Chương 1 xác định dạng sản xuất

Bề mặt Ø22f7 mm có yêu cầu cao về cấp chính xác IT7 và độ nhám Ra =1,25 µm, được gá trên mâm cặp tự định tâm, phải qua tường bước gia công tiện thô,tiện tinh, tiện láng là đạt yêu cầu, g

Chương 1 XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

1.1 MÔ HÌNH HÓA CHI TIẾT

Sử dụng phần mềm Creo Parametric 8.0 để mô hình hóa chi tiết khớp nối gồmcác bước chính sau:

+ Bước 1: Vẽ biên dạng của chi tiết

Hình 1.1 Biên dạng chi tiết trục ván trước khi mô hình hóa 3D + Bước 2: Dùng lệnh Revolve tạo 3D cho chi tiết.

Hình 1.2 Chi tiết trục ván sau khi được 3D6

+ Bước 3: Dùng lệnh Extrude để vẽ đoạn trục lệch tâm 1mm, có Ø28 và dài 40mm

Hình 1.3 Hình 3D hoàn chỉnh của chi tiết

+ Bước 4: Vẽ ren M20x1,5

Hình 1.4 Chi tiết sau khi đã được tạo ren + Bước 5: Sử dụng lệnh Hole để tạo ren trong M6x0,75.

Hình 1.5 Chi tiết sau khi được tạo lỗ ren

+ Bước 6: Dùng lệnh tạo lỗ chống tâm cho đầu trục còn lại

Hình 1.6 Chi tiết sau khi tạo lỗ chống tâm

+ Bước 7: Vát mặt đầu trục

Hình 1.7 Chi tiết sau khi được vát mặt đầu

1.2 XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG CỦA CHI TIẾT

Xác định khối lượng và thể tích của chi tiết, từ đó tìm ra được hình thức tổ chứcsản xuất và cải thiện tính công nghệ của sản phẩm

Dùng phần mềm Creo Parametic 8.0 với công cụ Mass Properties Cài đặt đơn

vị chiều dài là mm, khối lượng là kilogam Chọn vật liệu là STEE_LOW_CARBON

Bước 1: Vào File chọn Prepare, chọn Model Properties để gán đơn vị và kíchthước cho chi tiết

Hình 1.8 Gán đơn vị cho chi tiết

Bước 2: Tại dòng Units bấm Change chọn đơn vị millimeter Kilogram Sec(mmKs) Tiếp tới dòng Material bấm vào Change, chọn File Standard-Materials_Granta-Design, chọn Ferrous_metals và chọn STEE_LOW_CARBON

Hình 1.9 Chọn vật liệu cho chi tiết

Bước 3: Chọn Analysis -> Mass Propeties Ta có được khối lượng và thể tích của chi tiết

Hình 1.10 Số liệu khối lượng và thể tích của chi tiết

+ Khối lượng của chi tiết = 0,42 kg

+ Thể tích của chi tiết = 53378 mm3

N0 = 2200 (số sản phẩm trong một năm theo kế hoạch)

m = 1 (số chi tiết như nhau trong 1 sản phẩm)

α (là số phần trăm dự trữ cho chi tiết máy nói trên dành làm phụ tùng),chọn α = 15%

β (là số phần trăm chi tiết phế phẩm trong quá trình chế tạo), chọn β =4%

Thay các giá trị vào (1.1) ta có:

N=2200.1(1+ 15

100)(1+

4

100) = 2630 (chiếc/năm)

Chương 2 PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG

2.1 YÊU CẦU KỸ THUẬT

Dựa vào bản vẽ chi tiết, ta có các yêu cầu kỹ thuật của chi tiết:

+Mép vát 1x45º cấp chính xác IT14, độ nhám bề mặt Ra= 6,3 µm

+Bo tròn R0,25x2 cấp chính xác IT14, độ nhám bề mặt Ra= 6,3 µm

+Bề mặt trụ ngoài Ø22h11 cấp chính xác IT11, độ nhám bề mặt Ra= 6,3 µm.+Bề mặt trụ ngoài Ø28d9 cấp chính xác IT9, độ nhám bề mặt Ra= 3,2 µm.+Bề mặt trụ ngoài Ø22f7 cấp chính xác IT7, độ nhám bề mặt Ra= 3,2 µm.+Bề mặt trụ ngoài Ø15 cấp chính xác IT14, độ nhám bề mặt Ra= 6,3 µm

Hình 2.1 Bản vẽ chi tiết 2.2 VẬT LIỆU CHẾ TẠO

Vật liệu dùng để chế tạo chi tiết là thép C45

Vật liệu thép C45 có thành phần hóa học và cơ tính như ở bảng 2.1 và bảng 2.2bên dưới

Bảng 2.1 Bảng thống kê thành phần hóa học của vật liệu

Thành phần hóa học

0,42-0,50 ≤ 0,25 0,5-0,8 0,16-0,36 ≤ 0,25 ≤ 0,04

Bảng 2.2 Bảng tính chất cơ học của vật liệu

2.3 ĐÁNH GIÁ TÍNH CÔNG NGHỆ TRONG KẾT CẤU

Chi tiết có dạng trục bậc nhằm đảm bảo điều kiện lắp ghép, đồng thời phù hợpvới điều kiện phân bố tải trọng dọc trục để giảm tối đa đường kính trục nhưng vẫn đảmbảo điều kiện bền và làm việc tin cậy

Chi tiết có tỉ lệ L/D = 130/28 = 4,6 (nằm trong khoảng 5-10) nên chi tiết có độcứng vững không cao Khi gia công ta tiến hành dùng chống tâm hai đầu

Phần lớn các bề mặt trụ ngoài của chi tiết được gia công bằng phuong pháp tiện.Rãnh thoát dao 2,5 mm, thuận lợi cho chuyển động tiến dao và thoát dao, sửdụng dao tiện rãnh tiêu chuẩn 2,5 mm thuận lợi cho gia công

Các góc lượn có bán kính R 1,5và R 0,25 giúp giảm ứng suất tập trung, thuậnlợi cho gia công vì bản thân mũi dao luôn có một bán kính r

Các mặt đầu và mặt bên có ba via, cạnh sắc không làm các rãnh tròn mà thaybằng mặt vát (1x45°) bởi vì khi đó gia công thuận tiện hơn

Phần lỗ ren ta dùng phương pháp khoan lỗ và ta-rô bằng máy Đồ gá cho phần nguyêncông này dùng hai khối V cố định và kẹp chặt nên chi tiết gá đặt được chắc chắn khikhoan Do khoan trên mặt trụ nên ta cần dùng bạc dẫn hướng cho mũi khoan khỏi bịtrượt Khi khoan dùng mũi khoan tiêu chuẩn để giảm chi phí mài mũi khoan.Ở đây là

lỗ suốt nên khi khoan phoi thoát dễ dàng, thuận lợi cho phần ta-rô tiếp theo Phần giacông tương đối đơn giản

Bề mặt Ø22h11 mm không yêu cầu cao về cấp chính xác (IT11) và độ nhám Ra

= 6,3 µm, được gá trên mâm cặp tự định tâm, tiện thô và tiện bán tinh là đạt yêu cầu,gia công dễ dàng

Bề mặt Ø96h9 mm có yêu cầu về cấp chính xác IT9 và độ nhám Ra = 3,2 µmnên sau khi tiện thô phải thêm tiện tinh bề mặt để đạt yêu cầu Việc gia công khá đơngiản

Bề mặt Ø22f7 mm có yêu cầu cao về cấp chính xác (IT7) và độ nhám Ra =1,25 µm, được gá trên mâm cặp tự định tâm, phải qua tường bước gia công tiện thô,tiện tinh, tiện láng là đạt yêu cầu, gia công phức tạp

Bề mặt Ø15 mm không yêu cầu cao về cấp chính xác (IT14) và độ nhám Ra =6,3 µm, được gá trên mâm cặp tự định tâm tiện thô là đạt yêu cầu, gia công dễ dàng

Kết luận:

Qua phân tích như trên ta thấy kết cấu trục bậc như vậy là hợp lý có thể áp dụnggia công hoàn toàn bằng phương pháp cơ thông thường với trang thiết bị và điều kiệnsẵn có của phân xưởng nhà máy cơ khí

Chương 3 CHỌN PHÔI VÀ PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI

3.1 CHỌN DẠNG PHÔI

Việc chọn lựa phôi phải dựa trên cơ sở vật liệu và cơ tính của vật liệu, hìnhdáng và kích thước chi tiết, loạt hình sản xuất, khả năng đạt độ chính xác của phươngpháp chế tạo phôi, khả năng làm việc chi tiết máy

- Có thể đúc được tất cả các kim loại và hợp kim khác nhau

- Đúc được các vật có khối lượng từ nhỏ đến lớn, rất lớn, tạo ra các vật

- Phôi dập có độ bóng và độ chính xác cao, tổ chức kim loại đồng đều

- Có khả năng chế tạo các chi tiết phức tạp, tốn ít vật liệu, năng suất cao,

dễ cơ khí hóa,một bộ khuôn chỉ chế tạo được một loại chi tiết, phù hợpsản xuất hàng loạt vừa

+ Nhược điểm:

- Máy có công suất lớn, thời gian chế tạo khuôn dài

-> Phương án này phù hợp

3.1.4 Phôi rèn

- Chỉ phù hợp với dạng sản xuất nhỏ và đơn chiếc.

-> Phương án này không phù hợp

3.2 CHỌN PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI

3.2.1 Chọn phương pháp dập

Với chi tiết dạng trục, đường kính các trụ nhỏ, nó chênh lệch đường kính không

nhiều, vật liệu là thép C45, sản xuất hàng loạt vừa nên ta sử dụng phôi Dập nóng Kim

loại biến dạng trong khuôn, gia công trên các máy dập, máy rèn đứng hay ngang Sảnphẩm có độ chính xác cao (lượng dư gia công nhỏ) Năng suất cao hơn nhiều so với các phương pháp khác nên nó dùng cho sản xuất hàng loạt

3.2.2 Chọn khuôn dập

Chọn loại khuôn dập kín do nó phù hợp với hình dáng không quá phức tạp củakhớp nối, kích thước, khối lượng nhỏ Phôi cho ra độ chính xác cao, giảm đáng kể bavia, thuận lợi cho các gia công sau này Cấp chính xác chế tạo phôi là cấp II

3.3 TRA LƯỢNG DƯ SƠ BỘ

Lượng dư gia công một phía ở những bề mặt cần gia công là 1 mm [Sổ tay côngnghệ chế tạo máy tập 1, trang 190, bảng 3-17]

Dung sai kích thước của phôi dập [1, trang 30, bảng 2.2]

Lượng dư gia công cơ của phôi dập [1, trang 32, bảng 2.3]

Tính toán các thông số để tra bảng:

Nhóm mác thép M1 là nhóm thép có phần trăm C ≤ 0,45% C (thép C45 thuộc nhóm mac thép M1)

Đối với dạng sản xuất hang loạt thì phôi dập có cấp chính xác cấp II

Độ nhám bề mặt Rz = 20 µm [5, trang 86]

Mức độ phức tạp của phôi : C=Gf/Gb = 0,42/0,91=0,46

Trong đó : Gf = 0,42; là khối lượng của phôi dập

Gb là khối lượng của vật có hình dạng đơn giản mà vật dập bị bao ởtrong đó (kG) tính toán bằng phần mềm Creo Parametric 8.0; Gb = 0,91 kg

Vậy mức độ phức tạp của phôi là C2 vì C = 0,46 trong phạm vi 0,32 ÷ 0,63 [1,trang 36]

Dựa vào tài liệu [1, trang 30, bảng 2.2] và [1, trang 32, bảng 2.3] ta tra đượcbảng dung sai và lượng dư của phôi dập

Với các kích thước danh nghĩa ≤ 50 mm ta có lượng dư là 1,4 mm và dung saikích thước là −0,5+0,9 mm

Với các kích thước danh nghĩa từ 120 mm đến 180 mm ta có lượng dư là 1,6

mm và dung sai kích thước là −0,6+1,2 mm

3.4 BẢN VẼ PHÔI

Vật liệu của phôi đúc là Thép C45

Kích thước của phôi là tổng kích thước của chi tiết và lượng dư của các bề mặt

đã tra được ở bảng 3.1

Bản vẽ của phôi được thể hiện như sau:

Hình 3.1 Bản vẽ phôi dập của chi tiết trục vát

Chương 4 LẬP QUY TRÌNH GIA CÔNG

Mục đích của phần này là xác định một trình tự gia công hợp lý nhằm đảm bảo

độ chính xác và độ nhám, độ cứng bề mặt yêu cầu của chi tiết

4.1 LẬP BẢNG TRÌNH TỰ GIA CÔNG CÁC BỀ MẶT

Đánh số tất cả các bề mặt gia công từ trái sang phải, từ trên xuống dưới theochiều hoặc ngược chiều của kim đồng hồ, giúp dễ dàng xác định được các bề mặt tránhnhầm lẫn với nhau

Hình 4.1 Bản vẽ đánh số

Căn cứ và độ chính xác về kích thước và nhám bề mặt của các bề mặt, ta có thểxác định các bước gia công các bề mặt như trong bảng sau:

Bảng 4.1 Bảng tiến trình gia công

Tiện bán tinh

Tiện bán tinhTiện tinh

Tiện bán tinh

Tiện tinhTiện láng

Tiện ren

Tarô ren

4.2 LẬP TIẾN TRÌNH GIA CÔNG CÁC BỀ MẶT

Mục đích của phần này là chọn trang thiết bị công nghệ và xác định chế độ giacông sao cho giá thành gia công tại mỗi nguyên công là thấp nhất

Bảng 4.2 Tiến trình gia công STT Tên nguyên công Bề mặt gia

10 Tiện ren 8 12, 13

Chương 5 THIẾT KẾ NGUYÊN CÔNG

5.1 NGUYÊN CÔNG 1: CHUẨN BỊ PHÔI

Vì phôi ban đầu có chất lượng bề mặt hơi xấu, nhiều bụi bẩn nên ta cần làmsạch tất cả các bề mặt của phôi, cắt hết các phần thừa, bavia, đậu hơi, đậu ngót,… doquá trình chế tạo phôi gây ra, để chuẩn bị cho các nguyên công gia công cơ trên cácmáy công cụ

5.2 NGUYÊN CÔNG 2: KHỎA MẶT ĐẦU – KHOAN LỖ TÂM

5.2.1 Sơ đồ gá đặt

Gá phôi trên hai khối V ngắn, sử dụng bề mặt trụ làm chuẩn thô

Hình 5.1 Sơ đồ gá đặt cho nguyên công 2 5.2.2 Các bước của nguyên công

- Bước 1: Phay mặt đầu 1 và 10 cấp chính xác IT14, độ nhám bề mặt Ra = 6,3 µm

- Bước 2: Khoan lỗ tâm 12 và 13 cấp chính xác IT14, độ nhám bề mặt Ra = 6,3

µm

5.2.3 Chọn máy công cụ

Ở nguyên công phay thô và khoan lỗ tâm ta cần chọn máy có công suất lớn để cắt gọt càng nhiều kim loại càng tốt, không cần độ cứng vững cao vì không đòi hỏi yêucầu độ chính xác, độ nhám cao

Tra cứu tài liệu [5, trang 221, phụ lục], chọn được máy phay 6H82I, máy có cácthông số kỹ thuật như sau:

- Bề mặt làm việc của bàn: 400 x 1600 mm2

- Công suất động cơ: 7 kW

- Hiệu suất máy: n =0,75

- Số vòng quay trục chính: 30 – 37,5 – 47,5 – 60 – 75 – 95 – 118 – 150 – 190 –

235 – 300 – 375 – 475 – 600 – 753 – 950 – 1180 – 1500 (v/ph)

- Bước tiến của bàn: 30 – 37,5 – 47,5 – 60 – 75 – 95 – 118 – 120 – 190 – 235 –

Tra tài liệu [6, trang 159, tiếp bảng 4.79], ta chọn được dao phay mặt đầu Phạm

vi ứng dụng: để phay thô với chiều sâu cắt ≤ 3mm

Hình 5.2 Dao phay mặt đầu

- Vật liệu: Thép gió P18

- Đường kính ngoài của dao: D = 40 mm

- Đường kính lỗ của dao: d = 16 mm

- Số răng làm việc: Z = 10 răng

Tra tài liệu [1, trang 49], ta chọn các thông số cho dao phay như sau:

- Góc trước chính: chọn γ = 20º (Đối với thép P18 có σB = 100 kG/mm2)

- Góc sau chính: α =15º

- Chu kỳ bền: T = 130 phút

Tra tài liệu [6, trang 93, bảng 4.50], ta chọn được dao khoan lỗ tâm loại II.Phạm vi ứng dụng: để khoan lỗ tâm có đường kính d = 1,5 ÷ 6mm (loại a)

Hình 5.2.1 Dao khoan lỗ tâm

5.2.6 Chọn dung dịch trơn nguội

Tra cứu tài liệu [1, trang 58, bảng 2.10], ta chọn dung dịch trơn nguội cho nguyên công này là Nước sôđa

Hình 5.3.1 Dao phay trụ răng chắp

- Vật liệu: Thép gió P18

- Đường kính ngoài của dao: D = 75 mm

- Đường kính lỗ của dao: d = 27 mm

- Số răng làm việc: Z = 8 răng

Tra tài liệu [1, trang 49], ta chọn các thông số cho dao phay như sau:

- Góc trước chính: chọn γ = 20º (Đối với thép P18 có σB = 100 kG/mm2)

- Góc sau chính: α =15º

- Chu kỳ bền: T = 130 phút

5.3.6 Chọn dung dịch trơn nguội

Tra cứu tài liệu [1, trang 58, bảng 2.10], ta chọn dung dịch trơn nguội cho nguyên công này là Êmunxi

5.3.7 Chọn dụng cụ kiểm tra

Thước cặp 0-150X0,02mm

5.4 NGUYÊN CÔNG 4: TIỆN THÔ

5.4.1 Sơ đồ gá đặt

- Chọn chuẩn: mặt côn của 2 lỗ tâm

- Định vị bởi: Hai mặt côn hai lỗ tâm khống chế 5 bậc tự do

Hình 5.4 Sơ đồ gá đặt cho nguyên công 4 5.4.2 Các bước gia công

- Bước 1: Vát mép bề mặt 2 đạt cấp chính xác IT14, độ nhám bề mặt Ra = 6,3µm

- Bước 2: Tiện thô bề mặt 4 và 5 đạt cấp chính xác IT14, độ nhám bề mặt Ra =6,3 µm

5.4.3 Chọn máy công nghệ

Ở nguyên công tiện thô ta cần chọn máy có công suất lớn để cắt gọt càng nhiều kim loại càng tốt, không cần độ cứng vững cao vì không đòi hỏi yêu cầu độ chính xác cao, độ nhám cao

Tra cứu tài liệu [5, trang 216, phụ lục], chọn được máy tiện IA62, máy có các thông số kỹ thuật như sau:

- Chiều cao tâm: 200 mm – Khoảng cách giữa 2 tâm: 1500 mm

- Đường kính lỗ trục chính: 36 mm – Côn mooc số 5

- Công suất động cơ: 7,8 kW

- Hiệu suất máy: n = 0,75

- Lượng tiến dao ngang (mm/vòng):

0,027 – 0,029 – 0,033 – 0,038 – 0,040 – 0,042 – 0,046 – 0,050 – 0,058 – 0,067 – 0,075 – 0,079 – 0,084 – 0,084 – 0,092 – 0,10 – 0,11 – 0,12 – 0,13 – 0,15 – 0,16 – 0,17 – 0,18 – 0,20 – 0,23 – 0,27 – 0,30 – 0,33 – 0,37 – 0,40 – 0,41 – 0,48 – 0,52.

- Lực cho phép của cơ cấu tiến dao Px = 350 kG

Dao có kết cấu như hình 5.4.1

Hình 5.4.1 Dao tiện ngoài và trục bậc cho nguyên công 4

- Vật liệu: Hợp kim cứng T15K6

- Chiều dài của dao: 125 mm

- Tiết diện cán dao: B x H = 12 x 20 mm

- Chiều dài phần cắt nhô ra: m = 5 mm

Theo tài liệu [1, Trang 46], ta chọn các thông số hình học cho dao tiện như sau:

- Góc trước chính: chọn γ = 16º (Đối với thép T15K6 có σB = 119,92 kG/mm2)

Hình 5.4.2 Dao tiện vác mép cho nguyên công 4

- Vật liệu: thép hợp kim T15K6

- Tiết diện cán dao: B x H = 10 x 16mm

- Chiều dài của dao: 100 mm

Theo tài liệu [1, Trang 46], ta chọn các thông số hình học cho dao tiện rãnh nhưsau:

- Góc trước chính: chọn γ = 16º (Đối với thép T15K6 có σB = 119,92 kG/mm2)

5.5.2 Các bước gia công

- Bước 1: Tiện bán tinh bề mặt 4 đạt cấp chính xác IT11, độ nhám bề mặt Ra =6,3 µm

- Bước 2: Tiện bán tinh bề mặt 5 đạt cấp chính xác IT11, độ nhám bề mặt Ra =6,3 µm

Dao có kết cấu như hình 5.5.1

Hình 5.5.1 Dao tiện ngoài và trục bậc cho nguyên công 5

- Vật liệu: Hợp kim cứng T15K6

- Chiều dài của dao: 125 mm

- Tiết diện cán dao: B x H = 12 x 20 mm

- Chiều dài phần cắt nhô ra: m = 5 mm

Theo tài liệu [1, Trang 46], ta chọn các thông số hình học cho dao tiện như sau:

- Góc trước chính: chọn γ = 16º (Đối với thép T15K6 có σB = 119,92 kG/mm2)

- Góc sau chính và góc sau phụ: α = α1 =10º

- Góc nghiêng lưỡi cắt: λ = 0º

- Góc nghiêng chính: φ = 45º

Tra cứu tài liệu [6, trang 46, Bảng 4.6], chọn được dao tiện ngoài mũi nhọn vàphạm vi ứng dụng là để tiện tinh với lượng dao nhỏ.

Dao có kết cấu như hình 5.6.2

Hình 5.6.2 Dao tiện ngoài mũi nhọn

- Vật liệu: Hợp kim cứng T15K6

- Chiều dài của dao: 125 mm

- Tiết diện cán dao: B x H = 12 x 20 mm

Theo tài liệu [1, Trang 46], ta chọn các thông số hình học cho dao tiện như sau:

- Góc trước chính: chọn γ = 16º (Đối với thép T15K6 có σB = 119,92 kG/mm2)

Hình 5.7.1 Sơ đồ gá đặt cho nguyên công 7 5.7.2 Các bước gia công

- Tiết diện cán dao: B x H = 10 x 16mm

- Chiều dài của dao: 100 mm

- Bề rộng a = 2mm

Theo tài liệu [1, Trang 46], ta chọn các thông số hình học cho dao tiện rãnh nhưsau:

- Góc trước chính: chọn γ = 16º (Đối với thép T15K6 có σB = 119,92 kG/mm2)

- Bước 4: Tiện thô bề mặt 6 đạt cấp chính xác IT14, độ nhám bề mặt Ra = 6,3µm