THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT ĐẾ ĐỠ SPK, 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,
MỤC LỤC
Chương I : Phân tích chi tiết gia công và xác định dạng sản xuất.
1. Phân tích chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết………………………...trang 4
2. Phân tích tính công nghệ trong kêt cấu của chi tiết ………………………….. trang 4
Chương II :Phương pháp chế tạo phôi.
1. Phương pháp tạo phôi…………………………………………………………....trang 6
2. Thiết kế bản vẽ chi tiết lồng phôi …………………………………………….….trang 7
3. Bản vẽ thiết kế khuôn đúc……………………………………….……………..…trang7
Chương III : Thiết kế quy trình công nghệ.
1. Xác định đường lối công nghệ…………………………………………….….….trang 8
2. Đề xuất phương án gia công………………………………………………...……trang 8
Chương IV : Thiết kế nguyên công.
1. Nguyên công 1……………………………………………………………….….trang 12
2. Nguyên công 2…………………………………………………………………..trang 13
3. Nguyên công 3…………………………………………………………………..trang 14
4. Nguyên công 4…………………………………………………………………..trang 15
5. Nguyên công 5…………………………………………………………………..trang 16
6. Nguyên công 6…………………………………………………………………..trang 17
7. Nguyên công 7…………………………………………………………………..trang 18
Chương V : Thời gian gia công cơ bản của các nguyên công………………………...trang 19
Chương VI : Tính lượng dư gia công………………………………………………....trang 23
Chương VII : Tính chế độ cắt gia công cơ khí
1. Chế độ cắt khi khoan………………………………………………………..…..trang 26
2. Chế độ cắt khi doa……………………………………………………………....trang 27
Chương VIII : Tính toán thiết kế đồ gá.
1. Tác dụng của việc tính toán thiết kế đồ gá……………………………………...trang 29
2. Kết cấu của đồ gá……………………………………………………………….trang 29
3. Nguyên lý hoạt động của đồ gá………………………………………………....trang 29
4. Tính toán lực kẹp khi khoan…………………………………………………….trang 29
5. Tính sai số chế tạo cho phép của đồ gá………………………………………....trang 31
Chương IX : Nghiên cứu phương pháp đo kiểm các thông số hình học.
1. Kiểm tra độ phẳng của mặt phẳng………………………………………………trang 34
2. Kiểm tra độ vuông góc của lỗ so với bề mặt định vị……………………………trang 34
3. Kiểm tra độ song song giữa hai đường tâm lỗ………………………………..…trang 35
4. Kiểm tra độ vuông góc giữa tâm lỗ và mặt đầu………………………………....trang 35
5. Kiểm tra kích thước O32 và O26 …………………………………….trang 35
Tài liệu tham khảo.
CHƯƠNG I: PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT.
1/ Phân tích chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết.
1.1_ Chức năng.
Đế đỡ là chi tiết dạng hộp, có nhiệm vụ lắp các chi tiết khác lên nó và làm tăng độ cứng vững.
1.2_ Điều kiện làm việc của chi tiết.
- Điều kiện làm việc đòi hỏi độ chính xác cao như:
+ Độ đồng tâm giữa mặt ngoài và lỗ.
+ Độ bong bề mặt.
2/ Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết.
2.1_ Yêu cầu kỹ thuật.
- Kích thước các lỗ được gia công với cấp chính xác cấp 8-7 và độ nhám bề mặt Ra = 3,2 - 0,63.
- Độ không đồng tâm giữa 2 lỗ Æ32 không quá 0,02
- Độ không vuông góc giữa mặt đầu và đường tâm lỗ không quá 0,05
2.2_ Vật liệu.
- Vật liệu dùng để chế tạo nắp vặn là gang xám 18-36.
- Thành phần của gang xám:
C 2-4% SI 1,5-3% Mn 0,5-1% P 0,1-0,5% S 0,08-0,12%.
- Gang xám được ký hiệu bằng hai chữ và hai số.
+ Số thứ nhất chỉ giới hạn bền kéo số thứ hai chỉ giới hạn bền uốn tính theo kg/mm2 .
- Đặc tính của GX 18-36.
+ Giới hạn bền kéo: =18 kg/mm .
+ Giới hạn bền uốn: =36 kg/mm
+ Giới hạn bền nén=60 kg/mm .
+ Độ cứng Brinen HB =163-229.
+ Dạng kích thước của graphít: dạng thô.
2.3_ Dạng sản xuất:
- Trong chế tạo máy người ta phân dạng sản xuất ra làm 3 dạng như sau:
+ Sản xuất đơn chiếc.
+ Sản xuất hàng loạt.
+ Sản xuất hàng khối.
- Thông số chính để xác định dạng sản xuất đó là:
+ Sản lượng hàng năm ( chiếc/năm).
+Khối lượng của chi tiết (kg).
- Sản lượng hàng năm được xác định như sau:
Trong đó:
N_số chi tiết sản xuất trong một năm (chiếc).
N1_số sản phẩm sản xuất trong một năm (N1= 80000 chi tiết).
m_số chi tiết trong một sản phẩm (m=1).
a_số phế phẩm (3¸6%).chọn a= 5%.
b_số chi tiết chế tạo dự trữ (5¸7%). Chọn b= 5%.
= 66000 (chi tiết).
- Sau khi xác định sản lượng hàng năm của chi tiết N, ta phải xác định khối lượng Q của chi tiết.
Trong đó:
V Là thể tích của chi tiết (dm3).
Khối lượng riêng của vật liệu( kg/ dm3 ).
Gang xám = (6,8-7,4) (kg/ dm3 ).
So với sản lượng 66000 chiếc/năm và khối lượng chi tiết m = 1,23.7 = 8,6 (kg).
Ta chọn dạng sản xuất hàng khối. (Theo bảng 2 trang 14 sách thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy).
................................................................................................
Chương II: XÁC ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP TẠO PHÔI.
Ta có thể chọn nhiều phương án tạo phôi như rèn, đúc, dập, hàn…nhưng với vật liệu gang xám 18- 36 ta nên chọn phương án nào có tính hiệu quả và ít tốn kém hơn.
1/ Phương pháp tạo phôi.
1.1_ Phôi rèn.
- Ưu điểm:
+ Biến dạng kim loại ở thể rắn nên khử được khuyết tật khi đúc như rỗ khí , rỗ co…
+ Tổ chức kim loại mịn chắt và ở dạng thớ nên cơ tính cao.phù hợp với những chi tiết làm việc ở tải trọng động, thay đổi.
- Nhược điểm: chỉ gia công được những chi tiết có hìnhdáng đơn giản.
1.2_Phôi đúc.
- Đúc trong khuôn cát .
+ Làm khuôn bằng tay: áp dụng cho việc đúc với dạng sản xuất đơn chiếc hay những chi tiết có kích thước lớn,độ chính xác và năng xuất phụ thuộc tay nghề thợ.
+ Làm khuôn bằng máy: áp dụng cho đúc hàng loạt vừa và hàng khối, năng xuất và độ chính xác cao.
- Đúc trong khuôn kim loại.
+ Ưu điểm:
. Chất lượng vật đúc có độ chính xác,độ đồng chất và chất lượng bề mặt tương đối cao.
. Khuôn được sử dụng nhiều lần.
.Tự động hóa các qui trình tháo, lắp, kẹp khuôn…
. Phù hợp với các dạng sản xuất hàng loạt lớn giá thành vật đúc rẻ.
+ Nhược điểm : chỉ đúc được những chi tiết có hình dáng đơn giản.
- Đúc áp lực.
+ Ưu điểm:
. Kim loại lỏng điền đầy nhanh,chất lượng vật đúc cao .
. Thích hợp với chế tạo những chi tiết thành mỏng.
+Nhược điểm: thiết bị phức tạp, chi tiết có hình dáng đơn giản và kích thước nhỏ.
- Đúc li tâm.
+ Ưu điểm:
. Không cần lõi khi đúc vật tròn xoay rỗng.
. Do tác dụng của lực li tâm nên kim loại điền đầy vào khuôn tốt.
. Tổ chức kim loại mịn chắc ,không bị rõ co, rõ khí.
+ Nhược điểm: chỉ đúc được chi tiết tròn xoay.
- Kết luận: tham khảo qua một số phương pháp tạo phôi như trên, ta trọn phương pháp đúc trong khuôn cát làm khuôn bằng máy ,mẫu kim loại.
+ Độ dốc thoát khuôn : 1
+ Bán kính góc lượn: 4,5 và 6 (mm).
+ Nhiệt độ nung khuôn 150 -250 .
+ Độ co kim loại: 1,5%.
+ Hổn hợp làm khuôn thường là cát 5% ,cát áo 60% , đất sét 5% ,mùn cưa 5%, mật mía 2% ,bột than 2%, nước…
+ Khuôn tươi độ ẩm 8% .
+ Đúc với cấp chính xác : cấp I.
+ Sử dụng búa phá đậu hơi ,đậu ngót rồi dùng máy phun cát để làm sạch bề mặt ngoại của phôi đúc.
2/ Thiết kế bản vẽ chi tiết lồng phôi.
.....................
Chương III: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
1/ Xác định đường lối công nghệ.
- Trong sản xuất hàng khối, qui trình công nghệ được xác định theo nguyên tắc phân tán nguyên công hoặc tập trung nguyên công. Theo nguyên tắc phân tán nguyên công thì qui trình công nghệ được chia ra các nguyên công đơn giản có thời gian như nhau hoặc là bội số của nhịp.
- Ở đây mỗi máy thực hiện một nguyên công nhất định, đồ gá sử dụng là đồ gá chuyên dùng.
- Theo nguyên tắc tập trung nguyên công thì qui trình công nghệ được thực hiện trên một hoặc một vài máy tự động, bán tự động.
- Khi chọn phương án gia công phải chú ý tới dạng sản xuất. Trong sản xuất hàng khối thì nên chọn phương án gia công nhiều vị trí, nhiều dao và gia công song song, còn đối với sản xuất hàng loạt nên chọn phương án gia công một vị trí, một dao và gia công tuần tự. Tuy nhiên, trong thực tế đối với một dạng sản xuất nhất định có thể kết hợp nhiều phương án gia công khác nhau. Số lượng và tuần tự các bước công nghệ phụ thuộc vào dạng phôi và độ chính xác yêu cầu. Các nguyên công cần độ chính xác cao nên tách riêng ra và áp dụng phương án gia công một vị trí, một dao và gia công tuần tự.
2/ Đề xuất phương án gia công:
- Ở đây ta đưa ra 2 phương án gia công để tiến hành xem xét và chọn ra phương án gia công tối ưu hơn để tiến hành gia công chi tiết.
..................................................................................
Chương VII: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỒ GÁ
1/ Tác dụng của việc tính toán thiết kế đồ gá
- Nâng cao năng suất và độ chính xác gia công .Vi trí của chi tiết so với máy,dao được xác định bằng các đồ định vị,không phải gà gá mất thời gian.
- Độ chính xác gia công được đảm bảo nhờ phương án chọn chuẩn ,và độ chính xác của đồ gá .
- Đồ gá giúp cho quá trình gia công các nguyên công khó một cách dễ dàng .trong một số trường hợp đồ gá còn có tác dụng mở rộng phạm vi công nghệ của máy .
- Vì vậy đồ gá có tác dụng rất quan trọng trong quá trình sản xuất của ngành chế tạo máy từ đó sẽ mang lại hiệu quả kinh tế cao .
2/ Kết cấu của đồ gá
-Thân đồ gá dược chế tạo bằng phương pháp đúc ,vật liệu thường là gang ,trên thân đồ gá có lắp các cơ cấu: chốt định vị, bạc dẫn hướng và mâm xoay.
-Ở nguyên công 6 đồ gá được đúc từ gang,sau đó qua gia công chính xác.Chi tiết được kẹp chặt bằng đai óc M12 và lực kẹp chi tiết vuông góc với mặt phẳng định vị.
-Mặt phẳng định vị 3 bậc tự do, chốt trụ ngắn định vị 2 bậc tự do và chốt tram định vị bậc tự do còn lại.
3/ Nguyên lý hoạt động của đồ gá
- Chi tiết định vị 6 bậc trên đồ gá ,sau khi gia công 3 lỗ xong ta nới lỏng đai ốc M12 rút bạc chữ C ra đồng thời xoay bạc dận hướng đi một góc 90 độ và cuối cùng là lấy chi tiết đã gia công xong ra để thay chi tiết khác vào.
4/ Tính toán lực kẹp khi khoan
- Vì khi khoan dưới tác dụng của moment xoắn M nên chi tiết có xu hướng quay xung quanh trục cùa nó.muốn cho chi tiết không bị xoay thì moment ma sát do lực hướng trục và lực kẹp gây ra phải thắng moment xoắn.
Với:
M : moment xoắn.
d : đường kính dao khoan.
a : khoảng cách từ tâm mũi khoan đến tâm chi tiết.
f: hệ số ma sát, ở đây lấy f = 0,15.
R: khoảng cách từ tâm phiến tỳ đến tâm chi tiết.
Po: lực dọc trục.
K : hệ số an toàn.
- Hệ số an toàn K:
K = K0.K1.K2.K3.K4.K5.K6 = 3,51
Ko: hệ số an toàn cho tất cả các trường hợp và Ko=1,5
K1: hệ số tính đến trường hợp tăng lực cắt khi độ bóng thay đổi. Trường hợp này không tính.
K2: hệ số tăng lực cắt khi dao mòn và K2=1,2
K3: hệ số tăng lực cắt khi gia công gián đoạn. Trường hợp này không tính.
K4: hệ số tính đến sai số của cơ cấu kẹp chặt. Và K4=1,3
K5: hệ số tính đến mức độ thuận lợi của cơ cấu kẹp, và K5=1
K6: hệ số tính đến mômen làm quay chi tiết và K6=1,5
Ta có:
M = 0,26 (KGm)
d = 8,5 (mm)
a= 36 (mm)
R = 77 (mm)
Po = 118,5 (KG)
Thay vào công thức trên, ta được:
........................................................................
5/ Tính sai số chế tạo cho phép của đồ gá:
Khi thiết kế đồ gá cần chú ý 1 số đặc điểm sau đây:
- Sai số của đồ gá ảnh hưởng đến sai số của kích thước gia công, nhưng phần lớn nó ảnh hưởng đến sai số vị trí tương quan giữa bề mặt gia công và bề mặt chuẩn.
- Nếu chi tiết gia công bằng dao định hình và dao định kích thước thì sai số của đồ gá không ảnh hưởng đến sai số kích thước và sai số hình dáng của bề mặt gia công.
- Nếu gia công bằng phiến dẫn dụng cụ thì sai số đồ gá ảnh hưởng đến khoảng cách tâm các lỗ gia công và kích thước từ mặt định vị tới tâm lỗ.
- Sai số của đồ gá phân độ ảnh hưởng đến sai số của bề mặt gia công.
- Khi phay, bào, chuốt trên các đồ gá nhiều vị trí thì độ chính xác kích thước và độ chính xác vị trí giữa bề mặt gia công và mặt chuẩn phụ thuộc vào vị trí tương quan giữa các chi tiết định vị của đồ gá.
- Độ không song song giữa mặt định vị và mặt đáy của đồ gá sẽ gây ra sai số cùng dạng giữa bề mặt gia công và mặt chuẩn.
- Sai số đồ gá tiện ngoài, tiện trong, mài ngoài, mài trong ảnh hưởng đến sai số vị trí tương quan giữa bề mặt gia công và bề mặt chuẩn của chi tiết gia công, nhưng không ảnh hưởng đến sai số hình dáng của bề mặt gia công.
- Trong sản xuất đơn chiếc và hàng loạt nhỏ, khi kích thước đạt được bằng phương pháp cắt thử thì sai số đồ gá không ảnh hưởng đến kích thước gia công kể cả sai số hình dáng, và chỉ ảnh hưởng đến vị trí tương quan giữa các bề mặt chi tiết.
- Ở đây chúng ta chỉ dùng phương pháp xác định gần đúng sai số chế tạo cho phép của đồ gá [ect] vì cho đến nay chưa có phương pháp nào đảm bảo xác định chính xác sai số chế tạo cho phép của đồ gá.
- Sai số gá đặt được tính theo công thức sau:
...............................................................
Chương IX: NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP ĐO KIỂM TRA CÁC THÔNG SỐ HÌNH HỌC.
- Trong bất kỳ quá trình sản xuất nào, nhất là quá trình sản xuất các chi tiết máy thì quá trình kiểm tra sản phẩm là quá trình bắt buộc cũng có thể coi đó là một trong những quá trình quan trọng nhất. Nhờ quá trình đo kiểm mà ta có thể biết được chi tiết có đạt đúng kích thước hay yêu cầu thiết kế đã đề hay không? Nó là kết quả cuối cùng để kiểm tra đánh giá sản phẩm. Mặt khác, trong ngành cơ khí chề tạo máy ta phải thực hiện đo kiểm cho từng bước, từng nguyên công để phát hiện những sai hỏng để kip thời khắc phục.
- Ở đây em trình bày phương pháp kiểm tra một số nguyên công như:
1/ Kiểm tra độ phẳng của mặt phẳng.
- Để kiểm tra độ phẳng của mặt phẳng ta dùng nivo hoặc bằng đồng hồ so, hoặc bằng những bàn rà trên đó có bôi lớp sơn đỏ để áp vào bề mặt cần kiểm tra. Độ phẳng được đánh giá bằng số vết sơn trên một đơn vị diện tích.
2/ Kiểm tra độ vuông góc của tâm lỗ so với bề mặt định vị.
1_ Trục kiểm tra
2_ Đồng hồ so.
3_ Đế.
- Nguyên lý làm việc: giá đo gắn đồng hồ so gắn vuông góc với mặt phẳng định vị (như hình vẽ). Khi đo ta dịch chuyển đồng hồ so từ trên xuống dưới khi đó độ lệch của đồng hồ chính là độ không vuông góc giữa tâm lỗ so với bề mặt định vị.
.............................................................
1_ Đồng hồ so.
2_ Trục kiểm tra.
-Nguyên lý làm việc: dụng cụ dùng để kiểm tra được lắp vào chi tiết như hình vẽ. Khi ta xoay trục kiểm tra thì khi đó kim đồng hồ so sẽ bị lệch một khoảng so với vị trí ban đầu. Đó chính là độ không vuông góc giữa tâm lỗ và mặt đầu.
5/ Kiểm tra kích thước O32 và O26 .
-Vì cả hai kích thước trên đều có sai số đạt đến phần ngàn nên ta phải dùng panme để đo kiểm là chính xác nhất.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] - Trần Văn Địch
Thiết kế ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY ; nxb KHKT 2000
[2] – Hồ Viết Bình – Nguyễn Ngọc Đào
CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY ; ĐHSPKT 2000
[3] – Nguyễn Ngọc Đào – Hồ Viết Bình
CHẾ ĐỘ CẮT GIA CÔNG CƠ KHÍ ; nxb Đà Nẵng 2001
[4] – Nguyễn Đắc Lộc – Lê Văn Tiến
Sổ tay CNCTM tập 1,2 ; nxb KHKT 2001
[5] – Hồ Viết Bình – Lê Đăng Hoành – Nguyễn Ngọc Đào
ĐỒ GÁ GIA CÔNG CƠ KHÍ ; nxb Đà Nẵng 2000
[6] – Trần Văn Địch
SỔ TAY VÀ ATLAS ĐỒ GÁ ; nxb KHKT 2000
[7] – Các sách giáo khoa về CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY
[8] – Nguyễn Ngọc Đào – Hồ Viết Bình – Phan Minh Thanh
CƠ SỞ CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY ; ĐHSPKT 2002
[9] – Trần Văn Địch
SỔ TAY DỤNG CỤ CẮT VÀ DỤNG CỤ PHỤ; nxb KHKT 2007
