Thuyết Minh Đồ Án Công Nghệ Chế Tạo Máy : Thiết Kế Gia Công THÂN BƠM LY TÂM

bộ giáo dục và đào tạo
Đại học thái nguyên
trờng đại học kỹ thuật công nghiệp
bộ môn: công nghệ chế tạo máy

thuyết minh
đồ án tốt nghiệp
Sinh viên thiết kế: Phạm Đức Toản
Giáo viên hớng dẫn : Trần Minh đức
Thái Nguyên - 2001
Phần I : Phân tích chi tiết gia công
1 . Đặc điểm, công dụng, phân loại chi tiết.
Chi tiết thiết kế là thân bơm ly tâm đợc đúc từ gang xám 15 - 32 thuộc
dạng hộp, là chi tiết cơ sở quan trọng của bơn ly tâm.
Thân bơm có hình khối rỗng, xung quanh có những thành vách với độ dày,
mỏng khác nhau, thân bơm là chi tiết cơ sở để lắp các chi tiết khác nh vòng
TrờngĐHKTCN
ĐạiHọcKTCN
TháiNguyên
bi, trục, cánh bơm, các mặt bích và mặt đầu đợc lắp với các chi tiết khác tạo
thành bơm hoàn chỉnh để hút và đẩy dâù.
2 . Phân tích yêu cầu kỹ thuật :
*Những yêu cầu kỹ thuật chi tiết gia công.
- Các lỗ 90, 40, 22 yêu cầu đạt R
a
= 2,5; lỗ 70 yêu cầu đạt
R
Z
= 20;các lỗ 46, 32 yêu cầu đạt R
a
= 1,25

-Yêu cầu về độ không đồng tâm giữa các lỗ trụ trong ( 0,05mm).
- Các mặt bích đế và bích nghiêng yêu đạt R
Z
= 2C
- Các mặt đầu lỗ yêu cầu đạt R
Z
= 20
- Độ không vuông góc giữa mặt đầu và tâm lỗ <0,01mm trên 100mm bán
kính
* Biện pháp gia công để đạt các yêu cầu kỹ thuật :
- Các lỗ 46 và 32 yêu cầu độ bóng và độ chính xác lắp ghép cao nên
phơng pháp gia công lần cuối là mài tinh.
- Các lỗ 90, 70, 40, 22 để đạt R
a
= 2,5 thi biện pháp gia công lần
cuối tiện tinh.
- Các mặt bích lắp ghép để đạt R
Z
=20 thì biện pháp gia công lần cuối là
phay tinh.
- Để đạt độ đồng tâm cao giữa các lỗ trong ta gia công chúng trên 1 lần gá
đặt.
- Để đạt độ vuông góc giữa mặt đầu và đờng tâm các lỗ ta khoả mặt đầu và
tiện lỗ trên 1 lần gá.
3 . Đánh giá tính công nghệ trong kết cấu :
Chi tiết hợp đợc chế tạo từ gang xám 15 - 32 có kích thớc nhỏ và độ
dày thành vách đảm bảo đủ độ cứng vững, có thể cho phép dùng chế độ
cắt dao cao đạt năng xuất cao.
Các bề mặt đủ diện tích cho phep thực hiện nhiều nguyên công khi
dùng bề mặt đó làm chuẩn và cho phép gá đặt nhanh. Các bề mặt lỗ đều

thông suốt, ngắn và có đờng kính giảm dần từ ngoài vào trong. Các lỗ thuận
tiện cho việc ăn dao, thoát dao .
Các mặt lỗ chính trên hộp có kết cấu đơn giản không rãnh và bề lỗ
không đứt quãng.
Nh vật qua phân tich ta thấy chi tiết chế tạo có tính công nghệ cao
trong kết cấu.
Phần II : xác định dạng sản xuất .
Việc xác định dạng sản xuất có ý nghĩa rất quan trọng việc thiết kế
quy trình công nghệ gia công chi tiết. Dạng sản xuất quyết định lợng vốn
đầu t, phơng hớng đầu t trang bị sản xuất. Xác định đợc đúng sản lợng xẽ
thiết kế đợc quy trình công nghệ hợp lý tạo ra hiệu quả kinh tế cao.
Dạng sản xuất đợc xác định dựa vào sản lợng cơ khí và khối lợng chi
tiết.
1. Tính sản lợng cơ khí.
Sản lợng hàng năm đợc tính theo công thức:






+
+=
100
1.
1

mNN
N : sản lợng cơ khí.
N

1
: số lợng sản phẩm đợc sản xuất trong một năm
N
1
=30000(chi tiết)
m : số chi tiết trong một sản phẩm, m = 1.
: số chi tiết đợc chế tạo thêm để dự trữ , = 6%.
:số phế phẩm trong phân xởng đúc, = 3%
Ta có :
32700
100
63
1130000
=






+
+ìì=
N
(chi tiết)
2. Tính khối lợng chi tiết :
áp dụng công thức : G
ct
= V.
ct
.

G
ct
: khối lợng chi tiết.
V : thể tích chi tiết .

ct
: khối lợng riêng của chi tiết,
ct
= 7,2(kg/dm
3
).
Ta có G
ct
= V.
ct
= 3,6(kg).
Căn cứ vào sản lợng hàng năm của chi tiết N = 32700 và khối lợng
của chi tiết G
ct
=3,6(kg) . Tra bảng 2 [ Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo
máy ] Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật ta có dạng sản xuất là hàng loạt
lớn.
Phần III : chọn phơng pháp chế tạo phôi
* Yêu cầu của việc chọn phôi :
- Dựa vào kết cấu của chi tiết .
- Dựa vào yêu cầu kỹ thuật .
- Dựa vào sản lợng hàng năm.
- Vật liệu chế tạo là gang xám 15 - 32 có
+
u

= 15kg/cm
2
+
r
= 32kg/cm
2
* Dựa vào kết cấu của chi tiết phức tạp, có lý tính của chi tiết nên ta chọn
phôi đúc là hợp lý.
Phôi đúc thờng đợc chế tạo theo các phơng pháp :
- Đúc trong khuôn cát, mẩu gỗ, làm khuôn bàng tay. Phơng pháp này cho
năng xuất thấp, độ chính xác thấp, lợng d để gia công cắt gọt lớn, đòi hỏi
trình độ công nhân phải cao, chỉ thích hợp với dạng sản xuất đơn chiếc và
loại nhỏ.
- Đúc trong khuôn cát, mẫu kim loại làm khuôn bàng máy.
Phơng pháp nàyđạt độ chính xác và năng xuất cao, lợng d gia công nh ph-
ơng pháp này thích hợp cho sản xuất hàng loạt và hàng khối.
- Đúc trong khuôn kim loại : Phơng pháp này cho năng xuất, chất lợng
cao, khuôn đợc sử dụng nhiều lần nên tiết kiệm đợc thời gian làm khuôn
và vật liệu. Nhng chỉ đúc đợc những chi tiết có khối lợng nhỏ, làm khuôn
phức tạp, giá thành khuôn cao.
- Phơng pháp đúc trong khuôn vỏ mỏng: Phơng pháp náy đạt độ chính xác
cao, tính chất cơ học tốt, dùng trong sản xuất háng loạt lớn và hàng khối
nhng chỉ thích hợp với các chi tiết hợp cỡ nh.
- Đúc áp lực : Năng xuất và chất lợng cao, đúc đợc chi tiết có thành mỏng,
kết cấu phức tạp. Nhng có nhợc điểm là thiết bị phức tạp và giá thành
khuôn cao.
Qua bớc phân tích u nhợc điểm của các phơng pháp đúc ở trên áp dụng
vào điêu kiện cụ thể của chi tiết: Vật liệu là gang xám 15 32, dạng sản
xuất là loạt lớn, chi tiết cỡ nhỏ, có hình dạng phức tạp. Phôi yêu cầu độ
nhẵn và độ chính xác không cao nên ta chọn phơng pháp chế tạo phôi là

đúc trong khuôn cát, mẫu kim loại và làm khuôn bằng máy.
Phơng pháp này có các u điểm sau:
- Hỗn hợp làm khuôn là cát và đất sét cho nên rễ chế tạo phôi dẻ tiền,phù
hợp với nền kinh tế nớc ta.
- Lớp kim loại ngoài cũng ít bị biến cứng, do đó ít gây khó khăn cho gia
công cơ.
- Gang có tính chảy loãng cao, khả năng điền đầy khuôn tốt, khi phôi đúc
ra có cơ tính tơng đối tốt. Khuôn cũng có nhợc điểm là độ chính xác thấp.
D
T
D
T
Phần IV : thiết kế quy trình công nghệ
I Nguyên tắc chung khi chọn chuẩn :
Chọn chuẩn là một vấn đề co ý nghĩa rất lơn trong việc thiết kế quy
trình công nghệ. Nó ảnh hởng đến độ chính xác gia công và thơi gian gia
công, do đó ảnh hởng đến giá thành sản phẩm. Nếu ta chọn chuẩn hợp lý
sẽ đảm bảo độ chính xác gia công, quy trình công nghễ đơn giản, tối u dẫn
đến kết cấu đồ gá gọn nhẹ, dảm bảo thời gian gá đặ nhanh, rút ngắn đợc
thời gian gia công. Do đó giảm đợc giá thành sản phẩm và nâng cao hiệu
quả kinh tế.
Từ sự phân tich vai trò của việc chọn chuẩn ta có các nguyên tắc chung
khi chọn chuẩn nh sau:
- chọn chuẩn theo nguyên tắc 6 điểm, khống chế những bậc tự do cần
thiết, tuyệt đối tránh thiếu hay siêu định vị.
- Chọn chuẩn sao cho không vì lực cắt, lực kẹp mà chi tiết bị biến dạng
quá nhiều đồng thời đảm bảo lực kẹp nhỏ nhằm đảm bảo cho sức lực công
nhân và đảm bảo an toàn khi gia công
- Chọn chuẩn sao cho kết cấu của đồ gá đơn giản, thuận tiện khi sử dụng.
II Chọn chuẩn tinh :

* Việc chọn chuẩn tinh phải đảm bảo các yêu cầu sau:
- Chọn tinh chuẩn sao cho phải đẳm bảo độ chính xác về vị trí tơng quan
giữa các bề mặt gia công với nhau.
- chọn chuẩn tinh sao cho phân bố đủ lợng d cho bề mặt gia công .
* Những lời khuyên khi chọn chuẩn tinh
Cố gắng chọn chuẩn tinh là chuẩn tinh chính, Thực hiện lời khuyên này
đảm bảo đợc tính thống nhất giữa quá trình gia công và quá trình lắp giáp ,
do đó độ chính xác của các kích thớc trong quá trinh gia công cũng dễ dàng
đạt đợc. Ngoài ra còn giảm bớt đợc thời gian gia công và loại bỏ chuẩn tinh
phụ.
- Nếu điều kiện gá đặt và quy trình công nghệ cho phép thì ta nên chọn
chuẩn tinh sao cho đảm bảo tính trùng chuẩn ( chuẩn khởi xuất, trùng
chuẩn định vị thì sai số chuẩn giảm. Nếu chuẩn khởi xuất trùng chuẩn định
vị trùng chuẩn cơ sở thì sai số chuẩn bằng 0)
- Nếu điều kiện kỹ thuật hoặc quy trình công nghệ cho phép thì nên chọn
chuẩn tinh thống nhất. Lời khuyên này sẽ làm cho chủng loại đồ gá dùng
trong quá trình gia công ít đi, đơn giản hoá văn kiện công nghệ.
Dựa vào những lời khuyên, yêu cầu và dựa vào kết cấu của chi tiết ta có
những phơng án chọn chuẩn tinh nh sau:
a . Phơng án I :
Chuẩn tinh là bề mặt lỗ trụ 46 hạn chế 2 bậc tự do kết hợp với mặt đầu
hạn chế 3 bậc tự do.
Ưu điểm: Đồ gá đơngiản, bề mặt chuẩn là bề mặt lắp ghép nên tính trùng
chuẩn cao, giảm đợc sai số gia công.
Nhợc điểm : Khó gá đặt, độ cứng vững kém.
b . Ph ơng án II: Chuẩn tinh là mặt lỗ trụ 90 hạn chế 2 bậc tự do kết hợp
với mặt đầu 110 hạn chế 3 bậc tự do.
Ưu điểm: Đồ gá đơn giản, gá đặt nhanh chóng, gia công đợc hầu hết các
bề mặt. Tính trùng chuẩn cao nên giảm đợc sai số gá đặt.
Nhợc điểm: rễ gây ra sai số tơng quan giữa các bề mặt.

* Kết luận : Qua phân tích u, nhợc điểm của hai phơng án ta chọn phơng
án I là chính, phơng án II dùng để gia công tinh bề mặt lỗ 46, 32, 40,
22.
III. Chọn chuẩn thô :
Chuẩn thô là tập hợp các đờng điểm, bề mặt cha gia công lần nào hoặc đã
qua gia công nhng chất lợng còn thấp, thờng đợc dùng ở nguyên đầu tiên
việc chọn chuẩn thô có ý nghĩa quyết định đối với qui trình công nghệ vì nó
ảnh hởng trực tiếp các nguyên công sau về độ chính xác của chi tiết gia
công.
Việc chọn chuẩn thô phải thoả mãn các nguyên tắc chung khi chọn
chuẩn ngoài ra đảm bảo các yêu cầu và những lời khuyên sau:
* Yêu cầu khi chọn chuẩn thô
- Phân phối đủ lợng d cho các bề mặt gia công
- Đảm bảo độ chính xác cần thiết về vị trí tơng giữa những bề mặt gia
công
* Những lời khuyên khi chọn chuẩn thô:
- Theo một phơng kích thớc nhất định của chi tiết gia công nếu trên chi
tiết gia công chỉ có một bề mặt không gia công thì ta nên chọn bề mặt đó
làm chuẩn thô.
- Theo một phơng kích thớc nhất định của chi tiết gia công nếu trên chi
tiết gia công chỉ có một bề mặt không gia công thì ta nên chọn bề mặt
không gia công nào đòi hỏi phải có độ chính xác tơng quan với các bề mặt
gia công ở mức độ cao nhất để làm chuẩn thô.
- Theo một phơng kích thớc nhất định của chi tiết gia công có tất cả các bề
mặt đều sẽ gia công thì ta nên chọn bề mặt phôi cứng với bề mặt sẽ gia
công nào đòi hỏi phải bố trí lợng d nhỏ nhất để làm chuẩn thô
- Theo một phơng kích thớc nhất định của chi tiết gia công ta không nên
chọn chuẩn thô quá một lần trong suốt cả quá trình gia công.
Căn cứ vào những yêu cầu, lời khuyên và kết cấu của chi tiết ta có các
phơng án chọn chuẩn thô sau.

a .Phơng án I: Chuẩn thô là bề mặt lỗ trụ 46 hạn chế hai bậc tự do kết hợp
với mặt đầu hạn chế ba bậc tự do .
Ưu điểm : Gá đặt đơn giản vì phôi đúc có lợng d phân bố đều vì phần này
nằm ở hòm khuôn dới.
Nhîc ®iÓm : §é cøng g¸ ®Æt thÊp
b .Phơng án II: Chuẩn thô là mặt lỗ trụ 90 hạn chế hai bậc tự do kết hợp
với mặt đầu hạn chế ba bậc tự do .
Ưu điểm : Gá đặt thuận tiện, đơn giản .
Nhợc điểm : Vì phần này nằm ở hòm khuân trên
Kết luận : Qua phân tích u,nhợc điểm của hai phơng án ta chọn chuẩn thô
theo phơng án II.
1. Nguyên công I : Khoan lỗ 20 . Khoả mặt đầu 62 ,tiện thô các lỗ 46,
40, 32,22.
Máy 1A616 , dao BK8
Bớc 1: Khoan lỗ 20
Bớc 2: Tiện khoả mặt đầu 62
Bớc 3: Tiện thô 46, 40, 32, 22.
2 . Nguyên công II: Khoả mặt đầu 110,122. Tiện thô, tiện tinh 90, 70
Máy 1A612 , dao BK8
Bớc 1: Tiện khoả mặt đầu 110, 22.
Bớc 2: Tiện lỗ 90, 70.
15
0,3
117
71
n

2
0
,

3

3
0
,
2

3
9
,
2

4
6
,
2
25
0,3
16
0,3
S
3
S
2
S
1
Bíc 3: TiÖn tinh lç φ90,φ70.
φ
6
9

,
3
φ
8
9
,
3
121
71,2
n
s
3
s
2
s
1
3 . Nguyªn c«ng III: TiÖn tinh c¸c lç trô φ46, φ40, φ32, φ22.
M¸y 1A616 , dao BK8.
15
±
0,3
117
71
n
φ
2
0
,
3
φ

3
0
,
2
φ
3
9
,
2
φ
4
6
,
2
25
±
0,3
16
±
0,3
S
3
S
2
S
1
4 . Nguyªn c«ngIV: Mµi tinh lç φ46, φ32.
M¸y mµi trßn trong 3A227B.
§¸ mµi ΓU25x32ΓOCT 2447-64K
ч

Э16C1K.
Bíc 1: Mµi tnh lç φ46.
Bíc 2: Mµi tinh lç φ32.
15
±0,3
117
71
n
φ
2
0
,
3
φ
3
0
,
2
φ
3
9
,
2
φ
4
6
,
2
25
±0,3

16
±0,3
S
3
S
2
S
1
5 . Nguyên công V: Kiểm tra trung gian.
- Kiểm tra độ đồng tâm giữa các lỗ trụ 90, 20, 46, 40, 32, 22.
- Kiểm tra độ vuông góc giữa đờng tâm các lỗ trụ và mặt đầu.
- Kiểm tra độ bóng bề mặt và độ chính xác kích thớc hai lỗ 46 và 32.
6 . Nguyªn c«ng VI : Phay th«, phay tinh mÆt bÝch nghiªng
M¸y phay ngang 6H82, Dao phay BK8
Bíc 1: Phay th« mÆt bÝch nghiªng.
Bíc 2: Phay tinh mÆt bÝch nghiªng
9
9
S
n
7 . Nguyªn c«ng VII: Phay th«, phay tinh mÆt bÝch ®¸y.
M¸y phay ngang 6H82,dao phay BK8.
Bíc 1 : Phay th« mÆt bÝch ®¸y.
Bíc 2 : Phay tinh mÆt bÝch ®¸y.
7
2
S
n
72
PP

A - A
8. Nguyªn c«ng VIII : Khoan + tar« lç M24.
M¸y khoan ®øng 2H125
Bíc 1 : Khoan lç φ24; mòi khoan P18.
Bíc 2 : Tar« 3 lç M24; dao tar« P18.
M24
S
1
S
1
P
P
9 . Nguyªn c«ng iX : Khoan lç + tar« 3 lç M8.
M¸y khoan cÇn 2H53.
Bíc 1: Khoan 3 lç φ8, mòi khoan P18.
Bíc 2 : Tar« 3 lç M8, dao tar« P18.
M8
S
1
S
1
P P
10 . Nguyªn c«ng X : Khoan + Tar« 6 lç M6.
M¸y khoan cÇn 2H53.
Bíc 1 : Khoan 6 lç φ6; mòi khoan P18.
Bíc 2 : Tar« lç M6; dao tar« P18.
11. Nguyªn c«ng XI :
M¸y khoan lç cÇn 2H53.
Bíc 1 : Khoan 3 lç φ6; mòi khoan P18.
Bíc 2 : Ta r« 3 lç M6, dao ta r« P18.

12 .Nguyên công XII : Khoan 4 lỗ 10 mặt bích đế.
Máy khoan cần 2H53.
Mũi khoan P18.
13 . Nguyªn c«ng XIII : Khoan lç φ4.
M¸y khoan ®øng 2H125; dao : mòi khoan P18.
14 . Nguyªn c«ng XIV : Khoan lç φ3.
M¸y khoan ®øng 2H125; mòi khoan P18.