Đang tải... (xem toàn văn)
Cơ khí là một ngành công nghiệp nặng. Nó có nhiệm vụ là chế tạo và sửa chữa các loại máy móc phục vụ trực tiếp cho quá trình sản xuất tạo ra của cải vật chất cho xa hội. Cho nên việc đầu tư để phát triển ngành cơ khí hiện đang là mối quan tâm đặc biệt của đảng và nhà nước ta. Việc phát triển ngành cơ khí phải được tiến hành đồng trên cả hai lĩnh vực phát triển nguồn nhân lực và các trang bị công nghệ hiện đại. Việc phát triển nguồn nhân lực có trình độ cao đáp ứng nhu cầu xã hội là nhiệm vụ trọng tâm của các trường đại học. Hiện nay trong các ngành kinh tế nói chung và ngành cơ khí nói riêng đòi hỏi kĩ sư cơ khí và cán bộ kĩ thuật cơ khí được đào tạo ra phải có kiến thức cơ bản tương đối rộng, đồng thời phải biết vận dụng những kiến thức đó để giải quyết những vấn đề cụ thể thường gặp trong sản xuất. Môn học công nghệ chế tạo máy có vị trí quan trọng trong chương trình đào tạo kĩ sư và cán bộ kĩ thuật về thiết kế, chế tạo các loại máy và các thiết bị cơ khí phục vụ các ngành kinh tế như công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải, điện lực … Để giúp cho sinh viên nắm vững được các kiến thức cơ bản của môn học và giúp cho họ làm quen với nhiệm vụ thiết kế, trong chương trình đào tạo , đồ án môn học công nghệ chế tạo máy là môn học không thể thiếu được của sinh viên chuyên ngành chế tạo máy khi kết thúc môn học. Sau một thời gian tìm hiểu và với sự chỉ bảo nhiệt tình của thầy giáo Nguyễn Công Nguyên, đến nay em đã hoàn thành xong đồ án môn học đã được giao. Tuy nhiên do kinh nghiệm thực tế trong sản xuất còn ít ỏi, nên trong quá trình tính toán và thiết kế vẫn chưa lường các yếu tố phát sinh khi sản xuất, cho nên sẽ gặp phải sai sót nhất định. Cho nên em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy cô giáo trong bộ môn công nghệ chế tạo máy và sự đóng góp ý kiến của các bạn để khi làm đồ án tốt nghiệp sẽ hoàn thiện hơn.
Đồ án: Thiết kế qui trình cơng nghệ để chế tạo bánh trụ thẳng NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY Họ tên: MSSV: Ngành: Lớp: Tên đề tài: Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết: … I- Số liệu cho trước: - Sản lượng: 20000 chiếc/năm - Điều kiện thiết bị: tự chọn II- Nội dung thiết kế Phân tích chức làm việc chi tiết Phân tích tính cơng nghệ kết cấu chi tiết Xác định dạng sản xuất Chọn phôi phương pháp chế tạo phôi Xây dựng vẽ chi tiết lồng phôi Lập thứ tự nguyên công, bước (vẽ sơ đồ gá đặt, ký hiệu định vị, kẹp chặt, chọn máy, chọn dao, vẽ ký hiệu chiều chuyển động dao, chi tiết) Tính lượng dư cho bề mặt (mặt trịn trong, trịn ngồi, mặt phẳng): ……………… … … ………… cịn tất bề mặt khác tra theo sổ tay công nghệ chế tạo máy Tính chế độ cắt cho ngun cơng đó, cịn tất ngun cơng cịn lại tra theo sổ tay cơng nghệ chế tạo máy Tính thời gian gia cơng cho tất nguyên công Thiết kế đồ gá: + Vẽ sơ đồ nguyên lý Thiết kế kết cấu trình bày nguyên lý làm việc đồ gá + Tính lực kẹp cần thiết, lực kẹp cấu kẹp III Các vẽ - Bản vẽ chi tiết lồng phôi:………………………….…1 (A1 A0) - Bản vẽ sơ đồ nguyên công: …… ……………….… (A0) - Bản vẽ thiết kế đồ gá:…………………………………1 (A1) Ngày giao nhiệm vụ: ………………………………… Ngày hoàn thành nhiệm vụ: …………………………… Sinh viên thực (Ký tên) Giáo viên hướng dẫn (Ký tên) Trang Đồ án: Thiết kế qui trình công nghệ để chế tạo bánh trụ thẳng LỜI NĨI ĐẦU Cơ khí ngành cơng nghiệp nặng Nó có nhiệm vụ chế tạo sửa chữa loại máy móc phục vụ trực tiếp cho trình sản xuất tạo cải vật chất cho xa hội Cho nên việc đầu tư để phát triển ngành khí mối quan tâm đặc biệt đảng nhà nước ta Việc phát triển ngành khí phải tiến hành đồng hai lĩnh vực phát triển nguồn nhân lực trang bị công nghệ đại Việc phát triển nguồn nhân lực có trình độ cao đáp ứng nhu cầu xã hội nhiệm vụ trọng tâm trường đại học 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 … 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 công 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 Nguyễn Cơng Ngun, đến em hồn thành xong đồ án môn học giao Tuy nhiên kinh nghiệm thực tế sản xuất cịn ỏi, nên q trình tính tốn thiết kế chưa lường yếu tố phát sinh sản xuất, gặp phải sai sót định Cho nên em mong bảo thầy cô giáo môn công nghệ chế tạo máy đóng góp ý kiến bạn để làm đồ án tốt nghiệp hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn thầy, cô môn Hà Nội - Ngày 25 tháng 12 năm 2023 Trang Đồ án: Thiết kế qui trình cơng nghệ để chế tạo bánh trụ thẳng NỘI DUNG CỦA TÍNH TỐN VÀ THUYẾT MINH Phân tích chức làm việc chi tiết: Theo đề ta phải ‘Thiết kế qui trình cơng nghệ để chế tạo bánh trụ thẳng có m = mm Z = 24 với sản lượng 20000 (chi tiết/năm) Với điều kiện sản xuất phù hợp với khí Việt Nam Có hình dạng sau: 130h11 20H7 A C B So với cấu khí truyền động khác chuyền động bánh có ưu điểm bật sau: Kích thước cấu truyền tải nhỏ gọn mà khả tải lớn Tỷ số chuyền chuyển động khơng thay đổi, q trình ăn khớp êm Hiệu suất làm việc cao đạt 0,97 0,99 Tuổi thọ cao làm việc tin cậy Do mà bánh chi tiết khí sử dụng rộng rãi phổ biến loại máy móc khác Chúng dùng để chuyền đảo chuyển động quay trịn mơmen xoắn trục (Nhờ cặp bánh ăn khớp với nhau) dùng để biến chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến (Nhờ bánh ăn khớp với răng) Do bánh u cầu gia cơng khơng có kết cấu rãnh then nên làm việc bánh thực quay tự trục trơn, để bảo đảm trình làm việc ổn định kết cấu bánh phải cho phép lắp ráp kết cấu lỗ bánh phải định vị bốn bậc tự quan trọng Bánh cần chể tạo yêu cầu chế tạo từ thép 40X tương đương với thép hợp kim 40Cr Thành phần hoá học thép 40X sau C Cr Mn Smax Si Pmax 0,40 1,00 0,7 0,35 ≤0,05 0,35 Trang Đồ án: Thiết kế qui trình cơng nghệ để chế tạo bánh trụ thẳng Việc cho thêm hàm lượng Cr cải thiện khả thấm Cacbon nhiệt luyện Điều làm cho tính bánh đáp ứng nhu cầu làm việc chi tiết Vì độ cứng tăng đồng nghĩa với tính chống mài mịn tăng làm thời gian sử dụng bánh tăng đáng kể Phân tích tính cơng nghệ kết cấu chi tiết: Ta biết kết cấu chi tiết ảnh hưởng trực tiếp đến quy trình cơng nghệ chế tạo ảnh hưởng trực tiếp tới suất chất lượng sản phẩm độ bền làm việc Vậy từ thiết kế bánh thẳng cần ý tới kết cấu hình dạng bề mặt sau Hình dạng lỗ phải thật đơn giản để tránh phải sử dụng máy tự động Mặt bánh phải thật đơn giản, bánh có tinh cơng nghệ cao bề mặt ngồi có dạng mặt phẳng khơng có mayơ Cố gắng tránh sử dụng bánh có mayơ hai phía (Giảm suất chế tạo) Bề dày bánh phải đủ để tránh biến dạng nhiệt luyện Hình dạng kích thước rãnh (nếu có) phải thuận tiện cho việc dao gia cơng Các bánh bậc nên có moduyl Căn theo nét cơng nghệ điển hình cần có bánh răng, ta tiến hành so sánh với kết cấu bánh cần gia cơng nhận thấy có số điểm hợp lý bất hợp lý sau: Nhận thấy hai phía bánh tồn phần gờ cao bề mặt bên bánh mm Điều sã làm hạn chế khả tăng suất gia công, gia công đồng thời nhiều chi tiết lần gá đặt , muốn tiến hành gia công nhiều chi tiết lần gá ta phải sử dụng bạc đệm hai bánh Điều làm chiều dài hành trình chạy dao gia công tăng làm cho thời gian gi công tăng theo Mặt khác sử dụng bạc bề mặt bánh tồn lớp ba via kim loại không cắt hết, lại phát sinh thêm nguyên công cắt ba via qui trình cơng nghệ Do đường kính bánh 130 mm < 150 mm nên ta khơng cần thiết phần rãnh B có tác dụng giảm khối lượng bánh tiết kiệm nguyên vật liệu Tuy nhiên có rãnh giảm khối lượng kết cấu bánh khơng ta tiết kiệm nguyên vật liệu mà giảm chiều dài cần phải công hai mặt đầu bánh điều làm thời gian gia công giảm đồng thời suất chế tạo tăng theo Hơn số trường hợp làm việc đòi hỏi bánh quay nhanh Trang Đồ án: Thiết kế qui trình cơng nghệ để chế tạo bánh trụ thẳng đổi chiều đột ngột việc làm giảm khối quan trọng Do kết cấu bánh có rãnh giảm khối lượng hồn tồn hợp lý Do ta có phương án sử đổi kết cấu sau: Ph ¬ng¸n1 Ph ¬ng¸n2 Ph ¬ng¸n3 Trong ba phương án phương án có ưu điểm nhược điểm định Tuy nhiên phương án phù hợp khống đáp ứng việc sử dụng tiết kiệm nguyên vật liệu đồng thời giúp cho q trình gia cơng có suất cao Yêu cầu kỹ thuật sản phẩm Nhận thấy kết cấu bánh ta cần chế tạo khơng có rãnh lắp then truyền mơmen xoắn Do q trình làm việc bánh chi tiết chung gian, có nhiệm vụ chuyền chuyển động từ trục tới trục khác cách gián tiếp Vậy để đảm bảo bánh ta chế tạo hồn thành tốt nhiệm vụ chế tạo ta phải ý tới yêu cầu kỹ thuật sau: Độ đảo không đồng tâm mặt lỗ đường tròn sở 0,05 mm Độ vng góc mặt đầu với tâm lỗ không 0,03 mm Sau nhiệt luyện đạt độ cứng 55 60 HRC Độ sâu thấm C 1 2mm Còn yêu khác thể vẽ chế tạo Trang Đồ án: Thiết kế qui trình cơng nghệ để chế tạo bánh trụ thẳng Trong yêu cầu kỹ thuật nói hai u cầu quan trọng Vì ảnh hưởng cách trực tiếp tới khả làm việc bánh trình chuyển động Nhận thấy với yêu cầu kết cấu bánh sau hoàn toàn đáp ứng điều kiện kỹ thuật đặt l 32 20 d Kết cấu cho phép làm việc bánh khống chế đủ bậc tự (l/d = 30/20 >1,2), đồng thời kết cấu cho phép ta gia cơng ta gia cơng nhiều bánh lúc làm cho suất chế tạo tăng rút ngắn thời gian gia công, hạ giá thành chế tạo sản phẩm Sau gia công xong ta tiện hành thấm Cacbon đạt độ cứng HRC 60 62 đảm bảo tính chống mài mịn cho bánh trình làm việc Xác định dạng sản xuất Để việc sản xuất đạt hiệu kinh tế cao sản phẩm chế tạo đáp ứng yêu câu đặt sản phẩm Ta phải vào sản lượng chi tiết cần chế tạo hàng năm khối lượng sản phẩm để định dạng sản xuất từ ta có hình thức tổ chức quản lý sản xuất đường lối công nghệ hợp lý hợp lý Có hiệu kinh tế cao Sản lượng hàng năm xác định theo công thức sau đây: N = N1.m.[1 + (+a)/100] = 5000.1.(1 + 10%) = 5500 (Chi tiết) Trong đó: - N : Số chi tiết sản xuất năm; - N1 : Số sản phẩm (số máy) sản xuất năm; - m : Số chi tiết sản phẩm; - b : Số chi tiết chế tạo thêm để dự trữ (5% đến 7%) - a : Số chi tiết hỏng chế tạo phôi (3% đến 6%) Trọng lượng chi tiết xác định theo công thức: Q = V. = 0,35.7,852 = 2,75 (Kg) Trong đó: - V: Thể tích chi tiết cần gia cơng Trang Đồ án: Thiết kế qui trình cơng nghệ để chế tạo bánh trụ thẳng - g : Trọng lượng riêng vật liệu g thép =7,852 (Kg/dm3) Ở ta chọn phương pháp chế tạo phôi phương pháp dập nóng hình dạng (sơ bộ) phơi trước gia cơng có hình dạng sau (Trang sau): V1 60 V3 32 12 V2 19 40 Do thể tích phơi xác đinh sau: V = V1 + V2 + V3 0,35 (dm3) Vì : V1 = 3,14.32.(652 – 402).10-6 = 0,26376 (dm3) V2 = 3,14.12.(402 – 192).10-6 = 0,04669 (dm3) V3 = 3,14.32.192.10-6 = 0,03627 (dm3) Căn vào Q N vừa tính tốn ta tra Bảng (Trang 13 - Quyển 3) Ta có dạng sản suất hàng loạt lớn Chọn phương pháp chế tạo phôi: Ta biết để đạt hiệu kinh tế cao qui trình cơng nghệ cơng tác tổ chức sản xuất phải lựa chọn phải thật hợp lý Có suất gia cơng tăng, rút ngắn tối đa thời gian cần thiết để gia công xong lô sản phẩm để kịp giao hàng Để làm điều từ q trình chọn phơi phương pháp để chế tạo phôi liệu ta phải vào dạng sản suất để chọn lựa Đối với việc sản suất bánh thép dạng sản xuất hàng loạt lớn có hai phương chế tạo phơi liệu phù hợp là: Đúc khn cát Rèn dập nóng tạo phơi có hình dạng gần giống với chi tiết cần gia cơng Trong hai phương pháp chế tạo phương pháp dập nóng thích hợp So sánh hai phương pháp chế tạo phơi nhận thấy phơi chế tạo Trang Đồ án: Thiết kế qui trình công nghệ để chế tạo bánh trụ thẳng phương pháp rèn dập có tính cao hơn, cịn phơi đúc tính thiên tích rỗ khí làm tính khơng đồng ảnh hưởng tới chất lượng làm việc bánh Qui trình cơng nghệ để chế tạo phôi sau: Chọn phôi ban đầu: Do bánh chế tạo có kích thước 120mm Trước rèn dập nóng kim loại ta phải làm kim loại, cắt bỏ thép tiết diện trịn phần nhỏ có kích thước phù hợp với bánh cần gia cơng, q trình cắt thực máy cưa cần Tiến hành dập khuân kín nhiều lần Lần cuối dập khn kín thành có góc nghiêng 30 Tiến hành ủ bán sản phẩm sau trình dập để làm mềm phôi dập Cắt bavia phơi dập Hình dạng sơ phơi sau: Ø124+0,5 Ø80 34+0,5 3° Ø38 3° Trình tự gia công cho chi tiết 6.1 Xác định đường nối công nghệ Đối với dạng sản xuất hàng loạt lớn hàng khối qui trình cơng nghệ xây dựng theo nguyên tắc phân tán nguyên công kết hợp với việc sử dụng máy chuyên dùng để gia công Theo phương pháp qui trình cơng nghệ chia thành ngun cơng đơn giản Khi máy thực bước gia công địch sử dụng đồ gá chuyên dùng Tuy nhiên để thích hợp với điều kiện sản xuất nước ta hiên trình thiết kế qui trình cơng nghệ gia cơng chi tiết, ta cần xem xét thêm phương pháp tập trung nguyên công kết hợp với việc sử dụng máy vạn với đồ gá thiết kế thêm để nâng cao hiệu trình sản xuất Trang Đồ án: Thiết kế qui trình cơng nghệ để chế tạo bánh trụ thẳng 6.2 Chọn phương pháp gia công Do yêu cầu làm việc mà số bề mặt bánh có yêu cầu độ bóng độ xác kích thước định Chính điều định tới phương pháp gia công chi tiết: Bề mặt lỗ 20H7 có độ bóng Ra = 1,6 mm (6 7) Cho nên nguyên công để gia công lỗ lần cuối mài tinh Bề mặt có độ bóng Ra = 1,25 mm (7 8) Cho nên nguyên công gia công bề mặt lần cuối mài (8) 6.3 Lập tiến trình cơng nghệ: Trình tự ngun cơng dùng để gia công bánh sau; Th Phương án Phương án Tiến hành dập thể tích Tiến hành dập thể tích Tiến hành nhiệt luyện Tiến hành nhiệt luyện Gia công tạo mặt chuẩn Gia công tạo chuẩn Khoả mặt đầu, khoan, tiện Khoả mặt đầu khoan lỗ ứ tự lỗ Tiện 130h11h11 mặt tròn xoay Khoét vát mép dao lỗ 20h11H7 Khoan lỗ 8 Gia công biên dạng Khoan lỗ 8 Thực nhiệt luyện bánh Gia công biên dạng Mài tinh lỗ đạt 20h11H7 Thực nhiệt luyện bánh Tiện 130h11h11 mặt tròn xoay răng 10 Mài biên dạng Tiến hành mài biên dạng 11 Tiến hành kiểm tra sản phẩm Mài tinh lỗ 20h11H7 Trang Đồ án: Thiết kế qui trình cơng nghệ để chế tạo bánh trụ thẳng 12 Tiến hành kiểm tra sản phẩm Trong hai phương án ta nhận thấy phương án phương án có tính cơng nghệ Nó cho phép chế tạo sản phẩm có chất lượng đồng xác cao hơn, sử dụng chuẩn tính thống q trình gia cơng Để gia cơng khoả mặt đầu khoan lỗ 20 máy tiện có sử dụng mân cặp chấu làm đồ gá, ta cần hạn chế bậc tự Trong bề mặt trịn xoay ngồi có khả khống chế bậc tự (l/d = 32/120