THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT BỆ ĐỠ TRỤC ĐẾ MÁY, hướng dẫn thiết kế đồ gá
đồ án môn học công nghệ chế tạo máy, bài tập lớn công nghệ chế tạo máy, thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết, hướng dẫn quy trình công nghệ chế tạo máy,
THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT BỆ ĐỠ TRỤC ĐẾ MÁY, đồ án môn học công nghệ chế tạo máy, bài tập lớn công nghệ chế tạo máy, thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết
PHẦN I: PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG
- Tính năng và công dụng của chi tiết gia công:
1.1.1Tính năng và công dụng:
Theo đề bài thiết kế:
“Thiết kế quy trình công nghệ và đồ gá gia công đế máy”
- đế máy là phần lắp với bàn máy nhờ lắp ghép
- Là chi tiết dùng trong sản xuất nhằm để đỡ chi tiết máy. Để làm được việc đó, nó được thiết kế để đỡ, định vị và giữ chi tiết nhằm đảm bảo khi làm việc với sai số trong phạm vi cho phép.
Đây là một chi tiết dạng hộp , do đó nó phải tuân thủ theo quy tắc gia công của chi tiết dạng hộp
1.1.2 Điều kiện làm việc:
Trong quá trình làm việc chi tiết chuyển động bình thường.
Chi tiết làm việc trong môi trường ma sát ít, không cần bôi trơn
Để đảm bảo điều kiện làm việc cũng như chuyển động của chi tiết gia công theo đúng chức năng của nó trong thiết bị thì những bề mặt sau đây cần gia công chính xác
- Bề mặt dùng để lắp ghép
- Lỗ dùng để lắp các chi tiết định vị
Một số bề mặt cần có độ cứng phù hợp để đảm bảo tính ma sát…. Vì vậy, đế máy cần đảm bảo những yêu cầu sau:
- Kết cấu bề mặt cho phép thoát dao một cách dễ dàng
- Kết cấu phải đảm bảo độ cứng vững
- Mũi chống tâm dùng để định vị chi tiết nên cần phải có độ chính xác cao
- Kết cấu phải thuận tiện cho gia công được nhiều chi tiết nhưng vẫn đảm bảo độ chính xác
- Kết cấu phải đối xứng qua mặt phẳng qua tâm và vuông góc với đáy.
- Lỗ vuông góc với đáy để dễ gia công
- Kết cấu phải thuận lợi cho việc chọn chuẩn thô và chuẩn tinh thống nhất
1.2 Phân tích vật liệu và kết cấu chi tiết gia công:
1.2.1Vật liệu chi tiết:
Vật liệu chi tiết là gang xám GX21- 40 có thành phần hóa học như sau :
%C = 3 – 3,7 Si% = 1,2 – 2,5 %Mn = 0,25 – 1,00
%S < 0,12 % P =0,05 – 1,00
[d]bk = 210 MPa
[d]bu = 400 MPa
1.2.2 Cơ tính và độ cứng của vật liệu.
Gang xám có độ bền kéo nhỏ, độ dẻo, độ dai kém. Nhưng bù lại gang xám có ưu điểm chịu va đập, giảm chấn động, chịu mài mòn, dễ cắt gọt.
- Độ cứng HB = 170 ÷ 241 kg/mm3
- Kết cấu:
Phù hợp với gia công cơ
Chi tiết dạng hộp
1.3 Độ chính xác chi tiết gia công
1.3.1Độ chính xác về kích thước
a) Kích thước sai lệch có chỉ dẫn
Kích thước O40+0,025
Có Td = ES-EI=0.025 - 0=0.025mm=25Mm Tra bảng 1.4 trang 11 sách sổ tay dung sai của Ninh Đức Tốn ta có cấp dung sai tiêu chuẩn IT7
Tra bảng 1.14 trang 34 sách sổ tay dung sai ta chọn được sai lệch cơ bản là H ,cấp chính xác 7
Kích thước 8+0,036
Có Td = ES-EI=0.036 - 0=0.036mm=36 Mm .Tra bảng 1.4 trang 11 sách sổ tay dung sai của Ninh Đức Tốn ta có cấp cấp dung sai tiêu chuẩn IT8
Tra bảng 1.14 trang 34 sách sổ tay dung sai ta chọn được sai lệch cơ bản là H, cấp chính xác 8
..........................................................................................................................
XÁC ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI
1.1 XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT
Việc xác định quy mô và tổ chức sản xuất cho chi tiết là quan trọng cho các bước làm việc tiếp theo. Nếu xác định không đúng nó sẽ ảnh hưởng đến việc lập quy trình công nghệ theo nguyên tắc nào và đảm bảo cho sản lượng hàng năm của chi tiết hay không.
Để đảm bảo sản lượng hàng năm của đề tài giao phải xác định dạng sản xuất, từ đó làm cơ sở để ta thiết kế quy trình công nghệ và đồ gá cùng các trang thiết bị khác phù hợp nhằm giảm giá thành mà vẫn đảm bảo chất lượng và sản lượng sản phẩm. Muốn xác định quy mô và hình thức tổ chức sản xuất trước hết phải biết sản lượng hàng năm của chi tiết.
1.1.1 Sản lượng của chi tiết gia công .
Sản lượng hàng năm của chi tiết gia công được tính theo công thức :
N = N1 . m . (1+a/100) .(1+b/100)
Trong đó :
N : Số chi tiết sản xuất trong năm.
N1 : Số sản phẩm sản xuất trong một năm (theo kế hoạch của đề tài dạng sản xuất hang loạt vừa ) .ta chọn
N1 = 5000 chiếc /1 năm.
m : số chi tiết trong sản phẩm. m = 1.
a : số % chi tiết phế phẩm; thường a = 3 ¸6% lấy a = 5%.
b : số % chi tiết chế tạo dự trữ . thường b =5¸7%. Chọn b = 6%.
Thay vào công thức ta có:
N = 5000 . 1. (1 + 5/100).(1+6/100)
N = 5565 (chi tiết / 1 năm)
1.1 Xác định trọng lượng của chi tiết
Trọng lượng của chi tiết theo đề bài cho :
Q = 5 (kg)
1.2 Xác định loại phôi.
Theo yêu cầu của đề tài là chi tiết đế máy với vật liệu là gang xám GX21-40 có kết cấu không phức tạp lắm, dựa vào dạng sản xuất là sản xuất hàng loạt vừa thì loại phôi cho chi tiết này là phôi đúc là hợp lý nhất.
- Phôi đúc lượng dư phân bố đều , tiết kiệm vật liệu , độ đồng đều của phôi cao.
- Tuy nhiên phương pháp đúc này cũng có một số khuyết điểm là khó phát hiện các khuyết tật bên trong chỉ phát hiện khi gia công nên làm giảm năng suất
1.3 Xác định phương pháp chế tạo phôi
Trong ngành chế tạo máy thì tùy theo dạng sản xuất mà chi phí về phôi liệu chiếm từ 30¸60% tổng chi phí chế tạo. Phôi được xác lập hợp lý sẽ đưa lại hiệu quả kinh tế cao và khi chế tạo phải đảm bảo lượng dư gia công.
- Lượng dư quá lớn sẽ tốn nguyên vật liệu tiêu hao lao động để gia công nhiều, tốn năng lượng, dụng cụ cắt vận chuyển nặng dẫn tới giá thành tăng.
- Lượng dư quá nhỏ sẽ không đủ để hớt đi các sai lệch của phôi để biến phôi thành chi tiết hoàn thiện, làm ảnh hưởng tới các bước nguyên công và các bước gia công.
Như vậy việc xác định phương pháp tạo phôi dựa trên các cơ sở sau đây
- Kết cấu hình dáng, kích thước của chi tiết .
- Vật liệu và đặc tính vật liệu của chi tiết mà thiết kế đòi hỏi.
- Sản lượng của chi tiết hoặc dạng sản xuất.
- Hoàn cảnh và khả năng cụ thể của xí nghiệp.
- Khả năng đạt được độ chính xác và yêu cầu kĩ thuật của phương pháp tạo phôi.
Vì vậy chọn phương án tạo phôi hợp lý sẽ nâng cao tính sử dụng của chi tiết. Để xây dựng phương án tạo phôi hợp lý ta so sánh các phương án tạo phôi sau:
- Đúc trong khuôn cát
Kết cấu của chi tiết không phức tạp lắm nhưng do vật liệu là gang xám 21x40 nên ta dùng phương pháp đúc, do bề mặt làm việc không cần chính xác và ứng với sản xuất hàng loạt vừa nên ta chon phương pháp đúc trong khuôn cát. Làm khuôn bằng máy , sau khi đúc cần có nguyên công làm sạch cát và cắt bỏ bavia
Ưu điểm: Đúc được các chi tiết có kích thước và khối lượng bất kì
Đúc được những chi tiết có kết cấu bên trong phức tạp
Rẻ tiền, dùng trong sản xuất hàng loạt vừa và nhỏ
Nhược điểm: Tốn nhiều thời gian làm khuôn
Vật đúc kém chính xác
Vật đúc bị biến trắng
b) Đúc trong khuôn mẫu chảy :
Là phương pháp chế tạo khuôn bằng vật liệu dễ chảy mẫu này có thể chảy vào lòng khuôn đúc do nhiệt độ hoặc dung môi Đúc trong khuôn mẫu nóng chảy.
- Chỉ mang lại hiệu quả cao khi đúc các chi tiết có hình dạng phức tạp từ vật liệu bất kì với số lượng chi tiết trong loạt >100 chiếc
- Độ chính xác cấp 11 – 12, độ nhám Rz = 40 - 10µm
Ưu điểm: Độ bóng và độ chính xác cao
Đúc được tất cả các loại chi tiết kể cả những chi tiết có đường gân phức tạp
Nhược điểm: Giá thành đắt
Cường độ lao động cao
Chu kì sản xuất lớn
c) Đúc trong khuôn kim loại.
Độ chính xác cao nhưng giá thành quá cao thiết bị đầu tư lớn , lòng khuôn có kích thước, hình dạng, vị trí tương quan giống như phôi cần đúc
- Chủ yếu dùng để đúc kim loại và hợp kim nhôm
- Độ chính xác cấp 13 – 15, độ nhám Rz = 80µm
d) Đúc liên tục.
Thích hợp với vật đúc dài, tiết diện không đổi và có chiều dài không hạn chế, đúc các tấm kim loại thay cho cán , vật đúc không có rỗ co, rỗ khí, rỗ xỉ, ít bị thiên tích. Cơ tính vật đúc cao, năng suất cao, giá thành giảm. Vật đúc dễ bị nứt, không đúc được các vật phức tạp .
e) Đúc khuôn vỏ mỏng.
Đạt được độ bóng và chính xác cao,vật đúc ít rỗ và ít bị khuyết tật. Giảm chi phí kim loại , quá trình đúc dễ cơ khí hoá tự động hoá. Chu trình làm khuôn dài, giá thành làm khuôn cao.
- Kết luận.
- Với những yêu cầu chi tiết đã cho và những mặt kinh tế, mặt sản xuất ta chọn phương pháp đúc trong khuôn cát .
Phôi đạt cấp chính xác cấp 2 Độ nhám Ra =40 - 45 µm
................................................................................................................................................................
BIỆN LUẬN QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CƠ
1. Nguyên công I : Chuẩn bị phôi
Làm sạch phôi, kiểm tra phôi và thường hóa phôi đúng ra phải được phân ra làm 3 nguyên công khác nhau do chúng được làm tại 3 nơi khác nhau. Nhưng để đơn giản trong việc lập bảng quy trình công nghệ gia công cơ ta sắp xếp chúng thành một nguyên công.
Nguyên công này nguyên công bắt buộc trước khi bước vào việc gia công bất kỳ một sản phẩm nào. Phôi sau khi đã phá khuôn ta phải cắt bỏ các phần thừa đây là những bộ phận của hệ thống rót và các đậu hơi đậu ngót. Trong việc này ta sử dụng các loại máy như máy cắt, máy mài…
Kế đến là ta làm sạch các bề mặt của phôi nói đúng hơn là ta loại bỏ các phần xỉ bám, phần hổn hợp làm khuôn bám lại trên phôi và những hổn hợp khác. Công việc này ta dùng máy phun cát để làm tăng độ nhám bề mặt phôi.
Sau khi công việc làm sạch được hoàn thành tiếp đến là phải kiểm tra các kích thước của phôi xem phôi có đảm bảo được các kích thước gia công, bên cạnh đó ta phải kiểm tra các sai hỏng của phôi để đảm bảo các khuyết tật như : vết nứt, rỗ co, rỗ khí, lẫn tạp chất, bị biến trắng…. Ngoài ra, phôi phải đảm bảo về hình dáng và kết cấu bản vẽ. Do đó, bước này ta sử dụng thước cặp 1/10 và các máy kiểm tra khuyết tật của kim loại. Sau đó ta đem đi ủ
2. Nguyên công II : phay thô đồng thời 2 mặt A, B
Để phay được mặt A, D này ta dùng mặt D để định vị 3 bậc tự do, mặt H khử 2 bậc tự do,mặt C khử 1 bậc tự do. Từ đó đảm bảo được nguyên công của ta gia công được một cách chính xác và đảm bảo được tính kinh tế cao.
Vì đây là nguyên công thay phô với lượng dư là 2nên ta chỉ cần dùng một lát cắt để phay hết lượng dư và do đây là nguyên công phay thô nên độ nhám cũng không cao phù hợp với yêu cầu chi tiết đạt Ra6,3
Ở nguyên công này ta sử dụng máy phay 6H82 vì chi tiết làm bằng gang là vật liệu dòn. Chọn dao :
Phay đĩa 3 mặt răng D = 250,B =36, d=60
3. Nguyên công III: phay thô mặtF
Ta phải phay thô mặt F sao cho chi tiết đạt được kích thước là 93.5±0.3mm.
Để phay được mặt F này thì ta sử dụng mặt A hạn chế được 3 bậc tự do, mặt B ta khử được 2 bậc tự do,mặt C khử 1 bậc tự do. chi tiết ta đã đảm bảo được độ cứng vững tuyệt đối giúp cho thao tác định vị của người thợ một cách chính xác và đảm bảo được tính kinh tế cao cho nguyên công .
Do lượng dư của mặt F là 3.5 mm và đây là nguyên công phay thô nên ta chỉ sử dụng một lát cắt. Đảm bảo yêu cầu kích thước là 93.5±0.3 và độ nhám là Ra6.3 vì thế ở đây cũng không yêu cầu cao về tay nghề người thợ chỉ cần người thợ có bậc 3/7 là được , ta cũng chỉ dùng máy 6H82 cho đỡ phức tạp và giảm bớt tính đa dạng máy của xưởng song song với nó thì ta chọn dao phay mặt đầu D = 100, B=50, d=32, z=8 ,BK8 theo tiêu chuẩn tương tự như ở bước trên. Để đảm bảo được yêu cầu về kích thước ta phải dùng thước cặp 1/10
4. Nguyên công IV: phay thô mặtE
Ta phải phay thô mặt F sao cho chi tiết đạt được kích thước là 91±0.3mm.
Để phay được mặt F này thì ta sử dụng mặt A hạn chế được 3 bậc tự do, mặt B ta khử được 2 bậc tự do,mặt C khử 1 bậc tự do. chi tiết ta đã đảm bảo được độ cứng vững tuyệt đối giúp cho thao tác định vị của người thợ một cách chính xác và đảm bảo được tính kinh tế cao cho nguyên công .
Do lượng dư của mặt F là 3.5 mm và đây là nguyên công phay thô nên ta chỉ sử dụng một lát cắt. Đảm bảo yêu cầu kích thước là 91±0.3 và độ nhám là Ra6.3 vì thế ở đây cũng không yêu cầu cao về tay nghề người thợ chỉ cần người thợ có bậc 3/7 là được , ta cũng chỉ dùng máy 6H82 cho đỡ phức tạp và giảm bớt tính đa dạng máy của xưởng song song với nó thì ta chọn dao phay mặt đầu D = 100, B=50, d=32, z=8 ,BK8 theo tiêu chuẩn tương tự như ở bước trên. Để đảm bảo được yêu cầu về kích thước ta phải dùng thước cặp 1/10
5. Nguyên công V: Phay tinh đồng thời hai mặt A, B
Để phay được các mặt này thì cũng tương tự như bước trên ta sử dụng mặt E hạn chế được 3 bậc tự do, mặt A ta khử được 2 bậc tự do,mặt C khử 1 bậc tự do. chi tiết ta đã đảm bảo được độ cứng vững tuyệt đối .Chiều sâu lớp cắt là 1 mm dộ nhám cần đạt là Ra3,2. Phay xong kích thước đạt được là 24mm và 23mm, kiểm tra kích thước bằng thước cặp 1/20.cũng dùng dao như nguyên công II
6. Nguyên công VI: Phay tinh mặt F
Nhằm đảm bảo cho chi tiết sau khi gia công đạt được độ chính xác cao, ta tiến hành phay tinh mặt F để dùng cho lắp ghép. Sử dụng mặt A hạn chế được 3 bậc tự do, mặt B ta khử được 2 bậc tự do, mặt C khử 1 bậc tự do. .Dao tương tự nguyên công III. Chiều sâu lớp cắt là 1 mm độ nhám cần đạt là Ra3,2
7. Nguyên công VII: khoét O40, doa O40
Bước 1: Khoét thô
Để khoét được ta cũng khống chế các bậc tự do như mặt A hạn chế được 3 bậc tự do, mặt B ta khử được 2 bậc tự do, mặt G khử 1 bậc tự do. dùng mũi khoét BK8 có D=38mm và máy khoan đứng 2A135.
Bước 2: Khoét tinh
Để khoét được ta cũng khống chế các bậc tự do như ở bước 1,dùng mũi khoét BK8 có D=39.7mm và máy khoan đứng 2A135.
Bước 3: Doa
Để doa được ta cũng khống chế các bậc tự do như ở 2 bước trên,dùng mũi doa BK8 có D=39.93mm và máy khoan đứng 2A135
Bước 3: Doa
Để doa được ta cũng khống chế các bậc tự do như ở 2 bước trên,dùng mũi doa BK8 có D=40mm và máy khoan đứng 2A135
8. Nguyên công VIII: chuốt rãnh then kích thước 8
Bước 1: chuốt thô
Ở nguyên công này, chi tiết được định vị 6 bậc cụ thể là mặt phẳng E khống chế 3 bậc tự do, mặt A khống chế hai bậc tự do và lỗ 40 khống chế một bậc tự do. Chi tiết được định vị hoàn toàn .
Bước 2: chuốt tinh
Ở nguyên công này, chi tiết được định vị như bước 1. Chi tiết được định vị hoàn toàn.
9. Nguyên công IX: Phay thô rãnh
Để phay được rãnh này thì ta sử dụng mặt A hạn chế được 3 bậc tự do, mặt B ta khử được 2 bậc tự do,lỗ 40 khử 1 bậc tự do. chi tiết ta đã đảm bảo được độ cứng vững tuyệt đối giúp cho thao tác định vị của người thợ một cách chính xác và đảm bảo được tính kinh tế cao cho nguyên công .
Chi tiết được định vị và được gia công trên máy 6H12 bằng dao phay ngón mang cá BK8 có đường kính d=16
10. Nguyên công X: Khoan và tarô 2 lỗ M10
Bước 1: Khoan suốt lỗ 1
Khoan lỗ có ĐK D= 8.5mm người ta sử dụng mặt A hạn chế được 3 bậc tự do, mặt B 2 bậc tự do, mặt C hạn chế 1 bậc tự do. Chi tiết được định vị 1 cách hoàn toàn chính xác và đảm bảo được tính kinh tế cao. Dùng mũi khoan bằng thép gió P18 có D=8.5mmvà máy khoan cần 2B56
Bước 2: Khoan suốt lỗ 2
Khoan lỗ có ĐK D= 8.5mm người ta sử dụng mặt A hạn chế được 3 bậc tự do, mặt B 2 bậc tự do, mặt C hạn chế 1 bậc tự do. Chi tiết được định vị 1 cách hoàn toàn chính xác và đảm bảo được tính kinh tế cao. Dùng mũi khoan bằng thép gió P18 có D=8.5mmvà máy khoan cần 2B56
Bước 3: Tarô lỗ 1 M10
Dùng mũi taro ngắn có đuôi chuyển tiếp dùng cho ren hệ mét d=10, l=60mm
Bước 4: Tarô lỗ 2 M10
Dùng mũi taro ngắn có đuôi chuyển tiếp dùng cho ren hệ mét d=10, l=60mm
11. Nguyên công XI: Khoan và tarô 2 lỗ M10
Bước 1: Khoan suốt lỗ 1
Khoan lỗ có ĐK D= 8.5mm người ta sử dụng mặt A hạn chế được 3 bậc tự do, mặt B 2 bậc tự do, mặt C hạn chế 1 bậc tự do. Chi tiết được định vị 1 cách hoàn toàn chính xác và đảm bảo được tính kinh tế cao. Dùng mũi khoan bằng thép gió P18 có D=8.5mmvà máy khoan cần 2B56
Bước 2: Khoan suốt lỗ 2
Khoan lỗ có ĐK D= 8.5mm người ta sử dụng mặt A hạn chế được 3 bậc tự do, mặt B 2 bậc tự do, mặt C hạn chế 1 bậc tự do. Chi tiết được định vị 1 cách hoàn toàn chính xác và đảm bảo được tính kinh tế cao. Dùng mũi khoan bằng thép gió P18 có D=8.5mmvà máy khoan cần 2B56
Bước 3: Tarô lỗ 1 M10
Dùng mũi taro ngắn có đuôi chuyển tiếp dùng cho ren hệ mét d=10, l=60mm
Bước 4: Tarô lỗ 2 M10
Dùng mũi taro ngắn có đuôi chuyển tiếp dùng cho ren hệ mét d=10, l=60mm
12. Nguyên công XII: Khoan và tarô lỗ M12
Bước 1: Khoan lỗ suốt
Khoan lỗ có ĐK D= 10.2mm người ta sử dụng mặt A hạn chế được 3 bậc tự do, mặt B 2 bậc tự do, mặt C hạn chế 1 bậc tự do. Chi tiết được định vị 1 cách hoàn toàn chính xác và đảm bảo được tính kinh tế cao. Dùng mũi khoan bằng thép gió P18 có D=10.2mmvà máy khoan đứng 2A135
Bước 2: Tarô lỗ M12
Dùng mũi taro ngắn có đuôi chuyển tiếp dùng cho ren hệ mét d=12, l=70mm
13. Nguyên công XIII: Tổng kiểm tra
Kiểm tra dung sai độ song song đường tâm lỗ o 40+0.025 so với mặt A không vượt quá ±0.05mm
Kiểm tra dung sai độ vuông góc đường tâm lỗ o 40+0.025 so với mặt B không vượt quá ±0.05mm
THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT ĐẾ MÁY, đồ án môn học công nghệ chế tạo máy, bài tập lớn công nghệ chế tạo máy, thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết
