THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT ĐỠ TRỤC CAO THẮNG
PHẦN BẢN VẼ:
- Bản vẽ chi tiết gia in trên tập thuyết minh
- Bản vẽ chi tiết lồng phôi khổ giấy A3.
- Bản vẽ sơ đồ nguyên lý khổ giấy A3.
- 01 bản vẽ kết cấu nguyên công khổ giấy A0.
- 01 bản vẽ đồ gá khổ giấy A0 .
- PHẦN THUYẾT MINH:
- Phân tích chi tiết gia công
- Chọn phôi, phương pháp chế tạo phôi và xác định lượng dư gia công.
- Lập bảng quy trình công nghệ gia công cơ
- Biện luận qui trình công nghệ.
- Thiết kế đồ gá.
- Kết luận về quá trình công nghệ
.....................
MỤC LỤC
CHƯƠNG 1 : PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG
1.1.Phân tích công dụng và điều kiện làm việc của CTGC ............................. 1
1.2. Phân tích vật liệu chế tạo CTGC............................................................... 1
1.3. Phân tích kết cấu, hình dạng chi tiết gia công. ......................................... 1
1.4. Phân tích độ chính xác gia công ............................................................... 2
1.4.1. Độ chính xác về kích thước................................................................ 2
1.4.2. Độ chính xác về hình dáng hình học và vị trí tương quan.................. 3
1.4.3. Chất lượng bề mặt ............................................................................. 3
1.4.4 Yêu cầu về cơ lý tính .......................................................................... 4
1.5. Xác định sản lượng năm ............................................................................ 4
CHƯƠNG 2: CHỌN PHÔI, PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI VÀ XÁC
ĐỊNH LƯỢNG DƯ GIA CÔNG ....................................................................... 5
2.1 Các loại phôi............................................................................................... 5
2.2. Chọn phôi................................................................................................... 6
2.3. Phương pháp chế tạo phôi......................................................................... 7
2.3.1.Đúc trong khuôn cát ........................................................................... 7
2.3.2.Đúc trong khuôn kim loại ................................................................... 7
2.3.3 Xác định lượng dư .............................................................................. 9
2.4. Tính hệ số sử dụng vật liệu ...................................................................... 10
CHƯƠNG 3: LẬP QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ.............................................. 12
3.1. Mục đích .................................................................................................. 12
3.2. Nội dung................................................................................................... 12
CHƯƠNG 4 : BIỆN LUẬN QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ............................... 25
4.1. Nguyên công I: chuẩn bị phôi ................................................................. 25
4.2. Nguyên công II: Phay thô mặt đáy .......................................................... 26
4.3. Nguyên công III: Phay 2 mặt bên ∅60 .................................................... 29
4.4. Nguyên công IV: khoan khoét doa Ø30 mm............................................ 32
4.5. Nguyên công V: Phay thô rãnh 24 .......................................................... 37
4.6. Nguyên công VI: Phay bán tinh rãnh 24 ................................................. 40
4.7. Nguyên công VII: Phay thô rãnh 63........................................................ 42
4.8. Nguyên công VIII: Phay bán tinh rãnh 63 .............................................. 44
4.9. Nguyên công IX: Phay bán tinh mặt đáy................................................. 48
4.10. Nguyên công X: khoan 4 lỗ Ø10 mm..................................................... 51
4.11. Nguyên công XI: Tổng kiểm tra ............................................................ 54
CHƯƠNG V: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỒ GÁ .................................... 55
5.1. Tính toán thiết kế đồ gá nguyên công III phay mặt bên ∅60 ............... 56
5.2. Tính toán Thiết kế đồ gá nguyên công V khoan khoét doa Ø30: ......... 61
5.3. Tính toán Thiết kế đồ gá nguyên công VII phay rãnh 63 .................... 66
CHƯƠNG VI :KẾT LUẬN ............................................................................. 78
TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................. 79
CHƯƠNG 1 : PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG
1.1. Phân tích công dụng và điều kiện làm việc của CTGC Công dụng:
- Đế trục làm nhiệm vụ đỡ trục của máy và xác định vị trí của trục trong không
gian nhằm thực hiện nhiệm vụ động học nào đó. Đế trục còn làm nhiệm vụ của ổ trượt.
Điều kiện làm việc:
- Trên đỡ trục có nhiều bề mặt cần gia công với độ chính xác khác nhau. Bề mặt làm việc quan trọng là 2 lỗ Ꝋ30.
- Chi tiết làm việc trong điều kiện rung động và thay đổi.
1.2. Phân tích vật liệu chế tạo CTGC.
Gang xám là vật liệu có độ bền cao ít chịu va đập, đồng thời có nhiệt độ nóng chảy thấp và không đòi hỏi khắc khe về tạp chất, gang còn có tính đúc tốt khả năng tắt âm cao .Hơn nữa gang xám dễ gia công và giá thành rẻ. Nên rất phù hợp để chọn làm vật liệu cho chi tiết càng xoay này.
Theo TCVN gang xám có ký hiệu là : GX. Thành phần của gang xám gồm:
+ ( 2,5 ÷ 3,5)% C.
+ ( 1,5 ÷ 3,0)% Si.
+ ( 0,5 ÷ 1,0)% Mn.
+ ( 0,1 ÷ 0,2)% P.
+ ( 0,1 ÷ 0,12)% S.
Với các tính chất nêu trên gang xám là phù hợp nhất.
Theo điều kiện làm việc của chi tiết dạng càng ta sử dụng gang xám có ký hiệu: GX15-32 có giới hạn bền kéo là 15kg/mm2, có giới hạn bền uốn là 32kg/mm2.
1.3. Phân tích kết cấu, hình dạng chi tiết gia công.
Đế trục là chi tiết dạng hộp , có hình dáng và kết cấu tương đối phức tạp. Bề mặt làm việc chính của chi tiết là lỗ Ꝋ30 nên trong quá trình gia công các bề mặt này thì phải cần có độ chính xác cao. Do vậy việc thiết kế đồ gá để gia công các mặt này cũng gặp không ít khó khăn.
Còn lại các bề mặt khác, rãnh dài, lỗ khoan không đòi hỏi độ chính xác cao nên việc chọn
đường lối gia công cũng như phương pháp gia công các bề mặt này tương đối đơn giản
1.4. Phân tích độ chính xác gia công
1.4.1. Độ chính xác về kích thước
1.4.1.1. Đối với các kích thước có chỉ dẫn dung sai
Kích thước 90 đạt CCX12
Tra bảng 1.4 trang 4 sách BTDSLG Kích thước danh nghĩa DN =90 mm Sai lệch trên: +0 mm
Sai lệch dưới:-0,35mm
Dung sai kích thước ITd = 0,35mm
Kích thước 90 đạt CCX10
Tra bảng 1.4 trang 4 sách BTDSLG Kích thước danh nghĩa DN = 90mm Sai lệch trên: +0 mm
Sailệchdưới:-0,14mm
Dung sai kích thước ITd = 0,14 mm
Kích thước 63đạtCCX10
Tra bảng 1.4 trang 4 sách BTDSLG Kích thước danh nghĩa DN = 30 mm Sai lệch trên: +0,12 mm
Sailệchdưới:0mm
Dung sai kích thước ITD = 0,12 mm
Kích thước 24 đạt CCX10
Tra bảng 1.4 trang 4 sách BTDSLG Kích thước danh nghĩa DN = 24 mm Sai lệch trên: +0,084 mm
Dung sai kích thước ITD = 0,084 mm
Kích thước 45 đạt CCX10
Trabảng1.4trang4sáchBTDSLGKíchthướcdanhnghĩaDN =45mmSai lệchtrên: +0,1mm
Sai lệch dưới: 0 mm
Dung sai kích thước ITD = 0,1mm
Kích thước Ꝋ30 đạt CCX7
Tra bảng 1.4 trang 4 sách BTDSLG Kích thước danh nghĩa DN = Ꝋ30 mm Sai lệch trên: +0,021 mm
Sai lệch dưới: 0 mm
Dung sai kích thước TD = 0,021 mm
Miền dung sai H7
Kích thước 67.5 đạt CCX8
Tra bảng 1.4 trang 4 sách BTDSLG Kích thước danh nghĩa DN = 67.5 mm Sai lệch trên: 0 mm
Sai lệch dưới: -0,046 mm
Dung sai kích thước ITd = 0,046 mm
Miền dung sai H8
1.4.1.2. Đối với các kích thước không chỉ dẫn dung sai
- Các kích thước giới hạn bởi 1 mặt có gia công và 1 mặt không gia công có CCX14: 15,7.5,12.5.
- Các kích thước giới hạn bởi 2 mặt không gia công có CCX16: 75,111,R3
1.4.2. Độ chính xác về hình dáng hình học và vị trí tương quan.
- Độ song song, giữa mặt B so với tâm A không vượt quá 0,05mm
- Dung sai độ đồng trục của mặt D so với mặt C không vượt quá 0.025mm.
-Theo tiêu chuẩn TCNV2511-95, để đánh giá độ nhám bề mặt người ta sử dụng 2 tiêu chuẩn sau:
Ra: sai lệch trung bình số hình học profin. Rz: Chiều cao mấp mô profin theo 10 điểm.
Trong thực tế thiết kế, việc chọn chỉ tiêu nào (Ra hay Rz) là tuỳ thuộc vào chất lượng yêu cầu
và đặc tính kết cấu cuả bề mặt. Chỉ tiêu Ra được sử dụng phổ biến nhất vì nó cho phép đánh giá
chính xác hơn và thuận lợi hơn những bề mặt có độ nhám trung bình. Tuy nhiên, đối với những bề mặt có độ nhám quá nhỏ hoặc quá thô thì nên dùng Rz vì nó sẽ cho ta khả năng đánh giá
chínhxáchơnsovớiRa.Giảithíchcáckýhiệu:
Bề mặt lỗ Ø30: Ra 0.63
Mặt B, rãnh 24, rãnh 63 có độ nhám: Rz 20
Hai mặt bên có độ nhám: RZ40
Các mặt còn lại có độ nhám: Rz80
1.4.4. Yêu cầu về cơ lý tính
Do điều kiện làm việc nên chi tiết không có yêu cầu về độ cứng, nhiệt luyện.
1.5. Xác định sản lượng năm
Dùng phần mềm 3D Solidworks 2016 tính:
V=0,429 dm3
Khối luợng riêng của gang: 7 – 7,4 KG/dm3
KLCT: 3.5 KG
Tra bảng 1.2 sách CNCTM1 : dạng sản xuất hàng loạt vừa .
Sản lượng hằng năm khoảng 500 – 5000 chi tiết.
CHƯƠNG 2: CHỌN PHÔI, PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI
VÀ XÁC ĐỊNH LƯỢNG DƯ GIA CÔNG
2.1 Các loại phôi
Trong chế tạo cơ khí người ta thường dùng 3 loại phôi chủ yếu là phôi cán, phôi rèn, phôi
đúc, ngoài ra người ta cũng dùng phôi hàn trong một số trường hợp đặc biệt.
2.1.1 Phôi cán
Là sản phẩm của nhà máy luyện kim liên hợp để chế tạo trực tiếp chi tiết bằng phương pháp
gia công có phôi trên các máy cắt kim loại.
Phôi cán nóng là phôi vừa cán ở nhà máy luyện lim lien hợp ra, chưa được bóc vỏ đen bên
ngoài, loại phôi này có độ chính xác kích thước thấp, phôi đến Ꝋ50mm thì độ chính xác đường
kính chỉ đạt cấp 12, nếu từ Ꝋ50-130 độ chính xác đường kính đạt cấp 13 và lớn hơn Ꝋ130 đạt
độ chính xác thấp hơn cấp 13. Do đó để nâng độ chính xác của phôi cán nóng cần phải them
bước thứ hai.
Phôi cán hiệu chuẩn là phôi cán nóng sau khi đã bóc đi lớp vỏ đen bên ngoài do đó loại phôi
này có độ chính xác cao hơn. Nếu đường kính phôi đến Ꝋ100mm thì độ chính xác đạt tới cấp 7
và độ trơn nhẵn bề mặt đạt tới cấp 8. Loại phôi này thường dùng để gia công trên máy tự động. Phôi cán hiệu chuẩn có thể có những hình dạng khác nhau như tròn vuông lục giác, tam giác và
thậm chí có cả những tiết diện định hình. Đối với những chi tiết máy có độ chính xác không
cao, người ta có thể lấy trực tiếp từ phôi cán hiệu chuẩn không cần gia công cơ khí.
2.1.2 Phôi rèn
Khởi phẩm của phôi rèn là những thỏi thép đúc hay là phôi cán, so với phôi cán thì phôi rèn
có kết cấu bền chặt hơn, do đó đối với những trục quan trọng như trục chính của máy cắt kim loại, trục khuỷu các loại động cơ đốt trong người ta thường dung phôi rèn, khi ấy nếu dung phôi
cán thường chi phí gia công có thể nhỏ hơn nhiều.
2.1.2.1 Rèn tự do
Là phương pháp rèn đơn giản thực hiện trên các loại máy búa như búa hơi, búa lò xo, búa
vạn… Trọng lượng vật rèn có thể từ rất nhỏ đến nặng hang trăm tấn, ưu điểm chủ yếu của
phương rèn tự do là không cần những thiết bị phụ nhưng khuyết điểm độ chính xác kích thước thấp, cho nên nó chỉ dung nhìu trong sản xuất riêng lẻ và dung rèn những vật lớn.
2.1.2.2 Rèn khuôn
vật rèn được nung lên đến nhiệt độ biến dạng tốt nhất sau đó cho vào khuôn và rèn trên các loại
máy búa, đối với vật rèn có hình dáng phức tạp người ta có thể rèn qua nhiều khuôn từ đơn giản
đến phức tạp và cuối cùng là khuôn có hình dáng tương ứng với hình dáng vật rèn. So với rèn
tự do thì rèn khuôn có độ chính xác và năng suất cao hơn, do đó được dung rộng rãi trong sản xuất hang loại trở lên.
2.1.3 Phôi đúc
Trong các máy móc hiện đại chi tiết làm từ phôi đúc chiếm trọng lượng từ 35-65% trọng
lượng toàn máy. Tùy theo công dụng hình dạng và kích thước của chi tiết mà người ta dung các
phương pháp đúc khác nhau.
2.2. Chọn phôi
Vật liệu chế tạo chi tiết là gang xám GX 15-32.
Dạng sản xuất hàng loạt vừa.
Hình dáng hình học của chi tiết khá phức tạp.
Do các loại phôi như: phôi cán, phôi rèn, phôi dập…không phù hợp. Nên ta chọn phôi đúc là
thích hợp nhất.
Do đó ta chọn phôi đúc ,vật liệu GX 15-32.
Do các loại phôi như: phôi cán, phôi rèn, phôi dập…không phù hợp. Nên ta chọn phôi đúc
là thích hợp nhất.
Phôi đúc: Việc chế tạo bằng phương pháp đúc được sử dụng rộng rãi hiện nay vì phôi đúc
có hình dạng kết cấu phức tạp và có thể đạt được kích thước từ nhỏ đến lớn mà các phương pháp khác như rèn, dập khó đạt được.
Cơ tính và độ chính xác của phôi đúc tùy thuộc vào phương pháp đúc và kỹ thuật làm khuôn. Tùy theo tính chất sản xuất, vật liệu của chi tiết đúc, trình độ kỹ thuật để chọn các phương pháp đúc khác nhau.
Tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết đút được biểu hiện bằng các điều kiện tạo hình, rót kim loại dể dàng, tính đông cứng, tạo vết nứt… các yếu tố : góc nghiêng, chiều dày chi tiết
đúc, các kích thước tương quan v,v… ảnh hưởng tới các nguyên công cơ bản cuả quá trình công nghệ đúc.
Mọi loại vật liệu như gang, thép, hợp kim màu, vật liệu phi kim khi nấu chảy lỏng đều đúc được. Giá thành sản xuất đúc nói chung hạ hơn so với các dạng sản xuất khác.
Kết luận: Dựa vào các tính chất của các loại phôi trên và với CTGC là dạng hộp, có kết cấu
phức tạp, với dạng sản xuất hàng loạt vừa, vật liệu là gang xám (GX 15-32), ta thấy phôi đúc là
phù hợp.
2.3. Phương pháp chế tạo phôi
Để chọn phương pháp chế tạo phôi ta dựa vào các yếu tố sau:
Hình dạng kích thước của chi tiết máy.
Sản lượng hoặc dạng sản xuất.
Điều kiện sản xuất của xí nghiệp.
2.3.1.Đúc trong khuôn cát
- Đúc mẫu gổ làm khuôn bằng tay: phương pháp này có độ chính xác kích thước thấp, vì quá trình làm khuôn, có sự xê dịch của mẩu trong chất làm khuôn và sai số chế tạo mẫu. năng xuất thấp, vì quá trình thực hiện bằng tay. Do đó nó chỉ dùng trong sản xuất đơn chiếc hoặc đúc những chi tiết có trọng lượng lơn như máy, thân máy của các máy cắt gọt kim loại.
- Đúc mẫu gổ làm khuôn bằng máy: phương pháp này có năng xuất và độ chính xác cao hơn phương pháp trên, vì đảm bảo sự đồng nhất của khuôn, giảm sai số do quá trình làm khuôn gây ra. Muốn khuôn ép sát, người ta có thể dùng đầm hơi hay dùng phương pháp rung động để dầm khuôn. Phương pháp này dùng trong sản xuất hàng loạt nhỏ vơi trọng lượng chi tiết không lớn lắm, sai số chủ yếu do mẫu gây ra.
- Đúc mẫu kim loại làm khuôn bằng máy: phương pháp này có năng xuất và độ chính xác cao
hơn các phương pháp trên, vì đảm bảo sự đồng nhất của khuôn, giảm sai số do quá trình làm
khuôn gây ra. Người ta dùng đầm hơi hoặc dùng phương pháp rung động để dầm khuôn. Phương
pháp này dùng trong xuất hàng loạt vừa trở lên.
Tùy theo các phương pháp đúc khác nhau mà vật đúc có thể đạt được những cấp chính xác
khác nhâu, theo tiêu chuẩn liên xô TOCT 855-55 và 2009-55 vật đúc được chia làm 3 cấp chính xác:
Vật đúc cấp chính xác III thường đạt được trong điều kiện sản xuất đơn chiếc, độ
chính xác của nó tương ứng với cấp chính xác 14 đối với kích thước <500mm và
tương đương cấp chính xác 15-16 đối với vật đúc có kích thước > 500mm.
Vật đúc cấp chính xác II thường đạt được trong điều kiện sản xuất hàng loạt vừa, nó
tương ứng với cấp chính xác 13-14 đối với vật đúc có kích thước <500mm và tương
đương cấp chính xác 14-15 đối với vật đúc có kích thước > 500mm.
Vật đúc cấp chính xác I đạt được trong điều kiện sản xuất hàng loạt lớn và sản xuất hàng khối, nó tương đương với cấp chính xác 12.
2.3.2.Đúc trong khuôn kim loại
- Sản phẩm đúc có có kích thước chính xác, cơ tính cao. Phương pháp này sản xuất
cho hàng loạt lớn và hàng khối. Vật đúc có khối lượng nhỏ khoảng 12 kg, hình dạng vật đúc không phức tạp và không có thành mỏng.
Đúc khuôn kim loại hay còn gọi là đúc khuôn vĩnh cửu (permanent casting) là phương pháp
đúc mà như tên gọi – khuôn làm bằng kim loại giống như đúc áp lực. Do tuổi thọ của khuôn dùng
được lâu, nhiều lần nên còn gọi là khuôn vĩnh cửu. Đúc khuôn kim loại phù hợp với các vật đúc
lớn hơn so với đúc áp lực, khoảng 10kg, tất nhiên đặc biệt có thể cao hơn, 20kg thậm chí là 50kg,
và đi kèm là giá thành sẽ cao hơn.
Đúc khuôn kim loại, lực để đẩy kim loại vào trong khuôn chính là trọng lực của kim loại lỏng, với yếu tố khuôn kim loại nên sẽ có tốc độ nguội nhanh. Do vậy, đúc khuôn kim loại cho ta sản phẩm có cơ tính rất cao, vật đúc hoàn hảo hơn, nhưng cũng được áp dụng với những kim loại có độ chảy loãng cao và có khả năng chống nứt nóng.
Cơ tính của các chi tiết đúc bằng phương pháp đúc trong khuôn kim loại được cải thiện đáng kể khi kết hợp các phương pháp nhiệt luyện. Nếu yêu cầu cao, có thể áp dụng các phương pháp xử lí trong dung dịch đặc biệt ở nhiệt độ cao, sau đó tôi và hoá già tự nhiên hoặc hoá già nhân tạo. Với các chi tiết đúc nhỏ, khi đúc sẽ có tốc độ nguội nhanh thì không cần xử lí nhiệt do
khi nguội nhanh, tổ chức hạt sẽ rất nhỏ mịn, và cơ tính rất cao.
Loại phôi này có cấp chính xác:
IT13 IT17
Độ nhám bề mặt:
Kết Luận: Với những yêu cầu chi tiết đã cho, tính kinh tế và dạng sản xuất đã chọn ta chọn phương pháp chế tạo phôi đúc trong khuôn cát làm khuôn bằng máy. Mẫu làm bằng kim
loại.
Vật đúc có độ chính xác đúc đạt cấp chính xác II.
2.3.3 Xác định lượng dư
Sơ đồ đú
