Thiết kế QTCN gia công trục con lăn

Thiết kế QTCN gia công trục con lăn k11

Đồ án môn học Đề Tài: Thiết kế QTCN gia công trục con lăn k11 LỜI NÓI ĐẦU Trong công cuộc công nghiệp hoá và hiện đại đất nước, các ngành kinh tế nói chung và ngành cơ khí nói riêng đòi hỏi các kỹ sư thực hành và các cán bộ kỹ thuật có kiến thức tương đối rộng và phải biết vận dụng sáng tạo những kiến thức đã học để giải quyết những vấn đề thường gặp trong thực tế . Đồ án môn học đóng vai trò hết sức quan trọng trong quá trình đào tạo trở thành người kỹ sư. Qua quá trình làm đồ án môn học công nghệ chế tạo máy giúp cho sinh viên hiểu rõ và nâng cao khả năng vận dụng sáng tạo những kiến thức này để làm đồ án cũng như công tác sau này. Là một sinh viên chuyên ngành cơ khí. Trong thời gian làm đồ án môn học em được giao nhiệm vụ: '' Thiết kế QTCN gia công trục con lăn k11.''. Đây là một đề tài mới và khó đối với em. Tuy nhiên trong thời gian đi thực tập và làm đồ án được sự chỉ bảo tận tình của thầy giáo hướng dẫn: thầy giáo Trần Văn Quân . Vơí sự học hỏi của bản thân em đã đưa ra một phương án gia công trục con lăn k11, theo em phương án này sẽ đảm bảo độ chính xác và yêu cầu kỹ thuật.Đồ án môn học của em gồm có phần thuyết minh và phần bản vẽ mà ở đó đã trình bày đầy đủ quy trình công nghệ gia công, chế độ cắt và đồ gá dùng để gia công.Tuy nhiên do trình độ hiểu biết về lý thuyết và thực tế còn hạn chế, do đó trong đồ án này không thể tránh khỏi sai sót . Vậy em rất mong nhận được sự chỉ bảo của các thầy và các bạn để em có thể hiểu sâu hơn về môn học cũng như các phương án khác hợp lý hơn. Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn Trần Văn Quân cùng các thầy giáo trong bộ môn chế tạo máy -khoa cơ khí - Trường ĐHKTCN đã tận tình hướng dẫn em hoàn thành đồ án đóng thời hạn. Đồng thời cũng bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới các thầy cô giáo và các bạn đã giúp đỡ em trong thời gian làm đồ án môn học. Thái Nguyên, ngày tháng năm 2011 Sinh viên ĐẶNG VĂN THẢO MỤC LỤC Lời nói đầu 1 M ục l ục ……………………………………………………………… 2 PhầnI:Phân tích chi tiết gia công 3 1.1: Phân tích chức năng, điều kiện làm việc của chi tiết 3 1.1.1: Phân tích chức năng của chi tiết gia công 3 1.1.2: Phân tích điều kiện làm việc của chi tiết 3 1.1.3: Vật liệu chế tạo chi tiết………………………………… ………4 1.2: Phân tích yêu cầu kỹ thuật và định ra phương pháp gia công lần cuối cho các bề mặt 4 1.3: Phân tích yêu cầu kỹ thuật và đưa ra biện pháp công nghệ để đảm bảo cho các bề mặt 4 1.4: Phân tích công nghệ trong kết cấu 5 Phần II: Xác định dạng sản xuất 6 2.1: Ý nghĩa của việc xác định dạng sản xuất 6 2.2: Xác định dạng sản xuất 6 Phần III: Chọn phôi và phương pháp chế tạo phôi 9 3.1: Cơ sở việc chọn phôi 9 3.2: Phương pháp chế tạo phôi 9 Phần IV: Thiết kế quy trình công nghệ 14 4.1: Chọn chuẩn định vị 14 4.1.1: Yêu cầu chung 14 4.1.2: Những lời khuyên chung khi chọn chuẩn 14 4.1.3: Chọn chuẩn tinh 19 4.1.4: Chọn chuẩn thụ 20 4.2: Lập quy trình công nghệ 21 Phần V: Xác định lượng dư gia công 22 5.1: Tính lượng dư cho bề mặt Phần VI: Tính và tra chế độ cắt 25 Phần I PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG 1. 1 .Phân tích chức năng, điều kiện làm việc của chi tiết : 1.1.1 Chức năng chi tiết gia công. Chi tiết gia công là chi tiết dạng trục được dùng phổ biến trong ngành chế tạo máy, chúng có các bề mặt cơ bản là các mặt trụ tròn xoay, mặt ngoài dùng để lắp ghép với ổ lăn và con lăn . 1.1.2 .Điều kiện làm việc . Khi bộ truyền làm việc ,trong quá trình làm việc chi tiết bị mòn hoặc hỏng điều đó không tránh khỏi . Vì vậy đòi hỏi chi tiết phải được gia công chính xác , nhiệt luyện đạt độ cứng cần thiết để đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật của chi tiết khi làm việc . - Bề mặt làm việc chủ yếu của chi tiết là các bề mặt trụ, tròn, đó là mặt trụ Ø30 là bề mặt chính quan trọng nhất. Lỗ Ø6 dẫn dầu đi bôi trơn trục. Nhưng với trục thì yêu cầu quan trọng nhất là đảm bảo độ cứng uốn và độ cứng xoắn. tất cả các yêu cầu trên quyết định đến điều kiện làm việc của chi tiết. 1.1.3 .Vật liệu chế tạo chi tiết . Vật liệu chế tạo là thép C45 là loại vật liệu thuộc nhóm thép kết cấu được sử dụng phổ biến trong nghành chế tạo máy . Thép C45 có thành phần hóa học và tính chất cơ lý là : Bảng 1.1 .Thành phần hóa học của thép C45 ,% (theo khối lượng). C Si Mn S P Ni Cr Không lớn hơn 0.4÷0.5 0.17÷0.37 0.50÷0.80 0.045 0.045 0.30 0.30 Bảng 1.2. Tính chất cơ học của thép C45. σ T ,MPa σ b , MPa δ s ,% ψ,% C,j/cm 3 HB(không lớn hơn) Không nhỏ hơn Sau cán nóng Sau ủ 360 610 16 40 50 241 197 1.2 Phân tích yêu cầu kích thước và đưa ra phương pháp gia công lần cuối cho các bề mặt. - Bề mặt trục 00.0 03,0 36 + − φ tham gia vào trong quá trình làm việc yêu cầu gia công đạt cấp chính xác 7 ,độ bóng bề mặt cấp 7 (Ra=1.6) vậy chọn phương pháp gia công lần cuối là mài . -Hai bề mặt 00.0 02,0 30 + − φ tham gia vào trong quá trình làm việc yêu cầu gia công đạt cấp chính xác 7,độ bóng bề mặt cấp 7 (Ra = 1.6) vậy chọn phương pháp gia công lần cuối là mài . -Bề mặt 5.29 φ không tham gia vào quá trình lắp ráp ta tra được cấp chính xác 12 , vậy chọn phương pháp gia công lần cuối là tiện tinh. - Dung sai độ ôvan, độ côn bề mặt 36 φ và 30 φ không quá 0,01 mm. -Lỗ 6 φ , 4 φ không yêu cầu cao trong quá trình làm việc , ta tra được cấp chính xác 12 , chọn phương pháp gia công lần cuối là khoan . -Bề mặt rãnh vuông 6x6 không yêu cầu cao trong quá trình làm việc ,tra theo cấp chính xác 12 ,phương pháp gia công lần cuối là phay . -Bề mặt rãnh có kích thước 6 và đáy R3 không yêu cầu cao trong quá trình làm việc ,tra theo cấp chính xác 12 ,phương pháp gia công lần cuối là phay . -Để thoát dao khi tiện chi tiết có rãnh thoát dao 28 φ . -Các đầu trục và các cạnh sắc yêu cầu vát mép góc 45 độ . 1.3 . Phân tích yêu cầu kỹ thuật và đưa ra biện pháp công nghệ để đảm bảo các yêu cầu quan trọng . - Với chi tiết gia công là trục con lăn thì bề mặt quan trọng nhất là bề mặt làm việc của trục. Trong quá trình làm việc trục được lắp trên hai ổ đỡ do đó cần đảm bảo độ đồng tâm giữa đường tâm trục với các cổ trục nhỏ hơn 0,1 mm chọn phương pháp gia công là tiện. - Để đảm bảo độ đồng tâm cao nhất giữa các bề mặt ngõng trục và bề mặt trục dùng chuẩn là chuẩn thống nhất trên hai lỗ tâm . -Các bề mặt yêu cầu lắp ghép như hai bề mặt φ30 để đảm bảo độ song song ta thực hiện nguyên công mài đồng thời trên một lần gá. 1.4 .Phân tích tính công nghệ trong kết cấu: Vật liệu gia công chi tiết là thép C45 là loại thép kết cấu được sử dụng rất rộng rãi, có tính công nghệ tốt. Có thể sử dụng phương pháp tôi thể tích để đạt hiệu quả cao. -Để dễ lắp ổ các đầu trục có vát mép một góc 45 0 . -Để thoát đá mài sau khi mài chi tiết có rãnh thoát đá φ28. -Trục có kết cấu giảm dần đường kính về một phía thuận lợi cho việc gia công đồng thời bằng nhiều dao. -Khi gia công cần có lỗ tâm để đảm bảo cứng vũng cho chi tiết khi gia công . Vì chi tiết là một loại rất phổ biến trong nghành cơ khí do đó kết cấu đã khá hợp lí và không cần phải sửa đổi gì thêm. Phần II XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT. 2.1. Ý nghĩa của xác định dạng sản xuất. Quy trình công nghệ mà ta thiết kế phải đảm bảo được độ chính xác và chất lượng gia công, đồng thời phải đảm bảo tăng năng suất lao động và giảm giá thành sản phẩm.Quy trình công nghệ này phải đảm bảo sản xuất đặt ra. Để được những chỉ tiêu trên đây thì quy trình công nghệ phải được thiết kế hợp lý với dạng sản xuất. Vì vậy việc xác định dạng sản xuất là công việc hết sức quan trọng. Trong điều kiện hiện nay việc xác định dạng sản xuất chủ yếu dựa vào sản lượng và khối lượng của chi tiết gia công. Các yếu tố đặc trưng của dạng sản xuất là : -Sản lượng . -Tính ổn định của sản phẩm . -Tính lặp lại của quy trình sản xuất. -Mức độ chuyên môn hóa trong sản xuất. Tùy theo mức độ ổn định của sản phẩm và sản lượng hàng năm mà người ta chia ra làm ba dạng sản xuất sau: -Sản xuất đơn chiếc là sản xuất có số lượng hàng năm ít nhất, sản lượng không ổn định do nhiều chủng loại, chu kỳ chế tạo không xác định được. -Sản xuất hàng loạt là dạng sản xuất có số lượng hàng năm không ít, sản lượng được chế tạo theo hàng loạt với chu kỳ xác định, sản phẩm tương đối ổn định. -Sản xuất hàng khối là dạng sản xuất có sản lượng rất lớn, sản phẩm có tính ổn định trong thời gian dài (có thể từ 1-5 năm ). 2.2. Xác định dạng sản xuất. Muốn xác định dạng sản xuất trước hết ta phải xác định sản lượng hàng năm của chi tiết gia công. Theo đề sản lượng kế hoạch là: 18000 ct/năm. Sản lượng cơ khí được tính theo công thức.       β +       α += 100 1 100 1.m.NN ii (ct/năm) Trong đó: N i : Sản lượng cơ khí của chi tiết cần chế tạo(ct/năm). N : Sản lượng kế hoạch hàng năm (ct/năm) → N = 18000 (ct/năm) m i : Số chi tiết cùng tên trong sản phẩm → m i = 1 β : Hệ số dự phòng kể đến phế phẩm. α : Hệ số kể đến sự hư hỏng mất mát. Với: α , β = 3 ÷ 5(%) Chọn α = β = 5 (%) → 19845) 100 5 1)( 100 5 1(*1*18000 =++= i N (ct/năm) Khối lượng chi tiết gia công xác định theo công thức : γ= .VG (Kg) Trong đó: V - Thể tích chi tiết gia công (dm 3 ). γ - Khối lượng riêng chi tiết gia công (kg/dm 3 ). Với vật liệu là thép → chọn γ = 7,852 (kg/dm 3 ). 26 32 56 52 V 1 V 2 V 3 V 4 30 29.5 Vậy ta có: 4321 VVV = V +++V 36738 4 30*14.3 *52V 2 1 == (mm 3 ) 38256 4 5.29*14.3 *56V 2 2 == (mm 3 ) 22608 4 30*14.3 *32V 2 3 == (mm 3 ) 36.26451 4 36*14.3 *26V 2 4 == (mm 3 ) →V = 124053.4 (mm 3) = 0.124 (dm 3 ) Suy ra: G=V.γ =0.124*7.852=0.974 (kg). Tra bảng 2.6[31] – [] Với chi tiết có khối lượng 0.974 kg. Sản lượng cơ khí là 19845 (ct/năm) → Đây là dạng sản xuất loạt lớn . PHẦN III CHỌN PHÔI VÀ PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI. 3.1 . Cơ sở chọn phôi: -Chi tiết là trục con lăn làm việc trong điều kiện chịu uốn và chịu xoắn căn. - Vật liệu chi tiết gia công là thép C45. -Là loại thép kết cấu có tính dẻo cao,có tính đúc tốt. - Dạng sản xuất là loạt lớn . - Độ chính xác cần đạt của chi tiết cấp 7. -Kích thước trục thay đổi không lớn . -Độ chính xác của bản thân các bề mặt và độ chính xác về vị trí không quá 0.1 mm. - Hình dáng, kết cấu của chi tiết là hình trụ tròn xoay . -Chi tiết gồm có các bề mặt trụ đồng tâm với đường kính lớn nhất Φ36,kích thước của lỗ là Φ6. - Điều kiện hiện có của phân xưởng tuỳ chọn: Do vậy chi tiết gia công có thể chọn từ vật liệu gia công biến dạng dẻo . 3.2 .Phương pháp chế tạo phôi . 3.2.1 Rèn tự do. Rèn tự do là dùng ngoại lực tác dụng thông qua các dụng cụ làm kim loại biến dạng tự do ở nhiệt độ rèn để tạo ra sản phẩm có hình dạng, kích thước theo yêu cầu. +)Ưu điểm: -Phương pháp gia công có tính linh hoạt cao, phạm vi gia công rộng, có thể gia công được các vật lớn hơn số với dập thể tích. -Có khả năng biến tổ chức hạt thành tổ chức thớ phức tạp, do đó làm tăng khả năng chịu tải trọng của vật liệu. -Thiết bị đơn giản, vốn đầu tư ít. +)Nhược điểm: -Độ chính xác về kích thước, hình dạng thấp, do đó để lại lượng dư gia công cắt gọt lớn, chi phí gia công tăng, hệ số sử dụng vật liệu thấp do đó hiệu quả kinh tế không cao. [...]... XIII: Mài bề mặt φ36 - Nguyên công XIV: Tổng kiểm tra PHẦN V TRA LƯỢNG DƯ BỀ MẶT Khái niệm lượng dư gia công cơ : Lượng dư gia công cơ là lớp kim loại được hớt đi trong suốt quá trình gia công để biến từ phôi thành chi tiết hoàn thiện 5.1 Ý nghĩa của lượng dư gia công cơ: Việc xách định lượng dư gia công cơ hợp lý cú ý nghĩa lớn về kinh tế - kỹ thuật  Nếu lượng dư gia công cơ quá lớn sẽ dẫn đến :... giữa các mặt gia công là rất lớn 4 3.3 Phương pháp chọn chuẩn thô Dựa vào kết cấu của chi tiết và chuẩn tinh đã chọn ở trên ta chọn chuẩn thô như sau : Chọn chuẩn thô là bề mặt trụ ngoài định vị trên 2 khối V B Thiết kế quy trình công nghệ * Xác định thứ tự nguyên công - Nguyên công I : cắt phôi - Nguyên công II : Khoả mặt đầu, khoan tâm - Nguyên công III : Tiện thô bề mặt φ30 -Nguyên công IV: Tịên... φ36 -Nguyên công V: Tiện tinh bề mặt φ30,φ29.5, vát mép 2x450,sấn rãnh B3 -Nguyên công VI: Tiện tinh bề mặt φ36,vát mép 1x450 -Nguyên công VII: Khoan lỗ φ6 -Nguyên công VIII: Khoan hai lỗ φ4,khoan lỗ φ6 -Nguyên công IX: Phay rãnh then B6 bậc trục φ30 Nguyên công X: Phay rãnh then B6 bậc trục φ36 -Nguyên công XI: Nhiệt luyện đạt độ cứng 425÷450 HB -Nguyên công XII: Mài bề mặt φ30 -Nguyên công XIII: Mài... xác chiều dài các bậc trục khi gia công chiều dài các bậc trục theo phương pháp điều chỉnh sẵn dao đặt kích thước nếu mũi tâm bên trái là mũi tâm cứng b) Phương pháp 2 Chuẩn để gia công là mặt ngoài phối hợp với lỗ tâm.Khi đó trục được cặp vào mâm cặp ở một đầu và ở đầu kia lỗ tâm trục được gá trên mũi tâm *Ưu điểm: Cách định vị như vậy để thực hiện gia công mặt ngoài của bậc trục khác * Nhược điểm:... -Phân phối đủ lượng dư cho các bề mặt sẽ gia công 4 3.2 Lời khuyên -Theo một phương nhất định, nếu trên chi tiết gia công có một bề mặt không gia công thì chọn bề mặt đó làm chuẩn thô -Theo một phương kích thước nhất định, nếu trên chi tiết đó có hai hay nhiều bề mặt không gia công thì nờn chọn bề mặt nào yêu cầu độ chính xác về vị trí tương quan so với bề mặt gia công là cao nhất làm chuẩn thô -Theo một... Đồ gá phức tạp + Không gian gia công hẹp - Phạm vi sử dụng : dùng để khoan lỗ và phay rãnh trên chi tiết gia công ⇒ Kết luận So sánh ưu nhược điểm của hai phương pháp trên ta thấy phương pháp 1 là tối ưu hơn cả Vì vậy ta chọn chuẩn tinh là hai mũi tâm 4.3 Chọn chuẩn thô 4.3.1 Yêu cầu -Đảm bảo độ chính xác về vị trí tương quan giữa các bề mặt không gia công với các bề mặt gia công -Phân phối đủ lượng... máy, chi phí vận chuyển…  Ngược lại nếu lượng dư gia công cơ quá nhỏ sẽ dẫn đến : - Lượng dư gia công không đủ để hớt đi sai lệch của phôi.đặc biệt là không sửa được sai số in dập - Lượng dư quá nhỏ sẽ xảy ra hiện tượng trượt giữa dao và chi tiết gia công, dao mòn nhanh, bề mặt gia công bị cào xước.vv… 5.2 Tính lượng dư : Việc xác định lượng dư gia công cơ trong chế tạo máy có thể xác định theo hai... chi tiết gia công c)Phương án 3: Chuẩn để gia công là hai mặt trụ phối hợp với mặt đầu Khi đó trục được cặp trên hai khối V - Ưu điểm: + Dùng phương án này có độ cứng vững gá đặt cao, thao tác dễ dàng + Không phải gia công thêm chuẩn tinh phụ - Nhược điểm: + Có sai số chuẩn + Không phải là chuẩn tinh thống nhất, tính trùng chuẩn không cao, do đó sẽ gây ra sai số chuẩn trong quá trình gia công Đồ gá... sử dụng phổ biến trong sản xuất Theo phương pháp này thì lượng dư gia công được xác định bằng tổng giá trị lượng dư teo kinh nghiệm nhược điểm của phương pháp này không tính đến điều kiện gia công cụ thể ,cho nên lượng dư gia công thường lớn hơn giá trị cần thiết Giá trị lượng dư của các bước (hay nguyên công) được cho trong sổ tay công nghệ chế tạo máy 5.2.2 Phương pháp tính toán phân tích: Theo phương... tự do quay quanh trục không được khống chế *Ưu điểm: -Dùng hai lỗ tâm làm chuẩn có thể hoàn thành việc gia công thô và tinh hầu hết các bề mặt của trục như mặt ngoài -Khi dùng hai mũi tâm định vị trên hai mũi tâm để gia công mặt ngoài sẽ không có sai số chuẩn cho kích thước đường kính các cổ trục vì lúc đó chuẩn định vị trùng với chuẩn đo lường *Nhược điểm: -Có sai số chuẩn theo hướng trục, ảnh hưởng . Đồ án môn học Đề Tài: Thiết kế QTCN gia công trục con lăn k11 LỜI NÓI ĐẦU Trong công cuộc công nghiệp hoá và hiện đại đất nước, các ngành kinh tế nói. thời gian làm đồ án môn học em được giao nhiệm vụ: '' Thiết kế QTCN gia công trục con lăn k11. ''. Đây là một đề tài mới và khó đối với em. Tuy nhiên trong thời gian đi thực. thầy giáo Trần Văn Quân . Vơí sự học hỏi của bản thân em đã đưa ra một phương án gia công trục con lăn k11, theo em phương án này sẽ đảm bảo độ chính xác và yêu cầu kỹ thuật.Đồ án môn học của em