THIẾT LẬP QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CHI TIẾT GIÁ ĐỠ
LỜI NÓI ĐẦU
Trong những năm gần đây, chúng ta đã chứng kiến sự phát triển mạnh mẽ của các ngành công nghiệp mới dựa trên nền tảng của các ngành khoa học cơ sở, một trong những ngành đó chính là ngành cơ khí. Là một ngành đã ra đời từ lâu với nhiệm vụ thiết kế và chế tạo máy móc phục vụ cho các ngành công nghiệp khác, do vậy ngành đòi hỏi kỹ sư và cán bộ ngành phải tích lũy đầy đủ, không ngừng nâng cao vốn kiến thức của mình, và quan trọng nhất là phải biết vận dụng những kiến thức đó để giải quyết những vấn đề cụ thể thường gặp trong quá trình sản xuất thực tiễn.
Trong chương trình đào tạo kỹ sư cơ khí tại trường đại học Bách Khoa Đà Nẵng, sinh viên được trang bị rất nhiều kiến thức cơ sở của ngành Công nghệ chế tạo máy. Nhằm mục đích cụ thể hóa và thực tế hóa những kiến thức mà sinh viên được trang bị, đồ án công nghệ chế tạo máy giúp sinh viên làm quen với cách sử dụng tài liệu, sổ tay công nghệ, các tiêu chuẩn… và có khả năng vận dụng kiến thức lý thuyết vào thực tế sản xuất. Mặt khác khi thiết kế đồ án, sinh viên sẽ có dịp phát huy tối đa tính độc lập sáng tạo, những ý tưởng mới lạ để giải quyết một vấn đề công nghệ cụ thể. Do tính quan trọng của đồ án mà môn học này bắt buộc với sinh viên chuyên ngành cơ khí và một số nghành có liên quan.Qua một thời gian tìm hiểu với sự hướng dẫn chỉ bảo nhiệt tình của , em đã hoàn thành đồ án môn học Công nghệ chế tạo máy với đề tài: “Thiết lập quy trình công nghệ chế tạo chi tiết Giá Đỡ”. Với kiến thức được trang bị và quá trình tìm hiểu các tài liệu có liên quan và cả trong thực tế, em đã cố gắng hoàn thành theo yêu cầu, tuy nhiên không tránh khỏi những sai sót ngoài ý muốn do thiếu kinh nghiệm. Nên em rất mong được sự chỉ bảo của thấy cô và sự đóng góp của bạn bè để hoàn thiện hơn đồ án của mình.
Em xin chân thành cảm ơn!
MỤC LỤC
Trang
Lời nói đầu 1
Mục lục 2
PHẦN I
PHÂN TÍCH ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC VÀ YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA SẢN PHẨM
1.1.Phân tích chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết. 4
1.2.Yêu cầu kĩ thuật của sản phẩm. 4
PHẦN II
ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT 6
PHẦN III
LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI
3.1.Chọn loại phôi. 9
3.2.Phân tích lượng dư. 9
PHẦN IV
THIẾT KẾ QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CHI TIẾT
4.1.Phân tích các đặc điểm về yêu cầu kĩ thật bề mặt cần gia công. 11
4.2.Trình tự các nguyên công gia công. 12
4.2.1.Xác định thứ tự các nguyên công 12
4.2.2.Nội dung cụ thể từng nguyên công 12
4.3.Tra lượng dư các bề mặt gia công. 19
4.4.Tra chế độ cắt các nguyên công gia công. 20
4.5.Tính thời gian cơ bản cho các nguyên công. 27
PHẦN V
THIẾT KẾ ĐỒ GÁ CHO NGUYÊN CÔNG KHOAN TA RÔ 2 LỖ M6x1
5.1.Xây dựng sơ đồ nguyên lý của đồ gá. 32
5.1.1.Cơ cấu định vị 32
5.1.2.Kẹp chặt và cơ cấu kẹp chặt 33
5.1.3.Lực cắt và momen cắt 34
5.2.Tính toán lực kẹp cần thiết, chọn cơ cấu tạo lực kẹp và tính nguồn sinh lực. 34
5.2.1.Tính lực kẹp cần thiết 34
5.2.2.Chọn cơ cấu kẹp 36
5.2.3.Tính toán nguồn sinh lực kẹp 37
5.3.Tính chọn vít kẹp của cơ cấu kẹp chặt. 39
Tài liệu tham khảo. 41
PHẦN I: PHÂN TÍCH ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC VÀ YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA SẢN PHẨM.
1.1. Phân tích chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết:
Chi tiết cần lập quy trình công nghệ và gia công có dạng trục, chi tiết làm việc đỡ chi tiết khác trên máy, nên những bề mặt làm việc của máy bao gồm:
+ Các bề mặt trong của rãnh
+ Hai lỗ 10F8 đễ đỡ các đầu trục
+ Hai lỗ ren M6x1
+ Bề mặt ngoài của trục
1.2. Yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm:
Chi tiết có dạng trục và làm bằng vật liệu thép C45.
Từ những phân tích điều kiện làm việc của chi tiết, ta có những yêu cầu kỹ thuật sau:
+ Độ không cắt nhau giữa đường tâm lỗ 10 và đường tâm mặt trụ không vượt quá 0,03/100mm.
+ Độ không vuông góc giữa đường tâm lỗ 10 và mặt phẳng A không vượt quá 0,05/100mm.
+ Độ cứng HRC 3035.
+ Độ nhám bề mặt làm việc Ra = 1,25 và Ra = 2,5(hai mặt bên).
+ Độ nhám các bề mặt còn lại Rz40.
PHẦN II: ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT
Dạng sản xuất là một khái niệm cho ta hình dung về quy mô sản xuất một sản phẩm nào đó. Nó giúp việc định hướng hợp lý cách tổ chức kỹ thuật - công nghệ cũng như tổ chức toàn bộ quy trình sản xuất.
Các yếu tố đặc trưng của dạng sản xuất:
- Sản lượng.
- Tính ổn định của sản phẩm.
- Tính lặp lại của quá trình sản xuất.
- Mức độ chuyên môn hóa trong sản xuất.
Tùy theo các yếu tố trên mà người ta chia ra thành 3 dạng sản xuất;
- Đơn chiếc.
- Hàng loạt ( hàng loạt lớn, hàng loạt vừa, hàng loạt nhỏ).
- Hàng khối.
Quá trình tính toán.
Ta cần xác định số lượng chi tiết tổng cộng cần chế tạo trong 1 năm được xác định theo công thức sau:
Trong đó:
N1: Số lượng sản phẩm cần chế tạo trong 1 năm theo kế hoạch
m : Số lượng chi tiết trong sản phẩm
: Lượng sản phẩm dự phòng do sai hỏng khi tạo phôi gây ra. (Chọn =3%6%)
: Lượng sản phẩm dự trù cho hỏng hóc và phế phẩm trong quá trình gia công đó. (Chọn )
Vậy ta có: N1 = 8000 chi tiết/năm
Nên:(chi tiết/năm)
Khối lượng chi tiết được xác định theo công thức:
Q1 = V.
Trong đó: Q1 – trọng lượng chi tiết (kG).
V – thể tích của chi tiết (mm3).
– trọng lượng riêng của chi tiết, ở đây là thép nên
= 7,852 kG/dm3
Ta tính thể tích của đoạn trục:
V1 = 2
R1 = = 17,5 mm
h = 60 mm
=> V1 = 57726,76 (mm3)
Tương tự ta có:
V2 = 65x10x25 = 16250 (mm3)
V3 = 40x10x25 = 10000 (mm3)
V4 = 40x10x25 = 10000 (mm3)
V5 = R52 h5
R5 = 5 (mm) ; h5 = 10 (mm)
=> V5 = (mm3)
V6 = R62 h6
R6 = 3 (mm) ; h6 = 8 (mm)
=> V6 = (mm3)
=> V = V1 + V2 + V3 + V4 - 2V5 - 2V6 = 91953,56 (mm3) = 0,092 (dm3)
Vậy Q1 = V = 0,092 x 7,852 = 0,722384 (kG)
Từ N = 8800 (chi tiết/năm)
Q1 = 0,722384 (kG)
Tra bảng 2.6 trang 31 (hướng dẫn thiết kế đồ án CNCTM_GS.TS Trần Văn Địch), ta có dạng sản xuất là hàng loạt lớn.
PHẦN III: LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI
3.1. Chọn loại phôi:
Loại phôi được xác định theo kết cấu chi tiết, vật liệu, điều kiện kỹ thuật, dạng sản xuất và điều kiện sản xuất cụ thể của từng nhà máy, xí nghiệp, địa phương. Chọn phôi tức là tự chọn phương pháp chế tạo phôi. Ta có một số loại phôi thường dùng sau.
* Phôi thép thanh: dùng để chế tạo các loại chi tiết như con lăn, chi tiết kẹp chặt, các loại trục, xilanh, piton, bạc…
* Phôi dập: dùng chế tạo các loại chi tiết như trục răng côn, trục răng thẳng, các loại bánh răng khác, các chi tiết dạng dạng càng, trục chữ thập… các loại chi tiết này được dập trên các máy búa nằm ngang hoặc máy dập đứng.
* Phôi rèn tự do: trong sản xuất đơn chiếc và hàng loạt nhỏ, người ta thay phôi bằng phôi rèn tự do, ưu điểm là giá thành thấp.
* Phôi đúc: dùng cho các loại chi tiết như gối đỡ, các chi tiết dạng hộp, dạng càng phức tạp… vật liệu dùng cho phôi đúc là gang, thép, đồng, nhôm và các loại hợp kim khác.
Kết luận: Dựa vào những yếu tố đã được xét đến ở trên, khả năng công nghệ, điều kiện làm việc, kích thước, sản lượng… mà ta chọn phôi dập.
3.2. Phân tích lượng dư:
Lượng dư gia công được xác định hợp lý về trị số và dung sai sẽ góp phần đảm bảo hiệu quả kinh tế của quá trình công nghệ. Lượng dư quá lớn sẽ tốn nguyên vật liệu, tăng chi phí gia công. Ngược lại, lượng dư quá nhỏ sẽ không đủ hớt đi các sai lệch của phôi.
- Đối với các bề mặt phẳnggia công bằng phương pháp phay lượng dư gia công chọn theo phương pháp chế tạo phôi.
- Với các bề mặt lỗ lượng dư gia công là toàn bộ phần phôi nằm trong đường bao kích thước của lỗ.
PHẦN IV: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CHI TIẾT
4.1. Phân tích các đặc điểm về yêu cầu kỹ thuật bề mặt cần gia công :
Trong các dạng sản xuất hàng loạt lớn, qui trình công nghệ được xây dựng theo nguyên tắc phân tán hoặc tập trung nguyên công. Theo nguyên tắc phân tán nguyên công thì quy trình công nghệ được chia ra các nguyên công đơn giản có thời gian như nhau (nhịp) hoặc bội số của nhịp, ở đây một máy thực hiện một nguyên công nhất định, đồ gá được sử dụng là đồ gá chuyên dùng. Theo nguyên tắc tập trung nguyên công thì quy trình công nghệ được thực hiện trên một hoặc vài máy tự động, bán tự động. Ở đây ta chọn phương án gia công một vị trí, một dao và gia công tuần tự.
Ta kí hiệu các bề mặt cần gia công như sau:
Với các bề mặt còn lại chỉ yêu cầu Rz40 nên bằng phương pháp dập đã có thể đạt yêu cầu.
Ta có các bề mặt cần gia công là A-B-C-D-E-F-G-H-I.
* Bề mặt A, B, C, D, E, I ta dùng phương pháp phay thô sau đó phay tinh.
* Mặt F ta tiến hành khoan, doa.
* Mặt G ta dùng phương pháp khoan sau đó Taro ren.
* Mặt H ta dùng phương pháp tiện thô sau đó tiện tinh.
4.2. Trình tự các nguyên công gia công.
4.2.1. Xác định thứ tự các nguyên công.
Dựa vào chi tiết em đề xuất trình tự các nguyên công như sau:
Nguyên công 1: Khỏa 2 mặt đầu, phay rãnh (bề mặt gia công A, B, C, D, E) và khoan 2 lỗ tâm.
Nguyên công 2: Tiện toàn bộ bề mặt ngoài của giá đỡ.
Nguyên công 3: Phay 2 mặt bên của giá đỡ (bề mặt gia công I).
Nguyên công 4: Khoan và doa 2 lỗ 10.
Nguyên công 5: Khoan và taro 2 lỗ ren M6x1.
Nguyên công 6: Kiểm tra.
4.2.2. Nội dung cụ thể của từng nguyên công:
Nguyên công 1:
Khỏa 2 mặt đầu, phay rãnh và khoan 2 lỗ tâm (bề mặt gia công A, B, C, D, E).
* Sơ đồ gá đặt:
+ Bước 1: Khỏa 2 mặt đầu (thô, tinh)
+ Bước 2: Phay 3 mặt trong của rãnh (thô,tinh)
+ Bước 3: Khoan 2 lỗ tâm
- Định vị bằng khối V dài trên mặt trụ H để hạn chế 4 bậc tự do, mặt bên I định vị bằng 1 chốt tì hạn chế 1 bậc tự do, mặt thô ta định vị 1 chốt tì hạn chế 1 bậc tự do.
- Kẹp chặc từ trên xuống, chiều hướng vào mặt định vị.
- Chọn máy: Ta chọn máy chuyên dùng 6902ПM∅2, công suất 3kW, kích thước bàn máy (320x250mm). Tốc độ quay trục chính: 50÷2500 vg/phút. Số cấp tốc độ trục chính của máy là: 18 (Tra bảng 9-31 sổ tay CNCTM tập 3).
- Dao : Ta dùng dao phay mặt đầu để khỏa 2 mặt đầu, sau đó ta dùng dao phay ngón để phay các bề mặt trong của rãnh và dùng mũi khoan tâm chuyên dùng P18 để khoan 2 lỗ tâm. Dao phay làm bằng thép gió. Đường kính dao phay mặt đầu là 150mm/16 răng, dao phay ngón có đường kính 20mm/5 răng.
Nguyên công 2:
Tiện toàn bộ bề mặt ngoài của giá đỡ.
* Sơ đồ gá đặt:
- Định vị bằng 2 mũi chống tâm, hạn chế được 5 bậc tự do.
- Chọn máy: ta dùng máy tiện T6M16, công suất 4.5kw. Số cấp tốc độ: 22,4; 31,5; 45; 63; 90; 125; 180; 250; 355; 503; 710; 1000 v/ph
- Chọn dao: dao tiện làm bằng hợp kim cứng.
Nguyên công 3:
Phay 2 mặt bên của giá đỡ (bề mặt gia công I)
* Sơ đồ gá đặt:
- Định vị bằng khối V dài trên mặt trụ H để hạn chế 4 bậc tự do, định vị mặt đáy B bằng chốt tì hạn chế 1 bậc tự do. Kẹp chặt từ trên xuống, chiều hướng vào mặt định vị của khối V.
- Chọn máy: ta dùng máy phay đứng 6H12, công suất 1.7kw, bàn máy cỡ số 2 (320x1250mm).
- Dao: ta dùng dao phay đĩa, làm bằng thép gió, đường kính 150mm/16 răng.
Nguyên công 4:
Khoan và doa 2 lỗ 10 (có dùng bạc dẫn hướng)
+ Bước 1: Khoan lỗ 9.8
+ Bước 2: Doa lỗ 10.
* Sơ đồ gá đặt:
Ở đây ta dùng cách gia công các lỗ sau 1 lần định vị nên chi tiết được hạn chế 6 bậc tự do.
- Định vị bằng khối V dài hạn chế 4 bậc tự do, mặt bên hạn chế 1 bậc tự do bằng 1 chốt tì, mặt đầu được định vị bằng 1 chốt tì hạn chế 1 bậc tự do.
- Kẹp chặt từ trên xuống, chiều hướng vào mặt định vị của khối V.
- Chọn máy: Ta dùng máy khoan đứng vạn năng K125, công suất 4kw, bàn máy cỡ 375x500mm. Số cấp tốc độ : 93; 130; 185; 260; 370; 520; 730; 1030; 1450.
- Dao :
+ Ta dùng mũi khoan ruột gà bằng thép gió, đuôi trụ loại trung bình đường kính 9,8mm để khoan. Bảng 4-40[1].
+ Ta dùng mũi doa liền khối chuôi trụ đường kính 10mm. Bảng 4-49[1].
Nguyên công 5:
Khoan và taro lỗ ren 10 (có bạc dẫn hướng).
+ Bước 1: Khoan lỗ 5.
+ Bước 2: Taro lỗ ren M6x1
