THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT Trục chủ động

                                                        LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay, một trong những vấn đề quan trọng cần giải quyết là nâng cao hiệu quả kinh tế của quá trình sản xuất nói chung, sản xuất cơ khí nói riêng. Trước sự phát triển mạnh của nền kinh tề đất nước, xu thế phát triển của khoa học kỹ thuật nhất là trong các ngành cơ khí chế tạo máy đòi hỏi những kỹ sư cơ khí phải có kiến thức toàn diện, đủ khả năng đảm nhiệm thiết kế chế tạo các sản phẩm cơ khí đạt yêu cầu kỹ thuật cao trong điều kiện sản xuất trong nước với giá thành chế tạo hợp lý nhất.

Để được như vậy ngay từ khi ngồi trên ghế nhà trường, các học viên, sinh viên chuyên ngành cơ khí phải được trang bị những kiến thức cơ bản về chế tạo máy cũng như các kiến thức cơ sở ngành khác. Môn học “Công nghệ chế tạo máy” là môn học như vậy. Một trong những môn học chuyên ngành có vai trò rất quan trọng trong chương trình đào tạo kỹ sư cơ khí, nó trang bị cho học viên những kiến thức cần thiết để thiết kế, chế tạo các sản phẩm cơ khí bằng việc vận dụng và tổng hợp các kiến thức của các môn học cơ sở: Nguyên lý máy, Chi tiết máy, Dung sai, Công nghệ kim loại, vẽ kỹ thuật…

Học đi đôi với hành, để học tốt hơn môn học, biết vận, áp dụng kiến thức giải quyết một nhiệm vụ thiết kế chi tiết máy, cần thiết phải thực hiện đồ án thiết kê môn học. Với chủ chương đó em được giao đồ án với nhiệm vụ: Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết “Trục chủ động”.

Trong quá trình làm đồ án, em đã được sự giúp đỡ tận tình của các thầy trong bộ môn đặc biệt là thầy Lại Anh Tuấn, cùng với những lỗ lực của bản thân tôi đã cơ bản hoàn thành các nhiệm vụ của đồ án yêu cầu. Tuy nhiên, do năng lực và kinh nghiệm thực tiễn còn nhiều hạn chế nên không tránh khỏi những thiếu sót nhất định. Kính mong được các thầy chỉ bảo để em khắc phục những hạn chế, sửa chữa những sai sót và tích luỹ những kinh nghiệm quý báu phục vụ quá trình học tập và công tác sau này.

   Em xin chân thành cảm ơn!                      

PHẦN I. PHÂN TÍCH CHI TIẾT

1. Nghiên cứu chức năng, yêu cầu kỹ thuật và kết cấu của chi tiết:

Chi tiết có dạng trục bậc, chiều dài là 394mm, đường kính lớn nhất là 62mm, nhỏ nhất là 31mm.

Chi tiết có một đoạn trụ tiện ren, một đoạn trụ chuốt rãnh then hoa và một đoạn trụ có đường sinh là đường cong bán kính R125, còn lại đoạn trụ trơn và đoạn trụ có khoét rãnh. Đoạn trụ co tiện ren còn có hai lỗ F8 để đóng chốt. Như vậy có thể thấy kết cấu của trục khá phức tạp.

Dung sai độ thẳng và độ đồng trục của các đoạn trụ là 0.02mm.

Bề mặt ngoài đoạn trụ có chuốt rãnh then hoa yêu cầu độ nhám Ra0.63, còn các bề mặt khác không yêu cầu độ nhám cao (Rz20).

Độ chính xác kích thước đường kính đoạn trụ F52 và kích thước bên của rãnh then yêu cầu khá cao.

Những yêu cầu kỹ thuật của chi tiết là:

-         Số răng của then hoa bằng 10.

-         Nhiệt luyện đạt HRC 48… 52.

2. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu chi tiết.

Chi tiết có tỷ lệ chiều dài và đường kính nhỏ nhất lớn hơn 10 nên tính cứng vững của chi tiết không cao, khi gia công ta phải dùng thêm gối tỳ phụ- luy nét.

Yêu cầu về độ đồng trục và độ thẳng sẽ được đảm bảo với việc chọn chuẩn thống nhất là lỗ tâm.

Rãnh then hoa có thể được gia công bằng dao phay đĩa.

Yêu cầu về độ chính xác kích thước đường kính F52 và kích thước bên của rãnh then cần phải qua nguyên công mài, còn các bề mặt trụ khác chỉ cần qua tiện tinh là đảm bảo.

Chi tiết được chế tạo từ thép hợp kim 40Cr nên chú ý cong vênh khi nhiệt luyện.

PHẦN II. CHỌN PHÔI VÀ PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI.

Chi tiết có dạng trục bậc, có bậc chênh lệch kích thước không nhiều, có những rãnh có kích thước nhỏ, có những lỗ có đường kính nhỏ và ren. Những yếu tố đó sẽ được chế tạo bằng gia công cắt gọt và không được tạo sẵn khi tạo phôi.

Để đơn giản đoạn trục có đường sinh bậc cao sẽ được tạo phôi ở dạng trục côn.

Dạng sản xuất: loạt vừa.

Vật liệu làm chi tiết: Thép 40Cr

Phôi có kích thước trung bình, hình dạng không phức tạp.

Khi làm việc trục cần truyền mô men xoắn nên đòi hỏi cơ tính của trục phải tốt.

Trên cơ sở các phân tích trên và đặc điểm của phương pháp tạo phôi bằng rèn khuôn đơn giản, ta chọn phương pháp tạo phôi là rèn khuôn.

PHẦN III. THIẾT KẾ QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ.

1. Lập trình tự gia công.

Thứ tự các nguyên công được phân chia như sau:

-         Nguyên công 1: Phay mặt đầu, khoan lỗ tâm.

-         Nguyên công 2: Gia công cổ đỡ luy nét.

-         Nguyên công 3: Tiện thô các bề mặt trụ.

-         Nguyên công 4: Tiện tinh các bề mặt trụ, tiện ren M39.

-         Nguyên công 5: Tiện thô đoạn trụ bậc cao (chép hình).

-         Nguyên công 6: Tiện tinh đoạn trục bậc cao.

-         Nguyên công 7: Khoan hai lỗ F8.

-         Nguyên công 8: Phay rãnh then hoa.

-         Nguyên công 9: Nhiệt luyện.

-         Nguyên công 10: Kiểm tra, nắn thẳng.

-         Nguyên công 11: Sửa lỗ tâm.

-         Nguyên công 12: Mài thô, tinh mặt ngoài đoạn trụ F52.

-         Nguyên công 13: Mài thô, tinh mặt bên rãnh then hoa.

2. Thiết kế nguyên công.

2.1. Nguyên công 1: Phay mặt đầu, khoan lỗ tâm. 

+ Chọn máy: Máy chuyên dùng MP76M của Liên Xô, loại máy này có thể gia công phôi có đường kính đến 125mm dài đến 2250mm.

+ Xác định cấu trúc nguyên công: Nguyên công được chia thành hai bước

-         Bước 1: Phay đồng thời hai mặt đầu.

-         Bước 2: Khoan đồng thời hai lỗ tâm.

+ Lập sơ đồ định vị và kẹp chặt.

2.2. Nguyên công 2: Gia công cổ đỡ luy nét.

+ Chọn máy. Chọn máy tiện T616. Các đặc tính kỹ thuật của máy tiện T616 xem trong sổ tay CNCTM tập 3, trang 16.

+ Xác định cấu trúc nguyên công.

-         Bước 1: Tiện thô mặt trụ ngoài F62.

-         Bước 2: Tiện tinh.

+ Chọn dụng cụ cắt: Chọn dao tiện T15K6

+ Lập sơ đồ định vị và kẹp chặt. Chống tâm hai đầu, dùng tốc truyền để truyền mô men quay cho trục.

2.3. Nguyên công 3: Tiện thô các bề mặt trụ.

+ Chọn máy. Chọn máy tiện T616.

+ Xác định cấu trúc nguyên công.

-         Lần gá 1: Bước 1: Tiện thô mặt trụ F52.

                     Bước 2: Tiện thô mặt trụ F39.

-         Lần gá 2: Tiện thô mặt trụ F31.

+ Chọn dụng cụ cắt: Chọn dao tiện T15K6

+ Lập sơ đồ định vị và kẹp chặt. Chống tâm hai đầu, dùng tốc truyền để truyền mô men quay cho trục, có lắp thêm luy nét tĩnh để tăng cứng vững cho trục.

2.4. Nguyên công 4: Tiện tinh các bề mặt trụ, tiện ren M39.

+ Chọn máy. Chọn máy tiện T616.

+ Xác định cấu trúc nguyên công.

-         Lần gá 1: Bước 1: Tiện tinh mặt trụ F31.

                     Bước 2: Khoét rãnh.

                     Bước 3: Vát mép 4x45⁰ .

-         Lần gá 2: Bước 4: Tiện tinh mặt trụ F52.

                     Bước 5: Tiện tinh mặt trụ F39.

                     Bước 6: Tiện ren M39.

                     Bước 7: Tiện rãnh thoát dao.

+ Lập sơ đồ định vị và kẹp chặt. Chống tâm hai đầu, dùng tốc truyền để truyền mô men quay cho trục, lắp thêm luy nét tĩnh.

2.5. Nguyên công 5: Tiện thô đoạn trụ bậc cao (chép hình).

+ Chọn máy. Chọn máy tiện T616.

+ Xác định cấu trúc nguyên công. Sử dụng cơ cấu chép hình cơ khí.

+ Lập sơ đồ định vị và kẹp chặt. Chống tâm hai đầu, dùng tốc truyền để truyền mô men quay cho trục, lắp thêm luy nét tĩnh.

2.6. Nguyên công 6: Tiện tinh đoạn trụ bậc cao (chép hình).

+ Chọn máy. Chọn máy tiện T616.

+ Xác định cấu trúc nguyên công. Sử dụng cơ cấu chép hình cơ khí.

+ Lập sơ đồ định vị và kẹp chặt. Chống tâm hai đầu, dùng tốc truyền để truyền mô men quay cho trục, lắp thêm luy nét tĩnh. 

2.7. Nguyên công 7: Khoan, doa hai lỗ F8 .  

+ Chọn máy. Chọn máy khoan đứng 2H135, Các đặc tính kỹ thuật của máy xem trong sổ tay CNCTM tập 3, trang 45.

+ Xác định cấu trúc nguyên công.

-         Bước 1: Khoan 2 lỗ.

-         Bước 2: Doa 2 lỗ.

+ Lập sơ đồ định vị và kẹp chặt. Sử dụng 2 khối V ngắn hạn chế 4 bậc tự do, kết hợp với mặt bên của một khối V tỳ vào mặt bên của vai trục hạn chế bậc tự do thứ 5. Khi khoan lỗ thứ 2 thì dùng cơ cấu phân độ để xác định vị trí tương ứng của lỗ thứ 2 so với lỗ thư nhất. Sơ đồ định vị thể hiện trong bản vẽ nguyên công.

+ Chọn dụng cụ cắt: Chọn mũi khoan bằng thép gió có bán kính r = 6mm.

 2.8. Nguyên công 8: Phay rãnh then hoa.

+ Chọn máy. Chọn máy phay lăn chuyên dùng, các then hoa se được hình thành đồng thời không cần cơ cầu phân độ

+ Xác định cấu trúc nguyên công.

-         Bước 1: Phay thô.

-         Bước 2: Phay tinh.

+ Lập sơ đồ định vị và kẹp chặt. Trục được gá trên hai mũi tâm của máy phay then hoa chuyên dùng.

+ Chọn dụng cụ cắt: Chọn dao phay trục vít (đặc biệt?).

2.9. Nguyên công 9: Nhiệt luyện.

2.10. Nguyên công 10: Kiểm tra, nắn thẳng.

- kiểm tra kích thước đường kính và chiều dài các bậc trục, kích thước then hoa và ren trên trục. Dụng cụ kiểm tra là thước kặp.

- Kiểm tra hình dạng hình học của các cổ trục. Dụng cụ kiểm tra là đồng hồ so. Kiểm tra ở một tiết diện để đánh giá độ ô van, độ đa cạnh. Kiểm tra ở nhiều tiết diện dọc trục để đánh giá độ côn.

- Kiểm tra độ động tâm của các đoạn trục, độ thẳng của cả trục bằng đồng hồ so.

2.11. Nguyên công 11: Sửa lỗ tâm.

2.12. Nguyên công 12: Mài thô, tinh mặt ngoài trục then hoa.

+ Chọn máy. Chọn máy mài 3A130, Các đặc tính kỹ thuật của máy xem trong sổ tay CNCTM tập 3, trang 92.

+ Xác định cấu trúc nguyên công.

-         Bước 1: Mài thô mặt trụ F52.

-         Bước 2: Mài tinh mặt trụ F52.

+ Lập sơ đồ định vị và kẹp chặt. Chống tâm hai đầu, dùng tốc truyền để truyền mô men quay cho trục.

 + Chọn dụng cụ cắt: Đá mài.

2.13. Nguyên công 13: Mài thô, tinh mặt bên trục then hoa.

+ Chọn máy. Chọn máy mài 3P451, Các đặc tính kỹ thuật của máy xem trong sổ tay CNCTM tập 3, trang 107.

+ Xác định cấu trúc nguyên công.

-         Bước 1: Mài thô mặt cạnh then hoa.

-         Bước 2: Mài tinh mặt cạnh then hoa.

+ Lập sơ đồ định vị và kẹp chặt. Chống tâm hai đầu, dùng tốc truyền để truyền mô men quay cho trục.

 + Chọn dụng cụ cắt: Đá mài tròn định hình.

3. Tìm lượng dư gia công.

Tổng lượng dư cho đường kính các đoạn trục là: (Bảng 6.61 Sách tra cứu rèn và dập khối, trang 203)

Đoạn trục F31 lấy theo kích thước của đoạn trục F36 nên có lượng dư lớn.

Lượng dư cho các mặt đầu là 9 ± 3. (Bảng 6.61 Sách tra cứu rèn và dập khối, trang 203)

Lượng dư cho tiện tinh trục sau tiện thô: (Bảng 3-120, tr 265, STCNCTM tập 1)

Lượng dư cho mài mặt trụ ngoài F52 là 0,5mm. (Bảng 3-122, tr 267, STCNCTM tập 1).

Lượng dư cho phay tinh then hoa (cho đường kính và chiều dày then hoa). Theo bảng 3-151 trang 285 STCNCTM tập 1: 2a = 0,7 ¸ 0,9mm.

Lượng dư cho mài mặt cạnh then hoa là: 2a = 0,2 ¸ 0,4mm.

3. Chế độ cắt.

 ..............................

KẾT  LUẬN

Sau một thời gian làm việc cật lực, khẩn tr­ương dưới sự hướng dẫn chỉ bảo của các thầy giáo trong bộ môn Chế tạo máy, đặc biệt là thầy giáo  Lại Anh Tuấn  đến nay đồ án của em đã hoàn thành đúng thời hạn đảm bảo các nhiệm vụ đ­ược giao.

Qua quá trình làm đồ án đã giúp em làm quen với những công việc cụ thể của người kỹ sư­ cơ khí, phư­ơng pháp làm việc độc lập, sáng tạo, khoa học, kỷ luật, đồng thời đồ án đã giúp bản thân em củng cố thêm các kiến thức đã đư­ợc học cũng như­ học hỏi đư­ợc nhiều kiến thức và kinh nghiệm quý báu.

Mặc dù đã rất cố gắng như­ng do thời gian, khả năng, và kinh nghiệm thực tế còn hạn chế nên đồ án chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót, rất mong đ­ợc các thầy giáo và các bạn đóng góp ý kiến và chỉ bảo cho em đểêmmngày càng hoàn thiện đồ án của mình và tích luỹ bổ sung kiến thức, kinh nghiệm cho bản thân. Và cuối cùng em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Lại Anh Tuấn, cùng các thầy trong bộ môn đã tận tình hư­ớng dẫn cho em hoàn thành đồ án này.