Thiết lập quy trình gia công chi tiết máy 211

GVHD: PGS TS PHẠM NGỌC TUẤN SVTH: Nguyễn Sĩ Triều Châu - ĐinhThanh Danh MỤC LỤC Lời nói đầu Chương I: Xác định dạng sản xuất Chương II: Phân tích chi tiết gia công Chương III: Chọn phôi Chương IV: Chọn tiến trình gia cơng Chương V: Thiết kế ngun công Chương VI: Xác định lượng dư trung gian kích thước trung gian Chương VII: Xác định chế độ cắt Chương VIII:Tính tốn thiết kế đồ gá Kết luận Tài liệu tham khảo Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy Trang 10 16 24 31 36 44 45 Trang GVHD: PGS TS PHẠM NGỌC TUẤN SVTH: Nguyễn Sĩ Triều Châu - ĐinhThanh Danh ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ – BỘ MƠN CHẾ TẠO MÁY -o0o - Cộng hịa xã hội chủ nghĩa Việt Nam Độc lập – Tự – Hạnh phúc -0 - ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY Họ tên sinh viên: Ngành: Lớp: Nguyễn Sĩ Triều Châu Đinh Thanh Danh Kỹ Thuật chế tạo máy CK04KSTN Đầu đề đồ án: Thiết kế qui trình cơng nghệ gia cơng giá chỉnh Số liệu ban đầu: a Bản vẽ chi tiết tay biên b Số lượng sản xuất: 20.000 chiếc/năm Nội dung phần thuyết minh tính tốn: a Xác định dạng sản xuất b Phân tích chi tiết gia công c Chọn dạng phôi phương pháp chế tạo d Chọn tiến trình gia cơng e Thiết kế nguyên công f Xác định lượng dư trung gian kích thước trung gian g Xác định chế độ cắt thời gian gia công h Lập phiếu tổng hợp nguyên công i Thiết kế đồ gá Các vẽ đồ thị (loại kích thước vẽ): a Bản vẽ chi tiết A3 b Bản vẽ phôi A3 c Bản vẽ đánh số bề mặt gia công A3 d Bản vẽ nguyên công A3 e Bản vẽ đồ gá A2 Ngày giao đồ án: Ngày hoàn thành đồ án: Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy Trang GVHD: PGS TS PHẠM NGỌC TUẤN SVTH: Nguyễn Sĩ Triều Châu - ĐinhThanh Danh Nội dung yêu cầu đồ án thông qua hội nghị môn ngày: Người hướng dẫn Ngày……tháng……năm 2008 (Ký ghi rõ họ tên) Chủ nhiệm môn (Ký ghi rõ họ tên) Nhận xét đánh gia đồ án: Ngày……tháng……năm 2008 Người chấm đồ án (Ký ghi rõ họ tên) Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy Trang GVHD: PGS TS PHẠM NGỌC TUẤN SVTH: Nguyễn Sĩ Triều Châu - ĐinhThanh Danh LỜI NĨI ĐẦU Đồ án mơn học Công Nghệ Chế Tạo Máy tổng hợp kiến thức nhiều môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy, Vẽ Kỹ Thuật, Chi Tiết Máy, Công Nghệ Vật Liệu Và Xử Lý … Qua đồ án giúp cho sinh viên hệ thống hóa, củng cố phát triển kiến thức học công nghệ chế tạo chi tiết qua việc thiết kế quy trình cơng nghệ gia cơng chi tiết cụ thể với suất, chất lượng cho trước giá thành gia công thấp đồng thời giúp sinh viên làm quen với quy trình cơng nghệ đại trước làm luận văn tốt nghiệp Việc thiết lập quy trình cơng nghệ gia cơng chi tiết nhằm ứng dụng công nghệ gia công mới, loại bỏ công nghệ lạc hậu không đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, chất lượng Ngoài việc thiết lập quy trình cơng nghệ gia cơng giúp người chế tạo giảm thời gian gia công tăng suất làm việc để đáp ứng sản phẩm theo yêu cầu sử dụng Một sản phẩm có nhiều phương án cơng nghệ khác Việc thiết lập quy trình cơng nghệ gia cơng cịn so sánh có chọn lựa để tìm phương án cơng nghệ hợp lý nhằm đảm bảo yêu cầu chất lượng, giá thành, thời gian gia công cho sản phẩm nhằm đáp ứng nhu cầu xã hội Sinh viên thực Nguyễn Sĩ Triều Châu Đinh Thanh Danh Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy Trang GVHD: PGS TS PHẠM NGỌC TUẤN SVTH: Nguyễn Sĩ Triều Châu - ĐinhThanh Danh Chương I XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT Mục đích chương xác định hình thức tổ chức sản xuất (đơn chiếc, hàng loạt nhỏ, hàng loạt vừa, hàng loạt lớn, hàng khối) để từ cải thiện tính cơng nghệ chi tiết, chọn phương pháp chế tạo phơi thích hợp, chọn thiết bị hợp lý để gia công chi tiết Để thực điều trước hết ta cần xác định sản lượng chi tiết cần chế tạo năm nhà máy theo công thức sau [1, trang 24, công thức 2.1]:       N  N m 1   1    100   100  với:  N0 : số sản phẩm năm theo kế hoạch N0 = 20000  m : số lượng chi tiết sản phẩm m=1   : số phần trăm dự kiến cho chi tiết máy dùng làm phụ tùng thay   10%   : số phần trăm chi tiết phế phẩm trình chế tạo   5%  Vậy:   0.1   0.05   chieá c N  20000   1   1   20030 naê m 100   100     Khối lượng chi tiết: m  0.24  kg  Vậy theo bảng thống kê [1, trang 25, bảng 2.1] dạng sản xuất chi tiết loạt vừa  Xác định nhịp sản xuất: t = 60F , phút N Trong đó: F : tổng thời gian làm việc năm tính F = 300×8 = 2400 N: sản lượng chi tiết hàng năm cần sản xuất N = 20000 t = 60  2400 = 7.2 ( phút ) 20000 Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy Trang GVHD: PGS TS PHẠM NGỌC TUẤN SVTH: Nguyễn Sĩ Triều Châu - ĐinhThanh Danh Chương II PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CƠNG Mục đích phần xem kết cấu điều kiện kỹ thuật cho vẽ chi tiết có phù hợp hay khơng chức phục vụ khả chế tạo 2.1/ Phân tích chi tiết gia công:  Chi tiết tay biên (thanh truyền) chi tiết dạng càng, phận thường gặp hệ thống truyền động khí  Chi tiết dạng thường có chức biến chuyển động thẳng chi tiết thành chuyển động quay chi tiết khác Ngoài chi tiết dạng dùng để đẩy bánh di trượt  Thông thường ta gặp chi tiết tay biên động đốt Khi chi tiết phận trung gian để biến chuyển động thẳng Piston thành chuyển động quay cốt máy 2.2/ Phân tích kỹ thuật:       Vật liệu chế tạo tay biên là: Gang Xám 18 – 36 Độ cứng HB: 190   k 18  kg 2 mm   Giới hạn kéo:   u 36  kg 2  mm  Giới hạn uốn: Khối lượng chi tiết: m  0.24  kg  Gang xám hợp kim Sắt với Cacbon có chứa số nguyên tố (0.54.5)% Si, (0.40.6)% Mn, 0.8% P, 0.12% S số nguyên tố khác như:   Cr, Ni, Cu, Al … Gang xám có độ bền nén cao, chịu mài mịn, tính đúc tốt, có góp phần làm giảm rung động nên sử dụng nhiều chế tạo máy Trong trình làm việc tay biên chủ yếu chịu nén tiết làm gang xám phù hợp Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy Trang GVHD: PGS TS PHẠM NGỌC TUẤN SVTH: Nguyễn Sĩ Triều Châu - ĐinhThanh Danh Chương III CHỌN PHÔI 3.1/ Chọn dạng phơi: Có nhiều phương pháp để tạo nên phơi Do cần phải phân tích (phân tích ưu điểm, khuyết điểm) kiểu tạo phôi với nhằm tìm phương pháp tạo phơi thích hợp 3.1.1/ Phôi rèn dập:  Phôi rèn dập tay hay máy cho độ bền tính cao, tạo nên ứng suất dư chi tiết lại tạo cho chi tiết dẻo tính đàn hồi tốt  Chi tiết cho làm gang xám nên việc chế tạo phôi theo phương pháp không hợp lý gang xám có tính dịn nên rèn làm cho chi tiết dễ làm cho chi tiết bị tượng nứt nẻ 3.1.2/ Phôi cán: Chi tiết làm phơi cán có tính gần giống phơi rèn dập 3.1.3/ Phơi đúc: Phơi đúc có tính khơng cao phơi rèn dập, việc chế tạo khuôn đúc cho chi tiết phức tạp dễ dàng, thiết bị lại đơn giản Đồng thời chi tiết phù hợp với chi tiết có vật liệu gang có đặc điểm sau: o Lượng dư phân bố o Tiết kiệm vật liệu o Giá thành rẻ, dùng phổ biến o Độ đồng phôi cao, việc điều chỉnh máy gia cơng giảm o Tuy nhiên phơi đúc khó phát khuyết tật bên (chỉ phát lúc gia công) nên làm giảm suất hiệu Kết luận:  Từ phương pháp tạo phôi trên, ta nhận thấy phôi đúc phù hợp với chi tiết cho có nhiều ưu điểm so với phương pháp khác đặc biệt vật liệu chi tiết gang xám  Vậy ta chọn phương pháp để tạo chi tiết (tay biên) dạng phôi đúc 3.2/ Phương pháp chế tạo phơi: đúc phơi có phương pháp sau: 3.2.1/ Đúc khuôn cát mẫu gỗ:  Chất lượng bề mặt vật đúc không cao, giá thành thấp, trang thiết bị đơn giản, thích hợp cho dạng sản xuất đơn loạt nhỏ Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy Trang GVHD: PGS TS PHẠM NGỌC TUẤN SVTH: Nguyễn Sĩ Triều Châu - ĐinhThanh Danh  Loại phơi có cấp xác: IT16 IT17  Độ nhám bề mặt: Rz 160 m 3.2.2/ Đúc khuôn cát mẫu kim loại:  Nếu cơng việc thực máy có cấp xác cao, giá thành cao so với đúc khuôn mẫu gỗ Loại phù hợp với dạng sản xuất hàng loạt vừa lớn  Loại phơi có cấp xác: IT 15 IT 16  Độ nhám bề mặt: Rz 80m 3.2.3/ Đúc khn kim loại:  Độ xác cao giá thành thiết bị đầu tư lớn, phôi có hình dáng gần giống với chi tiết Giá thành sản phẩm cao Loại phù hợp với dạng sản xuất hàng loạt lớn hàng khối  Loại phôi có cấp xác: IT 14 IT 15  Độ nhám bề mặt: Rz 40 m 3.2.4/ Đúc ly tâm: Loại phù hợp với chi tiết dạng trịn xoay, đặc biệt hình ống, hình xuyến 3.2.5/ Đúc áp lực: Dùng áp lực để điền đầy kim loại lịng khn Phương pháp thích hợp với chi tiết có độ phức tạp cao, yêu cầu kỹ thuật cao Trang thiết bị đắt tiền nên giá thành sản phẩm cao 3.2.6/ Đúc khuôn vỏ mỏng: Loại tạo phơi xác cho chi tiết phức tạp dùng sản xuất hàng loạt lớn hàng khối Kết luận: Với yêu cầu chi tiết cho, tính kinh tế dạng sản xuất chọn ta chọn phương pháp chế tạo phôi là: “Đúc khuôn cát, mẫu kim loại, làm khn máy” o Phơi đúc đạt cấp xác là: II o Cấp xác kích thước: IT 15 IT 16 o Độ nhám bề mặt: Rz 80 m Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy Trang GVHD: PGS TS PHẠM NGỌC TUẤN SVTH: Nguyễn Sĩ Triều Châu - ĐinhThanh Danh 3.3/ Tạo phôi – Thông số phôi: Chi tiết tay biên chế tạo gang xám, đúc khuôn cát mẫu kim loại, làm khn máy o Lượng dư phía trên: 4mm o Lượng dư phía mặt bên: 3mm o Góc nghiêng khn: 10 o Bán kính góc lượn: R = 5mm Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy Trang GVHD: PGS TS PHẠM NGỌC TUẤN SVTH: Nguyễn Sĩ Triều Châu - ĐinhThanh Danh Chương IV CHỌN TIẾN TRÌNH GIA CƠNG 4.1/ Mục đích Xác định trình tự gia cơng hợp lý nhằm đảm bảo độ xác kích thước, vị trí tương quan, hình dạng hình học, độ nhám, độ bóng bề mặt theo yêu cầu chi tiết cần chế tạo 4.2/ Nội dung:  Chọn phương pháp gia công bề mặt phôi  Chọn chuẩn công nghệ sơ đồ gá đặt  Chọn trình tự gia cơng bề mặt chi tiết 4.2.1/ Chọn phương pháp gia công bề mặt phôi Sử dụng thiết bị như: Máy phay, khoan, khoét, doa, tiện… 4.2.2/ Chọn chuẩn công nghệ  Khi phân tích chi tiết tay biên ta nhận thấy bề mặt làm việc hai lỗ 15 10 (tương ứng với hai bề mặt 6) o Hai lỗ phải đạt dung sai kích thước, độ nhám theo yêu cầu o Độ vng góc với mặt đầu lỗ o Độ song song hai lỗ  Qua phân tích nguyên tắc chọn chuẩn thô tinh ta chọn chuẩn công nghệ sau: + Chuẩn thô: Dùng hai bề mặt 11 làm chuẩn thô để gia công thô tinh hai bề mặt + Chuẩn tinh: Dùng bề mặt làm chuẩn tinh để gia cơng bề mặt cịn lại 4.2.3/ Chọn tiến trình gia cơng bề mặt phơi: Từ phân tích chuẩn đây, ngun cơng để gia công chi tiết tay biên bao gồm: o Gia công hai bề mặt đầu o Gia công thô tinh hai lỗ o Kiểm tra 4.2.3.1/ Gia công bề mặt 1, 11 5, 8:  Trạng thái phơi ban đầu: + Cấp xác kích thước: IT15, R z 80 m + Phơi có dạng khơng gian Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy Trang 10 GVHD: PGS TS PHẠM NGỌC TUẤN - SVTH: Nguyễn Sĩ Triều Châu - ĐinhThanh Danh  Dao thép gió P6M5 Số vịng quay trục : 45-2000v/p Số cấp tốc độ: Z=12 Xác định chiều sâu cắt t:  - Khoan : t1 = Zmax1 = 7mm - Khoét : t2 = Zmax2 = 0.24mm - Doa tinh : t3 = Zmax3 = 0.148mm - Doa mỏng : t4 = Zmax4 =0.112mm Xác định lượng chạy dao S: Tra [2, tập 2, trang 21 22, bảng 5.25,26,27] ta có - Khoan: S1 = 0.35 – 0.4 mm/v, chọn S1 = 0.4 mm/v - Khoét: S2 = 0.7x (0.5-0.6) = 0.35 – 0.42mm/v, chọn S2 = 0.35mm/v - Doa tinh: S3 = 0.3 mm/v - Doa mỏng: S4 = 0.25 mm/v Xác định vận tốc cắt v:   Khoan:[2, tập 2, trang 20] V1  Cv  D q  kv Tm Sy D = 14mm   S = 0.4mm/v  T = 60 phút, tra [2, tập 2, trang 24, bảng 5.30]  Tra [2, tập 2, trang 23, bảng 5.28] ta có thông số sau o Cv = 17.1 o q = 0.25 o y = 0.4 o m = 0.125  kv = kmv.kuv.klv tra [2, tập 2, trang 6,8,24, bảng 5.1,5.2,5.6,5.31] o kuv = 0.83 o klv = o nv = 1.3 nv 1.3 190   190  o kmv =     1 HB 190      kv = 0.83 Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy Trang 32 GVHD: PGS TS PHẠM NGỌC TUẤN SVTH: Nguyễn Sĩ Triều Châu - ĐinhThanh Danh Cv  D q 17.1140.25  0.83 V1  m  kv   23.74m / ph T Sy 600.125  0.40.4  Khoét, doa:[2, tập 2, trang 20] V  Cv  D q  kv T m t x  S y Cv Khoét 18.8 Doa tinh Doa 15.6 mỏng q 0.2 x 0.1 y 0.4 m D(mm) T(phút) t(mm) S(mm/v) kv 0.125 14.48 30 0.24 0.35 0.83 14.776 0.2  Khoét : V2  0.1 0.5 0.3 15 60 0.148 0.3 0.112 0.25 0.83 18.8  14.480.2  0.83  34.925m / ph 300.125  0.240.1  0.350.4 Doa tinh: V3  15.6 14.7760.2  0.83  17.396m / ph 600.3  0.1480.1  0.30.5 15.6 150.2  0.83  18.537 m / ph Doa mỏng: V4  0.3 60  0.1120.1  0.250.5    Xác định số vòng quay n: ni  1000vi  Di - Khoan: n1  1000  23.74  540v / ph 3.14 14 - Khoét: n2  1000  34.925  768v / ph 3.14 14.48 - Doa tinh: n3  - Doa mỏng: n4  1000 17.396  375v / ph 3.14  14.776 1000  18.537  393v / ph 3.14  15 Chọn số vòng quay theo máy khoan đứng 2H125 ta có:  n1 = 500 v/ph  n2 = 700 v/ph  n3 = 355 v/ph  n4 = 355 v/ph Tính lại vận tốc cắt:  v1   n1 D1 3.14  500 14   21.98m / ph 1000 1000 Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy Trang 33 GVHD: PGS TS PHẠM NGỌC TUẤN  SVTH: Nguyễn Sĩ Triều Châu - ĐinhThanh Danh  v2   n2 D2 3.14  700 14.48   31.83m / ph 1000 1000  v3   n3 D3 3.14  355 14.776   16.47 m / ph 1000 1000  v4   n4 D4 3.14  355 15   16.72m / ph 1000 1000 Lực chiều trục Pi moment xoắn Mxi :  Khoan: P1 = 10.Cp.Dq.Sy.kp Mx1 = 10.CM Dq.Sy.kp đó,tra [2, tập 2, trang 25, bảng 5.32] ta có: CM 0.021 Moment xoắn Mx q x - y 0.8  HB  n  190  CP 42.7 Lực hướng trục P q x - y 0.8 0.6 kP = kMP =      , [2, tập 2, trang 9, bảng 5.9]  190   190  => P1  10  42.7  141  0.40.8   2872N M x1  10  0.02114  0.40.8   19.78 N m  Khoét: P2 = 10.Cp.Dq.Sy.kp.tx Mx2 = 10.CM Dq.Sy.kp.tx đó,tra [2, tập 2, trang 25, bảng 5.32] ta có: CM 0.085 Moment xoắn Mx q x 0.75 y 0.8 n CP 23.5 Lực hướng trục P q x 1.2 y 0.4 0.6  HB   190  kP = kMP =      , [2, tập 2, trang 9, bảng 5.9]  190   190  => P2  10  23.5 14.481  0.350.4 1 0.241.2  404N M x  10  0.085  14.482  0.350.8 1 0.240.75  21.39 N m  Doa tinh doa mỏng; Mx  C p t x S zy D.Z 2.100 đó,tra [2, tập 2, trang 18, bảng 5.23] ta có: Doa tinh Doa mỏng Cp 235 235 => Doa tinh: t(mm) 0.148 0.112 M x3  x 1.2 1.2 S(mm/v) 0.3 0.25 y 0.4 0.4 D(mm) 14.776 15 Z 4 235  0.1481.2  0.0750.4  14.776   2.48 Nm 2.100 Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy Trang 34 GVHD: PGS TS PHẠM NGỌC TUẤN Doa mỏng: M x   SVTH: Nguyễn Sĩ Triều Châu - ĐinhThanh Danh 235  0.1121.2  0.06250.4 14    1.57 Nm 2.100 Công suất cắt Ni : N i  M x n 9750  Khoan: N1  M 1.n1 19.78  500   1.01kW 9750 9750  Khoét: N  M n2 21.39  700   1.54kW 9750 9750  Doa tinh: N   Doa mỏng: N   Thử lại kết ta có Ni < Nđc ,i=1 nên bảo đảm máy hoạt động tốt M n3 2.48  355   0.09kW 9750 9750 M n4 1.57  355   0.06kW 9750 9750 Xác định thời gian bản: TM   Dl 1000vS với l=lct.Kvr Theo [1, trang 114, bảng 2.26] ta có: 1.Khoan 2.Khoét 3.Doa tinh 4.Doa mỏng D(mm) 14 14.48 14.776 15 v(m/ph) 21.98 31.83 16.47 16.72 S(mm/v) 0.4 0.35 0.3 0.25 Kvr 1.4 1.2 1.27 1.27 lct(mm) 20 20 20 20 TM(phút) 0.14 0.10 0.24 0.28 7.2/ Xác định chế độ cắt phương pháp tra bảng cho bề mặt 6: Phương pháp gia công 1.Khoan 2.Doa tinh 3.Doa mỏng t(mm) S(mm/v) V(mm/ph) 4.9 0.08 0.02 0.4 1.7 1.3 n(v/ph) N(kW) T(phút) 700 250 250 1 0.07 0.04 0.04 22 7.9 7.9 7.3/ Xác định chế độ cắt phương pháp tra bảng cho bề mặt 1,5,8,11: Phương pháp gia công Bề mặt thô tinh t(mm) 0.5 S(mm/v) V(mm/ph) 0.6 60 0.3 76 Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy n(v/ph) 480 605 N(kW) T(phút) 0.133 0.187 Trang 35 GVHD: PGS TS PHẠM NGỌC TUẤN Bề mặt 11 Bề mặt Bề mặt thô tinh Thô Tinh Thô tinh 2.5 0.5 0.5 2.5 0.5 SVTH: Nguyễn Sĩ Triều Châu - ĐinhThanh Danh 0.6 0.3 0.6 0.3 0.6 0.3 60 76 60 76 60 76 480 605 480 605 480 605