TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANGKHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT KHỚP NỐI NHA TRANG - 2022 Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS...
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA CƠ KHÍ
ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY
ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT KHỚP NỐI
NHA TRANG - 2022
Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Văn Tường
Sinh viên thực hiện: La Văn Nguyên
Mã số sinh viên: 60136315 Lớp: 60.KTCK-1 xx
Trang 2KHOA CƠ KHÍ
BỘ MÔN CHẾ TẠO MÁY
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY
I Tên nhiệm vụ: Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết khớp nối
II Số liệu ban đầu:
- Bản vẽ chi tiết khớp nối
- Sản lượng: 1500 sản phẩm/năm
III Nội dung chính phần thuyết minh:
1 Xác định dạng sản xuất
2 Phân tích chi tiết gia công
3 Chọn dạng phôi và phương pháp chế tạo phôi
4 Xây dựng tiến trình gia công
5 Thiết kế nguyên công
6 Xác định lượng dư trung gian và kích thước trung gian
7 Xác định chế độ cắt và thời gian cơ bản
8 Lập phiếu tổng hợp nguyên công
IV Các bản vẽ
- 01 bản vẽ chi tiết gia công, A3
- 01 bản vẽ phôi, A3
- 03 bản vẽ nguyên công, A3
V Thời gian thực hiện đồ án
Đồ án được thực hiện từ ngày 30 tháng 10 năm 2022 đến ngày 27 tháng 12 năm 2022
Ngày tháng năm 2022
Trang 3MỤC LỤC
Lời nói đầu 5
Chương 1 Xác định dạng sản xuất ……… 6
1.1 Mô hình hóa chi tiết ……… 6
1.2 Xác định khối lượng chi tiết ……… 8
1.3 Xác định dạng sản xuất ……… 9
Chương 2 Phân tích chi tiết gia công ……… 10
2.1 Yêu cầu kỹ thuật ……… 10
2.2 Vật liệu chế tạo ……… 11
2.3 Đánh giá tính công nghệ trong kết cấu ………
Chương 3 Chọn dạng phôi và phương pháp chế tạo phôi ……… 13
3.1 Chọn dạng phôi 13
3.2 Chọn phương pháp chế tạo phôi 13
3.3 Tra lượng dư sơ bộ 3.4 Bản vẽ sơ bộ Chương 4 Xây dựng tiến trình gia công ………
4.1 Vẽ 1 hình đánh số bề mặt 4.2 lập bảng trình tự gia công các bề mặt 4.3 lập bảng tiến trình gia công các bề mặt của chi tiết Chương 5 Thiết kế nguyên công ………
5.1 Sơ đồ gá đặt 5.2 Các bước của nguyên công 5.3 Chọn máy công nghệ 5.4 Chọn đồ gá 5.5 Dụng cụ cắt 5.6 Dung dịch trơn nguội 5.7 Dụng cụ kiểm tra Chương 6 Xác định lượng dư trung gian và kích thước trung gian 6.1 Tính lượng dư trung gian 6.2 Kích thước trung gian Chương 7 Xác định chế độ cắt và thời gian cơ bản ……….
Trang 47.1 tính toán chế độ cắt
7.2 tính toán thời gian cơ bản
Chương 8 Lập phiếu tổng hợp nguyên công ………
Kết luận ……… Tài liệu tham khảo ………
Trang 5LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay, một trong những vấn đề quan trọng cần giải quyết là nâng cao hiệu quảkinh tế của quá trình sản xuất nói chung, sản xuất cơ khí nói riêng Trước sự phát triểnmạnh của nền kinh tề đất nước, xu thế phát triển của khoa học kỹ thuật nhất là trong cácngành cơ khí chế tạo máy đòi hỏi những kỹ sư cơ khí phải có kiến thức toàn diện, đủ khảnăng đảm nhiệm thiết kế chế tạo các sản phẩm cơ khí đạt yêu cầu kỹ thuật cao trong điềukiện sản xuất trong nước với giá thành chế tạo hợp lý nhất
Để được như vậy ngay từ khi ngồi trên ghế nhà trường, các học viên, sinh viênchuyên ngành cơ khí phải được trang bị những kiến thức cơ bản về chế tạo máy cũng như
các kiến thức cơ sở ngành khác Môn học “Công nghệ chế tạo máy” là môn học như vậy.
Một trong những môn học chuyên ngành có vai trò rất quan trọng trong chương trình đàotạo kỹ sư cơ khí, nó trang bị cho học viên những kiến thức cần thiết để thiết kế, chế tạocác sản phẩm cơ khí bằng việc vận dụng và tổng hợp các kiến thức của các môn học cơsở: Nguyên lý máy, Chi tiết máy, Dung sai, Công nghệ kim loại, vẽ kỹ thuật
Học đi đôi với hành, để học tốt hơn môn học, biết vận, áp dụng kiến thức giảiquyết một nhiệm vụ thiết kế chi tiết máy, cần thiết phải thực hiện đồ án thiết kê môn học
Với chủ chương đó tôi được giao đồ án với nhiệm vụ: Thiết kế quy trình công nghệ gia
công chi tiết khớp nối
Trong quá trình làm đồ án, tôi đã được sự giúp đỡ tận tình của các thầy trong bộmôn đặc biệt là thầy Nguyễn Văn Tường, cùng với những lỗ lực của bản thân tôi đã cơbản hoàn thành các nhiệm vụ của đồ án yêu cầu Tuy nhiên, do năng lực và kinh nghiệmthực tiễn còn nhiều hạn chế, không tránh khỏi những thiếu sót nhất định Kính mong đượccác thầy dạy bảo để tôi khắc phục những hạn chế, sửa chữa những sai sót và tích luỹnhững kinh nghiệm quý báu phục vụ quá trình học tập và công tác sau này.
Em xin chân thành cảm ơn!
Trang 6Chương 1 XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT.
1.1 Mô hình hóa chi tiết.
Sử dụng phần mềm SolidWorks để mô hình hóa chi tiết khớp nối
Các bước để mô hình hóa chi tiết khớp nối
Bước 1 Chọn mặt phẳng để vẽ niên dạng thêm ràng buộc và lên kích thước chochi tiết
Hình 1.1 Biên dạng 2D của chi tiết
Trang 7Bước 2 Xây dựng mô hình 3D cho chi tiết.
Dùng lệnh Revolved
Hình 1.2 Biên dạng 3D của chi tiết.
Trang 8Bước 3 Khoan các lỗ và tạo ren trên chi tiết khớp nối Dùng lệnh Hole Wizard để tạo lỗ Ø4.5, Ø8 và Ø16.
Hình 1.3 Khoan lỗ
Trang 9Hình 1.4 Các lỗ được khoan
Dùng lệnh Thread để tạo ren
Hình 1.5 Chi tiết khớp nối đã được tạo ren
Bước 4 Vát mép chi tiết khớp nối
Dùng lệnh Chamfer
Trang 10Hình 1.6 Chi tiết khớp nối đã hoàn chỉnh
Trang 111.2 Xác định khối lượng chi tiết
Chi tiết được làm bằng vật liệu là thép C35 là thép hợp kim có hàm lượngcacbon phù hợp cho chế tạo khuôn mẫu, cơ khí chế tạo máy, vật liệu cứng, trục,tiện chế tạo…
Để xác định khối lượng chi tiết, trước tiên ta xây dựng mô hình 3D bằngphần mềm SolidWorks Sau đó ta gán vật liệu cho chi tiết trên thanh công cụ chínhcủa phần mềm ta chọn thanh Material và chọn AISI 1020 rồi chọn Apply, sau đó tachọn thanh Evaluate, sau khi hiện các thanh công cụ của thanh Evaluate thì chọncông cụ Mass Properties, lúc đó sẽ xuất hiện một bảng thông số như hình
Bước 1: Gán vật liệu
Hình 1.7 Gán vật liệu cho chi tiết khớp nối
Trang 12Bước 2: Đưa thông số ra
Hình 1.8 Các thông số thể tích và khối lượng
1.3 XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT.
Để xác định dạng sản xuất, trước hết ta cần xác định sản lượng chi tiết cầnchế tạo (N) trong một năm của nhà máy theo công thức sau:
N=N0.m (1+ α100)(1+ β100), (chiếc/năm) [1, trang 24, 2.1]
Trong đó:
N0: Số sản phẩm trong một năm theo kế hoạch (N0 = 3000)
m: Số lượng chi tiết như nhau trong một sản phẩm, (chiếc) (lấy m = 1)α: Số phần trăm dự trữ cho chi tiết máy nói trên dành làm phụ tùng (lấy α =15%)
β: Số phần trăm chi tiết phế phẩm trong quá trình chế tạo (lấy β = 5%)Suy ra:
N=N0.m (1+ α100)(1+ β100) = 3000 1.(1+ 15100) ¿) = 3622,5 (chiếc/năm)
Vậy số lượng chi tiết sản xuất trong một năm N = 3622,5 (chiếc/năm)
Trang 13Ta có: N = 3622,5 (chiếc/năm) và m = 0,365 (kg), ta chọn dạng sản xuất làdạng sản xuất loạt vừa [1, trang 25, bảng 2.1]
Chương 2 PHÂN TÍCH CHI TIẾC GIA CÔNG.
Trang 142.1 Yêu cầu kỹ thuật.
Bề mặt trụ ngoài Ø120mm, cấp chính xác IT14, độ nhám bề mặt Ra=6,3 µm
Mặt đầu Ø120mm, cấp chính xác IT14, độ nhám bề mặt Ra=16µm
Bề mặt lỗ Ø10mm, cấp chính xác IT14, độ nhám bề mặt Ra=6,3 µm
Bề mặt trụ ngoài Ø80mm, cấp chính xác IT6, độ nhám bề mặt Ra=0,8 µm
Mặt đầu Ø80 cấp chính xác IT14, độ nhám bề mặt Ra=6,3 µm
Bề mặt trụ trong Ø60mm, cấp chính xác IT7, độ nhám bề mặt Ra=1,6 µm
Mặt đầu trụ trong Ø60 cấp chính xác IT14, độ nhám bề mặt Ra=1,6 µm
Bề mặt trụ trong Ø62mm, cấp chính xác IT14, độ nhám bề mặt Ra=6,3 µm
Bề mặt trụ trong Ø56mm, cấp chính xác IT14, độ nhám bề mặt Ra=6,3 µm
Mặt đầu trong Ø56 cấp chính xác IT14, độ nhám bề mặt Ra=1,6 µm
Bề mặt trụ trong Ø50mm, cấp chính xác IT17, độ nhám bề mặt Ra=0,8 µm
Bề mặt trụ ngoài Ø78mm, cấp chính xác IT14, độ nhám bề mặt Ra=6,3 µm
2.2 VẬT LIỆU CHẾ TẠO.
Vật liệu dùng để chế tạo chi tiết là thép C35
Bảng 2.1 Thành phần hóa học của thép C35.
Thành phần hóa học (%) Cơ tính ( N/mm2)
Độ giãndài tươngđối
Độ bền kéo Giới hạn
0,03max
0,035max 22 510-570 305-390
Chương 3 CHỌN PHÔI VÀ PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI3.1 CHỌN DẠNG PHÔI.
Vật liệu của chi tiết là thép C35, ta tiến hành chọn dạng phôi đúc
- Đối với phôi đúc có hình dạng kết cấu phức tạp và có thể đạt được kích thước từnhỏ đến lớn mà các phương pháp khác như rèn, dập khó đạt được Lượng dư phân bố đều,tiết kiệm được vật liệu, giá thành rẻ và được sử dụng phổ biến
- Còn đối với phôi rèn thì độ chính xác,độ bóng bề mặt chi tiết không cao,năngsuất thấp
- Có thể đúc được tất cả các kim loại và các hợp kim có thành phần khác nhau
Trang 15- Có thể đúc được các chi tiết có hình dạng kết cấu phức tạp mà các phương pháp khác khó hoặc không chế tạo được.
-Tùy theo mức độ đầu tư công nghệ mà chi tiết đúc có thể đạt độ chính xác cao hay thấp
3.2 CHỌN PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI
3.2.1 Đúc trong khuôn kim loại.
- Gia công có độ chính xác cao
- Giá thành thiết bị đầu tư quá lớn
- Phương pháp thích hợp trong sản xuất hàng loại lớn và hàng khối
3.2.2 Phương pháp đúc ly tâm :
- Thực chất đúc ly tâm là điền đầy hợp kim lỏng vào khuôn quay Nhờ lực ly tâm sinh ra khi quay sẽ làm hợp kim lỏng phân bố lên thành khuôn và đông đặc tại đó
3.2.3 Phôi Chế Tạo Bằng Phương Pháp Gia Công Áp Lực:
- Dưới tác dụng của ngoại lực tinh thể kim loại được định hướng và kéo dài tạo thành tổ chức sợi hoặc thớ làm tăng khả năng chịu kéo dọc thớ và chịu cắt nang thớ
- Trong quá trình biến dạng cấu trúc mạng bị xô lệch mất cân bằng làm cho tính chất dẻo bị giảm đi, độ cứng tăng lên, quá trình đó được gọi là quá trình biến cứng, mức
độ biến cứng phụ thuộc vào mức độ biến dạng
3.2.4 Phương pháp đúc trong khuôn kim loại:
Tốc độ kết tinh của hợp kim đúc lớn nhờ khả năng trao đổi nhiệt của hợp kim lỏng với thành khuôn cao, do đó cơ tính của vật đúc đảm bảo tốt
Độ bóng bề mặt, độ chính xác của lòng khuôn cao nên tạo ra chất lượng vật đúc tốt
3.3 TRA LƯỢNG DƯ SƠ BỘ
Cấp chính xác II ứng với phôi đúc trong khuôn cát, mẫu kim loại, làm khuôn bằngmáy Loại phôi này có cấp chính xác kích thước IT15-IT16, độ nhám bề mặt Rz=80 µm.[1,trang 27]
Bảng 3.1 Thông số lượng dư sơ bộ [3, trang 252]
Bề mặt trên Bề mặt dưới Bề mặt cạnh Dung sai
Trang 164,5 3,5 3,5 ± 0,8
3.4 BẢN VẼ PHÔI SƠ BỘ.
Chương 4 XÂY DỰNG TIẾN TRÌNH GIA CÔNG.
4.1 HÌNH VẼ ĐÁNH SỐ VÀO CÁC BỀ MẶT.
Trang 17Hình 4.1 Hình vẽ đánh số thứ tự các bề mặt gia công 4.2 LẬP BẢNG TRÌNH TỰ GIA CÔNG CÁC BỀ MẶT.
4.2 LẬP BẢNG TRÌNH TỰ GIA CÔNG CÁC BỀ MẶT.
Trước khi gia công, ta cần phải lên kế hoạch về thứ tự quá trình gia công để xemcần làm gì và gia công bề mặt nào trước sao cho phù hợp về thời gian của tiến trình sảnxuất
Cần xác định cấp chính xác và độ nhám cho từng bề mặt gia công sao cho phù hợpđể chi tiết có được kết quả tốt nhất để đưa ra thị trường
Dựa vào hình 4.1, ta tiến hành bố trí trình tự gia công cho từng bề mặt dưới bảng:
Bảng 4.1 Trình tự gia công các bề mặt
Bề mặt Cấp chính xác Độ nhám Ra,Rz Trình tự gia công
Tiện bán tinhTiện tinhMài tinh
Trang 185 IT14 Ra=1,6µm Tiện thô
Tiện bán tinhTiện tinh
Tiện bán tinhTiện tinhMài tinh
11 IT14 Ra=6,3µm Tiện bán tinh
Tiện bán tinhTiện tinhMài tinh
Tiện bán tinhTiện tinh
Trang 19Tiện bán tinhTiện tinh
Tiện bán tinhTiện tinhMài tinh
4.3 LẬP BẢNG TIẾN TRÌNH GIA CÔNG CÁC BỀ MẶT CỦA CHI TIẾT.
Dựa vào bảng 4.1, ta tiến hành lập tiến trình gia công cho các bề mặt của chi tiết nắp như sau:
Bảng 4.2 Tiến trình gia công các bề mặt.
công
Bề mặt gia công
Số bề mặt định vị
Dạng máy
1 Chuẩn bị phôi
2 Tiện thô 1,4 10,12 Máy tiện
3 Tiện bán tinh 10,12,14 1,10 Máy tiện
4 Tiện thô 3,5,6,7 1,10 Máy tiện
5 Tiện bán tinh 1,3,7 1,10 Máy tiện
6 Tiện tinh 3,7 1,10 Máy tiện
7 Tiện bán tinh 4,5,6,8 1,10 Máy tiện
8 Tiện bán tinh 11,13,16 1,10 Máy tiện
Trang 2010 Khoan 2,9,15,17 1,10 Máy khoan
11 Tổng kiểm tra
Trang 21Chương 5 THIẾT KẾ NGUYÊN CÔNG.
5.1 Nguyên công 1 chuẩn bị phôi.
Chuẩn bị phôi, làm sạch các bề mặt phôi
Kiểm tra xem phôi có bị khuyết tật hay không
Kiểm tra các bề mặt của phôi có đảm bảo để gá hay chưa
5.2 NGUYÊN CÔNG 2.
5.2.1 Sơ đồ gia công.
Hình 5.1 Sơ đồ gá đặt nguyên công 2
Bước 1: Tiện thô bề mặt 4, đạt cấp chính xác IT14, Ra=12,5 µm.Bước 2: Tiện thô bề mặt 1, đạt cấp chính xác IT14, Ra=12,5 µm
5.2.3 Chọn máy công nghệ.
Chọn máy tiện T616 với các thông số sau [2, trang 215]
- Chiều cao tâm 160
- Khoảng cách giữa hai tâm 170
- Công suất động cơ 4.5 kW
Trang 22- Lượng tiến dao ngang 0,04 – 0,05 – 0,07 – 0,08 – 0,09 – 0,1 – 0,11 – 0,13 –0,14 – 0,15 – 0,17 – 0,19 – 0,2 – 0,22 – 0,24 – 0,26 – 0,27 – 0,3 – 0,31 – 0,35 – 0,39 –0,41 – 0,44 – 0,48 – 0,52 – 0,54 – 0,61 – 0,68 – 0,78 – 0,82 – 0,95 – 1,09 – 1,22 – 1,36 –1,63 – 1,9 – 2,45 (mm/vg).
5.2.4 Chọn đồ gá.
Mâm cặp 3 chấu tự định tâm
5.2.5 Dụng cụ cắt.
Dao tiện ngoài đầu cong có góc φ = 45º [6, trang 42, bảng 4.3]
Phạm vi ứng dụng: dùng để tiện ngoài, tiện mặt đầu và vát mép
Dao gắn mảnh hợp kim cứng
Bảng 5.1 Thông số dao tiện ngoài đầu cong có góc φ = 45º, trái và phải
Kết cấu
Kích thước (mm)Dao gắn mảnh hợp kim cứng
Tiết diện
5.2.6 Dung dịch trơn nguội
Không sử dụng dung dịch trơn nguội vì dao gắn mảnh hợp kim cứng, khi sửdụng dung dịch trơn nguội vì việc này có thể làm cho dụng cụ bị mòn trước thời hạn[1, trang 56]
Trang 235.2.7 Dụng cụ kiểm tra
Thước cặp 0-200x0.02 mm
5.3 Nguyên công 5 tiện nữa tinh bề mặt 5, 10, 13, 14, 15
5.3.1 Sơ đồ gia công
Hình 5.8 Sơ đồ gá đặt nguyên công 5.3.2 Các bước nguyên công.
Bước 1 tiện nữa tinh bề mặt 10, đạt cấp chính xác IT12, nhám đạt Ra = 6,3 µm
Bước 2 tiện nữa tinh bề mặt 13, đạt cấp chính xác IT13, nhám đạt Ra = 6,3 µm Bước 3 tiện nữa tinh bề mặt 5, đạt cấp chính xác IT12, nhám đạt Ra = 6,3 µm Bước 4 tiện nữa tinh bề mặt 15, đạt cấp chính xác IT13, nhám đạt Ra = 6,3 µm Bước 5 tiện nữa tinh bề mặt 14, đạt cấp chính xác IT12, nhám đạt Ra = 6,3 µm
5.5.3 Chọn máy nguyên công.
Chọn máy tiện T616 với các thông số sau sau [2, trang 215].
Các thông số tương tự như trên
Trang 24Dao tiện ngoài và tiện mặt đầu [4, trang 45, bảng 4.5]
Phạm vi ứng dụng: dùng để tiện ngoài, tiện mặt đầu và vát mép
Dao gắn mảnh hợp kim cứng T15K6
Bảng 5.5 Thông số dao tiện ngoài đầu cong có góc φ = 45º
Kết cấu
Kích thước (mm)Dao gắn mảnh hợp kim cứng
Tiết diện
Hình 5.9 Dao tiện ngoài và tiện mặt đầu
Đối với bề mặt 14, 15 chọn dao như nguyên công 5
Trang 25Dao tiện lỗ thông suốt [4, trang 57, bảng 4.16]
Phạm vi ứng dụng: tiện lỗ không thông suốt và tiện lỗ bậc
Vật liệu dao gắn mảnh hợp kim cứng T15K6
Hình 5.6 Dao tiện trong không thông gắn mảnh hợp kim
Bảng 5.8 Các thông số của dao tiện
Kết cấu
Kích thước (mm)
Đường kính lỗgia công (mm)Dao gắn mảnh hợp kim cứng
Đối với bề mặt 5
Dao tiện lỗ thông suốt có góc φ = 60° [4, trang 57, bảng 4.16]
Trang 26Phạm vi ứng dụng: tiện lỗ thông suốt
Vật liệu dao gắn mảnh hợp kim cứng T15K6
Hình 5.11 dao tiện lỗ thông suốt Bảng 5.7 Các thông số của dao tiện
Kết cấu
Kích thước (mm)
Đường kính lỗgia công (mm)Dao gắn mảnh hợp kim cứng
5.3.6 Dung dịch trơn nguội
Tham khảo tài liệu [3, trang 56, dòng 5]
Không sử dụng dung dịch trơn nguội vì dao gắn mảnh hợp kim cứng, khi sử
dụng dung dịch trơn nguội vì việc này có thể làm cho dụng cụ bị mòn trước thời hạn
5.3.7 Dụng cụ kiểm tra
Trang 27Thước cặp 0-200x0.02 mm
5.4 NGUYÊN CÔNG 4
5.4.1 Sơ đồ gia công
Hình 5.6 Sơ đồ gá đặt nguyên công 7
5.4.2 Các bước nguyên công
Bước 1: Tiện bán tinh bề mặt 4, đạt cấp chính xác IT14, độ nhám bề mặt Ra =12,5 µm
Bước 2: Tiện bán tinh bề mặt 5, đạt cấp chính xác IT14, độ nhám bề mặt Ra =12,5 µm
Bước 3: Tiện bán tinh bề mặt 6, đạt cấp chính xác IT14, độ nhám bề mặt Ra =12,5 µm
Bước 4: Tiện bán tinh bề mặt 8, đạt cấp chính xác IT14, độ nhám bề mặt Ra = 12,5µm
5.4.3 Chọn máy nguyên công