MỤC LỤC TRỤC ĐỠ 3D
- Lời nói đầu.
- Phần I: Phân tích chi tiết gia công.
- Phần II: Xác định phương pháp chế tạo phôi.
- Phần III: Lập bảng QTCN gia công cơ.
- Phần IV: Biện luận quy trình công nghệ gia công cơ
- Phần V: thiết kế đồ gá
- Phần VI: Kết luận về quá trình công nghệ
- Tài liệu tham khảo.
LỜI NÓI ĐẦU
Công nghệ chế tạo máy là một ngành then chốt, nó đóng vai trò quan trọng trong công cuộc công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước. Nhiệm vụ của ngành công nghệ chế tạo máy là chế tạo ra các sản phẩm cơ khí cho mọi lĩnh vực của ngành kinh tế quốc dân, việc phát triển ngành công nghệ chế tạo máy đang là mối quan tâm đặc biệt của Đảng và nhà nước ta.
Phát triển ngành công nghệ chế tạo máy phải được tiến hành đồng thời với việc phát huy nguồn nhân lực và đầu tư các trang thiết bị hiện đại. Việc phát huy ngồn nhân lực là nhiệm vụ trọng tâm của các trường đại học và cao đẳng .
Hiện nay trong các ngành kinh tế nói chung và ngành cơ khí nói riêng đòi hỏi ký sư cơ khí và cán bộ kỹ thuật cơ khí được đào tạo ra phải có kiến thức cơ bản tương đối rộng
Để giúp sinh viên nắm vững các kiến thức cơ bản của môn học và giúp họ làm quen với nhiệm vụ thiết kế ,trong chương trình đào tạo bài tập lớn công nghệ chế tạo máy là môn không thể thiếu được của sinh viên chuyên ngành chế tạo máy sau khi kết thúc môn học
Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô bộ môn, thầy đã tận tình hướng dẫn chúng em hoàn thành đồ án này. Trong quá trình thiết kế và tính toán do thiếu thực tế và kinh nghiệm thiết kế , nên không tránh khỏi thiếu sót em rất mong được sự chỉ bảo của quý thấy cô và sự đóng góp ý kiến của các bạn để
Em xin chân thành cảm ơn
PHẦN I: PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG TRỤC ĐỠ 3D
- Tính năng và công dụng của chi tiết gia công:
1.1.1Tính năng và công dụng:
Theo đề bài thiết kế:
“Thiết kế quy trình công nghệ và đồ gá gia công TRỤC ĐỠ 3D”
- Là chi tiết dùng trong sản xuất nhằm để đỡ chi tiết máy. Để làm được việc đó, nó được thiết kế để đỡ, định vị và giữ chi tiết nhằm đảm bảo khi làm việc với sai số trong phạm vi cho phép.
Đây là một chi tiết dạng trục , do đó nó phải tuân thủ theo quy tắc gia công của chi tiết dạng trục
1.1.2 Điều kiện làm việc:
Trong quá trình làm việc chi tiết chuyển động bình thường.
Chi tiết làm việc trong môi trường ma sát ít, không cần bôi trơn
Để đảm bảo điều kiện làm việc cũng như chuyển động của chi tiết gia công theo đúng chức năng của nó trong thiết bị thì những bề mặt sau đây cần gia công chính xác
- Bề mặt đáy 87±1.1
- Lỗ 48+0.025
- Bề mặt đáy 160
Một số bề mặt cần có độ cứng phù hợp để đảm bảo tính ma sát…. Vì vậy, trục đỡ cần đảm bảo những yêu cầu sau:
- Kết cấu bề mặt cho phép thoát dao một cách dễ dàng
- Kết cấu phải đảm bảo độ cứng vững
- Kết cấu phải thuận tiện cho gia công được nhiều chi tiết nhưng vẫn đảm bảo độ chính xác
- Kết cấu phải đối xứng qua mặt phẳng qua tâm và vuông góc với đáy.
- Lỗ vuông góc với đáy để dễ gia công
- Kết cấu phải thuận lợi cho việc chọn chuẩn thô và chuẩn tinh thống nhất
1.2 Phân tích vật liệu và kết cấu chi tiết gia công:
1.2.1Vật liệu chi tiết:
Vật liệu chi tiết là gang xám GX15-32 có thành phần hóa học như sau :
%C = 3 – 3,7 Si% = 1,2 – 2,5 %Mn = 0,25 – 1,00
%S < 0,12 % P =0,05 – 1,00
[d]bk = 150 MPa
[d]bu = 320 MPa
1.2.2 Cơ tính và độ cứng của vật liệu.
Gang xám có độ bền kéo nhỏ, độ dẻo, độ dai kém. Nhưng bù lại gang xám có ưu điểm chịu va đập, giảm chấn động, chịu mài mòn, dễ cắt gọt.
- Độ cứng HB = 163 ÷ 229 kg/mm3
- Kết cấu:
Phù hợp với gia công cơ
Chi tiết dạng trục
1.3 Độ chính xác chi tiết gia công
1.3.1Độ chính xác về kích thước
a) Kích thước sai lệch có chỉ dẫn
- Kích thước 48+0,025
Có Td = ES-EI=0.025 - 0=0.025mm=25Mm
Tra bảng 1.4 trang 11 sách sổ tay dung sai của Ninh Đức Tốn ta có cấp dung sai tiêu chuẩn IT7
Tra bảng 1.14 trang 34 sách sổ tay dung sai ta chọn được sai lệch cơ bản là H ,cấp chính xác 7. Viết lại 48H7
- Kích thước 87±1.1
+KTDN :48mm
+CCX 16
+IT = 2.2 mm
+SLGH : es = +1.1 mm, ei = -1.1mm.
Theo TCVN 2245-77 kích thước 87 thuộc miền dung sai js16
Viết lại 87js16
- Kích thước 81±0.175
+KTDN :81mm
+CCX 12
+IT = 0.35 mm
+SLGH : es = +0.175 mm, ei = -0.175mm.
Theo TCVN 2245-77 kích thước 87 thuộc miền dung sai js12
Viết lại 81js12
- Kích thước 229±0.23
+KTDN :229mm
+CCX 12
+IT = 0.46 mm
+SLGH : es = +0.23 mm, ei = -0.23 mm.
Theo TCVN 2245-77 kích thước 229 thuộc miền dung sai js12
Viết lại 229js12
- Kích thước 261±0.26
+KTDN :261mm
+CCX 12
+IT = 0.52 mm
+SLGH : es = +0.26 mm, ei = -0.26 mm.
Theo TCVN 2245-77 kích thước 261 thuộc miền dung sai js12
Viết lại 261js12
- Kích thước 10±0.075
+KTDN :10mm
+CCX 12
+IT = 0.15mm
+SLGH : es = +0.075 mm, ei = -0.075 mm.
Theo TCVN 2245-77 kích thước 10 thuộc miền dung sai js12
Viết lại 10js12
b) Kích thước có sai lệch không chỉ dẫn
Các kích thước :KT 7, KT 22, KT 40,KT 110, KT 130,KT 60, KT 19, KT 12
- Kích thước 7
+KTDN :7mm
+CCX 14
+IT = 0.36mm
+SLGH : es = +0.18mm, ei = -0.18mm.
Theo TCVN 2245-77 kích thước 7 thuộc miền dung sai js14
Viết lại 7js14
- Kích thước 22
+KTDN :22mm
+CCX 14
+IT = 0.52mm
+SLGH : es = +0.26mm, ei = -0.26mm.
Theo TCVN 2245-77 kích thước 22 thuộc miền dung sai js14
Viết lại 22js14
- Kích thước 110
+KTDN :110mm
+CCX 14
+IT = 0.87mm
+SLGH : es = +0.435mm, ei = -0.435mm.
Theo TCVN 2245-77 kích thước 110 thuộc miền dung sai js14
Viết lại 110js14
- Kích thước 130
+KTDN :130mm
+CCX 14
+IT = 1mm
+SLGH : es = +0.5mm, ei = -0.5mm.
Theo TCVN 2245-77 kích thước 130 thuộc miền dung sai js14
Viết lại 130js14
- Kích thước 60
+KTDN :60mm
+CCX 14
+IT = 0.74mm
+SLGH : es = +0.37mm, ei = -0.37mm.
Theo TCVN 2245-77 kích thước 60 thuộc miền dung sai js14
Viết lại 60js14
- Kích thước 19
+KTDN :19mm
+CCX 14
+IT = 0.52mm
+SLGH : es = +0.26mm, ei = -0.26mm.
Theo TCVN 2245-77 kích thước 19 thuộc miền dung sai js14
Viết lại 19js14
- Kích thước 12
+KTDN :12mm
+CCX 14
+IT = 0.43mm
+SLGH : es = +0.215mm, ei = -0.215mm.
Theo TCVN 2245-77 kích thước 12 thuộc miền dung sai js14
Viết lại 12js14
+ Đối với kích thước M8.
- Ren tam giác hệ mét .
- Đường kính danh nghĩa : DN =8 mm.
- Ren bước nhỏ P=1.25
1.3.2 Độ chính xác về hình dáng hình học
Sai lệch độ tròn và profin mặt cắt dọc của bề mặt lỗ không vượt quá 0,01mm
1.3.3 Độ chính xác về vị trí tương quan
- Dung sai độ đồng trục giữa các mặt trụ ∅48, ∅60, ∅110 với tâm lỗ ≤ 0.05
- Dung sai độ vuông góc giữa các mặt đầu ∅87,∅160,∅110 với tâm lỗ ≤ 0.025
1.3.4 Chất lượng bề mặt
Độ nhám Ra=0,63
Ra=0,32
1.4 XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT
Việc xác định quy mô và tổ chức sản xuất cho chi tiết là quan trọng cho các bước làm việc tiếp theo. Nếu xác định không đúng nó sẽ ảnh hưởng đến việc lập quy trình công nghệ theo nguyên tắc nào và đảm bảo cho sản lượng hàng năm của chi tiết hay không.
Để đảm bảo sản lượng hàng năm của đề tài giao phải xác định dạng sản xuất, từ đó làm cơ sở để ta thiết kế quy trình công nghệ và đồ gá cùng các trang thiết bị khác phù hợp nhằm giảm giá thành mà vẫn đảm bảo chất lượng và sản lượng sản phẩm. Muốn xác định quy mô và hình thức tổ chức sản xuất trước hết phải biết sản lượng hàng năm của chi tiết.
1.4.1 Xác định trọng lượng của chi tiết
Ta tiến hành chia chi tiết ra làm nhiều phần nhỏ để tính toán. Sau đó tổng các thể tích phần nhỏ đó lại được trọng lượng của chi tiết.
Gọi Svn : là tổng thể tích của các thể tích nhỏ được chia trên chi tiết. Sau đây là thể tích của từng phần
Để xác định khối lượng của chi tiết gia công ta cần xác định được thể tích của chi tiết gia công ta có :
Ta có :V =
Trong đó : D là đường kính
= 3,14
V : là thể tích
h : là chiều dài
Vđ =
Vậy thể tích của chi tiết :
Trọng lượng chi tiết
Q = g.v = 7.4 x 1.7 = 13 (kg)
Trong đó :
g : là trọng lượng riêng của gang xám ( g = 6.8 ¸ 7,4) kg/dm3
V : Thể tích của chi tiết (dm3)
Q trọng lượng của chi tiết
(Trang 13. Thiết kế đồ án công nghệ tạo máy PGS.TS Trần Văn Địch)
1.4.2. Sản lượng chế tạo trong năm
Mục đích của phần này là xác định hình thức tổ chức sản xuất (đơn chiếc, hàng loạt (vừa, hàng loạt lớn và hàng loạt nhỏ) và hàng mới). Để từ đó cải thiện tính công nghệ của chi tiết.
Để thực hiện việc này trước hết ta cần xác định sản lượng chi tiết cần chế tạo trong một năm của nhà máy theo công thức sau :
N = N1 x m (1 + ) chiếc /năm
Ở đây số n – số chi tiết được sản suất trong một năm
N1 – số sản phẩm (số máy) được sản xuất trong một năm m – số chi tiết trong một sản phẩm.
b - số chi tiết được chế tạo thêm để dự trữ (5% đến 7%). Nếu tính đến số a% phế phẩm chủ yếu trong các phân xưởng đúc thì ta có công thức sau :
N = N1 – m (1 + )
Trong đó a = 3 ¸ 6%
N = với dạng sản xuất hàng loạt vừa (tra bảng .2. Trang 13 sách thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy) .
Ta có N1 = 200 – 500 chiếc/năm
m = 1
a + b = 10%
Vậy n = 400 x 1 = 401 chiếc/năm
PHẦN II: XÁC ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI
2.1 Xác định loại phôi.
Theo yêu cầu của đề tài là chi tiết ụ động máy mài với vật liệu là gang xám GX15-32 có kết cấu không phức tạp lắm, dựa vào dạng sản xuất là sản xuất hàng loạt vừa thì loại phôi cho chi tiết này là phôi đúc là hợp lý nhất.
- Phôi đúc lượng dư phân bố đều , tiết kiệm vật liệu , độ đồng đều của phôi cao.
- Tuy nhiên phương pháp đúc này cũng có một số khuyết điểm là khó phát hiện các khuyết tật bên trong chỉ phát hiện khi gia công nên làm giảm năng suất
2.2Xác định phương pháp chế tạo phôi
Trong ngành chế tạo máy thì tùy theo dạng sản xuất mà chi phí về phôi liệu chiếm từ 30¸60% tổng chi phí chế tạo. Phôi được xác lập hợp lý sẽ đưa lại hiệu quả kinh tế cao và khi chế tạo phải đảm bảo lượng dư gia công.
- Lượng dư quá lớn sẽ tốn nguyên vật liệu tiêu hao lao động để gia công nhiều, tốn năng lượng, dụng cụ cắt vận chuyển nặng dẫn tới giá thành tăng.
- Lượng dư quá nhỏ sẽ không đủ để hớt đi các sai lệch của phôi để biến phôi thành chi tiết hoàn thiện, làm ảnh hưởng tới các bước nguyên công và các bước gia công.
Như vậy việc xác định phương pháp tạo phôi dựa trên các cơ sở sau đây
- Kết cấu hình dáng, kích thước của chi tiết .
- Vật liệu và đặc tính vật liệu của chi tiết mà thiết kế đòi hỏi.
- Sản lượng của chi tiết hoặc dạng sản xuất.
- Hoàn cảnh và khả năng cụ thể của xí nghiệp.
- Khả năng đạt được độ chính xác và yêu cầu kĩ thuật của phương pháp tạo phôi.
Vì vậy chọn phương án tạo phôi hợp lý sẽ nâng cao tính sử dụng của chi tiết. Để xây dựng phương án tạo phôi hợp lý ta so sánh các phương án tạo phôi sau:
- Đúc trong khuôn cát
Kết cấu của chi tiết không phức tạp lắm nhưng do vật liệu là gang xám 15x32 nên ta dùng phương pháp đúc, do bề mặt làm việc không cần chính xác và ứng với sản xuất hàng loạt vừa nên ta chon phương pháp đúc trong khuôn cát. Làm khuôn bằng máy , sau khi đúc cần có nguyên công làm sạch cát và cắt bỏ bavia
Ưu điểm: Đúc được các chi tiết có kích thước và khối lượng bất kì
Đúc được những chi tiết có kết cấu bên trong phức tạp
Rẻ tiền, dùng trong sản xuất hàng loạt vừa và nhỏ
Nhược điểm: Tốn nhiều thời gian làm khuôn
Vật đúc kém chính xác
Vật đúc bị biến trắng
b) Đúc trong khuôn mẫu chảy :
Là phương pháp chế tạo khuôn bằng vật liệu dễ chảy mẫu này có thể chảy vào lòng khuôn đúc do nhiệt độ hoặc dung môi Đúc trong khuôn mẫu nóng chảy.
- Chỉ mang lại hiệu quả cao khi đúc các chi tiết có hình dạng phức tạp từ vật liệu bất kì với số lượng chi tiết trong loạt >100 chiếc
- Độ chính xác cấp 11 – 12, độ nhám Rz = 40 - 10µm
Ưu điểm: Độ bóng và độ chính xác cao
Đúc được tất cả các loại chi tiết kể cả những chi tiết có đường gân phức tạp
Nhược điểm: Giá thành đắt
Cường độ lao động cao
Chu kì sản xuất lớn
c) Đúc trong khuôn kim loại.
Độ chính xác cao nhưng giá thành quá cao thiết bị đầu tư lớn , lòng khuôn có kích thước, hình dạng, vị trí tương quan giống như phôi cần đúc
- Chủ yếu dùng để đúc kim loại và hợp kim nhôm
- Độ chính xác cấp 13 – 15, độ nhám Rz = 80µm
d) Đúc liên tục.
Thích hợp với vật đúc dài, tiết diện không đổi và có chiều dài không hạn chế, đúc các tấm kim loại thay cho cán , vật đúc không có rỗ co, rỗ khí, rỗ xỉ, ít bị thiên tích. Cơ tính vật đúc cao, năng suất cao, giá thành giảm. Vật đúc dễ bị nứt, không đúc được các vật phức tạp .
e) Đúc khuôn vỏ mỏng.
Đạt được độ bóng và chính xác cao,vật đúc ít rỗ và ít bị khuyết tật. Giảm chi phí kim loại , quá trình đúc dễ cơ khí hoá tự động hoá. Chu trình làm khuôn dài, giá thành làm khuôn cao.
- Kết luận.
- Với những yêu cầu chi tiết đã cho và những mặt kinh tế, mặt sản xuất ta chọn phương pháp đúc trong khuôn cát .
- Phôi đạt cấp chính xác cấp 2
Độ nhám Rz =160 - 180 µm
2.3 Tính hệ số sử dụng vật liệu
- Trọng lượng của phôi:
- ......................
- Sai số điều chỉnh sinh ra trong quá trình lắp ráp, điều chỉnh đồ giá trong thực tế khi tính toán ta lấy eđc = 5 – 10 mm ở đây ta lấy
eđc = 8 mm = 0,008 mm
- Sai số giá đặt
eqđ = (d dung sai nguyên công)
d = 0,07 (mm)
eqđ = (0,07) = 0,023
- Sai số chế tạo cho phép đồ gá
Sai số chế tạo cho phép đồ giá được tính theo công thức
5.4Yêu cầu kỹ thuật của đồ gá
Căn cứ vào điều kiện kỹ thuật và nguyên lý làm việc của chi tiết ,từ kết quả tính toán sai số chế tạo cho phép trên đây ta có được những yêu cầu kỹ thuật cho đồ gá như sau :
- Dung sai độ đồng trục giữa lỗ ∅48 và trục gá ≤ 0.016
- Dung sai độ vuông góc giữa trục gá và mặt phẳng phiến tì ≤ 0.016
- Dung sai độ song song giữa mặt phẳng định vị chính và mặt phẳng phiến tì ≤ 0.025
5.5 . Thao tác đồ gá .
- Kẹp chi tiết : Chi tiết được định vị trên thân một chốt trụ dài và vai của chốt trụ, ta tiến hành đưa đòn gánh vào đầu bu lông xong dùng cờ lê xiết chặt đai ốc .
- Tháo chi tiết : Dùng cà lê tháo đai ốc , rút đòn gánh ra khỏi chi tiết , nhấc chi tiết ra.
C. Kết luận về tính kinh tế của đồ gá:
- Gá đặt và tháo phôi dễ dàng, sử dụng thuận tiện và an toàn khi làm việc.
-Kết cấu đơn giản, nhỏ gọn, dễ làm sạch phôi trên đồ gá và gá đặt đồ gá ên máy đơn giản.
- Hạn chế đến mức tối đa hệ số sử dụng vật liệu để chế tạo đồ gá.
- Đảm bảo được độ chính xác gia công, sai số chuẩn εc=0.
Kết luận: Với đồ gá chuyên dùng này chỉ với một lần điều chỉnh máy có thể gia công tất cả các chi tiết trong lô sản phẩm đạt được độ chính đã cho. Do đó có thể nâng cao năng suất lao động, giảm thời gian phụ và sức lao động của công nhân.
● Đồ gá khoan 3 lỗ :
5.6 Nguyên lý làm việc
Chi tiết gia công được định vị trên một ống đàn hồi có vai ngắn . Phần vai ngắn định vị 1 bậc tự do, phần thân ống dẫn hướng khống chế 4 bậc tự do nên chi tiết được định vị 5 bậc và kẹp chặt nhờ vào đòn rút của trục vít có đầu côn, khi cần lấy phôi ra sau khi gia công ta chỉ việc nới lỏng đai ốc bắt vào trục vít và lấy chi tiết ra.
5.7 Phương pháp tính lực kẹp
Tính luc cắt
Bảng 7.3 Cp=42 ; zp = 1.2 ; yp = 0.75
Tính momen khi khoan:
(kgm)
Theo bảng (7-3/87) ta có:
Cm = 0.012, zm = 2.2, ym = 0,8
Tra bảng (12-1và 13/1)/21 ta có
Ta có (kgm)
* Tính sai số chế tạo đồ gá
- Sai số chuẩn
ec = 0 (vì chuẩn định vị cùng góc kích thước)
- Sai số kẹp chặt
ek = 110 mm = 0,11 (mm) (bàng 24/48 sách thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy)
- Sai số mòn
em = b.
b = 0,5 – 2
N = 400 ; số lượng chi tiết gia công
em = b.
- Sai số điều chỉnh sinh ra trong quá trình lắp ráp, điều chỉnh đồ giá trong thực tế khi tính toán ta lấy eđc = 5 – 10 mm ở đây ta lấy
eđc = 8 mm = 0,008 mm
- Sai số giá đặt
eqđ = (d dung sai nguyên công)
d = 0,07 (mm)
eqđ = (0,07) = 0,023
- Sai số chế tạo cho phép đồ gá
Sai số chế tạo cho phép đồ giá được tính theo công thức
5.8 Yêu cầu kỹ thuật của đồ gá
Căn cứ vào điều kiện kỹ thuật và nguyên lý làm việc của chi tiết ,từ kết quả tính toán sai số chế tạo cho phép trên đây ta có được những yêu cầu kỹ thuật cho đồ gá như sau :
-dung sai độ đồng trục giữa lỗ 48 và trục gá 0.016
-dung sai độ vuông góc giữa trục gá và thân gá 0.016
- dung sai độ song song giữa mặt phẳng vai của ống đàn hồi và mặt phẳng
đồ gá 0.025
- dung sai độ vuông góc giữa tâm ống dẫn hướng với tâm trục gá 0.01
5.5 . Thao tác đồ gá .
- Kẹp chi tiết : Chi tiết được định vị trên thân của ống dẫn hướng và vai của ống dẫn hướng, ta tiến hành đưa chi tiết vào định vị sau đó dùng cờ lê xiết chặt đai ốc. Trục côn sẽ ép chặt ống đàn hồi vào chi tiết. Chi tiết được kẹp chặt.
- Tháo chi tiết : Dùng cà lê tháo đai ốc , ống đàn hồi trở về trạng thái ban đầu. Chi tiết được nới lỏng sau đó nhấc chi tiết ra.
C. Kết luận về tính kinh tế của đồ gá:
- Gá đặt và tháo phôi dễ dàng, sử dụng thuận tiện và an toàn khi làm việc.
-Kết cấu đơn giản, nhỏ gọn, dễ làm sạch phôi trên đồ gá và gá đặt đồ gá lên máy đơn giản.
- Hạn chế đến mức tối đa hệ số sử dụng vật liệu để chế tạo đồ gá.
- Đảm bảo được độ chính xác gia công, sai số chuẩn εc=0.
Kết luận: Với đồ gá chuyên dùng này chỉ với một lần điều chỉnh máy có thể gia công tất cả các chi tiết trong lô sản phẩm đạt được độ chính đã cho. Do đó có thể nâng cao năng suất lao động, giảm thời gian phụ và sức lao động của công nhân.
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