Đang tải... (xem toàn văn)
Hiện nay việc sửa chữa và sản xuất " bơm cao áp" ở trong nước thường sản xuất dưới dạng đơn chiếc và thủ công mà chưa có thiết bị chuyên dùng.
Đồ án tôt nghiệp công nghệ chế tạo máy LỜI NÓI ĐẦU Hiện nay việc sửa chữa và sản xuất " bơm cao áp" ở trong nước thường sản xuất dưới dạng đơn chiếc và thủ công mà chưa có thiết bị chuyên dùng. Vì vậy việc nghiên cứu chi tiết, cụ thể về lĩnh vực " bơm cao áp" một cách nghiêm túc là rất cần thiết. Sau thời gian học tập tại trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội. Dưới sự giúp đỡ của thầy giáo hướng dẫn Nguyễn Văn Phúc, tôi đã chọn và được giao làm đề tài tốt nghiệp: “Nghiên cứu thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết “nắp chia dầu’ của bơm cao áp bít tông hướng trục”. Nội dung đồ án gồm 5 mục: A. Phân tích chi tiết gia công . B. Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết “nắp chia dầu” của bơm cao áp piston. C. Tính lượng dư gia công. D. Tính toán thiết kế một số đồ gá đặt để gia công “nắp chia dầu” của bơm cao áp hướng trục. E. Tính toán thời gian công của các nguyên công. F. Được sự giúp đỡ của các thầy cô giáo, đặc biệt là sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo “Nguyễn Văn Phúc”,em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này. Do những hạn chế về tài liệu, thời gian nghiên cứu và kinh nghiệp thực tế nên đồ án tốt nghiệp của em khó tránh khỏi được những sai sót và khiếm khuyết. Em rất mong nhận sự chỉ dẫn tận tình của thầy cô và sự góp ý chân thành của bạn đọc. Em xin chân thành cảm ơn! 1 1 Đồ án tôt nghiệp công nghệ chế tạo máy A. PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG I. Phân tích chức năng làm việc của chi tiết ( nắp chia dầu). Dựa vào bản vẽ chi tiết (nắp chia dầu) và bản vẽ lắp của " bơm cao áp" piston hướng trục ta nhận thấy (nắp chia dầu) là một trong những chi tiết rất quan trọng . Do trục dẫn động và blốc có vị trí nghiêng đi một góc, nên khi trục dẫn động quay nó tạo ra cho bơm có một nửa chu kỳ hút và một nửa chu kỳ nén. Ta lại thấy blốc quay còn nắp chia dầu đứng yên và áp kín khít với nhau qua mặt cầu R187 nhờ các lò xo đĩa. Chính vì vậy khi làm việc (nắp chia dầu) sẽ có nhiệm vụ cung cấp áp suất thấp ở đường dầu vào để đi vào xi lanh trong quá trình hút và đưa dầu qua áp suất cao ở quá trình nén đến các cơ cấu chấp hành. Đồng thời nắp chia dầu lại được lắp với hệ điều khiển thuỷ lực để điều khiển góc nghiêng giữa trục dẫn động và blốc khi bơm chịu các tải trọng thay đổi. Chính vì vậy (nắp chia dầu) làm việc ở một điều kiện vô cùng khắc nghiệt. Nó chịu ma sát ở các bề mặt làm việc, áp suất tác dụng vào các bề mặt có dầu đi qua lớn. Đồng thời khi làm việc dầu khi nến có thể nống lên với nhiệt độ cao. Do đó vật liệu được chọn chế tạo nắp chia dầu là thép hợp kim 40X để chống mài mòn và chống biến dạng cho (nắp chia dầu). Chi tiết có các bề mặt cơ bản cần phải gia công là: Mặt cầu R187, mặt trụ R103, bốn mặt bên, lỗ φ 15, φ 20, rãnh hình trám 20x28, rãnh tròn 16, rãnh trụ R32,5x12,4 và góc vát 15 0 . Kích thước quan trọng chủ yếu của (nắp chia dầu) là thông số của hai mặt bên cách nhau 77 để làm dẫn hướng cho (nắp chia dầu) khi thay đổi góc nghiêng, mặt cầu R187 để áp kín khít với mặt cầu trên blốc, mặt trụ R103 để lắp kín khít với mặt trụ trên nắp ống cấp thoát dầu ( được lắp 2 2 Đồ án tôt nghiệp công nghệ chế tạo máy trên thân của bơm) và lỗ φ15 để lắp với một chốt trụ để điều khiển cho nắp chia dầu trượt trên trụ R103. Nhìn chung ta có thể xác định những điều kiện kỹ thuật cơ bản của (nắp chia dầu) như sau: - Các mặt cầu R187 và mặt trụ R103 đạt độ nhám R a = 0,32 ÷ 0,16. - Hai mặt bên cách nhau 77 mm đạt độ nhám R a = 0,32 và độ không song song giữa hai mặt không vượt quá 0,01 mm trên 100 mm chiều dài. Đồng thời phải đảm bảo được dung sai khoảng cách giữa hai mặt không vượt quá 0,01 mm trên 100 mm chiều dài. - Bề mặt lỗ φ15 đạt độ nhám R a = 0,63 ÷ 0,32 - Các bề mặt còn lại đạt độ nhám R a = 10 ÷ 5. 1. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu nắp chia dầu. Qua nghiên cứu và tìm hiểu, đánh giá và phân tích ta nhận thấy (nắp chia dầu) trên hoàn toàn hợp lý với thực trạng sản xuất tại việt nam hiện nay . các bề mặt của chi tiết hoàn toàn có thể gia công bằng các máy hiện có trên các phân xưởng sản xuất cơ khí. 2. Xác định dạng sản xuất. Sản lượng hàng năm được xác định thao công thức sau: N = N 1 .m + 100 1 β Trong đó: N : Số chi tiết được sản xuất trong một năm. N 1 : Sô sản phẩm sản xuất trong một năm, ở đây N 1 =52. m: Số chi tiết trong một sản phẩm . Do đo m = 16. β : số chi tiết được chế tạo thêm để dự trữ. Lây β = 5%. 3 3 Đồ án tôt nghiệp công nghệ chế tạo máy Do đó: N = 52.16. + 100 %5 1 = 4992 (chi tiết) Trọng lượng của chi tiết được tính như sau : Q 1 =V.γ (KG) Trong đó : Q 1 : Trọng lượng chi tiết (kG). V : Thể tích của chi tiết (dm 3 ). γ : Trọng lượng riêng của vật liệu. Với thép 45X ta có γ =7,852 (Kg/dm 3 ). Để tiện cho việc tính thể tích ta chia chi tiết ra nhiều phần nhỏ. Ta có : V=V 1 -V 2 - V 3 -V 4 Trong đó: V 1 : thể tích của cả nắp chia dầu ở dạng đặc. V 1 ≈ 6620,8 x 17 ≈ 112554 mm 3 V 2 : thể tích của rãnh tròn 16. V 2 ≈ 2 x 786 x 12 ≈ 18864 mm 3 V 3 : thể tích của lỗ φ 15 và lỗ dậc φ 20. V 3 ≈ 3,14 x 15 2 x 15 ≈ 10597mm 3 V 4 : thể tích hình trám 20 x28 V 4 ≈ 474 x 13 ≈ 6162mm 3 Suy ra : V = V 1 – V 2 -V 3 -V 4 V = 112554 – 18864 – 10597 – 6162 = 76931 (mm3) ≈ 0,081 dm3 Vậy: Q1 = 0,08 x 7,852 ≈ 0,63KG 4 4 Đồ án tôt nghiệp công nghệ chế tạo máy Dựa vào bảng 2 (sách thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy) ưng với N và Q đã tính ở trên ta được dạng sản xuất của nắp chia dầu là dang sản xuất hàng loạt vừa. 1. Phân tích phương pháp chế tạo phôi Từ nhưỡng phương pháp thực tế trong sản xuất và điều kiện sản xuất của chi tiết ta có những phương án chế tạo phôi sau. Phương án 1 : dùng phôi thanh a. Ưu điểm : Tạo phôi đơn giản , thiết bị không cần phức tạp , vật liệu sẵn có trên thị trường và giá rẻ. b. Nhược điểm : Hệ số sử dụng vật tư thấp , sử dụng nhiều vật liệu,thiết bị , dụng cụ , năng lượng sản xuất . Chính vì điều này nên giá thành sản xuất tăng . Do đó phôi thanh thường được dùng trong việc sản xuất loạt vừa và nhỏ . Phương án 2 : phôi rèn dập a. Ưu điểm : cơ tính và chất lượng chi tiết cao, giảm nhẹ quá trình gia công , tiết kiệm nguyên vật liệu cao b. Nhược điểm : máy móc phức tạp , đòi hỏi phải có máy móc chuyên dùng , việc chế tạo khuân tương đối phức tạp . Do vậy chỉ có thể sử dụng phương án này vào dạng sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối . Phương án 3 : đúc bằng gang cầu a. Ưu điểm : tiết kiệm nguyên vật liệu , giảm quá trình gia công cơ . b. Nhược điểm : khó tạo tổ choc graphít cầu , dễ bị rỗ , bọt khí , nứt tế vi nên phế phẩm tăng . Với nắp dầu việc đúc lại chia thành nhiều nguyên công phức tạp và đòi hỏi phải có thợ bậc cao . Qua ba phương án trên, ta nhận thấy : Phương án 1 (phôi thanh) mặc dù có nhiều nhược điểm nhưng rất phù hợp với khả năng và điều kiện sản xuất của nắp chia dầu cần thiết kế . nó đảm bảo được điều kiện 5 5 4 8 ° 28 12,2 28 20 40,25 0,2 10,4 12,2 3,5 0,1 0,1 1 0,1 0,1 0,2 3,5 10,4 0,10,1 0,1 aa 24 110 1 5 ° c 0,1 6 206 0.16 0,01 0,1 0,1 12 0,1 r32,5 0.16 13,5 0,1 b 5 r187 0,1 0,1 0,1 48 73 0,1 77 0,01 15 87,5 20 0,1 0,1 16 12,3 0,1 0,15 19,5 0,05 0,15 0,63 0,1 106 Đồ án tôt nghiệp công nghệ chế tạo máy kỹ thuật và chất lượng sản phẩm . Do vậy ta có thể chọn phương án dùng phôi thanh tiêu chuẩn để tiến hành chế tạo nắp chia dầu . Vậy ta có bản vẽ lồng phôi được thể hiện như sau : 5 . Tính giá thành phôi. Giá thành một kg phôi được tính theo công thức : ( ) 1000 . 1000 54321 1 S qQKKKKKQ C S p −− = (đồng) Trong đó : C1: Gía thành một tấn phôi . Lấy C1=21000000 đồng. S: Giá thành một tấn phôi phế phẩm . Lây S = 2000000 đồng. 6 6 Đồ án tôt nghiệp công nghệ chế tạo máy K1, K2, K3, K4, K5: Hệ số phụ thuộc vào cấp chính xác , độ phức tạp của phôi, vật liệu , trọng lượng và sản lượng phôi . K1: Hệ số phụ thuộc vào cấp chính xác K1=1÷1,1. ta lấy K1=1. K2: Hệ số phụ thuộc vào độ phức tạp của phôi . K2=2,2. K3: Hệ số phụ thuộc vào vật liệu phôi . K3=0,7÷1,45. Ta Lấy K3=1,2. K4: Hệ số phụ thuộc vào trọng lượng phôi . K4=0,9. K5: Hệ số phụ thuộc vào sản lượng phôi . K5=0,83. Q: trọng lượng chi tiết . theo trên ta có q=0,63kg Q; trọng lượng của phôi . Lấy Q≈ (3,14x1102x28x7,852)/106≈ 0,86kg. Vậy ta có : Sp = ( 2100000.0,8.1.2,2.0,9.0,38)/1000-(0,86.0 ,63).2000/1000 = 15167đồng 6. Xác định đường lối công nghệ . Trong các dạng sản xuất hàng loạt vừa thì người ta thường chọn phương pháp gia công một vị trí , một giao và gia công tuần tự . 7. Chọn phương pháp gia công Đôi với dạng sản xuất hàng loạt vừa thì muốn chuyên môn hoá cao để có thể đạt năng xuât cao . trong điều kiện sản xuất việt nam thì đường lối công nghệ thích hợp là phân tán nguyên công . ở đây ta dùng các loại máy vạn năng kết hợp với các đồ gá chuyên dùng để chế tạo . ứng với hàng loạt vừa ta chọn phương pháp gia công là phân tán nguyên công . 8. Lập thứ tự nguyên công Dựa vào các nguyên tắc ta xác định được thứ tự các nguyên công sau đây: + Nguyên công 1: Chọn phôi 7 7 Đồ án tôt nghiệp công nghệ chế tạo máy + Nguyên công 2: Thử mác thép . + Nguyên công 3: Làm sạch và ủ phôi + Nguyên công 4: cưa phôi + Nguyên công 5: khoả mặt đầu , khoan lỗ φ12, khoan lỗ φ14.8, doa lỗ φ15, tiện bậc lỗ φ 20 và tiện ngoài φ73. + Nguyên công 6: Khoả mặt đầu , khoan lỗ φ20 và tiện ngoài để đạt φ106. + Nguyên công 7: Khoan 4 lỗ φ16 . + Nguyên công 8: Dùng dao phay ngón φ20 để phay rãnh 20x28. + Nguyên công 9: Phay một mặt bên. + Nguyên công 10: Phay một mặt bên đối diện . + Nguyên công 11 : Phay mặt bên thứ 3. + Nguyên công 12: Phay mặt bên thứ 4 đối diện với mặt thứ 3 . + Nguyên công 13: Tiện mặt cầu R187.5. + Nguyên công 14: Dùng phay ngón φ16 để phay rãnh hạt dậu. + Nguyên công 15: Tiện trụ R103,5 và đánh số. + Nguyên công 16: Phay 4 rãnh trụ R32,5x12,4. + Nguyên công 17: Làm sạch bavia do các nguyên công trước để lại + Nguyên công 18: Nhiệt luyện . + Nguyên công 19: Mài hai mặt bên cách nhau 77mm . + Nguyên công 20: Mài trụ R103. + Nguyên công 21: Mài cầu R187. + Nguyên công 22: Mài vát côn 15 0 . + Nguyên công 23: Nghiền cầu R187. + Nguyên công 24: Nghiền trụ R103. + Nguyên công 25: Chọn các nắp chia dầu , đánh đô với blốc và nắp điều khiển. + Nguyên công 26: Rà cầu R187 với cầu của blốc . 8 8 Đồ án tôt nghiệp công nghệ chế tạo máy + Nguyên công 27: Rà trụ R103 với trụ của nắp điều khiển . + Nguyên công 28: Rửa sạch . + Nguyên công 29: Kiểm tra. B. THIẾT KẾ NGUYÊN CÔNG 1.Nguyên công 1: chọn phôi Chọn phôi thanh có hình trụ với đường kính φ 110 và kiểm tra các bề mặt phôi xem có vết vứt hay rỗ không , nếu có thì ta bỏ đi còn không thi ta chon làm phôi để gia công . 2. Nguyên công 2: Thử mác thép Sau khi đã chọn được phôi ta đem cắt một mẫu của phôi để dem dến trung tâm kiểm định . cùng với các thiết bị chuyên dùng ta tiến hành thử mác thép đã mang đến xem có đúng yêu cầu hay không . 3. Nguyên công 3: Làm sạch và ủ phôi Trong nguyên công này ta phải làm sạch các bụi bẩn , dầu mỡ bám trên bề mặt của phôi và sau đó đem phôi đi ủ để thử cscs ứng suất dư bên trong phôi . 4. Nguyên công 4: Cưa phôi nắp chia dầu + Định vị : Chi tiết được định vị trên khối V dài han chế 4 bậch tự do và mặt đầu dùng chốt tỳ hạn chế 1 bậc tự do . do đó chi tiết được hạn chế 5 bậch tự do . + Kẹp chặt : Dùng cơ cấu kẹp chặt bằng cơ cấu mỏ kẹp , re. Ta có sơ đồ gá đặt như sau: + 9 9 Đồ án tôt nghiệp công nghệ chế tạo máy Kẹp chặt: dùng cơ cấu kẹp chặt bằng cơ cấu mỏ kẹp ,ren. + Chọn máy : máy cưa đĩa công suât N m =3,5K W . + Chọn dao : chọn cưa đai lưỡi bằng hợp kim cứng T15K6. + lượng chạy dao : S b = 2,25mm/ph (tra bảng5-57). + tốc độ cắt : tra bảng 5-58 ta được V b = 30n/ph. Các hệ số điều chỉnh : • Hệ số phụ thuộc vào độ cứng vững chi tiết gia công: k 1 =0,9. • Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt :k 2 =0,75. • Hệ số phụ thuộc vào tuổi bền của đĩa : k 3 =1. V t = V b .k 1 .k 2 .k 3 =30.0,9.0,75.1 = 20,25m/ph. Số vòng quay trục chính theo tính toán: n t = D V . 1000 1 π = ph v 08,56 115.14,3 25,20.1000 = Ta chọn số vòng quay thực tế theo máy là: n m = 60v/ph. Tốc độ cắt thực tế : V tt = == 1000 60.115.14,3 1000 m nD π 21,67m/ph 5. Nguyên công 5: khoả mặt đầu, khoan lỗ φ12, khoan lỗ φ14.8, doa lỗ φ15, tiện bậc lỗ φ20 và tiện trụ φ73. + Định vị : Mặt đầu hạn chê 3 bậc tự do , mặt trụ hạn chế 2 bậc tự do . Do đó chi tiết được hạn chế 5 bậc tự do. + Kẹp chặt: Dùng chấu kẹp đàn hồi . + Chọn máy : Máy tiện 1K62 có công suất N m =10 K W. 10 10 [...]... 1000 m/ph + Công suất cắt: (tra bảng 5-102 sổ tay công nghệ ) Ta được: N = 1 Kw ⇒ thoả mãn với may đã chọn * Bước 3: Tiện ngoài φ 106 với lượng dư Zb= 2 mm + Chọn dao: Dùng dao có gắn mảnh hợp kim T15K6 1818 Đồ án tôt nghiệp công nghệ chế tạo máy + Chi u sâu cắt: t = 2 mm + Lượng chạy dao: S = 1,4 mm/vg (tra bảng 5-61 sổ tay công nghệ ) + Tốc độ cắt : Vb = 144 m/vg (tra bảng 5-64 sổ tay công nghệ ) Các... số phụ thuộc vào cơ tính của thép:k1=1,15 • Hệ số phụ thuộc vào chu kỷ bền của dao: k2 = 0,92 • Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt gia công : k3 = 0,8 • Hệ số phụ thuộc vào dạng gia công : k4 = 1 ⇒ Vt = Vv.k1.k2.k3.k4 = 43,5.1,15.0,92.0,8 = 26,82 m/ph Số vòng quay của trục chính theo tính toán : nt = 1000.Vt 1000.36,82 = = 293,15 π D 3,14.40 (vg/ph) Chọn số vòng quay trục của máy ta có : nm = 300... Lượng chạy dao: S = 0,8 m/vg (tra bảng 5-17 sổ tay công nghệ ) Tốc độ cắt : V (m/ph): Được tính theo công thức thực hiện như sau: V= Cv K v T t x S y m Trong đó : Cv, m, x, y: là hệ số và số mũ (tra bảng 5-17 sổ tay công nghệ ) 3030 Đồ án tôt nghiệp công nghệ chế tạo máy Cv = 292; x = 0,3; y = 0.15; m = 0,18 T: Trị số trung bình của tuổi bền khi gia công một dao Lấy T = 50 phút Kv: hệ số điều chỉnh... số phụ thuộc vào chất lượng của bề mặt gia công (tra bảng 5-1 và 5-2 sổ tay công nghệ ) Ta được: K mv 750 = K n σ B nv 1 750 = 0,85 = 1,275 500 Với σB = 500; nv= 1; Kn=0,85 Knv: Hệ số phụ thuộc vào bề mặt trạng thái của phôi (tra bảng 5-5 sổ tay công nghệ ) Ta được: Knv = 0,9 Kuv: hệ số phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt (tra bảng 5-6 sổ tay công nghệ ) Ta được: Kuv=0,6 Do... trong công thức chế độ cắt : •Hệ số phụ thuộc vào cơ tính thép : k1=1,15 • Hệ số phụ thuộc vào chu kỳ của dao: K2 = 0,92 •Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt gia công :k3=0,8 • Hệ số phụ thuộc vào dạng gia công ; k4 = 1 ⇒ Vt = Vv.k1.k2.k3.k4 = 94.1,15.0,92.0,8 = 41,47 m/ph Số vòng quay trục chính theo tính toán : nt = 1000.Vt 1000.41,41 = = 330,18 π D 3,14.20 vg/ph Chọn số vòng quay trục chính của. .. 47,1 1000 1000 (m/ph) + Công suất cắt : (tra bảng 5-123 sổ tay công nghệ ) Ta được: N = 1,5 Kw ⇒ thoả mãn với may đã chọn Chế độ cắt cho bước 2: + Chi u sâu cắt: t = 4 mm 2424 Đồ án tôt nghiệp công nghệ chế tạo máy + Lượng chạy dao: (tra bảng 5-119 sổ tay công nghệ ) Ta được: Sz = 0,05 mm/răng Lượng chạy dao vòng : S0 = Sz.Z = 0,05.12 = 0,6 mm/vg Các hệ số hiệu chỉnh trong công thức chế độ cắt :... = 3,7 +Chọn dao: Dùng dao có gắn mảnh hợp kim T15K6 + Chi u sâu cắt: t = 3,7 mm + Lượng chạy dao: S = 1,4 mm/vg (tra bảng 5-61 sổ tay công nghệ ) + Tốc độ cắt : Vb = 144 m/vg (tra bảng 5-64 sổ tay công nghệ ) Các hệ số hiệu chỉnh: • Hệ số phụ thuộc vào chu kỳ bền của dao : k1=1 1515 Đồ án tôt nghiệp công nghệ chế tạo máy • Hệ số phụ thuộc vào góc nghiêng chính : k2=1 • Hệ số phụ thuộc vào trạng thái... + Công suất cắt : (tra bảng 5-123 sổ tay công nghệ ) Ta được: N = 1,2 Kw ⇒ thoả mãn với may đã chọn 10 Nguyên công 10: phay mặt bên đối diện +Định vị : Mặt phẳng bên hạn chế 3 bậc tự do, mặt phẳng đáy hạn chế 2 bậc tự do Do đo chi tiết được hạn chế 5 bậc tự do + Kẹp chặt : Dùng cơ cấu kẹp bằng mỏ kẹp, ren +Chọn máy : Chọn máy đứng vạn năng 6H82 công suất Nm = 7 Kw 2525 Đồ án tôt nghiệp công nghệ. .. gá đặt như sau: 1919 Đồ án tôt nghiệp công nghệ chế tạo máy +Chọn dao : Chọn mũi khoan ruột gà , đôi côn , thép gió với các thông số sau: Đường kính :d = φ 16 mm Chi u dài : L = 305 mm Chi u dài cắt: l = 205 mm + Chi u sâu cắt: t = 16/2 = 8 mm + Lượng chạy dao: S = 0,22 mm/vg (tra bảng 5-87 sổ tay công nghệ ) +Tốc độ cắt : Vb = 17,7 m/vg (tra bảng 5-86 sổ tay công nghệ ) Các hệ số hiệu chỉnh: •Hệ số... tay công nghệ ) Ta có các thông số sau: Đường kính : D = 20 mm số răng Z = răng + Chi u sâu cắt: t = 20 mm + Chi u rộng phay : B = 13,5 mm Ta có sơ đồ gá đặt như sau: 2121 Đồ án tôt nghiệp công nghệ chế tạo máy 5 14,5 ±0,1 12 ±0,1 n 5 s 20 ±0,1 a s a 28 ±0,2 + Lượng chạy dao: (tra bảng 5-153 sổ tay công nghệ ) Ta được: S = 0,02 mm/răng ⇒ Vt = Vv.k1.k2 = 33,5.0,69.0,87 = 20,11 m/ph Số vòng quay trục
