LỜI NÓI ĐẦU THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT ỐNG NỐI ĐHSPKT HƯNG YÊN

CHƯƠNG I : TỔNG QUAN

1.1.Mục đích, ý nghĩa của đề tài

       Đề tài “Thiết kế quy trình công nghệ gia công CHI TIẾT ỐNG NỐI ĐHSPKT HƯNG YÊN

” là đề tài tốt nghiệp của bộ môn công nghệ chế tạo máy, thuộc Trung tâm đào tạo và thực hành công nghệ cơ khí, nhằm kết thúc khoá học trong chương trình đào tạo cao đẳng khoá 2012 – 2015 của trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng Yên, giúp sinh viên sau khi tốt nghiệp sẽ thiết kế được quy trình công nghệ gia công các sản phẩm khác nhau trong thực tế sản xuất, nắm được các ưu, nhược điểm của các phương pháp gia công, từ đó tìm được các phương pháp gia công tối ưu, giảm thời gian gia công, giảm giá thành sản phẩm.

1.2. điều kiện làm việc của chi tiết tính công nghệ trong kết cấu

      *) Điều kiện làm việc: Chi tiết ống nối làm việc trong điều kiện tải trọng tĩnh, ít chịu va đập và ứng suất lớn.

*)Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết

- 2 mặt lỗ Æ55 là bề mặt lắp ghép chính nên cần được gia công với độ chính xác cao.

- Các lỗ Æ13 do không yêu cầu cao nên ta chỉ cần khoan,nhưng sau đó ta phải dùng lỗ Æ13 để định vị nên ta phải khoét sau khi khoan, các lỗ Æ20 ta phải dùng phương pháp khoét bậc.

- Đối với các lỗ ren M8 ta phải tiến hành khoan trước khi ta rô.

- Đối với lỗ trụ và côn ta có thể khoan sau đó khoét côn.

- Các bề mặt trong của lỗ lớn và các mặt ngoài, mặt đầu có thể gia công trên máy tiện do chi tiết có dạng tròn xoay.

- Nhìn chung khả năng gia công chi tiết ở mức độ trung bình, gia công không khó lắm.

1.3.Xác định dạng sản xuất

Để xác định dạng sản xuất của chi tiết ( trước hết ta tính số chi tiết) ta dựa vào công thức:

N= N₁m (1+)

   Thay các số liệu vào công thức trên ta có:

       N= 19000´1(1+   (chi tiết / năm)

Trọng lượng của chi tiết được xác định theo công thức: Q₁==v´(kg)

Trong đó:

-         Q₁:trọng lượng chi tiết

-         g : trọng lượng riêng của vật liệu

-         g gang xám = 7,27,4 (kg/ dm³)

-         v: thể tích của chi tiết

Hình 1.2. Hình vẽ thể tích

Ta có:

V = V1 + V2 - 4´V3 - 6´V4 - V5 - 2´V6 - V7 - V8 - V9

V₁ = (p´75² - p´40²)´20 = 252898(mm³).

V₂ = p´40²´100 = 502655 (mm³).

V₃ = p´10²´10 + p´6,5²´10 = 4469 (mm³).

V₄ = p´4²´ 15 + p´3,375²´3.375 ´ tg30⁰/ 3= 777 (mm³).

V₅ = {p´3²´5 + [p´8,8² ´10/3} = 952 (mm³).

V₆ = p´30²´3 = 8482 (mm³)

V₇ = p´25²´38 = 74613 (mm³)

V₈ = p´27,5²´20 = 47516 (mm³)

V₉ = p´27,5²´ 36 = 85530 (mm³)

Þ V = 507440 (mm³) hay V = 0,507440 (dm³).

Þ Q = V´g = 0,507440´(6,8 ¸ 7,4) = (3,450592 ¸ 3,755056) (kg) <4(kg)

- Tra bảng 2 sách Thiết Kế Đồ án CNCTM với N = 20900, Q < 4 (kg)

ta có: Dạng sản xuất là dạng sản xuất hàng loạt lớn.

1.4.Xác định phương pháp chế tạo phôi

Căn cứ vào vật liệu là gang GX 15- 32 và hình dáng kích thước của phôi và dạng sản xuất ta thấy rằng dạng phôi đúc là hợp lý nhất.

   Qua phân tích đặc điểm của các phương pháp đúc, dựa vào yêu cầu kỹ thuật của chi tiết dạng sản xuất và điều kiện kinh tế ta dùng phương pháp đúc trong khuôn cát làm khuôn bằng máy.

         CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT

2.1. lưa chọn phương án gia công

   - Nguyên công 1:

ở nguyên công 1 ta thực hiện các bước như sau: Tiện lỗ trụ trong đạt kích thước Æ50±0.1. Tiện các mặt đầu A đạt độ bóng Ra = 5, tiện mặt đầu B đạt độ bóng Ra = 6.3, tiện mặt trụ ngoài F đạt độ bóng Ra = 6.3 .

- Nguyên công 2:

ở nguyên công này ta thực hiện các bước: Tiện các mặt đầu D đạt độ bóng bề mặt Ra = 6.3, tiện mặt trụ ngoài G đạt độ bóng Ra = 6.3.

- Nguyên công 3:

ở nguyên công này ta thực hiện các bước: Tiện rãnh thứ nhất Æ60, tiện mặt trụ trong C₁ đạt độ bóng Ra = 1.6.

- Nguyên công 4:

ở nguyên công này ta thực hiện các bước: Tiện rãnh thứ hai Æ60, tiện mặt trụ trong C₂ đạt độ bóng Ra = 1,6 mm, tiện mặt đầu E đạt độ bóng Ra = 6.3.

- Nguyên công 5:

ở nguyên công này ta thực hiện các bước: Khoan,khoét 4 lỗ Æ13, sau đó khoét 4 lỗ Æ20.

- Nguyên công 6:

ở nguyên công này ta thực hiện các bước: Khoan 6 lỗ Æ6.75, sau đó ta rô M8.

- Nguyên công 7:

ở nguyên công này ta thực hiện các bước: Khoan lỗ Æ6, sau đó khoét bằng dao khoét côn 1 góc p/6.

- Nguyên công 8:

ở nguyên công này ta kiểm tra độ vuông góc giữa mặt đầu A với đường tâm của lỗ trụ C không được vượt quá 0,01 (mm).

Đồng thời ta cũng kiểm tra độ đồng tâm giữa các mặt trụ trong C₁ và C₂ không được vượt quá 0,02 (mm).

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN LƯỢNG DƯ VÀ CHẾ ĐỘ CẮT

3.1. Cơ sở tính toán lượng dư và chế độ cắt.

3.1.1. Tính lượng dư cho nguyên công 3 gia công lỗ 1 Ø55+0.03 và tra lượng dư cho các nguyên công còn lại .

3.2.1. Tính lượng dư cho nguyên công 3 gia công 1 lỗ Ø55+0.03

-         Quy trình công nghệ gồm 2 bước: tiện thô và tiện tinh. Chi tiết được định vị bằng mâm cặp 3 chấu tự định tâm. Mặt định vị được gia công. Bề mặt được gia công trên máy tiện CZ6240A với dao tiện lỗ có góc nghiêng chính kiểu 2 có: h = 16 mm, b = 12 mm, L = 170 mm, P = 80 mm , n = 6 mm, l = 12 mm, R = 1 mm.( bảng 4.10 trang 299, Sổ tay CNCTM – I).

Công thức tính lượng dư gia công có 2 mặt đối xứng là:

Trong đó:       R_{Zi -1} – chiều cao nhấp nhô tế vi do bước công nghệ sát trước để lại.

T_i – chiều sâu lớp hư hỏng bề mặt do bước công nghệ sát trước để lại.

– sai lệch về vị trí không gian do bước công nghệ sát trước để lại.

– sai số gá đặt chi tiết ở bước công nghệ đang thực hiện.     

1. Bước gia công thô

Theo bảng 10 sách Thiết kế Đồ án công nghệ Chế tạo Máy, ta có R_z, T­_i­ của phôi là:

R_z = 250 mm

T_i = 350 mm

Sai lệch vị trí không gian do bước công nghệ sát trước để lại là:

Giá trị cong vênh :

=65,7

Trong đó:

- D_k = 1 mm lấy theo bảng 15 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy -1.

- l,d là chiều dài và đường kính lỗ.

Giá trị sai lệch :

            Trong đó:       – lần lượt là dung sai chế tạo của kích thước từ mặt trụ ngoài (C) của phôi cho đến tâm của lỗ theo phương ngang và phương thẳng đứng. Tra theo bảng 3.65 trang 235 Sổ tay CNCTM I:                       

Sai số gá đặt khi tiện thô:

Trong đó:       – vì chi tiết được gá đặt trên mâm cặp 3 chấu tự định tâm.

                        – dựa theo bảng 21 trang 93 sách HD TKDA CNCTM

Thay số:

           

1. Bước gia công tinh

Phôi đã được gia công thô, với vật liệu là Gang thì ; của bước tiện thô và tiện tinh là và , theo bảng 13 trang 78 sách HD TKDA CNCTM.

Khi tiện tinh thì sai lệch không gian của bước gia công thô là:

Sai số gá đặt khi tiện tinh là:

Thay số:

Cột kích thước tính toán được xác định như sau:Ta lấy kích thước cuối cùng trừ đi lượng dư tiện tinh,ta sẽ được kích thước tiện thô,sau đó lấy kích thước tiện thô trừ đi lượng dư tiện thô ta sẽ được kích thước phôi:

=55,03-0,154=54,876 (mm)

   Kích thước phôi = 54,876-2,276=52,6 (mm)

Dung sai của từng nguyên công ta tra theo bảng :Dung sai tiện tinh =30,Dung sai tiện thô =170,Dung sai phôi =400

Cột kích thước giới hạn được xác định như sau:Lấy kích thước tính toán và làm tròn theo bảng số có nghĩa của dung sai ta được  sau đó lấy  trừ đi dung sai ta được . Vậy ta có:

Sau tiện tinh:=55,03 (mm) ; =55,03-0,03=55(mm)

Sau tiện thô:=54,876(mm) ;=54,876-0,17=54,706(mm)

Kích thước của phôi:=52,6(mm) ;=52,6-0,4=52,2(mm)

Cột lượng dư giới hạn được xác định như sau bằng hiệu giữa 2 kích thước lớn nhất của 2 nguyên công kề nhau, bằng hiệu giữa 2 kích thước nhỏ nhất của 2 nguyên công kề nhau , Vậy ta có:

Khi tiện tinh:

2=55,03-54,876=0,154=154

2=55-54,706=0,294=294

Khi tiện thô:

2=54,876-52,6=2,276=2276

2=54,706-52,2=2,506=2506

Từ đó ta có bảng tra tính toán lượng dư:

....................................................

 

        Áp dụng CT:           P_y = 10.C_p.t^x.S^y.Vⁿ.k_p           (4)

(Hệ số C_p, K_p và các số mũ x, y, n ứng với từng đk gia công cụ thể cho từng loại lực cắt cho giá trị khác nhau. Chế độ cắt v, t, s)

Theo bảng (5.9/STCNCTM2/9) có K_p = K_mp = (ⁿ             ( HB = 190 )

   Û K_p = 1  

Theo bảng (5.23/STCNCTM2/18) có: C_p = 92; x =1; y = 0,75; n=0

Thay lại (3) ta được: P_z = 10.92.0,65¹.1,25^0,75.18,8 ⁰.1 (Với t; s; v lấy theo taro)

                       Û   P_z = 707 (N)

Thay lại hệ phương trình (1) được:

                       2N – 2W = 797

                       0,6N + 0,24W = 707

       Þ   N = 955 (N); W = 557 (N)

+ Lực kẹp có xét đến hệ số an toàn:

                         W = 557.k               (k: hệ số an toàn)

   K= k₀.k₁.k₂.k₃.k₄.k₅.k₆

     k₀: hệ số an toàn cho tất cả các trường hợp, k₀=1

     k₁: hệ số làm tăng lực cắt khi dao mòn, k₁=1

     k₂: hệ số số tính đến trường hợp tăng lực cắt khi độ bóng thay đổi, khi gia công thô k₂=1

     k₃: hệ số tăng lực cắt khi gia công gián đoạn, k₃=1

     k₄: hệ số tính đến sai số của cơ cấu kẹp chặt, khi kẹp bằng tay k₄=1

     k₅: hệ số tính đến mức độ thuận lợi của cơ cấu kẹp bằng tay,k₅=1

     k₆: hệ số tính đến mô men làm quay chi tiết, k₆=1,5

Vậy         K=1.1.1.1.1.1.1,5 = 1,5                    

         Þ W = 557.1,5 = 835,5 (N)

+ Tổng lực kẹp cần thiết do 2 mỏ kẹp tạo nên để cố định chi tiết

                           2W = 2. 835,5 = 1671 (N)

   * Xác định kích thước của bulông kẹp.

Từ sơ đồ trên của cơ cấu kẹp:

Ta có phương trình cân bằng lực:

                 Q = N₁

với: Q là phản lực sinh ra khi xiết chặt

   N₁ là phản lực giữa chi tiết và cỏ cấu kẹp liên động; N₁ = W = 835,5 (N)

Q = 835,5 (N)        

Đường kính ren trung bình của bulông kẹp chặt được xác định theo công thức sau:              

Vậy ta chọn đường kính của bulông kẹp chặt là M16.

Sai số của đồ gá được tính theo công thức sau. (Do phương của sai số khó xác định, ta dùng công thức vecto)

Trong đó:

e_c : Sai số chuẩn do định vị không trùng với gốc kích thước gây ra.

Mà ta có sai số chuẩn do định vị trùng với gốc kích thước nên e_c =0

e_k: Sai số kẹp chặt do lực kẹp gây ra. Sai số kẹp chặt được xác định theo công thức trong bảng 20-24( Chú ý rằng phương của các lực kẹp vuông góc với phương của kích thước cần thực hiện e_k=0), bảng 21 sách TKĐACNCTM, ta có e_k=0 (mm)

e_m: Sai số mòn, được xác định theo công thức sau:

e_m=β(mm)=0,1. =3,09(mm)

e_dc: Sai số điểu chỉnh được sinh ra trong quá trình lắp ráp và điều chỉnh đồ gá sai số điều chỉnh phụ thộc vào khả năng điều chỉnh và dụng cụ để điều chỉnh khi lắp ráp trong thực tế khi tính toán đồ gá ta có thể lắp e_dc=5÷10(mm)

e_gd: Sai số gá đặt. Khi tính toán đồ gá ta lấy giá trị sai số gá đặt cho phép

                                 e_gd= =50. =25(mm)

e_ct: Sai số chế tạo cho phép đồ gá e_ct sai số này cần được xác định khi thiết kế đồ gá. Do đa số các sai số phân bố theo quy luật phân phối chuẩn và phương của chúng khó xác định nên ta sử dụng công thức sau để tính sai số gá đặt cho phép:

e_ct=([e_gd]²-[e_c²+e_k²+e_m²+e_dc²])^1/2 = ([25²]-[0+0+3,09²+5²])^1/2 =24,3(mm)

                                     = 0,0243 (mm)

* Những yêu cầu kỹ thuật của đồ gá.

• Dựa vào sai số chế tạo cho phép [e_ct]=0,0243 (mm), đặt yêu cầu kỹ thuật cho đồ gá:

1: Độ không vuông góc của tâm bạc dẫn so với mặt đáy đồ gá ≤ 0,0243 mm

2: Độ không song song giữa mặt phiến tỳ với mặt đáy đồ gá ≤0,0243 mm

3: Độ không vuông góc giữa chốt trụ, chốt trám với mặt đáy đồ gá ≤ 0,0243 mm

4: Đồ định vị phải được tôi cứng

*Yêu cầu đối với thân đồ gá :

Thân đồ gá phải được ủ để khử ứng suất .

*Kiểm tra đồ gá :

- Phải kiểm tra tất cả các kích thước chuẩn (kích thước của các chi tiết định vị)

Kích thước của các cơ cấu kẹp chặt và khả năng đưa chi tiết gia công vào lúc kẹp chặt và rút chi tiết gia công ra khi tháo lỏng.

- Kiểm tra chế độ lắp ghép của các chi tiết.

- Kiểm tra khả năng di trượt của các chi tiết di động trên đồ gá.

*Sơn đồ gá :

- Sau khi đồ gá được kiểm tra tất cả các bề mặt không gia công phải được sơn dầu. Màu sơn có thể chọn tuỳ ý: xanh, vàng, ghi, lớp sơn phải hoàn toàn khô.

- Các chi tiết như bu lông, đai ốc được nhuộm màu bằng phương pháp hoá học.

*Những yêu cầu an toàn về đồ gá :

+ Những chi tiết ngoài của đồ gá không được có cạnh sắc.

+ Không được làm xê dịch vị trí của đồ gá khi thay đổi điều chỉnh trên máy.

+ Các đồ gá phải được cân bằng tĩnh và cân bằng động.

+ Khi lắp các chi tiết trên đồ gá phải có dụng cụ chuyên dùng.

* Nguyên lý làm việc của đồ gá.

Đồ gá được sử dụng gia công lỗ M8 đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật. Chi tiết được định vị khống chế 6 bậc tự do: mặt phẳng đáy được định vị bằng 2 phiến tỳ tinh khống chế 3 bậc tự do (tịnh tiến theo Oz, quay quanh Ox, Oy), một chốt trụ ngắn và một chốt trám định vị vào 2 rãnh đã gia công tinh khống chế 3 bậc tự do (tịnh tiến theo Ox, Oy, và quay quanh Oz), tổng cộng chi tiết đã được định vị 6 bậc tự do nên đảm bảo cứng vững.

-            Đặt phiến tỳ lên đế đồ gá và chốt định vị và xiết chặt vít.

-            Đặt đồ gá lên bàn máy sao cho rãnh bắt bu lông trùng với rãnh chữ T trên bàn máy sau đó xiết đồ gá cố định trên bàn máy bằng bu lông.

-            Bắt thân đồ gá lên trên đế đồ gá bằng 2 con bulông và 2 chốt

-            Bạc thay nhanh được bắt chặt bằng 1 con vít số 7

-            Dịch chuyển đầu mũi khoan, taro sao cho tâm dao trùng tâm bạc dẫn hướng rồi gia công.

-            Để lấy chi tiết ra khỏi đồ gá sau khi gia công và chuẩn bị cho lần gá đặt tiếp theo làm như sau: nới lỏng đai ốc kẹp chặt bên động, kéo mỏ kẹp ra bên ngoài tách khỏi sự tiếp xúc với chi tiết, lúc này bulông kẹp chặt bên động sẽ được tụt xuống nhờ đòn bẩy bulông và mỏ kẹp bên cố định sẽ được thả lỏng và chi tiết được tháo ra, sau đó đặt chi tiết khác vào xiết đai ốc kẹp chặt bên động nhờ đòn bẩy mỏ kẹp bên cố định cũng được kẹp chặt.    

 

 

 

*Thành Phần của đồ gá

          

 

TÀI LIỆU THAM KHẢO THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT ỐNG NỐI ĐHSPKT HƯNG YÊN

 “Hướng dẫn thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy” _GS.TS Trần Văn Địch.

Nhà xuất bản KH & KT Hà Nội – 2002.

1. “Sổ tay công nghệ chế tạo máy” ( Tập 1,2,3 ) _ GS.TS Nguyễn Đắc Lộc, GS.TS Lê Văn Tiến, GS.TS Ninh Đức Tốn, GS.TS Trần Xuân Việt.

Nhà xuất bản KH & KT Hà Nội.

2. “Atlas đồ gá” _ GS.TS. Trần Văn Địch
3. “Giáo trình công nghệ chế tạo máy” _ GS.TS Trần Văn Địch, GS.TS Nguyễn Trọng Bình, GS.TS Nguyễn Thế Đạt, GS.TS. Lê Văn Tiến, GS.TS. Trần Xuân Việt

Nhà xuất bản KH & KT Hà Nội – 2003.

4. “Dung Sai Và Lắp Ghép”_ PGS.TS Ninh Đức Tôn.

Nhà xuất bản giáo dục.

5. “Nguyên Lý Cắt Kim Loại” _GS.TS Trần Văn Địch.

Nhà xuất bản KH & KT -2008

6. “Sức Bền Vật Liệu”_ GS.TS Đặng Việt Cương , PGS.TS Khổng Doãn Điền.

Nhà xuất bản giáo dục.

 

TÀI LIỆU THAM KHẢO THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT ỐNG NỐI ĐHSPKT HƯNG YÊN

1] : Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy
[2] : Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1 (bộ 3 tập)
[3] : Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2 (bộ 3 tập)
[4] : Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2 (bộ 3 tập)
[5] : Sổ tay nhiệt luyện
[6] : Công nghệ chế tạo máy tập 1
[7] : Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1 (bộ 7 tập)
[8] : Sổ tay công nghệ chế tạo máy toàn tập (trường ĐHBK