Đồ Án Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết van con nêm

Đề tài: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT VAN CON NÊM

500 MB (tập hợp tất cả các file) Bao gồm tất cả file CAD, file 2D, thuyết minh. Bản vẽ chi tiết sản phẩm, lồng phôi, sơ đồ đúc, qui trình công nghệ, sơ đồ kết cấu nguyên công, bản vẽ đồ gá Cung cấp thêm thư viện dao và đồ gá tiêu chuẩn Ngoài ra còn nhiều tài liệu như tra cứu chế độ cắt, tra lượng dư, hướng dẫn làm qui trình công nghệ và làm đồ gá .

Ngày nay khoa học kỹ thuật phát triển rất mạnh trong tất cả các ngành nghề và trong mỗi lĩnh vực, đặc biệt là ngành cơ khí chế tạo máy (nói riêng) cơ khí (nói chung). Cơ khí chế tạo là một trong x ngành then chốt thúc đẩy sự phát triển công nghệ hóa hiện đại hóa đất nước, muốn có được điều cần thiết đó thì vấn đề đặt ra ở đây là phải có trang thiết bị công nghệ và nguồn nhân lực. Nguồn nhân lực này có trình độ chuyên môn về kỹ thuật mới có thể phân tích, tổng hợp các yêu cầu kỹ thuật đặt ra của bản vẽ để từ đó đưa ra đường lối công nghệ hợp lý phục vụ cho nhu cầu sản xuất.

Vì vậy phương pháp gia công phi cổ điển trong gia công cắt gọt không thể thiếu được và nó vẫn tồn tại do đây là yếu tố cơ bản bắt buộc mỗi con người trong ngành chế tạo máy phải nắmv ững, nhất là những cán bộ kỹ thuật trong việc lập quy trình công nghệ gia công.
Trong cơ khí muốn đạt được chất lượng sản phẩm cũng như nâng cao độ chính xác về kích thước, hìnhd ạng hình học, vị trí tương quan phải hội đủ các điều kiện sau : Máy – dao – đồ gá – chi tiết gia công . Việc thiết kế đồ gá gia công chi tiết trên máy là yếu tố cần thiết trong ngành chế tạo máy. Sau đây là đề tài thiết kế quy trình công nghệ gia công thân tĩnh êtô bàn khoan 90. Quy trình công nghệ này được trình bày những vấn đề cơ bản từ quá trình tạo phôi – lập quy trình công nghệ – thiết kế đồ gá – đến quá trình tổng kiểm tra sản phẩm mà người thực hiện được tiếp thu tại nhà trường trong thời gian học và thực tập.

Do thời gian có hạn và sự hiểu biết về kiến thức còn hạn chế nên đề tài này sẽ còn nhiều thiếu sót kính mong quý thầy, cô chỉ dạy thêm để cho đề tài ngày một hoàn thiện hơn.
PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG​​​
1.1: Phân tích chức năng,điều kiện làm việc,tính công nghệ của chi tiết.
1.1.1: Chức năng
“Van con nêm” là một chi tiết làm nhiệm vụ dẫn hư
1.1.2: Điều kiện làm việc
“Van con nêm” làm việc trong môi trường không có bôi trơn,chịu mài mòn, chịu va đập.
1.1.3: Công nghệ kết cấu của chi tiết
- Chi tiết dược chế tạo từ gang xám GX 21-40, tạo phôi bằng phương pháp đúc. Phôi đúc có kết cấu đơn giản.
- Kết cấu chi tiết tương đối hợp lý.
- Dung sai độ tròn của lỗ Ø50[SUP]+0.039[/SUP] ≤0.02
- Dung sai độ song song giữa đáy rãnh mặt H và đường tâm lỗ Ø50[SUP]+0.039[/SUP]≤ 0.02
- Bán kính không ghi lấy từ R3-R5
-Theo bảng 3-13, trang 185, sách Sổ tay công nghệ CTM 1 của PGS.TS Nguyễn Đắc Lộc ta có:

Các bề mặt còn lại không gia công có Rz = 80
Các kích thước còn lại chế tạo theo cấp chính xác IT15
1.2: Phân tích vật liệu cho chi tiết
-Do van làm việc với tải trọng không lớn nên vật liệu gang xám (GX 21-40) là thỏa yêu cầu kĩ thuật
-Tổ chức đế vi:graphic dạng tấm
-Thành phần hóa học của gang xám là hộp kim sắt – cacbon có hàm lượng cacbon lớn hơn 2.14%
-Lượng cacbon trong gang xám: 2.8 ư 3.5%.
-Ngoài ra còn có các nguyên tố: Si,Mn,P,S với hàm lượng như sau:
+Silic :1.5 ư 3% :tăng độ cứng vững và độ bền.
+Mn :0.5 ư 1% :cản trở sự tạo thành graphit.
+P : 0.1 ư 0.2% :tăng độ chảy loãng, tăng chống mài mòn.
+S : 0.08 ư 0.12% :cản trở sự tạo thành graphit trong gang ,giảm tính đúc => cần phải hạn chế.
-Cách chế tạo : gang xám có tính chảy loãng cao vì thế ta chọn phương pháp chế tạo phôi là đúc và làm nguội chậm.
- Cơ tính thấp nên phù hợp cho các chi tiết ít chịu lực nhưng chịu va đập nhiệt tốt.
- Độ cứng : từ 150 ư 250 HB.
- GX 21-40 có:
+ s[SUB]bền uốn­­­­[/SUB] =210 MPa
+ s[SUB]bền kéo_[/SUB]=400 MPa
=> Tính chất cơ lí phù hợp với yêu cầu kĩ thuật.
- (Trang 164, sách vật liệu lĩ thuật, NGUYỄN VĂN DÁN- NGUYỄN NGỌC HÀ- TRƯƠNG VĂN TRƯỜNG, Nhà xuất bản ĐHQG)
1.3: Phân tích chi tiết gia công.
1.3.1: Độ chính xác về chất lượng bề mặt.
- Độ chính xác về chất lượng bề mặt phù thuộc vào kí hiệu Ra, Rz trên bản vẽ chi tiết.
- Theo tiêu chuẩn VN 2511-95, để đánh giá độ nhám bề mặt người ta sử dụng 2 chỉ tiêu sau:
+ Ra: sai lệch trung bình số học của profin: là trung bình số học các giá trị tuyệt đối của sai lệch profin (y) trong giới hạn chiều dài chuẩn. Sai lệch profin (y) là khoảng cách từ các điểm trên profin thực đến đường trung bình đo theo phương pháp tuyến với đường trung bình.
+ Rz: Chiều cao mấp mô profin theo mười điểm: Là trị số trung bình của tổng các giá trị tuyệt đối của chiều cao năm đỉnh cao nhất và chiều sâu của năm đáy thấp nhất của profin trong giới hạn chiều chuẩn.
- Trong thực tế việc chọn chỉ tiêu nào (Ra hoặc Rz) là tùy thuộc vào chất lượng yêu cầu và đường kính kết cấu của bề mặt chi tiết. Chỉ tiêu Ra được sử dụng phổ biến nhất vì nó cho phép ta đánh giá chính xác hơn và thuận lợi hơn những bề mặt có yêu cầu nhám trung bình.Đối với những bề mặt yêu cầu độ nhám quá nhỏ hoặc quá thô thì chỉ tiêu Rz lại cho ta khả năng đánh giá chính xác hơn so với chỉ tiêu Ra.
- Bề mặt A,B có độ nhám Rz =40, cấp độ nhám 3 (Theo TCVN,2511-95) vì vậy ta sử dụng phương pháp tiện tinh ( cấp cx9) để đạt yêu cầu. (Bảng 2.34, trang 55, Sách hướng dẫn TKĐACNCTM, Nhà xuất bản KHKT, NGUYỄN ĐẮC LỘC- LƯU VĂN NHANG)
- Bề mặt rãnh C,D[SUP]­­[/SUP] có độ nhám Rz =80, cấp độ nhám 2 vì vậy ta sử dụng phương pháp phay thô (ccx 12) để đạt yêu cầu. (Bảng 2.34, trang 55, Sách hướng dẫn TKĐACNCTM, Nhà xuất bản KHKT, NGUYỄN ĐẮC LỘC- LƯU VĂN NHANG).
- Bề mặt 2 lỗ ¿50[SUP]+0.039[/SUP] có Rz = 20 cấp độ nhám 4. Đây là bề mặt làm việc của chi tiết vì thế ta chọn phương pháp doa tinh để đạt yêu cầu (ccx 7). (Bảng 2.34, trang 55, Sách hướng dẫn TKĐACNCTM, Nhà xuất bản KHKT, NGUYỄN ĐẮC LỘC- LƯU VĂN NHANG).
- Bề mặt F có Rz = 40 cấp độ nhám 3 vì thế ta chọn phương pháp phay thô để đạt yêu cầu (ccx 12). (Bảng 2.34, trang 55, Sách hướng dẫn TKĐACNCTM, Nhà xuất bản KHKT, NGUYỄN ĐẮC LỘC- LƯU VĂN NHANG).
1.3.2: Độ chính xác kích thước.
a) Kích thước có sai lệch giới hạn chỉ dẫn
- Kích thước Ø420[SUP]_[/SUP][SUP]0.25[/SUP] (mm)
+ Kích thước danh nghĩa: Ø420mm.
+ Sai lệch giới hạn trên: ES= 0.
+ Sai lệch giới hạn dưới: EI= -0.25mm.
+ Kích thước giới hạn lớn nhất = Ø420mm.
+ Kích thước giới hạn nhỏ nhất = Ø419.75mm.
+ Dung sai kích thước: T= 0.25mm
- Kích thước Ø50[SUP]+[/SUP][SUP]0.039[/SUP] (mm).
+ Kích thước danh nghĩa: Ø50mm.
+ Sai lệch giới hạn trên: ES= +0.039mm.
+ Sai lệch giới hạn dưới: EI= 0.
+ Kích thước giới hạn lớn nhất = Ø50.039mm.
+ Kích thước giới hạn nhỏ nhất = Ø50mm.
+ Dung sai kích thước: T= 0.039mm.
- Kích thước 408[SUP]±[/SUP][SUP]0.3[/SUP] (mm)
+ Kích thước danh nghĩa: 408mm.
+ Sai lệch giới hạn trên: ES= +0.3mm.
+ Sai lệch giới hạn dưới: EI= -0.3mm.
+ Kích thước giới hạn lớn nhất = 408.03mm.
+ Kích thước giới hạn nhỏ nhất = 407.7mm.
+ Dung sai kích thước: T= 0.6mm.
- Kích thước 98[SUP]+[/SUP][SUP]0.35[/SUP] (mm).
+ Kích thước danh nghĩa: 98 mm.
+ Sai lệch giới hạn trên: ES= +0.35mm.
+ Sai lệch giới hạn dưới: EI= 0.
+ Kích thước giới hạn lớn nhất = 98.35mm.
+ Kích thước giới hạn nhỏ nhất = 97.65mm.
+ Dung sai kích thước: T= 0.35mm.
b) Kích thước sai lệch không chỉ dẫn
Đối với các kích thước không chỉ dẫn gồm có các kích thước.

Kích thước đường kính và bề rộng các rãnh .
Kích thước giữa bề mặt gia công và bề mặt không gia công.
Kích thước của các góc lượn , mép vát
Theo quy định trong TCVN 2244-77 và 2245-77 thì đối với kích thước không chỉ dẫn ta chọn cấp chính xác từ 12 đến 17.
+ Đối với kích thước Ø395 mm là kích thước đường kính ngoài của rãnh C và D ta chọn cấp chính xác 12.

Kích thước danh nghĩa : 21mm.
Dung sai : IT =0.57mm.
+ Đối với kích thước Ø302 mm là kích thước đường kính trong của rãnh C và D ta chọn cấp chính xác 12.

Kích thước danh nghĩa : Ø302mm.
Dung sai : IT=0.52mm.
+ Đối với kích thước 50mm là kích thước giữa 2 mặt không gia công ta chọn cấp chính xác 16.

Kích thước danh nghĩa: 50mm.
Dung sai :IT= 1.6mm.
+ Đối với kích thước 70mm là kích thước giữa 1 mặt gia công và 1 mặt không gia công ta chọn cấp chính xác 14.

Kích thước danh nghĩa: 70mm.
Dung sai :IT= 0.74mm.
+ Đối với kích thước 15mm là kích thước bề rộng rãnh H ta chọn cấp chính xác 12.

Kích thước danh nghĩa: 12mm.
Dung sai :IT= 0.18mm.
+ Đối với kích thước M8.

Ren tam giác hệ mét .
Đường kính danh nghĩa : D[SUB]N [/SUB]=8 mm.
Ren bước nhỏ P=1.25.
+ Sai lệch giữa các góc là ±30’.

1.3.3: Yêu cầu kĩ thuật của chi tiết.
- Dung sai độ tròn của lỗ Ø50[SUP]+0.039[/SUP]£ 0.02.
- Dung sai độ song song giữa đáy rãnh mặt H và tâm lỗ Ø50[SUP]+0.039[/SUP] £ 0.25.
1.3.4: Phương pháp kiểm tra.
- Kiểm tra đường kính lỗ bằng panme hoặc đồng hồ so.
- Kiểm tra độ song song giữa đáy rãnh mặt H và tâm lỗ bằng đồng hồ so với đồ gá.
.
XÁC ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI.​​​
2.1: Giới thiệu các dạng phôi.
2.1.1: Phương pháp đúc

- Phương pháp này sử dụng rộng rãi cho phôi đúc có hình dạng và kết cấu phức tạp, có thể đạt kích thước từ nhỏ đến lớn,với nhiều loại vật liệu khác nhau.
- Đúc là phương pháp chế tạo phôi bằng phương pháp nấu chảy kim loại, rót kim loại lỏng vào long khuôn đúc có hình dạng kích thước của vật đúc, sau khi kim loại đông đặc trong khuôn ta thu được vật đúc có hình dạng giống như long khuôn đúc.
- Vật đúc ra có thể đem dùng ngay gọi là chi tiết đúc. Nếu qua gia công cơ khí để nâng cao độ chính xác kích thước và độ bóng bề mặt gọi là phôi đúc.
- Ưu điểm:
+ Đúc có thể đúc từ các loại vật liệu khác nhau, thường là gang, thép, kim loại màu và hợp kim của chúng với khối lượng từ vài gam đến hàng trăm tấn và có thành dày từ vài mm đến 1000mm.
+ Chế tạo được những vật đúc có hình dạng,kết cấu rất phức tạp như thân máy công cụ, vỏ động cơ mà các phương pháp khác chế tạo khó khăn hoặc không chế tạo được.
+ Có thể đúc được nhiều lớp kim loại khác nhau trong một vật đúc.
+ Có khả năng cơ khí hóa và tự động hóa.
+ Giá thành chế tạo vật đúc rẻ vì vốn đầu tư ít, tính chất sản xuất linh hoạt, nămg suất cao.
- Nhược điểm:
+ Tốn kim loại cho hệ thống rót.
+ Có nhiều khuyết tật (thiếu hụt, rỗ khí) làm tỷ lệ phế phẩm khá cao.
+ Kiểm tra khuyết tật bên trong vật đúc đòi hỏi thiết bị hiện đại.
- Phôi đúc có nhiều loại tùy thuộc vào phương pháp đúc, kiểu khuôn đúc và các điều kiện tạo phôi khác. Phôi đúc được chia thành 3 cấp chính xác cho cả phôi gang và phôi thép:
+ Chi tiết cấp chính xác I được bảo đảm bằng các mẫu kim loại cùng với việc cơ khí hóa việc tạo khuôn, sấy khô và rót kim loại. Phương pháp này sử dụng trong điều kiện sản xuất hàng khối, dùng để tạo nên các chi đúc có hình dạng phức tạp và thành mỏng.
+ Chi tiết đúc chính xác cấp II nhận được bằng các mẫu gỗ, dùng khuôn kim loại dễ tháo lắp và sấy khô. Phương pháp này thường dùng trong dạng sản xuất hàng loạt.
+ Chi tiết đúc cấp chính xác cấp III thường đúc trong khuôn cát, chế tạo khuôn bằng phương pháp thủ công. Phương pháp này thuận lợi khi chế tạo các chi tiết có hình dạng, kích thước, trọng lượng bất kì từ những hợp kim đúc khác nhau trong dạng sản xuất đơn chiếc và hàng loạt nhỏ.
- Các loại phương pháp đúc:
+ Đúc trong khuôn cát: là phương pháp phổ biến nhất.
+ Đúc trong khuôn kim loại: có khuôn làm bằng kim loại.
+ Đúc áp lực: là khi hợp kim lỏng được điền đầy vào lòng khuôn dưới một áp lực nhất định.
+ Đúc ly tâm: là điền đầy hợp kim lỏng vào khuôn quay. Nhờ lực ly tâm sinh ra khi quay sẽ làm hợp kim lỏng phân bố lên thành khuôn và đông đặc tại đó.
+ Đúc khuôn mẫu chảy.
+ Đúc lien tục: là quá trình rót lien tục hợp kim lỏng vào một khuôn kim loại có hệ thống làm nguội tuần hoàn và lấy vật đúc ra lien tục.
+ Đúc khuôn vỏ mỏng: là dạng đúc trong khuôn cát đặc biệt có thành khuôn mỏng từ 6 ư 8mm.
2.1.2: Phương pháp cán.

- Cán là cho phôi đi qua khe hở giữa 2 trục cán quay ngược chiều nhau, làm cho phôi bị biến dang dẻo ở khe hở, kết quả là chiều dày của phôi giảm, chiều dài tăng lên rất nhiều. Phôi cán có thể sử dụng để chế tạo trực tiếp chi tiết hoặc dùng làm nguyên liệu ban đầu bằng phương pháp biến dạng dẻo. Các dang phôi cán chuyên dụng được sử dụng trong sản xuất hàng khối và loạt lớn cho phép giảm đáng kể lượng dư và khối lượng gia công, góp phần giảm giá thành sản phẩm.
- Có 2 loại: cán nóng và cán nguội.
+ Cán nóng: thừơng tiến hành ở nhiệt độ gia công nóng, do vậy kim loại có độ dẻo cao, nên năng suất cán cao, nhưng tăng kim loại bị oxi hóa nên độ chính xác và độ bóng bề mặt thấp.
+ Cán nguội: nhiệt độ gia công nguội, kim loại cán có tính dẻo kém, nhưng độ bóng bề mặt và độ chính xác cao. Cán nguội thường dùng cán tấm mỏng và cán hình.
- Sản phẩm cán chia thành 4 nhóm chủ yếu: hình, tấm, ống và đặc biệt.

2.1.3: Phương pháp rèn và dập.

- Rèn và dập dược dùng rộng rãi trong nghành cơ khí và các nghành khác nhất là trong các nghành chế tạo ôtô, máy công cụ, máy công nghiệp, máy bay.
- Phương pháp rèn dập hiện đại dược phát triển theo hướng tận lượng sao cho phôi được rèn, dập có được hình thù gần giống chi tiết máy, nhờ đó mà giảm bớt được chi phí cho việc gia công cơ tiếp theo.
- Cũng như các phương pháp gia công áp lực khác rèn, dập làm thay đổi sự phân bố các thớ sợi của kim loại và thay đổi các kích thước các hạt kim loại.
- Đặc tính và lĩnh vực của một số loại phôi rèn và dập thông thường sử dụng khi thiết kế đồ án công nghệ trong điều kiện sản xuất hàng loạt và hàng khối.
- Rèn tự do là quá trình gia công kim loại bằng lực rèn (thông qua búa tay hoặc búa máy) để thay đổi hình dạng của phôi liệu.
- Rèn tự do có rèn bằng tay hay bằng máy.
- Rèn tay dùng để rèn những vật có khối lượng không lớn lắm.
- Rèn máy có năng suất cao rèn tay rất nhiều và có thể gia công được những vật lớn. Rèn máy được tiến hành trên máy búa. Máy búa chia làm hai loại:
+ Loại chạy bằng hơi ép.
+ Loại chạy bằng hơi nước.
- Những nguyên công cơ bản về rèn khi rèn tự do là chồn, vuốt, đột, chặt,uốn.
- Dập thể tích là phương pháp gia công áp lực, trong đó kim loại được biến dạng hạn chế trong lòng khuôn dưới tác dụng của lực dập.
- So với rèn tự do, dập thể tích có đặc điểm:
+ Độ chính xác và chất lượng vật dập cao.
+ Có khả năng chế tạo được những chi tiết phức tạp.
+ Năng suất cao.
+ Dễ cơ khí hóa và tự động hóa.
- Các phương pháp dập:
+ Lòng khuôn hở: là lòng khuôn mà trong quá trình gia công có một phần kim loại được biến dạng tự do.
+ Lòng khuôn kín: là lòng khuôn mà kim loại biến dạng trong lòng khuôn không có bavia trên sản phẩm.
2.2: Chọn phương pháp chế tạo phôi.

- Ta có chi tiết được làm bằng GX 21-40 và sản xuất hàng loạt vừa nên ta chọn phương pháp đúc trong khuôn cát, mẫu và hòm khuôn kim loại, chế tạo khuôn bằng máy.( Bảng 2.12, Trang 36, Sách hướng dẫn TK Đồ Án CNCTM, GS_TS NGUYỄN ĐẮC LỘC- LƯU VĂN NHANG).

- Đặc điểm đúc gang xám.
+ Công đúc gang xám rất thuận lợi, có thể nhận thấy trên các phương diện sau:

Tính đúc của gang xám rất tốt, vì chúng có tính chảy loãng cao, vì vậy đúc được các vật có thành mỏng, phức tạp.
Khối lượng riêng của gang lớn, chảy loãng cao nên ít lẫn tạp chất, xỉ và bọt khí.
Độ co của gang nhỏ nên hạn chế được lõm co, rỗ co.
- Công nghệ đúc gang xám tương đối đơn giản và có thể đúc trong các loại khuôn. Nói chung chỉ cần chọn phôi liệu thích hợp, mà không cần đến những biện pháp xử lý phức tạp trong quá trình nấu.
- Tra bảng 3.65, Trang 235, Sách Sổ Tay CNCTM 1, NXB KHKT, GS_TS NGUYỄN ĐẮC LỘC- PGS_TS LÊ VĂN TIẾN- PGS_TS NINH ĐÚC TỐN- PGS_TS TRẦN XUÂN VIỆT). Ta có cấp chính xác của chi tiết đúc là cấp II, độ nhám Rz + h = 500.