Công nghệ chế tạo máy: Vòi phun bơm cao áp động cơ Điezen D12

g nghệ sản xuất, ứng dụng những tiến bộ khoa học kỹ thuật hiện đại vào sản xuất…Mà bộ môn Công nghệ chế tạo máy sẽ giúp ta có thêm những kiến thức để thực hiện điều này, giúp ta cách làm thế nào để chọn ra phương án tối ưu cho một bài toán công nghệ.Trong bài viết này, em trình bày quy trình công nghệ để gia công chi tiết trục “Vòi phun bơm cao áp động cơ Điezen D12” ,bao gồm các bước tiến hành theo đề bài đã được giao. Do đây là lần đầu tiên em được ứng dụng những kiến thức đã học để thiết kế một cách tương đối hoàn chỉnh một chi tiết cho nên những sai sót trong quá trình thiết kế là không thể tránh khỏi do không có kinh nghiệm thực tế .Nhân đây, em cũng xin cảm ơn thầy Nguyễn Huy Ninh đã trực tiếp hướng dẫn em trong quá trình thiết kế đồ án môn học Công nghệ chế tạo máy. Chân thành cảm ơn thầy! Nội dung thuyết minh và tính toán Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy I. Đầu đề thiết kế : Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo chi tiết T10. II.Các số liệu ban đầu: Sản lượng hàng năm : 5.000 chi tiết/năm. Điều kiện sản xuất: Tự chọn. III.Nội dung thuyết minh và tính toán. 1. Phân tích chức năng làm việc của chi tiết: Chi tiết bài cho là piston bơm cao áp của động cơ Diezen D12 .Nhiêm vụ của bơm cao áp là tạo ra dòng nhiên liệu có áp suất cao đi vào buồng nhiên liệu dưới dạng sương mù.Từ đó,ta thấy rằng piston phải làm việc trong môi trường có áp lực rất lớn.Nhưng yêu cầu khe hở giữa xylanh và piston phải nhỏ để nhiên liệu không thể đi ngược trở lại.Vật liệu chọn làm piston phải có độ cứng cao,chịu uốn tốt chọn là thép vòng bi (lò xo),ở đây ta chú ý đến độ tròn của ,độ côn của và độ vuông góc giữa mặt đầu và đường tâm của chi tiết. *Thành phần hoá học và cơ tính của thép vòng bi.(Sách Vật liệu học) Nguyên tố C Si Mn Cr P S Thành phần(%) 1% 1% 1% 0,5% 2. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết: Cũng như các dạng chi tiết khác, đối với chi tiết trục tính công nghệ có ý nghĩa quan trọng vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất cũng như độ chính xác gia công. Vì vậy khi thiết kế cần chú ý đến kết cấu: Chi tiết cho dạng trục bậc có tiết diện thay đổi không lớn nên ta chọn phôi tròn cán nóng.Do kích thước của chi tiết rất nhỏ nên việc cán nóng có thể thực hiện dễ dàng trên các máy không cần có công suất lớn.Tuy nhiên, chi tiết này yêu cầu kĩ thuật rất cao nên tính công nghệ trong khi gia công nó là thấp và bắt buộc phải có những quá trình mới.Chẳng hạn,do độ cứng rất cao 4045 HRC ,yêu cầu về độ thẳng cần chính xác nên bước gia công chuẩn bị phôi cần có nguyên công nắn thẳng và ủ, thường hoá để làm giảm độ cứng chi tiết thì mới có thể gia công được.Việc gia công lỗ ở mặt đầu nếu kẹp trên mâm cặp thì sẽ không đảm bảo độ đồng tâm cao để thuận lợi cho việc làm chuẩn sau này.Còn lỗ trên rãnh thì rất khó xác định tâm vì nó phải nghiêng so với lỗ một góc là và cần có đồ gá riêng .Ngoài ra, bề mặt làm việc yêu cầu độ bóng cao nên ta phải mài nghiền mới có thể đạt được. 3. Xác định dạng sản xuất: Do chi tiết rất nhỏ nên khi tra bảng 2.6(Sách hướng dẫn ĐCAN) với lượng sản xuất hằng năm là 5000 chi tiết ta được dạng sản xuất là loạt vừa. Tuy nhiên ta có thể tính được một cách trực tiếp: Sản lượng hàng năm của chi tiết được xác định theo công thức sau đây: N = N1.m(1 + ) Trong đó: N : Số chi tiết được sản xuất trong một năm; N1 : Số sản phẩm được sản xuất trong một năm; m : Số chi tiết trong một sản phẩm; : Số chi tiết được chế tạo thêm để dự trữ (5% đến 7%) đ chọn b = 6% a: phế phẩm a = 3% á 6%, chọn a = 4%, lúc đó : N = N1.m(1 + ) Thay số ta có: N = 5000.1.(1 + ) =5050 chi tiết/năm. Sau khi xác định được sản lượng hàng năm ta phải xác định trọng lượng của chi tiết. Trọng lượng của chi tiết được xác định theo công thức: Q = V.g( kg) Thể tích của chi tiết: V = Vậy trọng lượng chi tiết: Q = 3,126.7,853/1000 = 0,0245kg=24,5g Theo bảng 2 trang 1- Thiết kế đồ án CNCTM, ta có: Dạng sản suất: Hàng loạt vừa Trong đó: Thể tích của chi tiết được tính như sau: V= = =2934mm V= = 4. Chọn phương pháp chế tạo phôi: Từ việc phân tích chức năng làm việc của chi tiết và việc phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết bài cho ta chọn phôi để gia công piston bơm cao áp động cơ Diezen là phôi cán nóng. 5. Lập thứ tự các nguyên công, các bước (vẽ sơ đồ gá đặt, ký hiệu định vị, kẹp chặt, chọn máy, chọn dao, vẽ chiều chuyển động của dao, của chi tiết). 1. Thứ tự các nguyên công: Nguyên công 1 : ủ, thường hoá để làm giảm độ cứng phôi. Nguyên công 2 : Nắn thẳng phôi Nguyên công 3: Cắt đứt, khoan 2 lỗ tâm. - Trên máy phay- khoan -Dao :Dùng 2 dao phay đĩa 3 mặt trên máy phay ngang xác định kích thước 58,1 ,và hai mũi khoan trên trục nằm ngang để khoan 2 lỗ tâm và vát mép. Nguyên công 4: Tiện thô bề mặt làm việc(4 bước) -Máy tiện -Dao tiện trơn,tiện bậc,xấn rãnh Nguyên công 5 :Tiện tinh bề mặt làm việc . -Máy tiện -Dao tiện trơn Nguyên công 6 : Phay mặt phẳng để khoan lỗ . -Máy phay ngang -Dao là dao phay đĩa 3 mặt Nguyên công 7 : Khoan lỗ , vát mép lỗ . -Máy khoan đứng vạn năng -Dao khoan là mũi khoan ruột gà . Nguyên công 8 : Vát mép còn lại lỗ . -Máy khoan đứng vạn năng -Dao khoan là mũi khoan ruột gà Nguyên công 9 :Phay rãnh phân phối nhiên liệu -Máy phay ngang -Dao phay đĩa 3 mặt định kích thước 4mm Nguyên công 10:Khoan lỗ -Máy khoan đứng -Dao là mũi khoan Nguyên công 11:Nhiệt luyện Nguyên công 12: Mài tinh bề mặt làm việc -Mài thô -Mài tinh Nguyên công 13:Nghiền bề mặt làm việc -Nghiền thô -Nghiền bán tinh -Nghiền tinh Nguyên công 14:Kiểm tra -Độ thẳng của bề mặt làm việc -Độ vuông góc giữa mặt đầu và bề mặt làm việc. Thiết kế các nguyên công cụ thể: Nguyên công 1 : ủ, thường hoá để làm giảm độ cứng phôi. ủ thép là nung nóng thép đến nhiệt độ nhất định,giữ nhiệt lâu rồi làm chậm. cùng lò để đạt tổ chức ổn định peclit với độ cứng thấp và độ dẻo cao.Hai nét đặc trưng của ủ là nhiệt độ không có quy luật tổng quát và làm nguội chem. để đạt độ cứng cân bằng.Mục đích của việc ủ trong nguyên công này là để làm mềm thép khiến cho việc gia công cắt gọt dễ dàng. Thép lò xo có thành phần cacbon 1 thuộc loại thép có thành phần cacbon cao nên khi ủ phải theo phương pháp ủ có chuyển biến pha.Lúc này,nhiệt độ ủ cao hơn A nên có xảy ra sự chuyển biến peclitaustenit khi nung nóng với hiệu ứng làm nhỏ hạt, nên khi làm nguội chậm austenit hạt nhỏ lại chuyển biến thành peclit kích thước nhỏ và phải ủ không hoàn toàn hoặc ủ cầu hoá,như sau: ủ không hoàn toàn đó là nung nóng thép tới trạng thái không hoàn toàn tới austenit ở nhiệt độ cao hơn A nhưng thấp hơn A: Tổ chức tạo thành khi ủ là peclit hạt, do chỉ được nung thấp ( quá nhiệt độ A một chút) bản thân austenit tạo thành chưa kịp đồng đều hoá thành phần hoặc vẫn còn các phần tử xêmentit của peclit chưa chuyển biến xong hoặc xêmentit II.Sự không đồng nhất như vậy làm cho sự tạo thành peclit hạt dễ dàng và độ cứng HB <220 dễ cắt hơn. ủ cầu hoá:Nhiệt độ nung dao động dưới A ,nung nhiệt độ tới rồi giữ khoảng 5 phút ,rồi làm nguội xuống giữ nhiệt khoảng 5 phút …lặp đi lặp lại nhiều lần sẽ xúc tiến nhanh quá trình cầu hoá xêmentit thành tạo thành peclit hạt. Nguyên công 2 : Nắn thẳng phôi Công việc nắn thẳng phôi được tiến hành trên máy chuyên dùng. Nguyên công 3 : Cắt đứt, khoan 2 lỗ tâm. 1.Định vị: Chọn mặt tròn ngoài của phôi làm chuẩn thô,dùng khối V dài định vị 4 bậc tự do và chốt định vị 1 bậc tự do, bậc xoay không cần định vị. 2.Kẹp chặt: Kẹp chặt bằng cơ cấu ren vít. 3.Chọn máy: Máy phay-khoan tâm bán tự động.Bảng P3.42 (339) tài liệu (3) Giá thành và đặc tính kĩ thuật Mác máy MP-77 Giá thành(USD) 9790 Đường kính phôi gia công,mm 20-60 Chiều dài phôi gia công,mm 100-200 Số cấp tốc độ của trục chính dao phay 7 Số vòng quay của trục chính dao phay,vg/ph 456;582 Hành trình lớn nhất của trục chính đầu phay,mm 160 Lượng chạy dao công tác của dao phay,mm/ph 20-400 Số cấp tốc độ của trục chính khoan 6 Số vòng quay của trục chính khoan,vg/ph 815;1125 Chuôi của trục chính theo tiêu chuẩn 50 Hành trình của đầu khoan,mm 60 Lượng chạy dao công tác của đầu khoan,mm/ph 20-300 4.Chọn dao: Dùng dao phay đĩa 3 mặt răng gắn mảnh hợp kim cứng, có các kích thước sau( Tra theo bảng 4-85 Sổ tay Công nghệ chế tạo máy tập 1): D = 100 mm;d=32 mm; B=14mm; Z =8 răng. Chọn mũi khoan bằng hợp kim cứng loại xoắn vít đuôi trụ dùng cho vật liệu khó gia công , loại ngắn.Các kích thước được tra theo bảng 4-40 (Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1) Tên mũi khoan Đường kính (mm) Chiều dài L(mm) Chiều dài phần làm việc l(mm) 310 5.Ký hiệu chiều chuyển động của dao và chi tiết: Như hình vẽ 6.Lượng dư gia công: Theo bảng 3-121 Sổ tay CNCTM 1 Chọn lượng dư 7.Chế độ cắt: Theo cách tra bảng +Khi phay:-Lượng chạy dao. Bảng 5-177 Công suất máy(kW) Độ cứng vững của hệ thống Phay rãnh 510 Độ bền Chiều sâu cắt t,mm Trung bình Lượng chạy dao răng S,mm/răng 0,080,1 -Tốc độ cắt: Bảng 5-179 T(ph) B(mm) T(mm) Lượng chạy dao S(mm/răng) 120 10..26 15 0,2 Tốc độ cắt (m/ph) 245 Bảng 5-181:Công suất khi phay rãnh thép bằng dao phay đĩa gắn mảnh hợp kim cứng. +Khi khoan: -Lượng chạy dao:Bảng 5-87STCNCTM 2 D=3mm;; Nhóm chạy dao:1 mm/vg . - Tốc độ cắt:Tra bảng 5-86 STCNCTM 2 cho tốc độ cắt khi khoan thép hợp kim bằng mũi khoan thép gió có dung dịch trơn nguội Nhóm thép gia công:9 Đường kính mũi khoan:3mm Lượng chạy dao:0,11mm/vg -Công suất:Tra bảng 5-88 STCNCTM 2 cho công suất khi khoan thép bằng mũi khoan thép gió. Đường kính mũi khoan:3mm Lượng chạy dao:0,11mm/vg Nguyên công 4 : Tiện thô bề mặt làm việc . Do tiện bằng chống tâm hai đầu nên phải dùng tốc để truyền mômen xoắn cho chi tiết.Như vậy, ta chỉ có thể tiện từng đầu một và phải chuyển tốc để tiện đầu kia để gia công đầu còn lại. 1.Định vị: Dùng hai mũi tâm chống vào hai lỗ tâm đã có ở nguyên công trước.Hai lỗ tâm được dùng làm chuẩn tinh trong suốt quá trình tiện.Hai mũi tâm định vị 4 bậc tự do. 2.Kẹp chặt: Kẹp chặt luôn bằng hai mũi tâm. 3.Chọn máy: Máy tiện vạn năng 1K62. Tính năng kĩ thuật 1K62 Đường kính gia công lớn nhất 400 Đường kính gia công lớn nhất dưới bàn dao 220 Đường kính gia công lớn nhất lỗ trục chính,mm 45 Khoảng cách tâm,mm 710 Số cấp tốc độ trục chính 18 Số vòng quay trục chính,vg/ph 12-3000 Lượng chạy dao dọc và ngang(mm/vg) - Dọc -Ngang Chạy dao nhanh(m/ph) -Dọc -Ngang 0,07-4,16 0,035-2,08 3,4 1,7 Công suất động cơ chính (kW) 10 Công suất động cơ chạy nhanh (kW) 1 Kích thước máy -Rộng -Cao -Dài 1140 1350 2760 Trọng lượng máy (kG) 2505 4.Chọn dao: -Dùng dao tiện ngoài thân thẳng gắn mảnh hợp kim cứng, có kích thước sau ( Tra theo bảng 4-5 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 1): h b L n n l R 16 10 100 4,5 4 8 0,5 -Dùng dao tiện rãnh thân cong có gắn mảnh hợp kim cứng, có kích thước sau ( Tra theo bảng 4-8 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 1): H B L m a r 16 12 100 5 12 1,0 5.Lượng dư gia công: Theo bảng 3-120 Sổ tay CNCTM 1 Chọn lượng dư 6.Chế độ cắt: -Lượng chạy dao( tiện thô):Bảng 5-60 STCNCTM 2 Dao tiện gắn hợp kim cứng Chiều sâu cắt:Tới 3 mm Đường kính chi tiết:10mm Kích thước:16x12 Lượng chạy dao:S=0,3..0,4 mm/vg -Tốc độ cắt:Khi tiện ngoài, tra bảng 5-64 STCNCTM 2 Chiều sâu cắt:t=1,4mm Lượng chạy dao:0,4 mm/vg Tiện dọc ngoài:231 m/ph Tiện ngang:287 m/ph -Công suất;Tra bảng 5-68 STCNCTM 2 Chiều sâu cắt:t=1,4mm Lượng chạy dao:0,4 mm/vg Tốc độ cắt:V=231m/ph Nguyên công 5 : T iện tinh bề mặt làm việc. 1.Sơ đồ định vị: Dùng hai mũi tâm chống vào hai lỗ tâm đã có ở nguyên công trước.Hai lỗ tâm được dùng làm chuẩn tinh trong suốt quá trình tiện.Hai mũi tâm định vị 4 bậc tự do. 2.Sơ đồ kẹp chặt: Kẹp chặt luôn bằng hai mũi tâm. 3.Chọn máy: Máy tiện vạn năng 1K62. Tính năng kĩ thuật 1K62 Đường kính gia công lớn nhất 400 Đường kính gia công lớn nhất dưới bàn dao 220 Đường kính gia công lớn nhất lỗ trục chính,mm 45 Khoảng cách tâm,mm 710 Số cấp tốc độ trục chính 18 Số vòng quay trục chính,vg/ph 12-3000 Lượng chạy dao dọc và ngang(mm/vg) - Dọc -Ngang Chạy dao nhanh(m/ph) -Dọc -Ngang 0,07-4,16 0,035-2,08 3,4 1,7 Công suất động cơ chính (kW) 10 Công suất động cơ chạy nhanh (kW) 1 Kích thước máy -Rộng -Cao -Dài 1140 1350 2760 Trọng lượng máy (kG) 2505 4.Chọn dao: Dùng dao tiện ngoài thân thẳng gắn mảnh hợp kim cứng, có kích thước sau ( Tra theo bảng 4-5 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 1): h b L n n l R 16 10 100 4,5 4 8 0,5 5.Lượng dư gia công: Theo bảng 3-120 Sổ tay CNCTM 1 Chọn lượng dư 6.Chế độ cắt: -Lượng chạy dao:Bảng 5-62 STCNCTM 2 Độ nhám bề mặt: Vật liệu gia công:Thép Bán kính đỉnh dao:0,5 Lượng chạy dao:S=0,22…0,3mm/vg -Tốc độ cắt:Khi tiện ngoài, tra bảng 5-64 STCNCTM 2 Chiều sâu cắt:0,5 mm Lượng chạy dao:0,3 mm/vg Tiện dọc ngoài:330 m/ph Tiện ngang:409 m/ph -Công suất:Tra bảng 5-68 STCNCTM 2 Chiều sâu cắt:0,5 mm Lượng chạy dao:0,3 mm/vg Tốc độ cắt:V=330m/ph Nguyên công 6: Phay mặt phẳng để khoan lỗ 1.Sơ đồ định vị: Nguyên công này là phay mặt phẳng để khoan lỗ trên mặt trụ nên ta chỉ cần định vị 4 bậc tự do bằng một khối V dài,hai bậc tự do còn lại không cần định vị là bậc xoay và tịnh tiến dọc trục. 2.Kẹp chặt: Dùng cơ cấu kẹp chặt bằng ren vit và kẹp từ trên xuống. 3.Chọn máy: Máy được chọn là máy phay nằm vạn năng 6H82. Thông số kỹ thuật 6H82 Mặt làm việc của bàn máy,mm 320x1250 Công suất động cơ(kW),hiệu suất 7 Số vòng/phút của trục chính 30;37,5…. Lượng chạy dao dọc và ngang mm/phút 19;23,5;30…. Lực cắt chiều trục lớn nhất cho phép (kG) 2000 4.Chọn dao:Dao chọn là dao phay đĩa ba mặt răng có gắn mảnh hợp kim cứng,tra trong bảng 4-85 (Sổ tay Công nghệ chế tạo máy tập 1),có các kích thước sau: D(mm) B(mm) d(mm) Số răng 100 14 32 8 5.Lượng dư gia công: Theo bảng 3-121 Sổ tay CNCTM 1 Chọn lượng dư 6.Chế độ cắt: Theo cách tra bảng +Khi phay:-Lượng chạy dao. Bảng 5-177 Công suất máy(kW) Độ cứng vững của hệ thống Phay mặt phẳng 510 Độ bền Chiều sâu cắt t,mm Trung bình Lượng chạy dao răng S,mm/răng 0,080,1 -Tốc độ cắt: Bảng 5-179 T(ph) B(mm) T(mm) Lượng chạy dao S(mm/răng) 120 10..26 15 0,2 Tốc độ cắt (m/ph) 245 Bảng 5-180:Công suất khi phay mặt phẳng thép bằng dao phay đĩa gắn mảnh hợp kim cứng. Chiều rộng phay:B=10mm Chiều sâu cắt:t=5,5mm Lượng chạy dao:S=0,16mm/răng Lượng chạy dao:S Nguyên công 7: Khoan lỗ ,vát mép lỗ 1.Lập sơ đồ gá đặt,định vị: Việc gá đặt và định vị chi tiết để khoan lỗ cần phải khống chế cả 6 bậc tự do thì mới đảm bảo chính xác cho nguyên công này.Lúc này,ta dùng khối V định vị 4 bậc tự do,dùng một chốt tỳ khống chế bậc di chuyển dọc trục và một chốt tỳ tự lựa khống chế bậc xoay. 2.Kẹp chặt: : Dùng cơ cấu kẹp chặt bằng ren vit và kẹp từ trên xuống 3.Chọn máy: Máy khoan đứng 2A125 có đường kính mũi khoan lớn nhất khi khoan thép có độ bền trung bình fmax = 25mm. Công suất của máy Nm = 2,8 kW 4.Chọn dao: Chọn mũi khoan bằng hợp kim cứng loại xoắn vít đuôi trụ dùng cho vật liệu khó gia công , loại ngắn.Các kích thước được tra theo bảng 4-40 (Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1) Tên mũi khoan Đường kính (mm) Chiều dài L(mm) Chiều dài phần làm việc l(mm) 310 5.Lượng dư gia công: Khoan lỗ đặc. 6.Chế độ cắt: -Lượng chạy dao:Bảng 5-87 STCNCTM 2 D=4mm;; Nhóm chạy dao:1 mm/vg . - Tốc độ cắt:Tra bảng 5-86 STCNCTM 2 cho tốc độ cắt khi khoan thép hợp kim bằng mũi khoan thép gió có dung dịch trơn nguội Nhóm thép gia công:9 Đường kính mũi khoan:4mm Lượng chạy dao:0,11mm/vg -Công suất:Tra bảng 5-88 STCNCTM 2 cho công suất khi khoan thép bằng mũi khoan thép gió. Đường kính mũi khoan:4mm Lượng chạy dao:0,11mm/vg Nguyên công 8 :Vát mép lỗ 1.Lập sơ đồ gá đặt: Việc gá đặt và định vị chi tiết để vát mép lỗ không cần phải khống chế cả 6 bậc tự do thì mới đảm bảo chính xác cho nguyên công này.Tuy nhiên,ta vẫn dùng khối V định vị 4 bậc tự do,dùng một chốt tỳ khống chế bậc di chuyển dọc trục và một chốt tỳ tự lựa khống chế bậc xoay có trong nguyên công trước để đỡ mất thời gian gá đặt ,kẹp chặt. 2.Kẹp chặt: Dùng cơ cấu kẹp chặt bằng ren vit và kẹp từ trên xuống 3.Chọn máy: Máy khoan đứng 2A125 có đường kính mũi khoan lớn nhất khi khoan thép có độ bền trung bình fmax = 25mm. Công suất của máy Nm = 2,8 kW 4.Chọn dao: Chọn mũi khoan bằng hợp kim cứng loại xoắn vít đuôi trụ dùng cho vật liệu khó gia công , loại ngắn.Các kích thước được tra theo bảng 4-40 (Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1) Tên mũi khoan Đường kính (mm) Chiều dài L(mm) Chiều dài phần làm việc l(mm) 310 5.Lượng dư gia công: 6.Chế độ cắt: -Lượng chạy dao:Bảng 5-87 STCNCTM 2 D=5mm;; Nhóm chạy dao:1 mm/vg . - Tốc độ cắt:Tra bảng 5-86 STCNCTM 2 cho tốc độ cắt khi khoan thép hợp kim bằng mũi khoan thép gió có dung dịch trơn nguội Nhóm thép gia công:9 Đường kính mũi khoan:5mm Lượng chạy dao:0,13mm/vg -Công suất:Tra bảng 5-88 STCNCTM 2 cho công suất khi khoan thép bằng mũi khoan thép gió. Đường kính mũi khoan:5mm Lượng chạy dao:0,13mm/vg Nguyên công 9: Phay rãnh phân phối nhiên liệu. 1.Lập sơ đồ gá đặt: Việc gá đặt và định vị chi tiết để phay rãnh phân phối nhiên liệu cần phải khống chế cả 6 bậc tự do thì mới đảm bảo chính xác cho nguyên công này.Bởi vì, yêu cầu của rãnh này rất chính xác, ngoài yêu cầu chính xác của bản thân rãnh phải nghiêng 45 so với trục chi tiết nó còn phải nghiêng 4 so với đường tâm của lỗ Lúc này,ta dùng khối V định vị 4 bậc tự do,dùng một chốt tỳ khống chế bậc di chuyển dọc trục và một chốt tỳ tự lựa khống chế bậc xoay và nó còn nghiêng 4 so với bề mặt nằm ngang của rãnh. 2.Kẹp chặt: Dùng cơ cấu kẹp chặt bằng ren vit và kẹp từ trên xuống 3.Chọn máy: Máy được chọn là máy phay nằm vạn năng 6H82. Thông số kỹ thuật 6H82 Mặt làm việc của bàn máy,mm 320x1250 Công suất động cơ(kW),hiệu suất 7 Số vòng/phút của trục chính 30;37,5…. Lượng chạy dao dọc và ngang mm/phút 19;23,5;30…. Lực cắt chiều trục lớn nhất cho phép (kG) 2000 4.Chọn dao:Dao chọn là dao phaycắt rãnh,tra trong bảng 4-86(Sổ tay Công nghệ chế tạo máy tập 1),có các kích thước sau: D(mm) B(mm) d(mm) Số răng cho loại1 80 4 22 64 5.Lượng dư gia công: Theo bảng 3-121 Sổ tay CNCTM 1 Chọn lượng dư 6.Chế độ cắt:Được trình bày trong phần tính chế độ cắt cho nguyên công thiết kế đồ gá mà ta sẽ tính toán ở sau: Nguyên công 10:Khoan lỗ 1.Lập sơ đồ gá đặt,định vị: Việc gá đặt và định vị chi tiết để khoan lỗ cần phải khống chế cả 6 bậc tự do thì mới đảm bảo chính xác cho nguyên công này. Lúc này,ta dùng khối V định vị 4 bậc tự do,dùng một chốt tỳ khống chế bậc di chuyển dọc trục và một chốt tỳ tự lựa khống chế bậc xoay và nó còn nghiêng 4 so với bề mặt nằm ngang của rãnh. 2.Kẹp chặt: : Dùng cơ cấu kẹp chặt bằng ren vit và kẹp từ trên xuống 3.Chọn máy: Máy khoan đứng 2A125 có đường kính mũi khoan lớn nhất khi khoan thép có độ bền trung bình fmax = 25mm. Công suất của máy Nm = 2,8 kW 4.Chọn dao: Chọn mũi khoan bằng hợp kim cứng loại xoắn vít đuôi trụ dùng cho vật liệu khó gia công , loại ngắn.Các kích thước được tra theo bảng 4-40 (Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1) Tên mũi khoan Đường kính (mm) Chiều dài L(mm) Chiều dài phần làm việc l(mm) 310 5.Lượng dư gia công: 6.Chế độ cắt: -Lượng chạy dao:Bảng 5-87STCNCTM 2 D=3mm;; Nhóm chạy dao:1 mm/vg . - Tốc độ cắt:Tra bảng 5-86 STCNCTM 2 cho tốc độ cắt khi khoan thép hợp kim bằng mũi khoan thép gió có dung dịch trơn nguội Nhóm thép gia công:9 Đường kính mũi khoan:3mm Lượng chạy dao:0,11mm/vg -Công suất:Tra bảng 5-88 STCNCTM 2 cho công suất khi khoan thép bằng mũi khoan thép gió. Đường kính mũi khoan:3mm Lượng chạy dao:0,11mm/vg Nguyên công 11:Nhiệt luyện Với yêu cầu kỹ thuật của chi tiết là đạt độ cứng 63á65HRC nên để đạt được độ cứng yêu cầu như trên ta phải qua nguyên công nhiệt luyện. Các bước tiến hành : - Tôi : Nung chi tiết đến nhiệt độ từ 9000C-9200C (trên đường Acm trong giản đồ pha) ở khoảng nhiệt độ đó chi tiết hoàn toàn ở trạng thái Austenis (Feg). Giữ khoảng nhiệt độ đó trong vòng khoảng 2400s để chuyển hoàn toàn thành trạng thái Austenis có cỡ hạt nhỏ. Sau đó bỏ ra ngoài và làm nguội trong môi trường dầu. Sơ đồ tôi được thể hiện như sau : - Sau khi tôi ta nhận được tổ chức thép chủ yếu là Mactenxit dư (điều đó phụ thuộc vào véc tơ vận tốc khi làm nguội trong dầu, với môi trường tôi là dầu nên ta chọn vận tốc nguội v = 1200C/s) nên có độ cứng và độ dòn rất cao và đồng thời trong chi tiết xuất hiện rất nhiều ứng suất dư. Vì vậy ta phải tiến hành bước tiếp theo là ram thấp, bởi vì chi tiết có yêu cầu độ cứng rất cao nên khi ta tiến hành ram thấp thì độ cứng sẽ không giảm đi đáng kể. - Ram thấp: Nung chi tiết tới nhiệt độ 150 - 2500C để tổ chức đạt được là máctenxit ram. Sau khi ram độ cứng của chi tiết giảm không đáng kể 1á3HRC nhưng ứng suất dư bên trong thì giảm đi đáng kể. - Thấm các bon bề mặt : do hàm lượng các bon trong thành phần vật liệu làm chi tiết thấp (vật liệu làm chi tiết là thép hợp kim 30XGT) và hơn nữa bề mặt làm việc của chi tiết phải chịu được khả năng mài mòn vì vậy sau khi tôi và ram thì độ cứng bề mặt sẽ không đảm bảo yêu cầu từ 62á65HRC. Do đó ta phải tiến hành thấm các bon bề mặt. Để đạt được mục đích trên quá trình thấm cácbon phải đạt đước các yêu cầu sau : + đối với bề mặt : có hàm lượng cácbon trong khoảng 0,8á1% (nhỏ hơn sẽ không đủ cứng và chống mài mòn, nhiều hơn sẽ gây ra giòn) +Đối với lõi : có tổ chức hạt nhỏ (cấp 5á8), độ dai cao, HRC 30á40 Nhiệt độ thấm : là khoảng nhiệt độ mà thép ở trạng thái hoàn toàn austenit, vì vậy ta nung chi tiết nên tới khoảng 900á9500C (trên đường Ac3) Thời gian thấm : phụ thuộc vào chiều sâu lớp thấm, chiều sâu lớp thấm càng dày thì thời gian thấm càng lâu. Cứ 0,1mm chiều sâu lớp thấm cần 1h nung nóng và giữ nhiệt. Nguyên công 12: Mài bề mặt làm việc 1.Sơ đồ gá đặt: 2.Định vị: Định vị vào phần kẹp bằng cặp ba chấu như vậy ta hạn chế 4 bậc tự do 3.Kẹp chặt: Kẹp chặt bằng chấu kẹp 4.Chọn máy: Máy mài MW125 Chọn đá: - đường kính đá: 600mm - chiều dầy đá: 32mm - độ cứng đá CM1 a. Mài thô - Chiều sâu cắt t: với mài thô ta lấy t = 0,01mm - Lượng chạy dao s: tra bảng 5-203 với đường kính chi tiết mài là 10, số vòng quay của chi tiết là 190á380v/p ta được lượng chạy dao ngang sbảng= 3mm/p. Với hệ số hiệu chỉnh: k1: hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào vật liệu gia công k1 = 0,87 k2: hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền của đá mài k2 = 1,3 Vậy ta có lượng chạy dao ngang thực tế là s = sbảng.k1.k2 = 3.0,87.1,3 = 3,4mm/p - Công suất cắt yêu cầu N: Với chiều dài mài là 38mm tra bảng 5-205 ta được công suất cắt yêu cầu là Nb = 3,2kw. Với các hệ số hiệu chỉnh về công suất: k1: hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công k1 = 1,1 (thép đã qua tôi) k2: hệ số phụ thuộc vào độ cứng đá k2= 1 Vậy công suất cắt thực tế: N = Nb.k = 3,2.1,1 = 3,52kw b. Mài tinh - Chiều sâu cắt t: với mài tinh ta lấy chiều sâu cắt t = 0,005mm - Lượng chạy dao s: tra bảng 5-204 với đường kính chi tiết mài là 10, số vòng quay của chi tiết là 190á380v/p ta được lượng chạy dao ngang sbảng= 3,08mm/p. Với hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào đường kính đá mài và vật liệu gia công, thép đã tôi và đường kính đá là 600mm ta được hệ số điều chỉnh là k1=0,9. Và một hệ số điều chỉnh nữa phụ thuộc vào đường kính và độ chính xác gia công k2 = 0,8 (với cấp chính xác 3 và lượng dư đường kính là 0,15mm). Vậy ta có lượng chạy dao thực tế là s = sbảng.k1.k2 = 3,08.0,9.0,8 = 2,22mm/p - Công suất cắt yêu cầu N: Với chiều dài mài là 38mm tra bảng 5-205 ta được công suất cắt yêu cầu là Nb = 2,5kw. Với các hệ số hiệu chỉnh về công suất: k1: hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công k1 = 1,1 (thép đã qua tôi) k2: hệ số phụ thuộc vào độ cứng đá k2= 1 Vậy công suất cắt thực tế: N = Nb.k = 2,5.1,1 = 2,75 kw Nguyên công 13:Nghiền bề mặt làm việc 1.Sơ đồ gá đặt: 2.Định vị: Chi tiết được định vị bằng mâm cặp ba chấu và một đầu được chống tâm, như vậy mặt trụ ngoài chính là bề mặt định vị trong quá trình nghiền. 3.Kẹp chặt: Tiến hành kẹp chặt chi tiết bằng mâm cặp ba chấu 4.Chọn máy: Dùng máy tiện T616 Các chế độ cắt tra “Sổ tay cơ khí tiếng Nga” ta được: a.Nghiền thô - Lượng dư cho nghiền : Với nghiền thô z = 0,02á 0,05 mm. - Vận tốc cắt v: với nghiền thô tốc độ quay của chi tiết thường lấy v < 4m/s. ta chọn v = 3m/s. Vậy số vòng quay của chi tiết : n = v/p - Vận tốc tịnh tiến khứ hồi : thường lấy vtt = 0,2.vquay , với lỗ F10 á F40 lấy vtt= 0,5m/s b. Nghiền bán tinh mặt ngoài Định vị: Chi tiết được định vị bằng mâm cặp ba chấu và một đầu được chống tâm Kẹp chặt: Tiến hành kẹp chặt chi tiết bằng mâm cặp ba chấu Chọn máy: Dùng máy tiện T616 - Lượng dư cho nghiền : với nghiền tinh z = 0,002á 0,005 mm. - Vận tốc cắt v: với nghiền tinh tốc độ quay của chi tiết thường lấy v = 12m/s. Với điều kiện sản xuất tai Việt Nam ta chỉ lấy v = 5 m/s Vậy số vòng quay của chi tiết : n = v/p - Vận tốc tịnh tiến khứ hồi : thường lấy vtt = 0,2.vquay = 0,2.5 =1m/s c. Nghiền tinh mặt ngoài Sơ đồ gá đặt, định vị và kẹp chặt như nguyên công nghiền thô bên trên. Chất dùng để đánh bóng: đối với vật liệu chi tiết là thép hợp kim ta chỉ dùng dầu hỏa trọn với chất béo để đánh bóng. Chú ý: Khi nghiền - áp lực nghiền không vượt quá 0,2á 0,4 Mpa - Dịch chuyển đều đặn dụng cụ nghiền theo đường tâm lỗ xilanh - Bôi định kỳ lớp bột nghiền mỏng. Nguyên công 14:Kiểm tra -Độ thẳng của bề mặt làm việc -Độ vuông góc giữa mặt đầu và bề mặt làm việc 6. Tính lượng dư của bề mặt nào đó, còn tất cả các bề mặt gia công khác của chi tiết thì tra theo Sổ tay Công nghệ. Trong bài này ta đi tính lượng dư gia công cho mặt tròn ngoài của chi tiết bơm piston cao áp động cơ Diezen D12. Các nguyên công để gia công mặt trụ bao gồm: -Tiện thô từ phôi thanh -Tiện tinh -Nhiệt luyện -Mài thô -Mài tinh -Nghiền thô -Nghiền bán tinh -Nghiền tinh Các nguyên công tiện và mài có chuẩn định vị là hai lỗ tâm.Các nguyên công nghiền có chuẩn định vị là mặt trụ áp dụng công thức tính toán cho lượng dư đối với bề mặt đối xứng ngoài ) Lượng dư trung gian ứng với từng nguyên công: -Tiện thô từ phôi thanh , gá trên 2 mũi tâm +Phôi thanh:Theo bảng VII-7 (511) Sổ tay CNCTM .1976 có các giá trị sau: Trong đó, theo bảng VII-8 +Tiện thô,gá đặt trên hai mũi tâm,sai số gá đặt bằng độ lệch hai mũi tâm (sai số về mặt định vị) , tức là: +Tiện tinh:Gá trên hai mũi tâm Sau tiện thô: Gá đặt khi tiện tinh,chuẩn định vị là hai lỗ tâm. Bề mặt trụ sau khi tiện tinh. ; rất nhỏ ; +Sau nhiệt luyện:Mặt trụ độ chính xác giảm đi một cấp,độ nhám bề mặt tăng 1 đến 2 cấp,bị cong vênh, các giá trị tương ứng sau nhiệt luyện là: theo bảng VII-10 STCNCTM.1976 +Mài thô:Gá trên hai mũi tâm(chuẩn định vị là hai lỗ tâm) =0,sau nhiệt luyện không tính đến nữa (sau nhiệt luyện thường phải sửa lại mặt côn hai lỗ tâm) +Mài tinh:Gá trên hai mũi tâm như mài thô Sauk hi mài thô: Gá đặt chi tiết mài thô giống mài tinh nên +Nghiền K:Hệ số xét đến vết xước ở mặt trụ khi nghiền;K=1,2..1,5 là sai số hình dạng của mặt trụ khi nghiền x:Độ không thẳng đường trục y:Độ méo tiết diện z:Độ côn của mặt trụ ; +Lượng dư cho nghiền thô: +Lượng dư cho nghiền bán tinh: ; +Lượng dư cho nghiền tinh: ; Kết quả tính lượng dư cho mặt trụ ngoài như sau: Thứ tự nguyên công và các bước công nghệ Các yếu tố tạo thành lượng dư trung gian() Lượng dư tính toán 2. Kích thước tính toán (mm) Dung sai () Kích thước giới hạn (mm) Trị số giới hạn của lượng dư (m) T Max Min Max Min Phôi 150 150 9 - 9,698 400 10,100 9,700 Tiện thô 80 120 0,54 - 100 800 8,898 200 9,100 8,900 1000 800 Tiện tinh 20 30 0,02 - 50 500 8,398 100 8,500 8,400 600 500 Nhiệt luyện 60 - 120 - Mài thô 6,3 - 7,2 - 50 245,4 8,153 100 8,300 8,200 200 200 Mài tinh 1,6 - - 9,3 50 113,6 8,039 85 8,124 8,039 176 161 Nghiền thô 0,8 - - 5,8 32,7 8,006 80 8,09 8,01 34 29 Nghiền bán tinh 0,4 - - 4,2 15,9 7,990 75 8,065 7,990 25 20 Nghiền tinh 0,2 - - - 9,2 7,980 70 8,05 7,980 15 10 2050 1720 Tổng cộng Kiểm tra kết quả tính toán: +Lượng dư tổng cộng +Lượng dư trung gian 7. Tính chế độ cắt của một bề mặt nào đó, còn tất cả các bề mặt gia công khác của chi tiết thì tra theo Sổ tay Công nghệ [7]. Nguyên công tính chế độ cắt( trùng nguyên công thiết kế đồ gá): Nguyên công 9 – Phay rãnh phân phối nhiên liệu. Ta có các thông số đầu vào: Máy được chọn là máy phay nằm vạn năng 6H82. Thông số kỹ thuật 6H82 Mặt làm việc của bàn máy,mm 320x1250 Công suất động cơ(kW),hiệu suất 7 Số vòng/phút của trục chính 30;37,5…. Lượng chạy dao dọc và ngang mm/phút 19;23,5;30…. Lực cắt chiều trục lớn nhất cho phép (kG) 2000 Dao chọn là dao phaycắt rãnh,tra trong bảng 4-86 (Sổ tay Công nghệ chế tạo máy tập 1),có các kích thước sau: D(mm) B(mm) d(mm) Số răng cho loại2 80 4 22 32 Ta có: - Chiều sâu phay t = 1,4 mm. - Chiều rộng phay B = 4 mm. - Lượng chạy dao S = 0,18 mm - Tốc độ cắt V(m/ph) Tốc độ cắt được tính theo công thức: V = = 28,20 m/ph Trong đó: Cv, m, x, y, u, q và p: hệ số và các số mũ cho trong bảng 5-39- Sổ tay CNCTM tập 2 ị Cv = 75; m = 0,35; x = 0,4; y = 0,12; u = 0; q = 0.2; p = 0 T : chu kỳ bền của dao cho trong bảng 5-40- Sổ tay CNCTM tập 2 ị T = 180 phút kv: hệ số hiệu chỉnh chung cho tốc độ cắt phụ thuộc vào các điều kiện cắt cụ thể kv = kMV.knv.kuv =0,75.0,9.0,6 = 0,976 Trong đó: kMV- hệ số phụ thuộc vào chất lượng của vật liệu gia công cho trong bảng 5-1á 5-4 kMV = 0,75 knv- hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt của phôi cho trong bảng 5-5 knv = 0,9 kuv- hệ số phụ thuộc vào vật liệu của dụng cụ cắt cho trong bảng 5-6 kuv = 0,6 - Lực cắt Pz, N: Lực cắt được tính theo công thức: PZ = = = 538,5N Trong đó: Z – số răng dao phay, Z =32 răng; n – số vòng quay của dao: n = = = 898,09 vòng/phút Cp - và các số mũ – cho trong bảng 5 – 41 ị Cp = 68,2; x = 0,86; y = 0,72; u = 1,0; q = 0,786; w = 0 Kmp – hệ số điều chỉnh cho chất lượng của vật ._.