THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT GỐI ĐỠ TRỤC CT, đồ án môn học công nghệ chế tạo máy GỐI ĐỠ TRỤC CT, bài tập lớn công nghệ chế tạo máy GỐI ĐỠ TRỤC CT, thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết GỐI ĐỠ TRỤC CT
LỜI NÓI ĐẦU
-------&-------
Như chúng ta đã biết, vấn đề mà nhà sản xuất quan tâm nhất đối với sản phẩm của mình là: năng suất – chất lượng – giá thành. Trong ngành cơ khí chế tạo máy nói riêng có thể xem quy trình công nghệ gia công cơ là yếu tố ảnh hưởng rất lớn đến năng suất – chất lượng – giá thành. Một quy trình công nghệ gia công hợp lý của một chi tiết sẽ rút ngắn được thời gian công và đảm bảo chất lượng sản phẩm theo yêu cầu từ đó giảm được giá thành.
Với kiến thức đã tiếp thu được qua môn học CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY và với sự hướng dẫn tận tình của thầy Nghiêm Trường Thành, em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp: Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết gối đỡ trục
Trong quá trình thực hiện tất nhiên không thể tránh khỏi những sai sót. Rất mong những ý kiến đóng góp quí báu và chân thành của thầy cô trong khoa cơ khí.
Chương I: PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG
- Mục đích của phần này là xem kết cấu và các điều kiện kỹ thuật cho trong bản vẽ chi tiết có phù hợp hay không với chức năng phục vụ và khả năng chế tạo
2.1 Phân tích chi tiết gia công:
- Chi tiết này là một chi tiết gối đỡ trục.
- Chi tiết này có chức năng đỡ những trục nối với những chi tiết khác như là bánh răng,đai hoặc xích…
-Do đỡ trục và các chi tiết gắng trên trục nên chi tiết có thể làm việc trong điều kiện làm việc nặng chịu va đập và mài mòn cao.
2.2 Phân tích kỹ thuật:
- Vật liệu chế tạo : Hợp kim nhôm Al-Si
- Độ cứng HB: 750
- Khối lượng của chi tiết:
-Thành phần hóa học của thép là hỗn hợp giữa Sắt với Cacbon và có chứa một số nguyên tố như (0.17¸0.37)% Si, (0.5¸0.8)% Mn, 0.045% P, 0.045% S ….
- thép C45 có độ bền cao, cơ tính tốt,tính đúc tốt,thích hợp để chế tạo những chi tiết giá,càng,trục…
- Trong quá trình làm việc chi tiết chủ yếu là chịu nén nên chi tiết được làm bằng thép là phù hợp.
- Yêu cầu kỹ thuật: bán kính góc lượng R2.
Độ không đồng tâm giữa Ø60 và Ø35 < 0.03/100.
Độ không vuông góc giữa Ø35 với mặt A < 0.05/100.
Độ không vuông góc giữa Ø10 và mặt đầu < 0.05/100.
Độ không song song giữa tâm lỗ Ø60 và mặt B < 0.03/100.
Độ nhám của bề mặt lỗ làm việt phải đạt Ra = 1.25.
2.3 Tính công nghệ chi tiết gối đỡ.
- Giá phải có độ cứng vững tốt để khi gia công không bị biến dạng và có thể chế độ cắt cao đạt năng suất cao.
-Bề mặt đỡ chi tiết cần lớn để đạt độ cứng vững khi đỡ.
- Những bề mặt lắp ráp với chi tiết khác nên quan tâm đến độ bóng, độ nhấp nhô.
-Các kết cấu chi tiết không gây khó khăn trong quá trình gia công. Trong quá trình gia công ta sử dụng các phương pháp: phay, khoét, doa hợp lý cho những bề mặt để đạt được những yêu cầu đặt ra.
Chương II: XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT
- Mục đích của chương này là xác định hình thức tổ chức sản xuất (đơn chiếc, hàng loạt nhỏ, hàng loạt vừa, hàng loạt lớn, hàng khối) để từ đó cải thiện tính công nghệ của chi tiết, chọn phương pháp chế tạo phôi thích hợp, chọn thiết bị hợp lý để gia công chi tiết.
- Theo yêu cầu của đề bài sản lượng của chi tiết hang năm là 4500 sản phẩm/ năm.
Thuộc dạng sản xuất hàng loạt vừa (trang 173 [2 tập 1] ).
- Khối lượng của chi tiết:
M = 0.25 kg.
Kết luận: Vì là dạng sản xuất hàng loạt vừa nên khi thiết kế quy trình công nghệ ta phải phân tích thật kỹ, để gia công đạt năng xuất cao ta phải chọn máy chuyên dùng hoặc đồ gá chuyên dùng trên máy vạn năng.
Chương III: CHỌN PHÔI
3.1 Chọn dạng phôi:
- Có rất nhiều phương pháp để tạo nên phôi. Do đó cần phải phân tích (phân tích ưu điểm, khuyết điểm) giữa các kiểu tạo phôi với nhau nhằm tìm ra phương pháp tạo phôi thích hợp.
3.1.1 Phôi rèn dập:
- Phôi rèn dập bằng tay hay bằng máy đều cho độ bền cơ tính cao, tạo nên ứng suất dư trong chi tiết nhưng lại tạo cho chi tiết dẻo và tính đàn hồi tốt
- Phôi rèn dập thường dùng làm các chi tiết có dung sai lớn không thích hợp để chế tạo chi tiết làm giá đỡ.
-Khi rèn dập tạo cho cơ tính của bề mặt chi tiết bị cứng nguội khó gia công cơ sau này.
3.1.2 Phôi cán:
- Chi tiết làm bằng phôi cán cũng có những nhược điểm giống như phôi rèn dập.
3.1.3 Phôi đúc:
- Phôi đúc có cơ tính không cao bằng phôi rèn dập, nhưng việc chế tạo khuôn đúc cho những chi tiết khá phức tạp vẫn dễ dàng, thiết bị lại khá đơn giản. Đồng thời chi tiết rất phù hợp với những chi tiết có vật liệu là gang ,thép vì có những đặc điểm như sau:
+ Lượng dư phân bố đều
+ Tiết kiệm được vật liệu
+ Giá thành rẻ, được dùng phổ biến
+ Độ đồng đều của phôi cao, do đó việc điều chỉnh máy khi gia công giảm
+ Tuy nhiên phôi đúc khó phát hiện khuyết tật bên trong (chỉ phát hiện lúc gia công) nên làm giảm năng suất và hiệu quả
Kết luận:
- Từ các phương pháp tạo phôi như trên, ta nhận thấy phôi đúc là phù hợp với chi tiết đã cho nhất vì có nhiều ưu điểm hơn so với các phương pháp khác đặc biệt khi vật liệu chi tiết là hợp kim nhôm.
- Vậy ta chọn phương pháp để tạo ra chi tiết giá đỡ là dạng phôi đúc
3.2 Phương pháp chế tạo phôi:
- Trong đúc phôi có những phương pháp như sau:
3.2.1 Đúc trong khuôn cát mẫu gỗ:
- Chất lượng bề mặt vật đúc không cao, giá thành thấp, trang thiết bị đơn giản, thích hợp cho dạng sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ
- Loại phôi này có cấp chính xác:
- Độ nhám bề mặt:
3.2.2 Đúc trong khuôn cát mẫu kim loại:
- Nếu công việc thực hiện bằng máy thì có cấp chính xác khá cao, giá thành cao hơn so với đúc trong khuôn mẫu bằng gỗ. Loại này phù hợp với dạng sản xuất hàng loạt vừa và lớn
- Loại phôi này có cấp chính xác:
- Độ nhám bề mặt:
3.2.3 Đúc trong khuôn kim loại:
- Độ chính xác cao nhưng giá thành thiết bị dầu tư lớn, phôi có hình dáng gần giống với chi tiết. Giá thành sản phẩm cao. Loại này phù hợp với dạng sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối
- Loại phôi này có cấp chính xác:
- Độ nhám bề mặt:
3.2.4 Đúc ly tâm:
- Loại này chỉ phù hợp với chi tiết dạng tròn xoay, đặc biệt là hình ống, hình xuyến
3.2.5 Đúc áp lực:
- Dùng áp lực để điền đầy kim loại trong lòng khuôn. Phương pháp này chỉ thích hợp với chi tiết có độ phức tạp cao, yêu cầu kỹ thuật cao. Trang thiết bị đắt tiền nên giá thành sản phẩm cao
3.2.6 Đúc trong vỏ mỏng:
- Loại này tạo phôi chính xác cho chi tiết phức tạp được dùng trong sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối
Kết luận:
- Với những yêu cầu của chi tiết đã cho, tính kinh tế cũng như dạng sản xuất đã chọn ta sẽ chọn phương pháp chế tạo phôi là: “Đúc trong khuôn kim loại, làm khuôn bằng máy”
+ Phôi đúc đạt cấp chính xác là: II
+ Cấp chính xác kích thước: IT12-IT15
+ Độ nhám bề mặt:Ra=12.5
3.3 Tạo phôi – Thông số về phôi:
- Chi tiết giá đỡ được chế tạo bằng hợp kim nhôm, được đúc trong khuôn kim loại, làm khuôn bằng máy.
+ Lượng dư phía trên: 6mm
+ Lượng dư phía dưới và mặt bên: 2.8mm
+ Góc nghiêng thoát khuôn: 30
+ Bán kính góc lượn: 2mm
Bản vẽ đúc
Chương IV: CHỌN TIẾN TRÌNH GIA CÔNG
Chi tiết gia công
4.1/ Mục đích:
- Xác định trình tự gia công hợp lý nhằm đảm bảo độ chính xác về kích thước, vị trí tương quan, hình dạng hình học, độ nhám, độ bóng của bề mặt theo yêu cầu của chi tiết cần chế tạo
4.2/ Chọn tiến trình gia công các bề mặt:
|
Phương án 1 |
Phương án 2 |
|
Nguyên công 1: Chuẩn bị phôi Nguyên công 2: Phay thô mặt A. Nguyên công 3:Phay thô mặt B. Nguyên công 4:Khoét doa lỗ Ø36 Nguyên công 5:Phay tinh mặt A Nguyên công 6:Khoan 2 lỗ Ø12 Nguyên công 7: Phay mặt C, mặt D Nguyên công 8: Khoan, khoét, taro lỗ Ø9. Nguyên công 9: Cưa rãnh 2. Nguyên công 10: Tổng kiểm tra.
|
Nguyên công 1: Chuẩn bị phôi Nguyên công 2: Tiện thô mặt A. Nguyên công 3:Phay thô mặt B. Nguyên công 4:Tiện tinh mặt A Nguyên công 5: Khoét doa lỗ Ø36 Nguyên công 6:Khoan 2 lỗ Ø12 Nguyên công 7: Phay mặt C, mặt D Nguyên công 8: Khoan, khoét, taro lỗ Ø9. Nguyên công 9: Cưa rãnh 2. Nguyên công 10: Tổng kiểm tra.
|
Phân tích: So sánh hai phương án trên ta thấy mỗi phương án có những ưu nhược điểm riêng.
Phương án I có 10 nguyên công, số bước nhiều nhất trong mỗi nguyên công là ba bước
Phương án II có 9 nguyên công.
Như vậy: phương án I phân tán nguyên công, số bước trong mỗi nguyên công ít. Phương án II tập trung nguyên công, số bước trong mỗi nguyên công nhiều. phương án I phù hợp với sản xuất hàng loạt sử dụng máy vạn năng và đồ gá chuyên dùng
Chương V: THIẾT KẾ NGUYÊN CÔNG
5.1/ Nguyên công 1: phay mặt thô mặt A
Sơ đồ gá đặt
+ Định vi: chi tiết được định vị ở mặt bên khối v dài khống chế 4 bậc tự do Mặt đáy khống chế 1 bậc tự do bằng chốt
+ Kẹp chặt: bằng tay quay
+ Chọn máy: máy phay đứng 6H12 công suất của máy là Nm =7Kw. (bảng 9-38 sổ tay CNCTM Tập3)
+Chọn dao phay phay mặt đầu có làm bằng vật liệ BK6 : ; (bảng 5-127 sổ tay CNCTM Tập2)
+ Chế độ cắt:
+tuổi bền dao T = 180 phút.
Lượng dư gia công 2 (mm)
S =0.24 mm/rang(Bảng 5-125 sổ tay CNCTM Tập2 )
S=S Z=0,24 x 4 =0.96 (mm/vòng)
v =250 (m/phuùt)
Vận tốc cắt tính toán :
Vt = VbK1K2k3k4
Trong đó :k1 = 1 là hệ số phụ thuộc vào độ cứng của chi tiết gia công.
K2 = 0.8 là hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt.
K3 = 1 là hệ số phụ thuộc vào tuổi bền dao.
K4 = 0.89 là hệ số phụ thuộc tỷ số B/D
Suy ra :Vt= 1.0,8.1.0,89 = 178(m/phút)
Số vòng quay của trục chính là :
n=
chọn Nm = 500 (vòng/phút).
Vận tốc cắt thực tế:V =
5.2/ Nguyên công 2: phay thô mặt B
Sơ đồ gá đặt
+ Định vi: mặt phẳng A khống chế 3 bậc tự do bằng phiến tỳ.
+ Kẹp chặt từ trên xuống
+ Chọn máy: máy phay đứng 6H12 công suất của máy là Nm =7Kw.
+ Chọn dao: dao phay mặt đầu gắn mảnh hợp kim cứng bk6 D/Z = 110/4.
+ Lượng dư gia công: Zb=2mm.
Chiều sâu cắt t = 2 mm
+tuổi bền dao T = 180 phút
+ Chế độ cắt:
Lượng dư gia công 2 (mm)
S =0.24 mm/raêng(Baûng 5-125 sổ tay CNCTM Tập2 )
S=S Z=0,24 x 4 =0.96 (mm/voøng)
v =249 (m/phuùt)
Vận tốc cắt tính toán :
Vt = VbK1K2k3k4
Trong đó :k1 = 1 là hệ số phụ thuộc vào độ cứng của chi tiết gia công.
K2 = 0.8 là hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt.
K3 = 1 là hệ số phụ thuộc vào tuổi bền dao.
K4 = 0.89 là hệ số phụ thuộc tỷ số B/D
Suy ra :Vt=249 1.0,8.1.0,89 = 178(m/phút)
Số vòng quay của trục chính là :
n=
chọn Nm = 500 (vòng/phút).
Vận tốc cắt thực tế:V =
5.2/ Nguyên công 3 : Khoét doa lỗ Ø3
........................................................................
Chương VIII: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ ĐỒ GÁ
I/ thiết kế nguyên lý:
Giữ cho chi tiết cố định vuông góc với bàn máy.
Cơ cấu chông xoay do quá trình khoan lổ dể làm cho chi tiết xoay.
Định vị mặt dưới 3 bật tự do bằng phiến tỳ
Chốt trụ ngắn khống chế 2 bật tự do
Và 1 chốt tỳ chống xoay.
II/ thiết kế kết cấu:
- Đồ định vị :
Định vị mặt đáy bằng 2 phiến tỳ 3 bật tự do
Định vị 1 chốt trụ ngắn mặt đáy
Định vị mặt bên bằng 1 chốt tỳ chống xoay
- Đồ kẹp chặt:
- Kẹp chặt: dùng đòn kẹp liên động
Cơ cấu dẫn hướng :cơ cấu dẫn hướng cố định cơ cấu dẫn hướng có 1 bạt lót và 1 bạc dẫn hướng
Than đồ gá :là khối hình chử nhật được cố định với đế đồ gá và chốt,bu long
Đế đồ gá là phần dùng để cố định với băng máy giữ chi tiết
III/ Kiểm tra lại những kích thước độ chính xác – độ nhẵn của đồ gá.
SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CỦA ĐỒ GÁ
TÍNH LỰC KẸP
- Lực W được xác định nhờ phương trình momen đối với điểm o
- Momen có xu hướng làm cho chi tiết xoay xung quanh trục của nó. Nếu muốn cho chi tiết không bị xoay thì momen ma sát do lực hướng trục và lực kẹp gây ra phải thắng momen cắt. Không tính đến tính đến lực dọc trục thì phương trình cân bằng có dạng: 2Wct.f.0,054= K.Mc
+ Với K là hệ số an toàn có tính đến khả năng làm tăng lực cắt trong quá trình gia công (công thức 36 sách thiết kế ĐA CNCTN)
° : hệ số an toàn
° : hệ số tính đến trường hợp tăng lực cắt khi độ bóng thay đổi
° : hệ số tăng lực cắt khi dao mòn
° : hệ số tính đến việc tăng lực cắt khi bề mẵt gia công gián đoạn
° : hệ số tính đến sai số của cơ cấu kẹp chặt
° : hệ số tính đến mức độ thuận lợi của cơ cấu kẹp bằng tay
° : hệ số kể đến ảnh hưởng của độ lớn mặt tiếp xúc của phôi với đồ gá.
tra bảng 34 HD TKDA
f1 hệ số ma sát với chốt tì f1 = 0,1.
f2 hệ số ma sát với khối v f2 = 0,2.
a= 30(mm) = 0,03(m):khoảng cách từ tâm dao tới tâm mỏ kẹp
Wct = (N)= 1298,6 (kg)
Tính lực kẹp do cơ cấu sinh ra
Theo sơ đồ 14 bảng 5-84 sổ tay 2 ta có lực kẹp do bulong tạo ra
Trong đó l1 là khoảng cách từ bulong tới gối tựa chọn l1 = 22
l là khoảng cách từ bulong tới mỏ kẹp l = 20
q là lực tác dụng của lò xo lực này nhỏ coi như bằng o
=24791
ª Tính đường ren trung bình của bulông kẹp chặt theo công thức sau:
chọn bulông có đường kính ngoài d=8mm
ª Xác định sai số chế tạo cho phép của đồ gá:
(công thức 60 trang 92 sách đồ án CNCTM)
Sai số chuẩn trong trường hợp này
Sai số kẹp chặt trong trường hợp này
Sai số mòn do đồ gá bị mòn gây ra (công thức 61 sách TKĐA CNCTN))
N: số lượng chi tiết gia công trên đồ gá N=120000 chiếc/ năm
phụ thuộc vào kết cấu đồ định vị là chốt định vị phẳng.
: sai số điều chỉnh.
nói chung khi kích thước gia công có dung sai thì kích thước tương ứng trên đồ gá phải có dung sai nhỏ hơn 3 lần: mm
Vậy sai số chế tạo:
Phần 6. KẾT LUẬN VỀ QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ
Bảo quản đồ gá:
- không để phoi bám trên bề mặt định vị, khi sử dụng xong cần lau sạch thường xuyên.
- Đây là đồ gá chuyên dùng nên cần phải được bảo quản thật kỹ lưỡng.
- Quá trình công nghệ đã giải quyết được những yêu cầu kỹ thuật quan trọng
+ Mặt phẳng A vuông góc với lỗ Ø36
+ Rảnh 2 đối xứng qua tâm
MỤC LỤC
Trang
Lời nói đầu 1
Chương I: Phân tích chi tiết gia công 2
ChươngII: Xác định dạng sản xuất 4
Chương III: Chọn phôi 5
Chương IV: Chọn tiến trình gia công 9
Chương V: Thiết kế nguyên công 13
Chương VI: Xác định lượng dư 18
Chương VII: Xác định chế độ cắt 22
Chương VIII: Tính toán và thiết kế đồ gá 25
Kết luận 33
Mục lục 29
Tài liệu tham khảo 30
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]:Bảng tra dung sai lắp ghép
[2]: Sổ Tay Công Nghệ Chế Tạo Máy 1, 2, 3 (Nguyễn Đắc Lộc – Ninh Đức Tốn – Lê Văn Tiến – Trần Xuân Việt); nxb KHKT 2006
[3]: Đồ Gá Cơ Khí Hóa và Tự Động Hóa (Lê Văn Tiến – Trần Văn Địch – Trần Xuân Việt)
[4]: Đồ Gá Gia Công Cơ Khí Tiện Phay Bào Mài (Hồ Viết Bình - Lê Đăng Hoành - Nguyễn Ngọc Đào) nxb Đà Nẵng 2000
[5]: Chế Độ Cắt Gia Công Cơ Khí (Nguyễn Ngọc Đào-Trần Thế San-Hồ Viết Bình). Nxb Đà Nẵng 2001
[6]: Atlas đồ gá ( Gs. Ts. Trần Văn Địch).nxb KHKT 2000
[7]: Công Nghệ Chế Tạo Máy( Hồ Viết Bình -Nguyễn Ngọc Đào). Nxb ĐHSPKT 2002
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1] : Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy
[2] : Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1 (bộ 3 tập)
[3] : Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2 (bộ 3 tập)
[4] : Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2 (bộ 3 tập)
[5] : Sổ tay nhiệt luyện
[6] : Công nghệ chế tạo máy tập 1
[7] : Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1 (bộ 7 tập)
[8] : Sổ tay công nghệ chế tạo máy toàn tập (trường ĐHBK
