Đang tải... (xem toàn văn)
(NB) Giáo trình Thiết kế quy trình công nghệ với mục tiêu giúp các bạn có thể nắm quá trình công nghệ và các phương pháp gia công, các nguyên tắc lập quy trình công nghệ, nguyên tắc thiết kế nguyên công, chuẩn định vị, dụng cụ cắt, máy, lượng dư, thời gian nguyên công. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung giáo trình phần 1 dưới đây.
ỦY BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ HÀ NỘI TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ VIỆT NAM - HÀN QUỐC THÀNH PHỐ HÀ NỘI NGUYỄN VĂN CHÍN (Chủ biên) NGUYỄN VĂN KHANH - PHẠM VĂN TÂM GIÁO TRÌNH THIẾT KẾ QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ Nghề: Vẽ thiết kế máy tính Trình độ: Cao đẳng (Lưu hành nội bộ) Hà Nội - Năm 2021 LỜI NÓI ĐẦU Trong chiến lược phát triển đào tạo nguồn nhân lực chất lượng cao phục vụ cho nghiệp cơng nghiệp hóa đại hóa đất nước Đào tạo nguồn nhân lực phục vụ cho cơng nghiệp hóa lĩnh vực khí – Nghề vẽ thiết kế máy tính nghề đào tạo nguồn nhân lực tham gia thiết kế chế tạo chi tiết máy móc địi hỏi sinh viên học trường cần trang bị kiến thức, kỹ cần thiết để làm chủ công nghệ sau trường tiếp cận điều kiện sản xuất doanh nghiệp ngồi nước Khoa Cơ khí Trường Cao đẳng nghề Việt nam – Hàn quốc thành phố Hà nội biên soạn giáo trình mơ đun “Thiết kế quy trình cơng nghệ” Nội dung mơ đun để cập đến kiến thức q trình thiết kế quy tình cơng nghệ gia cơng chế tạo chi tiết Căn vào trang thiết bị trường khả tổ chức học sinh thực tập công ty, doanh nghiệp bên mà nhà trường xây dựng tập thực hành phù hợp với mô đun để áp dụng cụ thể phù hợp với điều kiện hoàn cảnh Mặc dù cố gắng trình biên soạn, song khơng tránh khỏi sai sót Chúng tơi mong nhận đóng góp ý kiến bạn đồng nghiệp để giáo trình hồn thiện Mọi ý kiến đóng góp xin gửi địa chỉ: Khoa Cơ khí – Trường Cao đẳng nghề Việt nam – Hàn quốc thành phố Hà nội – Đông anh - Hà nội Xin chân thành cảm ơn! Hà nội, ngày tháng năm 2021 Tham gia biên soạn Chủ biên: Nguyễn Văn Chín Các Giáo viên khoa Cơ khí MỤC LỤC LỜI NĨI ĐẦU MỤC LỤC Chương Các nguyên tắc xác định thứ tự nguyên công 1.1 Nguyên tắc chọn chuẩn 1.2 Các thành phần quy trình cơng nghệ 1.3 Quá trình sản xuất q trình cơng nghệ 11 1.4 Phân tích chức điều kiện làm việc chi tiết 13 1.5 Sản lượng sản lượng hàng năm 14 1.6 Dạng sản xuất 15 Chương Lập sơ đồ gá đặt 19 2.1 Nguyên tắc chung thiết kế nguyên công 19 2.2 Nguyên tắc định vị kẹp chặt chi tiết 25 2.3 Phương pháp gá đặt chi tiết gia công 30 2.4 Các nguyên tắc chọn chuẩn gia công 31 2.5 Chọn máy 34 2.6 Chọn dụng cụ cắt 35 Chương Tính lượng dư gia cơng, chọn phôi cho bước công nghệ 36 3.1 Tra lượng dư 36 3.2 Lượng dư gia công 36 3.3 Phương pháp xác định lượng dư 39 3.4 Nguyên tắc chọn phôi 50 3.5 Các loại phôi 50 3.6 Gia công chuẩn bị phôi 54 3.7 Thiết kế vẽ lồng phôi 59 Chương Tính chế độ cắt, thời gian gia cơng cách tính thời gian máy 60 4.1 Tính chế độ cắt 60 4.2 Tính thời gian gia cơng 64 4.3 Xác định bước công nghệ 66 4.4 So sánh phương án công nghệ 68 Chương Lập quy trình cơng nghệ gia cơng chi tiết điển hình 69 5.1 Quy trình công nghệ chế tạo chi tiết dạng hộp 69 5.2 Quy trình cơng nghệ chế tạo chi tiết dạng 82 5.3 Quy trình cơng nghệ chế tạo chi tiết dạng trục 88 5.4 Quy trình cơng nghệ chế tạo chi tiết dạng bạc 96 5.5 Trình tự thiết kế QTCN 102 Chương Đồ án môn học 103 6.1 Giao đề tài 103 6.2 Hướng dẫn thực quy trình công nghệ 103 6.3 Kiểm tra tiến độ thực 104 6.4 Kiểm tra, đánh giá kết làm sinh viên 104 6.5 Đồ án tham khảo 104 TÀI LIỆU THAM KHẢO 140 GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN Tên mơ đun 23: Thiết kế quy trình cơng nghệ Mã mơ đun: MĐ23 Thời gian thực mô đun: 75 giờ; (Lý thuyết: 25 giờ; Thực hành, thí nghiệm, thảo luận, tập: 46 giờ; Thi kiểm tra giờ) I Vị trí, tính chất mơ đun: Vị trí mô đun:Trước học môn học học sinh phải học xong: MĐ từ MĐ07 đến MĐ 24 có tốt nghiệp TCN mơ-đun chun mơn nghề bắt buộc - Tính chất mơ đun:Là mơ đun bắt buộc II Mục tiêu mô đun: - Kiến thức: + Được đánh giá qua viết, Thi kiểm tra vấn đáp trực tiếp trắc nghiệm tự luận đạt yêu cầu sau: + Về trình công nghệ phương pháp gia công, nguyên tắc lập quy trình cơng nghệ, ngun tắc thiết kế nguyên công, chuẩn định vị, dụng cụ cắt, máy, lượng dư, thời gian nguyên công - Kỹ năng: + Phân tích chức năng, tính cơng nghệ kết cấu chi tiết điều kiện làm việc chi tiết; + Lập quy trình cơng nghệ hợp lý; + So sánh phương án công nghệ - Năng lực tự chủ trách nhiệm: + Có ý thức tuân thủ tốt nội quy; + Yêu nghề, có ý thức giữ gìn bảo vệ tài sản, thiết bị III Nội dung môn học: Số TT Thời gian Tên mô đun Tổng số Lý thuyết Thực hành Kiểm tra* Chương 1: Các nguyên tắc xác định thứ tự nguyên công 10 2 Chương 2: Lập sơ đồ gá đặt, chọn máy, chọn dụng cụ cắt 10 4 Chương 3: Tính lượng dư gia cơng, chọn phơi cho bước cơng nghệ 10 4 Chương 4: Tính chế độ cắt, thời gian gia cơng cách tính thời gian máy 10 5 Chương 5: Lập quy trình cơng nghệ gia cơng chi tiết điển hình 10 Chương 6: Đồ án môn học 25 24 46 Thi kết thúc Cộng 75 25 Chương Các nguyên tắc xác định thứ tự nguyên công I Mục tiêu bài: - Trình bày khái niệm cơng nghệ chế tạo; - Trình bày yêu cầu kỹ thuật, chức điều kiện làm việc chi tiết theo vẽ chi tiết gia công đầy đủ rõ ràng; - Xác định dạng sản xuất đưa đường lối công nghệ II Nội dung bài: 1.1 Nguyên tắc chọn chuẩn Phải đảm bảo hai yêu cầu : + Chất lượng chi tiết q trình gia cơng + Nâng cao suất giảm giá thành 1.1.1 Nguyên tắc chọn chuẩn thô Thường dùng nguyên cơng q trình gia cơng * Yêu cầu Phân phối đủ lượng dư cho bề mặt gia cơng Bảo đảm độ xác vị trí tương quan bề mặt khơng gia cơng với bề mặt gia công * Các nguyên tắc chọn chuẩn thô Nguyên tắc 1: Theo phương kích thước định chi tiết gia cơng có bề mặt khơng cần gia cơng nên chọn bề mặt khơng gia cơng làm chuẩn thơ Ví dụ: Hình vẽ B C A Hình 1.1 Định vị chuẩn thô trục Theo phương z-z mặt B không gia công chọn B làm chuẩn thô đảm bảo yêu cầu thứ đảm bảo độ đồng tâm B với A C Nguyên tắc 2: Theo phương kích thước định chi tiết gia cơng có hay nhiều bề mặt khơng gia cơng nên chọn bề mặt khơng gia cơng có u cầu độ xác vị trí tương quan với bề mặt gia cơng cao làm chuẩn thơ Ví dụ : Trên hình vẽ B A C Hình 1.2 Định vị chuẩn thơ hộp Theo phương z- z chi tiết có mặt A,B không gia công Yêu cầu khoảng cách từ mặt A đến C xác khoảng cách từ B đến C Chọn A làm chuẩn thơ Hình 1.3 Định vị chuẩn thô hộp Nguyên tắc :Theo phương kích thước định chi tiết gia cơng có tất bề mặt gia cơng nên chọn bề mặt có yêu cầu phải phân bố lượng dư nhỏ làm chuẩn thô Ví dụ : Trên hình vẽ Hình 1.4 Định vị chuẩn thơ trục Theo phương z- z chi tiết có tất bề mặt gia cơng mặt A mặt lắp ghép Vì mặt A phải có tính đồng lượng dư mặt A phải nhỏ Vì chọn mặt A làm chuẩn thô Nguyên tắc : Theo phương kích thước định chi tiết gia cơng có nhiều bề mặt đủ tiêu chuẩn để chọn làm chuẩn thơ nên chọn bề mặt phẳng trơn tru làm chuẩn thô Nguyên tắc : Chuẩn thô nên dùng lần q trình gia cơng Nếu vi phạm lời khuyên người ta gọi phạm chuẩn thơ Ví dụ : Trên hình vẽ gia ông trục bậc - Lần gá thứ chọn mặt làm chuẩn để gia công mặt - Lần gá thứ hai chọn mặt làm chuẩn để gia cơng mặt phạm chuẩn thơ 1.1.2 Nguyên tắc chọn chuẩn tinh Ví dụ : Trên hình vẽ Theo phương z- z chi tiết có mặt A,B không gia công Yêu cầu khoảng cách từ mặt A đến C xác k * Yêu cầu - Đảm bảo phân bố đủ lượng dư cho bề mặt gia cơng - Đảm bảo độ xác vị trí tương quan bề mặt gia công với * Nguyên tắc chọn chuẩn tinh hoảng cách từ B đến C Chọn A làm chuẩn thơ Hình 1.5 Ngun tắc 1: Cố gắng chọn chuẩn tinh chuẩn tinh ,như làm cho chi tiết lúc gia cơng có vị trí tương tự làm việc Ví dụ : Như hình vẽ Nên chọn mặt lỗ A bánh làm chuẩn tinh , kích thước đạt độ xác cao Nguyên tắc 2: Cố gắng chọn chuẩn định vị trùng với gốc kích thước để sai số chuẩn c = Nguyên tắc 3: Chọn chuẩn cho gia công chi tiết không bị biến dạng lực cắt, lực kẹp Mặt chuẩn phải đủ diện tích định vị Nguyên tắc 4: Chọn chuẩn cho kết cấu đồ gá đơn giản thuận tiện sử dụng Nguyên tắc 5: Cố gắng chọn chuẩn thống cho nhiều lần gá đặt Chuẩn tinh thống chuẩn tinh sử dụng nhiều nguyên công Chọn chuẩn tinh thống giảm chi phí thiết kế chế tạo đồ gá, hạ giá thành gia công 1.2 Các thành phần quy trình cơng nghệ Quy trình cơng nghệ gia cơng chia thành phần: Nguyên công, gá, vị trí, bước, đường chuyển dao cơng tác 1.2.1 Ngun cơng Ngun cơng phần quy trình cơng nghệ hoàn thành liên tục chỗ làm việc hay nhiều nhóm cơng nhân thực để gia công hay số chi tiết lúc (khi khơng có cơng nhân phục vụ ngun cơng tự động hố hồn tồn) Nếu thay đổi điều kiện như: Tính làm việc liên tục chỗ làm việc ta chuyển sang nguyên công khác Ta xét trường hợp gia cơng trục bậc hình 1.1 Nếu ta tiện đầu trở đầu để tiện đầu thuộc ngun cơng Nhưng tiện đầu cho loạt chi tiết tiện đầu cho loạt chi tiết ta có hai nguyên công Hoặc máy tiện đầu, cịn đầu tiện máy khác ta có hai ngun cơng Sau tiện xong (hay hai máy tiện) tiến hành phay rãnh then H máy phay có ngun cơng khác (nguyên công phay) Nguyên công đơn vị quy trình cơng nghệ Phân chia quy trình cơng nghệ thành ngun cơng có ý nghĩa kỹ thuật ý nghĩa kinh tế Ý nghĩa kỹ thuật chỗ tuỳ theo yêu cầu kỹ thuật chi tiết mà phải gia công bề mặt phương pháp bào, phay hay mài Ý nghĩa kinh tế (ví dụ, trường hợp gia cơng trục bậc hình 1.1) chỗ tuỳ theo sản lượng điều kiện cụ thể mà chia quy trình cơng nghệ làm nhiều nguyên công (phân tán nguyên công) tập trung vài nguyên công (tập trung nguyên công) nhằm đảm bảo cân nhịp sản xuất Hoặc máy xác khơng nên làm việc thô việc tinh mà phải chia thành hai nguyên công: thô tinh cho hai máy (máy thơ máy xác) 1.2.2 Gá Gá phần ngun cơng hồn thành lần gá đặt nhiều chi tiết lúc Ví dụ, đầu chi tiết ( hình 1.1) gá lại chi tiết đầu hai lần gá đặt Một ngun cơng có nhiều lần gá Tính kích thước giới hạn nhỏ bàng cách làm trịn số kích thước tính tốn lấy hai chữ saủ dấủ phẩy (cột số 8) Tính kích thước giới hạn lớn ( cột số' 10) cách cộng kích thước giới hạn nhỏ với dung sai nguyên công Như vây ta có: Mài tinh: d4 = 60,01 +0,02 = 60,03mm Mài thô: d3 = 60,22 + 0,03 = 60,25mm Tiên tinh: d2 = 60,52 + 0,12 = 60,64mm Tiên thô: di = 60,94 + 0,40 = 61,34mm Phôi: dp = 65,38 + = 68,38mm Xác định lượng dư giới hạn: 2Zbmx hiêu kích thước giới hạn lớn 2Zbmin hiệu kích thước giới hạn nhỏ Như ta có: Mài tinh: 2Zbmax = 60,25 - 60,03 = 0,22mm = 220Mm 2Zbmin = 60,22 - 60,01 = 0,21mm = 210 Mm Mài thô: 2Zbmax = 60,64 - 60,25 = 0,39mm = 390.Mm 2Zbmin = 60,52 - 60,22 = 0,30mm = 300.Mm Tiện tinh: 2Zbmax = 61,34 - 60,64 = 0,70mm = 700.Mm 2Zbmin = 60,94 - 60,52 = 0,42mm = 420.Mm Tiện thô: 2Zbmax = 68,38 - 61,34 = 7,04mm = 7040.Mm 2Zbmin = 65,38 - 60,94 = 4,44mm = 4440.Mm Xác định lượng dư tổng cộng: 2Zomax = £ 2Zbmax = 220 + 390 + 700 + 7040 = 8350.Mm 2Zomin = £ 2Zbmin = 210 + 300 + 420 + 4440 = 5370.Mm Kiểm tra phép tính Phép tính thực khi: 2Z0max - 2Zomin= δp - δct Thay số liệu vào cơng thức ta có: 8350 - 5370 = 3000 - 20 = 2980 45 Ví dụ Tính lượng dư kích thước gia cơng đường kính 050A (050+0,027) bánh trụ (hình 3-6) Hình 3-6 Bánh trụ Phôi chế tạo phương pháp dập nóng máy ép Độ xác phơi: Cấp 2, khối lượng phôi: kg Sản lượng hàng năm: 100.000 chi tiết Tiến trình cơng nghệ gồm nguyên công (các bước) sau đây: khoét khô, khoét tinh, doa thơ, doa tinh Trình tự tính tốn tiến hành tương tự ví dụ 1: Trước hết ghi trình tự gia cơng vào cột 1, thơng số Rza, Ta, Pa 8b vào cột 2, 3, 4, (bảng 3- 6) Tính sai lệch khơng gian phôi Pp: Pp = P2k + P2Lt đây: Pk - độ lệch khuôn dập (phôi khuôn bị lệch so với tâm danh nghĩa phôi) Độ lệch phụ thuộc vào khối lượng phôi Pk = 0,9mm; PLt - độ lệch tâm phôi (PLt = 1,4mm) Như vậy, Pp = \J0,92 + 1,42 = 1,66mm = 1660Mm Tính sai lệch khơng gian cịn lại sau ngun cơng: Sau kht thơ: Pi = 0,06 Pp = 0,06 1660 = 99,60 mm ~ 100 Mm Sau khoét tinh: P2 = 0,05 Sp = 0,05 99,6 = 4,980 mm ~ 5Mm Sau doa thô : P3 = 0,04 Sp = 0,04 99,6 = 3,984 mm ~ Mm Tính sai số gá đặt 8b Sai số gá đặt 8b trường hợp sai số kẹp chặt, sai số chuẩn định vị chi tiết mâm cặp chấu tự định tâm Khi đó, theo “Sổ tay gia công” 46 8bl = 580 Mm Ở bước cơng nghệ (ngun cơng) tiếp theo: kht tinh, ta có: 8b2 = 0,06 8bi + 80 = 0,06 580 + 50 = 85 Mm Ở đây: S0 sai số gá đặt bổ sung gia công máy có nhiều trục (do cấu mang trục quay) Đối với bước cơng nghệ (ngun cơng) doa thô, sai số gá đặt Sb3 lấy S 0, có nghĩa Sb3 = 50 Mm Tính lượng dư nhỏ nhất: Khoét thô: 2Zbmin = ( Rza + Ta+ P2a + S2b ) = = ( 150 +250 + 16602 + 5802 ) = 2.2160Mm Khoét tinh: 2Z bmin = (50 + 50 + V02 + 852 ) = 2.231 Mm Doa thô: 2Z bmin = ( 30 + 40 + + 502 ) = 2.120Mm Doa tinh: 2Z bmin = (5 + 10 + Ẩ2 + 02 ) = 2.19 Mm Tính “kích thước tínn tốn” (cột 7) cách ghi kích thước lớn chi tiêt vào bảng cuối cùng, cịn kích thước khác lấy kích thước trước trừ lượng dư tính tốn nhỏ Như vậy, ta có: Doa tinh: d4 = 50,027mm Doa thô: d3 = 50,027 - 0,038 = 49,989mm Khoét tinh: d2 = 49,989 - 0,24 = 49,749 mm Khoét thô: d = 49,749 - 0,462 = 49,287mm Phôi: dp = 49,287 - 4,32 = 44,967mm Tra dung sai nguyên công theo sổ tay công nghệ chê tạo máy ghi kêt vào cột số Tính kích thước giới hạn lớn cách làm tròn số kích thước tính tốn theo hàng số có nghĩa dung sai (số chữ số sau dấu phẩy số chữ số dung sai) Như vậy, kích thước giới hạn lớn nguyên công (bước) doa tinh 50,027 ( cột số 10) Tính kích thước giới hạn nhỏ (cột số 9) cách lấy kích thước giới hạn lớn trừ dung sai nguyên công Như ta có: Doa tinh: d4 = 50,027 - 0,027 = 50mm Doa thô: d3 = 49,989 - 0,039 = 49,95mm Khoét tinh: d2 = 49,75 - 0,17 = 49,58mm Khoét khô: di = 49,3 - 0,3 = 49mm Phơi: dp = 44,9 - 4,75 = 42,15mm Tính lượng dư giới hạn: 47 2Zbmin hiệu kích thước giới hạn lớn hai nguyên công 2Zbmax hiệu kích thước giới hạn nhỏ hai ngun cơng Như ta có: Doa tinh: 2Zbmin = 50,027 - 49,989 = 0,038mm = 38 Mm 2Zbmax = 50 - 49,95 = 0,05 = 50 Mm Doa thô: 2Zbmin = 49,989 - 49,75 = 0,239mm = 239 Mm 2zbmax = 49,95 - 49,58 = 0,37 = 370 Mm Khoét tinh: 2Zbmin = 49,75 - 49,3 = 0,45mm = 450 Mm 2zbmax = 49.58 - 49 = 0,58 = 580 Mm Khoét khô: 2Zbmin = 49,3 - 44,9 = 4,4mm = 4400 Mm 2Zbmax = 49 - 42,15 = 6,85 = 6850 Mm Xác định lượng dư tổng cộng: 2Zomax = 2Zbmax = 50 + 370 + 580 + 6850 = 7850 Mm 2Zomin = 2Zbmin= 38 + 239 + 450 + 4400 = 5127 Mm Kiểm tra phép tính Để kiểm tra phép tính có hay so sánh hiệu lượng dư trung gian với hiệu dung sai ngun cơng Phép tính xem thoả mãn đẳng thức sau đây: 2Zbmax=2Zbmin 2Z0max = 2Z0min Bảng 3.2 kết kiểm tra phép tính Ngun cơng (bước) So sánh bước trung gian Hiệu lượng dư (Mm) Hiệu dung sai Khoét thô 6850 - 4400 = 2450 2750 - 300 = 2450 Khoét tinh 580 - 450 = 130 300 - 170 = 130 Doa thô 370 - 239 = 131 170 - 39 = 131 48 Doa tinh 2 = = - - Kiểm tra tổng hợp 7850 - 5127 = 2723 2750 - 27 = 2723 Trên sở số liệu bảng 3-1xây dựng sơ đồ phân bố lượng dư dung sai gia cơng lỗ 050 +0,027 Bảng 3.3 Tính lượng dư gia cơng Các ngun Các yếu tố Mm) Lượng Kích Dung dư sai thước tính Mm tính tốn Zimin tốn (mm) imin công ( Rza Ta Pa Kích thước giới hạn Lượng dư giới hạn m) d □ b - - max 2Zbmi 2Z bma n x 10 11 12 44,9 - Phôi 15 25 166 Khoét 50 50 100 05 2.216 49,28 300 49,0 49,3 4400 6850 Khoét 30 40 85 2.231 49,74 170 49,75 450 580 50 2.120 49,98 39 49,9 49,98 239 370 Doa 10 44,96 2750
