THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT THANH NỐI 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,

Chương I

PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG

I.     Chức năng làm việc:

-      Chi tiết này là một chi tiết thanh nối.

-      Chi tiết đế thường có chức năng là cầu nối giữa chi tiết này với chi tiết khác để biến đổi chuyển động.

-      Thông thường ta gặp chi tiết thanh nối trong các máy công cụ, cụm máy…

II.    Phân tích kỹ thuật:

-      Vật liệu chế tạo: Thép C45.

-      Độ cứng sau thương hóa  HB: 2290.

-      Giới hạn bền: ϭ_b=610MPa, ϭ_0.2=360MPa, δ=16%

-      Khối lượng Mục đích của chương này là phân tích chức năng làm việc, tính công nghệ trong kết cấu và các điều kiện kỹ thuật cho trong bản vẽ có phù hợp với chức năng làm việc hay không, có tạo thuận lợi cho việc gia công chế tạo chi tiết hay không, rồi từ đó điều chỉnh, sửa chữa cho phù hợp.

Khối lượng chi tiết được xác định theo công thức sau:

                                                 (kG)                                                           

      Trong đó:  m₁: trọng lượng chi tiết (kG).

                        V: thể tích của chi tiết (d­m_­­­­ ).

                         : trọng lượng riêng của vật liệu

Tính thể tích vật thể 3D trong pro/ENGINEER wildfire 5.0:

     Từ bản vẽ 3D:

III.    Yêu cầu về kỹ thuật của chi tiết:

      Trên bản vẽ chi tiết ta có các yêu cầu về kỵ thuật như sau:

• Dung sai độ song song giữa bề mặt A và các đương tâm lỗ la 0.03mm.
• Độ không vuông góc giữa các mặt đầu và các đường tâm lỗ không quá 0.04mm.
• Dung sai kích thước đối với các lỗ có Ra = 1.6 có cấp chính xác cấp 7.
• Dung sai kích thước đối với các bề mặt có Rz = 25 có cấp chính xác cấp 11.
• Dung sai kích thước đối với các đường tâm lỗ ta chọn cấp 9.
• Các kích thước còn lại lấy theo dung sai đúc có cấp chính xác 15.

Các số liệu dung sai kích thước tra trong bảng 14 trang 11 và dung ai hình dáng trong bảng 2.10 trang 92, bảng 2.15 trang 95 sách sổ tay dung sai lắp ghép ( Ninh Đức Tốn )

           III.   Tính công nghệ của kết cấu:

Cũng như các dạng chi tiết khác, đối với chi tiết dạng càng tính công nghệ có ý nghĩa quan trọng vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất và độ chính xác gia công. Vì vậy, khi thiết kế càng nên chú ý tới kết cấu của nó như:

- Độ cứng vững của càng.

- Chiều dài của các lỗ cơ bản nên bằng nhau và càng mặt đầu của chúng nằm trên hai mặt phẳng song song với nhau là tốt nhất.

- Kết cấu của càng nên đối xứng qua một mặt phẳng nào đó. Đối với những càng có lỗ vuông góc với nhau thì kết cấu phải thuận lợi cho việc gia công các lỗ đó.

- Kết cấu của càng phải thuận lợi cho việc gia công nhiều chi tiết cùng một lúc.

- Hình dáng của càng phải thuận lợi cho việc chọn chuẩn thô và chuẩn tinh thống nhất.

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

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 và 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.

       Để thực hiện điều này trước hết ta cần xác định sản lượng chi tiết cần chế tạo trong một năm của nhà máy theo công thức sau: ( trang 13 sách Thiết kế đồ án công nghệ chế taọ máy ).

        . Trong đó:

 chiếc: Số chi tiết được sản xuất trong một năm.

 : Số chi tiết gia công trên một sản phẩm.

  : Lượng sản phẩm dự trù do sai hỏng khi chế tạo phôi.

  : Lượng sản phẩm dự trù do hỏng hóc và phế phẩm trong quá trình gia công cơ.

 chiếc / năm.

       Khối lượng chi tiết là 1.33kg

Vậy, theo bảng thống kê [ 3-2 ] trang 173 sách sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1 thì dạng sản xuất của chi tiết là dạng sản xuất hàng loạt lớn.

       Kết luận: vì dạng sản xuất là hàng loạt lớn nên khi thiết kế quy trình công nghệ ta phải phân tích thật kỹ. Để gia công đạt năng suất cao ta phải chọn máy chuyên dung hoặc đồ gá chuyên dung trên máy vạn năng.

Chương III

CHỌN PHÔI VÀ PHƯƠNG PHÁP TẠO PHÔI

I .Xác định phương pháp chế tạo phôi:

    Phương pháp chế tạo phôi phụ thuộc vào dạng sản xuất, vật liệu, chức năng, yêu cầu kỹ thuật, hình dáng bề mặt, của chi tiết. Chọn phôi là chọn vật liệu chế tạo, chọn phương pháp chế tạo phôi, xác định lượng dư gia công các bề mặt, kích thước, dung sai cho quá trình chế tạo phôi.

1. Phôi thép thanh:

        Để chế tạo các loại chi tiết như: con lăn, các loại trục, xi lanh, pittong, bánh răng có đường kính nhỏ, bạc,….

    2. Phôi dập:

        Dùng cho các chi tiết như: trục răng côn, trục răng thẳng, các loại bánh răng khác, các chi tiết dạng càng,..các chi tiết này được dập trên máy búa nằm ngang hoặc máy dập đứng. chi tiết đơn giản thì dập không có bavia, chi tiết phức tạp sẽ có bavia. Dung sai phôi dập được ghi trong STCNCTM tập 1

3. Phôi rèn tự do:

       Dùng trong sản xuất đơn chiếc và hang loạt nhỏ, ưu điểm của loại phôi này là giá thành thấp (không phải chế tạo khuôn dập). Dung sai phôi rèn tự do được ghi trong STCNCTM tập 1

4. Phôi đúc:

       Phôi đúc được dùng trong các loại chi tiết như: gối đỡ, các chi tiết dạng hộp, các loại càng phức tạp, các loại trục chữ thập,…Vật liệu dùng cho phôi đúc là gang, thép, đồng, nhôm và các loại hợp kim khác.

       Đúc được thực hiện trong khuôn cát, khuôn kim loại, trong khuôn vỏ mỏng và các phương pháp đúc ly tâm, đúc áp lực, đúc theo mẫu chảy. Tùy theo dạng sản xuất, dạng vật liệu, hình dáng và khối lượng chi tiết mà chọn phương pháp đúc hợp lý. Khi chọn phôi đúc cần tham khảo các giáo trình Công nghệ chế tạo phôi, Công nghệ chế tạo máy, Sổ tay công nghệ chế tạo máy, tập 1.

II. Chọn phương pháp chế tạo phôi:

1. Đúc trong khuôn mẫu gỗ:

       Chất lượng bề mặt không cao, gá 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:  .

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. Đúc trong khuôn kín

       Độ chính xác cao nhưng giá thành và thiết bị đầu tư lớn, phôi có hình dáng gần giống với chi tiết, giá thành sản phẩm cao. Loại này phù hợp với dạng sản xuất hang loạt lớn và hang khối. Loại phôi này có cấp chính xác:  . Độ nhám bề mặt:  .

4. Đúc li tâm:

          Loại này chỉ phù hợp với chi tiết dạng tròn xoay, đặc biệt là hình ống, hình xuyến

     e.Đúc áp lực:

          Dùng áp lực để điền đầy kim loại trong long khuôn. Phương pháp này thích hợp với chi tiết có độ phức tạp cao, yêu cầu kỹ thuật cao, trang thiết bị đắt nên giá thành sản phẩm cao

5. Đúc trong khuôn 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 thì ta chon phương pháp tạo phôi là:” Đúc trong khuôn cát, mẫu kim loại, làm khuôn bằng máy”.

          Phôi đúc đạt cấp chính xác là II.

          Cấp chính xác kích thước IT 15 – IT 19.

          Độ nhám bề mặt  Rz = 80 Mm.

          (Bảng 3-13 trang 185 sổ tay CNCTM tập 1)

3. Tạo phôi và các thông số của phôi:

Bản vẽ lông phôi:

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

.So sánh chọn phương án thích hợp nhất:

• Phương án 2:

+ Máy bào chỉ đạt được năng suất cao khi chi tiết nhỏ và dài (dạng thanh) vì có hành trình chạy không của dao.

+ Thường thì bào chỉ phù hợp với dạng sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ.

+ Các lỗ của chi tiết thanh nối cũng có thể gia công bằng phương pháp chuốt.  Chuốt cho năng suất rất cao nhưng trang thiết bị rất phức tạp và đắt tiền, hệ thống công nghệ phải có độ cứng vững cao

            Phương án 1:

+ Phay là phương pháp gia công rất phổ biến, gia công rất tốt các mặt phẳng và lại cho năng suất cao.

+ Phay hầu như thích hợp với tất cả các dạng sản xuất từ đơn chiếc đến hàng loạt.

+ Khoét doa là phương pháp gia công lỗ phổ biến phủ hợp với tấtt cả các dạng sản xuất, cho năng suất và chất lương cao. Hệ thống công nghệ không đòi hỏi phải có độ cứng vững cao

       Như vậy: từ những phân tích trên ta chọn phương án 1

Chương IV

 THIẾT KẾ NGUYÊN CÔNG

V.1/  Nguyên công 1: Phay thô, bán tinh 3 mặt phẳng 1, 2, 3:

Sơ đồ gá đặt

-     Định vị: Chi tiết được định vị ở mặt 5, 8 bằng phiến tỳ hạn chế 3 bậc tự do, khối V ngắn cố định 2 bậc tự do, khối V di động định vị 1 bậc tự do

-     Kẹp chặt: dùng khối V để kẹp chặt, hướng của lực kẹp được biểu diễn như hình vẽ.

-     Chọn máy: Chọn máy phay ngang 6H82 , công suất của máy là 7 KW, công suất động động cơ chạy dao là 1.7 KW, số vòng quay trục chính (vòng/ phút) gồm: 30-37.5- 60-75-95-118-150-190-235-300-375-475-600-753-950-1180-1500. Bước tiến của bàn máy (mm/phút): 30-37.5-47.5-60-75-95-118-120-190-235-300-375-475-600- 750-900 (Bảng 9-38, sổ tay CNCTM 3, bảng máy phay trang 221 sách Chế Độ Cắt Gia Công Cơ Khí ).

-     Chọn dao: Chọn dao phay trụ gắn mảnh hợp kim cứng T5K10. Dao được chọn tính chế độ cắt có D =125mm, Z = 12

-     Lượng dư gia công: gia công 2 lần với lượng dư là Z_b =3mm và  Z_b =1mm.

-     Chế độ cắt:

*     bước 1: Phay thô

+     Chiều sâu cắt: t = 3mm

+     Lượng chạy dao răng: S_r=0.12 mm/răng.

+     Tốc độ cắt:V­_b=215 m/phút.

      : hệ số phụ thuộc vào cơ tính của chi tiết gia công.

       : hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt gia công.

       : hệ số phụ thuộc vào tuổi bền của dao.

      (Bảng 5–33, 5-142, sổ tay CNCTM 2).

   Tốc độ cắt tính toán   là:

      mm/phút

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

Chương VIII

TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ ĐỒ GÁ

Hình dạng đồ gá:

1. Đặc điểm của máy khoan đứng 2A125:

- Kích thước bề mặt làm việc của máy: 400- 450 mm.

- Khoảng cách từ lớn nhất từ mút trục chính tới bàn là700mm

- Công suất động cơ trục chính là 2.8 KW.

- Phạm vi tốc độ từ 97 – 1360 vòng/phút.

2. phương pháp định vị.

            Mặt phẳng dưới hạn chế 3 bâc tự do, chốt trụ hạn chế 2bậc tự do, chốt trám hạn chế 1 bậc tự do.

Kẹp chặt: dung đòn kẹp liên động để kẹp chi tiết.

3. tính lực kẹp cần thiết.

            Lực W_ct  được xác định nhờ phương trình cân bằng mô men đối với điểm O ( trùng với đường tâm dao).

            Mô men cắt có xu hướng làm cho chi tiết gia công xoay xung quanh trục của nó. Nếu muốn chi tiết không bị xoay thì mô men mát do lực W_ct va P₀  tạo ra phải thắng đươc mô men cắt M_x. Do lực dọc trục P₀  có phương đi qua tâm quay nên khi xét cân bằng mô men thì P­₀ = 0.

Ta có phương trình cân bằng mô men:

            Trong đó :

K là hệ số an toàn phụ thuộc vào điều kiện gia công trên máy.

K = 

K₀ = 1.5 hệ số an toàn thường lấy.

K₁ = 1.2 hệ số phụ thuộc vào tính chất bề mặt gia công.

K₂ = 1 hệ số kể đến tăng lực cắt do mòn dao.

K₃ = 1.2 hệ số kể đến tăng lực cắt khi gia công các bề mặt không liên tục.

K₄ = 1.3 hệ số kể đến lực kẹp ổn định , khi kẹp bằng tay.

K₅ = 1 hệ số tính đến mức độ thuận lợi của cơ cấu kẹp bằng tay.

 K₆ = 1.5 hệ số xét đến mô men làm quay chi tiết.

  K =

R₁, R₂ khoảng cách từ điểm đặt lực W_ct tới tâm xoay: R₁ = 125 mm, R₂ = 91mm.

  là hệ số ma sát giữa chốt tỳ định vị và bề mặt chi tiết và giữa mỏ kẹp và chi tiết.

Vậy W_ct =  N

4.    Xác định sai số chế tạo cho phép của đồ gá:

            -  Sai số gá đặt được tính theo công thức 60, trang 92, sách thiết kế đồ án CNCTM) như sau:

       Sai số chuẩn trong trường hợp này   

              Trong đó:         

       Sai số kẹp chặt trong trường hợp này   (phương của lực kẹp vuông góc với kích thước thực hiện )

        Sai số mòn do đồ gá bị mòn gây ra   (Công thức 61, trang 93, sách thiết kế đồ án CNCTM).

       N: số lượng chi tiết gia công trên đồ gá, chọn N=1000 chiếc.

                   phụ thuộc vào kết cấu đồ định vị.

       : sai số điều chỉnh.

       : sai số gá đặt: phải có giá trị nhỏ hơn 2 lần dung sai kích thước gia công, mà dung sai kích thước gia công là  mm.