Tài liệu Báo cáo tổng kết khoa học và công nghệ dự án sản xuất thử nghiệm độc lập cấp vhà nước năm 2005 chế tạo thiết bị tạo áp suất làm việc đến 600 bar

TỔNG CỤC KỸ THUẬT CỤC TIÊU CHUẨN-ĐO LƯỜNG-CHẤT LƯỢNG DỰ ÁN SẢN XUẤT THỬ NGHIỆM ĐỘC LẬP CẤP NHÀ NƯỚC NĂM 2005 “Chế tạo thiết bị tạo áp suất làm việc đến 600 bar” Chủ nhiệm Dự án : Thạc sĩ Lê Duy Quý BÁO CÁO TỔNG KẾT KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ 6494 03/9/2007 HÀ NỘI-2006 Dự án SXTN độc lập cấp nhà nước năm 2005”Chế tạo thiết bị tạo áp suất làm việc đến 600 bar” Báo cáo Tổng kết Khoa học và Công nghệ DANH SÁCH CÁN BỘ KHOA HỌC THỰC HIỆN DỰ ÁN Chủ nhiệm dự án Lê Duy Quý - Thạc sĩ Cơ khí chính xác - Cục Tiêu chuẩn-Đo lường-Chất lượng Cán bộ tham gia STT 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Họ và tên Th.S Nguyễn Ngọc Ánh Th.S Nguyễn Mạnh Tuấn K.S Nguyễn Nam Hùng K.S Bùi Công Hoan K.S Bùi Đăng Hiệu K.S Nguyễn Ngọc Khánh K.S Ông Thế Nam K.S Đinh Xuân Quý K.S Nguyễn Minh Thuỷ K.S Nguyễn Ngọc Thụ K.S Luyện Thanh Tùng Đơn vị Công ty New System VN Trung tâm Đo lường/ Cục TC-ĐL-CL Cục TC-ĐL-CL/ Tổng cục Kỹ thuật Nhà máy Z133/ Tổng cục Kỹ thuật Nhà máy Z125/ Tổng cục CNQP Trung tâm Đo lường/ Cục TC-ĐL-CL Cty CP Đầu tư XNK Da Giầy – Hà Nội Trung tâm Đo lường/ Cục TC-ĐL-CL Nhà máy Z133/ Tổng cục Kỹ thuật HTX Cao su Tháng 5 Hà Nội Trung tâm Đo lường/ Cục TC-ĐL-CL Dự án SXTN độc lập cấp nhà nước năm 2005”Chế tạo thiết bị tạo áp suất làm việc đến 600 bar” 2 Báo cáo Tổng kết Khoa học và Công nghệ TÓM TẮT DỰ ÁN Dự án SXTN độc lập cấp nhà nước năm 2005 “Chế tạo thiết bị tạo áp suất làm việc đến 600 bar” được thực hiện trên cơ sở Đề tài nghiên cứu khoa học và phát triển công nghệ nghiệm thu đạt kết quả xuất sắc của Cục Tiêu chuẩn-Đo lường-Chất lượng/ Tổng cục Kỹ thuật năm 2004 “Nghiên cứu, thiết kế chế tạo thiết bị tạo áp suất 2 cấp, áp suất làm việc đến 600 bar”. Mục đích của Dự án -Chế tạo thiết bị tạo áp suất hai cấp, áp suất làm việc đến 600 bar, đạt các yêu cầu trong Văn bản kỹ thuật đo lường Việt Nam (ĐLVN 08:1998, ĐLVN 54:1999, ĐLVN 76:2001), Quy trình kiểm định 23 QTKĐ 1.033:2001. -Hoàn thiện thiết kế và công nghệ chế tạo để sản xuất hàng loạt thiết bị này. Phương pháp Thiết bị tạo áp suất 2 cấp, áp suất làm việc đến 600 bar là sản phẩm tổng hợp có nhiều chi tiết kim loại, phi kim loại kết cấu khá phức tạp, làm việc trong môi trường dầu, để đạt được mục đích đặt ra, Dự án đã thực hiện theo trình tự phương pháp sau: - Từ bản vẽ thiết kế của thiết bị tạo áp, xây dựng Quy trình Công nghệ chế tạo gia công các chi tiết. -Triển khai chế tạo thử nghiệm các chi tiết trên cơ sở Quy trình công nghệ đã xác lập. -Kiểm tra, lắp ráp, vận hành thử nghiệm sản phẩm. -Chỉnh sửa thiết kế, xác lập QTCN hợp lý. -Chế tạo loạt sản phẩm mới dựa trên thiết kế, quy trình công nghệ đã hoàn thiện. -Lắp ráp, vận hành thử nghiệm sản phẩm. -Sản xuất loạt sản phẩm. Kết quả Dự án đã thu được kết quả cụ thể là: -Hoàn thiện thiết kế chi tiết sản phẩm, với cơ sở dữ liệu thiết kế tự động bằng phần mềm thiết kế 3D-Catia. -Xây dựng các quy trình công nghệ cho phép triển khai chế tạo các chi tiết của sản phẩm, phù hợp với công nghệ hiện có. Dự án SXTN độc lập cấp nhà nước năm 2005”Chế tạo thiết bị tạo áp suất làm việc đến 600 bar” 3 Báo cáo Tổng kết Khoa học và Công nghệ -Sản xuất được 40 sản phẩm Thiết bị tạo áp suất làm việc đến 600 bar, đáp ứng các yêu cầu đặt ra của Văn bản kỹ thuật đo lường Việt Nam (ĐLVN 08:1998, ĐLVN 54:1999, ĐLVN 76:2001) đối với hệ thống tạo áp, phương pháp đo và thử nghiệm V04.PP3.08, Quy trình kiểm định 23 QTKĐ 1.033:2001. - Sản phẩm thiết kế có kiểu dáng công nghiệp đẹp, rất tiện lợi trong việc sử dụng, đảm bảo độ bền, độ chính xác. Dự án đã triển khai thành công việc gia công chế tạo những chi tiết chủ yếu của một thiết bị áp lực như van thuỷ lực chịu áp suất cao, chi tiết thông khoang thuỷ lực với kết cấu hợp lý, các chi tiết gioăng phớt thuỷ lực. Dự án đã mở ra khả năng chế tạo các thiết bị tạo áp suất lớn cỡ hàng ngàn bar sau này. Dự án SXTN độc lập cấp nhà nước năm 2005”Chế tạo thiết bị tạo áp suất làm việc đến 600 bar” 4 Báo cáo Tổng kết Khoa học và Công nghệ MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU ...................................................................................................................... 6 I.TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC .................... 7 II. LỰA CHỌN ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU................................................................... 8 III. NHỮNG NỘI DUNG Đà THỰC HIỆN....................................................................... 9 VI. NHỮNG KẾT QUẢ THU ĐƯỢC............................................................................... 45 PHỤ LỤC........................................................................................................................... 54 A. MỘT SỐ HÌNH ẢNH SẢN PHẨM.............................................................................. 55 B.CÁC CHI TIẾT HOÀN THIỆN CÔNG NGHỆ ............................................................ 57 C. BẢNG KÊ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ ...................................................................... 58 Dự án SXTN độc lập cấp nhà nước năm 2005”Chế tạo thiết bị tạo áp suất làm việc đến 600 bar” 5 Báo cáo Tổng kết Khoa học và Công nghệ LỜI MỞ ĐẦU Áp suất là đại lượng được ứng dụng tương đối rộng rãi, từ các cơ sở đảm bảo đo lường đến các nhà máy xí nghiệp. Việc kiểm định các áp kế, áp kế lò xo là một yêu cầu vừa đảm bảo thực hiện đúng Pháp lệnh Đo lường vừa đảm bảo an toàn, nâng cao hiệu quả của dây truyền công nghệ. Việc kiểm định này không thể thiếu được thiết bị tạo áp suất. Hiện nay ở các Chi cục TC-ĐL-CL địa phương, các Trạm Đo lường trong Quân đội được trang bị một số thiết bị tạo áp một cấp, sử dụng đã lâu, chất lượng không đảm bảo, áp suất làm việc chưa được 600 bar, độ tụt áp lớn, sử dụng khó khăn, tuổi thọ gioăng phớt thấp. Một số cơ sở trong nước có trang bị một số thiết bị tạo áp mới mua gần đây của nước ngoài, nhưng giá thành rất cao, việc sử dụng thực tế trong điều kiện Việt Nam hiện nay là không phù hợp do lượng chất lỏng điền đầy nhỏ chỉ thích hợp khi sử dụng đối với các sensor đo áp suất chuyển đổi điện. Nhu cầu trang bị thiết bị tạo áp hai cấp, áp suất làm việc đến 600 bar (giới hạn áp suất phổ biến hiện nay) là thiết thực và rất cấp thiết. Dự án SXTN độc lập cấp nhà nước năm 2005 “Chế tạo thiết bị tạo áp suất làm việc đến 600 bar” được thực hiện với mục đích nhằm hoàn thiện công nghệ chế tạo loạt sản phẩm này. Với ý nghĩa tự chủ đáp ứng được nhu cầu trang bị cần thiết cho đơn vị trong nước không phải nhập ngoại, thúc đẩy khả năng nghiên cứu sản xuất chế tạo trong nước, phù hợp với chủ trương nội địa hoá sản phẩm của Đảng và Nhà nước. Dự án là bước đi tiếp theo của Đề tài nghiên cứu khoa học và phát triển công nghệ được đánh giá loại xuất sắc của Cục Tiêu chuẩn-Đo lường-Chất lượng/ Tổng cục Kỹ thuật năm 2004 về “Nghiên cứu, thiết kế chế tạo thiết bị tạo áp suất 2 cấp, áp suất làm việc đến 600 bar”. Tổng kinh phí thực hiện dự án : 2.210,452 triệu đồng. Kinh phí hỗ trợ từ Ngân sách Nhà nước cho Dự án : 700 triệu đồng. Kinh phí thu hồi : 483 triệu đồng. Kết quả yêu cầu : chế tạo ra 40 Thiết bị tạo áp suất làm việc đến 600 bar đạt yêu cầu của các văn bản kỹ thuật đo lường Việt Nam (ĐLVN 08:1998, ĐLVN 54:1999, ĐLVN Dự án SXTN độc lập cấp nhà nước năm 2005”Chế tạo thiết bị tạo áp suất làm việc đến 600 bar” 6 Báo cáo Tổng kết Khoa học và Công nghệ 76:2001) quy định về hệ thống tạo áp, phương pháp đo và thử nghiệm V04.PP3.08 của Trung tâm Đo lường Việt Nam (VMI), quy trình kiểm định 23 QTKĐ 1.033:2001. Quy trình công nghệ sản xuất hoàn chỉnh để sản xuất ra thiết bị này. I.TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC Ở nước ngoài : Áp suất là đại lượng rất quan trọng trong khoa học, kỹ thuật. Ở các quốc gia phát triển như Anh, Pháp, Nga, Mỹ… đều có các hãng rất nổi tiếng chuyên sản xuất các phương tiện đo, trang thiết bị chuẩn phục vụ cho công tác đo lường và hiệu chuẩn các PTĐ áp suất. Thiết bị tạo áp là một thiết bị phụ trợ dùng để tạo áp suất khi kiểm định, hiệu chuẩn áp kế. Các thiết bị tạo áp đến 600 bar đã được chế tạo ở Liên Xô(cũ) và một số nước Đông Âu đã được đưa sang Việt Nam những năm 1980 trở về trước nhưng số lượng rất ít. Hiện một số hãng phương tây chuyên chế tạo các PTĐ áp suất như Druck, Pressurements giới thiệu các kiểu bàn tạo áp khác nhau, có áp suất làm việc đến hàng trăm, hàng ngàn bar, song giá thành rất cao, dung tích làm việc nhỏ không thích hợp khi kiểm định, hiệu chuẩn các áp kế lò xo có dung tích yêu cầu lớn, không thích hợp với điều kiện sử dụng ở Việt nam. Ở trong nước : Trong nước hiện mới có đề tài "Nghiên cứu thiết kế, chế tạo bàn tạo áp hai cấp, áp suất làm việc đến 600 bar" của Cục Tiêu chuẩn-Đo lường-Chất lượng/ Tổng cục Kỹ thuật với kết quả chế tạo ra 01 mẫu. Vấn đề đặt ra là với việc xây dựng thiết kế tối ưu thì làm sao giảm tỷ lệ phế phẩm trong khi chế tạo các chi tiết, đạt và vượt các chỉ tiêu đề ra trong văn bản kỹ thuật đo lường Việt Nam, đồng thời tăng khả năng lắp lẫn, nâng cao tuổi thọ, vận hành sử dụng nhẹ nhàng. Thực tế trong quá trình công nghệ chế tạo, không kiểm tra được các chỉ tiêu về kích thước và chất lượng bề mặt bên trong chi tiết, chỉ khi chế tạo xong mới được lắp ráp tiến hành thử nghiệm cuối cùng liên quan đến khả năng làm kín ở áp suất cao. Nếu không đạt độ kín thì phải rà sửa, hoặc bỏ đi làm lại, tỷ lệ phế phẩm cao. Các chi tiết mặc dù chức năng, cấu tạo giống nhau nhưng không có khả năng lắp lẫn do phải rà từng đôi một. Dự án SXTN độc lập cấp nhà nước năm 2005”Chế tạo thiết bị tạo áp suất làm việc đến 600 bar” 7 Báo cáo Tổng kết Khoa học và Công nghệ Độ kín không chỉ phụ thuộc vào sự đóng kín của các van mà còn phụ thuộc vào chất lượng, kết cấu của các gioăng đệm bằng cao su, da. Vấn đề này cũng gặp phải khó khăn khi triển khai đề tài. Hiện nay qua tìm hiểu cho thấy không có đơn vị nào trong nước đang nghiên cứu hoặc triển khai sản xuất thiết bị tạo áp suất này. Thiết bị tạo áp suất làm việc đến 600 bar là thiết bị cơ khí thuỷ lực, dùng để tạo áp suất theo yêu cầu đến 600 bar với nhiều chủng loại chi tiết kim loại, phi kim loại khác nhau. Theo thiết kế có loại chi tiết có kết cấu thông khoang thuỷ lực, kết hợp với bố trí các van đóng mở. Theo quan điểm công nghệ gia công cơ khí, đây là những chi tiết khó gia công , dễ tạo phế phẩm, khả năng lắp lẫn kém. Vấn đề đặt ra đối với Dự án là phải khắc phục những yếu điểm trên, hoàn thiện thiết kế, xây dựng hệ thống QTCN hợp lý cho phép chế tạo ra Thiết bị tạo áp suất làm việc đến 600 bar có chất lượng tốt, ổn định, có tính lắp lẫn cao, chất lượng tương đương sản phẩm của nước ngoài, tuổi thọ bền lâu. II. LỰA CHỌN ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU Từ thiết kế của đề tài năm 2004, trên cơ sở quy trình công nghệ khi gia công chế tạo 01 sản phẩm của đề tài, Dự án đã triển khai công nghệ gia công chế tạo theo 2 hướng: Công nghệ truyền thống với các máy móc vạn năng, kết hợp với chế tạo đồ gá chuyên dùng phục vụ cho sản xuất loại. Ứng dụng công nghệ tiến tiến trên các máy công cụ điều khiển theo chương trình, các trung tâm gia công CNC để gia công chi tiết. Chế tạo thử theo loạt, hoàn thiện thiết kế, quy trình công nghệ và cuối cùng là xây dựng hồ sơ thiết kế tối ưu và đưa ra quy trình công nghệ hợp lý cả về chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật để sản xuất loạt sản phẩm. Tính mới của dự án là bằng các máy móc công cụ vạn năng đã chế tạo ra được sản phẩm cơ khí thuỷ lực có yêu cầu cao về chất lượng, giá thành thấp. Đồng thời cũng đã xây dựng phương án ứng dụng công nghệ cao trong gia công chế tạo chi tiết, tuy nhiên phương án này hiện chưa thực sự hiệu quả do loạt sản phẩm còn ít, chi phí sản xuất và giá thành sản phẩm cao. Dự án SXTN độc lập cấp nhà nước năm 2005”Chế tạo thiết bị tạo áp suất làm việc đến 600 bar” 8 Báo cáo Tổng kết Khoa học và Công nghệ Lưu đồ các bước thực hiện dự án như sau : Cơ sở tính toán thiết kế Tập bản vẽ thiết kế Triển khai công nghệ chế tạo Kiểm tra, Đánh giá Bản vẽ thiết kế, công nghệ chế tạo hoàn chỉnh III. NHỮNG NỘI DUNG Đà THỰC HIỆN 1.Triển khai mua sắm các trang thiết bị công nghệ, thiết bị thử nghiệm đo lường phục vụ cho Dự án. 2.Đào tạo cán bộ công nghệ và công nhân lắp ráp, hiệu chỉnh thiết bị tạo áp suất. Với các nội dung: - Nguyên lý gia công vật liệu. - Lý thuyết tạo hình bề mặt. - Tin học kỹ thuật ứng dụng trong cơ khí. - Giới thiệu Nguyên lý làm việc của Thiết bị tạo áp suất. - Giới thiệu Cấu tạo của Thiết bị tạo áp suất TBTA-600. -Giới thiệu về các chi tiết của Thiết bị tạo áp suất TBTA-600. -Quy trình công nghệ lắp ráp sản phẩm Thiết bị tạo áp suất TBTA-600. -Quy trình thử nghiệm Thiết bị tạo áp suất 600 bar TBTA-600. 3.Triển khai hoàn thiện công nghệ: Dự án SXTN độc lập cấp nhà nước năm 2005”Chế tạo thiết bị tạo áp suất làm việc đến 600 bar” 9 Báo cáo Tổng kết Khoa học và Công nghệ Dự án đã triển khai hoàn thiện công nghệ theo các nội dung đã được phê duyệt : Hoàn thiện công nghệ gia công chế tạo gối đỡ có nhiều vấu. Hoàn thiện công nghệ gia công chế tạo gioăng pittông cao áp, gioăng da làm kín van. Hoàn thiện công nghệ gia công chế tạo thân van. Hoàn thiện công nghệ gia công phớt cao su chịu dầu. Hoàn thiện công nghệ gia công chế tạo pittông cao áp. Hoàn thiện công nghệ gia công chế tạo hệ xilanh thuỷ lực cao áp và thấp áp Hoàn thiện công nghệ gia công chế tạo trục dẫn động. Các nội dung hoàn thiện này được đưa vào QTCN gia công chi tiết. Hợp đồng hoàn thiện công nghệ được ký với các cá nhân là các chuyên gia, cán bộ kỹ thuật có kinh nghiệm trong các lĩnh vực công nghệ cần hoàn thiện, với phương châm các cá nhân này chịu trách nhiệm trước Dự án về việc theo dõi chỉnh sửa QTCN trong quá trình gia công, sản phẩm áp dụng QTCN này phải đạt yêu cầu đề ra và cuối cùng đưa ra QTCN đã hoàn thiện để triển khai áp dụng vào sản xuất loạt sau này. Dự án đã ký các hợp đồng hoàn thiện công nghệ như sau: - Hợp đồng số 01/HĐDA ngày 2/11/2005 : Hoàn thiện công nghệ gia công chế tạo phớt cao su chịu dầu, chịu áp suất. - Hợp đồng số 02/HĐDA ngày 2/11/2005 : Hoàn thiện công nghệ tạo phôi ban đầu, nhiệt luyện đạt độ cứng, phay tạo hình sơ bộ chi tiết gối đỡ nhiều vấu. - Hợp đồng số 03/HĐDA ngày 2/11/2005 : Hoàn thiện đồ gá, quy trình công nghệ gia công lỗ côn van trong chi tiết gối đỡ nhiều vấu. - Hợp đồng số 04/HĐDA ngày 2/11/2005 : Hoàn thiện công nghệ gia công ren dẫn động và ren kẹp chặt trong chi tiết gối đỡ nhiều vấu. - Hợp đồng số 05/HĐDA ngày 2/11/2005 : Hoàn thiện đồ gá, quy trình công nghệ gia công lỗ thông khoang trong chi tiết gối đỡ nhiều vấu. - Hợp đồng số 06/HĐDA ngày 2/11/2005 : Hoàn thiện đồ gá, quy trình công nghệ gia công các bề mặt công tác có vị trí khống chế nhau trong chi tiết gối đỡ nhiều vấu. - Hợp đồng số 07/HĐDA ngày 2/11/2005 : Hoàn thiện công nghệ gia công tạo hình bề mặt liên kết cầu trong chi tiết gối đỡ nhiều vấu. Dự án SXTN độc lập cấp nhà nước năm 2005”Chế tạo thiết bị tạo áp suất làm việc đến 600 bar” 10 Báo cáo Tổng kết Khoa học và Công nghệ - Hợp đồng số 08/HĐDA ngày 2/11/2005 : Nghiên cứu chọn vật liệu làm gioăng, quy trình công nghệ xử lý nguyên liệu da trâu, bò để chế tạo gioăng phớt thuỷ lực. - Hợp đồng số 09/HĐDA ngày 2/11/2005 : Hoàn thiện khuôn dập, kích thước chi tiết dập, máy dập, quy trình công nghệ dập cắt gioăng da. - Hợp đồng số 10/HĐDA ngày 3/11/2005 : Hoàn thiện công nghệ gia công thân van. - Hợp đồng số 11/HĐDA ngày 3/11/2005 : Hoàn thiện công nghệ gia công chế tạo phần ren dẫn động chính xác trên pittông cao áp. - Hợp đồng số 12/HĐDA ngày 3/11/2005 : Hoàn thiện công nghệ gia công mài tròn trục dài trên chi tiết pittông cao áp. - Hợp đồng số 13/HĐDA ngày 3/11/2005 : Hoàn thiện công nghệ nhiệt luyện tăng cứng trục dài trên chi tiết pittông cao áp. - Hợp đồng số 14/HĐDA ngày 3/11/2005 : Hoàn thiện công nghệ mài tròn trong lỗ dài trên chi tiết xilanh thấp áp. - Hợp đồng số 15/HĐDA ngày 3/11/2005 : Hoàn thiện công nghệ tôi thấm bề mặt, nhuộm đen chi tiết xilanh thấp áp. - Hợp đồng số 16/HĐDA ngày 3/11/2005 : Hoàn thiện công nghệ gia công lỗ ren dẫn động chính xác trên chi tiết đai ốc trục vít. - Hợp đồng số 17/HĐDA ngày 5/12/2005 : Lập trình gia công giá đỡ phải, giá đỡ trái, xi lanh cao áp, đệm cầu, trục nối, cút nối trên máy CNC. - Hợp đồng số 18/ HĐDA ngày 5/12/2005 : Vẽ kỹ thuật, in ấn bản vẽ, tạo cơ sở dữ liệu thiết kế các chi tiết của Thiết bị tạo áp suất. -Hợp đồng số 19/HĐDA ngày 5/12/2005 : Hoàn thiện công nghệ gia công chế tạo trục dẫn động. Kết quả thu được : 3.1 Hoàn thiện công nghệ gia công giá đỡ nhiều vấu Trong thiết kế của Thiết bị tạo áp suất làm việc đến 600 bar, chi tiết giá đỡ phải và giá đỡ trái là hai chi tiết quan trọng, ở đó có các van đóng mở, các đường nối thông khoang thuỷ lực, các vấu liên kết giữa các bộ phận của Thiết bị tạo áp, với bản vẽ chi tiết cho trong phần phụ lục A- các chi tiết hoàn thiện công nghệ (chi tiết giá đỡ trái – ký hiệu Dự án SXTN độc lập cấp nhà nước năm 2005”Chế tạo thiết bị tạo áp suất làm việc đến 600 bar” 11 Báo cáo Tổng kết Khoa học và Công nghệ TBTA-600-03-00; chi tiết giá đỡ phải-ký hiệu TBTA-600-04-00). Với hai giá đỡ này các nội dung nghiên cứu hoàn thiện như sau: 3.1.1 Hoàn thiện công nghệ tạo phôi ban đầu, nhiệt luyện đạt độ cứng, phay tạo hình sơ bộ chi tiết giá đỡ nhiều vấu. Tạo phôi ban đầu :Theo bản vẽ thiết kế kích thước phôi yêu cầu đối với giá đỡ trái – chi tiết TBTA-600-03-00 : (168×120× 100) mm; giá đỡ phải – chi tiết TBTA-600-04-00 : (168×120× 60) mm, vì không có bản thép đúng mác với chiều dầy yêu cầu nên việc tạo phôi ban đầu trước đây khi chế thử của đề tài là dùng thép đặc đường kính lớn Ø150, Ø130 sau đó phay bỏ phần thừa. Tuy nhiên phương án này khi chế thử loạt sản phẩm thì không hợp lý với lý do: - Tỷ lệ lượng kim loại bỏ đi nhiều gây lãng phí. -Chi phí gia công tăng do phải cắt bỏ lượng phôi thừa này. -Tốn thời gian gia công hơn. Khi sản xuất loạt, phương án tạo phôi ban đầu đối với 2 giá đỡ là sử dụng thép cây có sẵn sau đó rèn ra phôi có kích thước yêu cầu. Với kích thước phôi yêu cầu đối với giá đỡ trái – chi tiết TBTA-600-03-00 : 168×120× 100; giá đỡ phải – chi tiết TBTA-600-04-00 : 168×120× 60 như trên khi sử dụng phôi thép cần tính toán đảm bảo thể tích của phôi + với 2 % lượng dư do rèn. Thực tế đã chọn vật liệu 7hf thép cây đường kính Ø120×160 và Ø100×132 qua rèn đạt kích thước yêu cầu cho một sản phẩm. Theo quy trình công nghệ như sau: Rèn: - Nung sản phẩm đến 1000 ÷ 1100 oC - Rèn phôi trên máy búa hơi đạt kích thước đối với : Giá đỡ trái :168±2 × 120±2×100±2 Giá đỡ phải :168±2 × 120±2×60±2 Kích thước phôi giá đỡ trái (phải) Yêu cầu kỹ thuật: - Quá trình rèn không để nhiệt độ phôi thấp hơn 750 oC - Phôi rèn không cháy sún, rạn nứt và các khuyết tật khác. Dự án SXTN độc lập cấp nhà nước năm 2005”Chế tạo thiết bị tạo áp suất làm việc đến 600 bar” 12 Báo cáo Tổng kết Khoa học và Công nghệ Nhiệt luyện đạt độ cứng : Có 2 phương án đưa ra một là nhiệt luyện đạt độ cứng yêu cầu cho cả khối phôi sau khi rèn, hai là chỉ tiến hành nhiệt luyện đối với phần phôi sau khi đã phay tạo hình sơ bộ. Thực tế cho thấy khi nhiệt luyện cả khối để đạt được độ cứng thì yêu cầu thời gian nhiệt luyện tăng lên, độ cứng của phôi cũng không đồng đều giữa phía trong và ngoài, mà phần ngoài bao giờ cũng đạt độ cứng trước lại hầu như bị cắt bỏ đối với chi tiết giá đỡ do đó phương án được lựa chọn là phay tạo hình sơ bộ rồi mới nhiệt luyện cần lưu ý lượng dư của phôi khi phay do có hiện tượng bong tróc lớp kim loại phía ngoài. Theo sổ tay nhiệt luyện, quá trình công nghệ nhiệt luyện tạo phôi được thực hiện như sau: Chế độ tôi: - Nhiệt độ tôi : Từ 830 ÷ 850oC - Thời gian tôi : 15 ÷ 20 phút - Môi trường tôi : Dầu CN20 Chế độ ram: - Nhiệt độ ram : 400 ÷ 450 oC. - Thời gian ram: 55 ÷ 60 phút. - Môi trường làm nguội: Không khí Quá trình tôi để đạt độ cứng, ram để khử ứng suất và ổn định tổ chức với độ cứng yêu cầu từ (30 ÷ 35)HRC Phay tạo hình sơ bộ : Việc tạo phôi sơ bộ yêu cầu có đủ lượng dư cho các nguyên công tiếp theo, đối với các vấu của 02 giá đỡ đều có dạng hình trụ do đó hình dạng lý tưởng Dự án SXTN độc lập cấp nhà nước năm 2005”Chế tạo thiết bị tạo áp suất làm việc đến 600 bar” 13 Báo cáo Tổng kết Khoa học và Công nghệ của phôi là hình trụ, tuy nhiên với việc tạo hình bằng máy phay vạn năng thì thích hợp nhất là tạo vấu hình hộp, hình dáng của phôi có dạng như sau: Hình 1 Phôi giá đỡ trái Hình 2 Phôi giá đỡ phải Do năng suất cắt gọt của máy phay thấp hơn so với máy tiện nên đối với chi tiết giá đỡ trái có 2 vấu, chi tiết giá đỡ phải có 1 vấu được tạo hình bằng phương pháp tiện. Quy trình công nghệ phay tạo hình được thực hiện như sau: Hình 3. Minh họa nguyên công phay tạo hình Máy phay 6H82. Gá kẹp: - Chi tiết được kẹp chặt trên Êtô máy phay 6H82. Quá trình gia công: - Phay các bề mặt theo dấu: - Chế độ cắt : s = 0,12 ÷ 0,15 mm/răng ; Vc = 45 m/min. - Dao : Dao phay cao tốc T15K6. Dự án SXTN độc lập cấp nhà nước năm 2005”Chế tạo thiết bị tạo áp suất làm việc đến 600 bar” 14 Báo cáo Tổng kết Khoa học và Công nghệ Yêu cầu kỹ thuật: - Độ không song song, độ vuông góc giữa các mặt phẳng tương quan ≤ 0,1. - Đạt kích thước nguyên công và độ nhám Ra = 3,2. + Tiện tạo vấu trên giá đỡ trái: Hình 4. Minh họa nguyên công tiện vấu giá đỡ trái Máy tiện 1K62 G¸ kÑp : - Chi tiÕt ®−îc kÑp chÆt b»ng m©m cÆp 4 chÊu. §iÒu chØnh sao cho t©m m¸y trïng víi dÊu t©m trªn bÒ mÆt chi tiÕt. Qu¸ tr×nh gia c«ng : - XÐn ph¼ng mÆt L=33 - Dao TiÖn ngoµi : 25 x 25 x T15K6 - T1 - ChÕ ®é c¾t : t = 0,5 ÷ 1 mm. ; S = 0,15 ; Vc = 110 m/min. Hình 5. Minh họa nguyên công tiện vấu giá đỡ trái Máy tiện 1K62 G¸ kÑp : - Chi tiÕt ®−îc kÑp chÆt b»ng ®å g¸ tiÖn Dự án SXTN độc lập cấp nhà nước năm 2005”Chế tạo thiết bị tạo áp suất làm việc đến 600 bar” 15 Báo cáo Tổng kết Khoa học và Công nghệ Qu¸ tr×nh gia c«ng : - XÐn ph¼ng mÆt ®¹t kÝch th−íc 95: - Dao TiÖn ngoµi : 25 x 25 x T15K6 - T1 - ChÕ ®é c¾t : t = 0,5 ÷ 1 mm. ; S = 0,15 ; Vc = 110 m/min. + Tiện tạo vấu trên giá đỡ phải: Hình 6. Minh họa nguyên công tiện vấu giá đỡ phải G¸ kÑp : - Chi tiÕt ®−îc kÑp chÆt b»ng ®å g¸ tiÖn Qu¸ tr×nh c«ng nghÖ : - XÐn ph¼ng mÆt L=50 , (20) - Dao TiÖn ngoµi : 25 x 25 x T15K6 - T1 - ChÕ ®é c¾t : t = 0,5 ÷ 1 mm. ; S = 0,15 ; Vc = 110 m/min. -TiÖn ®−êng kÝnh ngoµi ®¹t kt Φ27x20, Ra = 3,2 - Dao tiÖn ngoµi 16 x 25 x T15K6.K3 - ChÕ ®é c¾t : S = 0,14 mm/r; t = 0,5 ÷ 2,5 mm ; V = 90 m/min ; n = 250 v/ph - TiÖn xÊn r·nh kt 25x5, Ra = 3,2. - ChÕ ®é c¾t : t = 1mm ; S = 0,12 mm/r : Vc = 39 m/min - Dao tiÖn c¾t r·nh 16 x 25 x P18.K4. - Khoan lç Φ4x29 - ChÕ ®é c¾t : S = 0,1 mm/r ; Vc = 24 m/min - V¸t 1x450 - ChÕ ®é c¾t : S = 0,3 mm/r ; Vc = 48 m/min - Dao : Dao tiÖn v¸t. - Dïng dao cÇu R20 gia c«ng R cÇu 20 - ChÕ ®é c¾t : S = 0,3 mm/r ; Vc = 48 m/min - Dao : Mòi khoan ruét gµ Φ13,8 ®−îc mµi d¹ng cÇu - TiÖn ren M27x1,5 Ra = 3,2. - ChÕ ®é c¾t : S = 1,5 mm/r ; Vc = 33 m/min - Dao : Dao tiÖn ren trong T15K6.K5. - Dïng ®Çu nghiÒn R20 nghiÒn bÒ mÆt cÇu R20 - ChÕ ®é c¾t : S = 0,3 mm/r ; Vc = 48 m/min - §Çu nghiÒn: ChÇy nghiÒn = ®ång Dự án SXTN độc lập cấp nhà nước năm 2005”Chế tạo thiết bị tạo áp suất làm việc đến 600 bar” 16 Báo cáo Tổng kết Khoa học và Công nghệ 3.1.2 Hoàn thiện đồ gá, quy trình công nghệ gia công lỗ côn van trong chi tiết gối đỡ nhiều vấu. Theo thiết kế lỗ côn van là bề mặt làm việc của van đóng mở, khi đóng yêu cầu bề mặt lỗ côn tiếp xúc với phần côn của chi tiết trục van côn. Các phương án đưa ra : - Lỗ côn van gia công bình thường đạt các yêu cầu về chất lượng bề mặt, sai lệch hình dáng. Trục van gồm 2 phần, phần đầu hình côn có kết cấu tự lựa, làm bằng vật liệu mềm để khi làm việc nó sẽ tự lựa, và biến dạng để đảm bảo độ kín, phần thân để dẫn động và kẹp chặt trục van khi làm việc. - Góc côn của lỗ côn van phải bằng với góc côn của trục van. Ren dẫn động trục van trên giá đỡ phải đồng trục với lỗ côn van, khi đó trục van côn là một chi tiết liền và khi làm việc chúng sẽ tiếp xúc với nhau theo hình nón cụt . Phương án đầu dễ đạt độ kín nhưng kết cấu trục van phức tạp, khó gia công, tuổi thọ của trục van kém hơn. Phương án hai về gia công lỗ côn van không có gì khác phương án một nhưng chi tiết trục van đơn giản, độ cứng vững tốt hơn, gia công chế tạo nó đơn giản hơn. Thực tế đã sử dụng phương án hai với quy trình công nghệ gia công góc lỗ côn van đồng thời với gia công phần ren dẫn động trục van trên giá đỡ và phải đảm bảo chày nghiền lỗ được tạo góc côn đồng thời với việc tạo góc côn trên trục van. Một yếu tố nữa cũng ảnh hưởng đến độ kín của van đó là chiều sâu của lỗ côn, qua thực tế cho thấy chiều sâu này chỉ cần từ 2÷3 mm là tốt nhất vì nếu lỗ côn sâu hơn thì khi làm việc phần tiếp xúc sẽ lớn yêu cầu lực vặn van lớn. Quy trình công nghệ gia công lỗ côn van được thực hiện đồng thời với các bước nguyên công khác để gia công hoàn chỉnh một vấu có van như sau: Dự án SXTN độc lập cấp nhà nước năm 2005”Chế tạo thiết bị tạo áp suất làm việc đến 600 bar” 17 Báo cáo Tổng kết Khoa học và Công nghệ Hình 7. Minh họa nguyên công gia công lỗ côn van giá đỡ trái Máy tiện 1K62 G¸ kÑp : - Chi tiÕt ®−îc kÑp chÆt trªn ®å g¸ Qu¸ tr×nh c«ng nghÖ : - XÐn ph¼ng mÆt L=24 - Dao TiÖn ngoµi : 25 x 25 x T15K6 - T1 - ChÕ ®é c¾t : t = 0,5 ÷ 1 mm ; S = 0,15 ; Vc = 110 m/min. - TiÖn ®−êng kÝnh ngoµi ®¹t kt Φ28x25 Φ24x23 Ra=3,2 - Dao tiÖn ngoµi 16 x 25 x T15K6.K3 - ChÕ ®é c¾t : S = 0,14 mm/r; t = 0,5 ÷ 2,5 mm ; V = 90 m/min ; n = 250 v/ph - TiÖn xÊn r·nh kt 3 x Φ22 ®¹t kt 69 Ra = 3,2. - ChÕ ®é c¾t : t = 1mm ; S = 0,12 mm/r : Vc = 39 m/min - Dao tiÖn c¾t r·nh 16 x 25 x P18.K4 - Khoan lç Φ4x66,15 - ChÕ ®é c¾t : S = 0,1 mm/r ; Vc = 24 m/min - Khoan lç Φ10,75x50 - ChÕ ®é c¾t : S = 0,3 mm/r ; Vc = 48 m/min - Dao : Mòi khoan ruét gµ Φ10,75. - Khoan lç Φ15x20 - ChÕ ®é c¾t : S = 0,3 mm/r ; Vc = 48 m/min - Dao : Mòi khoan ruét gµ Φ15. - TiÖn mãc lç ®¹t kt Φ16 x 20 - ChÕ ®é c¾t : t = 0,5 ÷ 1 mm ; S = 0,12 ÷ 0,16 mm/r ; Vc = 134 m/min - Dao : Dao tiÖn mãc lç T15K6.K1. Dự án SXTN độc lập cấp nhà nước năm 2005”Chế tạo thiết bị tạo áp suất làm việc đến 600 bar” 18 Báo cáo Tổng kết Khoa học và Công nghệ - TiÖn mãc lç ®¹t kt Φ12x8 Ra = 3,2. - ChÕ ®é c¾t : t = 0,5 ÷ 1 mm ; S = 0,12 ÷ 0,16 mm/r ; Vc = 134 m/min - Dao : Dao tiÖn mãc lç T15K6.K1. 0 - Khoan v¸t 60 - ChÕ ®é c¾t : S = 0,3 mm/r ; Vc = 48 m/min - Dao : Mòi khoan ruét gµ Φ10,75. - Doa v¸t 600 - ChÕ ®é c¾t : S = 0,3 mm/r ; Vc = 48 m/min - Dao : Dao doa Φ10,75, gãc 60 0 - NghiÒn mÆt c«n 600 - ChÕ ®é c¾t : S = 0,3 mm/r ; Vc = 48 m/min - Chµy nghiÒn b»ng ®ång Φ10,75.Gãc c«n ®−îc gia c«ng cïng víi gãc c«n trôc van. - TiÖn v¸t mÐp 0,5 x 45o - TiÖn ren M24x1,5, ®é nh¸m Ra = 3,2. - ChÕ ®é c¾t : S = 1,5 mm/r ; Vc = 33 m/min - Dao : Dao tiÖn ren ngoµi T15K6.K5. - Ta r« M12x1,25 - ChÕ ®é c¾t ; S = 1,25 mm/r ; Vc = 5 m/min 3.1.3 Hoàn thiện công nghệ gia công ren dẫn động và ren kẹp chặt trong chi tiết gối đỡ nhiều vấu. Theo thiết kế phần ren dẫn động và ren kẹp chặt trong chi tiết gối đỡ nhiều vấu bao gồm: Phần ren M12×1,25 dẫn động và kẹp chặt trục van côn (chi tiết TBTA-600-07-01) Để gia công phần ren này có phương án dùng mũi taro M12×1,25 để ta rô ở nguyên công nguội, phương án khác là ở nguyên công khoan, tiện tròn tiến hành tiện ren bằng dao tiện ren, sau đó rà sửa bằng mũi ta rô. Qua phân tích phương án một dễ thực hiện, song việc đồng tâm giữa phần ren và phần trụ của lỗ khó đạt do thực hiện ở 2 nguyên công khác nhau, việc ta rô ren lỗ sâu cũng gặp khó khăn do phải nối cán mũi ta rô. Thực tế áp dụng phương án sau vì vừa đảm bảo độ đồng tâm, năng suất cao hơn, chất lượng ren vẫn đảm bảo. Đối với phần ren kẹp chặt M27×1,5 được gia công bằng phương pháp tiện ren đồng thời với nguyên công tiện, khoan khác và được ra sửa ren bằng bàn ren. Phần quy trình công nghệ gia công phần ren dẫn động M12×1,25 đã được mô tả ở phần 3.1.2 còn phần ren kẹp chặt M27×1,5 được mô tả như sau: Dự án SXTN độc lập cấp nhà nước năm 2005”Chế tạo thiết bị tạo áp suất làm việc đến 600 bar” 19 Báo cáo Tổng kết Khoa học và Công nghệ Hình 8. Minh họa nguyên công gia công ren M27 ×1,5 trên giá đỡ trái G¸ kÑp : - Chi tiÕt ®−îc kÑp chÆt b»ng ®å g¸ tiÖn Qu¸ tr×nh c«ng nghÖ : - XÐn ph¼ng mÆt L=161 - Dao TiÖn ngoµi : 25 x 25 x T15K6 - T1 - ChÕ ®é c¾t : t = 0,5 ÷ 1 mm. ; S = 0,15 ; Vc = 110 m/min. -TiÖn ®−êng kÝnh ngoµi ®¹t kt Φ27x25, ®é nh¸m Ra=3,2 - Dao tiÖn ngoµi 16 x 25 x T15K6.K3 - ChÕ ®é c¾t : S = 0,14 mm/r; t = 0,5 ÷ 2,5 mm ; V = 90 m/min ; n = 250 v/ph -TiÖn xÊn r·nh kt Φ25x5, ®é nh¸m Ra = 3,2. - ChÕ ®é c¾t : t = 1mm ; S = 0,12 mm/r : Vc = 39 m/min - Dao tiÖn c¾t r·nh 16 x 25 x P18.K4 - Khoan lç Φ4x60 - ChÕ ®é c¾t : S = 0,1 mm/r ; Vc = 24 m/min 0 - V¸t 1x45 - ChÕ ®é c¾t : S = 0,3 mm/r ; Vc = 48 m/min - Dao : Dao tiÖn v¸t. - Dïng dao cÇu R20 gia c«ng R cÇu 20 - ChÕ ®é c¾t : S = 0,3 mm/r ; Vc = 48 m/min - Dao : Mòi khoan ruét gµ Φ13,8 mµi cÇu R20 - TiÖn ren M27x1,5 ®é nh¸m Ra = 3,2. - ChÕ ®é c¾t ; S = 1,5 mm/r ; Vc = 33 m/min - Dao :Dao tiÖn ren ngoµi T15K6.K5. - Dïng ®Çu nghiÒn R20 nghiÒn bÒ mÆt cÇu R20 - ChÕ ®é c¾t : S = 0,3 mm/r ; Vc = 48 m/min - Chµy nghiÒn ®ång 3.1.4 Hoàn thiện đồ gá, quy trình công nghệ gia công lỗ thông khoang trong chi tiết gối đỡ nhiều vấu. Dự án SXTN độc lập cấp nhà nước năm 2005”Chế tạo thiết bị tạo áp suất làm việc đến 600 bar” 20