(TIỂU LUẬN) đề tài THIẾT kế QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT TRỤC vít ME

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA: CƠ KHÍ ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ GIA CƠNG CHI TIẾT TRỤC VÍT ME Giảng viên hướng dẫn: Phạm Thị Thiều Thoa Sinh Viên: Nguyễn Cơng Tuấn Lớp: Cơ khí – Khóa: 13 Khoa: Cơ Khí Chun ngành: Cơng nghệ chế tạo máy Hà Nội,2021 MỤC LỤC CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ XÁC ĐỊNH LƯỢNG SẢN XUẤT 1.1 Phân tích chức làm việc yêu cầu kỹ thuật chi tiết 1.2 Phân tích tính cơng nghệ kết cấu chi tiết 1.3 Xác định dạng sản xuất CHƯƠNG XÁC ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI VÀ THIẾT KẾ BẢN VẼ CHI TIẾT LỒNG PHÔI 2.1.Xác định phương pháp chế tạo phôi 2.2 Tra tính lượng dư cho bề mặt gia công 12 2.3 Thiết kế vẽ chi tiết lồng phôi 16 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ GIA CƠNG CHI TIẾT 17 3.1 Xác định đường lối công nghệ 17 3.1.1 Chọn phương pháp gia công 17 3.1.2.Tính tốn, thiết kế quy trình cơng nghệ gia cơng chi tiết 31 CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ ĐỒ GÁ 59 4.1 phân tích sơ đồ gá đặt yêu cầu kĩ thật nguyên cơng 59 4.2 Tính Thiết kế cấu kẹp chặt 63 4.3 Tính tốn độ xác gá đặt 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO 71 Danh Mục Hình Ảnh Hình 1-1: Chi tiết Hình 1-2: Khối lượng chi tiết Hình 2-1: Bản vẽ chi tiết lồng phôi 15 Hình 3-1: Chi tiết gia cơng 17 Hình 3-2: Tạo phôi 19 Hình 3-3: Sơ đồ định vị nguyên công phương án 19 Hình 3-4: Sơ đồ định vị ngun cơng phương án 20 Hình 3-5: Sơ đồ định vị ngun cơng phương án 21 Hình 3-6: Sơ đồ định vị nguyên công phương án 21 Hình 3-7: Sơ đồ định vị nguyên công phương án 22 Hình 3-8: Sơ đồ định vị nguyên công phương án 22 Hình 3-9: Nhiệt luyện 23 Hình 3-10: Dưỡng ren 23 Hình 3-11: Kiểm tra độ đồng tâm 24 Hình 3-12: Tạo Phơi 25 Hình 3-13: Sơ đồ định vị nguyên công phương án 25 Hình 3-14: Sơ đồ định vị nguyên công phương án 26 Hình 3-15: Sơ đồ định vị ngun cơng phương án 27 Hình 3-16: Sơ đồ định vị ngun cơng phương án 28 Hình 3-17: Sơ đồ định vị nguyên công phương án 28 Hình 3-18: Sơ đồ định vị nguyên công phương án 29 Hình 3-19: Nhiệt luyện 29 Hình 3-20: Sơ đồ định vị nguyên công phương án 30 Hình 3-21: Sơ đồ định vị nguyên công 10 phương án 30 Hình 3-22: Ngun cơng 31 Hình 3-23: Ngun cơng ( Trục vít me) 32 Hình 3-24: Nguyên công 39 Hình 3-25: Ngun cơng ( Trục vít me) 45 Hình 3-26: Ngun cơng ( Trục vít me) 48 Hình 3-27: Nguyên công 51 Hình 3-28: Ngun cơng ( Trục vít me) 54 Hình 3-29: Ngun cơng ( Trục vít me) 57 Hình 3-30: Ngun cơng ( Trục vít me) 57 Hình 3-31: Ngun cơng 10 ( Trục vít me) 58 Hình 4-1: Sơ đồ gá đặt 59 Hình 4-2: Sơ đồ định vị 59 Hình 4-3: Khối V 61 Hình 4-4: Chốt tì chỏm cầu 62 Hình 4-5: Thân đồ gá 62 Hình 4-6: Sơ đồ lực 63 Danh Mục Bảng Biểu Bảng 1-1: Thành phần thếp C45 Bảng 1-2: Các dạng sản xuất Bảng 2-1: Bảng tính lượng dư gia cơng 15 Bảng 3-1: Hai tiến trình gia cơng Bảng 3-2: Chế độ cắt 38 Bảng 3-3: Chế độ cắt nguyên công 44 Bảng 3-4: Chế độ cắt nguyên công 48 Bảng 3-5: Bảng chế độ cắt ngun cơng ( Trục vít me) 50 Bảng 3-6: Bảng chế độ cắt nguyên công ( Trục vít me) 53 Bảng 3-7: Thông số dao 55 Bảng 3-8: Chế độ cắt ngun cơng ( Trục vít me) 57 LỜI NÓI ĐẦU Hiện nay, ngành kinh tế nói chung ngành khí nói riêng địi hỏi kỹ sư khí cán kỹ thuật khí đào tạo phải có kiến thức sâu rộng, đồng thời phải biết vận dụng kiến thức để giải vấn đề cụ thể thường gặp sản xuất, sửa chữa sử dụng Mục tiêu môn học tạo điều kiện cho người học nắm vững vận dụng có hiệu phương pháp thiết kế, xây dựng quản lý trình chế tạo sản phẩm khí kỹ thuật sản xuất tổ chức sản xuất nhằm đạt tiêu kinh tế kỹ thuật theo yêu cầu điều kiện qui mô sản xuất cụ thể Mơn học cịn truyền đạt u cầu tiêu cơng nghệ q trình thiết kế kết cấu khí để góp phần nâng cao hiệu chế tạo chúng Đồ án môn học cơng nghệ chế tạo máy nằm chương trình đào tạo ngành chế tạo máy thuộc khoa khí có vai trị quan trọng nhằm tạo cho sinh viên hiểu cách sâu sắc vấn đề mà người kỹ sư gặp phải thiết kế qui trình sản xuất chi tiết khí Được giúp đỡ tận tình thầy giáo khoa, đặc biệt cô Phạm Thị Thiều Thoa giúp em hoàn thành tốt đồ án mơn học Do kiến thức chun ngành cịn hạn chế nên q trình làm đồ án cịn thiếu sót, em mong thầy hội đồng bảo vệ bảo để em hồn thiện hơn! Em xin chân thành cảm ơn Hà Nội, 2021 Sinh viên Nguyễn Cơng Tuấn CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ XÁC ĐỊNH LƯỢNG SẢN XUẤT 1.1 Phân tích chức làm việc yêu cầu kỹ thuật chi tiết - Chức làm việc chi tiết: Hình 1-1: Chi tiết Trong trình chế tạo sản phẩm khí người ta sử dụng nhiều loại công cụ lao động khác với kết cấu tính kỹ thuật ngày hồn thiện, nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm , tăng xuất lao động hạ giá thành sản phẩm, cho sản phẩm có ưu giá cả, chất lượng, thời gian để cạnh tranh thị trường Vít me sản phẩm thường sử dụng chế tạo máy CNC, laser loại máy tự động khác Được thiết kế kim loại chắn, xác, chống gỉ sét sử dụng lâu dài Vít me chi tiết thuộc loại chi tiết điển hình dạng trục, dùng nhiều chế tạo máy Chi tiết có bề mặt quan trọng gia cơng địi hỏi phải có độ xác cao để đảm bảo điều kiện làm việc chi tiết - Yêu cầu kĩ thuật: + Bề mặt ren gia công Ra=0.63 để đảm bảo điều kiện làm việc chi tiết + Bề mặt cổ trục Ra=0.63 để đảm bảo lắp ghép với gối đỡ + Khi gia công cần đảm bảo độ đồng tâm hai đầu trục(khoảng 0.05mm) + Gia cơng đạt kích thước theo u cầu vẽ + Sau nhiệt luyện độ cứng đạt 40-50 HRC + Chi tiết chế tạo thép C45, đủ độ cứng vững gia công làm việc C Si Mn S P Ni Cr 0.4-0.5 0.17- 0.5-0.8 0.045 0.045 0.3 0.3 0.37 Bảng 1-1: Thành phần thếp C45 1.2 Phân tích tính cơng nghệ kết cấu chi tiết Trên sở nghiên cứu vẽ chi tiết điều kiện làm việc chi tiết ta nhận thấy: Vít me chi tiết dạng trục, chi tiết quan trọng truyền động vitme – đai ốc có kết cấu đơn giản Vít me làm nhiệm vụ đỡ bàn máy thay đổi chuyển động quay vitme thành chuyển động tịnh tiến dọc trục vitme Các bề mặt gia cơng cho phép phoi dễ dàng Chi tiết khơng có bề mặt gia cơng q phức tạp 1.3 Xác định dạng sản xuất ❖ Xác định sản lượng gia công năm chi tiết Việc xác định dạng sản xuất có ý nghĩa lớn đến trình thiết kế cơng nghệ, góp phần quan trọng đến việc tính tốn tiêu kinh tế kĩ thuật cụ thể sản xuất đơn ta tập trung để giảm chi phí cho máy móc mà số thiết bị khác đồ gá, dùng đồ gá chuyên dùng, đồ gá vạn thay cho đồ gá chuyên dùng Còn dạng sản xuất hàng loạt, hàng khối ta phải phân tán nguyên công sử dụng đồ gá chuyên dùng Làm tăng suất gia công Muốn xác định dang sản xuất cần phải biết sản lượng hàng năm sản lượng tính theo cơng thức: N = N0 m (1 + α+β 100 ) N - Số chi tiết sản xuất năm N0 - Số sản phẩm giao N0 = 6789 (chi tiết/năm) m - Số chi tiết sản phẩm, (m =1)  - Số chi tiết chế tạo thêm để dự trữ ( lấy  = 5%)  - Tính đến tỷ lệ % phế phẩm ( = 5%) N = 6789.1 (1 + 4+5 100 ) = 7400 ( chi tiết/năm ) ❖ Xác định khối lượng chi tiết Dựa thông số phần mềm Inventor: V= 46525.153 (mm3); Q=0.372 (kg) Hình 1-2: Khối lượng chi tiết ❖ Tra xác định dạng sản xuất Dạng sản xuất Trọng lượng chi tiết Hình-9: Ngun cơng 9( Trục vít me) Định vị: Chống tâm đầu Kẹp chặt: Chi tiết kẹp chặt nhờ lực ép hai mũi tâm, nhờ tốc truyền mômen xoắn Nguyên công 10: Kiểm tra độ đồng tâm Hình-10: Ngun cơng 10 ( Trục vít me) Định vị: Chống tâm đầu Kẹp chặt: Chi tiết kẹp chặt nhờ lực ép hai mũi tâm, nhờ tốc truyền mômen xoắn Dùng đồng hồ so đo hai đầu trục, so sánh độ chênh lệch hai đầu trục Đảm bảo độ đồng tâm trục 0.02mm/100mm chiều dài CHƯƠNG VI: THIẾT KẾ ĐỒ GÁ Thiết kế quy trình cơng nghệ gia cơng ngun cơng phay ranh Ý nghĩa yêu cầu việc tính thiết kế đồ gá Đồ gá trang thiết nị công nghệ thiếu q trình gia cơng máy kim loại Trong trình lắp giáp kiểm tra đồ gá có tác dụng lớn việc nâng cao suất lao động (giảm thời gian phụ, thời gian máy ) nâng cao độ xác gia cơng giảm nhẹ sức lao động mở rộng khả công nghệ máy Sử dụng hết riền lực đồ gá ta mở rộng việc khí hóa tự động hóa q trình sản xuất Việc tính tốn thiết kế đồ gá phải đảm bảo yêu cầu sau : + Đồ gá phải đảm bảo u cầu độ xác gia cơng + Kết cấu gọn gàng phù hợp với công dụng nó, phải giải vấn đề định vị kẹp chặt tháo phơi nhanh để giảm thời gian phụ có tăng suất gia công + Đồ gá phải sử dụng an toàn thuận tiện giảm sức lao động nặng nhọc công nhân Định vị Khi thực nguyên công phay rãnh ta nên khống chế bậc tự chi tiết dạng truc có hình trụ nên cần khống chế bậc tự đủ Chi tiết định vị khối V mặt trụ  15 để hạn chế bậc tự chốt tỳ chỏm cầu vào mặt cạnh để hạn chế bậc tự tịnh tiến ➔ Chi tiết hạn chế bậc tự Khối V : Ta chọn khối V có kích thước sau H=25mm,L=16mm,B=48mm; B1=18; d=6,5mm; d1=11mm; b=6mm; d2= 5mm; l=8mm; h=6,5mm;h1=9mm; c=1,6mm;r=1mm; 40 16 12 ; A=32mm ; A1=9mm;A2=12mm; Vị trí khối V định vị trí chi tiết gia cơng nên khối v cần phải định vị trí xác thân đồ gá hai chốt trụ Chốt trụ lắp ghép theo H7/k6 với khối V sau dung vít vặn chặt lại Độ nhám bề mặt đáy bề mặt làm việc khối V ≥ 0,7 Độ không phẳng bề mặt đáy bề mặt làm việc khối V ≤ 0.02 100 mm chiều dài Vật liệu chế tạo khối V thép 20X mặt đáy bề mặt làm việc thấm cacbon sâu ( 0,6-0,8) mm đạt 55÷60 HRC Vật liệu chế tạo thân đồ gá giang xám Các kích thước khối V đồ gá ghi vẽ Các bề mặt tiếp xúc với đồ định vị mặt đáy tiếp xúc với bề mặt gia công đạt ≥ ∆7 Độ không phẳng bề mặt định vị so với mặt đáy không 0,02 mm 100mm chiều dài Chốt tỳ chỏm cầu: ta chọn chốt tỳ chỏm cầu có kích thước D= 8, d= , H=6 mm; L=11 mm; Thân đồ gá: làm gang xám có kích thước Ngun lý làm việc đồ gá Để kẹp chặt chi tiết gia công ta dùng kẹp đầu tiếp xúc với chi tiết đầu lại đặt lên chống , tác dụng lực xiết đai ốc đặt đầu kẹp kẹp chặt chi tiết khối V Thiết kế cấu kẹp chặt Sơ đồ Lực cắt: 𝑷𝒛 = 𝒚 𝟏𝟎.𝑪𝒑 𝒕𝒙 𝑺𝒛 𝑩𝒖 𝒁 𝑫𝒒 𝒏𝒘 𝐤 𝐌𝐏 kMP : hệ số điều chỉnh cho chất lượng vật liệu gia công, tra bảng 59 (2) 𝑘𝑀𝑃 = ( 𝜎𝑏 𝑛 750 0,3 ) =( ) =1 750 750 Các hệ số tra bảng 5-41 (2) có : CP = 68,2 ; x = 0,86 ; y = 0,72 ; u = ; q = 0,786 ; w = 𝑃𝑧 = 10.68,2.1,650,86 0,150,72 401 80,786.7500 Mômen xoắn: 𝑀𝑥 = 𝑃𝑧 𝐷 2.100 = = 2929(N) 2929.8 2.100 = 117,16(𝑁𝑚) Lực hướng kính : Py=0,7Pz = 0,7.2929 = 2050.3 (N) Lực chạy dao : Px=0.5Pz=0,5.2929 =1464.5 (N) - N1,N2: Phản lực khối V tĩnh - N1’,N2’: Phản lực khối V động - Px, Py, Pz: lực hướng tâm , lực dọc trục , lực tiếp tuyến - W1, W2: Lực kẹp cấu khối V động - Fms1, Fms2: lực ma sát khối tĩnh chi tiết ( khối V cịn lại có lực tương tự) - Fms1’, Fms2’: lực ma sát khối V động chi tiết (khối V cịn lại có lực tương tự) - Mx: lực momen + Ta có phương trình cân lực Py + 4N1’.sin45 – 4N1.sin 45 +2W1 =0 − Phương trình cân momen: ∑𝐌̅ E = Fms1.120 +Fms2.120 +Fms1’.120 + Fms2’.120 – PZ.115 =  N1+w1 = 4678 N Fms1’ = Fms2’ = N1’ 𝑓 = 0.3.N1’ =W.0.3 Fms1 = Fms2 = N1 𝑓 = 0.3N1 Thay f =0.3 vào ta có 2050 - 4.sin45.(4678-W1) +4.W1.SIN45 +2W1 =0  W1 = 1497 (N) Ta có lực cần thiết W= W1.K W lực cần thiết; K – hệ số an toàn ; Hệ số an toàn K=K0.K1 K2 K3 K4 K5 K6 K0-Hệ số an toàn cho tất trường hợp K0=1.5 K1- Hệ số tính đến trường hợp tăng lực cắt độ bóng thay đổi K1=1,2 K2-Hệ số tăng lực cắt dao mòn K2=1,3 K3-Hệ số tăng lực cắt gia cơng gián đoạn K3=1 K4-Hệ số tính đến sai số cấu kẹp chặt K4=1 K5-Hệ số tính đến mức độ thuận lợi cấu kẹp chặt K5=1 K6-Hệ số tính đến mơ men làm quay chi tiết K6=1,5 K=1,5.1,2.1.1.1.1,5=2,7 W= W1.K=4044.33 (N) lực mỏ kẹp tạo Wo1=Wo2= - Tính đường kính bu lơng kẹp chặt: 𝑊 D=1,4√ =1,4√ [𝜎] 4044.33 = 2022.1(N) 2022 20 = 9.9 mm Ta chọn bu lơng M10 Tính tốn độ xác gá đặt Đồ gá đảm sau gia công, sai số độ khơng vng góc mặt đầu đường tâm lỗ không vượt dung sai cho phép : Sai số chế tạo cho phép đồ gá 2 + 𝜀2 ] [𝜀𝑐𝑡 ] = √[𝜀𝑔𝑑 ] − [𝜀𝑐2 + 𝜀𝑘2 + 𝜀𝑚 𝑑𝑐 Trong : 𝜀𝑐 : sai số chuẩn : 𝜀𝑘 : 𝜀𝑐 = dụng cữ so dao làm chuẩn sai số kẹp chặt lực kẹp gây ra, phương lực kẹp vng góc với phương kích thước thực nên sai số kẹp chặt 𝜀𝑘 = 𝜀𝑚 : sai số mòn 𝜀𝑚 = 𝛽√𝑁(𝜇𝑚) đồ gá mịn Sai số mịn xác định theo cơng thức sau : Do định vị chi tiết khối V nên ta chọn  = 0,3 Chọn N = 6889 sau loạt 6889 chi tiết đồ gá bị mịn qua sai số cho phép, sau 4224 chi tiết phải hiệu chỉnh đồ gá để loại bỏ sai số mòn 𝜀𝑚 = 𝛽 √𝑁 = 0,3 √6889 = 24 𝜇𝑚 : 𝜀𝑑𝑐 : sai số điều chỉnh sinh trình lắp giáp điều chỉnh đồ gá 𝜀𝑔𝑑 : 𝜀𝑐 = ÷ 10 𝜇𝑚 Sai số gá đặt [𝜀𝑔𝑑 ] = tâm lỗ: 0,2 mm chọn 𝜀𝑑𝑐 = 𝜇𝑚 𝛿 Với  độ không song song mặt với đường [𝜀𝑔𝑑 ] = 200 = 67 𝜇𝑚 [𝜀𝑐𝑡 ] = √672 − [02 + 02 + 242 + 52 ] =62 µm b Yêu cầu kỹ thuật đồ gá -Độ không song song tâm khối V mặt rãnh  0,062 mm -Độ không song song đường tâm mặt đáy đồ gá  0,062mm 100mm chiều dài - Khi lắp ghép đồ gá đường tâm khối V phải trùng - Độ khơng vng góc giữ tâm chốt định vị đế đồ gá  0,062 mm -Độ bóng lắp rap đạt cấp -Độ cứng khối V chốt định vị 55 60 HRC A 10 11 n Ø15 Ø6 H7/k6 40 40 A Ø10 H7/k6 M10x1.5 14 13 12 200±0.5 450±0.5 16 15 YÊU CẦU KĨ THUẬT: -Độ không song song tâm khối V mặt rãnh