THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT MŨI CHỐNG TÂM, 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

Nội dung :

1-Phân tích sản phẩm :

a- Công dụng : mũi lệch tâm di động trong động trong đầu ụ động nhờ đai ốc có gờ. Mũi tâm có nhiệm vụ định vị và kẹp chặt chi tiết gia công .

b- Điều kiện làm việc :

-Mũi tâm di trượt trong ụ động  đầu phân độ . Do đó, đường kính &20mm cần gia công đạt cấp chính xác 6,7 và kích thước phải nằm trong dung sai cho phép.

-Mũi nhọn lệch tâm tiếp xúc với chi tiết gia công sẽ xuất hiện lực ma sát ; để mũi tâm chịu được  mài mòn do lực ma sát thì mũi tâm cần phải có đọ cứng phù hợp .

c-Vật liệu chế tạo :

-Một chi tiết có thể được chế tạo từ nhiều loại vật liệu khác nhau. Do đó , vật liệu được chọn cho phù hợp với tính năng , công dụng , điều kiện của chi tiết là việc không dễ dàng .

-Thông qua việc phân tích các yếu tố ở trên thì vật liệu chế tạo mũi tâm là thép cacbon kết cấu chất lượng tốt C45.

d- Yêu cầu kĩ thuật :

- Kích thước chi tiết quan trọng nhất là : &20mm .

- Hình dáng hình học : dung sai độ trụ .

-Vị trí tương quan : độ vuông góc giữa đường tâm chi tiết và rãnh 5mm.

- Độ nhám bề mặt trụ &20 đạt cấp chính xác 6,7 tính chất cơ lý bề mặt mũi nhọn đạt độ cứng 45-50 HRC.

2-Phương pháp chế tạo phôi

-Phương pháp chế tạo phôi :

+Chi tiết với biên dạng trụ tròn , có những rãnh nhỏ do gia công cơ tạo ra.

+Dạng sản xuất là dạng sản xuất hàng loạt trung

+Chọn phương pháp cán để chế tạo phôi .

a- Xác định lượng dư :tính lượng dư cho kích thước  &20^0­­_-0.01­ , phôi cán, độ chính xác cấp 6,7, khối lượng :0.25, thép C45.

Quy trình công nghệ gồm: tiện thô, tiện tinh, mài tinh.

Δ_phôi = 1 mm

Các thành phần của lượng dư cho trong bảng 1

R _zi-1 : chiều cao nhấp nhô tế vi do bước công nghệ sát trước để lại.

T_i-1 : chiều sâu lớp kim loại bề mặt bị hư hỏng do bước công nghệ sát trước để lại

ρ_i-1 : sai lệch vị trí tương quan và sai số không gian tổng cộng do bước công nghệ sát trước để lại.

ε_gđi: Sai số gá đặt chi tiết ở bước công nghệ đang thực hiện (trang 65 Nguyễn Đắc Lộc).

• Chi tiết khi gia công được gá trên hai mũi tâm nên sai số gá đặt theo phương hướng kính bằng 0 (ε_gđ = 0).
• Sai lệch về vị trí không gian của phôi được xác định

ρ_ph =

ρ_lk : độ lệch khuôn dập ->ρ_lk = 0

ρ_cv : độ cong vênh của phôi

ρ_cv = Δ_k x l

     = 1/1000 x 156 = 0,156 mm

Δ_k : độ cong đơn vị trên 1mm chiều dài

l : chiều dài mặt gia công

ρ_lt =

δ_ph : dung sai đường kính mặt chuẩn phôi để gia công lỗ tâm

0,25 : sai số do điều chỉnh máy khoan tâm

- với phôi cán, nhóm M độ phức tạp C : δ_ph = 1mm

ρ_lt =

• Sai lệch không gian của phôi

ρ_ph =

Sai lệch không gian còn lại sau nguyên công tiện thô

ρ₁ = 0,06 x ρ_ph = 0,06 x 581 = 34,8 μm

Sai lệch không gian còn lại sau nguyên công tiện tinh

ρ₂ = 0,04 x ρ_ph = 0,04 x 581 = 23 μm

Lượng dư tối thiểu xác định theo công thức sau :

2z_min = 2(R_z-1+ T_i-1 + ρ_i-1)

Tiện thô : 2z_min1 = 2(150+ 150 + 581) = 1762 μm

Tiện tinh : 2z_min2 = 2(50+ 50 + 34) = 268 μm

Mài tinh : 2z_min3 = 2(30+ 30 + 23) = 166 μm

b-Kích thước tính toán xác định :

• Đầu tiên, kích thước chi tiết hình thành sau khi mài tinh, các kích thước sau đó hình thành bằng cách lấy kích thước tính toán của bước ngay sau đó cộng với lượng dư tính toán nhỏ nhất.
• Tiện tinh : 20,01 + 0,166 = 20,175 ≈ 20,18mm
• Tiện thô : 20,18 + 0,268 = 20,448 ≈ 20,45mm
• Phôi : 20,45 + 1,762 = 22,212 ≈ 22,21mm

(Dung sai được tra từ sổ tay dung sai và lắp ghép –Ninh Đức Tốn )

Xác định kích thước giới hạn lớn nhất bằng cách : cộng kích thước giới hạn nhỏ nhất với dung sai (δ) :

Phôi         :  d_maxph =  22.21 + 1.0= 23.21 mm

Tiện thô   :  d_max1 = 22.05+0.2 = 20.7 mm

Tiện tinh  :  d_max2 = 22.2 + 0.1 = 20.3 mm

Mài tinh   :  d_max3  =  22.01 + 0.01 = 20.02 mm

Xác định lượng dư giới hạn :

Z_ghmax : kích thước giới hạn lớn nhất

Z_ghmin : kích thước giới hạn nhỏ nhất

Lượng dư giới hạn lớn nhất bằng hiệu đường kính lớn nhất của hai nguyên công liền kề :

 Mài tinh :  2z_max3  = 20.3-20.02 = 280 μm

Tiện tinh : 2z_max2  = 20.7-20.3 = 400 μm

Tiện thô :  2z_max1  = 23.21-20.7 = 2510 μm

Lượng dư giới hạn nhỏ nhất bằng hiệu hai đường kính nhỏ nhất của hai nguyên công liền kề

Mài tinh :  2z_min3  = 20.2 - 20.01 = 190 μm

Tiện tinh : 2z_min2  = 20.5 - 20.2   = 300 μm

Tiện thô :  2z_min1  = 22.21 - 20.5 = 1710 μm

Lượng dư tổng cộng lớn nhất : là tổng các lượng dư trung gian lớn nhất

∑ z_max  = 280 + 400 + 2510 = 3190 μm

Lượng dư tổng cộng nhỏ nhất : là tổng các lượng dư trung gian nhỏ nhất

∑ z_min  = 190 + 300 + 1710 = 2200 μm

Lượng dư danh nghĩa :

Z _0dn  = ∑ z_min + ei_ph  - ei_ct

ei_ph : giới hạn dưới dung sai phôi

ei_ct : giới hạn dưới dung chi tiết

Z _0dn  = 2200 + 500 + 10 = 2710 μm

Kích thước danh nghĩa đường kính

d _0dn  = 20.01 + 2.71 = 22.72 mm

                                 ≈ 23 mm

Kiểm tra lại :

∑ z_imax  - ∑ z_imin  = δ_ph  - δ_ct

⇨  3190 – 2200 = 1000 - 10

Bảng xác định lượng dư :

định chế độ cắt

3.1-Xác định chế độ cắt : Nguyên công thiết kế đồ gá

Thông số chế độ cắt gồm :

Tiện côn chi tiết dạng trục

Chiều dài cắt : L = 28 mm

Vật liệu thép C45 , không vỏ cứng

D_b   = 75 kG/.

.  = 20 mm

 _{Dao hợp kim cứng T5K10}

_{F = B . H = 16 . 25.......................}

ﻻ     ) : góc thoát    ;

............................

5-Biện luận quy trình công nghệ :

• Trong quy  trình công nghệ gia công các chi tiết điển hình ; trong đó , quy trình công nghệ gia công chi tiết dang trục là tương đối đơn giản , trừ một số chi tiết đặc biệt như ; trục khuỷu , trục răng …Nói chung , đa phần để chế tạo chi tiết dạng trục thường sử dụng máy tiện là chiếm đa số nguyên công ; bên cạnh đó, máy mài làm tăng độ bóng của trục , máy phay và một số máy chuyên dùng chỉ làm một phần nào của chi  tiết dạng trục .
• Chi tiết dạng trục có đường kính 20mm ; do đó ,đường kính phôi không lớn lắm và đây là dạng sản xuất hàng loạt trung nên phôi cán ra , nắn thẳng và được cắt từng đoạn trên máy chuyên dùng với kích thước chiều dài xác định .
• Trước tiên ,chúng ta gia công tạo chuẩn;  chọn chuẩn thô là mặt trụ . Bởi vì , phôi chế tạo bằng phương pháp cán thì lượng dư tương đối đồng đều trên mặt trụ ; tất cả các bề mặt đều gia công nên chọn mặt trụ làm chuẩn thô để gia công hai mặt đầu tạo hai lỗ tâm làm chuẩn tinh để gia công các mặt còn lại .
• Sau khi tạo chuẩn tinh , ta định vị trên hai lỗ tâm hạn chế năm bậc tự do để gia công thô và gia công tinh bề mặt trụ . Tùy theo dạng sản xuất mà tiện thô và tiện tinh chúng ta thực hiện trên một hay hai máy ( tập trung hay phân tán nguyên công ) . Sau đó , chi tiết gá lên máy mài để gia công đạt độ chính xác về kích thước và độ nhám . Việc chọn máy mài tương đối rộng rãi  . Bởi vì , nếu ta chọn máy mài tròn ngoài , chuẩn tinh lúc nay là hai lỗ tâm nhưng việc chọn máy và đá sẽ gặp khó khăn . Trong điều kiện đề bài cho phép, chúng ta chọn máy mài vô tâm sẽ đạt được độ bóng cao hơn nhưng sẽ sinh ra sai số chuẩn do chúng ta thay đổi chuẩn và phương án này được chọn vì sai số gây ra không lớn . Từ nguyên công này trở về sau lỗ tâm không dùng để định vị nữa, chúng ta dùng mặt trụ để làm chuẩn cho các nguyên công còn lại.    
•  Chi tiết tạo hai rãnh, hai rãnh này có thể tạo ra cùng một lúc nếu đây là dạng sản xuất đơn chiếc . Nhưng đây là dạng sản xuất hàng loạt trung nên mỗi máy phay chỉ thực hiện một nguyên công bao gồm một bước trong một lần gá . Tất cả các rãnh tạo ra trên chi tiết này chỉ cần độ chính xác về kích thước bề rộng b , còn chiều sâu không cần chính xác lắm nên dung sai nằm trong khoảng rất rộng . Rãnh chống xoay chúng ta dùng dao phay ngón để tạo rãnh ; thông thường muốn phay rãnh chúng ta sẽ khoan mồi nhưng trong trường hợp này sẽ không khoan mồi , bởi vì đây là rãnh hở và sẽ phay từ bên ngoài vào . Rãnh truyền động chúng ta có thể phay bằng dao phay ngón hoặc dao phay đĩa . Thật sự trong trường hợp này dùng dao phay đĩa hay dao phay ngón thì năng suất chênh nhau của hai phương pháp này là không nhiều , do lượng dư và bề rộng phay nhỏ .
• Nguyên công có phần tương đối khó khăn là gia công mũi lệch tâm . Tất cả các công việc phay rãnh có thể gia công sau khi tiện lệch tâm nhưng sẽ không đạt năng suất và độ chính xác thấp về kích thước cũng như mũi lệch tâm xác định không đúng vị trí . Điều này có nghĩa là , gia công rãnh để xác định vị trí của mũi lệch tâm chính xác , sau đó dùng rãnh định vị mới gia công mũi lệch tâm . Trong trường hợp này , rãnh định vị là chốt định vị ảo nghĩa là chốt này sẽ được lấy ra khỏi đồ gá trong quá trình gia công . Khi gia công chi tiết xác định đúng vị trí nhờ lực kẹp lớn hơn lực cắt .
• Sau khi tiện xong , chi tiết sẽ được nhiệt luyện mũi lệch tâm để đạt độ cứng . Sau đó đem đi mài mũi lệch tâm để đạt độ bóng theo yêu cầu . Việc nhiệt luyện trước rồi mài lại sau sẽ tăng tính chất cơ lý bề mặt , giảm độ nhám , đáp ứng yêu cầu bản vẽ chi tiết đưa ra .

6-Thiết kế đồ gá    ( Bổ sung sau )

6-1 Tính sai số gá đặt :

do chi tiết định vị trên khối vê dài khử bốn bậc tự do sẽ sinh ra sai số gá đặt khi định vị mặt trụ ngoài . Bề mặt trụ ngoài đã gia công độ chính xác cao nên dung sai về

...................

6-6 Hướng dẫn sử dung đồ gá :

6-6-1. Lắp ráp và hiệu chỉnh đồ gá theo yêu cầu kĩ thuật :

Khi lắp ráp đồ gá cần tuân theo một thứ tự nhất định :

             Khối vê dài định vị trên thân gá bằng hai chốt và được bắt chặt bằng hai bu lông lên thân gá .

            Lắp chốt để xác định vị trí của chih tiết theo phương Y .

            Các bu lông để giữ cơ cấu kẹp có đường tâm lỗ song song với đường tâm chi tiết .

            Lắp đồ gá lên máy gồm hai phần là : lắp phần côn vào lỗ côn trục chính và bắt chặt bằng bu lông .

6-6-2 . Hướng dẫn thao tác đồ gá trong quá trình gia công :

            Khi bu lông kẹp được nới lỏng , chi tiết đặt vào khối vê và chốt . Chi tiết hạn chế năm  bậc tự do ; sau đó, đưa chốt chống xoay để hạn chế bậc còn lại . Sau khi kẹp chặt phải lấy chốt chống xoay ra .

            Sau khi gia công : nới lỏng bu lông kẹp chặt để lấy chi tiết ra theo  phương dọc trục .

            Trước khi gia công cần kiểm  tra các chi tiết trên đồ gá ; chạy tốc độ thấp để kiểm  tra nếu cần thiết .

6-6-3. Hướng dẫn bảo quản đồ gá :

            Chốt chống xoay lấy ra lấy vô làm mòn chốt nhanh chóng  ảnh hưởng đến vị trí của chi tiết . Sau đó , sau một số chi tiết gia công xác định thì kiểm tra độ mòn của chốt và thay thế .

6-6-4. Nhận xét & kết luận về đồ gá :

Đồ gá tiện lệch tâm chỉ dùng để tiện mũi lệch tâm .Đây là đồ gá chuyên dùng nên không thể gia công chi tiết có hình dạng khác .

7-Kết luận chung về quy trình công nghệ :

            Quy trình công nghệ để gia công một chi tiết trong một cụm hay một bộ phận nào đó sẽ được thay đổi cho phù hợp với điều kiện nhà máy xưởng sản xuất . Điều này có nghĩa là quy trình công nghệ trên chỉ đúng trong trường điều kiện trang thiết bị đầy đủ và dạng sản xuất hàng loạt trung , sẽ gặp khó khăn khi đem quy trình công nghệ này áp dụng cho dạng sản xuất đơn chiếc .

THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT MŨI CHỐNG TÂM, 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