Thiet ke cong nghe dap va thiet ke quy trinh cong 165385

Trờng Đại học kỹ thuật công nghiệp Đồ án tốt nghiệpồ án tốt nghiệp: Cơ học máy Lời nói đầu Trong công công nghiệp hoá đại hoá đất nớc, ngành khí có vai trò quan trọng nghiệp hoá đại hoá đất nớc, ngành khí có vai trò quan trọng phát triển nên kinh tế quốc dân Trong ngành khí chế tạo máy đóng vai trò then chốt đảm bảo thiết kế, sản xuất trang thiết bị dụng cụ lao động cho ngành kinh tế khác Để đáp ứng đợc nhu cầu ngành kinh tế quốc dân, với phát triển khoa học kỹ thuật ngày cao lĩnh vực khoa học công nghệ chế tạo máy cần phải đợc đầu t phát triển Mục tiêu cuối ngành chế tạo máy nhằm đạt đợc chất lợng sản phẩm tốt, suất cao giá thành hạ Đồ án tốt nghiệp nội dung quan trọng mà sinh viên Đại học kỹ thuật phải thực Đồ án tốt nghiệp nhằm tổng kết lại cách bản, toàn kiến thức đà trang bị cho sinh viên suốt trình học tập, đồng thời giúp sinh viên ý thức đợc công việc, kỹ ngời cán kỹ thuật Với đồ án: "Thiết kế công nghệ dập thiết kế quy trình công nghệ gia công trục răng" mà em thực đà mang lại cho em nhiều điều bổ ích Trong trình làm đồ án giúp em ôn lại kiến thức đà học nh: - Công nghệ chế tạo máy - Máy cắt, dao cắt kim loại - Kỹ thuật chế tạo máy - Sức bền vật liệu, Ngoài động lực phát huy tính sáng tạo tự nghiên cứu cho sinh viên Với kiến thức nhiều thiếu khuyết, tài liệu tham khảo hạn chế nhng đợc giúp đỡ tận tình thầy giáo hớng dẫn Th.S Bùi Ngọc Trân thầy giáo ThS Trần Anh Đức thầy cô giáo khoa, bạn bè nỗ lực thân em đà hoàn thành đồ án Việc làm đồ án tốt nghiệp trình học tập mang tính tổng hợp Do em mong đợc thầy cô đóng góp ý kiến để đồ án em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thiết kế Vũ Mạnh Tài Phần I Phân tích tính công nghệ chi tiết chọn phơng án chế tạo phôi I Chức năng, điều kiện làm việc, dụng chi tiết Chức SVTK: Vũ Mạnh Tài Trờng Đại học kỹ thuật công nghiệp Đồ án tốt nghiệpồ án tốt nghiệp: Cơ học máy Trục chi tiết đợc sử dụng rộng rÃi lÜnh vùc c¬ khÝ Nã cã nhiƯm vơ trun mô men soắn tới trục chi tiết khác thông qua truyền bánh răng, py ly, đai, bánh xích ta thấy chi tiết cần chế tạo trục hộp truyền lực Trên trục có lắp ổ lăn, then, bánh Vì chế tạo cần phải ý đến kết cấu, yêu cầu kĩ thuật chi tiết Yêu cầu kỹ thuật chi tiết Đặc điểm chi tiết trục có bề mặt nh cổ trục, then dùng để lắp ghép với chi tiết khác nh ổ lăn, then, bánh Vì độ xác bề mặt yêu cầu cao Ngoài bề mặt có bề mặt phụ không yêu cầu độ xác cao Để đảm bảo tính ổn định nh độ bền trục số chi tiết khác lắp trục, trục cần đảm bảo số yêu cầu sau: - Vật liệu chế tạo trục thép 45, chi tiết có độ cứng cao 230 320 HB để đạt đợc yêu cầu ta dùng biện pháp sau ram thấp - Bề mặt làm việc 90, 120, 115 đạt độ nhẵn bề mặt cấp bẩy, cấp sáu cần phải gia công mài lần cuối - Độ đảo cđa trơc cho phÐp  0,01  50 HRC cần phải cao tần ram thấp - Bề mặt ren lỗ M16 1,5 không yêu cầu độ xác độ nhẵn bề mặt cao nên ta chọn phơng pháp gia công khoan tarô - Các mép vát 450 yêu cầu độ xác không cao nên ta chọn phơng pháp gia công tiện - tiết diện thay đổi ta dùng góc lợn nhằm giảm ứng suất tập trung - Bề mặt then có yêu cầu độ xác tơng đối cao nên ta chọn phơng pháp phay dao phay ngón - Các bề mặt bề mặt khác có yêu cầu độ xác không cao độ nhẵn bề mặt cấp 4, nên ta chọn phơng pháp gia công tiện cuối tiện tinh Từ bốn vẽ yêu cầu kỹ thuật chi tiết ta thấy kết cấu hình dáng hình học hợp lý cho phép gia công máy vạn áp dụng gia công máy tiên tiến Các chuỗi kích thớc công nghệ kiểm tra phơng pháp đo trực tiếp sử dụng dụng cụ đo thông thờng nh thớc cặp, panme, đồng hồ so để kiểm tra đợc bề mặt làm chuẩn gia công đảm bảo độ cứng vững II Xác định dạng sản xuất ý nghĩa SVTK: Vũ Mạnh Tài Trờng Đại học kỹ thuật công nghiệp Đồ án tốt nghiệpồ án tốt nghiệp: Cơ học máy Dạng sản xuất khái niệm kỹ thuật tổng hợp có tính tơng đối Nó phản ánh đặc trng công nghệ hiệu kinh tế Dạng sản xuất đợc xác định số lợng khối lợng sản phẩm năm Việc xác định loại hình sản xuất có ý nghĩa quan trọng Nó định đến chất lợng sản phẩm nh hiệu kinh tế Xác định loại hình sản xuất định đến vấn đề đầu t, trang thiết bị máy móc, nhân lực, mặt sản xuất Với loại hình sản xuất loạt lớn hàng khối cho phép đầu t vào trang thiết bị máy móc đại, chuyên dùng tổ chức sản xuất theo dây chuyền công nghệ đem lại chất lợng s¶n phÈm tèt, hiƯu qu¶ kinh tÕ cao, thu håi vốn nhanh Ngợc lại sử dụng thiết bị vạn năng, tổ chức sản xuất đơn lẻ hiệu king tế thấp chất lợng sản phẩm khó đảm bảo chậm thu hồi vốn Với loại hình sản xuất đơn loạt nhỏ ngợc lại Xác định sản lợng khí Theo đề ra, sản lợng kế hoạch hàng năm 2000 ct/năm Sản lợng khí đợc xác định theo công thức: + (100 ) 1+ N = Ni m (ct/năm) Trong đó: Ni : số sản phẩm đợc sản xuất năm m: số chi tiết sản phẩm (m = 1) : sè chi tiÕt phÕ phÈm (chän = 3%).) : số chi tiết đợc chế tạo thêm để dự trữ (chọn = 5%).) Thay giá trị công thức ta đợc: 3+5 1+ ( 100 ) N = 8000.1 = 8640 (ct/năm) Xác định khối lợng chi tiết áp dụng công thức: Q = V (kg) Trong đó: Q: trọng lợng chi tiÕt (kg) V: thĨ tÝch cđa chi tiÕt (dm3) : trọng lợng riêng vật liệu Vật liệu thÐp nªn  = 7,852 (kg/ dm3) ThĨ tÝch cđa chi tiÕt lµ: Vct = V1 + V2 + V3 + V4 + V5 + V6 + V7 + V8+ V9 Trong đó: SVTK: Vũ Mạnh Tài Trờng Đại học kỹ thuật công nghiệp Đồ án tốt nghiệpồ án tốt nghiệp: Cơ học máy 3 V1 = V8 = 3,14.452.60 = 381510 ( mm ) = 0,382 ( dm ) 3 V2 = V9 = 3,14.502.20 = 157000 ( mm )=0 , 157 ( dm ) 3 V3 = 3,14.1062.59 = 2081581 ( mm )=2 , 082 ( dm ) 3 V4 = 3,14.742.128 = 2200913 ( mm )=2 , 201 ( dm ) 3 V5 = 3,14.642.32 = 411566 ( mm )=0 , 411 ( dm ) 3 V6 = 3,14.602.65 = 734760 ( mm )=0 , 735 ( dm ) 60 59 128 32 65 124 20 90 100  148 20 115 120  148 212 90 100 3 V7 = 3,14.57,52.124 = 1287321 ( mm )=1 , 287 ( dm ) 60  Vct = 2.0,382 + 2.0,157 + 2,082 + 2,201 + 0,411 + 0,735 + 1,287 = 7,794 (dm3) Vậy trọng lợng chi tiết là: Q = V  = 7,794 7,852 = 61,2 (kg) Tra bảng [1] xác định đợc loại hình sản xuất hàng khối III Chọn phơng án công nghệ chế tạo phôi Phơng án tạo phôi Để chi tiết sau chế tạo đạt đợc yêu cầu kỹ thuật kinh tế, ngời kỹ s công nghệ phải xác định kích thớc phôi chọn phôi thích hợp với điều kiện sản xuất Việc chọn phôi dựa sở sau: - Vật liệu chế tạo phôi tính vật liệu - Hình dáng kết cấu chi tiết SVTK: Vũ Mạnh Tài Trờng Đại học kỹ thuật công nghiệp Đồ án tốt nghiệpồ án tốt nghiệp: Cơ học máy - Khả đạt độ bóng, độ xác phơng pháp tạo phôi - Điều kiện sản xuất cụ thể nhà máy Do yêu cầu kỹ thuật chi tiết đòi hỏi độ xác, độ bền tính độ bóng bề mặt Để thoă mÃn yêu cầu việc sản xuất phôi trục hộp truyền lực có phơng pháp nh đúc, cán, rèn tự do, rèn khuôn, dập nóng máy búa máy ép So sánh phơng pháp tạo phôi a Phơng pháp đúc *Ưu điểm: Năng suất từ thấp đến cao, vốn đầu t ít, rẻ tiền, đúc đợc phôi có hình dáng phức tạp, tính cao Đặc biệt đúc đợc vật liệu khác *Nhợc điểm: Tổ chức hạt thô, mặt bị chai cứng nên khó gia công cắt gọt độ bền độ dẻo dai kém, vật đúc hay có khuyết tật bên mà không khắc phục đợc b Phơng pháp phôi cán *Ưu điểm: Phơng pháp tạo phôi đơn giản, rẻ tiền dễ chế tạo suất cao *Nhợc điểm: Cơ tính vật liệu không tốt, phôi có hình dáng đơn giản, thép cán thờng đợc tiêu chuẩn hoá Vì với chi tiết trục việc tạo hình phức tạp tốn thời gian hao phí nguyên vật liệu c Phơng pháp phôi rèn tự *Ưu điểm : Vốn đầu t thấp, thiết bị đơn giản, kim loại bị biến dạng tất hớng phôi có tính tốt *Nhợc điểm: Khó tạo phôi có hình dáng phức tạp độ xác cao, suất thấp, không phù hợp với dạng sản xuất hàng loạt hàng khối phù hợp với sản xuất loạt nhỏ hay đơn d Phơng pháp rèn khuôn Có độ xác độ bóng cao, chế tạo đợc chi tiết có kích thớc vừa nhỏ, phù hợp với sản xuất loạt lớn, hàng khối, Nhng chi phí lớn, thiết bị phức tạp, đòi hỏi dập phải có lực tác dụng lớn e Phơng pháp dập Đây hình thức rèn khuôn đợc thực máy búa máy ép SVTK: Vũ Mạnh Tài Trờng Đại học kỹ thuật công nghiệp Đồ án tốt nghiệpồ án tốt nghiệp: Cơ học máy Phôi dập máy ép * Ưu điểm: Máy làm việc êm, đảm bảo chất lợng vật dập, tiết kiệm lợng tiêu hao kim loại, suất cao, dễ khí hoá tự động hoá * Nhợc điểm: Giá thành máy ép cao, tải thờng xảy kẹt máy, kích thớc phôi ban đầu phải xác, khó đánh lớp ôxi hoá nên yêu cầu thiết bị nung phải hay không bị ôxi hoá, tính chất vạn máy búa nên phải nên phải có thiết bị phụ để tạo phôi Phôi dập máy búa * Ưu điểm: Có thể dập đợc phôi có hình dạng phức tạp, độ xác cao h¬n so víi rÌn tù do, c¬ tÝnh cđa phôi tốt phù hợp với sản xuất loạt lớn hàng khối, tiết kiệm lợng tiêu hao kim loại, giảm thời gian gia công Do hành trình đầu búa lớn nên tính chất vạn cao máy ép Do lực tác dụng lực va đập lớn nên giảm tối thiểu lớp ôxi hoá tạo điều kiện cho việc làm phôi * Nhợc điểm: Do dập máy búa lực ép lớn dập nhiều nên việc giữ tuổi thọ khuôn dập gặp khó khăn, máy làm việc gây tiếng ồn rung động Chọn phơng pháp chế tạo phôi Qua phân tích u, nhợc điểm cuả phơng pháp tạo phôi ta thấy phơng pháp tạo phôi dập máy búa phơng pháp u việt Do ta chọn phơng pháp để chế tạo phôi trục trình sản xuất Phần II Thiết kế công nghệ dập phôi I Phân loại vật dập Quá trình công nghệ dập máy búa phụ thuộc vào dạng kích thớc vật dập Để thiết kế vật dập khuôn dập cần phải phân loại vật dập theo cấu tạo theo đờng phân khuôn, dạng trục vật dập, hình dáng vật dập Dựa vào đặc điểm ngời ta chia làm nhóm gồm 10 SVTK: Vũ Mạnh Tài Trờng Đại học kỹ thuật công nghiệp Đồ án tốt nghiệpồ án tốt nghiệp: Cơ học máy ph©n nhãm: nhãm I cã ph©n nhãm; nhãm II cã ph©n nhãm; nhãm III cã ph©n nhãm Phụ thuộc vào hình dáng lại chia phân nhóm thành loại A, B, C Dựa vào đặc điểm nhóm phân nhóm ta xét chi tiết gia công trục 1vd 568 = =2, 68 bvd 212 với tỉ số chiều dài chiều rộng là: (>1) Căn vào bảng 64 [2] ta thấy vật dập thuộc nhóm I, ph©n nhãm 1A II ThiÕt kÕ vËt dËp Chọn mặt phân khuôn a Phơnh án I T D Với bề mặt phân khuôn này, có u điểm là: Tiết diện lớn lòng khuôn không sâu, dễ điền đầy kim loại vào khuôn, dễ lấy vật dập Tuy nhiên vành biên lớn nên cha tiết kiệm vật liệu b Phơng án II SVTK: Vũ Mạnh Tài Trờng Đại học kỹ thuật công nghiệp Đồ án tốt nghiệpồ án tốt nghiệp: Cơ học máy T D Với bề mặt đợc chọn làm bề mặt phân khuôn có chiều sâu lòng khuôn lớn Dễ xảy sai lệch tâm trục, lợng d lớn không đối xứng qua tâm Khả điền đầy kim loại khó không đảm bảo đợc yêu cầu kỹ thuật * Kết luận: Qua phơng án ta thấy phơng án I có u việt ta chọn phơng án làm phơng án chọn mặt phân khuôn Xác định lợng d vµ dung sai vËt dËp a Dung sai Lµ độ chênh lệch cho phép kích thớc thực kÝch thíc danh nghÜa cđa vËt dËp mét sè nguyên nhân sau: + Dập không chiều cao + Không điền đầy lòng khuôn + Lòng khuôn bị mòn hay gia công không xác + Vật dập bị ôxi hoá xây xát Muốn cho độ nhẵn bề mặt vật dập tốt, kích thớc xác cần phải: + Trớc dập làm phôi lòng khuôn tốt + Khống chế dung sai trình dập Để xác định dung sai kích thớc phôi trục bao gồm sai lệch đại lợng chênh lƯch cho phÐp lín h¬n kÝch thíc danh nghÜa gäi dung sai (+) SVTK: Vũ Mạnh Tài Trờng Đại học kỹ thuật công nghiệp Đồ án tốt nghiệpồ án tốt nghiệp: Cơ học máy Sai lệch dới đại lợng chênh lệch cho phép bé kích thíc danh nghÜa gäi lµ dung sai (-) x y + ) ( =2 2 Dung sai chung lµ: =x+y b Lợng d Là lớp kim loại cần bóc khỏi bề mặt vật dập trình gia công Lợng d đợc tạo nguyên nhân sau: + Khuyết tật trình dập + Độ xác thiết bị dập + Lắp điều chỉnh khuôn trình dập + Nhiệt độ nung thiết bị nung + Trình độ tay nghề công nhân công nghệ dập Tất lợng d gọi lợng d trình dập, kí hiệu R Ta có công thức tính lợng d chung lµ: x =G+ R = G + T + Trong đó: T: khuyết tật trình dập G: lợng d cắt gọt cần thiết để gia công chi tiết đạt yêu cầu R: tất lợng d trình dập x : dung sai ©m phÝa : lỵng d trung cđa vËt dËp Để nhận đợc vật dập có độ xác cao với lợng d dung sai tối thiểu dẫn đến hạ giá thành lớn trình gia công tiết kiệm kim loại, trờng hợp đặc biệt tăng độ xác đến giới hạn hoàn toàn cắt gọt Để đạt đợc mục đích cách: - Phơng pháp tinh chỉnh nóng ép nguội vật dập máy búa thay cho phơng pháp gia công cắt gọt - Sử dụng máy búa có công suất lớn yêu cầu vật dập - Chuẩn bị phôi tốt dập sát mặt khuôn - Lắp khuôn vào bệ đe ®Çu bóa ®óng híng, ®iỊu chØnh cÈn thËn khe hë dẫn hớng đầu búa, khuôn phải có khoá để chống trợt SVTK: Vũ Mạnh Tài Trờng Đại học kỹ thuật công nghiệp Đồ án tốt nghiệpồ án tốt nghiệp: Cơ học máy - Cải tạo chế độ nung phôi, tốt dùng lò điện cảm ứng phôi giảm ôxit, không bị thoát cacbon, giảm cháy hao kim loại, làm bề mặt vật dập phun cát hay thuỷ lực - Phôi dập nhiệt độ quy định - Phải dập chỉnh hình sau cắt vành biên để chống cong vênh bề mặt - Giảm số lần gia công cắt gọt nhng đạt đợc độ xác cao - Sử dụng biện pháp công nghệ tối u trình gia công Căn vào khả cho phép yêu cầu lợng d dung sai cho chi tiÕt vËt dËp Dùa vµo kÕt cÊu vật dập phôi trục ta có yêu cầu kü tht sau: - ChiỊu cao lín nhÊt: B = 212 mm - ChiỊu dµi lín nhÊt: L = 568 mm Với vật liệu thép 45, sản xuất hàng khối theo cấp xác I Lợng d dung sai dùa theo kÝch thíc tinh B = L1 = 212 mm; L = 568 mm L 568 = =2 , 68 L1 212 Do (>2) Tra bảng 70 [2] ta đợc lợng d dung sai nh sau: Theo B = 2,5 +2,0 −1,3 +1,8 Theo L = 2,75 1,5 Các bề mặt có độ nhẵn Rz = 40, RA = 10 Rz = 20 cộng thêm lợng d nguyên công bên 0,25 mm Vậy kích thớc vật dập là: +2,0 1,3 100 + (2,5 + 0,15) = 105,3 115 + (2,5+ 0,25).2 = 120,5 +2,0 −1,3 128 + (2,5 + 0,15).2 = 133,3 +2,0 −1,3 148 + (2,5 + 0,15).2 = 153,3 +2,0 −1,3 212 + (2,5 + 0,15).2 = 217,3 +2,0 −1,3 +1,8 568 + (2,75 + 0,15).2 =573,8 1,5 Xác định góc nghiêng thành lòng khuôn Nếu góc nghiêng thành lòng khuôn bé dẫn tới lực cản giảm, lực ép chảy để ép kim loại vào rÃnh lòng khuôn bị mòn Nhng SVTK: Vũ Mạnh Tài 10