Đồ án chế tạo máy với việc lập quy trình công nghệ gia công chi tiết dạng trục

Tạ Hữu Hùng  Lớp K43CCM6 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHẾ TẠO MÁY VỚI VIỆC LẬP QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT DẠNG TRỤC -1-  Tạ Hữu Hùng Lớp K43CCM6 LỜI NÓI ĐẦU Thiết kế đồ án môn học công nghệ chế tạo máy đồ án chuyên ngành sinh viên ngành chế tạo máy Đồ án công nghệ chế tạo máy giúp cho sinh viên năm cuối hệ thống lại kiến thức thu nhận từ giảng, tập thực hành, hình thành cho khả làm việc độc lập, làm quen với nhiệm vụ thường ngày người kỹ sư trước trường Đồ án tập tổng hợp, sinh viên có điều kiện hồn thành kỹ sử dụng tài liệu, loại sổ tay, bảng biểu tiêu chuẩn, phối hợp chúng với kiến thức lý thuyết tràng bị môm học liên quan để thiết lập phương án cong nghệ tốt ứng với điều kiện sản xuất cụ thể Đồ án cho phép sinh viên phát triển khả sáng tạo, hồn thiện tốn kỹ thuật tổ chức xuất thiết kế công nghệ , nhằm nâng cao hiệu sản xuất, chất lượng sản phẩm; ứng dụng kỹ thuạt vào trình cơng nghệ gia cơng Xuất phát từ tầm quan trọng đồ án này, học kỳ nhà trường giao cho em đồ án môn học chế tạo máy với việc lập quy trình cơng nghệ gia công chi tiết dạng trục Trong phần thuyết minh gồm có: Tính tốn chi tiết gia cơng, xác định dạng sản xuất, xác định phương pháp chế tạo phôi, thiết kế quy trình cơng nghệ gia cơng chi tiết, tính thời gian gia cơng, tính lượng dư, tính tốn thiết kế đồ gá Những giáo trình tra cứu: Cơng nghệ chế tạo máy (tập 1,2), Dụng cụ cắt, Máy cong cụ, Đồ gá, Sổ tay công nghệ chế tạo máy(tập 1,2) Được giúp đỡ tận tình thầy giáo: Nguyễn Xuân Minh, đến em hoàn thành nhiệm vụ mình, cịn nhiều hạn chế q trình làm đồ án, em kính mọng bảo tận tình thầy mơn để em củng cố thêm kiến thức cho thân Em xin chân thành cảm ơn ! -2- Tạ Hữu Hùng  Lớp K43CCM6 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Sổ tay công nghệ chế tạo máy - Trần Văn Địch, Nhà xuất Hà Nội 2000 [2] Sổ tay công nghệ chế tạo máy - Nguyễn Đắc Lộc, Lê Văn Tiến Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội 1999 (Tập I) [3] Sổ tay công nghệ chế tạo máy - Nguyễn Đắc Lộc, Lê Văn Tiến Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội 2000(TậpII) [3] Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy- GSTS Trần Văn Địch, Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội 1999 [5] Hướng dẫn thiết kế đồ án Công nghệ chế tạo máy- GSTS Nguyễn Đắc Lộc, Lưu Văn Nhanh Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội 2000 -3- Tạ Hữu Hùng  Lớp K43CCM6 MỤC LỤC Trang Phần I Phân tích chi tiết gia cơng Phần II Xác định dạng sản xuất Phần III Xác định phương pháp chế tạo phôi .7 Phần IV Thiết kế quy trình cơng nghệ 12 Phần V Tính tra lượng dư .20 Phần VI Tính tra chế độ cắt 26 Chương 1: -4- Tạ Hữu Hùng  Lớp K43CCM6 PHÂN TÍCH ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT GIA CƠNG Phân tích chức làm việc chi tiết Trục vít chi tiết quan nhiều chi tiết máy ngành khí chế tạo máy Trục vít dùng chủ yếu truyền chuyển động để truyền chuyển động công suất cho hai trục chéo nhau, thông thường góc hai trục 90o(bộ truyền trục vít) để biến chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến(bộ truyền vít me – đai ốc) Bộ truyền trục vít – bánh vít có khả truyền chuyển động cơng suất có tỷ số truyền lớn, làm việc êm khơng ồn có khả tự hãm Trục vít làm việc điều kiện bơi trơn làm mát khó khăn Nên làm việc trục vít sinh nhiệt nguyên nhân gây dạng hỏng như: dính mịm Khác với bánh trục vít làm việc suất vận tốc trượt bề mặt ren, nên gây tổn thất công suất làm st dạng hỏng hóc như: mịn mỏi, tróc rỗ lớp bề mặt gẫy Do điều kiện làm việc khắc nghiệt trên, phải có biện pháp cơng nghệ hợp lý trình chế tạo trình lắp ráp để nâng cao tuổi thọ trục vít Phân tích cơng nghệ kết cấu chi tiết Chi tiết cần gia công chi tiết dạng trục - Các bề mặt trục có khả gia cơng phương pháp tiện thơng thường - Đường kính đoạn trục giảm dần hai phía - Then trục then kín phải gữ nguyên kết cấu - Kết cấu trục không đối xứng gia cơng máy chép hình thủy lực - Có tỷ số l/d=292,5/30 Vậy trọng lượng trục vít : (Kg) Từ bảng sách TKĐACNCTM => Dạng sản xuất HÀNG KHỐI Chương 3: CHỌN PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI -9- Tạ Hữu Hùng  Lớp K43CCM6 Cơ sơ chọn dạng phôi Chọn phôi hợp lý đảm bảo tối ưu trình gia cơng giảm mức tiêu hao vật liệu, sưc lao động, rút ngắn quy trình cơng nghệ, đảm bảo tính kỹ thuật máy Do giảm giá thành Vì chọn phơi thích hợp cần yếu tố sau: + Kích thước, hình dáng, kết cấu chi tiết gia công + Vật liệu, tính, yêu cầu kỹ thuật vật liệu gia cồng + Dạng sản xuất + Điều kiện cụ thể nhà máy, xí nghiệp, nơi sản xuất + Khả phương pháp chế tạo phôi + Hệ số sử dụng vật liệu Để tối ưu hóa vấn đề phơi cố gắng chọn phơi coa kích thước gần giống với chi tiết gia cơng Vật liệu trục vít thép hợp kim 36CrNiMo4, với dạng sản xuất hàng khối nên có nhiều phương án tạo phơi sử dụng : phơi đúc, phơi rèn, phôi cán phôi dập Các dạng phôi phương pháp chế tạo phôi 2.1 Phôi đúc Đúc phương pháp tạo phơi mà q trình sản xuất nấu chảy kim loại, hợp kim rót vào lịng khn tạo sẵn + Ưu điểm : - Sản phẩm đúc chế tạo từ nhiều loại vật liệu - Có thể đúc chi tiết có cấu tạo đơn giản đến phức tạp, từ nhỏ đến lớn Sản phẩm đúc đạt độ xác cao độ nhẵn bóng cao ác phương pháp đúc đặc biệt - Tạo vật đúc có lớp vật liệu có tính khác - Có thể khí hóa tự động hóa, đạt suất cao + Nhược điểm : - Tổn hao kim loại đậu ngót, sai hỏng - 10 -  Tạ Hữu Hùng Lớp K43CCM6 Hình Chọn chuẩn thơ hai bề mặt ngồi ngõng trục định vị hai khối V ngắn khống chế bậc tự kết hợp với đầu vai trục khống chế bậc tự Bề mặt chọn làm chuẩn tương đối phẳng qua đảm bảo độ xác vị trí tương quan bề mặt phân bố lượng dư gia công bề mặt Thuận tiện cho gia công mặt đầu máy chyên dùng (MP-73) Đảm bảo độ cứng vững gia công - Nhược điểm pương án này: yêu cầu chất lượng phôi dập cao, lực lẹp gây tượng biến dạng cong vênh - Phạm vi sử dụng: dùng làm chuẩn để gia công mặt đầu làm chuẩn tinh máy chuyên dùng MP-73 Thiết kế sơ đồ nguyên cơng a) Trình tự ngun cơng 1, Tơi cải thiện - 18 - Tạ Hữu Hùng  2, Khỏa mặt đầu khoan tâm 3, Tiện thô bề mặt ø68,15(mm) 4, Tiện thô ø 45, ø32, ø 30 5, Tiện thơ ø 45, ø 35 nửa trục cịn lại 6, tiện tinh ø 68,15, ø 45, ø 35 7, Tiện tinh ø 68.15, ø 45, ø 32, ø 30 tiện mặt đầu 8, Vát mép tiện rãnh 9, Vát mép tiện rãnh nửa trục cịn lại 10, Tiện thơ tiện tinh ren 11, Mài tinh ren 12, Phay đầu bu lông cạnh 13, Phay rãnh then 14, Hóa nhiệt luyện 15, Mài ngõng trục ø30 16, Tổng kiểm tra - 19 - Lớp K43CCM6 Tạ Hữu Hùng  NGUYÊN CÔNG XVI: TỔNG KIỂM TRA - 20 - Lớp K43CCM6  Tạ Hữu Hùng Lớp K43CCM6 Chương 5: TRA LƯỢNG DƯ GIA CÔNG 5.1 Mục đích ý nghĩa Lượng dư gia cơng lớp kim loại hớt suốt trình gia cơng để biến phơi thành chi tiết hồn chỉnh Việc xác định lượng dư hợp lý có ý nghĩa to lớn mặt kinh tế kỹ thuật vì: Nếu lượng dư gia công lớn tốn vật liệu gia công, tốn thời gian gia công, tăng khối lượng lao đơng, tăng chi phí sản xuất, tăng giá thành sản phẩm, giảm hiệu kinh tế Nếu lượng dư nhỏ không đủ để cắt sai lệch phơi, khơng đảm bảo chất lượng bề mặt gia cơng xảy tượng trượt dao chi tiết làm cho dao bị mịn nhanh Vì phải xác định lượng dư hợp lý để đảm bảo tính kinh tế kỹ thuật 5.2 Các phương pháp tính lượng dư gia công Lượng dư gia công thường xác định theo hai phương pháp sau: + Phương pháp thống kê kinh nghiệm + Phương pháp tính tốn phân tích a phương pháp thống kê kinh nghiệm Theo phương pháp lượng dư gia cơng xác định theo kinh nghiệm, rút từ thực tế, kinh nghiệm thống kề ghi lại sổ tay Vì chất phươmng pháp vào điều kiện tương tự để xác ddihj lượng dư thông qua bảng tra + Ưu điểm: Đơn giản, dễ sử dụng + Nhược điểm: Do không tính đến điều kiện cụ thể nên lượng dư gia công lơn so với giá trị cần thiết b Phương pháp tính tốn phân tích - 21 -  Tạ Hữu Hùng Lớp K43CCM6 Phương pháp dựa sở phân tích yếu tố tạo lớp lượng dư để tính lượng dư trung gian, phương pháp giáo sư Kovan đề suất + Ưu điểm: Cho phép xác định kích thước phơi hợp lý, góp phần nâng cao hiệu sử dụng vật liệu đảm bảo hiệu kinh tế + Nhược điểm: Việc tính tốn phức tạp Để dơn giản ta sử dụng phương pháp thống kê kinh nghiệm để xác định lượng dư cho nguyên công 5.3 Tra lượng dư gia công Lượng dư tổng Z0 Tra bảng trang [1] với phơi dập ta có lượng dư với bề mặt gia cơng + Lượng dư mặt trịn xoay: - ø68.15; Z0= 2.2(mm) - ø30 ; Z0= 2.1(mm) - ø32 ; Z0= 2.1(mm) - ø35 ; Z0= 2.1(mm) - ø45 ; Z0= 2.1(mm) + Lượng dư mặt đầu: - Chiều dài trục L = 292,5; Zo= 2,7(mm) - Của đoạn trục lại Zo= 2,2(mm) Lượng dư kích thước giới hạn trung gian bề mặt gia công *) Lượng dư gia công kích thước giới hạn trung gian mặt trụ Bước cơng Dung sai nghệ Kích thước giới Giới hạn lượng dư(mm) hạn(mm) max Phôi 2,446 40,675 38,436 Tiện thô 0,386 36,075 35,696 - 22 - 2.Zmax 2Zmin 4,6 2,74  Tạ Hữu Hùng Tiện tinh 0,046 34,975 Lớp K43CCM6 34,936 Tổng cộng 1,1 0,76 5,7 3,5 *) Lượng dư gia công kich thước giới hạn trung gian bề mặt trục Bước cơng Dung sai Kích thước giới hạn nghệ Giới hạn lượng dư (mm) (mm) Max 2Zmax 2Zmin Phôi 2,24 50,7 48,461 Tiện thô 0,379 46,1 45,721 4,6 2,74 Tiện tinh 0,039 45 44,961 1,1 0,76 5,7 3,5 Tổng cộng *) Lượng dư gia công kich thước giới hạn trung gian bề mặt trục Bước cơng Dung sai Kích thước giới hạn Giới hạn lượng dư (mm) (mm)` nghệ max 2Zmax 2Zmin Phôi 2,24 40,675 38,436 Tiện thô 0,379 36,075 35,696 4,6 2,74 Tiện tinh 0,039 34,975 34,936 1,1 0,76 5,7 3,5 Tổng cộng - 23 -  Tạ Hữu Hùng Lớp K43CCM6 *) Lượng dư gia công kich thước giới hạn trung gian bề mặt trục Bước cơng Dung sai Kích thước giới hạn nghệ Giới hạn lượng dư (mm) (mm) Max Min 2Zmax 2Zmin Phôi 2,24 37,675 35,436 Tiện thô 0,379 33,075 32,696 4,6 2,74 Tiện tinh 0,039 31,975 31,936 1,1 0,76 5,7 3,5 Tổng cộng *) Lượng dư gia công kich thước giới hạn trung gian bề mặt trục Bước công Dung sai Kích thước giới hạn nghệ Giới hạn lượng dư (mm) (mm) Max 2Zmax 2Zmin Phôi 2,22 35,718 33,598 Tiện thô 0,44 31,318 30,878 4.4 2,62 Tiện tinh 0,16 30,075 32,696 0,72 Mài tinh 0,02 30,018 29,998 0,3 0,16 5,7 3,5 5.4 Tra dung sai kích thước ngun cơng trung gian dung sai kích thước phơi 1/ Dung sai kích thước ngun công - 24 - Tạ Hữu Hùng  Lớp K43CCM6 Để tra dung sai kích thước ngun cơng dựa vào cấp xác kinh tế phương pháp gia cơng Cấp xác kinh tế phương pháp gia cơng tra bảng 2.35; 2.37 trang 56,57 [HDTKCNCTM] - Với tiện thơ cấp xác 12 (h12) - Với tiện tinh cấp xác (h9) Tra dung sai kích thước gia cơng thepo lời khun: - với mặt ngồi tra trục sở: miền duing sai h - với mặt tr lỗ sở: miền dung sai H Các kích thước ngun cơng đạt thể hình vẽ 2/ Dung sai kích thước phơi Phơi chế tạo phương pháp dập nóng, dung sai kích thước vật dập tra theo bảng 3.9 3.11 tr 103,105 [1] Kích thước dung sai phôi dập thể vẽ chi tiết lồng phôi - 25 -  Tạ Hữu Hùng Lớp K43CCM6 Chương 6: TÍNH TỐN VÀ TRA CHẾ ĐỘ CẮT Chế độ cắt hợp lý chế độ đảm bảo suất cao giá thành hạ, đạt điều kiện kỹ thuật gia cơng định mức, ngồi cịn pải tận dụng cơng suất máy, tiết kiệm vật liệu dao 6.1 Nguyên công II: Khỏa mặt đầu khoan tâm 6.1.1 Chọn máy: - 26 - Tạ Hữu Hùng  Lớp K43CCM6 Máy phay mặt đầu khoan tâm MP71M Bảng 25 (DTKCNCTM) Máy có thơng số sau: + Đường kính gia công (mm): 25 – 125 + Chiều dài chi tiết gia công (mm) 200 – 500 + Giới hạn chạy dao dao phay (vô cấp) (mm/phút) 20 – 400 + Số cấp tốc độ dao phay: + Giới hạn số vòng quay dao phay(vòng /phút): 125 – 712 + Số cấp tốc độ dao khoan: + Giới hạn số vòng quay dao khoan(vòng/phút): 238 – 1125 + Giới hạn chạy dao dao khoan(vô cấp)(mm/phút): 20 – 300 + Công suất động phay – khoan (kW) 7,5 – 2,2 + Kích thước máy: 1630x3140 6.1.2 Đồ gá Khối V 6.1.3 Dụng cụ cắt Chọn dao phay mặt đầu có vật liệu P18 có thơng số sau: D=40 mm, L=2 mm, d=16 mm, Z=10( răng) (Tra bảng 4.92 STTKCNCTM tập 1) Chọn mũi khoan tâm có thơng số sau: d=5mm D 0=18mm, D1=12,5mm, l=6,5mm (Bảng 4.52 HDTKDCC [3]) 6.1.4 Chế độ cắt + Khỏa mặt đầu: Chiều sâu cắt mm Chiều sâu lần phay 2,5 mm Lượng chạy dao (tra Bảng 5.119 STTKCNCTM tập 2) ta có S z= 0,08(mm/răng) Số lần căt n=2 Vận tốc cắt (tra bang 5.121 STCNCTM tập 2) ta có Vb=49 m/phút V=Vb.k1.k2.k3=1.1.1,2.49=58,8(m/phút) Trong đó: - 27 -  Tạ Hữu Hùng Lớp K43CCM6 k1=1 hệ số tra theo vật liệu gia công k2=1 hệ số theo loại gia công k3=1,2 hệ số phụ thuộc vào tuổi bền dao Là hệ số điều chỉnh tốc độ cắt Với D đường kính dao phay mặt đầu D=40mm Chọn lại theo bảng số vòng quay tiêu chuẩn nm