công nghệ chế tạo piston
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (764.25 KB, 104 trang )
Đồ án tốt nghiệp
-
Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo nhóm piston
LỜI NÓI ĐẦU
Trong nền sản xuất công nghiệp của nước ta hiện nay , việc ứng dụng các công
nghệ mới vào sản xuát chưa được phổ biến rộng rãi , mặc dù vẩn có trang thiết bị tự
động có năng xuất cao . Quy mô sản xuất chủ yếu vẩn là sản xuất loạt nhỏ , đơn chiếc
do đó không mang lại hiệu quả kinh tế cao do phải chi phí một khoãng thời gian rất lớn
cho quá trình chuẩn bị sản xuất . Khi thay đổi sản phẩm gia công thì phải thiết kế lại quy
trình công nghệ , trang bi công nghệ mới , do đó làm cho giá thành sản phẩm tăng .
Do vậy việc tập hợp các quy trình công nghệ gia công chi tiết có hình dạng không
khác nhau nhiều , điển hình hoá , thiết kế quy trinh công nghệ gia công nhóm và sử
dụng đồ gá vạn năng điều chỉnh sẻ giải quyết được các nhược điểm cơ bản trong quá
trình sản xuất của nước ta hiện nay . Nhất là trong nhóm sản xuất đơn chiếc , loạt nhỏ ,
tạo điều kiện nâng cao tính linh hoạt trong sản xuất đồng thời ứng dụng thiết bị dây
truyền và tự động hoá vào quá trình sản xuất , giúp đem lại hiệu quả kinh tế cao và giả
phóng một phần nào đó sức lao động của con người .
Quy trình công nghệ gia công nhóm piston mà em trình bày trong đồ án này là quá
trình vận dụng các phương pháp gia công phổ biến hiện nay và sử dụng nhiều đồ gá vạn
năng điều chỉnh vào quá trình sản xuất .
Được sự hướng dẩn tận tình của thầy giáo hướng dẩn : LƯU ĐỨC BÌNH và các
thầy giáo trong bộ môn công nghệ chế tạo máy của trường Đại Học Bách Khoa Đà
Nẵng giúp em vận dụng những kiến thức đã học để giải quyết vấn đề đặt ra . Mặc dù đã
cố gắng nhiều song đây là lần đầu tiên em đi vào thiết kế một đề tài phức tạp và khó , và
với vốn kiến thức còn hạn chế nên không tránh khỏi những thiếu sót , mong các thầy
thông cảm và đóng góp ý kiến để đồ án của em được hoàn chỉnh hơn . Em xin chân
thành cảm ơn
Một lần nữa em xin chân thanh cảm ơn thầy : LƯU ĐỨC BÌNH cùng các thầy giáo
bộ môn công nghệ chế tạo máy – khoa cơ khí đã tận tình giúp đỡ em hoàn thành đồ án
này
Đà Nẵng 25/5/2008
Sinh viên thực hiện
Ngô Xuân Thanh
SVTH : Ngô Xuân Thanh - Lớp 03C1C
Trang 1
Đồ án tốt nghiệp
-
Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo nhóm piston
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU.................................................................................................................................1
MỤC LỤC.......................................................................................................................................2
PHẦN I............................................................................................................................................7
TÌM HIỂU VỀ LÝ THUYẾT GIA CÔNG NHÓM.....................................................................7
I. Giới thiệu về lý thuyết gia công nhóm..........................................................................................7
1. Đặt vấn đề.................................................................................................................................7
2. Những vấn đề cơ sở của gia công nhóm...................................................................................8
2.1. Cơ sở của công nghệ nhóm là...........................................................................................9
3. Phạm vi gia công nhóm..........................................................................................................12
II. Mục đích của gia công nhóm.....................................................................................................12
III. Các bước tiến hành gia công nhóm..........................................................................................12
1.Phân nhóm chi tiết...................................................................................................................12
2. Thiết kế quy trình công nghệ nhóm........................................................................................15
3. Đồ gá trong gia công nhóm....................................................................................................17
IV. Hiệu quả kinh tế........................................................................................................................18
V. Kết luận......................................................................................................................................19
PHẦN II.........................................................................................................................................20
PHÂN TÍCH KẾT CẤU VÀ ĐIỀU KIỆN KỸ THUẬT CỦA PISTON................................20
I.Giới thiệu khái quát piston :.........................................................................................................21
1. Vai trò.....................................................................................................................................21
2. Đặc điểm kết cấu của piston :.................................................................................................21
2.1 đỉnh piston........................................................................................................................21
2.2. Đầu piston........................................................................................................................22
2.3. Thân piston :....................................................................................................................22
2.4. đáy piston:.......................................................................................................................23
3. Vật liệu chế tao.......................................................................................................................23
II. Điều kiện làm việc của piston....................................................................................................23
III. Yêu cầu kỷ thuật của piston......................................................................................................23
PHẦN III.......................................................................................................................................24
THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG NHÓM PISTON..............................24
CHƯƠNG I. XÁC ĐỊNG DẠNG SẢN XUẤT VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP CHẾ
TẠO PHÔI................................................................................................................................25
I. Xác định dạng sản xuất...............................................................................................................25
II. Lựa chọn phương pháp chế tạo phội..........................................................................................25
III. Cấu tạo khuôn đúc....................................................................................................................25
CHƯƠNG II. THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT ĐẠI
DIỆN CỦA NHÓM PISTON ĐÃ CHỌN...............................................................................27
I.Phân tích chuẩn gá đặt..................................................................................................................27
1. Chọn chẩn thô.........................................................................................................................27
2.Chọn chuẩn tinh.......................................................................................................................28
II. Xác định thứ tự gia công............................................................................................................28
SVTH : Ngô Xuân Thanh - Lớp 03C1C
Trang 2
Đồ án tốt nghiệp
-
Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo nhóm piston
III. Các bước chuẩn bị phôi............................................................................................................29
IV.Nội dung các nguyên công........................................................................................................29
1.2.Các bước gia công............................................................................................................30
1.3. Tính lượng dư gia công cho mặt đáy...............................................................................30
1.4. Tra chế độ cắt...................................................................................................................31
1.5. Tính thời gian cơ bản.......................................................................................................35
2.Nguyên công 2 : Khoét thô lỗ ắc ( hình 3.7 )..........................................................................37
2.1. sơ đồ định vị , kẹp chặt ( hình 3.7 ).................................................................................37
2.2. Tra chế độ cắt...................................................................................................................38
2.3. Tính thời gian cơ bản.......................................................................................................39
3. Nguyên công 3 : Tiện đỉnh piston , tiện lõm cầu ( hình 3.9)..................................................40
3.1. Sơ đồ định vị , kẹp chặt...................................................................................................40
3.2. Tra chế độ cắt...................................................................................................................41
3.3. Tính thời gian cơ bản.......................................................................................................43
4. Nguyên công 4 : tiện phá mặt trụ ngoài ( hình 3.11)..............................................................44
4.1. Sơ đồ định vị , kẹp chặt...................................................................................................44
4.2. Các bước gia công...........................................................................................................45
4.3. tra chế độ cắt....................................................................................................................45
4.4. Tính thời gian cơ bản.......................................................................................................47
5.Nguyên công 5 : tiện tinh mặt trụ ngoài , tiện tinh rãnh secmăng (hình 3.14)........................49
5.1. sơ đồ định vị , kẹp chặt....................................................................................................49
5.2. Các bước gia công...........................................................................................................49
5.3. tra chế độ cắt....................................................................................................................49
5.4. Tính thời gian cơ bản.......................................................................................................51
6. Nguyên công 6 : khoan 4 lỗ dầu Ф5 (lỗ thẳng ) hình ( 3.17).................................................53
6.1. sơ đồ định vị , kẹp chặt....................................................................................................53
6.3. Tính thời gian cơ bản.......................................................................................................54
7. Nguyên công 7 : khoan 2 lỗ dầu Ф5 (lỗ xiên ) hình ( 3.19)...................................................56
7.1. sơ đồ định vị , kẹp chặt....................................................................................................56
7.2. tra chế độ cắt....................................................................................................................56
7.3. Tính thời gian cơ bản.......................................................................................................57
8.Nguyên công 8 :cân bằng khối lượng (hình 3.21)..................................................................58
8.1. sơ đồ định vị , kẹp chặt....................................................................................................58
9.Nguyên công 9: tiện đúng kích thước đầu piston (hình 3.22)................................................59
9.1. sơ đồ định vị , kẹp chặt....................................................................................................59
9.2. tra chế độ cắt....................................................................................................................59
9.3. Tính thời gian cơ bản.......................................................................................................60
10. Nguyên công10 : Tiện rãnh hãm , doa thô lỗ ắc , doa tinh lỗ ắc ( hình 3.24).....................61
10.1. sơ đồ định vị , kẹp chặt ( hình 3.24 ).............................................................................61
10.2. các bưóc gia công..........................................................................................................62
10.3. Tính chế độ cắt..............................................................................................................62
10.4. Tính thời gian cơ bản.....................................................................................................66
11.Nguyên công 11: tiện ô van đầu piston.................................................................................69
11.1. sơ đồ định vị , kẹp chặt..................................................................................................69
11.2. Các bước gia công.........................................................................................................70
11.3. tra chế độ cắt..................................................................................................................70
11.4. Tính thời gian cơ bản.....................................................................................................71
SVTH : Ngô Xuân Thanh - Lớp 03C1C
Trang 3
Đồ án tốt nghiệp
-
Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo nhóm piston
12. Nguyên công12 : kiểm tra ( hình 3.29)................................................................................72
12.1 Kiểm tra độ đồng tâm giữa mặt trụ ngoài và mặt chuẩn trong của piston.....................72
12.2. Kiểm tra vuông góc giữa đường tâm của piston và lỗ ắc..............................................72
V. Kết luận......................................................................................................................................73
PHẦN IV.......................................................................................................................................74
THIẾT KẾ ĐỒ GÁ GIA CÔNG NHÓM...................................................................................74
I. Công dụng của trang thiết bị cơ khí............................................................................................75
II. Phân loại đồ gá gia công............................................................................................................75
CHƯƠNG I . THIẾT KẾ ĐỒ GÁ KHOÉT THÔ LỖ ẮC CỦA NHÓM PISTON.............76
I. Sơ đồ định vị và kẹp chặt (hình 1.1)...........................................................................................76
1.Đối với chi tiết định vị.............................................................................................................76
2. Đối với cơ cấu kẹp chặt..........................................................................................................77
II . Chon kết cấu đồ gá....................................................................................................................77
1 . sơ đồ ( Hình 1.2)....................................................................................................................77
2 . Mô tả đồ gá............................................................................................................................78
III. Tính toán đồ gá.........................................................................................................................78
1.Tính lực cắt..............................................................................................................................78
2. Tính lực kẹp............................................................................................................................78
2.1. Với lực P0.........................................................................................................................79
2.2. Với mômem Mc...............................................................................................................80
3. Tính và chọn bulông...............................................................................................................80
4. Tính nguồn sinh lực................................................................................................................81
5. Xác định sai số chế tạo cho phép của đồ gá...........................................................................81
5.1. Xác định sai số chuẩn εc cho kích thước từ mặt đáy đến tâm lỗ ắc................................81
5.2. Xác định sai số kẹp chặt: εk............................................................................................81
5.3 . Xác định sai số do mòn εm.............................................................................................82
5.4. Xác đinh sai số điều chỉnh εdc........................................................................................82
5.5. Xác định sai số đồ gá cho phép.......................................................................................82
CHƯƠNG II : THIẾT KẾ ĐỒ GÁ ĐỂ GIA CÔNG MẶT NGOÀI CỦA NHÓM PISTON
....................................................................................................................................................83
I. Sơ đồ định vị và kẹp chặt : (hình 2.1).........................................................................................83
II . Chọn kết cấu đồ gá....................................................................................................................84
1. Sơ đồ ( hình 2.3 )....................................................................................................................84
2. Mô tả đồ gá.............................................................................................................................85
III . Tính toán đồ gá........................................................................................................................85
1. Tính lực cắt.............................................................................................................................85
2. Tính lực kẹp............................................................................................................................87
2.1. Với lực Py.........................................................................................................................87
2.2. Với lực cắt Pz...................................................................................................................87
3.Tính và kiểm tra độ bền của một số chi tiết............................................................................88
4. Tính nguồn sinh lực................................................................................................................91
5. Xác định sai số chế tạo cho phép của đồ gá...........................................................................91
5.1 Tính sai số chuẩn cho kích thước ngoài của bạc (hình 2.10)...........................................92
5.2 Xác định sai số kẹp chặt εk..............................................................................................93
5.3 Xác định sai số mòn.........................................................................................................93
5.4 Xác định sai số điều chỉnh................................................................................................93
5.5 Xác định sai số gá đặt.......................................................................................................93
SVTH : Ngô Xuân Thanh - Lớp 03C1C
Trang 4
Đồ án tốt nghiệp
-
Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo nhóm piston
CHƯƠNG III. THIẾT ĐỒ GÁ KHOAN LỖ DẦU CỦA NHÓM PISTON........................94
I.Sơ đồ định vị và kẹp chặt (hình 3.1)............................................................................................94
II. Chọn kết cấu đồ gá.....................................................................................................................94
1.Sơ đồ (hình 3.2).......................................................................................................................94
2.Mô tả đồ gá..............................................................................................................................95
3. Nguyên lý hoạt động..............................................................................................................95
III. Tính toán đồ gá.........................................................................................................................96
1. Tính lực cắt.............................................................................................................................96
2 .Tính lực kẹp............................................................................................................................96
2.1. Đối với lực P0................................................................................................................96
2.2 Đối với mômen xoắn Mx..................................................................................................97
3.Tính và kiểm tra bền một số chi tiết........................................................................................97
4. Tính nguồn xinh Lực..............................................................................................................98
5. Xác định sai số chế tạo cho phép của đồ gá...........................................................................98
5.1. Xác định sa số chuẩn cho kích thước từ đáy đến tâm.....................................................98
5.2. Xác định sai số kẹp chặt k ............................................................................................99
5.3.Xác định sai số do mòn m ..............................................................................................99
5.4. Xác đinh sai số điều chỉnh dc ........................................................................................99
5.5. Xác định sai số đồ gá cho phép.......................................................................................99
IV. Kết luận.....................................................................................................................................99
CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ ĐỒ GÁ KIỂM TRA ĐỘ SONG SONG GIỮA ĐƯỜNG TÂM
LỖ ẮC VÀ MẶT ĐẦU PISTON CỦA NHÓM PISTON...................................................100
I. Chọn kết cấu đồ gá....................................................................................................................100
II.Nguyên lý làm việc...................................................................................................................100
III. Độ chính xác khi kiểm tra......................................................................................................101
IV. Kết luận...................................................................................................................................101
CHƯƠNG V. THIẾT KẾ ĐỒ GÁ KIỂM TRA ĐỘ ĐỒNG TÂM GIỮA ĐƯỜNG KÍNH
VÒNG ĐÁY RÃNH SÉCMĂNG VÀ ĐƯỜNG KÍNH VÒNG NGOÀI CỦA NHÓM
PISTON...................................................................................................................................102
I.Chọn kết cấu đồ gá (Hình 2.1)...................................................................................................102
II. Nguyên lý làm việc..................................................................................................................102
III. Kết luận..................................................................................................................................103
TÀI LIỆU THAM KHẢO..........................................................................................................104
SVTH : Ngô Xuân Thanh - Lớp 03C1C
Trang 5
Đồ án tốt nghiệp
-
Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo nhóm piston
SVTH : Ngô Xuân Thanh - Lớp 03C1C
Trang 6
Đồ án tốt nghiệp
-
Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo nhóm piston
PHẦN I
TÌM HIỂU VỀ LÝ THUYẾT GIA CÔNG NHÓM
I. Giới thiệu về lý thuyết gia công nhóm.
1. Đặt vấn đề.
Trong những năm gần đây ngành chế tạo cơ khí của nước ta đã có những bước
chuyển mình mạnh mẽ và đang dần khẳng định về vị thế quan trọng hàng đầu của mình
trong quá trình công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước. Đó là nhờ chúng ta đã rất chú
trọng đến việc đào tạo đội ngũ cán bộ kỹ thuật, công nhân lành nghề đồng thời không
ngừng phát triển ứng dụng công nghệ mới cùng những trang bị hiện đại vào quá trình sản
xuất.Tuy nhiên do vấn đề cải tiến kỹ thuật cũng như ứng dụng các phương pháp gia công
chưa được rộng rãi và triệt để nên năng suất sản xuất còn thấp, thời gian chi phí cho
chuẩn bị công nghệ sản xuất và thời gian phụ chiếm tỷ lệ khá lớn trong quá trình chế tạo
SVTH : Ngô Xuân Thanh - Lớp 03C1C
Trang 7
Đồ án tốt nghiệp
-
Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo nhóm piston
sản phẩm, vì vậy hiệu quả kinh tế mang lại chưa tương xứng với tiềm năng thực tế của
ngành chế tạo.
Việc đầu tiên của ngành chế tạo máy là sản xuất ra những chi tiết có độ chính xác
cao, đạt chất lượng tốt, giá thành sản phẩm thấp và tiết kiệm được vật liệu để nâng cao
năng suất, mang lại hiệu quả kinh tế cao. Nhưng các vấn đề đó có mâu thuẩn với nhau.
Tuy nhiên mâu thuẩn đó được giải quyết đến mức độ nào đó là tuỳ ở việc áp dụng công
nghệ mới.
Tổng kết quá trình chế tạo một sản phẩm thì giá thành của nó phụ thuộc vào các
yếu tố sau:
- phí tổn về vật liệu chế tạo máy.
- Thời gian chế tạo dài hay ngắn.
- Sử dụng vật liệu đắt hay rẻ.
- Số lương công nhân, cán bộ tham gia sản xuất và bậc thợ.
- Các chi phí phụ như điện , dầu mở và các yêu cầu khác.
Trong đó chi phí về vật liệu hầu như không thay đổi, còn các chi phí phụ chiếm tỉ
lệ nhỏ không đáng kể.
Như vậy, đứng trên quan điểm về công nghệ thì các yếu tố như thời gian chuẩn bị
sản xuất và thời gian chế tạo trực tiếp ảnh hưởng đến hiệu quả sản xuất.
+ Thời gian chuẩn bị sản xuất bao gồm: Thời gian soạn quy trình công nghệ, chế
tạo đồ gá và dụng cụ.
+ Thời gian chế tạo gồm: Thời gian máy, thời gian điều chỉnh dụng cụ, đồ gá, chi
phí về khâu phục vụ kỹ thuật và tổ chức sản xuất.
Vì vậy trong dạng sản xuất đơn chiếc, loạt nhỏ số lượng chi tiết ít trong khi chủng
loại chi tiết nhiều, mỗi khi thay đổi chi tiết gia công thì vấn đề lại thiết kế toàn bộ các
trang bị công nghệ phục vụ cho quy trình công nghệ chế tạo mới và cứ như vậy quá trình
đó lặp lại khi thay đổi các chi tiết có kết cấu khác nhau.
Để khắc phục những thiếu sót trên phương pháp gia công nhóm có thể giải quyết
được: Rút ngắn thời gian chuẩn bị sản xuất trên đến mức tối đa và trong dạng sản xuất
đơn chiếc và loạt nhỏ vẩn có thể dùng những phương pháp gia công trên các thiết bị có
năng xuất cao, nâng tính loạt trong sản xuất để nâng cao hiệu quả kinh tế.
2. Những vấn đề cơ sở của gia công nhóm.
Thực tế có rất nhiều máy móc, thiết bị phục vụ cho đời sống con người ở các lĩnh
vực khác nhau và các chi tiết máy thì muôn hình muôn vẻ, chúng khác nhau cả về hình
dáng lẩn kích thước, chức năng làm việc và các yêu cầu chế tạo máy cũng khác nhau.
Nhưng chung quy thi các chi tiết đó đều có một số bề mặt cơ bản như: Mặt trụ tròn xoay
ngoài, trong, mặt côn, mặt xoắn ốc, mặt định hình...
Những bề mặt đó là một trong những yếu tố để tiến hành gia công nhóm. Người ta
phân chia các chi tiết đó ra thành từng nhóm, trong một số nhóm các chi tiết có những bề
mặt gia công tương tự nhau để sau này định quy trình công nghệ chung cho cả nhóm và
quy trình công nghệ gia công nhóm đối với từng chi tiết trong nhóm có thể thêm bớt một
vài nguyên công,nhưng lại để quy trình đó thích hợp cho các chi tiết trong nhóm và
đường lối công nghệ của các chi tiết trong nhóm giống nhau.
SVTH : Ngô Xuân Thanh - Lớp 03C1C
Trang 8
Đồ án tốt nghiệp
-
Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo nhóm piston
2.1. Cơ sở của công nghệ nhóm là
Phân nhóm đối tượng sản xuất theo sự giống nhau từng phần về kết cấu, ví dụ với
chi tiết gia công mức độ giống nhau từng phần về một hoặc tập hợp một vài bề mặt gia
công .Ví dụ như hình 1.1.
Chi tiết 1
Chi tiết 2
Chi tiết 3
Hình 1.1
Các chi tiết giống nhau từng phần về kết cấu, giống vị trí và kích thước các lỗ.
Công nghệ nhóm cho phép gia công các chi tiết trong cùng một nhóm với cùng
trang thiết bị, dụng cụ và trình tự công nghệ nghĩa là với cùng nguyên công. Đối với từng
chi tiết cụ thể cho phép khác biệt rất ít so với đặc trưng công nghệ chung của nhóm chi
tiết.
Khi phân nhóm số lương chi tiết gia công tính cho một đơn vị trang thiết bị công
nghệ cho một nguyên công sẽ tăng lên tương ứng với quy mô sản xuất (hàng loạt, hàng
khối) mặt dù thực tế đối với từng chi tiết gia công cụ thể thì số lượng của nó chỉ tương
ứng với quy mô hàng loạt vừa hoặc hàng loạt nhỏ hoặc đơn chiếc.
Số lượng chi tiết gia công đủ nhiều đối với các nguyên công sẽ cho phép áp dụng
các phương pháp gia công tiên tiến có năng xuất cao như máy rơvônve, máy tự động.
Công nghệ nhóm thường được thực hiện ở từng nguyên công, cụ thể là trên từng
nhóm máy ví dụ: Gia công nhóm trên máy tiện, máy khoan, máy phay, máy mài phẳng…
Nhóm là đơn vị chính trong một nhóm các chi tiết có quá trình gia công rất ngắn đối với
các bề mặt cơ bản.
- Muốn đạt được hiểu quả tốt khi áp dụng công nghệ nhóm cần chú ý các vấn đề
sau:
- Trong một nhóm các đối tượng sản xuất, cố gắng loại trừ sự đa dạng của quá trình
công nghệ, hướng tới quá trình công nghệ chung cho các đối tượng trong một nhóm,
nghĩa là có thể nguyên cứu sửa chữa lại kết cấu của đối tượng để chúng có chung một quy
trình công nghệ. Tổng quát hơn là nâng cao tính công nghệ trong kết cấu, thống nhất hoá,
tiêu chuẩn hoá kết cấu của chi tiết, bộ phận hay sản phẩm nói chung.
SVTH : Ngô Xuân Thanh - Lớp 03C1C
Trang 9
Đồ án tốt nghiệp
-
Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo nhóm piston
- Sử dụng các đồ gá tiên tiến có khả năng điều chỉnh nhanh ứng với từng đối tượng
trong nhóm.
- Tạo điều kiện tự động hoá quá trình gia công, hướng tới việc sử dụng và xây
dựng các dây chuyền công nghệ gia công linh hoạt và tự động.
2.2. Đặt điểm nổi bật của công nghệ nhóm
Là loại trừ càng nhiều càng tốt sự khác nhau giữa các quy trình công nghệ chung
cho các đối tượng chung trong nhóm.Vấn đề đó phụ thuộc vào từng kết cấu cụ thể của
riêng từng chi tiết. Do đó vấn đề căn bản là tiêu trừ sự khác nhau về kết cấu của các chi
tiết trong nhóm càng nhiều càng thuận lợi. Đó là cơ sở gắn liền với gia công nhóm mà hai
vấn đề rất quan trọng để chỉ đạo trong thiết kế chế tạo máy hiện nay là:
- Tính thừa kế trong kết cấu và tính thừa kế về công nghệ.
- Vấn đề tiêu chuẩn hoá và thống nhất hoá các bộ phận máy.
- Thực chất của tính thừa kế về kết cấu và tính thừa kế về công nghệ:
Nói về kết cấu của chi tiết là nói về hình dáng kích thước về hình thức truyền động
của chi tiết máy trong bộ phận máy, tuỳ theo chức năng làm việc của chi tiết mà chúng có
thể có kết cấu khác nhau. Do vậy mà sản phẩm ngày càng nhiều để đáp ứng những yêu
cầu phục vụ đời sống con người thì các kết cấu khác nhau của chi tiết cũng dể dàng sinh
ra.
Chính vì vậy mà trong thực tế sản xuất, để chế tạo các chi tiết đó ta gặp phải khó
khăn là phải có hàng loạt quy trình công nghệ, đồ gá dụng cụ, đồ đo kiểm khác nhau thích
hợp với từng chi tiết cụ thể.
Cho nên muốn nâng cao sản lượng sản phẩm nếu chỉ dựa vào nổ lực sức lao động
công nhân thì không đủ mà phải có sự kết hợp chặt chẽ của người thiết kế và người chế
tạo, nghĩa là người thiết kế phải hiểu biết những khó khăn trong khi chế tạo máy,phải
dùng những kết cấu thống nhất trong điều kiện đảm bảo được chức năng làm việc của chi
tiết, giảm bớt những kết cấu phức tạp dể cho người chế tạo làm ra sản phẩm một cách dể
dàng nhất.
Tính thừa kế về kết cấu là một tư tưởng chỉ đạo, là một nguyên tắc trong khi thiết
kế, có nghĩa là những sản phẩm sản xuất ra cần dựa trên cơ sở những sản phẩm củ đã có
sẳn cải tiến lại những sản phẩm chưa hợp lý, bỏ những kết cấu lạc hậu về kỹ thuật để
nâng cao sản phẩm lên một bước cả về tính năng kỹ thuật lẩn giá thành chế tạo, sử dụng
dễ dàng hoặc cải tiến những kết cấu để mở rộng phạm vi sử dụng máy.
Do đó tính thừa kế về kết cấu sẽ mang về những ý nghĩa về kỹ thuật sau: Sau khi
đã phân tích các kết cấu thống nhất và tiêu chuẩn hoá, người thiết kế có thể tập trung để
giải quyết và đi sâu nguyên cứu những vấn đề phức tạp, những vấn đề liên quan đến tính
năng máy móc, mà không mất nhiều thời gian cho những việc không cần thiết mà người
đi trước đã nguyên cứu kỹ, do đó giảm được một phần lớn thời gian trong quá trình thiết
kế.
Tính thừa kế về công nghệ: Tính thừa kế về kết cấu là tiền đề mở rộng cho tính
thừa kế về công nghệ.Tính thừa kế về công nghệ cũng là một nội dung tư tưởng chỉ đạo
và là một nguyên tắc để thiết kế quá trình công nghệ mới và cải tiến quá trình công nghệ
cũ. Nghĩa là khi lập quy trình công nghệ mới phải hết sức lợi dụng quy trình công nghệ
cũ, thay đổi càng ít càng tốt chỉ cần điều chỉnh một ít là đã có một quy trình chế tạo ra sản
SVTH : Ngô Xuân Thanh - Lớp 03C1C
Trang 10
Đồ án tốt nghiệp
-
Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo nhóm piston
phẩm mới. Cho nên nội dung của tính thừa kế về công nghệ gồm những vấn đề có ý nghĩa
mà ta sẽ đề cập đến là: Điển hình hoá quá trình công nghệ, tính thừa kế về điều chỉnh thiết
bị (gia công nhóm), tính thừa kế về điều chỉnh thiết bị và tổ chức sản xuất.Nghĩa là khi
chuyển từ việc sản xuất loại kết cấu này sang loại kết cấu khác, không cần sửa đổi lại
nhiều quá trình công nghệ. Không mất nhiều thời gian điều chỉnh thiết bị và trang bị công
nghệ mà chỉ cần sửa đổi rất ít, sửa đổi và điều chỉnh nhanh chóng, chủ yếu là thừa hưởng
quy ttrình công nghệ cũ, thừa hưởng việc điều chỉnh công nghệ đã có sẳn.
Thừa kế về công nghệ cũng có ý nghĩa kỹ thuật lớn: Làm giảm thiết kế quy trình
công nghệ, trang bị công nghệ mà chúng ta đã thiết kế rồi, để người cán bộ tập trung thời
gian cho những vấn đề kỹ thuật chủ yếu trong quá trình thiết kế và là sự phát triển của
việc điển hình hoá quá trình công nghệ, cho nên để tiến hành gia công nhóm phải làm
công việc chuẩn bị là tiêu chuẩn hoá và thống nhất hoá chi tiết máy và bộ phận máy. Như
vậy sẽ tránh được tình trạng lộn xộn, kết cấu quá nhiều, mỗi nơi, mỗi xưởng thì sẽ khác,
gây khó khăn cho việc phân loại nhóm trong gia công. Đó là một vấn đề phức tạp, cần có
sự phối hợp của nhiều người cùng thực hiện.
Tiêu chuẩn có thể phân thành ba loại:
a. Tiêu chuẩn chung: Loại này không có quan hệ gì với đặt tính và tính năng kết cấu, nó
có thể sử dụng chung cho mọi ngành cơ khí.Ví dụ như các chi tiết lắp ghép chặt, ống bạc.
Đặt điểm của loại này là:
- Phần lớn các chi tiết để lắp nối, bắt chặt, thao tác.
- Nó không có quan hệ gì đối với việc thực hiện quá trình làm việc của bộ phận
máy.
b. Tiêu chuẩn kết cấu.
Là tiêu chuẩn của các chi tiết có thể quyết định được đặt tính và tác dụng của kết
cấu.
Loại này gồm 3 phần nhỏ:
- Tiêu chuẩn hoá dưạ vào dự trữ về độ bền của chi tiết (hay của bộ phận máy).
Nghĩa là thông thường trong điều kiện khác nhau về tính chất làm việc, phụ tải lớn nhỏ
khác nhau thì chi tiết cần có kích thước lớn nhỏ khác nhau để thích ứng với những độ bền
khác nhau trong quá trình làm việc, chi tiết làm việc với hệ số an toàn bình thường nhưng
làm việc với công suất nhỏ hơn thì chi tiết đó thừa độ bền.
- Tiêu chuẩn hoá dựa vào sự không liên hệ gì với công suất. Loại này gồm một số
bộ phận hay chi tiết mà nó không thay đổi hay không tham gia vào việc tăng hay giảm
năng suất, mà chủ yếu là làm nhiệm vụ kiểm tra, điều tiết sự làm việc của máy. Như một
số bộ phận phân độ trong máy phay.
- Tiêu chuẩn hoá dựa vào thay đổi độ bền: Những chi tiết và bộ phận thuộc loại
này có kích thước khác nhau để thích ứng với những công suất khác nhau của máy hoặc
không cần thay đổi kích thước mà có thể sử dụng vật liệu có độ bền khác nhau.
Tóm lại vấn đề thừa kế và tiêu chuẩn hoá, thống nhất hoá thể hiện rỏ nét tính ưu
việc của nó trong gia công nhóm và đem lại hiệu quả kinh tế cao.
-Tính thừa kế điều chỉnh thiết bị:
Bản thân tính thừa kế về kết cấu không thể hiện được rõ nét tác dụng của nó trong
sản xuất, chỉ khi tác dụng được thừa kế công nghệ trong sản xuất mới phát huy được tác
SVTH : Ngô Xuân Thanh - Lớp 03C1C
Trang 11
Đồ án tốt nghiệp
-
Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo nhóm piston
dụng lớn của hai nguyên tắc đó. Có nghĩa là tính thừa kế về kết cấu dọn đường cho tính
thừa kế về công nghệ ra đời nhưng trực tiếp ảnh hưởng đến sản xuất chính là tính thừa kế
về công nghệ, hai nguyên tắc đó phối hợp với nhau.
Tính thừa kế về công nghệ không thể hiện bằng tính thừa kế về điều chỉnh thiết
bị.Nghĩa là khi sản xuất chi tiết sau ta thừa hưởng sự điều chỉnh thiết bị có sẳn của chi tiết
trước chỉ cần thay đổi ít. Phương thức ứng dụng cụ thể tính thừa kế về công nghệ trong
sản xuất là việc điển hình hoá quá trình công nghệ.
Để thực hiện gia công nhóm ta cần các bước theo thứ tự sau:
1. Phân nhóm chi tiết gia công.
2. Lập quy trình công nghệ cho từng nhóm.
3. Thiết kế các trang bị công nghệ nhóm.
3. Phạm vi gia công nhóm.
Thường công nghệ gia công nhóm chỉ nên áp dụng ở một vài nguyên công chính
Nguyên công chính là nguyên công có khối lượng lao động tính theo thời gian gia công là
nhiều nhất. Lý do chủ yếu là do quá trình ghép nhóm chi tiết gia công rất phức tạp nếu
từng chi tiết gia công cụ thể trong quá trình công nghệ của nó phải ghép nhóm nhiều lần.
Ở điều kiện sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ, loạt vừa với số lượng từng loại chi tiết không
nhiều mà chủng loại đa dạng, phức tạp thì việc phân nhóm sẽ không thực hiện được hoặc
sẽ rất tốn kém. Mặt khác việc điều hành quản lý quá trình gia công cũng rất khó khăn và
tốn kém.
II. Mục đích của gia công nhóm.
- Cho phép tập hợp một số lượng chi tiết có bề mặt gia công giống nhau (ví dụ: đối
tượng gia công thuộc cùng chi tiết dạng càng, dạng chi tiết trục, bạc hộp) nhưng kiểu loại
và cỡ khác nhau. Do đó giảm được sự đa dạng của chi tiết.
- Quy trình công nghệ gia công nhóm thích hợp với bất kỳ chi tiết nào trong
nhóm .Do vậy rút ngắn được thời gian sản xuất.
- Có thể gia công nhiều chi tiết trong nhóm ở cùng một nguyên công dẫn đến tăng
hiệu suất sử dụng và giảm chi phí chế tạo trang thiết bị công nghệ.
III. Các bước tiến hành gia công nhóm.
1.Phân nhóm chi tiết
Đây là công việc quan trọng đầu tiên. Nếu phân nhóm chi tiết tốt tức là tập hợp
nhiều đặt điểm công nghệ chung cho mỗi nhóm thì về cơ bản xác định đúng giải pháp
công nghệ tạo điều kiện thuận lợi cho hai bước sau:
Việc phân nhóm chi tiết gia công không chỉ dựa vào đặt điểm kết cấu và đặt điểm
công nghệ của chúng mà còn phải dựa vào đặt điểm của kiểu loại thiết bị công nghệ nhằm
đảm bảo quá trình gia công hợp lý.
Tóm lại, là phải phân nhóm chi tiết gia công trên các loại thiết bị công nghệ cụ thể.
Nhóm chi tiết gia công là cơ sở để xây dựng quá trình công nghệ là đơn vị công
nghệ.
SVTH : Ngô Xuân Thanh - Lớp 03C1C
Trang 12
Đồ án tốt nghiệp
-
Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo nhóm piston
Sơ đồ phân nhóm chi tiết gia công theo đặc điểm của trang thiết bị công nghệ của
tác giả Mitrôphanop (Hình 1.2)
Chủng loại chi tiết
Chủng loại chi tiết được phân
thành các loại gia công trên máy
máycác máy cụ thể
Máy
Tự
động
Máy
Tiện
Máy
Rơvonve
Máy
Phay
Máy
Khoann
Máy
Mài
Phân nhóm các loại chi tiết thành các nhóm
nhóm chi tiết.
Khối 2
Các nhóm với các
nguyên công chung
( Một hoặc vài
nguyên công nhóm)
khép kín trên một
hoặc vài máy cùng
kiểu.
Khối 1
Các nhóm tiến trình
gia công khép kín
trên một hoặc một
vài máy cùng kiểu.
Khối 3
Các nhóm với tiến
trình gia công khép
kín trên nhiều máy
khác kiểu loại (gia
công điển hình ).
Hình 1.2 Sơ đồ phân nhóm chi tiết gia công theo Mitrôphanop
a. Khối 1:
Các chi tiết gia công chỉ cần thực hiện công nghệ nhóm trong một hoặc hai nguyên
công trên một hoặc hai máy cùng kiểu đã hoàn chỉnh, ví dụ như chỉ gia công trên một
hoặc hai máy tiện thường, trên một hoặc hai máy tiện Rơvonve. Chi tiết được tập hợp
trong một nhóm ở khối này ít hơn ở khối hai. Tiến trình gia công cho khối một được biểu
diễn (hình 1.3).
1
1'
2
2'
3
3'
4
4'
5
5'
SVTH : Ngô Xuân Thanh - Lớp 03C1C
Trang 13
Đồ án tốt nghiệp
-
Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo nhóm piston
Hình 1.3: Công nghệ nhóm.
Trong đó:: Nguyên công chung (nguyên công nhóm).
1, 2, 3, 4, 5: Phôi ban đầu của chi tiết.
1’, 2’, 3’, 4’, 5’: Chi tiết hoàn chỉnh sau khi gia công.
b. Khối 2:
Các chi tiết được gia công chung trong một hoặc vài nguyên công trên một hoặc
một vài máy khác kiểu, còn trong các nguyên công khác thì chung lại có thể ở vào những
nhóm khác nhau, có thể được gia công chung hay gia công riêng bịêt.
Các chi tiết ở khối hai có thể khác nhau khá nhiều về kết cấu (hình dạng, kích
thước). Tiến trình gia công khối 2 được biểu diễn ( hình 1.4).
- Trước nguyên công chung không có nguyên công riêng nào.
-
1
1'
2
2'
3
3'
4
4'
5
5'
Hình 1.4a: Công nghệ nhóm.
Có hai nguyên công chung:
1
1'
2
2'
3
3'
4
4'
5
5'
Hình 1.4b: Công nghệ nhóm.
Trong đó: : Nguyên công riêng (nguyên công cá biệt).
Hai khối 1 và 2 thuộc phạm vi công nghệ nhóm, cho phép có thể gia công cùng
một số lượng lớn chi tiết khác nhau trên cùng một, hai hoặc nhiều thiết bị, trang bị dụng
cụ, chế độ công nghệ…
c. khối 3.
Các chi tiết có quá trình gia công chung (quá trình công nghệ nhóm) trên nhiều
máy có nhiều kiểu khác nhau (tiện phay, khoan, mài) nên chúng phải có kết cấu giống
nhau. Như vậy số loại chi tiết khác nhau trong mỗi nhóm giảm đi nhiều và trở thành thuộc
cùng một kiểu chi tiết có quá trình gia công chung. Đó là quá trình công nghệ điển hình
thuộc phạm vi công nghệ điển hình (hình 1.5).
SVTH : Ngô Xuân Thanh - Lớp 03C1C
Trang 14
Đồ án tốt nghiệp
-
Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo nhóm piston
1
1'
2
2'
3
3'
4
4'
5
5'
Hình 1.5: Quá trình công nghệ gia công chi tiết điển hình.
Đến nay việc phân nhóm đối tượng gia công chưa dựa theo một quan điểm và
nguyên tắc nào hoàn chỉnh.Tuy nhiên trong thực tế có thể phân nhóm chi tiết gia công
theo những nguyên tắc sau:
+ Ghép nhóm những chi tiết có hình dáng hình học gần giống nhau.
+ Ghép nhóm những chi tiết có yêu cầu kỹ thuật gần giống nhau.
+ Ghép nhóm những chi tiết có mặt chuẩn định vị gần giống nhau.
+ Ghép nhóm những chi tiết có bề mặt gia công gần giống nhau.
+ Ghép nhóm những chi tiết có trình tự công nghệ gần giống nhau, có thể áp dụng
phương pháp gia công thiết bị công nghệ.
+ Ghép nhóm những chi tiết sao cho phí tổn điều chỉnh thiết bị, đồ gá dụng cụ là ít
nhất khi thay đổi loại chi tiết trong nhóm.
+ Không ghép những chi tiết có số lượng quá ít hoặc những chi tiết có kết cấu khác
nhiều so với chi tiết khác.
Sau khi phân nhóm chi tiết, cần xây dựng chi tiết đại diện cho cả nhóm bằng cách
chọn một chi tiết có nhiều bề mặt gia công chung rồi bổ sung thêm những bề mặt khác
(những bề mặt mới không trùng với những bề mặt đã có của chi tiết máy) mà chi tiết khác
có. Để ứng với một quy trình công nghệ của chi tiết điển hình có thể gia công được nhóm
chi tiết.
2. Thiết kế quy trình công nghệ nhóm.
Quy trình công nghệ nhóm là một quy trình công nghệ thích hợp với bất kỳ chi tiết
nào trong nhóm nhưng có thể thay đổi chút ít tuỳ theo đặt điểm riêng của từng chi tiết
trong nhóm. Nhóm là đối tượng của quy trình và được đặt trưng bởi sự thống nhất về thiết
bị, dụng cụ, đồ gá và phương pháp điều chỉnh…Trên nguyên công.
Trước hết dựa vào chi tiết đại diện, chu trình của nhóm chi tiết để lập quy trình
công nghệ tổng quát
Ví dụ (hình 1.6)
SVTH : Ngô Xuân Thanh - Lớp 03C1C
Trang 15
Đồ án tốt nghiệp
-
Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo nhóm piston
Chi tiãú
t2
Chi tiãú
t1
Chi tiãú
t
âiãø
n hçnh
Hình 1.6 : Cách xây dựng chi tiết đai diện
Quy trình công nghệ gia công của chi tiết đại diện tổng hợp hầu hết các bước cần
thiết cho cả nhóm chi tiết, còn khi gia công các chi tiết cụ thể có thể tăng hay giảm một
hoặc hai bước gia công nào đó, thêm hoặc bớt một vài dụng cụ nào đó.
- Những nguyên tắc cần đảm bảo khi lập quy trình công nghệ gia công nhóm là:
+ Thứ tự mỗi bước (hoặc nguyên công) phải đảm bảo có thể gia công được bất kỳ
chi tiết nào trong nhóm.
+ Đồ gá, dụng cụ…dùng cho các nguyên công nhóm phải đảm bảo gia công được
bất kỳ chi tiết nào trong nhóm.
+ Đảm bảo tổn hao điều chỉnh nguyên công mhóm là ít nhất khi thay đổi chi tiết
gia công trong nhóm.
- Quy trình công nghệ nhóm chi tiết (hình 1.6) được xây dựng thành sơ đồ quy
trình công nghệ nhóm trên máy tịên Rơvônve, máy khoan, máy phay. Trong sơ đồ quy
trình công nghệ nhóm cần sắp xếp và bố trí dụng cụ gia công đảm bảo đạt kích thước
nhanh và thay dụng cụ nhanh, phải thể hiện thứ tự làm việc của các dụng cụ theo thứ tự
gia công từng chi tiết trong nhóm đối với từng bề mặt gia công. Phải tính toán thời gian
gia công một chi tiết và cả loạt chi tiết để xác định tải trọng của thiết bị công nghệ.
Ví dụ: Sơ đồ quy trình công nghệ gia công nhóm chi tiết Rơvônve.
SVTH : Ngô Xuân Thanh - Lớp 03C1C
Trang 16
Đồ án tốt nghiệp
-
Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo nhóm piston
1
2
7
6
3
5
4
8
10
9
A B
C
J
I
Trình
tự
N ội dung gia công
tiến
hành
1
Đẩy phôi đến chạm cử
2
Vát mép
3
Khoan lỗ
Tiện thô mặt ngoài
4
Tiện thô mặt ngoài
5
Tiện lỗ
Tiện tinh
6
Doa lỗ
7
Vát mép ngoài
8
Tiện rãnh
9
Tiện ren
10
Tiện ngoài
11
Cắt đứt
Bề
mặt
gia
công
E
J
B-G
B
J
B-G
J
C-F
A
B
H
I
Hình 1.7
vị
trí
1
2
3
3
4
5
8
6
7
8
9
10
8
D
E
F
G
H
Dụng cụ
Loại dụng cụ
Cử xác định chiều dài
Mũi khoan ruột gà
Mũi khoan ruột gà
Dao tiện
Dao tiện
Dao tiện
Dao tiện
Mũi khoan
Dao tiện
Dao tiện rãnh
Dao tiện ren
Dao tiện
Dao cắt đứt
Vị trí gá đặt
Đầu Rơvonve
Đầu Rơvonve
Đầu Rơvonve
Đầu Rơvonve
Đầu Rơvonve
Đầu Rơvonve
Bàn dao trước
Đầu Rơvonve
Bàn dao trước
Bàn dao sau
Bàn dao trước
Bàn dao trước
Bàn dao sau
3. Đồ gá trong gia công nhóm.
a. Giới thiệu đồ gá gia công nhóm.
Đặt trưng cơ bản của gia công nhóm là các chi tiết gia công trong nhóm được gá
đặt chính xác trong một nguyên công. Như vậy các chi tiết trong nhóm phải có các bề mặt
SVTH : Ngô Xuân Thanh - Lớp 03C1C
Trang 17
Đồ án tốt nghiệp
-
Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo nhóm piston
dùng làm chuẩn định vị và sơ đồ gá đặt khi gia công gần như nhau, chỉ khác nhau về kích
thước hoặc khác nhau chút ít về hình dạng.
Ở đồ gá gia công nhóm phải có bộ phận điều chỉnh thích ứng với từng chi tiết
trong nhóm và bộ phận vạn năng dùng chung cho cả nhóm chi tiết.Thông thường các bộ
phận vạn năng của đồ gá gia công nhóm chiếm 80-90% gồm các chi tiết thân, đế, cơ cấu
phân độ.
Khi chuyển sang gia công chi tiết khác thì bộ phận vạng năng không thay đổi, còn
bộ phận điều chỉnh được thay thế nhanh hoặc điều chỉnh nhanh theo kết cấu của chi tiết
gia công mới. Kết cấu như vậy là đồ gá vạn năng điều chỉnh.
b. Đặt điểm của đồ gá gia công nhóm:
- Có thể gá đặt chính xác, nhanh chóng bất kỳ chi tiết nào trong nhóm.
- Đảm bảo điều chỉnh và thay thế nhanh chóng các bộ phận cần thiết ứng với bất
kỳ chi tiết nào trong nhóm.
- Đảm bảo độ chính xác và độ cứng vững cần thiết, không làm biến dạng chi tiết
gia công.
- Tháo lắp nhanh chóng trên máy gia công.
- Thao tác thuận tiện, nhẹ nhàng.
- So với đồ gá chuyên dùng riêng biệt thì đồ gá gia công nhóm thường kém cứng
vững hơn.
c. Các phương pháp điều chỉnh.
Tuỳ theo kết cấu cụ thể của đồ gá gia công nhóm và kết cấu của chi tiết gia công
trong nhóm mà khâu điều chỉnh đồ gá nhóm được thực hiện theo những phương án sau:
- Dịch chuyển các bộ phận gá đặt chi tiết gia công như: Dùng cơ cấu vít me, cắm
điện… Kết cấu cụ thể theo cách này là các mâm cặp, ê tô, ống kẹp đàn hồi..Để thay đổi
cơ cấu gá đặt của đồ gá cho phù hợp với hình dạng, kích thước các chi tiết trong nhóm.
- Định vị lại và kẹp chặt lại các bộ phận gá đặt chi tiết gia công đến một vị trí khác
trên đồ gá.
Hai phương án được áp dụng đối với các chi tiết gia công mà bề mặt chuẩn định vị
có hình dạng giống nhau, nhưng khác nhau về kích thước.Ví dụ khoan các lỗ trên chi tiết
dạng trục và chi tiết dạng càng có hình dạng giống nhau.
- Thay đổi từng phần hoặc toàn phần những bộ phận định vị kẹp chặt chi tiết gia
công, bộ phận dẩn hướng dụng cụ: Nghĩa là phải sử dụng các bộ phận thay thế nhanh như
tấm dẩn khoan có trụ trượt, ống kẹp đàn hồi..
- Vừa thay thế vừa dịch chuyển các bộ phận gá đặt của chi tiết gia công, bộ phận
dẩn hướng dụng cụ, ví dụ êtô có má kẹp thay thế nhanh.
Hai phương pháp này thường được áp dụng đối với chi tiết gia công khác nhau về
hình dáng kích thước trong một phạm vi xác định, ví dụ: Các đồ gá phay, khoan các chi
tiết thuộc loại giá đỡ với nhiều kiểu khác nhau.
IV. Hiệu quả kinh tế.
Hiệu quả kinh tế của gia công nhóm thể hiện ở các mặt sau:
+ Rút ngắn được thời gian chuẩn bị sản xuất, thời gian thiết kế các trang bị công
nghệ (đồ gá và dụng cụ).
SVTH : Ngô Xuân Thanh - Lớp 03C1C
Trang 18
Đồ án tốt nghiệp
-
Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo nhóm piston
+ Giảm bớt số lượng đố gá.
+ Giảm bớt số lượng vật liệu chế tạo đồ gá, thiết bị chế tạo đồ gá cũng giảm
xuống, vì thế giảm được giá thành chế tạo, mang lại hiểu quả kinh tế cao.
Sau đây là sơ đồ so sánh phương pháp gia công thường và gia công nhóm về mặt
thời gian và chế tạo và giá thành chế tạo theo số lượng chi tiết gia công
Thåìi gian
(1000 giåì)
13
12
500
11
450
10
(a)
9
400
8
350
(b)
7
6
1
200
1
150
3
2
300
250
5
4
Giaïthaình
2
100
2
50
1
250
(Säúloaû
i chi tiãú
t)
250
(Säúloaû
i chi tiãú
t)
a. Thời gian thiết kế đồ gá gia công nhóm so với chi tiết gia công riêng lẻ
b. Phí tổn đồ gá gia công nhóm.
1: Đối với chi tiết riêng lẻ.
2: Đối với gia công nhóm.
Biểu đồ trên nói lên tính ưu việt của gia công nhóm.
V. Kết luận.
Gia công nhóm là phương pháp gia công tiên tiến trong kỹ thuật chế tạo máy hiện
nay, dựa trên cơ sở phân chi tiết ra từng nhóm có đặt tính công nghệ gần giống nhau, để
khi gia công có thể dùng chung một quy trình công nghệ, một loại trang thiết bị công
nghệ… Điều đó khiến việc chuẩn bị sản xuất, thời gian gia công đều rút ngắn, phí tổn về
dụng cụ, đồ gá giảm, do đó giảm được giá thành chế tạo, năng suất cao và khối lượng lao
động giảm.
Thực tế sản xuất của các nước đã chứng minh đó là phương pháp gia công có năng
suất cao, hiệu quả kinh tế lớn và những kinh nghiệm thực tế để chung ta áp dụng phương
pháp này vao trong sản xuất ở các nhà máy chúng ta.
SVTH : Ngô Xuân Thanh - Lớp 03C1C
Trang 19
Đồ án tốt nghiệp
-
Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo nhóm piston
PHẦN II
PHÂN TÍCH KẾT CẤU VÀ ĐIỀU KIỆN KỸ THUẬT CỦA
PISTON
SVTH : Ngô Xuân Thanh - Lớp 03C1C
Trang 20
Đồ án tốt nghiệp
-
Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo nhóm piston
I.Giới thiệu khái quát piston :
1. Vai trò
Vai trò chủ yếu của piston là cùng với các chi tiết khác như xylanh , nắp xy lanh bao
kín tạo thành buồng cháy , đồng thời truyền lực khí thể cho thanh truyền cũng như nhận
lực từ thanh truyền để nén khí . Ngoài ra ở một số động cơ 2 kỳ piston còn có nhiệm vụ
đong mở cơ cấu phân phối khí .
2. Đặc điểm kết cấu của piston :
Piston được chia làm 4 phần : đỉnh ,đầu ,thân và đáy . Mỗi phần đều có nhiệm vụ
riêng va có kết cấu riêng .
d?u
thân
dáy
Hình 2.1 : kết cấu của piston
2.1 đỉnh piston
Kết cấu các loại đỉnh piston :
a
e
-
b
f
c
g
d
h
Hình 2.2 : Các dạng kết cấu đỉnh piston
Đỉnh bằng : diện tích chịu nhiệt nhỏ , kết cấu đơn giản . Kết cấu này được sử
dụng trong động cơ diezen buồng cháy dự bị và buồng cháy xoáy lốc .
SVTH : Ngô Xuân Thanh - Lớp 03C1C
Trang 21
Đồ án tốt nghiệp
-
-
-
Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo nhóm piston
Đỉnh lồi : có thẻ tạo ra lốc xoáy nhẹ , tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình hình
thành khí hỗn hợp cháy . Tuy nhiên sức bèn nhiệt kém và diện tích chịu nhiệt
lớn hơn đỉnh bằng . loại này được dung trong các động cơ điezen và động cơ
xăng .
Đỉnh lỏm : có tính chất tương tự như đỉnh bằng
Đỉnh chứa buồng cháy : có trên đỉnh piston, kết cấu buồng cháy phải thoả mãn
các điều kiện sau dây .
+ Phải phù hợp với hình dán buồng cháy và hướng của chum tia nhiên liệu
phun để tạo thành hỗn hợp tốt nhất .
+ Phải tận dụng được xoáy lốc của không khí trong quá trình nén
2.2. Đầu piston
- Đường kính đầu của piston thường nhỏ hơn đường kính than của piston vì nó là
phần dẫn của piston .
- kết cấu của đầu piston phải đảm bảo các yêu cầu sau :
+ bao kín tót trong buồng cháy nhằm ngăn khí cháy lọt xuống các te dầu và dầu
bôi trơn từ cácte sục lên buồng cháy . Thường dung secmăng để bao kín
+ tản nhiệt tốt vì phần lớn nhiệt của piston truyền qua secmăng cho xylanh . Để
tản nhiệt tốt thường dung các đầu piston sau :
- Phần chuyển tiếp giữa đỉnh và đầu piston có bán kính R kớn .
- Dùng rãnh ngăn nhiệt
- Đỉnh piston rổng để làm mát bằng đầu lưu thong
+ Sức bền cao : để tăng sức bền và độ cứng vững cho hệ chốt người ta them gờ
trợ lực
2.3. Thân piston :
Nhiệm vụ là dẩn hướng cho piston chuyển động trong xylanh .
- Vị trí tâm chốt được bố trí sao cho piston và xylanh mòn đèu và đồng thời
giảm va đập khi đổi chiều .
- Chống bó kẹp piston :
+ Nguyên nhân :
- Lực ngang N
- Lực khí thể
- Kim loại giản nở.
Do những nguyên nhân trên piston thường bị bó kẹp theo phương tâm chốt piston .
+ Các biện pháp khắc phục :
- Chế tạo piston có dạng ô van
- Tiện vát hai mặt bên ở bệ chốt chỉ để lại một cung α= 90÷100 để chịu lực mà
không ảnh hưởng đến phân bố lực .
- Xẻ rảnh giản nở trên thân piston
- Đúc bằng hợp kim có độ giản nở dài nhỏ.
SVTH : Ngô Xuân Thanh - Lớp 03C1C
Trang 22
Đồ án tốt nghiệp
-
Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo nhóm piston
2.4. đáy piston:
Thường có đáy vành đai để làm chuẩn tinh thống nhất .
A
B
3. Vật liệu chế tao
Vật liệu chế tao piston phải đảm bảo cho piston làm việc ổn định và lâu dài trong
điều kiện khắc nhiệt.
Gang : Thường dung gang xám , gang dẻo , gang cầu . gang có sức bền nhiệt và
bền cơ học khá cao , hệ số dản mở dài nên khó bị kẹt . Tuy nhiên gang rất nặng nên lực
quán tính của piston lớn . Do đó thường dung cho đọng cơ có tốc độ thấp .
Thép : Thép có sứ bền cao , hệ số dẩn nhiệt nhỏ , đồng thời khó đúc nên it dùng.
Hợp kim nhôm có ưu điểm nhẹ , hệ số dẩn nhiệt lớn , hệ số ma sát nhỏ , dễ đúc ,
dễ gia công nên được dung phổ biến để chế tạo piston.
II. Điều kiện làm việc của piston
Điều kiện làm việc của piston rất phức tạp cụ thể là :
- Chịu tải trọng cơ học có chu kỳ :
- lực quán tính lớn đặc biệt là động cơ tốc độ cao .
- Tải trọng nhiệt cao : do tiếp xúc với khí cháy có nhiệt độ cao nên nhiệt độ đỉnh
piston có thể lên đến 2200÷28000 C nên piston giảm sức bèn , bó kẹt , nứt …..
- Ma sát lớn và ăn mòn hoá học :
III. Yêu cầu kỷ thuật của piston
- Độ chính xác mặt ngoài đạt cấp 6 , độ nhám Ra= 25(μm)
- Dung sai đường kính lỗ . Td = 0,008 ÷ 0,01 (mm)
- Sai lệch hình học không vượt quá 0,4÷0,5 dung sai đường kính lỗ
- Sai lệch vị trí không gian giữa các bbề mặt :
+ Đường tâm lỗ phải nằm trong mặt phẵng thẳng góc với đường tâm piston. Sai
số cho phép (0,03÷0,06)/100 (mm)
+ Độ không thẳng góc của thành rảnh secmăng với đường kính mặt ngoài
(0,02÷0,05) (mm)
+ Sai số do độ đồng tâm vòng đáy rãnh và vòng ngoài (0,012÷0,03) (mm)
- Các bề mặt không gia công đạt Ra= 80(μm)
* Nhận xét : nhìn chung piston có hình dánh phức tạp , độ cứng vững kém , dễ biến
dạng theo đường kính . Yêu cầu kỹ thuật chế tao cao do đó khi gia công cần chú ý : chọn
chuẩn, gá đặt , kẹp chặt
SVTH : Ngô Xuân Thanh - Lớp 03C1C
Trang 23
Đồ án tốt nghiệp
-
Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo nhóm piston
PHẦN III
THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG
NHÓM PISTON
SVTH : Ngô Xuân Thanh - Lớp 03C1C
Trang 24
Đồ án tốt nghiệp
-
Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo nhóm piston
CHƯƠNG I. XÁC ĐỊNG DẠNG SẢN XUẤT VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP
CHẾ TẠO PHÔI
I. Xác định dạng sản xuất
Theo yêu cầu của đề cho dạng sản xuát loạt vừa
II. Lựa chọn phương pháp chế tạo phội
Chi tiết được ché tạo từ gang xám GX15-32 để đúc , kết cấu của piton là hình trụ
không thông , mặt trong khá phức tạp , với sang sản xuất loạt vừa và đảm bảo yêu cầu kỷ
thuật ta chọn phương pháp đúc trong khuôn kim loại dung ruọt kim loại
III. Cấu tạo khuôn đúc
4
5
3
6
2
1
7
12
11
10
9
8
Hình 1.1 : cấu tạo khuôn đúc
1- long khuôn
2- chốt lắp khuôn
3- đậu hơi
4- ruột
5- phễu rót
6- ống rót
SVTH : Ngô Xuân Thanh - Lớp 03C1C
7- rãnh dẫn
8- chốt tháo
9- chốt
10- lỗ thoát hơi
11,12 – hai nữa khuôn
Trang 25
