Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết tay biên. Chương 1. Phân tích chi tiết gia công và xác định dạng sản xuất 1.1. Phân tích chức năng làm việc và yêu cầu kỹ thuật của chi tiết: 1.1.1. Chức năng làm việc của chi tiết: Theo đề bài thiết kế: Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo chi tiết tay biên. Tay biên là một dạng chi tiết trong họ chi tiết dạng càng, chúng là một loại chi tiết có một hoặc một số lỗ cơ bản mà tâm của chúng song song với nhau hoặc tao với nhau một góc nào đó. Chi tiết dạng càng thường có chức năng biến chuyển động thẳng của chi tiết này (thường là piston của động cơ) thành chuyển động quay của chi tiết khác (như là trục khuỷu) hoặc ngược lại. Ngoài ra chi tiết dạng càng còn dùng để đẩy bánh răng (khi cần thay đổi tỉ số truyền trong các hộp tốc độ). Điều kiện làm việc của tay biên đòi hỏi khá cao: + Luôn chịu ứng suất thay đổi theo chu kỳ. + Luôn chịu lực tuần hoàn, va đập.
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 CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT T AY BI ÊN Hà Nội – 2023 Lời nói đầu Cơng nghệ chế tạo máy ngành then chốt, đóng vai trị dịnh nghiệp cơng nghiệp hố đại hố đất nước Nhiệm vụ cơng nghệ chế tạo máy chế tạo sản phẩm khí cho lĩnh vực nghành kinh tế quốc dân, việc phát triển ngành công nghệ chế tạo máy mối quan tâm đặc biệt Đảng nhà nước ta Hiện ngành kinh tế nói chung ngành khí nói riêng địi hỏi kĩ sư khí cán kĩ thuật khí đào tạo phải có kiến thức tương đối rộng, đồng thời phải biết vận dụng kiến thức để giải vấn đề cụ thể thường gặp sản xuất Môn học công nghệ chế tạo máy có vị trí quan trọng chương trình đào tạo kĩ sư cán kĩ thuật thiết kế, chế tạo loại máy thiết bị khí phục vụ ngành kinh tế công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải, điện lực vv Để giúp cho sinh viên nắm vững kiến thức môn học giúp cho họ làm quen với nhiệm vụ thiết kế, chương trình đào tạo, đồ án mơn học cơng nghệ chế tạo máy môn học thiếu sinh viên chuyên ngành chế tạo máy kết thúc mơn học Sau thời gian tìm hiểu với bảo nhiệt tình thầy giáo, đến Em hồn thành đồ án mơn học cơng nghệ chế tạo máy Trong q trình thiết kế tính tốn tất nhiên có sai sót thiếu thực tế kinh nghiệm thiết kế, em mong bảo thầy cô giáo môn công nghệ chế tạo máy đóng góp ý kiến bạn để lần thiết kế sau thực tế sau hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Ngày 29 tháng 08 năm 2022 Sinh Viên MỤC LỤC Lời nói đầu Chương Phân tích chi tiết gia cơng xác định dạng sản xuất 1.1 Phân tích chức làm việc yêu cầu kỹ thuật chi tiết 1.1.1 Chức làm việc chi tiết 1.1.2 Yêu cầu kỹ thuật chi tiết 1.2 Phân tích tính cơng nghệ kết cấu chi tiết 1.3 Xác định dạng sản xuất 1.3.1 Xác định sản lượng hàng năm chi tiết gia công 1.3.2 Xác định khối lượng chi tiết 1.3.3 Tra xác định dạng sản xuất Chương Xác định phương pháp chế tạo phôi thiết kế vẽ chi tiết lồng phôi 2.1 Xác định phương pháp chế tạo phôi 2.1.1 Lựa chọn dạng phôi 2.1.2 Lựa chọn phương pháp chế tạo phôi 2.2 Thiết kế vẽ chi tiết lồng phôi 10 2.2.1 Tra lượng dư gia công tổng cộng theo phương pháp chế tạo phôi 10 2.2.2 Thiết kế vẽ chi tiết lồng phôi 10 Chương Thiết kế quy trình cơng nghệ gia cơng chi tiết 12 3.1 Xác định đường lối công nghệ 12 3.2 Chọn phương pháp gia công bề mặt 12 3.3 Lập tiến trình cơng nghệ 12 3.3.1 Chọn chuẩn công nghệ 12 3.3.2 Chọn tiến trình gia cơng bề mặt 12 3.4 Thiết kế nguyên công 14 3.4.1 Với nguyên công 14 3.4.2 Tra tính lượng dư gia công cho bề mặt phôi 30 3.4.3 Tra tính chế độ cắt 32 3.4.4 Xác định thời gian nguyên công 34 Chương Thiết kế đồ gá phay vấu đầu nhỏ 39 4.1 Thành phần đồ gá 39 4.1.1 Cơ cấu định vị 39 4.1.2 Cơ cấu kẹp chặt 40 4.1.3 Cơ cấu dẫn hướng 40 4.1.4 Thân gá, đế gá 40 4.1.5 Cơ cấu định vị kẹp chặt đồ gá bàn máy 41 4.2 Yêu cầu đồ gá 41 4.3 Trình tự thiết kế 41 4.3.1 Thông số máy công nghệ 41 4.3.2 Phương pháp định vị 42 4.3.3 Xác định kích thước thực bề mặt chọn làm chuẩn 42 4.3.4 Xác định phương chiều điểm đặt lực cắt, lực kẹp 42 4.3.5 Xác định vị trí kết cấu đồ định vị 42 4.3.6 Tính lực kẹp 43 4.3.7 Tính sai số chế tạo cho phép đồ gá 45 Kết Luận Chung 47 Tài Liệu Tham Khảo 48 Danh Mục Bảng Biểu Bảng 1.1: Các thành phần hóa học thép C45 Bảng 3.1: Bảng lượng dư bề mặt 32 Danh Mục Hình Ảnh Hình 1.1: Bản vẽ chi tiết tay biên Hình 1.2: Khối lượng chi tiết tay biên theo Solidworks Hình 2.1: Bản vẽ chi tiết lồng phôi 11 Hình 3.1: Bản vẽ kí hiệu mặt gia công 13 Hình 3.2: Sơ đồ định vị gia công mặt B N chi tiết 16 Hình 3.3: Sơ đồ định vị gia công mặt A M chi tiết 18 Hình 3.4: Sơ đồ định vị gia cơng lỗ Hình 3.5: Sơ đồ định vị vát lỗ 30 mặt B 20 30 mặt N 20 Hình 3.6: Sơ đồ định vị gia công lỗ 50 mặt A 22 Hình 3.7: sơ đồ định vị gia công vát lỗ 50 mặt M 23 Hình 3.8: Sơ đồ định vị gia công mặt E 24 Hình 3.9: Sơ đồ định vị gia công lỗ dầu đầu nhỏ 26 Hình 3.10: Sơ đồ định vị gia công mặt F 28 Hình 3.11: Sơ đồ định vị gia công lỗ dầu đầu to 30 Hình 4.1: Sơ đồ định vị gia công vấu đầu nhỏ 39 Hình 4.2: Cơ cấu kẹp chặt 40 Hình 4.3: Phiến tỳ phẳng 42 Hình 4.4: Chốt trụ ngắn 43 Hình 4.5: Chốt trám 43 Chương Phân tích chi tiết gia cơng xác định dạng sản xuất 1.1 Phân tích chức làm việc yêu cầu kỹ thuật chi tiết: 1.1.1 Chức làm việc chi tiết: Theo đề thiết kế: Thiết kế quy trình cơng nghệ chế tạo chi tiết tay biên Tay biên dạng chi tiết họ chi tiết dạng càng, chúng loại chi tiết có lỗ mà tâm chúng song song với tao với góc Chi tiết dạng thường có chức biến chuyển động thẳng chi tiết (thường piston động cơ) thành chuyển động quay chi tiết khác (như trục khuỷu) ngược lại Ngoài chi tiết dạng dùng để đẩy bánh (khi cần thay đổi tỉ số truyền hộp tốc độ) Điều kiện làm việc tay biên đòi hỏi cao: + Luôn chịu ứng suất thay đổi theo chu kỳ + Ln chịu lực tuần hồn, va đập Do tay biên có hình dạng khơng phức tạp lại chịu tải trọng cao ta chọn thép cacbon kết cấu, cụ thể chọn thép C45 có thành phần hóa học sau: Bảng 1.1: Các thành phần hóa học thép C45 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 1.1.2 Yêu cầu kỹ thuật chi tiết: Độ không song song cho phép tâm lỗ chiều dài lỗ: 0.08mm Độ khơng vng góc cho phép tâm lỗ mặt đầu lỗ: 0.08mm 1.2 Phân tích tính cơng nghệ kết cấu chi tiết: Bề mặt làm việc chủ yếu tay biên hai bề mặt hai lỗ Cụ thể ta cần đảm bảo điều kiện kỹ thuật sau đây: - Lỗ dùng để dẫn dầu vào lỗ I II (trong lỗ I II có lắp bạc thay) Hình 1.1: Bản vẽ chi tiết tay biên - Hai đường tâm hai lỗ I II phải song song với vng góc với mặt đầu tay biên Hai đường tâm hai lỗ I II phải đảm bảo khoảng cách A = 1650,1, độ không song song hai tâm lỗ chiều dài lỗ 0.08mm, độ khơng vng góc tâm lỗ so với mặt đầu 0,08mm Hai lỗ thường có lắp bạc lót tháo lắp Qua điều kiện kỹ thuật ta đưa số nét cơng nghệ điển hình gia công chi tiết tay biên sau: + Kết cấu phải đảm bảo khả cứng vững + Với tay biên, kích thước khơng lớn phơi nên chọn phơi dập để đảm bảo điều kiện làm việc khắc nghiệt tay biên + Chiều dài lỗ nên chọn mặt đầu chúng thuộc hai mặt phẳng song song với tốt + Kết cấu nên chọn đối xứng qua mặt phẳng Đối với tay biên lỗ vng góc cần phải thuận lợi cho việc gia công lỗ + Kết cấu phải thuận lợi cho việc gia công nhiều chi tiết lúc + Kết cấu phải thuận lợi cho việc chọn chuẩn thô chuẩn tinh thống Với tay biên, nguyên công gia công hai mặt đầu lúc để đảm bảo độ song song mặt đầu để làm chuẩn cho nguyên công sau (gia cơng hai lỗ chính) nên chọn chuẩn thơ hai mặt thân biên không gia công Và thứ tự gia công hai mặt đầu phay hai dao phay đĩa mặt sau mài phẳng để đạt yêu cầu 1.3 Xác định dạng sản xuất 1.3.1 Xác định sản lượng hàng năm chi tiết gia cụng: Sản lượng hàng năm xác định: N = N1.m.[1 + (α+)/100] (1.1) Trong đó: N: Số chi tiết sản xuất năm; N1: Số sản phẩm (số máy) sản xuất theo đơn đặt hàng; m: Số chi tiết sản phẩm; α: Tỷ lệ % số chi tiết phế phẩm sản xuất; (3% đến 6%) : Tỷ lệ % số chi tiết dự trữ phòng cố (5% đến 7%) Theo ta có: N1=6400 (chiếc) suy ra: N=6400.1.[1+(3+5)/100] = 6912 ( chiếc/năm) 1.3.2 Xác định khối lượng chi tiết: Sau xác định sản lượng hàng năm ta phải xác định trọng lượng chi tiết Trọng lượng chi tiết Q=0.802(kg) theo solid Hình 1.2: Khối lượng chi tiết tay biên theo solidworks 1.3.3 Tra xác định dạng sản xuất: Theo bảng 2.2 [1] ta có: Dạng sản suất: Hàng Loạt vừa Chương 2: Xác định phương pháp chế tạo phôi thiết kế vẽ chi tiết lồng phôi 2.1 Xác định phương pháp chế tạo phôi 2.1.1 Lựa chọn dạng phôi ❖ Trước rèn dập nóng kim loại ta phải làm kim loại, cắt bỏ phần nhỏ phần phù hợp thực máy cưa Trong trường hợp trọng lượng chi tiết khoảng kg (< 10 kg) ta chọn phơi cán định hình 2.1.2 Lựa chọn phương pháp chế tạo phôi ❖ Một số phương pháp chế tạo phôi: phôi đúc, phôi dập, phôi cán, … * Phôi đúc chế tạo cách rót kim loại vào khn, sau kim loại kết tinh ta thu chi tiết có hình dạng kích thước u cầu, thơng thường chi tiết làm gang ta sử dụng phôi đúc gang có tính dẻo thấp -Ưu điểm: Có thể đúc tất kim loại hợp kim có thành phần khác nhau, chế tạo chi tiết có kích thước hình dạng đơn giản đến phức tạp mà phương pháp tạo phôi khác khơng thực Chi phí sản xuất thấp, giá thành sản xuất thấp -Nhược điểm: Độ xác hình dáng kích thước độ bóng khơng cao Tốn kim loại cho hệ thống rót, đậu ngót, đậu rơi Dễ gây khuyết tật thiếu hụt, rỗ khí, cháy cát Điều kiện làm việc nặng nhọc, suất khơng cao * Dập nóng phương pháp gia công kim loại áp lực trạng thái nóng mà phơi biến dạng khống chế lịng khn -Ưu điểm: Sản phẩm dập có sức bền tính cao Sản phẩm có độ bóng độ xác cao Năng suất cao áp dụng khí hóa, tự động hóa -Nhược điểm: Độ bền khn thấp Giá thành chế tạo khn cao Lịng khn chế tạo khó, phải sử dụng máy chun dùng (máy gia cơng tia lửa điện) Kết Luận: Với chi tiết dạng ta chọn phương pháp chế tạo phơi dập nóng Để nâng cao độ xác kích thước chất lượng bề mặt chi tiết người ta dùng khuôn dập bán chịu nhiệt nhờ hạn chế việc tạo vẩy Phơi ban đầu để rèn dập nóng 2.2 Thiết kế vẽ chi tiết lồng phôi: 2.2.1 Tra lượng dư gia công tổng cộng theo phương pháp chế tạo phôi Từ cách chế tạo phôi ta tra lượng dư theo bảng 3.17 [2] Ta có lượng dư bề mặt là: - Mặt A: Zb =3(mm) - Mặt B: Zb =3(mm) - Mặt D: Zb =3(mm) - Mặt E: Zb =3(mm) - Mặt G: Zb =3(mm) - Mặt H: Zb =3(mm) Trong trường hợp bề mặt gia cơng ta có Ra = 1.25 (cấp nhẵn bóng: cấp có Rz = 6.3) 2.2.2 Thiết kế vẽ chi tiết lồng phôi: 10