Đang tải... (xem toàn văn)
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Đề tài :Thiết kế công nghệ dập, khuôn cắt và quy trình công nghệ gia công cối cắt vành biên trục cam D6Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Đề tài :Thiết kế công nghệ dập, khuôn cắt và quy trình công nghệ gia công cối cắt vành biên trục cam D6Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Đề tài :Thiết kế công nghệ dập, khuôn cắt và quy trình công nghệ gia công cối cắt vành biên trục cam D6
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp - Thiết kế - chế tạo khuôn dập phôi trục cam Lời Nói Đầu Trong công công nghiệp hoá đại hoá đất nớc, nghành kinh tế nói chung nghành khí nói riêng đòi hỏi kỹ s cán kỹ thuật có kiến thức tơng đối rộng phải biết vận dụng sáng tạo kiến thức đà học để giải vấn đề thờng gặp thực tế Đồ án tốt nghiệp đóng vai trò quan trọng trình đào tạo trở thành ngời kỹ s Qua trình làm đồ án tốt nghiệp giúp cho sinh viên hiểu rõ kiến thức đà đợc tiếp thu trình học tập, đồng thời nâng cao khả vận dụng sáng tạo kiến thức đà đợc học để làm đồ án nh công tác sau Là sinh viên chuyên nghành khí Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp em đợc giao đề tài víi néi dung: “ ThiÕt kÕ c«ng nghƯ dËp, khu«n cắt quy trình công nghệ gia công cối cắt vành biên trục cam D6 Đây đề tài hoàn toàn khó em Tuy nhiên thời gian thực tập đồ án tốt nghiệp đợc bảo tận tình thầy giáo hớng dẫn: Th.s Vũ Đình Trung Th.s Bùi Ngọc Trân với cô, nơi thực tập học hỏi thân em đà đa đợc phơng án gia công khuôn dập trục cam D6, theo em phơng án phơng án tối u để gia công Đồ án tốt nghiệp em gồm có: Phần thuyết minh phần vẽ mà em đà trình bày đầy đủ thiết kế công nghệ dập phôi trục cam D6, khuôn cắt vành biên cối cắt quy trình công nghệ gia công, chế độ cắt để gia công Tuy nhiên trình độ hiểu biết lý thuyết thực tế hạn chế, đồ án tốt nghiệp tránh khỏi sai sót Vậy em mong nhận đợc bảo thầy bạn để em hiẻu sâu môn học nh phơng án khác tối u Em xin chân thành cảm ơn bảo tận tình hai thầy giáo hớng dẫn: Th.s Vũ Đình Trung Th.s Bùi Ngọc Trân thầy giáo khoa khí trờng Đại Học ktcn đà tận tình hớng dẫn em hoàn thành đồ án thời gian Đồng thời em xin cảm ơn thầy cô giáo bạn đà giúp đỡ em suốt khoá học nh thời gian làm đồ án tốt nghiệp Thái Nguyên, ngày 20 tháng năm 2001./ Sinh viên Cao Đông Phong Cao Đông Phong K32 MA Trờng Dậi học KTCN Thuyết minh đồ án tốt nghiệp - Thiết kế - chế tạo khuôn dập phôi trục cam Phần i Phân tích tính công nghệ chi tiết chọn phơng án chế tạo phôi Cao Đông Phong K32 MA Trờng Dậi học KTCN Thuyết minh đồ án tốt nghiệp - Thiết kế - chế tạo khuôn dập phôi trục cam I - chức , điều kiện làm việc, công dụng chi tiết Chức - Trục cam phận chi tiết thiếu đợc động điazen Trục cam dùng để ®iỊu khiĨn cho Supap ®ãng më ®óng chu kú hót xả phân phối khí - Trục cam quay phận bơm cao áp, kéo đẩy đội theo chu trình làm việc bơm cao áp đảm bảo cao áp phun nhiên liệu chu kỳ - Trục cam bao gồm hai cam lệch tâm (nhìn theo mặt cắt E-E) mặt trụ lắp nghép, cổ trục không lắp nghép - Phần cam lệch tâm đợc tiện định hình sau mài đánh bóng đạt R a = 0,63àm - Phần mặt trụ lắp nghép (đầu phía phải phía trái) khối trụ tròn xoay 22, 20 đợc tiện đạt độ bóng bề mặt R a = 0,32 àm dùng để lắp nghép ổ bi, bạc đỡ, bánh lệch tâm - Phần trụ tròn 18 đợc tiện đạt Ra = 0,63à m sau ®ã phay r·nh theo ®Ĩ khèng chÕ chun động xoay bánh truyền mômen xoắn trun dÉn cđa trơc cam thêng lµ trun dÉn b»ng bánh răng.Do truyền dẫn bánh có kết cấu đơn giản cặp bánh truyền dẫn phân phối khí thờng cặp bánh nghiêng - Phần cổ trục 18 có tiện ren để bắt bulông hÃm - Các đoạn phần thân trục 18 lại không tham gia lắp nghép mà có tác dụng đảm bảo cho phân bố khoảng cách hai cam lệch tâm, vai trục, ngõng trục, cổ trục đảm bảo chiều dài trục cam nên phần không gia công mà làm bavia, cạnh sắc dập cắt vành biên để lại - Bề mặt làm việc cam lệch tâm làm việc chịu ma sát với chu kỳ hút xả nhiên liệu theo chu trình làm việc cần có độ bóng cao, thuận tiện cho việc bôi trơn dùng nguyên liệu hút xả làm dung dịch bôi trơn độ bóng bề mặt cam phải đạt Ra = 0,63à m - Vật liệu sản xuất trục cam: vào chức điều kiện làm việc ta thấy trục cam chi tiết thờng chịu ma sát, chịu uốn, xoắn Nên vật liệu để sản xuất trục cam thép 45 Vì thép 45 vật liệu cã: δb = 610 N/mm2 δch = 280 N/mm2 Hµm lỵng %P, %S≤ 0,04% NÕu thÐp cã chÊt lỵng tèt để đảm bảo chi tiết làm việc ổn định thời gian sử dụng bền để đảm bảo độ bền độ cứng chi tiết đặc biệt phần hai cam lệch tâm phần 22e7 cần đợc nhiệt luyện đạt độ cứng 50 ữ 55 HRC Yêu cầu kỹ thuật Trục cam chi tiết dạng trục nên có yêu cầu kỹ thuật sau: - Kích thớc đờng kính cổ trục lắp nghép yêu cầu cấp xác ữ 10 Cao §«ng Phong K32 MA Trêng DËi häc KTCN ThuyÕt minh đồ án tốt nghiệp - Thiết kế - chế tạo khuôn dập phôi trục cam - Độ xác hình dáng hình học, nh độ côn, độ ô van cổ trục nằm giới hạn 0,25 mm ữ 0,5mm dung sai đờng kính trục - Đảm bảo dung sai chiều dài bậc 0,05 mm ữ 0,2mm - Phần cam phần 22e7 cao tần đạt: + Độ thấm 0,5mm ữ 1,5mm + Độ cứng sau 50 ữ 55 HRC - Trục cam không cho phép có vết nứt, rỗ, vết nhăm, vết trầy xớc, bavia bề mặt gia công - Độ không song song đờng sinh, mặt cam dạng hình côn so với trục trục cam không đợc 0,03/100mm ®o kÝch thíc bỊ réng cđa vÊu cam - Sai lệch đờng tâm rÃnh then với đờng tâm trục cam không 0,1mm - Sai lệch góc vị trí cam so với mặt phẳng góc đối xứng qua rÃnh then không - Độ không trụ cổ trục trụ lắp nghép không 2/3 cấp dung sai vẽ Ii - xác định dạng sản xuất ý nghĩa: Dạng sản xuất phụ thuộc vào sản lợng sản phẩm năm, xác định sản xuất hợp lý có ảnh hởng đến đầu t hình thức tổ chức sản xuất Sản lợng sản phẩm lớn ta đầu t thiết bị chuyên dùng, tổ chức sản xuất theo dây truyền đem lại hiệu kinh tế cao nhất, chất lợng sản phẩm tốt, thu hồi vốn đầu t nhanh Nếu sản lợng sản phẩm thấp nên sử dụng trang thiết bị vạn tổ chức sản xuất không theo dây chuyền, dem lại hiệu kinh tế cao Từ ta thấy việc xác định dạng sản xuất hợp lý có ý nghĩa quan trọng trình tổ chức sản xuất Dạng sản xuất phản ánh mối quan hệ qua lại đặc trng kỹ thuật, công nghệvà hình thức tổ chức sản xuất đợc sử dụng trình Xác định dạng sản xuất nâng cao hiệu kinh tế, kỹ thuật trình sản xuất Xác định sản lợng khí: Để xác định dạng sản xuất ta phải xác định sản lợng khí năm trọng lợng chi tiết gia công Sản lợng phôi trục Cam cần dập yêu cầu 10 000 chi tiết/năm Nh sản lợng khí đợc tÝnh theo c«ng thøc: + β + α N i = N m i 100 100 Trong ®ã: Ni : Sản lợng khí chi tiết cần chế tạo N : Sản lợng sản phẩm sản xuất năm N = 10 000 chi tiết/ năm mi : Số chi tiết loại sản phẩm, lấy mi = Cao Đông Phong K32 MA Trờng Dậi học KTCN Thuyết minh đồ án tốt nghiệp - Thiết kế - chế tạo khuôn dập phôi trục cam : hệ số % dự phòng h hỏng chế tạo = (2 ữ 3) lấy = : Hệ số % dự phòng đợc chế tạo thêm =(3 ữ 5), ta lấy = Vậy 1 + 1 + N i = 10000 . = 10.800 ct / nam 100 100 Xác định khối lợng cña chi tiÕt v1 v2 v3 v4 v5 v6 v7 v8 áp dụng công thức: GCT = VCT. GCT : Khèi lỵng cđa chi tiÕt VCT : ThĨ tÝch cđa chi tiết : Khối lợng riêng vật liệu Chi tiết gia công thép 45 , = 7,85 Kg/dm3 Để thuận tiện cho việc tính toán chế tạo phôi ta chia phôi trục cam làm phần để tính thể tích phần cộng lại Gọi thể tích phần đầu phía trái V1 Thể tích phần V2 V3 Thể tích hai cam V4 V6 Thể tích phần thân cam V5 Thể tích phần bên phải cam V7 Thể tích phần đầu phía phải cam lµ V8 ThĨ tÝch cđa trơc cam lµ: VCT = V1 + V2 + V3 + V4 + V5 + V6 + V7 + V8 = V1 + V2 + V3 + 2V4 + V5 + V7 + V8 (V4 = V6) πD 3,14.(0,19) V1 = h= 0,62 = 0,0176dm3 4 Cao Đông Phong K32 MA Trờng Dậi học KTCN Thuyết minh đồ án tốt nghiệp - Thiết kế - chế tạo khuôn dập phôi trôc cam 3,14.(0,26) πD h= 0,15 = 0,0079dm 4 3,14.(0,18) πD V3 = h= 0,145 = 0,0037dm 4 3,14.(0,39) πD V4 = V = h= 0,14 = 0,0167dm 4 3,14.(0,18) πD V5 = h= 0,52 = 0,0132dm 4 3,14.(0,18) πD V7 = h= 0,105 = 0,0026dm 4 3,14.(0,22) πD V8 = h= 0,185 = 0,0071dm 4 V2 = VCT = V1 + V2 + V3 + V4 + V5 + V6 + V7 + V8 = 0,0176 + 0,0079 + 0,0037 + 2.0,0167 + 0,0132 + 0,0026 + 0,0071 = 0,085dm3 VËy GCT = VCT γ γ = 7,85 GCT = 0,085.7,85 = 0,66 (Kg) Căn vào bảng với số lợng < ta xác định dạng sản xuất hàng khối Iii - chọn phơng án công nghệ chế tạo phôi Phơng pháp tạo phôi trục Cam D6 Việc chế tạo trục Cam D6 để đạt đợc yêu cầu kỹ thuật kinh tế, ngời kỹ s công nghệ phải xác định đợc kích thớc phôi chọn phôi thích hợp với điều kiện sản xuất nên việc chọn phôi dựa sở sau: - Vật liệu chế tạo phôi tính vật liệu - Hình dáng kết cấu chi tiết - Khả đạt độ bóng phơng pháp tạo phôi - Điều kiện sản xuất cụ thể nhà máy với chi tiết trục cam vật liệu thép 45, loại vật liệu có độ dẻo độ dai tốt phù hợp với phơng pháp gia công cắt gọt sau Do yêu cầu kỹ thuật chi tiết đòi hỏi độ xác độ bền tính độ bóng bề mặt Để thoả mÃn yêu cầu việc sản xuất phôi trục cam có phơng pháp nh đúc, hàn, cán, rèn tự do, rèn khuôn, dập nóng máy búa máy ép So sánh phơng pháp tạo phôi a Phơng pháp đúc * u điểm : Năng suất cao, vốn đầu t ít, rẻ tiền, đú đợc phôi có hình dáng phức tạp, tính cao Cao Đông Phong K32 MA Trờng Dậi học KTCN Thuyết minh đồ án tốt nghiệp - Thiết kế - chế tạo khuôn dập phôi trục cam * Nhợc điểm : Tổ chức hạt thô, mặt bị chai cứng nên khó gia công cắt gọt độ bền độ dẻo dai b Phơng pháp hàn : * u điểm: Tạo chi tiết có hình dáng phức tạp, vốn đầu t thấp, giá thành hạ, tính chi tiết đợc đảm bảo bị thay đổi * Nhợc điểm : Năng suất không cao , chi tiết làm việc không chịu ®ỵc lùc va ®Ëp lín ®é bỊn cđa mèi hàn c Phơng pháp phôi cán: * u điểm: Phơngpháp tạo phôi đơn giản, rẻ tiền dễ chế tạo suất cao * Nhợc điểm : Cơ tính vật liệu không tốt phôi có hình dáng dơn giản bề mặt, thép cán thờng đợc tiêu chuẩn hóa với chi tiết trục cam việc tạo hình dáng đơn giản dùng đợc d Phơng pháp phôi rèn tự * u điểm: Vốn đầu t thấp, thiết bị đơn giản, kim loại bị biến dạng tất hớng phôi có tính tốt * Nhợc điểm : Khó tạo đợc phôi có hình dáng phức tạp, suất thấp, không phù hợp với dạng sản xuất hàng loạt, hàng khối phù hợp với việc sản xuất loạt nhỏ hay đơn e Phơng pháp rèn khuôn Có độ xác độ bóng cao hơn, chế tạo đợc chi tiết có kích thớc vừa nhỏ phù hợp với sản xuất loạt lớn, hàng khối nhng chi phí lớn, đòi hỏi rèn phải có lực tác dụng lớn f Phơng pháp dập thể thể tích * u điểm: Đây hình thức rèn khuôn đợc thực máy búa dập điền đầy kim loại vào phần rỗng khuôn nhờ lực va đập, nâng cao tính phôi, thờng áp dụng sản xuất loạt lớn hàng khối * Nhợc điểm : Do dập máy búa lực ép lớn dập nhiều nên việc giữ cho tuổi thọ khuôn dập gặp khó khăn máy làm việc gây tiếng ồn rung động g Phơng pháp dập nóng Đây hình thức rèn khuôn đợc thực máy ép trục khuỷu Cao Đông Phong K32 MA Trờng Dậi học KTCN Thuyết minh đồ án tốt nghiệp - Thiết kế - chế tạo khuôn dập phôi trục cam * u điểm: Máy làm việc êm, đảm bảo chất lợng vật dập, tiết kiệm lợng tiêu hao kim loại, suất cao, dễ khí hoa tự động hoá * Nhợc điểm : Giá thành máy ép cao, tải thờng xảy kẹt máy, nhiều trờng hợp khó sửa chữa, kích thớc phôi ban đầu yêu cầu phải xác, khó đánh lớp oxy hoá nên yêu cầu thiết bị nung phải hay bị oxy hoá, tính chất vạn so với máy búa nên phải có thiết bị phụ để tạo phôi Chọn phơng pháp chế tạo phôi Qua phân tích u nhợc điểm phơng pháp tạo phôi ta thấy phơng pháp tạo phôi khuôn dập thể tích máy búa phơng pháp u việt , ta chọn phơng pháp để chế tạo phôi trục cam trình sản xuất Cao Đông Phong K32 MA Trờng Dậi học KTCN Thuyết minh đồ án tốt nghiệp - Thiết kế - chế tạo khuôn dập phôi trục cam Phần ii Thiết kế công nghệ dập phôi trục cam d6 Cao Đông Phong K32 MA Trờng Dậi học KTCN Thuyết minh đồ án tốt nghiệp - Thiết kế - chế tạo khuôn dập phôi trục cam I -phân loại vật dập Quá trình công nghệ dập máy búa phụ thuộc vào dạng kích thớc vật rèn Để thiết kế vật rèn khuôn dập cần phải phân loại vật rèn theo cấu tạo dấu hiệu đặc trng sau: a Đờng phân khuôn b Dạng trục vật rèn c Dạng vật rèn Có thể chia vật rèn làm nhóm gồm 10 phân nhóm, dựa vào hình dạng lại chia phân nhóm thành loại A,B,C Dựa vào đặc điểm phân nhóm phân nhãm ta xÐt chi tiÕt gia c«ng trơc cam D6 tØ sè chiỊu dµi vµ chiỊu réng lµ: LVR 190 = = 7,3 BVR 26 Căn vào hình dạng chi tiết trục cam D6 có đờng thẳng phân khuôn 00 có trục kéo dài a-a trình dập chiếm u Theo bảng 64 trang 164 (Công nghệ rèn rập nóng) Ta tìm đợc phôi trục cam D6 thuộc nhóm I phân nhãm Ii - thiÕt kÕ vËt dËp Chän mặt phân khuôn Vị trí mặt phân khuôn chọn theo chiều cao vật rèn liên quan tới lợng d, phần thừa góc nghiêng phía trên, phía dới vật rèn Đờng phân khuôn nằm mặt phẳng phân khuôn nửa khuôn hay nửa khuôn dới vật rèn nằm lòng khuôn lòng khuôn dới lợng kim loại thừa không tràn đợc vành biên không dập đợc chi tiết theo nh yêu cầu Ta có phơng án chọn mặt phân khuôn nh sau: Phơng án I: Cho ta mặt phân khuôn qua mặt đầu trục cam phơng án ta thấy toàn khối lợng trục cam nằm khuôn ta nhận thấy khả điền đầy kim loại khó không đảm bảo đợc yêu cầu kỹ thuật Phơng án II: Ngợc với phơng án I, phơng án trọng lợng chi tiết nằm toàn khuôn dới mặt phân khuôn cho lợng d lớn không đối xứng qua tâm làm kim loại khó điền đầy lòng khuôn dới nên phơng án không đảm bảo yêu cầu kỹ thuật Phơng án III: Cho ta mặt phân khuôn qua chiều cao chi tiết lợng d chia hai nửa theo chiều cao chi tiết đảm bảo chi tiết đối xứng qua tâm nh chiều sâu lòng khuôn dới kim loại điền đầy hai phía nh Cao Đông Phong K32 MA 10 Trờng Dậi học KTCN Thuyết minh đồ án tốt nghiệp - Thiết kế - chế tạo khuôn dập phôi trục cam Cao Đông Phong K32 MA 55 Trờng Dậi học KTCN Thuyết minh đồ án tốt nghiệp - Thiết kế - chế tạo khuôn dập phôi trục cam Cao Đông Phong K32 MA 56 Trờng Dậi học KTCN Thuyết minh đồ án tốt nghiệp - Thiết kế - chế tạo khuôn dập phôi trục cam Cao Đông Phong K32 MA 57 Trêng DËi häc KTCN ThuyÕt minh ®å án tốt nghiệp - Thiết kế - chế tạo khuôn dập phôi trục cam Cao Đông Phong K32 MA 58 Trờng Dậi học KTCN Thuyết minh đồ án tốt nghiệp - Thiết kế - chế tạo khuôn dập phôi trục cam VI - tính tra lợng d Lợng d gia công lớp kim loại đợc hớt trình gia công để biến phôi thành chi tiết theo yêu cầu , phôi đợc xác định hợp lý phần lớn phụ thuộc vào việc xác định lợng d gia công Lợng d gia công đợc xác định hợp lý trị số dung sai đảm bảo nâng cao hiệu kinh tế trình công nghệ , : - Lợng d lớn sÏ tèn nguyªn vËt liƯu tiªu tèn nhiỊu søc lao động, tốn lợng, dụng cụ cắt phải gia công nhiều dẫn tới giá thành tăng - Ngợc lại lợng d nhỏ không đủ để hoàn thiện dẫn tới phế phẩm điều giải thÝch b»ng hÖ sè in dËp K ∆ K = CT ∆f Trong ®ã : ∆CT : sai lƯch cđa chi tiÕt ∆f : sai lƯch cđa ph«i Nh vËy sai lệch giảm dần qua nguyên công cắt gọt nhng trình công nghệ ta phải qua nhiều nguyên công, bớc để hớt dần lớp kim loại nguyên công trớc để lại Vì lợng d phải đủ để thực nguyên công Trong nghành chế tạo máy có nhiều phơng pháp để xác định lợng d gia công ta sử dụng phơng pháp tính toán phân tích Với chi tiết khuôn cắt vành biên trục cam có mặt phẳng đợc gia công ta tính lợng d dung sai cho1 mặt phẳng mặt phẳng khác tơng tự A tính lợng d Tính lợng d cho nguyên công phay thô Lợng d 1phía đợc tÝnh theo c«ng thøc: Zb = Rza + Ta + a + b Trong : Rza : chiều cao nhấp nhô bớc hay nguyên công trớc để lại Ta : chiều sâu lớp biến cứng bớc hay nguyên công trớc để lại a : sai số không gian tổng cộng bớc gia công trớc để lại b : sai số gá đặt bớc hay nguyên công cần thực * Trị số sai lệch không gian đợc xác định theo c«ng thøc sau : ρa = ρ x2 + ρv2 Trong : x: Sai lệch phôi v : độ cong vênh phôi Tra bảng - 14[II] ta có Cao Đông Phong K32 MA 59 Trờng Dậi học KTCN Thuyết minh đồ án tốt nghiệp - Thiết kế - chế tạo khuôn dập phôi trục cam ρ x = 8mm = 8000µm ρ v = 9mm = 9000µm VËy : ρ a = 8000 + 9000 = 12042àm Phôi rèn tra bảng - 13[II] ta cã : Rza = 200µm Ta = 300µm * Sai số gá đặt Phôi đợc gá êtô trình gia công b = c + ε k + ε dg Trong : c: sai số chọn chuẩn gây ε c = ∆ mdv cos φ ± KTC cos : góc hợp phơng kích thớc khởi suất với mặt định vị nên = 900 c = dq sai số sinh đồ gá không xác, độ mòn, độ định vị ta dùng êtô tiêu chuẩn nên sai số có thĨ bá qua ε dq = ™k lµ sai sè kĐp ε k = VËy sai sè g¸ ®Ỉt ε b = ε c + ε k + ε dq = Thay c¸c gi¸ trị vào ta đợc lợng d cho nguyên công phây thô : Zbmin = Rza + Ta + a + ™b = 200 + 300 + 1204 + = 1704àm Tính lợng d cho nguyên công phay tinh Sau nguyên công phay thô tra bảng 7-18 [II] chi tiết đạt cấp xác với R za = 50àm * Sai lệch không gian a = 0,06. phoi = 72,25àm * Sai số gá đặt b =0 VËy Zbmin = 50 + 50 + 72,25 =172,25àm Tính lợng d cho nguyên công mài Sau nguyên công phay, tra bảng 7-18 [II] ta có cấp xác Rza = 25 àm ; Ta=25 àm * Sai lệch vị trí không gian a = 0,4.ρ a tho = 0,4.172,25 = 68,9µm * Sai sè gá đặt Cao Đông Phong K32 MA 60 Trờng Dậi học KTCN Thuyết minh đồ án tốt nghiệp - Thiết kế - chế tạo khuôn dập phôi trục cam b = VËy Zbmin = 25 + 25 + 68,9 = 118,9àm Ta có bảng lợng d : Thứ tự nguyên công Phôi Phay thô Phay tinh Mài Các yếu tố tạo lợng d trung gian (àm) Rza Ta 200 50 25 300 50 25 15 ρa 2206 1204 72,25 68,9 ™b 0 0 Lỵng d tÝnh Zbmin 1704 172,25 118,9 KÝch thíc tÝnh Dung sai 270,7 262,5 260,1 260 3000 1000 600 50 KÝch thíc giới hạn (mm) Trị số giới hạn L/D (àm) Max Max 273,75 263,9 260,8 260,1 Min 270,7 262,1 260,2 260 6650 1330 670 Min 5100 400 200 KiÓm tra kÕt theo lợng d tổng cộng Zbmax - Zbmin =2950 µm δp -δCT = 3000 - 50 = 2950 µm B tra lợng d cho bề mặt lại Bề mặt phần lồi lỡi cắt - Tổng lợng d : Z0 = 2Zb = 5mm - Phay th«: mm - Phay tinh : 0,8 mm - Mµi : 0,2 mm Bề mặt đáy khuôn - Tổng lỵng d : Z0 = 2Zb = 50 mm - Phay th«: mm - Phay tinh : 0,7 mm - Mài : 0,3 mm Hai mặt bên 50 260 - Tổng lợng d : Z0 = 2Zb = 12 mm - Phay th«: 10 mm - Phay tinh : 1,4 mm - Mµi : 0,6 mm Hai bề mặt nghiêng - Tổng lợng d : Z0 = 2Zb = 14 mm - Phay th«: 12 mm - Phay tinh : 1,2 mm - Mµi : 0,8 mm Bề mặt 450 - Tổng lợng d : Z0 = 2Zb = 20 mm - Phay th«: 16 mm - Phay tinh : 3,4mm - Mµi : 0,6 mm Cao Đông Phong K32 MA 61 Trờng Dậi học KTCN Thuyết minh đồ án tốt nghiệp - Thiết kế - chế tạo khuôn dập phôi trục cam VII - tính tra chế độ cắt A tính chế độ cắt cho nguyên công iii Chọn máy Chọn máy phay vạn 6M83 Các đặc tính kỹ thuật máy: - Kích thớc bề mặt làm việc bàn máy + chiều rộng 400 mm + chiều dài 1600 mm - Khoảng cách đến bàn máy + từ đờng trục trục nằm nganglà: 30x450 + từ mặt mút trục ụ quaylà: 15x495 - Khoảng cách từ đờng trục trục đầu quay tới đờng trợt thẳng đứng thân máy là: 250mm - 900mm - Số rÃnh T bàn máylà: - Chiều rộng r·nh T lµ: 18 mm - Gãc quay lín nhÊt đầu trục chính: + mặt phẳng chạy dao dọc 3600 + mặt phẳng chạy dao ngang 900 - Dịch chuyển lớn bàn máy: + chiỊu däc:900 mm + chiỊu ngang:300 mm + th¼ng ®øng:420 mm - Sè cÊp tèc ®é trơc chÝnh lµ:9 - Phạm vi tốc độ trục chính: + ngang 31,5 ữ 1600 vg/ph + thẳng đứng 90 ữ 1400 vg/ph - Phạm vi bớc tiến bàn dao: + dọc ngang 25 ữ 1250 mm/ph + thẳng đứng 8,3 ữ 416,6 mm/ph - Công suất động điện : 10k - Trọng lợng máy: 4300kg chọn dao Để phay thô, phay tinh mặt phẳng lồi để gia công lòng khuôn cắt Ta chọn dao phay mặt đầu chắp, gắn mảnh hợp kim cứng T15K6, kiĨu I Tra b¶ng IX - 68 [III] chän dao phay có đờng kính 200 mm Các thông số cña dao: D = 200 mm d = 50 mm Cao Đông Phong K32 MA 62 Trờng Dậi học KTCN Thuyết minh đồ án tốt nghiệp - Thiết kế - chế tạo khuôn dập phôi trục cam B = 60 mm = 900 Số Z =12 kích thớc r·nh then b1 x t = 20 x 12 chiÒu cao phần cắt h = 5,5 mm Chọn chiều sâu cắt Chiều sâu cắt phụ thuộc vào lợng d gia công Z0 Lợng d gia công thô 4mm , gia công lần chọn t = mm Lợng d gia công tinh 0,8 mm, gia công lần chọn t = 0,8 mm Cao Đông Phong K32 MA 63 Trờng Dậi học KTCN Thuyết minh đồ án tốt nghiệp - Thiết kế - chế tạo khuôn dập phôi trục cam Chọn bíc tiÕn cđa dao Bíc tiÕn cđa dao phay mỈt đầu chắp gắn mảnh hợp kim cứng phay mặt phẳng với công suất động điện 10k đợc tra theo bảng X - 43 ta có bớc tiến S dao 0,4 ữ 0,6 mm/ vg Bớc tiến s z = s (0,4 ÷ 0,6) = = (0,03 ÷ 0,05) mm z 12 Tính vận tốc cắt: Tốc độ vòng dao phay theo m/ph đợc tính theo công Tốc độ vòng dao phay theo m/ph đợc tính theo công thức X- 38 [III] C D V= K T t S z B Z qv v m xv yv uv pv v Trong ®ã: T - ti thä cđa dao Cv- hệ số đặc trng điều kiện vật liệu gia công Kv- hệ số điều chỉnh phụ thuộc vật liệu gia công Kv =K mv K nv K uv Víi: K mv- hƯ sè xÐt ®Õn chÊt lợng vật liệu gia công K nv- hệ số xét đến trạng thái bề mặt phôi K uv- hệ số xét đếnvật liệu dụng cụ Tra bảng X - 10 [III] ta cã K mv = 750 = b Tra bảng X - 15 X -16 [III] ta đợc Vậy K v = 0,625.0,85.1,9 = 1,01 Tra b¶ng X - 44 [III] ta cã Cv = 108 qv = 0,2 xv = 0,06 yv = 0,3 Cao Đông Phong K32 MA 750 = 0,625 1200 K nv = 0,85 K uv = 1,9 u v = 0,2 m = 0,32 pv = 64 Trêng Dậi học KTCN Thuyết minh đồ án tốt nghiệp - Thiết kế - chế tạo khuôn dập phôi trục cam Phần v Nghiên cứu ứng dụng Máy gia công tia lửa điện Gia công lòng khuôn cắt Cao Đông Phong K32 MA 65 Trêng DËi häc KTCN ThuyÕt minh ®å án tốt nghiệp - Thiết kế - chế tạo khuôn dập phôi trục cam I - số vấn đề chung công nghệ gia công tia lửa điện Cách gần 200 năm, nhà nghiên cứu ngời Anh joseph priesl ley ( 1973 - 1809), thÝ nghiƯm cđa đà nhận thấy có hiệu ăn mòn vật liệu gây phóng điẹn Nhng mÃi đến năm 1943, thông qua hàng loạt nghiên cứu tuổi bền thiét bị đóng điện, hai vợ chồng lazarenko ngời Nga tìm cánh cửa dẫn tới công nghệ gia công tia lửa điện Họ bắt đầu sử dụng tia lửa điện để dùng làm trình hớt kim loại mà không phụ thuộc vào dé cøng cđa vËt liƯu C«ng nghƯ gia c«ng tia lửa điện gồm có bâ đặc điểm lớn : - Điện cực ( đóng vai trò dụng cụ ) lại có độ cứng thấp nhiều lần so với độ cứng phôi Có nghĩa lấy mềm để cắt cứng, điện cực đồng, graphit, phôi thép đà kim cứng - Vật liệu dụng cụ vật liệu phôi phải dẫn điện - Khi gia công phải sử dụng chất lỏng điện môi, dung dịch không dẫn điện điều kiện bình thờng Nguyên lý hớt vật liệu phải theo nguyên tắc : vật liệu phải dẫn ®iƯn Víi vËt liƯu dÉn ®iƯn kÐm nh kim c¬ng, gốm sứ gia công đợc Vì kim cơng tổng hợp lớp cácbo dẫn điện bề mặt phôi Có hai phơng pháp gia công tia lửa điện đợc sử dụng rộng rÃi công nghiệp, : Gia công tỉa lửa điện dùng điện cực định hình gọi tắt phơng pháp xung định hình mà theo đó, điện cực không gian mà in hình lên phôi tạo thành lòng khuôn ( Thuật ngữ tiếng Anh EDM - Diseinking) Gia công tia lửa điện cắt dây, điện cực dây mảnh (d = 0,1 ữ 0,3 mm) đợc liên tục đợc chạy theo công tua cho trớc, cắt phôi theo công tua Thuật ngữ tiếng anh gia công tia lửa điện cắt dây EDM - Write cutting Ii - nguyên lý gia công tia lửa điện Bản chất vật lý trình phóng tia lửa điện Sơ đồ nguyên lý gia công tia lửa điện cắt dây nh sau : Hình vẽ trang Không gian điện cực đợc đầy chất lỏng cách điện gọi chất điện môi (Dielẻctic) Cho điện cực áp lại gần nhau, đến khoảng cách xảy phóng tia lửa điện Một dòng ®iƯn xt hiƯn mét c¸ch tøc thêi Khi phãng tia lửa điện, điện cực không tiếp xúc với chúng chạm vào tia lửa điện mà xảy dòng ngắn mạch, có hại Cao Đông Phong K32 MA 66 Trờng Dậi học KTCN Thuyết minh đồ án tốt nghiệp - Thiết kế - chế tạo khuôn dập phôi trục cam trình gia công Nếu khe hở lớn lại không xảy phóng điện, làm giảm suất gia công Điện áp dòng điện máy gia công tia lửa điện, đợc sinh máy phát tĩnh khoảng thời gian xác định chu kỳ xung Hình vẽ trang3 Te : Độ kéo dài xung; td : Độ trễ đánh lửa; ti : Độ kéo dài xung máy phát T0 : Khoảng cách xung; : Điện áp máy; ue : Điện áp phóng điện; I e : Dòng phóng tia lửa điện Đây đồ thị điển hình chu kỳ xung gia công tia lửa điện Đặc điểm đồ thị dòng điện I e xung xuất trễ khoảng thời gian td (độ trễ đánh lửa) so với thời điểm bắt đầu có điện áp máy phát Ui , Ue Ie giá trị trung bình điện áp dòng điện phóng tia lửa điện Cơ cấu tách Vật liệu Các đặc tính vật liệu phụ thuộc vào lợng tách vật liệu Nếu gọi lợng tách vật liệu We ta có đẳng thức sau: We = Ue Ie.te Trong : Ue Ie giá trị trung bình điện áp dòng tia lửa điện đợc lấy khoảng thời gian xung.Do Ue số vật lý phụ thuộc vào cặp vật liệu điện cực/phôi nên thực chất lợng tách vật liệu phụ thuộc vào dòng điện thời gian xung Vì lợng hớt vật liệu phụ thuộc vào điện áp, cờng độ dòng điện thời gian điện áp dòng điện lúc phóng tia lửa điện Ngời ta đo dòng điện khoảng thời gian ®· cho tõ thêi ®iĨm ®ãng ®iƯn (t=0) ®Õn thời điểm ngắt điện (nghĩa khoảng t=300às) Từ loạt điểm đánh dấu đo lờng đợc thiết lập cho quan hệ thời gian/điện áp thời gian/ dòng ®iƯn, ta cã thĨ h×nh dung thĨ diƠn biÕn trình phóng tia lửa điện theo hình vẽ sau Hình vẽ Đặc tính phóng tia lửa điện Dựa vào đặc tính thời gian sù phãng tia lưa ®iƯn ngêi ta cã thĨ nhËn đợc đặc tính điện Các đặc tính thông số điều chỉnh quan trọng qua trình gia công Mỗi máy phát thiết bị gia công tia lửa điện có nhiệm vụ cung cấp lợng làm việc cần thiết Trớc ngời ta sử dụng máy phát có tụ bù, nhợc điểm loại máy 50% lợng tích trữ điện trở biến thành nhiệt Vì loại máy có hiệu suất khoảng 50% Ngày tụ bù đợc sử dụng ngắt bổ xung để thực tối u việc gia công đơn giản Máy phát đại thiết bị gia công tia lửa điện máy phát xung tĩnh lợng đợc ®iỊu khiĨn b»ng ®iƯn tư nhng kh«ng cã u tè bù Nguyên lý tác dụng máy phát xung tĩnh thực đợc trớc hết thông qua phát ttriển Transistor mạnh sản phẩm điện tử đại Máy phát xung tĩnh có u việt lớn độ linh hoạt thông số điều chỉnh Qua trờng Cao Đông Phong K32 MA 67 Trờng Dậi học KTCN Thuyết minh đồ án tốt nghiệp - Thiết kế - chế tạo khuôn dập phôi trục cam hợp gia công đợc giải dới quan điểm điện cực phải ăn mòn chất lợng bề mặt gia công tối u Muốn thông số trình gia công phải đợc điều chỉnh cho phù hợp Các thông số gồm có : Điện áp cần thiết để dẫn tới phóng tia lửa điện Nó đợc cung cấp cho điện cực phôi máy đợc đóng điện, gây phóng điện nhanh cho phép khe hở điện lớn Thời gian trễ đánh lửa td: Đó thời gian lúc đống điện máy phát lúc xảy phóng tia lửa điện Khi dòng điện máy phát, lúc đầu cha xảy điều Điện áp trì giá trị điện áp đánh lửa Uz, dòng điện Zê rô sau thêi gian trƠ td míi x¶y sù phãng tia lửa điện Dòng điện zê rô vọt lên giá trị Ie Điện áp phóng tia lửa điện Ue Khi bắt đầu phóng tia lửa điện điện áptụt từ Uz xuống gí trị Ue Đây điện áp trung bình suốt thời gian phóng tia lửa điện U e lµ mét h»ng sè vËt lý phơ thc vào cặp vật liệu điện cực/phôi Ue không điều chỉnh đợc Dòng phóng tia lửa điện Ie : Dòng điện Ie giá trị trung bình dòng điện từ bắt đầu phóng tia lửa điện đến ngắt điện Khi bắt đầu phóng tia lửa điện, dòng điện từ zê rô tăng mạnh lên giá trị Ie , kèm theo đốt cháy Ie ảnh hởng lớn đến lợng hớt vật liệu lớn, nhng độ mòn diện cực giảm Thời gian phóng tia lửa điện te Khoảng thời gian te lúc bắt đầu phóng tia lửa điện lúc ngắt điện, tức thời gian có dòng điện Ie lần phóng điện Độ kéo dài xung ti Là khoảng thời gian hai lần đóng ngắt máy phát phát chu kỳ phóng tia lửa điện Độ kéo dài xung ti tổng thời gian trễ đánh lửa tđ thêi gian phong tia lưa ®iƯn te Ti = t d + t e Độ kéo dài xung ảnh hởng lên : Tỷ lệ vớt vật liệu Độ mòn điện cực Chất lợng bề mặt gia công Khoảng cách xung t0 : Khoảng cách xung t0 khoảng thời gan hai lần đóng ngắt máy phát gữa hai chu kỳ xung t0 gọi độ kéo dài nghỉ xung Phải giữ cho t0 nhỏ nh đợc để đạt đợc lợng hớt vật liệu tối đa Nhng khoảng cách xung t0 lại phải đủ lớn để có đủ thời gian ion hoá chất điện môi khe hở póng điện Nhờ tránh đợc lỗi trình nh tạo hồ quang dòng điện ngắn mạch Cũng thời gian khoảng cách xung t0, dòng chảy đẩy vật liệu bị ăn mòn khỏi khe hở phóng điện Lợng hớt vật liệu : Năng lợng phóng tia lửa điện hớt vật liệu Các yếu tố tác động lên lợng hớt vật liệu là: Điện áp phóng tia lửa điện Ue Cao Đông Phong K32 MA 68 Trêng DËi häc KTCN ThuyÕt minh ®å án tốt nghiệp - Thiết kế - chế tạo khuôn dập phôi trục cam Dòng phóng tia lửa điện Ie Thời gian phóng tia lửa điện te Từ đẳng thức lợng phóng tia lửa điện : We = Ue Ie.te Ta thấy dới điều kiện bình thờng Ue Ie.te lớn lợng phóng tia lửa điện lớn Trong thực tế, lợng hớt vật liệu đợc xác định qua số điều chỉnh : I, ti, t0 Uz Sự đồng hớt vật liệu : Khi xảy phóng tia lửa điện , bề mặt phôi xuất miệng núi lửa nhỏ điểm a có khoảng cách gần tới cực ( thực tế mặt phôi không phẳng tuyệt đối ) nh hình sau : Hình vẽ Khi nguồn điện áp đợc đóng đột ngắt lần lữa, lại xảy phóng tia lửa điện, nhng vị trí khác, ví dụ vị trí B Khi đóng máy phát ngắt liên tục phóng điện sản sinh mét lo¹t “ miƯng nói lưa” kÕ tiÕp Nhờ vật liệu đợc hớt cách đồng bề mặt Bề mặt gia công tia lửa hình thành tạo miệng núi lửa li ti Nếu lợng phóng điện đợc giảm cách phù hợp miệng núi lửa có kích thớc cực nhỏ ta nhận đợc độ bóng cao Chất lợng bề mặt gia công tia lửa điện Chất lợng bề mặt khái niệm tổng hợp bao gồm - Độ nhám bề mặt - Vết nứt tế vi mặt - Các ảnh hởng nhiẹt độ lớp bề mặt Về độ nhám bề mặt, gia công thô có độ nhám lớn, tạo bề mặt thô, xù xì Khi gia công nhận đợc bề mặt có độ nhám nhỏ, bề mặt tinh, nhẵn, bề mặt thô giảm đặc tính chống mài mòn học tăng nguy bị ăn mòn hoá học Để xác định độ nhám, ngời ta đo giá trị nhám cực đại Rmax , tức chiều cao lớn đỉnh thung lũng nhấp nhô bề mặt độ nhám trung bình R a, tức giá trị trung bình số học tất nhấp nhô bề mặt, cần ý không nhầm lẫn Ra Rmax Về vết nứt, tế vi cáclớp ảnh hởng nhiệt, ngời ta mài mặt cắt mẫu thử để soi chụp ảnh kính hiển vi kim cơng Sau gia công thô, thấy rõ vết nứt tế vi vùng bị ảnh hởng nhiệt nh hình vẽ sau Hình vẽ Hình cho thấy rõ cấu trúc lớp bề mặt phôi thay đổi độ theo chiều sâu Ta phân biệt đợc cấu trúc sau : Lớp trắng : lớp kết tinh lại, với vết nứt tế vi nóng lạnh đột ngột lặp lặp lại Bộ kéo dài xung te lớn lớp dầy Cao Đông Phong K32 MA 69 Trờng Dậi häc KTCN ... chế tạo khuôn dập phôi trục cam Phần iv Thiết kế qui trình công nghệ gia công khuôn cắt vành biên trục cam Cao Đông Phong K32 MA 40 Trêng DËi häc KTCN ThuyÕt minh đồ án tốt nghiệp - Thiết kế - chế... Thiết kế khuôn cắt vành biên Trục cam d6 Cao Đông Phong K32 MA 33 Trêng DËi häc KTCN ThuyÕt minh đồ án tốt nghiệp - Thiết kế - chế tạo khuôn dập phôi trục cam I - Phân loại khuôn, nguyên công cắt. .. nghiêng Nguyên công XII: Tổng kiểm tra Dựa vào kết cấu chi tiết khuôn cắt vành biên trục cam yêu cầu kỹ thuật ta chọn phơng án để gia công khuôn cắt vành biên trục cam Lập bảng nguyên công STT 10