Đang tải... (xem toàn văn)
Trong taát caû caùc loaïi maùy moùc töø maùy coâng cuï, maùy phaùt ñoäng löïc, maùy laøm röøng, maùy ñi bieån v.v… ñeán caùc maùy chuyeân duøng ñeàu coù caùc chi tieát daïng hoäp. Hoäp laø loaïi chi tieát cô sôû quan troïng cuûa moät saûn phaåm. Hoäp bao goàm nhöõng chi tieát coù hình khoái roãng (xung quanh coù thaønh vaùch) thöôøng laøm nhieäm vuï cuûa chi tieát cô sôû ñeå laép caùc ñôn vò laép (nhö nhoùm, cuïm, boä phaän) cuûa nhöõng chi tieát khaùc leân noù taïo thaønh moät boä phaän maùy nhaèm thöïc hieän moät nhieäm vuï ñoäng hoïc naøo ñoù cuûa toaøn maùy. Coù raát nhieàu kieåu hoäp vaø coâng duïng cuõng khaùc nhau nhö hoäp toác ñoä, hoäp chaïy dao, thaân ñoäng cô ñoát trong, thaân maùy bôm v.v... Ñaëc ñieåm cuûa caùc chi tieát hoäp laø coù nhieàu vaùch, ñoä daày moûng cuûa caùc vaùch cuõng khaùc nhau, trong caùc vaùch coù nhieàu gaân, coù nhieàu phaàn loài loõm. Treân hoäp coù nhieàu maët phaûi gia coâng vôùi ñoä chính xaùc khaùc nhau vaø cuõng coù nhieàu beà maët khoâng phaûi gia coâng. Ñaëc bieät treân hoäp thöôøng coù nhieàu loã caàn ñöôïc gia coâng chính xaùc ñeå thöïc hieän caùc moái laép gheùp. Tuøy coâng duïng maø caùc loã treân hoäp ñöôïc chia ra:
Trường đại học sư phạm kỹ thuật TP Hồ Chí Minh Chương CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT ĐIỂN HÌNH 3.1 Quy trình công nghệ chế tạo chi tiết dạng hộp Trong tất loại máy móc từ máy công cụ, máy phát động lực, máy làm rừng, máy biển v.v… đến máy chuyên dùng có chi tiết dạng hộp Hộp loại chi tiết sở quan trọng sản phẩm Hộp bao gồm chi tiết có hình khối rỗng (xung quanh có thành vách) thường làm nhiệm vụ chi tiết sở để lắp đơn vò lắp (như nhóm, cụm, phận) chi tiết khác lên tạo thành phận máy nhằm thực nhiệm vụ động học toàn máy Có nhiều kiểu hộp công dụng khác hộp tốc độ, hộp chạy dao, thân động đốt trong, thân máy bơm v.v Đặc điểm chi tiết hộp có nhiều vách, độ dầy mỏng vách khác nhau, vách có nhiều gân, có nhiều phần lồi lõm Trên hộp có nhiều mặt phải gia công với độ xác khác có nhiều bề mặt gia công Đặc biệt hộp thường có nhiều lỗ cần gia công xác để thực mối lắp ghép Tùy công dụng mà lỗ hộp chia ra: hộp - Lỗ xác: dùng để đỡ đầu trục gọi lỗ - Lỗ không xác: dùng để kẹp phận khác gọi lỗ phụ Trên hình 3-1 trình bày thân hộp giảm tốc chi tiết thuộc dạng Nhìn chung chi tiết hộp chi tiết phức tạp, khó gia công, chế tạo phải đảm bảo nhiều yêu cầu kỹ thuật khác 3.1.1 Những yêu cầu kỹ thuật chủ yếu chi tiết dạng hộp: Hộp có bề mặt mặt đáy, mặt lỗ Độ xác bề mặt có yêu cầu cao Ngoài bề mặt hộp có bề mặt phụ bề mặt đậy nắp, lỗ bắt bulông v.v bề mặt có độ xác không cao Những yêu cầu kỹ thuật hộp bao gồm: - Độ không phẳng độ không song song bề mặt khoảng 0,05÷0,1 mm toàn chiều dài, độ nhám bề mặt chúng từ Ra = ÷1,25 (∇5÷∇7) - Các lỗ có độ xác cấp 5÷7 độ nhám bề mặt Ra=2,5 ÷ 0,63, cần đạt Ra= 0,32 ÷ 0,16 Sai số hình dáng lỗ 0,5 ÷ 0,7 dung sai đường kính lỗ - Dung sai khoảng cách tâm lỗ phụ thuộc vào chức Nếu lỗ lắp trục bánh dung sai 0,02 ÷ 0,1 mm Dung sai độ không song song tâm lỗ dung sai khoảng cách tâm Độ không vuông góc tâm lỗ lắp bánh côn trục vít 0,02 ÷ 0,06 mm Công nghệ chế tạo máy - 115 - Hồ Viết Bình Trường đại học sư phạm kỹ thuật TP Hồ Chí Minh - Dung sai độ không đồng tâm lỗ ½ dung sai đường kính lỗ nhỏ Độ không vuông góc mặt đầu tâm lỗ khoảng 0,01 ÷ 0,05 mm 100 mm bán kính A A ±0.05 B B-B B Hình 3-1 Các chi tiết dạng hộp Công nghệ chế tạo máy - 116 - Hồ Viết Bình Trường đại học sư phạm kỹ thuật TP Hồ Chí Minh 3.1.2 Tính công nghệ kết cấu chi tiết dạng hộp Tính công nghệ kết cấu hộp ảnh hưởng đến khối lượng lao động để chế tạo hộp, mà ảnh hưởng tới việc tiêu hao vật liệu.Vì từ thiết kế phải ý đến kết cấu chúng : - Hộp phải có đủ độ cứng vững để gia công không bò biến dạng dùng chế độ cắt cao, đạt suất cao - Các bề mặt làm chuẩn phải có đủ diện tích đònh, phải cho phép thực nhiều nguyên công dùng bề mặt làm chuẩn phải cho phép thực trình gá đặt nhanh - Các bề mặt cần gia công hộp vấu lồi, lõm, phải thuận lợi cho việc ăn dao, thoát dao Kết cấu bề mặt phải tạo điều kiện cho việc gia công đồng thời nhiều dao - Các lỗ hộp nên có kết cấu đơn giản, không nên có rãnh có dạng đònh hình, bề mặt lỗ không đứt quãng Các lỗ đồng tâm nên có đường kính giảm dần từ vào trong.Các lỗ nên thông suốt ngắn - Không nên bố trí lỗ nghiêng so với mặt phẳng vách để gia công tránh tượng dao khoan, khoét, doa bò ăn dao lệch hướng - Các lỗ kẹp chặt hộp phải lỗ tiêu chuẩn 3.1.3 Vật liệu phôi để chế tạo chi tiết dạng hộp Vật liệu để chế tạo chi tiết dạng hộp thường dùng gang xám, thép đúc, hợp kim nhôm thép hàn Tùy theo điều kiện làm việc, số lượng hộp vật liệu mà phôi chế tạo cách cách khác - Phôi đúc bao gồm phôi gang, thép hợp kim nhôm loại phôi phổ biến để chế tạo chi tiết dạng hộp Chế tạo phôi đúc thường dùng phương pháp đúc sau: + Đúc gang khuôn cát, mẫu gỗ, làm khuôn tay Phương pháp cho độ xác thấp, lïng dư để gia công cắt gọt lớn, suất thấp, đòi hỏi trình độ công nhân phải cao, thích hợp dạng sản xuất đơn loạt nhỏ + Dùng mẫu kim loại, khuôn cát, làm khuôn máy, đạt độ xác suất cao, lượng dư cắt gọt nhỏ Phương pháp thích hợp sản xuất hàng loạt hàng khối Công nghệ chế tạo máy - 117 - Hồ Viết Bình Trường đại học sư phạm kỹ thuật TP Hồ Chí Minh + Dùng phương pháp đúc khuôn vỏ mỏng phôi đúc đạt độ xác 0,3 - 0,6 mm, tính chất học tốt Phương pháp dùng sản xuất hàng loạt lớn hàng khối thích hợp cho chi tiết hộp cỡ nhỏ + Đúc áp lực tạo tiết hộp cỡ nhỏ có hình thù phức tạp Ở chỗ gấp khúc hộp cần phải có góc lượn, hốc bên cần làm sạch, mặt cạnh đáy cần làm phẳng Vật đúc vết nứt, rỗ khuyết tật khác Chi tiết hộp đúc thường nguội không đều, gây biến dạng nhiệt ứng suất dư nên cần có biện pháp khử ứng suất dư trước gia công cắt gọt - Phôi hàn chế tạo từ thép hàn lại thành hộp Loại phôi dùng sản suất đơn loạt nhỏ Phôi hàn có hai kiểu: + Kiểu thô: hàn thép lại thành hộp, sau gia công + Kiểu tinh: hàn thép gia công sơ bề mặt cần thiết thành hộp, sau gia công tinh lại Sử dụng phôi hàn rút ngắn thời gian chuẩn bò phôi, đạt hiệu kinh tế cao Tuy nhiên dùng phôi hàn thường gặp khó khăn khử ứng suất dư - Phôi dập dùng chi tiết hộp nhỏ có hình thù không phức tạp dạng sản xuất loạt lớn hàng khối Đối với thép dập nóng kim loại mầu dập nguội Phương pháp tạo tính tốt đạt suất cao 3.1.4 Quy trình công nghệ gia công chi tiết hộp Chuẩn đònh vò để gia công chi tiết hộp: Khối lượng gia công chi tiết dạng hộp chủ yếu tập trung vào việc gia công lỗ Muốn gia công nhiều lỗ nhiều bề mặt khác qua giai đoạn thô, tinh v.v cần tạo nên chuẩn tinh thống cho chi tiết hộp Chuẩn thường mặt phẳng hai lỗ chuẩn tinh phụ vuông góc với mặt phẳng Hai lỗ chuẩn tinh phụ phải gia công đạt đến độ xác cấp có khoảng cách xa tốt (hình 3-2) Khi đònh vò chi tiết hộp đồ gá mặt tiếp xúc với đồ đònh vò mặt phẳng, hai lỗ tiếp xúc với hai chốt (một chốt trụ chốt trám) Như chi tiết đònh vò đủ bậc tự Hai lỗ chuẩn tinh phụ thường dùng số lỗ bulông đế hộp Công nghệ chế tạo máy - 118 - Hình 3-2 Phương pháp chọn chuẩn đònh vò â hi i h ä Hồ Viết Bình Trường đại học sư phạm kỹ thuật TP Hồ Chí Minh Tuy nhiên không thiết lúc phải dùng hai số lỗ xỏ bulông đem gia công xác để làm chuẩn phụ, mà vào kết cấu cụ thể hộp rãnh, sống trượt, mang cá, chí lỗ xác hộp để khống chế bậc tự lại Ví dụ, gia công hộp dạng mặt bích (hình 3-3) Chọn chuẩn mặt đầu A, lỗ B lỗ xỏ bulông (hoặc lỗ C lỗ D) Sơ đồ gá đặt có tính chất điển (1 mặt phẳng lỗ vuông góc với mặt phẳng đó) cho phép gá đặt chi tiết qua nhiều nguyên công nhiều đồ gá, tránh sai số tích lũy việc thay đổi chuẩn gây nên Tạo chuẩn tinh thế, đồ gá đơn giản nhiều tương tự nhiều nguyên công D B C A Hình 3-3 Chọn chuẩn đònh vò chi tiết Vì chi tiết hộp, nguyên công hộp dạng mặt bích phải gia công tạo mặt chuẩn (không kể nguyên công làm cắt đậu ngót, đậu rót phôi) Việc chọn chuẩn thô cho nguyên công quan trọng ảnh hưởng đến lượng dư gia công độ xác nguyên công Ở trường hợp này, dùng phương án chọn chuẩn thô sau (hình 3-4): * Mặt thô lỗ khống chế bậc tự (hình 3-4a) : * Mặt thô không gia công bên khống chế bậc tự ( hình – 4b) a) * Mặt gờ vai khống chế bậc tự ( hình – 4c) Trong bề mặt làm chuẩn thô nói trên, quan trọng lỗ c) b) chọn làm chuẩn thô bảo đảm lượng dư sau cho thân lỗ đặn, tạo điều kiện cho việc gia công lỗ dễ dàng Hình 3-4 Sơ đồ đònh vò chọn chuẩn thô Khi chọn chuẩn thô, không ý đến nguyên công mặt không gia công làm cho khe hở lắp ghép với phận bên (như bánh răng, tay gạt …) không đảm bảo Trong sản xuất hàng loạt nhỏ đơn chiếc, việc chế tạo phôi xác gia công không dùng đồ gá chuyên dùng, nên thực nguyên tắc chọn chuẩn phương pháp lấy dấu Khi lấy dấu, kết hợp chọn chuẩn thô này, đồng Công nghệ chế tạo máy - 119 - Hồ Viết Bình Trường đại học sư phạm kỹ thuật TP Hồ Chí Minh thời kiểm tra chuẩn thô kia, chia lượng dư cho thỏa mãn yêu cầu khác nhau, chí tận dụng số phôi, mà theo phương pháp tự động gá đặt không hợp quy cách Tuy nhiên, việc lấy dấu có suất thấp giá thành tăng Trình tự gia công bề mặt chủ yếu hộp: Quá trình công nghệ gia công chi tiết dạng hộp bao gồm hai giai đoạn sau : - Gia công mặt phẳng chuẩn lỗ chuẩn để làm chuẩn tinh thống - Dùng mặt phẳng hai lỗ đònh vò làm chuẩn thống để gia công mặt lại : + Gia công mặt phẳng lại + Gia công thô bán tinh lỗ lắp ghép + Gia công lỗ không xác dùng để kẹp chặt + Gia công xác lỗ lắp ghép + Tổng kiểm tra 3.1.5 Biện pháp thực nguyên công Gia công mặt chuẩn: Mặt để làm chuẩn cho gia công chi tiết dạng hộp gồm mặt phẳng hai lỗ chuẩn - Gia công mặt phẳng chuẩn Với hộp có kích thước cỡ khác sản lượng ít, dùng máy phay máy bào vạn để gia công Trường hợp hộp cỡ lớn có bề mặt chuẩn vuông gần tròn, gia công máy tiện đứng, hộp cỡ nhỏ phương pháp bào phay gia công máy tiện vạn cách dùng mâm cặp bốn chấu để đònh vò dùng đồ gá chuyên dùng Trong dạng sản xuất hàng loạt lớn vàhàng khối với hộp cỡ lớn trung bình gia công mặt chuẩn thực máy nhiều trục máy có bàn quay.Với hộp cỡ nhỏ dùng phương pháp chuốt mặt phẳng dùng máy tổ hợp hay máy chuyên dùng - Gia công hai lỗ chuẩn thường thực máy khoan cần Nếu sản xuất hàng loạt lớn hàng khối nên dùng máy nhiều trục chuyên dùng Cần ý gia công hai lỗ chuẩn (hai lỗ đònh vò) phải tiến hành khoan, khoét, doa lần gá phải dùng bạc dẫn hướng để đảm bảo đạt độ nhám Công nghệ chế tạo máy - 120 - Hồ Viết Bình Trường đại học sư phạm kỹ thuật TP Hồ Chí Minh bề mặt độ xác thân lỗ bảo đảm khoảng cách tâm hai lỗ nằm phạm vi dung sai cho phép Nếu sản lượng nhỏ, gia công cách lấy dấu trước thực máy khoan đứng Với hộp lớn, việc gia công lỗ chuẩn tiến hành máy doa ngang Gia công mặt hộp: Gia công mặt phẳng hộp tiến hành phương pháp bào, phay, tiện, mài chuốt Trong sản xuất đơn hàng loạt nhỏ, thường sử dụng phương pháp bào đơn giản rẻ tiền Năng suất bào thấp, nâng cao suất cách gá nhiều chi tiết gia công lúc Trong sản xuất hàng loạt vừa lớn, gia công mặt dùng phương pháp phay Với hộp cỡ nhỏ xếp nhiều chi tiết để gia công lúc Với hộp cỡ lớn, tiến hành gia công máy phay giường bào giường bảo đảm suất đạt độ xác cao : độ không song song mặt 0,02 mm/1000 mm; độ không phẳng 0,02 ÷ 0,03 mm/1000 mm; độ không vuông góc 0,03 ÷ 0,06 mm/500 mm Trong sản xuất hàng khối sử dụng rộng rãi phương pháp phay liên tục máy phay có bàn quay máy phay có tang trống để gia công hai mặt phẳng song song lúc hai dao Trên hình 3-5 trình bày sơ đồ gia công mặt phẳng hộp máy phay có bàn quay 3, có gá chi tiết gia công 2, cắt dao Để gia công hai mặt phẳng song song thực hai dao ăn lúc hình 3-5a, bố trí hình 3-5b, vò trí gia công gá hai chi tiết với mặt phẳng gia công ngược Ngoài ra, sử dụng rộng rãi phương pháp chuốt để gia công mặt phẳng hộp Những hộp có mặt mặt tròn xoay gia công máy tiện đứng Gia công tinh mặt hộp sản xuất hàng loạt lớn khối thực máy mài, sản xuất đơn loạt nhỏ thường dùng phương pháp cạo Gia công lỗ lắp ghép: Khi chế tạo chi tiết dạng hộp, thời gian gia công lỗ lắp ghép chiếm tỉ lệ lớn Vì vậy, cần chọn phương pháp gia công hợp lý để đảm bảo độ xác tạo điều kiện nâng cao suất Biện pháp gia công lỗ lắp ghép hộp phụ thuộc vào sản lượng chi tiết.Có thể gia công máy doa ngang vạn năng, máy tổ hợp nhiều trục chính.Trong số Công nghệ chế tạo máy - 121 - Hồ Viết Bình Trường đại học sư phạm kỹ thuật TP Hồ Chí Minh trường hợp, gia công dây chuyền tự động gia công lỗ hộp máy khoan đứng, khoan cần, gia công máy tiện đứng hay máy tiện thông thường Dù gia công lỗ loại máy ta thấy : I I II II a) b) Hình 3-5 Sơ đồ gia công mặt phẳng hộp máy phay có bàn quay a) Hai mặt phẳng song song hai dao; b) Gia công hai mặt phẳng song song dao I Vò trí gia công thô II Vò trí gia công tinh - Đường kính lỗ phụ thuộc vào kích thước dao (dao đònh kích thước), phụ thuộc vào việc điều chỉnh kích thước mũi dao lắp trục dao - Độ xác khoảng cách tâm, độ song song độ vuông góc đường tâm lỗ với nhau, yêu cầu khác vò trí lỗ đảm bảo hai phương pháp sau : + Gia công lỗ theo bạc dẫn hướng đồ gá + Gia công lỗ theo phương pháp xác đònh vò trí tọa độ nhờ vạch kích thước máy Các phương pháp thể biện pháp cụ thể thích hợp với dạng sản xuất - Trong sản xuất hàng loạt lớn hàng khối, lỗ lắp ghép hộp gia công máy doa, máy tổ hợp nhiều trục theo cách gia công song song song song liên tục hai ba bề mặt hộp Khi đó, vò trí lỗ đảm bảo theo cách bố trí trục máy Khi gia công máy tổ hợp, nên chia thành hai nguyên công thô tinh hoàn thành hai máy đường dây, chia làm hai bước hoàn thành hai vò trí máy Trên hình 3-6 trình bày sơ đồ áp dụng máy tổ hợp để gia công lỗ xác hộp Ở vò trí I chi tiết gia công gá đặt, sau đưa trục dao doa từ tang thay Công nghệ chế tạo máy - 122 - Hồ Viết Bình Trường đại học sư phạm kỹ thuật TP Hồ Chí Minh đổi trục dao vào lỗ đònh gia công Sau gá dao xong, quay bàn để đưa chi tiết đến vò trí II Ở vò trí II tiến hành nối trục hộp trục số với trục doa tiến hành gia công Sau gia công xong, quay bàn để đưa chi tiết vò trí I Nếu không cần gia công tinh nữa, tháo chi tiết lắp phôi khác vào Còn gia công tinh nữa, lắp trục doa tinh từ tang vào lỗ cần doa trình lặp lại II I Hình 3-6 Sơ đồ gia công lỗ chi tiết hộp máy tổ hợp 1) Đầu lực 2) Hộp trục 3) Bàn quay 4) Tang thay đổi trục dao I Vò trí gá chi tiết II Vò trí chi tiết gia công Đối với lỗ hộp có kích thước không lớn gia công máy khoan đứng với đầu khoan nhiều trục bạc dẫn hướng để gia công lỗ bề mặt hộp lúc, máy khoan cần có dùng bạc dẫn Trong sản xuất hàng loạt, lỗ xác hộp gia công máy doa ngang, doa đứng Khi đó, kích thước lỗ kích thước dao đònh, khoảng cách tâm lỗ độ song song lỗ đảm bảo nhờ dòch chuyển bàn máy vò trí bạc dẫn hướng trục doa Độ vuông góc lỗ đảm bảo nhờ quay bàn máy mang chi tiết so với trục doa Biện pháp kó thuật thực phụ thuộc vào lỗ cần doa dài hay ngắn, số lỗ hàng lỗ, số hàng lỗ bề mặt hộp số bề mặt hộp có lỗ cần gia công + Nếu lỗ cần doa ngắn (không sâu), gia công cần dùng bạc đònh hướng cho trục doa phía trước (hình 3-7a) phía sau lỗ gia công (hình 3-7b) Khi lỗ hộp có chiều dài lớn phải đònh hướng trục doa phía trước phía sau (hình 3-7c) + Nếu có nhiều lỗ đồng trục hàng, thực gia công máy doa với biện pháp thích hợp Để đảm bảo độ xác hàng lỗ, nên chia hai nguyên công thô tinh Công nghệ chế tạo máy - 123 - Hồ Viết Bình Trường đại học sư phạm kỹ thuật TP Hồ Chí Minh 2 a) b) c) Hình 3-7 Sơ đồ đònh hướng dụng cụ doa lỗ chi tiết hộp a- Đònh hướng phía trước b- Đònh hướng phía sau c- Đònh hướng phía trước sau Chi tiết gia công Đồ gá Khi gia công thô: Trước tiên gia công lỗ phía hộp trục dao công xôn Sau gia công lỗ Tiến hành gia công đến xong nửa số lỗ hàng lỗ Sau quay bàn máy 180o để gia công lỗ phía đối diện hộp với biện pháp lỗ phía bên Làm vậy, toàn lỗ hàng lỗ gia công thô Ví dụ, gia công hàng lỗ vách khác hộp hình 3-8 Bốn lỗ hàng bố trí nhỏ dần phía hộp với φ1 < φ2 < φ3