ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GIA CÔNG CHI TIẾT TRỤ NỐI HAI BẬCTRƯỜNG QUÂN SỰ
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN
CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY
Họ và tên: Hoàng Mạnh Thái Lớp: Vũ khí B Khoá: K234
1. Tên đề tài: Thiết kế qui trình công nghệ gia công chi tiết “Trụ nối hai bậc”
2. Các số liệu ban đầu:
- Bản vẽ chi tiết số : 114
- Trang thiết bị công nghệ : Tự chọn
- Dạng sản xuất : Hàng loạt
3. Nội dung bản thuyết minh :
Lời nói đầu
PHẦN I : PHÂN TÍCH SẢN PHẨM VÀ CHỌN PHÔI
- Phân tích kết cấu yêu cầu kỹ thuật.
- 1.2. Phân tích tính công nghệ của sản phẩm.
- 1.3. Phân tích vật liệu và chọn phôi .
PHẦN II : THIẾT KẾ QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ
- 2.1. Xác định đường lối công nghệ.
- 2.2. Thiết kế tiến trình công nghệ.
- 2.3. Thiết kế nguyên công.
- 2.4. Xác địnhlượng dư gia công cho các bề mặt.
- 2.5. Xác định chế độ cắt cho các bề mặt.
PHẦN III : TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ ĐỒ GÁ
- 3.1. Thiết kế đồ gá cho nguyên công khoan.
- 3.2. Nguyên lý làm việc của đồ gá.
Kết luận
Tài liệu tham khảo
4. Bản vẽ :
- 01 Bản vẽ chi tiết đã điều chỉnh (khổ A3).
- 01 bản vẽ chi tiết lồng phôi (khổ A3).
- 01 bản vẽ nguyên công (khổ A0).
- 01 bản vẽ lắp đồ gá (khổ A2).
5. Tài liệu khác :
- 01 Tập phiếu công nghệ.
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN 1
MỤC LỤC 2
LỜI NÓI ĐẦU 3
PHẦN I : PHÂN TÍCH SẢN PHẨM VÀ CHỌN PHÔI 4
- 1.1. Phân tích kết cấu yêu cầu kỹ thuật. 4
- 1.2. Phân tích tính công nghệ của sản phẩm. 5
- 1.3. Phân tích vật liệu và chọn phôi . 6
PHẦN II :THIẾT KẾ QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ 11
- 2.1. Xác định đường lối công nghệ. 11
- 2.2. Thiết kế tiến trình công nghệ. 11
- 2.3. Thiết kế nguyên công. 13
- 2.4. Xác định lượng dư gia công cho các bề mặt. 23
- 2.5. Xác định chế độ cắt cho các bề mặt. 27
PHẦN III : TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ ĐỒ GÁ 29
- 3.1. Thiết kế đồ gá cho nguyên công khoan. 29
- 3.2. Nguyên lý làm việc của đồ gá. 32
KẾT LUẬN 34
TÀI LIỆU THAM KHẢO 35
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 và sản xuất cơ khí nói riêng. Ta biết rằng càng ngày ngành cơ khí càng phát triển và được chú trọng, thêm vào đó với sự phát triển mạnh của khoa học kỹ thuật nhất là trong các ngành cơ khí chế tạo máy đòi hỏi sản phẩm tạo ra phải có chất lượng tốt, giá thành rẻ, đáp ứng nhu cầu thị yếu của khách hàng. Vì vậy đòi hỏi người kỹ sư cơ khí và cán bộ kỹ thuật phải có kiến thức một cách toàn diện, độc lập, sáng tạo, 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.
Đồ án công nghệ chế tạo máy không nằm ngoài mục đích như vậy. Làm đồ án công nghệ chế tạo máy là một dịp để học viên củng cố lại kiến thức một cách toàn diện và làm quen với các quy trình công nghệ, là cơ sở cho các ý tưởng thiết kế sau này đồng thời phát huy tinh thần độc lập sáng tạo, phương pháp làm việc khoa học.
Trong đồ án trình bày thiết kế quy trình gia công chi tiết “TRỤ NỐI HAI BẬC” với các nội dung sau:
- 01 bản vẽ A0 trình bày các nguyên công.
- 01 bản vẽ A2 thể hiện đồ gá cho nguyên công khoan.
- 01 bản vẽ A3 thể hiện bản vẽ chi tiết.
- 01 bản vẽ A3 thể hiện bản vẽ lồng phôi.
- 01 bản vẽ A3 thể hiện bản vẽ lồng phôi.
- 01 bản thuyết minh A4.
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy trong bộ môn CHẾ TẠO MÁY mà trực tiếp là thầy giáo Nguyễn Văn Hoài đã tận tình chỉ bảo, hướng dẫn, giúp đỡ để đồ án của tôi được hoàn thành đúng tiến độ và công việc được giao với chất lượng đảm bảo. Mặc dù đã rất cố gắng tuy nhiên do thời gian và khả năng còn nhiều hạn chế nên đồ án chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót, rất mong được sự đóng góp ý kiến, chỉ bảo, sửa sai của các thầy giáo và các bạn.
PHẦN I : PHÂN TÍCH SẢN PHẨM VÀ CHỌN PHÔI
1.1.Phân tích kết cấu yêu cầu kỹ thuật:
- Chi tiết"Trụ nối hai bậc "là chi tiết dạng trục rỗng dùng để nối hai trục .Quá trình làm việc chi tiết chịu uốn, nén (Hoặc kéo ), xoắn, cắt, va đập, ma sát, mài mòn ...Tải trọng tác dụng có thể là tải trọng tĩnh hoặc tải trọng động (Thuộc loại trung bình ). Hình thức gia tải có thể là từ từ hoặc tăng đột ngột. Môi trường làm việc như là khí quyển, nước, dầu bôi trơn hoặc các môi trường khác. Do đó chi tiết bị phá huỷ có thể do bền hoặc do mỏi .
- Chi tiết có kích thước khuôn khổ :
- Chiều dài : 140 mm.
- Chiều rộng : 150 mm.
- Chiều cao : 150 mm.
Chi tiết thuộc loại nhỏ, trọng lượng trung bình.
- Kết cấu của chi tiết gồm 3 khối cơ bản :
+ Khối trụ F 96 có cấp chính xác IT8, cấp độ nhám bề mặt Ra = 1,25 (Cấp 7 )
+ Khối trụ F 110 có cấp chính xác IT8, cấp độ nhám bề mặt Ra =1,25 (Cấp 7 )
+ Khối trụ F 166 gia công 4 mặt tạo thành 4 mặt vuông kích thước 150 mm .
Ngoài ra chi tiết còn có 1 lỗ xuyên dọc chi tiết F 40 có cấp chính xác IT7 và cấp độ nhám bề mặt Ra = 0,63 (Cấp 8). Đồng thời có 4 lỗ ren M16 vuông góc với nhau .
- Các bề mặt làm việc chủ yếu :
- Mặt trụ F 96
- Mặt trụ F 110
- Mặt lỗ F 40
- Mặt đầu F110 ...
- Mặt trụ F 96 và F 110 có cấp chính xác IT8 và cấp độ nhám bề mặt Ra = 1,25 là yêu cầu hoàn toàn hợp lý bởi vì chúng còn phải lắp ghép với các chi tiết khác.
- Lỗ F 40 có yêu cầu cấp chính xác IT7 và cấp độ nhám bề mặt Ra = 0,63 (Cấp 8 ) là yêu cầu khá cao (Cao nhất của chi tiết ) nhưng hoàn toàn hợp lý nhằm đảm bảo lắp ghép chính xác cũng như độ kín khít, độ đồng tâm của 2 chi tiết lắp ghép (Chi tiết được lắp ghép có độ dôi ) đồng thời giảm sức bền mỏi cũng như khả năng chịu tải trọng va đập và tăng khả năng chịu tải của chi tiết.
- Cấp độ nhám bề mặt các bề mặt còn lại là Rz = 20 (Cấp 4 ) là yêu cầu hơi cao vì các bề mặt đó đều là các bề mặt không làm việc yêu cầu như vậy sẽ tăng chi phí gia công cắt gọt làm tăng giá thành sản phẩm . Tuy nhiên để nâng cao tính thẩm mỹ và khả năng chịu lực của chi tiết yêu cầu này có thể chấp nhận được.
- Dung sai độ trụ (Dung sai hình dáng ) của cổ trục F110 là 0,04 mm là yêu cầu hợp lý nhằm hạn chế sự tập trung tải trọng trên bề mặt lắp ghép .
- Dung sai độ đồng tâm (Dung sai vị trí ) của 2 cổ trục F110 và F96 là 0,01 mm là yêu cầu khá cao nhưng hoàn toàn hợp lý nhằm hạn chế khả năng mất cân bằng của bản thân chi tiết cũng như các chi tiết khác lắp trên đó.
- Dung sai độ vuông góc (Dung sai hướng) của các bề mặt của mặt trụ vuông 150 mm là 0,05 mm là yêu cầu hợp lý nhằm đảm bảo lắp ghép với các chi tiết khác cũng như tăng độ bền của ren và bulông lắp trên nó.
- Dạng sản xuất của chi tiết là loạt vừa.
- Trang thiết bị sản xuất tuỳ chọn.
- Yêu cầu độ cứng : 45 ... 50 HRC . Để đạt được độ cứng đó ta tiến hành nhiệt luyện bằng phương pháp hoá nhiệt luyện (Tôi và ram cao ).
Sở dĩ phải tiến hành nhiệt luyện bởi vì nhằm đảm bảo cơ tính của chi tiết phù hợp với điều kiện làm việc, mà trong các phương pháp nhiệt luyện thì phương pháp hoá nhiệt luyện là phương pháp đảm bảo đồng thời cơ tính tổng hợp và tính công nghệ cao nhất .
1.2. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của sản phẩm:
- Chi tiết chiều dài lớn nhất là 140 mm và chiều cao lớn nhất là 150 mm và lỗ F40 mm do đó chi tiết có độ cứng vững cao.
- Chi tiết có yêu cầu độ đồng tâm cao ( 0,01 mm ), để giải quyết vấn đề đó ta sử dụng chuẩn tinh thống nhất là mặt trụ trong F40 mm để gia công các mặt trụ ngoài khác.
- Chi tiết có dạng trục bậc (Bậc lớn ở giữa, 2 bậc nhỏ 2 bên) nhằm đảm bảo điều kiện lắp ghép đồng thời phù hợp với điều kiện phân bố tải trọng dọc trục để giảm tối đa đường kính trục nhưng vẫn đảm bảo điều kiện bền và làm việc tin cậy.Tuy nhiên do kết cấu trục là trục bậc sẽ gây tập trung ứng suất làm giảm độ bền của chi tiết. Để làm giảm tập trung ứng suất ta làm các rãnh thoát dao và các góc lượn chuyển tiếp.
- Các rãnh thoát dao của chi tiết nhằm giảm tập trung ứng suất trên trục đồng thời để bảo vệ đá mài không bị mẻ khi gia công mài trục . Hình dáng, kích thước các rãnh thoát dao hoàn toàn giống nhau để thuận tiện trong quá trình gia công, giảm số lượng dao, tăng hiệu quả kinh tế.
- Các mặt đầu và mặt bên có ba via, cạnh sắc không làm các rãnh tròn mà thay bằng mặt vát( 3 x 45 0) bởi vì khi đó gia công thuận tiện hơn, kinh tế hơn so với làm rãnh tròn ( Vì phải có dao định hình ). Đồng thời hình dáng, kích thước các mặt vát hoàn toàn giống nhau để thuận tiện trong quá trình gia công, giảm số lượng dao, tăng hiệu quả kinh tế.
- Theo yêu cầu kỹ thuật tất cả các góc nếu không vát lấy R =3 mm khi đó ta sử dụng dao tiện định hình có R=3mm ở hai bên để gia công đồng thời hai góc lượn của rãnh.Các góc lượn có kích thước giống nhau để giảm số lượng dao, tăng hiệu quả kinh tế.
- Chi tiết có kích thước chiều dài các bậc hoàn toàn giống nhau 40 mm do đó có thể thực hiện gia công đồng thời nhiều dao cùng lúc, giảm hành trình chạy dao và thời gian gia công, tăng năng suất.
- Chi tiết dạng trục bậc có lỗ độ dày nhỏ nhất là 28 mm do đó đảm bảo chi tiết không bị biến dạng khi gia công và nhiệt luyện.
- Chi tiết có yêu cầu độ vuông góc giữa các bề mặt là 0,05 mm do đó ta sử dụng đồ gá chuyên dùng có đầu phân độ.
- Để gia công 4 lỗ ren M16 trước hết ta khoan mồi sau đó tarô . Để đảm bảo khoan lỗ vuông góc với đường tâm và tarô không bị nghiêng khi gia công (Làm gãy dao và giảm độ chính xác ) ta sử dụng đồ gá chuyên dùng và hạn chế bằng 6 bậc tư do.
1.3. Phân tích vật liệu và chọn phôi:
1.3.1. Phân tích vật liệu:
- Chọn vật liệu chế tạo phôi người ta thường căn cứ vào :
- Dạng sản xuất .
- Điều kiện làm việc của chi tiết .
- Tính công nghệ của chi tiết .
- Tính chất cơ lý của chi tiết .
- Giá thành của sản phẩm .
Nhằm mục đích chi tiết đảm bảo chất lượng và giá thành rẻ nhất .
- Yêu cầu vật liệu phải có :
- Cơ tính tổng hợp (Giới hạn bền, giới hạn mỏi, độ dẻo, độ dai, tính mài mòn )
- Tính công nghệ tốt (Tính cắt gọt, tính gia công áp lực, tính hàn )
- Do đặc điểm làm việc của chi tiết trong điều kiện chịu tải trọng tĩnh và tải trọng va đập trung bình nên chi tiết phải đảm bảo độ bền và độ dai. Do đó có thể sử dụng loại thép hoá tốt (Thuộc thép kết cấu \ thép hợp kim ). Để lựa chọn vật liệu ta xem xét đặc điểm một vài nhóm thép hoá tốt có thể dùng làm vật liệu chế tạo chi tiết :
vNhóm thép các bon ( Thuộc thép hoá tốt ) :
- Rẻ.
- Tính công nghệ tốt .
- Độ thấm tôi thấp do đó độ cứng không đồng đều.
- Cơ tính không cao.
- Ứng dụng chế tạo chi tiết chịu tải trọng không lớn: trục truyền, trục khuỷu động cơ
- Điển hình : C45.
vNhóm thép Crôm :
- Cơ tính tổng hợp cao.
- Tính chống ram tốt do đó giảm ứng suất dư bên trong .
- Độ bền, giá thành, độ thấm tôi cao hơn một chút so vối nhóm thép các bon .
- Tính công nghệ kém hơn nhóm thép các bon .
- Ứng dụng chế tạo chi tiết có tốc độ, áp suất riêng và chịu tải trọng trung bình: trục, bánh răng, hộp giảm tốc ...
- Điển hình : 40Cr ( Tốt nhất trong nhóm này ).
vNhóm thép Crôm – Măng gan và Crôm – Măng gan – Silic :
- Tương đối rẻ (Đắt hơn nhóm thép Crôm một chút ) .
- Cơ tính khá cao .
- Tính công nghệ tốt .
- Ứng dụng chế tạo chi tiết chịu tải trọng tương đối cao: các trục, các kết cấu chịu lực ...
- Điển hình : 30CrMnSi .
|
Mác thép |
C (%) |
Si (%) |
Mn (%) |
Cr (%) |
Ni (%) |
S(%) |
|
40 Cr |
0.37 - 0.44 |
0.17 - 0.37 |
0.50 - 0.80 |
0.80 -1.10 |
£ 0.25 |
£ 0.004 |
|
C 45 |
0.42 - 0.49 |
0.17 - 0.37 |
0.50 - 0.80 |
£ 0.25 |
£ 0.25 |
£ 0.004 |
|
30CrMnSi |
0.28 - 0.35 |
0.90 - 1.20 |
0.80 - 1.10 |
0.80 - 1.10 |
£ 0.25 |
£ 0.035 |
Thành phần hoá học một số mác thép hoá tốt
- Kết luận :
+ Có thể thay thế vật liệu 40Cr bằng vật liệu thuộc nhóm thép các bon \ thép hoá tốt sẽ rẻ hơn có tính công nghệ tốt hơn nhưng chịu tải trọng nhỏ hơn một chút ( Ví dụ : C40 hoặc C45 ).
+ Có thể thay thế vật liệu 40Cr bằng vật liệu thuộc nhóm thép Crôm – Mănggan vàCrôm – Mănggan –Silic \ thép hoá tốt tuy đắt hơn một chút nhưng có cơ tính và tính công nghệ tốt hơn chịu được tải trọng lớn hơn ( Ví dụ : 30CrMnSi ).
1.3.2. Chọn phôi:
- Để chế tạo chi tiết “ Trụ nối hai bậc ’’ có thể sử dụng các loại phôi chủ yếu sau :
- Phôi thanh .
- Phôi đúc (Đúc trong khuôn cát và đúc trong khuôn kim loại ) .
- Phôi cán ống (Phôi cán hình) .
- Phôi rèn tự do .
- Phôi dập .
Sau đây ta xem xét đặc điểm từng loại phôi .
1.3.2.1. Phôi thanh:
-Ưu điểm :
- Không cần phải chi phí gia công chế tạo phôi .
- Phù hợp chi tiết dạng trục trơn .
- Chế tạo chi tiết nhanh .
- Nhược điểm :
- Hệ số sử dụng kim loại thấp .
- Quy trình công nghệ gia công chi tiết dài do đó tổn hao (Máy, dao, nguyên công) làm tăng chi phí sản xuất .
- Chất lượng sản phẩm thấp .
- Áp dụng :
Thường chế tạo chi tiết dạng trục trơn hoặc trục bậc chênh lệch ít .
Dạng sản xuất thường dùng : đơn chiếc hoặc hàng loạt nhỏ .
1.3.2.2. Phôi đúc (Đúc trong khuôn cát và đúc trong khuôn kim loại ):
a) Phôi đúc trong khuôn cát :
- Ưu điểm :
- Có thể chế tạo phôi có hình dạng gần giống chi tiết .
- Quá trình công nghệ đơn giản .
- Trang thiết bị đơn giản, vốn đầu tư ít .
- Nhược điểm :
- Tốn kim loại bởi hệ thống rót, đậu ngót đậu hơi .
- Sản phẩm có nhiều khuyết tật, chất lượng bề mặt, cơ tính thấp, lượng dư gia công lớn .
- Độ chính xác của phôi thấp .
- Hệ số sử dụng kim loại trung bình .
- Áp dụng :
Thường áp dụng trong sản xuất đơn chiếc .
b)Phôi đúc trong khuôn kim loại :
- Ưu điểm :
- Sản phẩm có chất lượng bề mặt, cơ tính cao, lượng dư gia công ít .
- Độ chính xác cao .
- Hệ số sử dụng kim loại cao .
- Năng suất cao .
- Nhược điểm :
- Chế tạo khuôn phức tạp .
- Giá thành cao .
- Áp dụng :
Thường áp dụng trong sản xuất hàng loạt và hàng khối .
1.3.2.3. Phôi cán ống (Phôi cán hình ) :
- Ưu điểm :
- Phôi có hình dạng gần giống chi tiết .
- Hệ số sử dụng kim loại cao .
- Sản phẩm có chất lượng bề mặt, cơ tính cao, lượng dư gia công ít .
- Năng suất cao .
- Thuận tiện trong quá trình cơ khí hoá và tự động hoá .
- Nhược điểm :
- Đòi hỏi đầu tư máy móc làm kinh phí đầu tư lớn .
-Áp dụng :
Thường áp dụng trong sản xuất hàng loạt .
1.3.2.4. Phôi rèn tự do :
- Ưu điểm :
- Phương pháp đơn giản .
- Sản phẩm có cơ tính tốt (Tốt hơn đúc ) .
- Hệ số sử dụng kim loại trung bình .
- Nhược điểm :
- Lao động nặng nhọc .
- Chất lượng sản phẩm phụ thuộc nhiều vào thể lực và trình độ công nhân .
- Độ chính xác kích thước và chất lượng bề mặt thấp .
- Năng suất thấp .
- Áp dụng :
Thường áp dụng trong sản xuất đơn chiếc và trong sửa chữa .
1.3.2.5. Phôi dâp:
- Ưu điểm :
- Năng suất cao .
- Phôi có hình dạng gần giống chi tiết .
- Sản phẩm có chất lượng bề mặt, cơ tính cao, lượng dư gia công ít .
- Hệ số sử dụng kim loại cao .
- Thao tác đơn giản quy trình công nghệ ít .
- Thuận tiện trong quá trình cơ khí hoá và tự động hoá .
- Nhược điểm :
Chi phí đầu tư khuôn và máy lớn .
- Áp dụng :
Thường áp dụng trong sản xuất hàng loạt và hàng khối .
-Chọn phôi người ta thường căn cứ vào:
- Vật liệu và cơ tính vật liệu của chi tiết mà thiết kế đòi hỏi .
- Kích thước, hình dáng, kết kấu của chi tiết .
- Dạng sản xuất và sản lượng của chi tiết .
- Khả năng đạt độ chính xác và yêu cầu kỹ thuật của các phương pháp chế tạo phôi
- Hoàn cảnh cụ thể của nhà máy .
- Yêu cầu khi chọn phôi:
- Lượng dư gia công nhỏ nhất .
- Có hình dạng gần giống chi tiết để giảm các nguyên công gia công trên máy .
- Có hình dạng đơn giản, phù hợp với điều kiện trang bị công nghệ .
- Rẻ tiền .
Nhằm mục đích: đạt chất lượng tốt và giá thành rẻ nhất .
- Nhận xét :
+ Vật liệu của chi tiết là 40Cr nó có tính đúc kém, chất lượng đúc không cao do đó không nên sử dụng phôi đúc trong khuôn cát .
+ Kết cấu của chi tiết dạng bậc lớn và có lỗ lớn, đồng thời chi tiết dạng nhỏ kết kấu đơn giản nên không sử dụng phôi thanh .
+ Điều kiện làm việc chịu tải trọng va đập tải trọng động trung bình do đó chi tiết phải có cơ tính đảm bảo nên không sử dụng phôi đúc trong khuôn cát.
+ Dạng sản xuất của chi tiết là loạt vừa nên không sử dụng phôi rèn tự do, phôi đúc trong khuôn cát, phôi thanh .
Vì vậy có thể sử dụng phôi dập, phôi cán hình và phôi đúc trong khuôn kim loại
Căn cứ vào điều kiện làm việc, vật liệu, cơ tính và dạng sản xuất của chi tiết ta chọn phôi dập. Phương pháp chế tạo phôi là dập trong khuôn hở.
vChế tạo phôi :
- Vì chi tiết đòi hỏi phải gia công cắt gọt do đó sau khi dập nóng phải tiến hành nhiệt luyện sơ bộ để cải thiện tính cắt gọt của phôi .
- Sau khi dập nóng phôi thường được mang đi ủ (Thường ủ hoàn toàn ), thường hoá hoặc ram cao.
- Quy trình công nghệ chế tạo phôi thường là :
- Tính toán kích thước, trọng lượng, chuẩn bị phôi .
- Nung phôi .
- Dập nóng .
- Cắt ba via và lớp chưa thấu .
- Nắn phôi .
- Làm sạch, tinh chỉnh, nhiệt luyện sơ bộ .
- Kiểm tra, đóng gói .
-Thông thường phôi được gia công theo sơ đồ như sau :
Phôi ® Dập nóng ® Nhiệt luyện sơ bộ® Gia công thô ® Gia công tinh® Nhiệt luyện kết thúc® Gia công tinh .
|
Mác thép |
Điểm tới hạn Ac1 ,Ac3, Ms |
Ủ (hoặc ram cao)
|
Thường hoá |
|||
|
Nhiệt độ °C |
Làm nguội |
Độ cứng HB |
Nhiệt độ °C |
Độ cứng HB |
||
|
40 Cr |
743 - 782 |
820 - 840 |
Lò |
£ 207 |
830 - 880 |
£ 250 |
Công nghệ nhiệt luyện phôi thép hoá tốt(nhiệt luyện sơ bộ)
|
Mác thép |
Tôi |
Ram |
Cơ tính |
||||||
|
Nhiệt độ °C |
Nguội |
Nhiệt độ °C |
Nguội |
sb Mpa |
sch Mpa |
d % |
Y % |
ak % |
|
|
Cr 40 |
830-860 850 |
Nước
Dầu |
400-600 500 |
Nước hoặc dầu |
³ 980 |
³ 784 |
³ 9 |
³ 45 |
³ 59 |
Công nghệ nhiệt luyện thép hoá tốt(nhiệt luyện kết thúc)
PHẦN 2:THIẾT KẾ QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ
2.1. Xác định đường lối công nghệ :
-Ta biết rằng số lượng các nguyên công phụ thuộc vào phương pháp thiết kế các nguyên công .
- Trong thực tế có 2 phương pháp thiết kế các nguyên công phụ thuộc vào trình độ phát triển sản xuất của ngành chế tạo máy, đó là phương pháp tập trung nguyên công và phân tán nguyên công .
- Trong đồ án ta sử dụng phương pháp tập trung nguyên công kết hợp phương pháp phân tán nguyên công (Bố trí nhiều bước công nghệ trong một nguyên công kết hợp bố trí ít bước công nghệ trong một nguyên công). Bởi vì áp dụng phương pháp này tạo điều kiện tăng năng suất lao động, rút ngắn chu kỳ sản xuất, giảm chi phí điều hành và lập kế hoạch sản xuất cũng như phù hợp với điều kiện sản xuất thực tế ở nước ta .Tuy nhiên áp dung phương pháp này cần chú ý tính toán phân chia số máy, số người, cũng như khả năng làm việc của máy và tay nghề của công nhân một cách hợp lý.
2.2. Thiết kế tiến trình công nghệ:
- Khi thiết kế quy trình công nghệ ta phải lập thứ tự các nguyên công sao cho chu kỳ gia công hoàn chỉnh một chi tiết là ngắn nhất, góp phần hạn chế chi phí gia công, đảm bảo hiệu quả nhất .Trong đó mỗi nguyên công được thưc hiện theo một nguyên lý ứng với một phương pháp gia công thích hợp với kết cấu của chi tiết. Khi xác định các phương pháp gia công cho các bề mặt thường căn cứ vào các đặc điểm sau :
- Khả năng tạo hình của các phương pháp gia công .
- Vị trí các bề mặt trên chi tiết gia công, tránh va đập khi cắt .
- Kích thước bề mặt gia công, kích thước tổng thể của chi tiết gia công và phạm vi gá đặt phôi trên máy thực hiện phương pháp gia công .
- Độ chính xác có thể đạt được của phương pháp gia công .
- Điều kiện sản xuất thực tế ở đơn vị .
- Phương pháp gia công các bề mặt như sau :
vGia công các bề mặt trụ F96 , F110 :
+ Các phương pháp gia công chủ yếu : tiện, mài ...
+ Yêu cầu kỹ thuật : cấp chính xác IT8, cấp độ nhám bề mặt Ra = 1.25 và sau nhiệt luyện cấp chính xác tăng 1 cấp còn cấp độ nhám bề mặt giảm 1 đến 2 cấp .
+ Chọn các bước gia công :
Tiện thô ® Tiện tinh ®Nhiệt luyện ® Mài tinh (Mài tròn ngoài ) .
vGia công lỗ F40 :
+ Các phương pháp gia công chủ yếu : tiện, khoan, khoét, doa, chuốt, mài ...
+ Yêu cầu kỹ thuật : cấp chính xác IT7, cấp độ nhám bề mặt Ra = 0.63 và sau nhiệt luyện cấp chính xác tăng 1 cấp còn cấp độ nhám bề mặt giảm 1 đến 2 cấp .
+Chọn các bước gia công :
Khoét tinh ® Doa tinh ®Nhiệt luyện ® Mài tinh (Mài tròn trong) .
vGia công 4 mặt phẳng 150 mm:
+Các phương pháp gia công chủ yếu : tiện, phay, bào, mài ...
+Yêu cầu kỹ thuật : cấp chính xác IT14, cấp độ nhám bề mặt Rz = 20 và sau nhiệt luyện cấp chính xác tăng 1 cấp còn cấp độ nhám bề mặt giảm 1 đến 2 cấp.
+Chọn các bước gia công :
Tiện thô ® Tiện tinh ( F166 )®Phay thô ®Phay tinh ® Nhiệt luyện .
vGia công mặt đầu F96, F110 :
+ Các phương pháp gia công chủ yếu: tiện, bào, xọc, mài ...
+ Yêu cầu kỹ thuật: cấp chính xác IT14, cấp độ nhám bề mặt Ra = 1.25(Mặt đầu F110 ), Rz = 20 (Mặt đầu F96 ) và sau nhiệt luyện cấp chính xác tăng 1 cấp còn cấp độ nhám bề mặt giảm 1 đến 2 cấp .
+ Chọn các bước gia công :
Mặt đầu F110 : Tiện thô ® Tiện tinh ®Nhiệt luyện ® Mài mặt phẳng.
Mặt đầu F96 : Tiện thô ® Tiện tinh ®Nhiệt luyện .
vGia công các rãnh :
+ Các phương pháp gia công chủ yếu : tiện, phay, mài ...
+ Yêu cầu kỹ thuật : cấp chính xác IT14, cấp độ nhám bề mặt Rz = 20 và sau nhiệt luyện cấp chính xác tăng 1 cấp còn cấp độ nhám bề mặt giảm 1 đến 2 cấp .
+ Chọn các bước gia công :
Tiện thô ® Tiện tinh ® Nhiệt luyện .
vGia công các ren lỗ M16:
+ Các phương pháp gia công cắt ren trong chủ yếu : tiện, ta rô, phay ...
+ Yêu cầu kỹ thuật : cấp chính xác IT14, cấp độ nhám bề mặt Rz = 20 và sau nhiệt luyện cấp chính xác tăng 1 cấp còn cấp độ nhám bề mặt giảm 1 đến 2 cấp .
+ Chọn các bước gia công :
Khoan mồi ® Ta rô ® Nhiệt luyện .
- Cấu trúc các nguyên công :
vNguyên công 1 : Tiện mặt trụ và mặt đầu .
vNguyên công 2 : Tiện mặt trụ và mặt đầu .
vNguyên công 3 : Gia công lỗ .
vNguyên công 4 : Tiện tinh mặt trụ ngoài .
vNguyên công 5 : Phay 4 mặt phẳng .
vNguyên công 6 : Khoan và ta rô lỗ ren M16 .
vNguyên công 7 : Nhiệt luyện .
vNguyên công 8 : Mài mặt trụ .
vNguyên công 9 : Mài lỗ .
vNguyên công 10 : Mài mặt đầu .
2.3.Thiết kế nguyên công:
2.3.1 Nguyên công 1: TIỆN MẶT TRỤ NGOÀI VÀ MẶT ĐẦU
a) Đồ gá :
Mâm cặp 3chấu.
b)Định vị :
- Định vị mặt trụ F96 bởi mặt trụ của mâm cặp 3chấu – Hạn chế 2 bậc tự do .
- Định vị mặt đầu F166 bởi mặt đầu của mâm cặp 3chấu – Hạn chế 3 bậc tự do .
c)Kẹp chặt :
- Phôi được kẹp chặt bằng lực kẹp của mâm cặp 3 chấu .
d)Thiết bị công nghệ :
- Máy tiện ren vít vạn năng 1A616 (Bảng P6.1 - [ 2 ] ) .
- Công suất động cơ chính 4 KW .
e) Dụng cụ :
v Dụng cụ đo : thước cặp 1/20, thước dài, bộ lấy dấu...
v Dụng cụ cắt :
- Dao tiện mặt đầu :
- Chọn dao tiện mặt đầu thân cong (Bảng 4.6 - [ 3.1 ] ) .
- Kích thước dao : H * B = 25 *16 .
- Thông số hình học phần cắt : ử * ử1 * L *n * l *r = 900 *100 *140 *6* 20 *1 .
- Tuổi bền của dao: T = 60 ph .
· Vật liệu phần cắt T15K6 , vật liệu phần thân dao C45 .
- Dao tiện mặt ngoài F110, F166 và vát mép :
- Chọn dao tiện phải đầu cong (Bảng 4.4 - [ 3.1 ] ) .
- Kích thước dao : H * B = 25 *16 .
- Thông số hình học phần cắt : ử * ử1 * L *n * l *r = 450 *450 *140 *8* 14 *1.
- Tuổi bền của dao: T = 60 ph .
· Vật liệu phần cắt T15K10 , vật liệu phần thân dao C45 .
- Dao tiện rãnh thô :
- Chọn dao tiện cắt đứt (Bảng 4.10 - [ 3.1 ] ) .
- Kích thước dao : H * B = 25 *16 .
- Thông số hình học phần cắt : ử * ử1 * L * a * r = 900 * 00 * 60 *5* 0.2 .
- Tuổi bền của dao: T = 60 ph .
· Vật liệu phần cắt P18, vật liệu phần thân dao C45.
- Dao tiện rãnh tinh :
- Chọn dao tiện tinh rộng bản (Bảng 4.22 - [ 3.1 ] ) .
- Kích thước dao : H * B = 25 *16 .
- Thông số hình học phần cắt : ử * ử1 * L = 900 *00 *100 .
- Tuổi bền của dao: T =60 ph .
· Vật liệu phần cắt T15K10, vật liệu phần thân dao C45.
f) Số lượng và trình tự các bước công nghệ :
- Số lần gá : 1
- Các bước :
- Bước 1: Tiện thô mặt đầu F110 .
- Bước 2: Tiện tinh mặt đầu F110 .
- Bước 3: Tiện thô mặt trụ F110 .
- Bước 4: Tiện thô mặt trụ F166 .
- Bước 5: Vát 2 mép .
- Bước 6: Tiện thô rãnh .
- Bước 7: Tiện tinh rãnh .
g) Sơ đồ gia công :
Như hình vẽ .
2.3.1. Nguyên công 2: TIỆN MẶT TRỤ NGOÀI VÀ MẶT ĐẦU
a)Đồ gá :
Mâm cặp 3chấu .
b)Định vị :
- Định vị mặt trụ F110 bởi mặt trụ của mâm cặp 3chấu – Hạn chế 2 bậc tự do .
- Định vị mặt đầu F110 bởi mặt đầu của mâm cặp 3chấu – Hạn chế 3 bậc tự do .
c)Kẹp chặt :
Phôi được kẹp chặt bằng lực kẹp của mâm cặp 3 chấu .
d)Thiết bị công nghệ :
- Máy tiện ren vít vạn năng 1A616 (Bảng P6.1 - [ 2 ] ) .
- Công suất động cơ chính 4 KW .
e) Dụng cụ :
v Dụng cụ đo : thước cặp 1/20, thước dài, bộ lấy dấu...
v Dụng cụ cắt :
- Dao tiện mặt đầu : tương tự nguyên công 1.
- Dao tiện mặt trụ F96 và vát mép: tương tự nguyên công 1.
- Dao tiện rãnh thô : tương tự nguyên công 1.
- Dao tiện rãnh tinh : tương tự nguyên công 1.
f)Số lượng và trình tự các bước công nghệ :
- Số lần gá : 1
- Các bước :
- Bước 1: Tiện thô rãnh .
- Bước 2: Tiện tinh tinh rãnh .
- Bước 3: Tiện thô mặt đầu F96 .
- Bước 4: Tiện tinh măt đầu F96 .
- Bước 5: Tiện tinh măt trụ F96 .
- Bước 5: Vát 2 mép .
g) Sơ đồ gia công :
Như hình vẽ
2.3.3.Nguyên công 3: GIA CÔNG LỖ
a)Đồ gá :
Mâm cặp 3 chấu .
b)Định vị :
- Định vị mặt trụ F96 bởi mặt trụ của mâm cặp 3chấu – Hạn chế 2 bậc tự do .
- Định vị mặt đầu F96 bởi mặt đầu của mâm cặp 3chấu – Hạn chế 3 bậc tự do .
c)Kẹp chặt :
Phôi được kẹp chặt bằng lực kẹp của mâm cặp 3 chấu .
d)Thiết bị công nghệ :
- Máy tiện ren vít vạn năng 1A616 (Bảng P6.1 - [ 2 ] ) .
- Công suất động cơ chính 4 KW .
e) Dụng cụ :
v Dụng cụ đo : Pan me đo trong, thước cặp, đồng hồ so ...
v Dụng cụ cắt :
- Mũi khoét :
- Chọn mũi khoét ghép từ các mảnh HKC (Bảng 4.47 - [ 3.1 ] ) .
- Kích thước dao : D * L * l = 38.92 * 280 * 180 .
- Thông số hình học của dao : ử * ử1 * ự * f * ỏ = 00 *100 *150 *100* 1.5 .
- Tuổi bền của dao: T = 50 ph (Bảng 5.30 - [ 3.1 ] ) .
· Vật liệu phần cắt T15K6 .
- Mũi doa :
- Chọn mũi doa liền khối, chuôi côn (Bảng 4.49 - [ 3.1 ] ) .
- Kích thước dao: D * L* l = 40 *300 * 50 .
- Tuổi bền của dao: T = 70 ph (Bảng 5.30 - [ 3.1 ] ).
· Vật liệu phần cắt T15K6 .
f) Số lượng và trình tự các bước công nghệ :
- Số lần gá : 1
- Các bước :
- Bước 1: Khoét lỗ F40 .
- Bước 2: Doa lỗ F110 .
g)Sơ đồ gia công :
Như hình vẽ .
2.3.4. Nguyên công 4: TIỆN TINH MẶT TRỤ NGOÀI
a)Đồ gá :
Trục gá đàn hồi .
b)Định vị :
- Định vị mặt trụ trong F40 bởi đường kính ngoài của đĩa đàn hồi – Hạn chế 2 bậc tự do .
- Định vị mặt đầu F110 bởi đĩa tựa của trục gá đàn hồi– Hạn chế 3 bậc tự do.
c)Kẹp chặt :
Phôi được kẹp chặt bằng lực kẹp của đĩa kẹp của trục gá đàn hồi .
d)Thiết bị công nghệ :
- Máy tiện ren vít vạn năng 1A616 (Bảng P6.1 - [ 2 ] ) .
- Công suất động cơ chính 4 KW .
e)Dụng cụ :
v Dụng cụ đo : Pan me, bộ lấy dấu, đồng hồ so ...
v Dụng cụ cắt :
- Dao tiện mặt ngoài và vát mép :
- Chọn dao tiện phải đầu thẳng (Bảng 4.5 - [ 3.1 ] ) .
- Kích thước dao : H * B = 25 *16 .
- Thông số hình học phần cắt: ử *ử1*L* l*m *c *r = 450 *100 *140 *50*9*8* 1.
- Tuổi bền của dao: T = 80 ph .
· Vật liệu phần cắt T15K6 , vật liệu phần thân dao C45 .
f) Số lượng và trình tự các bước công nghệ :
- Số lần gá : 1
- Các bước :
- Bước 1: Tiện tinh măt trụ F96 .
- Bước 2: Tiện tinh măt trụ F166 .
- Bước 3: Tiện tinh măt trụ F110 .
g)Sơ đồ gia công :
Như hình vẽ .
2.3.5 Nguyên công 5: PHAY 4 MẶT PHẲNG
a)Đồ gá :
Đồ gá chuyên dùng có đầu phân độ .
b)Định vị :
- Định vị mặt trụ trong F40 bởi mặt trụ trong của trục gá – Hạn chế 2 bậc tự do .
- Định vị mặt đầu F96 bởi mặt đầu của trục gá – Hạn chế 3 bậc tự do .
- Định vị mặt phẳng bằng chốt tỳ – Hạn chế 1 bậc tự do .
c)Kẹp chặt :
Phôi được kẹp chặt bằng lực kẹp của bu lông vào đai ốc.
d)Thiết bị công nghệ :
- Máy phay đứng vạn năng 6H82 (Bảng P6.1 - [ 2 ] ) .
- Công suấtđộng cơ chính 1.7 KW .
e)Dụng cụ :
v Dụng cụ đo : thước cặp 1/20, bộ lấy dấu, thước đo góc ...
v Dụng cụ cắt :
- Dao phay mặt đầu :
- Chọn dao phay mặt đầu răng chắp có gắn mảnh HKC (Bảng 4.94 - [ 3.1 ] ) .
- Kích thước dao : D * B* d *Z = 100 *39 * 32 * 10 .
- Tuổi bền của dao: T = 120 ph .
· Vật liệu phần cắt T15K6 .
f)Số lượng và trình tự các bước công nghệ :
- Số lần gá : 4
- Lần gá 1 : Các bước :
- Bước 1: Phay thô mặt 1 .
- Bước 2: Phay tinh mặt 1 .
- Lần gá 2 : Các bước :
- Bước 3: Phay thô mặt 2 .
- Bước 4: Phay tinh mặt 2 .
- Lần gá 3 : Các bước :
- Bước 5: Phay thô mặt 3 .
- Bước 6: Phay tinh mặt 3 .
- Lần gá 4 : Các bước :
- Bước 7: Phay thô mặt 4 .
- Bước 8: Phay tinh mặt 4 .
g)Sơ đồ gia công :
Như hình vẽ .
2.3.6. Nguyên công 6: KHOAN VÀ TA RÔ 4 LỖ REN M16
a)Đồ gá :
Đồ gá chuyên dùng.
b)Định vị :
- Định vị mặt trụ trong F40 bởi mặt trụ trong của chốt trụ ngắn – Hạn chế 2 bậc tự do .
- Định vị mặt đầu F96 bởi mặt đầu của chốt trụ – Hạn chế 3 bậc tự do .
- Định vị mặt phẳng bằng chốt tỳ – Hạn chế 1 bậc tự do (Chống xoay).
c)Kẹp chặt :
Phôi được kẹp chặt bằng lực kẹp của bu lông và đai ốc .
d)Thiết bị công nghệ :
- Máy khoan đứng 2H125 (Bảng P6.2 - [ 2 ] ) .
- Công suất động cơ chính 2.2 KW
e) Dụng cụ :
v Dụng cụ đo : Bộ lấy dấu ...
v Dụng cụ cắt :
- Mũi khoan :
- Chọn mũi khoan ruột gà đuôi trụ (Bảng 4.41 - [ 3.1 ] )
- Kích thước dao : L * l= 160 *108 .
- Thông số hình học phần cắt : 2ử * ứ * ỏ = 118o *10o *12o *6 .
- Tuổi bền của dao: T = 45 ph (Bảng 5.30 - [ 3.1 ] ) .
· Vật liệu phần cắt P18 (Mài 1 lưỡi cắt ) .
- Ta rô :
- Chọn dao ta rô ngắn có đuôi chuyển tiếp dùng cho ren hệ mét, bước lớn .
- Bước ren : p =2 .
- Kích thước dao : L * l * l1 *d1 * l3 * d3 = 102 * 132 *12 *11.2 * 20 *11.
· Vật liệu phần cắt P18 .
f)Số lượng và trình tự các bước công nghệ :
- Số lần gá : 4
- Lần gá 1 : Lỗ thứ nhất .
Các bước :
- Bước 1: Khoan lỗ 1.
- Bước 2: Ta rô lỗ 1 .
- Lần gá 2 : Lỗ thứ hai.
Các bước :
- Bước 3: Khoan lỗ 2.
- Bước 4: Ta rô lỗ 2.
- Lần gá 3 : Lỗ thứ ba.
Các bước :
- Bước 3: Khoan lỗ 3 .
- Bước 4: Ta rô lỗ 3 .
- Lần gá 4: Lỗ thứ tư.
Các bước :
- Bước 3: Khoan lỗ 4 .
- Bước 4: Ta rô lỗ 4 .
g)Sơ đồ gia công :
Như hình vẽ .
