Vũ Mạnh Cờng GCAL- K43-ĐHBKHN Lời nói đầu Để nắm vững đợc kiến thức cơ bản về chuyên ngành việc làm đồ án tốt nghiệp trớc khi ra trờng đối với sinh viên là điều hết sức quan trọng đối với sinh viên nói chung và sinh viên ngành kĩ thuật nói riêng. Từ khi ra đời đến nay, ngành GCAL đã có những bớc phát triển vợt bậc, đóng góp chung cho nền kinh tế thế giới. ở nớc ta hiện nay, ngành GCAL cha phát triển mạnh, nhng cùng với sự hội nhập của nền kinh tế thị trờng chúng ta đã từng bớc tiến kịp sự phát triển khoa học công nghệ của các nớc tiên tiến trên thế giới. Là một sinh viên khoa cơ khí, chuyên ngành GCAL khóa 43 trờng ĐHBK, sau 5 năm rèn luyện và học tập, đợc sự đồng ý của bộ môn GCAL em đợc làm tốt nghiệp với nhiệm vụ tham gia thiết kế quy trình chế tạo cần khởi động Nouvo. Do lần đầu tham gia thiết kế nên chắc chắn bản đồ án này của em không chánh khỏi thiếu sót. Em rất mong nhận sự đóng góp ý kiến đóng góp của thầy, cô và những ai quan tâm đến nội dung mà đồ án náy trình bày. Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc ,em xin chân thành cảm ơn thây Phí Văn Hào đã tận tình hớng dẫn, giúp đỡ em trong suốt quá trình thực hiện đồ án này. Xin trân trọng bày tỏ lòng biết ơn tới các thầy cô giáo trong bộ môn GCAL-ĐHBK-Hà Nội đã nhiệt tình truyền đạt, trang bị cho em những kiến thức cơ sở trong thời gian học tập và làm đề tài tốt nghiệp tại trờng. Cuối cung em xin cám ơn ban lãnh đạo trờng ĐHBK Hà Nội đã tạo điều kiện cho chúng em học tập tót ở mái trờng này. Hà nội - Ngày 24 tháng 5 năm 2003. Sinh viên Vũ Mạnh cờng - 1 - Vũ Mạnh Cờng GCAL- K43-ĐHBKHN PHần I. Tổng quan về cần khởi động NouVO. I. cần khởi động trong công cuộc nội địa hóa. Ngày nay cùng với sự tăng trởng của nền kinh tế đất nớc, nhu cầu đi lại của con ngời ngày càng cao. Bên cạnh đó mục tiêu của Đảng và chính phủ về công nghiệp hoá và hiện đại hóa đất nớc, đã thúc đẩy sự phát triển của nền công nghiệp xe máy Việt Nam. Nội địa hoá là một trong những vấn đề hàng đầu trong quá trình phát triển kinh tế của nớc ta hiện nay. Xuất phát từ một nớc có nền công nghiệp còn thấp kém, chúng ta đã không ngừng hiện đại hoá công nghiệp hoá đất nớc để từng bớc trở thành một nớc có nền công nghiệp phát triển. Đi theo định hớng đó chúng ta đã dần dần nội địa hoá các sản phẩm để dần tới nội địa hoá hoàn toàn. Với sức hấp dẫn lớn của thị trờng Việt Nam, nhiều công ty xe máy lớn đến đầu t sản xuất vào Việt Nam. Nhng do tính chất kinh tế, các công ty này đã đặt nhiều chi tiết sản suất tại các xí nghiệp sản suất của ta. Điều đó đã tạo thuận lợi lớn cho chúng ta từng bớc nội địa hoá, dần dẫn tới sản xuất tạo đợc loại xe máy mang thơng hiệu của Việt Nam,trong đó có chi tiết cần khởi động xe máy. Cần khởi động xe máy là một chi tiết rất phức tạp. Mỗi loại xe có một tiêu chuẩn và hình dáng khác nhau. Điều đó đòi hỏi ngời kỹ s phải lắm vững và phong phú về công nghệ sản xuất. Do tính chất cạnh tranh của nền kinh tế thị trờng một công ty hay một doanh nghiệp sản xuất muốn tồn tại và phát triển thì yếu tố chất lợng, năng suất là hai yếu tố hàng đầu. Điều đó đòi hỏi ngời kĩ s công nghệ phải hội tụ rất nhiều yếu tố để có thể chủ động trong nền kinh tế thị trờng. Hiện nay có rất nhiều cơ sở sản xuất của ta sản xuất cần khởi động nh Công ty Cổ phần dụng cụ xuất khẩu. Ngoài trang thiết bị tơng đối đầy đủ, họ còn có một đội ngũ kĩ s lành nghề và dầy dặn kinh nghiệm. Điều đó đã tạo thuận lợi cho họ có một chỗ đứng trong nền kinh tế thị trờng. II. khái quát trung về cần khởi động nouvo 1. Cấu tạo. - 2 - Vũ Mạnh Cờng GCAL- K43-ĐHBKHN Cấu tạo cần khởi động NOUVO gồm 4 chi tiết. - Thân cần khởi động 1 ; - Lò xo3; - Pê đan 2. ; - Bạc chặn 4; 2. Thành phần cấu tạo cần khởi động NOUVO. Trong 4 chi tiết, có 3 chi tiết sản xuất bằng phơng pháp GCAL. Các phơng pháp sản xuất. Thân: dập nóng. Pê đan: dập nguội. Bạc chặn: Cắt + Đột. 3. Tính năng của cần khởi động. Mục đích sử dụng cần khởi động là tác động vào trục khuỷu thông qua hệ thống bánh răng làm cho Pít tông khởi động nạp nhiên liệu vào và bugi đánh lửa làm cho máy khởi động. - 3 - Vũ Mạnh Cờng GCAL- K43-ĐHBKHN 4. Nguyên lý hoạt động. Pêđan tác động vào cần khởi động thông qua vấu. Bạc chặn và lò xo bảo đảm Pêđan luôn luôn tiếp xúc với thân cần khởi động. Phần II. Công nghệ dập chế tạo Thân cần khởi động nouvo. A. thiết kế quy trình công nghệ. I. phân tích bản vẽ chi tiết vật rèn. - 4 - Vũ Mạnh Cờng GCAL- K43-ĐHBKHN 6 6 +0.2 0 A C A B C 6 B +0.15 0 6 0 -0,2 Để giải quyết một số vấn đề có liên quan đến việc lập quy trình công nghệ và thiết kế khuôn thì ta chú ý đến các đặc điểm cơ bản sau của vật rèn . 1) Về hình dạng của vật rèn - Là một vật rèn có trục chính và đờng phân khuôn cong - Phần đầu to rồi thuôn dần. ở phần thân và đuôi có vấu - Kích thơc và trọng lợng nhỏ. Vậy vật rèn thuộc nhóm I 2. Kích thớc của phôi: Chiều dài lớn nhất : Lvr max = 196 mm. - 5 - Vũ Mạnh Cờng GCAL- K43-ĐHBKHN - Chiều rộng lớn nhất: Bvr max = 25 mm . - Chiều cao lớn nhất : hvr max = 16 mm. 3. Diện tích vật rèn trên mặt phân khuôn: Fvr =3500 mm2 4. Chu vi vật rèn trên hình chiếu bằng : Cvr = 490 mm. 5. Thể tích vật rèn :Vvr = 38500 mm3 6. Trọng lợng của vật rèn: Gvr =0.4 kg 7. Chiều cao trung bình của vật rèn: hvrtb = L V vr vr =16 mm. Chiều rộng trung bình của vật rèn trên hình chiếu bằng : Bvrtb = L F vr vr hay Bvrtb = 15 mm 8. Vật liệu vật rèn : mác thép C45 9. Điều kiện kĩ thuật nh trên bản vẽ chi tiết. II. lựa chọn phơng án ban đầu. Sau khi đã phân tích những đặc điểm cơ bản của vật dập ta đa ra đợc các ph- ơng án công nghệ ban đầu sau . 1. Thiết bị rèn dập . Ta có thể dập trên - Máy búa. - Máy ép trục khuỷu. - Máy ép ma sát trục vít . 2. Lòng khuôn. Ta có thể dập trong lòng khuôn: - Lòng khuôn kín - Lòng khuôn hở. - 6 - Vũ Mạnh Cờng GCAL- K43-ĐHBKHN 3.Phân tích, lựa chọn phơng án ban đầu. 3.1 . Máy búa: Là một trong các loại thiết bị thông dụng nhất để dập thể tích. Các loại máy búa dùng để dập thể tích nh búa ván, búa không bệ đe và chủ yếu là các loại máy búa hơi nớc . Chúng có những u nhợc điểm chủ yếu sau: 1. Có thể điều chỉnh năng lợng va đập một cách rất dễ dàng, khi sử dụng các nhát dập nhẹ cho các nguên công chuẩn bị phôi thì số nhát dập trong một phút của máy búa tăng lên và khi sử dụng các nhát dập đơn nhát với toàn bộ năng lợng của búa thì số hành trình của búa giảm đi. 2. Vì búa có hành trình không cố định cho nên ta có thể dập nhiều nhát trên một lòng khuôn. Ưu điểm này đặc biệt quan trọng khi dập trong các lòng khuôn cuối cùng. Nhờ có những u điểm này của máy búa nên trong thời gian trớc đây tất cả chi tiết lớn đợc dập trên máy búa. Vì tốc độ biến dạng trên máy búa rất cao cho nên khả năng điền đầy các lòng khuôn trên máy búa rất tốt. Tuy vậy trong quá trình sử dụng máy búa ngời ta đã thấy chúng có những nhợc điểm sau đây. 1. Trang bị cho máy búa cồng kềnh đắt tiền vì bao giờ máy búa cũng đòi hỏi phải có hệ thống hơi nớc. 2. Hệ số sử dụng hữu ích năng lợng dập bằng máy búa rất thấp( 3% ). 3. Năng suất lao động không lớn lắm, đặc biệt là khi sử dụng khuôn có nhiều lòng khuôn, khi dập các nguyên công chuẩn bị thì búa không sử dụng hết năng lợng. 4. Điều kiện làm việc của công nhân rất nặng nhọc, khó cơ khí hoá và tự động hoá của quá trình sản xuất . 5. Khi dập trong máy búa vì góc nghiêng các thành lòng khuôn lớn do khó sử dụng hệ thống cần đẩy. Nên lợng thừa và lợng d lớn. 6. Độ chính sác của các vật dập không cao. 7. Do rung động lớn của máy búa mà nhà cử và các thiết bị khác bị ảnh hởng lớn. - 7 - Vũ Mạnh Cờng GCAL- K43-ĐHBKHN 8. Rất hay gẫy cán búa. 3.2. Máy ép trục khuỷu. So với máy búa máy ép trục khuỷu có những u điểm lớn sau đây. a. Hiệu suất cao, nếu tính quy ra năng lợng của chất đốt nh là đối với máy búa quy về đến than đốt nồi hơi thì năng lợng của máy ép trục khuỷu cao gấp tới hai lần so với máy búa (6 8 ữ %). b. Năng suất lao động cao vì mỗi nhát dập là một sản phẩm. Trong khi đó trên máy búa thì nhiều nhát dập mới đợc một sản phẩm. c. Độ chính sác của vật dập cao hơn, vì hành trình của máy cố định cho nên đảm bảo kích thớc và chiều cao dập. Mặt khác do khuôn trên máy ép trục khuỷu hoàn thiện hơn cho nên hạn chế sự dịch chuyển tơng đối giữa hai nửa khuôn. d. Hệ số sử dụng kim loại cao vì khuôn dập có thể làm cần đẩy. e. Điều kiện làm việc của công nhân tốt hơn. f. Giá thành sản phẩm trên máy ép trục khuỷu thấp hơn vì tiết kiệm đợc kim loại. g. Nhờ máy dễ tự động và cơ khí hoá và dễ trang bị các thiết bị phụ bảo đảm an toàn lao động nên ít bị xảy ra tai nạn lao động. Nhợc điểm chủ yếu dập thể tích trên máy ép trục khuỷu là giá của máy ép trục khuỷu cao hơn nhiều so với máy búa, và khả năng mắc kẹt ở vị trí chết dới khi dập trên máy ép trục khuỷu hay sảy ra , làm chậm trễ quá trình dập và đôi khi còn làm hỏng máy . Sản phẩm trên máy ép trục khuỷu đa số là các sản phẩm dạng tròn hay đối xứng cần độ đồng tâm cao, kích thớc phôi ban đầu yêu cầu phải thật chính xác còn dập trên máy búa sản phẩm đa dạng hơn nh những vật dập dài và có nhánh phức tạp . Ngoài ra do số nhát dập /phút cao hơn nên thích hợp cho các nguyên công chuẩn bị phôi . 3.3. Máy ép ma sát trục vít. Máy ép ma sát trục vít về công nghệ có thể coi là máy búa.Vì năng lợng của nó là năng lợng rơi của các bộ phận rơi. Tuy vậy về mặt công nghệ thì máy ép trục vít lại gần giống với máy ép trục khuỷu hơn. Chiều dài hành trình của máy ép ma - 8 - Vũ Mạnh Cờng GCAL- K43-ĐHBKHN sát trục vít không cố định cho nên có thể dập nhiều lần chi tiết trên một lòng khuôn. Nhng thờng thì máy chỉ có một lòng khuôn cho nên ta chỉ sử dụng trong các sản phẩm dùng một lòng khuôn. Qua những phân tích trên ta chọn thiết bị cho các nguyên công : - Nguyên công cắt phôi chuẩn bị dùng máy ép trục khỷu vạn năng. - Nguyên công tạo hình phôi thân cần khởi động dập trên máy búa. - Nguyên công cắt vành biên và nắn phẳng dùng trên máy ép trục khuỷu vạn năng . Vì đây là sản phẩm nhỏ có dạng dài và hình dáng phức tạp nên ta chọn dập trong lòng khuôn hở, còn dập trong lòng khuôn kín chỉ thích hợp với những vật dập có hình dáng tơng đối đơn giản thờng gặp nh tròn xoay hay gần nh tròn xoay. III. Thành lập bản vẽ vật dập : Sau khi phơng án công nghệ đã đợc chọ chính thức ta tiến hành lập bản vẽ vật dập . Bản vẽ vật dập đợc thiết lập căn cứ vào bản vẽ chi tiết . Các kích thớc vật dập đợc tính bằng cách cộng thêm vào kích thớc danh nghĩa của chi tiết một số đại lợng sau: - Lợng d gia công cơ. - Dung sai vật rèn. - Lợng thêm. 1) Lợng d gia công cơ . Tại một số mặt chi tiết yêu cầu độ chính xác và độ bóng cao. Thì sau khi dập song chi tiết phải gia công cơ cắt bỏ lớp bề mặt phôi bị thoát các bon và có nhiều khuyết tật tạo độ bóng và độ chính sác cần thiết. Cho nên ta phải tạo vật rèn lớn hơn chi tiết, bằng cách cộng thêm vào kích thớc danh nghĩa chi tiết một đại lợng là . Chúng ta gọi là lợng d gia công cơ. Giá trị của nó phụ thuộc và kích thớc danh nghĩa và thiết bị rèn dập sử dụng trong quy trình công nghệ. - 9 - Vũ Mạnh Cờng GCAL- K43-ĐHBKHN Theo bảng 7.1 (sách tra cứu rèn và dập nóng ) ta có: Lợng d gia công cơ theo- đờng kính 10 4 : =1.5 mm. - Chiều cao h16 4:= 0.5mm. - Lỗ trên vật rèn ( dới 30 mm ) không làm - Góc nghiêng dập 5+2 Kích thớc cuối cùng của vật dập làm tròn theo hớng lớn hơn 0,5 mm Các mặt còn lại ta không phải gia công cơ . 2. Dung sai vật rèn. Vì rằng không bao giờ có thể tạo đợc vật rèn đúng với kích thớc danh nghĩa của vật dập, không có sự sai lệch. Tuy nhiên sai lệch đó cũng nằm trong phạm vi cho phép. Hiệu số của kích thớc lớn nhất danh nghĩa của vật dập và kích thớc nhỏ nhất của vật dập là dung sai về hai phía của vật dập . Tra bảng 7.2 sách tra cứu rèn và dập nóng ta đợc: - Dung sai kích thớc theo chiều dài ( nh yêu cầu kĩ thuật của bản vẽ chi tiết ) - Xê dịch tại mặt phân khuôn 0,35mm ( cột 4 ). - Vành biên theo chu vi cắt 0,5 mm ( cột 6 ). - Bán kính lợn các góc ngoài 1mm ( cột 8 ). 3. Lợng thêm; Do yêu cầu kĩ thuật của bản vẽ . Cho nên một số mặt của chi tiết ta phải tăng lợng d gia công cơ lên quá mức quy định. Ta gọi lợng tăng lợng d gia công cơ ấy là lợng thêm . Lợng thêm này sẽ tạo ra một lợng kim loại trên vật rèn , lợng kim loại này sẽ đợc cắt đi trong quá trình gia công cơ . Sau khi dập, do lực ma sát giữa vật dập và thành lòng khuôn tại các mặt tiếp xúc, cho nên nếu ta làm các thàn lòng khuôn đứng thì vật dập sẽ dính chặt vào lòng khuôn, không lấy ra khỏi lòng khuôn đợc. Trong trờng hợp dập trên máy búa ta phải làm thành lòng khuôn với góc nghiêng nhất định ( khoảng 5 ữ 100 ). Trên thực tế còn có các yếu tố khác nh: lực ma sát giữa vật dập và nửa khuôn trên ,lực này có tác dụng kéo vật dập ra khỏi lòng khuôn dới: Lực đàn hồi do nửa - 10 - [...]... - Tạo ra vết nứt do ứng suất đ khi làm nguội không đúng chế độ Chế độ nhiệt trong công ngệ rèn và dập thể tích đợc coi là tối i khi nó tạo điều kiện thuận lợi nhất cho quá trình tạo hình và tạo ra sản phẩm có tính sử dụng cao nhất, nghĩa là tăng cơ tính, hạn chế các ảnh hởng xấu Ngời ta chia chế độ nhiệt ra làm ba giai đoạn: - Nung kim loại trớc khi rèn - Làm nguội kim loai trong quá trình gia công. .. khuôn quá lớn V Chế độ nhiệt Quá trình rèn và dập nóng thờng đợc thực hiện ở nhiệt độ cao, tùy theo mác thép và yêu cầu kĩ thuật ,ngời ta có thể rèn và dập nóng ở nhiệt dộ khác nhau, từ 750 ữ 1300 Vì vậy khi lập qui trình công nghệ cho một chi tiết ngời kĩ s công nghệ phải chú ý đến những ảnh hởng của nhiệt độ đến cơ tính của chi tiết Khi rèn thép cán ta phải giải quiết hai vấn đề sau: - Tạo hình cho... sát nên vật dập có thể bị dính vào lòng khuôn Khi bị dính vào nửa khuôn dới thì việc khắc phục không khó lắm Ta chỉ cần đập mạnh một lần nữa thì vật dập sẽ bung lên do sự đàn hồi của nửa khuôn dới và bệ đe Đặc biệt quan trọng là khi vật dập dính vào khuôn trên, có thể gây ra hiện tợng vỡ khuôn, gẫy cán búa và vật dập bị bắn ra ngoài bắn vào công nhân và gây tai nạn lao động Vì khi vật dập dính vào... lợng sau = L D gd đ Lg ( tb ) Lgd chiềi dài gản đồ , bằng chiều dài vật dập := 231 Thay vào ta đợc =12.8 Theo đồ thị chọn các nguyen công chuổn bị trong dập thể tích (hình 110 sách công nghệ rèn và dập thể tích )ta tìm đợc trên giản đồ này một điểm nằm trng vùng 3 Tức ta phải cần lòng khuôn ép tụ hở vậy ta chọn thứ tự nguyên công nh sau cắt- nung phôi vuốt ép tụ- khuôn tinh- cắt chuôi- cắt vành... đợc giản đồ đờng kính của phôi thân cần khởi động - 23 - GCAL- K43-ĐHBKHN Vũ Mạnh Cờng 2 Tính toán tiết diện trung bình Phôi tính toán trung bình là là hình trụ có đờng kínhDtbcó chiều dài bằng chiều dài vật rèn(lt=lvr) và thể tích bằng tổng thể tích vật rèn (Vvr) và vành biên(Vvb) Thể tích phôi dập đợc tính theo công thức: Vp =k(Vvr +Vp.l) Trong đó :Vvr - thể tích vật dập tính ở trạng thái nguội: =37500mm2... nguyên công Việc xác định số lợng và thứ tự các nguyên công chỉ đợc tiến hành sau khi đã xác định đợc bản vẽ vật dập, hình dáng và kích thớc phôi và thiết bị để chuổn bị nguyên công cuối cùng A.V ê -ben xki đã đa ra một phơng pháp tính số lợng các - 25 - GCAL- K43-ĐHBKHN Vũ Mạnh Cờng lòng khuôn chuổn bị cần thiết cho các vật dập dọc Theo ông thì các yếu tố ảnh hởng đến số lợng các nguyên công chuổn... Thời gian làm nguội của vật rèn từ nhiệt độ bắt đàu rèn đến nhiệt độ kết thúc rèn dập sẽ giả định là thời gian gia công kim loại bằng áp lực Tuy nhiên đối với chi tiết của cần khởi động thời gian gia công bằn áp lực nhanh nên ta có thể bỏ qua ảnh hởng của giai đoạn này 2 Làm nguội sau khi thôi rèn Sau khi thôi rèn nếu chế độ làm nguội không đúng có thể xảy ra các hiện tợng cong vênh, nứt rạn Nếu trong... tăng lực dâp cần thiết, hại khuôn và có trừơng hợp không điền đầy lồng khuôn Muốn khắc phục hiện tợng này ta làm tăng trở lực biến dạng ở cửa khuôn sao cho sau khi dập thử ta thu đợc vành biên đạt yêu cầu nếu trở lực biến dạng ở cửa khuôn lớn quá cũng làm tăng lực dập cần thiết của máy dễ gây hiện tợng chiều cao vật dập lớn hơn yêu cầu, vành biên thì nhỏ quá, gây khó khăn cho việc gia công cơ và cắt... từng đống lớn trong lò kín để cố gắng làm cho tốc độ nguội càng thấp càng tốt 3 Kiểm tra chế độ nhiệt Kiểm tra chế độ nhiệt có nghĩa là kiểm tra nhiệt độ nung, thơì gian nung, nhiệt độ trong quá trình rèn ,dập và thời gian rèn dập, cuối cùng là kiểm tra chế độ làm nguội Muốn kiểm tra thời gian ta dùng đồng hồ tự động nh rơ-le thời gian Muốn kiểm tra nhiệt dộ nung hay nhiệt độ thôi rèn ta có thể dùng... tiết diện của nó 1 Xác định kích thớc phôi tính toán của vật rèn Vật rèn đợc dập tốt hay không là phụ thuộc và phơng án công nghệ có hợp lý hay không, chọn các bớc dập dựa trên diện tích tiết diện ngang của vật rèn kể cả vành biên, từng phần riêng biệt của vật rèn theo chiều dài và các đại lợng tơng ứng của chúng Cần phải tạo ra phôi có kim loại phân phối ở từng phần riêng đủ để điền đầy lòng khuôn . luôn luôn tiếp xúc với thân cần khởi động. Phần II. Công nghệ dập chế tạo Thân cần khởi động nouvo. A. thiết kế quy trình công nghệ. I. phân tích bản. quát trung về cần khởi động nouvo 1. Cấu tạo. - 2 - Vũ Mạnh Cờng GCAL- K43-ĐHBKHN Cấu tạo cần khởi động NOUVO gồm 4 chi tiết. - Thân cần khởi động 1 ; -