Đề tài: Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết trục III ppt

- Tiện thô và bán tinh các bậc trục: Trong sản xuất loạt lớn và hàngkhối, việc gia công các mặt trụ của trục được tiến hành trên máy bán tự độngmột trục nhiều dao hoặc nhiều trục nhiều d

Mục lục

Lời nói đầu 1

Phần I: Phân tích chi tiết gia công 2

Phần II: Xác định dạng sản xuất 5

Phần III: Xác định phương pháp tạo phôi 7

Phần IV: Thiết kế quy trình công nghệ 10

Phần V: Tra lượng dư 26

Phần VI: Tra chế độ cắt 30

Tài liệu tham khảo 33

LỜI NÓI ĐẦU

Hiện nay, trong công cuộc xây dựng đất nước, ngành công nghiệp nóichung và ngành cơ khí nói riêng, đòi hỏi phải có đội ngũ kỹ sư và cán bộ kỹthuật có trình độ và phải biết vận dụng những kiến thức đã học để giải quyếtnhững vấn đề gặp phải trong sản xuất Từ đó, ngay từ khi còn ngồi trên ghế nhàtrường mỗi sinh viên phải tự trang bị cho mình những kiến thức cơ bản nhất

Trong chương trình đào tạo thì công nghệ chế tạo máy là một phần cănbản, trang bị cho học sinh, sinh viên những kiến thức về thiết kế chế tạo cácchi tiết máy, các trang bị cho công nghiệp Môn công nghệ chế tạo máy đãchuyền đạt các tiêu chuẩn công nghệ thiết kế và gia công chi tiết

Đồ án công nghệ chế tạo máy nhằm giúp sinh viên hệ thống lại các kiến thức

đã học và áp dụng những kiến thức đó vào đề tài được giao Quá trình họctập, thực tiễn và được tổng hợp lại để áp dụng trong thiết kế

Đề tài em được giao là: “Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi

tiết trục III ” Đề tài này rất mới đối với em, nên không tránh khỏi bỡ ngỡ,

cùng với lý thuyết và thực tiễn còn hạn hẹp, việc tính toán thiết kế còn cónhiều sai sót Em rất mong nhận được sự góp ý chỉ bảo của các thầy cô trong

bộ môn, đặc biệt là sự hướng dẫn của thầy Nguyễn Xuân Minh để đồ án của

em được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên

Phạm Thanh sơn

PHẦN I

PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG

1.1 Phân tích chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết.

Chi tiết trục là một chi tiết dạng trục được sử dụng rộng rãi trong ngànhchế tạo máy Bề mặt cơ bản cần gia công là bề mặt tròn xoay

Trục để chuyền mômen xoắn từ trục này sang trục khác, sang các taybiên, trục khuỷu…

- Những bề mặt làm việc của chi tiết:

+ Hai đoạn trục có đường kính 0 00

03 0

50 



 dùng lắp ổ lăn + Hai đoạn trục có đường kính 0 00

03 0

45 



03 0

48 



 có then dùng để lắpbánh răng để nhận mômen xoắn từ bánh răng lắp thêm trục khác ăn khớp với nó

+ Hai lỗ lắp vít ở đầu trục dùng để lắp mặt bích để chặn ổ theo phương chiều trục

1.2 Những điều kiện kỹ thuật cơ bản của chi tiết:

- Hai đoạn trục 0 00

03 0

- Các rãnh then yêu cầu gia công đạt cấp chính xác 9, nhám bề mặt RZ 20

- Độ không đồng tâm giữa các bậc trục  50,  45,  48 < 0,01mm

- Có tính công nghệ cao như dễ tạo hình (đúc, rèn, dập) dễ nhiệt luyện,

dễ gia công cơ do đó giảm khối lượng lao động → hạ giá thành sản phẩm

- Vật liệu rẻ tiền, dễ kiếm

1.3 Các phương pháp gia công lần cuối.

- Phương pháp gia công lần cuối cho các bề mặt quan trọng:

+ Các bề mặt trụ  50 ,  48 ,  45, phải nhiệt luyện để đạt được độ cứng theo yêu cầu nên phương pháp gia công lần cuối là phương pháp mài

+ Phương pháp gia công lần cuối các rãnh then là phương pháp phay.+ Gia công lần cuối đoạn trục có ren là tiện ren

+ Gia công lần cuối lỗ M16 là taro ren

+ Gia công lần cuối 4 lỗ 6 là khoan

1.4 Các biện pháp công nghệ để đạt được yêu cầu kỹ thuật quan trọng.

- Trên một nguyên công đồng thời khỏa mặt đầu và khoan lỗ tâm ở cảhai phía trên máy chuyên dùng → năng suất cao, giảm sai số gá đặt Đảm bảohai lỗ chính tâm

- Tiện thô và bán tinh các bậc trục: Trong sản xuất loạt lớn và hàngkhối, việc gia công các mặt trụ của trục được tiến hành trên máy bán tự độngmột trục nhiều dao hoặc nhiều trục nhiều dao (máy 1A730 của Liên Xô).Phương pháp này cho cấp chính xác 9 ÷ 10 khi tiện thô và 7÷8 khi tiện tinh

- Ta cũng có thể dùng máy bán tự động chép hình thủy lực, phương phápnày cho năng suất và độ chính xác cao hơn, giảm thời gian điều chỉnh máy

+ Kiểm tra kích thước bao gồm kích thước đường kính và chiều dài cácbậc trục, kích thước then và ren trên trục v v…Có thể dùng panme, calip,thước cặp, đồng hồ so.

+ Kiểm tra hình dạng hình học của các cổ trục bằng đồng hồ so

+ Kiểm tra độ đồng tâm của các cổ trục nhờ đồ gá mang đồng hồ soquay quanh một bậc trục trong khi đó mũi tì của đồng hồ tì vào bậc trục cầnkiểm tra

1.5 Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết.

* Mục đích: Phân tích tính công nghệ của chi tiết nhằn biết được ưu nhượcđiểm trong kết cấu,yêu cầu kỹ thuật làm việc Từ đó chọn các biên pháp côngnghệ phù hợp để gia công chi tiết,ngoài ra cần nghiên cứu khả năng thay trụcbậc bằng trục trơn

- Trên cơ sở nghiên cứu điều kiện làm việc của chi tiết ta thấy kết cấu củachi tiết đã phù hợp, không đơn giản hóa kết cấu được nữa Vật liệu là thép40X có nhiều ưu điểm như đã nêu ở trên, thuận lợi cho việc gia công bằng cácdụng cụ cắt tiêu chuẩn

* Tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết:

+ Trục bậc có hình dáng nhỏ dần về một đầu, thuận tiện cho việc lắp các chi tiết lên đó

+ Có các cạnh vát mép, để tránh gây tập trung ứng suất ở các bề mặtchuyển tiếp, các đoạn trục có đường kính khác nhau Vát mép thuận tiện choviệc lắp ghép và vận chuyển chi tiết

* Phân tích đánh giá tính công nghệ trong kết cấu:

+ Các chi tiết lắp trên trục đều được định vị theo phương chiều trục + Rãnh then hở giúp cho việc gia công được dễ dàng

+ Dung sai các kích thước đều cho phép đạt được bằng các phươngpháp gia công thông thường

+ Chuẩn định vị: Bề mặt chuẩn là hai lỗ tâm đảm bảo đủ độ cứng vữngcho chi tiết gia công

+ Phôi được chế tạo đơn giản

+ Hai lỗ lệch tâm nên việc gia công không thuận lợi như việc gia công

PHẦN II XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

2.1/Ý nghĩa của việc xác định dạng sản xuất.

Xác định dạng sản xuất, giúp cho việc xác định hợp lý đường lối biện pháp công nghệ và tổ chức sản xuất để tạo ra sản phẩm đạt các chỉ tiêu kinh tế

2.2.Tính trọng lượng của chi tiết :

Tính trọng lượng của chi tiết: Ta tính thể tích chi tiết trước, được kết quả như bảng dưới đây

STT d (mm) l (mm) Vi (mm3) V=



6 1

i i

V

V=616742(mm3)



.+ Gọi trọng lượng của chi tiết là G ta có: G =V. (kg)

Trong đó: là trọng lượng riêng của vật liệu, đối với thép thì:

N =Ni mi.(1+ 100 ) (chiếc∕ năm)Trong đó:

+ Ni là sản lượng theo kế hoạch Ni =18000 (chi tiết∕ năm)+ N Sản lượng cơ khí cần chế tạo hàng năm của chi tiết

+ mi số chi tiết trong một sản phẩm(mi =1)+  số chi tiết được chế tạo thêm để dự trữ ( =5÷7 %)+  phế phẩm chủ yếu trong các phân xưởng đúc và rèn ( =3÷6 %)

 N=18000.1.(1+3 1005)=19440 (chi tiết ∕ năm)Tra bảng 2-[2] Ta xác định được dạng sản xuất hàng khối

* Đặc điểm của dạng sản xuất hàng khối :

+ Máy móc được bố trí theo thứ tự các nguyên công của quy trình côngnghệ

+ Sử dụng nhiều máy tổ hợp, máy chuyên dùng và nhiều thiết bị tự động.+ Trình độ thợ đứng máy không cần cao vì có thợ điều chỉnh máy riêng.+ Tài liệu công nghệ được thiết kế tỉ mỉ rồi ghi thành văn kiện côngnghệ gọi là quy trình công nghệ

+ Phương pháp đạt độ chính xác gia công: Tự động đạt kích thước

PHẦN III XÁC ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI

3.1 Cơ sở của việc lựa chọn phôi.

Để chế tạo một chi tiết đạt yêu cầu kinh tế, kỹ thuật người thiết kế phảixác định kích thước phôi sao cho thích hợp, việc lựa chọn phôi phải dựa trênnhững cơ sở sau:

- Vật liệu chế tạo phôi, cơ tính vật liệu

- Hình dáng kích thước của chi tiết

- Loại hình sản xuất

* Khả năng đạt độ chính xác của phương pháp chế tạo phôi

- Khả năng làm việc của máy

Với chi tiết gia công ở đây là chi tiết trục, vật liệu chế tạo trục là thép 40X có

cơ tính tốt, độ bền cao…

- Dạng sản xuất loạt lớn, phôi đòi hỏi có độ chính xác Do đó ta chọnphôi được gia công bằng phương pháp gia công áp lực

3.2 Phương pháp chế tạo phôi.

Để gia công phôi băng phương pháp gia công bằng áp lực có nhiềuphương pháp khác nhau, căn cứ vào ưu nhược điểm của từng phương pháp vàcủa phôi ta đưa ra một phương pháp gia công thích hợp nhất

a/ Phương pháp rèn tự do: đây là phương pháp gia công bằng áp lực

* Đặc điểm của phương pháp này là hầu hết kim loại bị biến dạng theo các phương

- Ưu điểm: Cho phôi có cơ tính tốt, tổ chức kim loại bền chặt, chịu uốn,chịu xoắn tốt

+ Phương pháp này đơn giản, chi phí cho sản xuất thấp

- Nhược điểm: độ chính xác về hình dáng thấp, không tạo được phôi có hình dáng phức tạp.Vì vậy phương pháp rèn tự do không thích hợp với dạng sản xuất loạt lớn hàng khối

* Phương pháp rèn trong khuôn định hình:

- Ưu điểm:

+ Chi tiết gia công song cho độ chính xác và độ bóng bề mặt cao

+ Độ chính xác cao hơn rèn tự do

+ Cơ tính đồng đều

+ Có thể rèn những chi tiết có hình dạng phức tạp

+ Tiết kiệm kim loại thao tác đơn giản

+ Năng suất lao động cao

b/ Phương pháp dập thể tích trên máy búa:

Phương pháp dập thể tích cũng như phương pháp rèn trong khuôn định hình nhưng cho phôi có độ chính xác cao hơn, có khả năng gia công được chi tiết có hình dáng phức tạp, nâng cao cơ tính của phôi

Lực ép lớn→ việc chế tạo khuôn dập khó khăn, lực dập lớn nên chi tiết

có ba via gây khó khăn cho quá trình gia công

c/ Phương pháp dập nóng:

Phương pháp này đạt độ bóng bề mặt ( 2   3), cấp chính xác (

12

11 ) phôi có cơ tính tốt và có thể tạo được những hình dáng phức tạp

- Ưu điểm: máy có độ cứng vững tốt, dẫn hướng êm chính xác, có thểđẩy phôi tự động

- Nhược điểm: giá thành máy cao, khi quá tải xảy ra kẹt máy

Tuy vậy phương pháp dập nóng vẫn có ưu điểm hơn so với phương phápdập thể tích nên được dùng nhiều hơn trong sản xuất loạy lớn, hàng khối

d/ Phương pháp cán:

- Phương pháp này đơn giản, rẻ tiền, dễ chế tạo cho năng suất cao

- Nhược điểm: phôi có cơ tính không tốt, hình dáng phôi đơn giản(không chế tạo được những phôi có hình dáng phức tạp).

+ Có thể đúc được chi tiết nhiều lớp kim loại khác nhau

+Dễ cơ khí hóa tự động hóa → năng suất cao, tiết kiệm được kim loại

- Nhược điểm:

+ Tốn kim loại cho hệ thống rót, đậu hơi đậu ngót

+ Khi dúc có rỗ khí, rỗ co, rỗ xỉ….→ dễ dẫn tới tỷ lệ phế phẩm cao.+ Để phát hiện khuyết tật bên trong vật đúc cần có những thiết bị hiệnđại như siêu âm, thiết bị tia, quang phổ…

* Kết luận: Qua phân tích ưu nhược điểm của từng phương pháp gia côngphôi bằng áp lực và so sánh giữa các phương pháp ta chọn phương pháp giacông phôi cho chi tiết là phương pháp dập nóng.Vì nó thuận lợi cho việc cơkhí hóa sản xuất

(Hình vẽ vật dập)

PHẦN IV THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

4.1.Chuẩn định vị và cách gá đặt các nguyên công.

Đối với chi tiết dạng trục yêu cầu về độ đồng tâm giữa các cổ trục là rấtquan trọng Để đảm bảo yêu cầu này, khi gia công trục ta cần chuẩn tinhthống nhất, hoặc gia công trên một lần gá, hoặc gia công một đầu sau đó dùngđầu đã gia công làm chuẩn tinh để gia công đầu còn lại Ngoài ra ta có thểphối hợp dùng chuẩn là mặt ngoài và lỗ tâm

- Chọn chuẩn là việc làm rất quan trọng trong quá trình thiết kế quytrình công nghệ, chuẩn nhằm xác định vị trí của chi tiết gia công so với quỹđạo chuyển động của dao

- Chuẩn là tập hợp những bề mặt, đường , điểm khác

4.1.2 Những lời khuyên khi chọn chuẩn

- Khi chọn chuẩn phải xuất phát từ nguyên tắc 6 điểm để khống chế hết

số bậc tự do cần thiết của chi tiết một cách hợp lý nhất Trong một số trườnghợp tránh thừa định vị tuyệt đối tránh siêu định vị và thiếu định vị

- Chọn chuẩn sao cho không bị lực cắt, lực kẹp làm biến dạng chi tiếtgia công quá nhiều Đồng thời lực kẹp phải nhỏ để đảm bảo sức lao động

- Chọn chuẩn sao cho kết cấu đồ gá đơn giản, sử dụng thuận tiện, thích hợp với loại hình sản xuất.

4.1.3 Chọn chuẩn tinh

Những yêu cầu khi chọn chuẩn tinh

- Đảm bảo phân bố lượng dư đủ cho các bề mặt gia công

- Đảm bảo độ chính xác và vị trí tương quan giữa các bề mặt gia công với nhau

4.1.4 Những lời khuyên khi chọn chuẩn tinh

- Chọn chuẩn tinh là chuẩn tinh chính

- Chọn chuẩn tinh sao cho tính trùng chuẩn là cao nhất nnhằm giảm sai

số tích luỹ do quá trình gia công

- Cố gắng chọn chuẩn tinh thống nhất cho nhiều lần gá đặt nếu thựchiện được lời khuyên này thì các ngưyên công sử dụng chuẩn thống nhất đồ

gá hoàn toàn giống nhau sẽ làm giảm chủng loại đồ gá, giảm tính toán thiết kế

đồ gá do đó hạ giá thành

- Chọn chuẩn định vị trùng với gốc kích thước để sai số chọn chuẩnbằng không

- Chọn chuẩn sao cho kết cấu đồ gá đơn giản, thuận tiện khi sử dụng

4.1.5 Các phương án khi chọn chuẩn tinh:

a/ Phương án 1: Căn cứ vào các lời khuyên khi chọn chuẩn tinh, ta chọnchuẩn tinh là hai lỗ tâm côn ở hai đầu trục

* Ưu điểm:

- Không gian gia công rộng

- Có thể hoàn thành gia công thô và tinh hầu hết các bề mặt của chi tiết,đây là chuẩn tinh thống nhất

- Có thể gia công được tất cả các mặt ngoài

- Khi dùng hai lỗ tâm làm chuẩn và định vị ttrên hai mũi tâm để gia công mặt ngoài thì hkông có sai số chuẩn cho các kích thước đường kính các

cổ trục vì khi đó chuẩn định vị trùng chuẩn đo lường

- Gá đặt nhanh và sơ đồ gá đặt đơn giản

* Nhược điểm:

- Có sai số chuẩn theo phương chiều trục nếu mũi tâm bên trái là mũi tâm cứng khi gia công trục bậc theo phương pháp chỉnh sẵn dao

- Độ cứng vững kém, phải truyền lực bằng tốc kẹp

Sơ đồ định vị chi tiết trục trên hai mũi tâm:

b/ Phương án 2: Chọn chuẩn tinh là mặt trụ  50 khống chế 2 bậc tự

do, vai trục khống chế một bậc tự do kết hợp lỗ tâm khống chế 2 bậc tự do.Theo phương án này, dùng một đầu trục làm chuẩn thô, gia công đầu kia.Dùng đầu trục đã gia công kết hợp với lỗ tâm để làm chuẩn tinh gia công cácđoạn trục khác

* Ưu điểm:

- Độ cứng vững cao, tính vạn năng cao, lực kẹp lớn, gá đặt đơn giản

- Gia công được tất cả các mặt ngoài

* Kết luận về chọn chuẩn tinh: Chọn chuẩn tinh là hai lỗ tâm ở hai đầu trục, đây là chuẩn tinh thống nhất.

4.2 Chọn chuẩn thô:

Chuẩn thô thường được dùng ở nguyên công đầu tiên của quá trình giacông cơ chọn chuẩn thô có ý nghĩa quyết định đối với quá trình công nghệ

4.2.1 Những yêu cầu khi chọn chuẩn thô:

Phân phối đủ lượng dư cho quá trình gia công, đảm bảo độ chính xác

về vị trí tương quan giữa các bề mặt sắp gia công và bề mặt không bị giacông

4.2.2 Lời khuyên khi chon chuẩn thô:

Nếu chi tiết gia công có một bề mặt không gia công thì chọn bề mặt đólàm chuẩn thô vì như vậy sẽ làm cho sự thay đổi vị trí tương quan giữa bề mặtgia công và bề mặt không gia công là nhỏ nhất

- Nếu có một số bề mặt không gia công thì ta chọn bề mặt không giacông nào có yêu cầu về độ chính xác và vị trí tương quan cao nhất đối với các

bề mặt gia công làm chuẩn thô

- Trong các bề mặt phải gia công chọn bề mặt nào có lượng dư nhỏ nhấtlàm chuẩn thô

- Cố gắng chọn bề mặt làm chuẩn thô tương đối bằng phẳng không cómép rèn rập hoặc quá gồ ghề

- Chuẩn thô nên dùng một lần trong cả quá trình gia công

Ưu điểm:

- Lượng dư nhỏ và phân bố đều

- Bề mặt trơn tru, không có ba via

- Yêu cầu cơ tính cao nhất

- Cú đường kớnh bằng nhau, định vị trờn khối V dễ dàng.

- Khoảng cỏch xa nhau nờn độ cứng vững khi định vị trờn khối V cao

Sơ đồ dịnh vị trờn khối V:

Sơ đồ định vị dựng mõm cặp 3 chấu tự định tõm:

Ưu điểm: Gỏ kẹp nhanh chúng

Nhược điểm: Độ cứng vũng kộm năng suất khụng cao

Vậy ta chọn chuẩn thụ là phương ỏn 1 dựng khối V

4.3 Lập quy trỡnh cụng nghệ

4.3 1- Lập trình tự công nghệ

Quy trình công nghệ gia công phải hợp lý, để rút ngắn thời gian phục

vụ và thời gian gia công đảm bảo năng suất và hiệu quả kinh tế cao Đồngthời việc sắp xếp các nguyên công hợp lý sẽ tránh đợc hiện tợng gia công cảnhững phôi phế phẩm ở nguyên công trớc

Khi lập thứ tự các nguyên công cần căn cứ vào :

- Căn cứ vào độ chính xác yêu cầu, độ nhám bề mặt để chọnphơng pháp gia công lần cuối cho hợp lý

- Cần chú ý tới các nguyên công khó gia công,dễ gây phế phẩm

và nên đa các nguyên công này lên dầu quy trình công nghệ