quy trình làm việc của chi tiết thân bơm liên quan đến điều kiện làm việc của nó, vì đây là bộ phận tiếp xúc trực tiếp với lưu chất cần bơm Do đó, việc hiểu rõ về điều kiện làm việc là rất quan trọng để đảm bảo hiệu suất và độ bền của chi tiết này.

• Chịu được áp suất lớn

• Chịu được nhiệt độ cao (do nhiệt trong lưu chất và nhiệt do ma sát giữa các răng của bánh răng tạo ra)

Internal pressure field Radial sealing

Trong môi trường làm việc với áp suất và nhiệt độ cao, các chi tiết cần có độ bền vượt trội Vật liệu chế tạo các chi tiết này phải có khả năng chịu nhiệt tốt và chống mài mòn trong suốt quá trình vận hành.

1.2.3 Chọn vật liệu chế tạo chi tiết

Vật liệu chế tạo chi tiết cần đáp ứng các yêu cầu về độ bền, chịu nhiệt và chống mài mòn cao, đồng thời phải đảm bảo tính kinh tế với giá thành hợp lý và phổ biến Dựa trên các tiêu chí này, gang xám GX 24-44 được lựa chọn làm vật liệu chế tạo, với các thông số vật lý phù hợp.

• Giới hạn bền kéo 240 N/mm 2

• Giới hạn bền uốn 440 N/mm 2

GX 24-44 là loại gang xám peclit với các tấm graphit nhỏ mịn, giúp chi tiết chịu được tải trọng cao, chịu mài mòn tốt và làm giảm rung động trong quá trình bơm vận hành Thành phần các nguyên tố hóa học trong gang xám được thể hiện trong bảng 1.1

Bảng 1.1 Thành phần phần trăm các nguyên tố trong gang

1.2.4 Xác định dung sai các kích thước, độ nhám bề mặt chi tiết và sai lệch vị trí của các mặt chi tiết

Hình 1.3 Bản vẽ đánh số bề mặt chi tiết

Yêu cầu về độ nhám các bề mặt chi tiết:

Bề mặt 15 và 19 được sử dụng cho việc lắp vào bích đầu và bích đuôi, trong khi bề mặt 5 và 12 phục vụ cho việc lắp bánh răng Bề mặt 1 và 8, cần có độ nhám thấp để lắp bu lông, nhằm tăng độ chính xác khi lắp ghép và ngăn ngừa rò rỉ trong quá trình bơm hoạt động Do đó, độ nhám các bề mặt sau khi gia công cần đạt cấp chính xác IT7, tương đương với Ra = 1,25 μm theo tiêu chuẩn TCVN 78.

• Các bề mặt còn lại có thể chọn độ nhám theo cấp chính xác IT15 (trùng với cấp chính xác của vật đúc), tương đương Rz = 80 m

Yêu cầu về dung sai các kích thước chi tiết được xác định dựa vào nhiệm vụ của từng bề mặt trong quá trình làm việc, đồng thời tham khảo từ Catalogue về bơm bánh răng của hãng Bosch Việc kết hợp thông tin từ các nguồn tài liệu giúp xác định dung sai phù hợp cho các kích thước chi tiết, với miền dung sai H được tra cứu theo bảng 6 và JS theo bảng 7 trong tài liệu tham khảo.

Kích thước lỗ ỉ52 +0,02 mm được chọn theo cấp chính xác H6, vì đây là vị trí lắp bơm răng hoạt động, yêu cầu độ chính xác cao Nếu không đạt yêu cầu về độ chính xác, có thể xảy ra hiện tượng rò rỉ, dẫn đến giảm hiệu suất làm việc của bơm.

Kích thước 45 +0,03 mm được chọn theo cấp chính xác H7 do đây là bề mặt lắp bích đầu và bích đuôi vào thân bơm, yêu cầu độ chính xác cao để ngăn chặn hiện tượng rò rỉ chất lỏng.

• Kích thước 40 0,02 mm là khoảng cách giữa hai trục bánh răng, cần chọn cấp chính xác cao để quá trình làm việc diễn ra với hiệu suất cao

Kích thước ỉ11 +0,02 mm với cấp chính xác H7 là tiêu chuẩn quan trọng cho việc lắp đặt các bu lông xuyên suốt, giúp định vị chính xác bích đầu và bích đuôi, từ đó đảm bảo độ chính xác trong quá trình lắp ghép.

Khoảng cách tối ưu giữa các lỗ ỉ11 cần đạt độ chính xác cao để phù hợp với bích đầu và bích đuôi Do đó, nên chọn cấp chính xác JS7, với kích thước là 40 ± 0,07 mm.

112 0, 07 mm, 46 0, 06 mm và 76 0, 06 mm (các lỗ trong cùng một cụm phải có dung sai giống nhau)

• Kích thước 24 0,15 mm và 720,15mm là dung sai khoảng cách tâm các lỗ ren, chọn theo cấp chính xác JS12

Kích thước ỉ26 +0,21 mm được sử dụng cho đường kính của cổng nạp và cổng xả của bơm, trong khi kích thước M10 +0,15 mm là kích thước của lỗ ren Do không yêu cầu độ chính xác cao, nên lựa chọn cấp chính xác H12 là phù hợp.

• Dung sai các kích thước bao của chi tiết chọn theo cấp chính xác JS12, lần lượt là 106 0,175 mm và 112 0,175 mm (làm tròn thành 0,18 mm)

Yêu cầu về sai lệch hình dáng và vị trí giữa các bề mặt chi tiết:

Để đảm bảo chi tiết hoạt động hiệu quả và không bị rò rỉ chất lỏng, độ không vuông góc giữa mặt bên 15, 19 và hai mặt 1, 8 cần phải không vượt quá 0,01 mm.

• Độ song song giữa hai mặt bên 15, 19 (nơi lắp với bích đầu và bích đuôi vào thân bơm) không vượt quá 0,01 mm

Sau khi xác định dung sai cho các kích thước và yêu cầu kỹ thuật liên quan đến sai lệch hình dạng cũng như vị trí các bề mặt, bản vẽ chi tiết đã được hình thành như thể hiện trong hình 1.4.

Sau khi gia công cần kiểm tra một số các yêu cầu về kỹ thuật của chi tiết bằng một số dụng cụ như sau:

• Kiểm tra độ chính xác các kích thước bằng thước cặp có khoảng đo 150 mm và độ chính xác 0,02 mm

• Kiểm tra độ sai lệch vị trí tương quan giữa các bề mặt bằng đồng hồ so có độ chính xác 0,01 mm

• Kiểm tra độ nhám các bề mặt làm việc quan trọng của chi tiết bằng đồng hồ so có độ chính xác 0,01 mm

Hình 1.4 Bản vẽ chi tiết

Xác định phương pháp chế tạo phôi

Trong gia công cơ khí, các loại phôi chủ yếu bao gồm phôi đúc, phôi rèn, phôi dập và phôi cán Mỗi loại phôi này đều có những đặc điểm cơ bản riêng biệt, ảnh hưởng đến quá trình gia công và chất lượng sản phẩm cuối cùng.

Phôi đúc là phương pháp chế tạo phôi bằng cách nấu chảy kim loại và rót kim loại lỏng vào khuôn có hình dạng tương ứng với vật đúc Sau khi kim loại đông đặc, sản phẩm thu được sẽ có hình dạng giống như lòng khuôn.

Phương pháp đúc thường được áp dụng để sản xuất các chi tiết như gối đỡ, các chi tiết hình hộp và các loại chi tiết phức tạp Các vật liệu phổ biến cho phôi đúc bao gồm gang, thép, đồng, nhôm và một số hợp kim khác.

Phôi rèn được chia thành hai loại chính: phôi rèn tự do và phôi rèn khuôn Trong sản xuất đơn chiếc và hàng loạt nhỏ, phôi rèn tự do thường được ưa chuộng Tuy nhiên, phôi rèn khuôn, với độ chính xác và năng suất cao hơn, được sử dụng phổ biến trong sản xuất hàng loạt lớn Phôi rèn thường được áp dụng cho các vật liệu có tính dẻo tốt, giúp nâng cao hiệu quả sản xuất.

Phôi dập mang lại độ chính xác cao về hình dạng, kích thước và chất lượng bề mặt, thường được sử dụng để chế tạo các chi tiết yêu cầu độ chính xác lớn Tuy nhiên, để sản xuất phôi dập, cần có máy dập và máy ép công suất cao, điều này dẫn đến chi phí đầu tư lớn và hạn chế khả năng sử dụng cho các chi tiết có kích thước lớn Do đó, phôi dập chủ yếu phù hợp cho sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối.

Dựa vào đặc điểm của các loại phôi nói trên và yêu cầu kỹ thuật của chi tiết, chọn dạng phôi là phôi đúc vì:

Bơm cần đáp ứng yêu cầu kỹ thuật của chi tiết với hình dạng không quá lớn (kích thước tối đa 112 mm) và cấu tạo đơn giản Độ nhám bề mặt của phôi đúc cũng phải phù hợp để tiến hành các bước gia công tiếp theo.

• Phù hợp với sản xuất hàng loạt vừa

Gang xám là vật liệu có tính chất vật lý đặc trưng, với độ giòn cao và dễ gãy, khiến cho việc áp dụng các phương pháp gia công như rèn, dập hay cán trở nên khó khăn Tuy nhiên, gang xám lại có tính chảy loãng tốt và nhiệt độ nóng chảy thấp, điều này tạo thuận lợi cho quá trình đúc.

Phương pháp đúc này mang lại hiệu quả kinh tế cao nhờ vào giá thành chi tiết đúc thấp và thiết bị đầu tư đơn giản, giúp giảm thiểu chi phí đầu tư.

1.3.2 Xác định phương pháp chế tạo phôi

Có nhiều phương pháp đúc để tạo nên phôi đúc như:

Đúc trong khuôn cát và mẫu gỗ thường cho chất lượng bề mặt vật đúc không cao, năng suất thấp và giá thành rẻ Phương pháp này phù hợp cho việc sản xuất đơn chiếc và các loạt nhỏ.

Khi đúc trong khuôn cát với mẫu kim loại, nếu khuôn được chế tạo bằng máy, sản phẩm đúc sẽ đạt độ chính xác cao Tuy nhiên, chi phí sản xuất cho các chi tiết này cũng sẽ cao hơn.

Đúc trong khuôn kim loại mang lại độ chính xác cao với phôi có hình dáng gần giống chi tiết, giúp tiết kiệm vật liệu do lượng dư nhỏ Tuy nhiên, việc đầu tư vào thiết bị đúc kim loại có chi phí lớn dẫn đến giá thành sản phẩm cao, do đó phương pháp này phù hợp cho sản xuất hàng khối.

Dựa trên cấu trúc của chi tiết cần gia công hình hộp đơn giản và yêu cầu về độ nhám bề mặt cùng với quy mô sản xuất hàng loạt vừa, phương pháp đúc trong khuôn cát với mẫu kim loại là lựa chọn tối ưu Khuôn sẽ được chế tạo bằng máy với cấp chính xác II, đảm bảo chất lượng sản phẩm đạt tiêu chuẩn.

• Cấp chính xác đạt IT15 – IT16

• Độ nhỏm bề mặt phụi đạt được Rz 80 àm

• Góc thoát khuôn là 2 theo [4, trang 178, bảng 3.7]

• Bán kính góc lượn trên chi tiết đúc r =3 mm theo [4, trang 178, bảng 3.7]

1.3.3 Xác định lượng dư của phôi

Kích thước ngoài lớn nhất của chi tiết là 146 mm, với cấp chính xác của phôi đúc là cấp II và cấp chính xác kích thước theo phương pháp là IT15 Theo tài liệu tham khảo [5, trang 44, bảng 28.1], các kích thước dư gia công đã được tra cứu.

• Kích thước danh nghĩa 106 mm, lượng dư gia công cơ là 3 mm, dung sai kích thước  =1, 4mm → Kích thước lớn nhất giữa hai bề mặt là 106 3.2 112+ mm

Kích thước danh nghĩa của sản phẩm là 45 mm, với lượng dư gia công cơ cho bề mặt trên là 3,5 mm và bề mặt dưới là 2,5 mm Dung sai kích thước được xác định là  = 1,2 mm, do đó kích thước lớn nhất giữa hai bề mặt đạt 51 mm.

• Kớch thước lỗ ỉ52 mm, lượng dư gia cụng cơ là 3 mm, dung sai kớch thước  =1 mm → Kích thước lớn nhất giữa hai bề mặt là 52 3.2− F mm

Hình 1.5 Bản vẽ phôi và phân bố lượng dư gia công

THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT

Chọn phương pháp gia công các bề mặt

Khả năng công nghệ của các phương pháp gia công tra theo [1, trang 143, bảng PL11] (xem bảng 2.1)

Bảng 2.1 Khả năng công nghệ của một số phương pháp gia công cơ bản

Phương phỏp gia cụng Cấp chớnh xỏc Độ nhỏm bề mặt (àm)

Kinh tế Đạt được Ra Rz

Dựa vào bảng 2.1, cần xác định phương pháp gia công phù hợp cho từng bề mặt của chi tiết, nhằm đảm bảo đạt yêu cầu kỹ thuật và tối ưu hóa tính kinh tế trong quá trình sản xuất.

Dạng bề mặt: mặt phẳng, độ nhám cần đạt Ra 1,25, cấp chính xác 7 Do chọn mặt

Để gia công các bề mặt lắp ghép giữa thân bơm với bích đầu và bích đuôi, cần đạt độ nhám Rz 20 nhằm đảm bảo hiệu suất hoạt động và tránh rò rỉ Quá trình gia công bao gồm phay tinh để đạt độ nhám Ra 2,5, sau đó thực hiện mài tinh để hoàn thiện bề mặt với độ nhám Ra 1,25 theo yêu cầu.

Phương pháp gia công: Phay thô mặt đầu → Phay tinh mặt đầu → Mài tinh

Dạng bề mặt: mặt phẳng, đây là bề mặt dùng để lắp bu lông Độ nhám yêu cầu

Ra 1,25 do đó cần phay tinh để đạt độ nhám bề mặt Ra 2,5 sau đó mài tinh để đạt độ nhám Ra 1,25 như yêu cầu

Phương pháp gia công: Phay thô mặt đầu → Phay tinh mặt đầu → Mài tinh

Dạng bề mặt của các lỗ suốt có đường kính 11 mm được thiết kế để lắp bu lông nối liền với bích đầu và bích đuôi, yêu cầu độ nhám thấp nhằm bảo vệ bu lông trong quá trình hoạt động Để đạt được điều này, nên áp dụng phương pháp khoan cho các lỗ nhỏ hơn 15 mm với độ nhám bề mặt phù hợp.

Phương pháp gia công: Khoan

Mặt phẳng lắp bánh răng vào thân bơm yêu cầu đạt độ nhám Ra 1,25 Để đạt được tiêu chuẩn này, cần khoét tinh để có độ nhám Ra 3,2, sau đó thực hiện doa mỏng để hoàn thiện độ nhám theo yêu cầu.

Phương pháp gia công: Khoét → Doa mỏng

Dạng bề mặt: mặt phẳng, không yêu cầu độ chính xác cao, độ nhám bằng với độ nhám vật đúc

Phương pháp gia công: Phay thô mặt đầu

Dạng bề mặt: Đây là các lỗ suốt đường kính 26 mm dùng làm cổng hút và cổng xả cho bơm Không yêu cầu độ nhám cao

Phương pháp gia công: Khoan

Dạng bề mặt của các lỗ ren lắp bu lông không yêu cầu độ chính xác cao, với cấp chính xác cần đạt là 12 Để tạo lỗ, có thể áp dụng phương pháp khoan lỗ sâu 15 mm, sau đó sử dụng phương pháp tarô để tạo ren.

Phương pháp gia công: Khoan → Taro.

Lập quy trình công nghệ

2.2.1 Một số phương án gia công chi tiết

Sau khi phân tích chi tiết, nhóm đưa ra được một số phương án có thể sử dụng để gia công các bề mặt của chi tiết (xem bảng 2.2)

Bảng 2.2 Một số phương án gia công chi tiết

Phương án STT Tên nguyên công

Phay tinh 15 19, mặt cong hai bên

5 Khoét và Doa mỏng 5, 12 15, mặt cong hai bên

6 Phay thô 7, 14 15, mặt cong hai bên

7 Khoan 2, 6, 9, 13 15, mặt cong hai bên

9 Khoan 18 1, mặt cong hai bên

10 Khoan và Tarô 16, 17, 20, 21 1, mặt cong hai bên

11 Khoan 24 8, mặt cong hai bên

12 Khoan và Tarô 22, 23, 25, 26 8, mặt cong hai bên

13 Mài phẳng tinh 15 19, mặt cong hai bên

3 Khoét và Doa mỏng 5 15, mặt cong hai bên

4 Khoét và Doa mỏng 12 15, mặt cong hai bên

10 Khoan và Tarô 16, 17, 20, 21 5, 12, 1 Máy khoan

7 Khoét và Doa mỏng 5, 12 3, 10, 15 Máy khoan

13 Mài phẳng tinh 15 3, 10, 19 Máy mài FSG

2.2.2 Phân tích phương án, chọn phương án phù hợp

Sau quá trình phân tích 2 phương án đã nên trong bảng 2.2, rút ra được một số kết luận về các phương án như sau:

Đối với phương án 1, lựa chọn chuẩn thô với hai mặt cong hai bên (không gia công) để gia công mặt 15 Sau đó, mặt 15 sẽ được sử dụng làm chuẩn tinh để gia công các mặt 1.

Đối với phương án 2, lựa chọn chuẩn thô là hai mặt cong hai bên mà không cần gia công, nhằm gia công mặt 15 Sau khi hoàn thành, mặt 15 sẽ được sử dụng làm chuẩn tinh để gia công tiếp mặt 19,5.

12 Sau đó dùng mặt 5 và 12 làm chuẩn tinh mới để gia công các mặt còn lại

Đối với phương án 3, lựa chọn chuẩn thô là hai mặt cong hai bên (không gia công) để gia công mặt 15 Mặt 15 sẽ được sử dụng làm chuẩn tinh để gia công các lỗ 3, 4, 10 và 11.

1, 8, 19 Dùng hai lỗ 3, 10 làm chuẩn tinh gia công các mặt 2, 6, 9, 13, mặt 5, 12, hoàn thiện mặt 19

So sánh hai phương án trên, thấy phương án 2 phải chọn chuẩn tinh nhiều lần

Trong quá trình gia công, việc sử dụng hai mặt 5 và 12, yêu cầu độ chính xác cao và độ nhám thấp, có thể gây ra sai số và biến dạng bề mặt, dẫn đến việc bề mặt không đạt yêu cầu Nguyên công 1 sử dụng hai mặt cong bên làm chuẩn thô cho các nguyên công tiếp theo, nhưng độ chính xác không đủ để gia công các bề mặt khác Do đó, lựa chọn "Phương án 3" là cần thiết để tiến hành gia công thân bơm.

Thiết kế các nguyên công theo quy trình công nghệ đã chọn

2.3.1 Nguyên công 1: Phay mặt 15 a) Sơ đồ gá đặt, các bước thực hiện nguyên công

Tên nguyên công: Phay thô và phay tinh mặt 15

Bề mặt định vị bao gồm mặt 19 và hai mặt cong hai bên Để định vị mặt 19, sử dụng phiến tỳ nhằm cố định 3 bậc tự do Hai mặt cong hai bên được định vị bằng 2 khối chữ V (1 cố định và 1 động), giúp cố định 3 bậc tự do còn lại Nhờ đó, chi tiết được cố định tổng cộng 6 bậc tự do, cho phép tiến hành gia công một cách hiệu quả.

Hình 2.1 Sơ đồ gá đặt nguyên công 1

• Bước 1: Phay thô mặt 15 đạt cấp chính xác 13, độ nhám Rz 40

• Bước 2: Phay tinh mặt 15 đạt cấp chính xác 11, độ nhám Rz 20

Để kẹp chặt và tháo chi tiết, hãy đặt chi tiết lên phiến tỳ và xoay tay quay để xiết chặt hoặc tháo kẹp Bước tiếp theo là lựa chọn máy gia công phù hợp.

Chọn máy đứng vạn năng X5032 của hãng VINACOM (xem hình 2.2):

• Kích thước bàn làm việc : 400 1320 mm

• Rãnh chữ T (số rãnh, kích thước) : 3 rãnh, 18 70 mm

• Công suất trục chính : 7,50 kW

• Điện áp sử dụng : 220/440 V, 3 pha

• Tốc độ quay trục chính : 30 – 1500 vòng/phút

• Số cấp tốc độ quay trục chính : 18

• Lượng ăn dao theo phương dọc : 23,5 – 1180 mm

• Lượng ăn dao theo phương đứng : 8 – 394 mm

• Không gian làm việc (D, R, C) : 2294 1770 1960  mm

Hình 2.2 Máy phay đứng vạn năng công suất lớn X5032

Theo [6, trang 26], có công thức tính công bội là 1 max min

 n , với m là số cấp tốc độ của trục chính Tính được 17 1500

=  →  = 17 50=1, 2588 Theo dãy giá trị tiêu chuẩn ([6, trang 27]), lấy  =1, 26 Từ giá trị , tính được xấp xỉ giá trị các cấp tốc độ của máy (xem bảng 2.3)

Công suất cắt có ích của máy: N e =N m  =7,5.0,85=6,375 kW

Bảng 2.3 Tốc độ vòng quay, lượng chạy dao của máy X5032

Lượng chạy dao ngang (mm/phút)

Lượng chạy dao đứng (mm/phút)

8; 10; 12,5; 16; 20; 25; 31,5; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 315; 394 c) Chọn dụng cụ gia công

Chọn dòng dao phay mặt đầu có gắn các mảnh hợp kim cứng CoroMill ® 390 R390–125Q40–17L của hãng Sandvik (xem hình 2.3) với các thông số như bảng 2.4

Hình 2.3 Dao phay CoroMill ® 390 R390–125Q40–17L Bảng 2.4 Thông số dao phay CoroMill ® 390 R390–125Q40–17L

Mảnh hợp kim lưỡi dao R390-17 04 08M-KH 3040 của hãng Sandvik, được phủ TiCN và Al2O3, có khả năng cắt gang xám và thép với độ cứng cao Thông số kỹ thuật chi tiết của mảnh hợp kim này được trình bày trong bảng 2.5.

Hình 2.4 Mảnh hợp kim R390-17 04 08M-KH 3040

Bảng 2.5 trình bày thông số của mảnh hợp kim R390-17 04 08M-KH 3040 Để thực hiện quy trình gia công, cần chọn lựa đồ gá phù hợp, bao gồm khối chữ V (một khối động và một khối tĩnh) cùng với phiến tỳ Ngoài ra, việc sử dụng dung dịch trơn nguội và dụng cụ kiểm tra cũng rất quan trọng để đảm bảo chất lượng sản phẩm.

Dung dịch trơn nguội: dung dịch Emulsion 10%, theo [1, trang 58, bảng 2.10]

Máy đo độ nhám bề mặt PCE RT 2000 có khả năng đo từ 0,005 μm đến 16 μm, được sử dụng để kiểm tra độ nhám bề mặt hiệu quả Đồng thời, thước cặp điện tử Mitutoyo 500-181-30 với khoảng đo từ 0 – 150 mm và độ chính xác 0,01 mm, giúp kiểm tra kích thước gia công một cách chính xác.

Hình 2.5 Máy đo độ nhám bề mặt PCE RT 2000

Hình 2.6 Thước cặp điện tử Mitutoyo 500-181-30 e) Tính toán chế độ cắt

Hình 2.7 Chế độ cắt khuyên dùng của hãng Sandvik với nguyên công 1

- Lượng chạy dao vòng: S z =0, 2 mm/răng (theo tính toán của Sandvik, xem hình 2.7)

Từ đó tính được S =S z z =0, 2.6 1, 2= mm/vòng

- Tốc độ cắt: V '5 m/phút (theo tính toán của Sandvik)

- Số vòng quay trục chính: 1000 1000.275

= V = N D  vòng/phút Theo bảng 2.3, chọn số vòng quay gần nhất thấp hơn 700, ta có số vòng quay thực tế N `0 vòng/phút

→ Tốc độ cắt thực tế: 125.600

- Lượng chạy dao phút: S ph =S n =1, 2.600r0 mm/phút Theo bảng 2.3, chọn lượng ăn dao phút theo máy S ph `0mm/phút → 600

- Thời gian gia công cơ bản: 146

- Thời gian gia công kế toán: T k =1,84T m =1,84.15',6 giây (tra [1, trang 115, bảng 2.27] ứng với máy phay đứng)

- Công suất cắt cần thiết: P=6,3 kW (xem hình 2.7) Do PN e nên máy đã chọn thỏa điều kiện công suất cắt

Như vậy, chế độ cắt đối với quá trình phay thô mặt 15 là:

=2,5 t mm; S =1, 0 mm/vòng; V #6 m/phút; N `0 vòng/phút; P=6,3 kW

- Lượng chạy dao vòng: S z =0,158 mm/răng (theo tính toán của Sandvik, xem hình 2.5) Từ đó tính được lượng ăn dao theo vòng: S =S z z =0,158.6=0,948 mm/vòng

- Tốc độ cắt: V )6 m/phút (theo tính toán của Sandvik, xem hình 2.7)

= V = 125 N D  vòng/phút Theo bảng 2.3, chọn số vòng quay gần nhất thấp hơn 753,8, ta có số vòng quay thực tế N u0 vòng/phút

- Lượng chạy dao phút: S ph =S n =0,948.750q1 mm/phút Theo bảng 2.3, chọn lượng ăn dao phút theo máy S ph `0mm/phút → 600

- Thời gian gia công kế toán: T k =1,84T m =1,84.15',6 giây

Như vậy, chế độ cắt đối với quá trình phay tinh mặt 15 là:

=0,5 t mm; S =0,80 mm/vòng; V )4 m/phút; N u0 vòng/phút; P=1,9 kW

Tên nguyên công: Phay thô và phay tinh mặt 19 Bề mặt định vị: Mặt 15 và hai mặt cong hai bên

Để gia công chi tiết trong nguyên công 2, quy trình định vị được thực hiện như sau: Mặt 15 được định vị bằng phiến tỳ, cố định 3 bậc tự do Hai mặt cong ở hai bên được định vị bằng 2 khối chữ V (1 cố định và 1 động), giúp cố định 3 bậc tự do còn lại Như vậy, chi tiết được cố định tổng cộng 6 bậc tự do, cho phép tiến hành gia công hiệu quả.

• Bước 2: Phay tinh mặt 19 đạt cấp chính xác 11, độ nhám Rz 20 b) Chọn máy gia công

Máy phay đứng X5032 của hãng VINACOM được lựa chọn với các thông số kỹ thuật như đã trình bày trong nguyên công 1 và tốc độ quay của trục chính theo bảng 2.3 Bên cạnh đó, cần chọn dụng cụ gia công phù hợp để đảm bảo hiệu quả trong quá trình sản xuất.

Chọn dao phay mặt đầu CoroMill ® 390 R390–125Q40–17L với mảnh hợp kim R390-17 04 08M-KH 3040 cho nguyên công 1 Đồ gá sử dụng là khối chữ V (bao gồm một khối động và một khối tĩnh) cùng với phiến tỳ, kết hợp với dung dịch trơn nguội và dụng cụ kiểm tra để đảm bảo hiệu quả gia công.

Dụng cụ kiểm tra bao gồm máy đo độ nhám bề mặt PCE RT 2000 và thước cặp điện tử Mitutoyo 500-181-30 Máy đo độ nhám bề mặt PCE RT 2000 được sử dụng để đo độ nhám bề mặt, trong khi thước cặp điện tử Mitutoyo 500-181-30 giúp kiểm tra kích thước gia công Ngoài ra, cần thực hiện tính toán chế độ cắt để đảm bảo hiệu quả trong quá trình gia công.

Hình 2.9 Chế độ cắt khuyên dùng của hãng Sandvik với nguyên công 2

- Lượng chạy dao vòng: S z =0, 2 mm/răng (theo tính toán của Sandvik, xem hình 2.9)

Từ đó tính được S =S z z =0, 2.6 1, 2= mm/vòng

- Công suất cắt cần thiết: P=5, 2 kW (xem hình 2.9) Do PN e nên máy đã chọn thỏa điều kiện công suất cắt

Như vậy, chế độ cắt đối với quá trình phay thô mặt 19 là:

=2,5 t mm; S =1, 0 mm/vòng; V #6 m/phút; N `0 vòng/phút; P=5, 2 kW

- Lượng chạy dao vòng: S z =0,158 mm/răng (theo tính toán của Sandvik, xem hình 2.7) Từ đó tính được lượng ăn dao theo vòng: S =S z z =0,158.6=0,948 mm/vòng

- Tốc độ cắt: V )6 m/phút (theo tính toán của Sandvik, xem hình 2.9)

=0,5 t mm; S =0,80 mm/vòng; V )4 m/phút; N u0 vòng/phút; P=1,9 kW

Tên nguyên công bao gồm phay thô và phay tinh cho các mặt 1 Bề mặt định vị được xác định tại các mặt 8, 15 và 19 Để định vị, sử dụng phiến tỳ cho mặt 8 nhằm cố định 3 bậc tự do, đồng thời sử dụng ê tô để định vị cho mặt.

15 và 19, cố định 3 bậc tự do → Chi tiết được cố định 6 bậc tự do, có thể tiến hành gia công

• Bước 2: Phay tinh mặt 1 đạt cấp chính xác 11, độ nhám Rz 20 b) Chọn máy gia công

Máy phay đứng X5032 của hãng VINACOM được lựa chọn với các thông số kỹ thuật đã được trình bày trong nguyên công 1 Tốc độ quay của trục chính được xác định theo bảng 2.3 Đồng thời, cần chọn dụng cụ gia công phù hợp để đảm bảo hiệu quả trong quá trình sản xuất.

Chọn dao phay mặt đầu CoroMill ® 390 R390–125Q40–17L với mảnh hợp kim R390-17 04 08M-KH 3040 cho nguyên công 1 Đồ gá cần thiết bao gồm ê tô và phiến tỳ, cùng với dung dịch trơn nguội và dụng cụ kiểm tra để đảm bảo quy trình gia công hiệu quả.

Dụng cụ kiểm tra được sử dụng bao gồm máy đo độ nhám bề mặt PCE RT 2000 để xác định độ nhám bề mặt và thước cặp điện tử Mitutoyo 500-181-30 để kiểm tra kích thước gia công Ngoài ra, cần thực hiện tính toán chế độ cắt để đảm bảo hiệu quả trong quá trình gia công.

- Lượng chạy dao vòng: S z =0, 2 mm/răng → S =S z z =0, 2.6 1, 2= mm/vòng

- Thời gian gia công kế toán: T k =1,84T m =1,84.11, 4! giây

- Công suất cắt cần thiết: P=3,8 kW Do PN e nên máy đã chọn thỏa công suất cắt Như vậy, chế độ cắt đối với quá trình phay thô mặt 1 là:

=2 t mm; S =1, 0 mm/vòng; V #6 m/phút; N `0 vòng/phút; P=3,8 kW

- Lượng chạy dao vòng: S z =0,158 mm/răng → S =S z z =0,158.6=0,948 mm/vòng

- Thời gian gia công kế toán: T k =1,84T m =1,84.11, 4! giây

- Công suất cắt cần thiết: P=1, 4 kW Do PN e nên máy đã chọn thỏa điều kiện công suất cắt

=0,5 t mm; S =0,80 mm/vòng; V )4 m/phút; Nu0 vòng/phút; P=1, 4 kW

Tên nguyên công: Phay thô và phay tinh mặt 8

Bề mặt định vị: Mặt 1, 15 và 19 Định vị: Dùng phiến tỳ định vị mặt 1, cố định 3 bậc tự do Dùng ê tô định vị mặt

15 và 19, cố định 3 bậc tự do → Chi tiết được cố định 6 bậc tự do, có thể tiến hành gia công

• Bước 2: Phay tinh mặt 8 đạt cấp chính xác 11, độ nhám Ra 20 b) Chọn máy gia công

Máy phay đứng X5032 của hãng VINACOM được chọn với các thông số kỹ thuật đã trình bày trong nguyên công 1 và tốc độ quay của trục chính theo bảng 2.3 Đồng thời, cần chọn dụng cụ gia công phù hợp để đảm bảo hiệu quả trong quá trình sản xuất.

Chọn dao phay mặt đầu CoroMill ® 390 R390–125Q40–17L với mảnh hợp kim R390-17 04 08M-KH 3040 cho nguyên công 1 Đồ gá cần thiết bao gồm ê tô và phiến tỳ, cùng với dung dịch trơn nguội và dụng cụ kiểm tra để đảm bảo quy trình gia công diễn ra hiệu quả.

Lượng dư gia công cho các nguyên công

Dựa vào kích thước và độ chính xác yêu cầu của bề mặt gia công, cần sử dụng bảng thống kê và tài liệu tra cứu để xác định lượng dư gia công cho từng bề mặt, được trình bày trong các bảng từ 2.15 đến 2.20.

Bảng 2.15 Lượng dư gia công bề mặt 15 và 19 với kích thước dài 45 + 0,03

Bước gia công Cấp chính xác

Kích thước trung gian (mm)

Bảng 2.16 Lượng dư gia công bề mặt 1 và 8 với kích thước dài 1060,18

Bảng 2.17 Lượng dư gia cụng mở rộng lỗ 5 và 12 đạt kớch thước ỉ52 + 0,05

Bảng 2.18 Lượng dư gia cụng 8 lỗ đạt kớch thước ỉ11 + 0,02

Bảng 2.19 Lượng dư gia công 8 lỗ ren M101,5

Bảng 2.20 Lượng dư gia cụng 2 lỗ ỉ26

Bảng tổng hợp các nguyên công

Sau khi hoàn tất việc tính toán chế độ cắt cho từng nguyên công, chúng tôi đã lập bảng tổng hợp chế độ cắt cho quá trình gia công chi tiết thân bơm, như được trình bày trong bảng 2.21.

Bảng 2.21 Phiếu tổng hợp nguyên công gia công chi tiết thân bơm

TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ ĐỒ GÁ

Tiêu đề	Thiết Kế Quy Trình Gia Công Chi Tiết Thân Bơm
Người hướng dẫn	PGS.TS Phạm Ngọc Tuấn
Trường học	Trường Đại Học Kỹ Thuật
Chuyên ngành	Công Nghệ Chế Tạo Máy
Thể loại	Đồ Án

Định dạng
Số trang	74
Dung lượng	4,75 MB
File đính kèm	00 - TAP BAN VE.zip (8 MB)