Đồ án môn học công nghệ chế tạo máy đề tài thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết bích (tập thuyết minh)

Đồ án cơ sở chế tạo máy nằm trong chương trình đòa tạo của ngành Công nghệ kỹthuật cơ khí, thuộc khoa Cơ khí có vai trò hết sức quan trọng, nhằm tạo cho sinh viênhiểu một cách sâu sắc về

Trang 1

n

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG

CHI TIẾT BÍCH (TẬP THUYẾT MINH)

NHA TRANG - 2023

Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Văn Tường

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thanh Bình

Mã số sinh viên: 61137006

Lớp: 61.KTCK

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

KHOA CƠ KHÍ

Trang 2

LỜI NÓI ĐẦU

Hiện nay, các ngành kinh tế nói chung và ngành cơ khí nói riêng đòi hỏi kỹ sư cơ khí vàcán bộ kỹ thuật cơ khí được đòa tạo ra phải có kiến thức sau rộng, đồng thời phải biết vậndụng kiến thức đó để giải quyết những vấn đề cụ thể thường gặp trong sản xuất, bảo trì hệthống

Đồ án cơ sở chế tạo máy là tạo điều kiện cho sinh viên nắm vững và vận dụng cóhiệu quả các phương pháp thiết kế, xây dựng và quản lý các quá trình tạo sản phẩm cơkhí về kỹ thuật sản xuất và tổ chức sản xuất nhằm đạt được các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuậttheo yêu cầu trong điều kiện quy mô sản xuất cụ thể Đề tài/ chuyên đề còn truyền đạtnhững yêu cầu về chỉ tiêu công nghệ trong quá trình thiết kế các cơ cấu cơ khí góp phầnnâng cao hiệu quả chế tạo chung

Đồ án cơ sở chế tạo máy nằm trong chương trình đòa tạo của ngành Công nghệ kỹthuật cơ khí, thuộc khoa Cơ khí có vai trò hết sức quan trọng, nhằm tạo cho sinh viênhiểu một cách sâu sắc về những vấn đề mà người kỹ sư thường gặp phải khi thiết kế mộtquy trình sản xuất chi tiết cơ khí

Được sự giúp đỡ tận tình của các thầy và đặc biệt là thầy PGS.TS.Nguyễn Văn Tường đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án môn học này Trong quá trình làm đồ án không

tránh khỏi thiểu sót, rất mong được sự thông cảm và đóng góp ý kiến của thầy

Em xin chân thành cảm ơn!

xxxxxx

xxxxxxxxxxxxxxxxxx

Trang 3

KHOA 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 bích

II Số liệu ban đầu:

- Bản vẽ chi tiết: Bích

- Sản lượng: 2500 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 04/09 đến ngày 13/06/2023 // tào lao

Ngày 04 tháng 09 năm 2023

Giảng viên hướng dẫn Trưởng bộ môn

PGS.TS Nguyễn Văn Tường TS Nguyễn Hữu Thật

Trang 4

Chương 1 XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

1.1 MÔ HÌNH HÓA CHI TIẾT

Sử dụng phần mềm CAD 3D (Creo Parametric 8.0) để mô hình hóa chi tiết tấm đỡgồm các bước chính sau:

+Bước 1: Vẽ lần lượt các biên dạng của chi tiết theo từng kích thước

Hình 1.1 Biên dạng chi tiết trước khi mô hình hóa 3D +Bước 2: Sử dụng lệnh Revolve để tạo bề dày của chi tiết hình dáng 3D.

Trang 5

Hình 1.2 Chi tiết được mô hình hóa 3D sau khi sử dụng lệnh Revolve

+Bước 3: Dùng lệnh Hole để tạo biên dạng lỗ ở giữa chi tiết

Hình 1.3 Tạo lỗ trên Bạc

+Bước 4: Dùng lệnh Hole kết hợp Pattern để tạo biên dạng 4 lỗ của chi tiết

Trang 6

Hình 1.4 Chi tiết được tạo biên dạng lỗ

Hình 1.5 Chi tiết được dùng lệnh Pattern tạo 4 lỗ

+Bước 5: Dùng lệnh Hole tạo lỗ M14.4 kết hợp lệnh Pattern tạo biên dạng 4 lỗ, ta được chi tiết hoàn chỉnh

Trang 7

Hình 1.5 Chi tiết hoàn chỉnh 1.2 SẢN LƯỢNG CHI TIẾT CHẾ TẠO TRONG MỘT NĂM

Để thực hiện được điều này, trước hết ta cần xác định sản lượng chi tiết cần chế tạo trong một năm của nhà máy theo công thức (2.1) [1, trang 24]

N = Nₒ.m(1+ 100α ).(1+100β ¿, ( Chiếc/năm) (1.1)

Trong đó:

Nₒ = Là số sản phẩm trong một năm theo kế hoạch, 1000 chiếc

m = Số lượng chi tiết như nhau trong một sản phẩm, 1 chiếc

α = Số phần trăm dự trữ cho chi tiết máy nói trên dành làm phụ tùng; (α = 10÷20%), chọn α = 15%

Β = Số phần trăm chi tiết phế phẩm trong quá trình chế tạo, (β = 3÷5%), chọn β = 4%

Thay các giá trị vào (1.1), ta có:

N = 1000.1(1+10015 ).(1+10015 ).(1+1004 ) = 1196 (Chiếc/năm)Dựa vào khối lượng, sản lượng của chi tiết và tài liệu [1, trang 25, bảng 2.1] ta xácđịnh được dạng sản xuất là hàng loạt vừa

1.3 XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG CỦA CHI TIẾT

Chi tiết được làm bằng vật liệu là thép C30

Mục đích của phần này là xác định thể tích và khối lượng của chi tiếc, từ đó xác định hình thức tổ chức sản xuất và cải thiện tính công nghệ sản phẩm

Dùng phần mền Creo Parametric với công cụ Mass Properties Cài đặt đơn vị chiều dài là millimeter, khối lượng là Kilogram và thời gian là Second, chọn vật liệu là STEEL_MEDIUM_CARBON

Trang 8

Bước 1: Vào Fide chọn Prepare tiếp tục chọn Model Properties để gán đơn vị và vật liệu cho chi tiết Kết quả chi tiết được hiển thị như hình 1.6.

Hình 1.6 Gán đơn vị cho chi tiết

Nó hiện bảng Mode properties rồi ta chọn Change của mục Material sau đó ta chọn vật liệu tương ứng Chọn Steel_medium_carbon (tạm thời) Chọn đơn vị (Units) là Millimeter Kilogram Sec như trên hình

Hình 1.7 Bảng Mode properties để gán vật liệu

Sau khi gán vật liệu xong ta tiến hành đo khối lượng, thể tích chi tiết bằng cách chọn Analysis, chọn mục Mass properties

Trang 9

Hình 1.8 Vị trí của mục Mass properties trên thanh công cụ

Hộp thoại Mass properties hiện ra và ta chọn Preview để hiện kết quả khối lượng, thể tíchcủa chi tiết

Hình 1.9 Hộp thoại Mass properties

Vì trong phần mền Creo Parametric trong có vật liệu cụ thể để gán nên ta chỉ lấythể tích của chi tiết bích là V = 51638 mm3 = 5,1638.10−5 m3

Theo như tài liệu đã tra ta có khối lượng riếng của vật liệu thép C30 là D = 7,8 g/cm3=7800 kg /m3 Ta có khối lượng riêng và thể tích thì sẽ thì sẽ tìm được khối lượng của chi tiết bích theo công thức:

m=D.V= 7800.5,1638.10−5=0,40 kg

Trong đó: m, khối lượng (kg)

D, khối lượng riêng (kg/m3)

Trang 10

No = Là số sản phẩm trong một năm theo kế hoạch, 2500 chiếc

m = Số lượng chi tiết như nhau trong một sản phẩm, 1 chiếc

α = Số phần trăm dự trữ cho chi tiết máy nói trên dành làm phụ tùng;

Trang 11

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 là:

- Bề mặt có kích thước lỗ Ø216 mm cấp chính xác IT7, độ nhám Ra= 3,2 μm.m

- Bề mặt có kích thước trụ Ø180 mm cấp chính xác IT6, độ nhám Ra= 3,2 μm.m

Trang 12

0,17-2.3 ĐÁNH GIÁ TÍNH CÔNG NGHỆ TRONG KẾT CẤU

Chi tiết có tỉ lệ L/D < 1 nên có độ cứng vững cao

Các bán kính cong R1 và R0,5 để tránh góc sắc cạnh và để phù hợp với bán kínhmũi dao tiêu chuẩn

Các bề mặt của chi tiết chủ yếu được gia công bằng phương pháp tiện và được gáđặt trên mâm cặp nên dễ dàng trong việc gá đặt trên máy tiện nên tốn ít thời gian cho việc

gá đặt chi tiết // canh lề

Bề rộng bậc Ø180 là 7 mm phù hợp để gia công với dao tiện bậc tiêu chuẩn

Mặt làm việc (mặt lỗ) Ø216 yêu cầu độ nhám Ra=3,2 yêu cầu cấp chính xácđường kính lỗ đạt cấp chình xác IT7 Để đạt độ yêu cầu cấp chính xác và độ bóng caobằng cách tiến hành tiện thô xong sau đó tiện bán tinh và tinh bằng dao tiện lỗ Bề mặtnày tham gia trong quá trình làm việc nên yêu cầu độ nhám cao trên phải trải qua nhiềutrình tự gia công nên tốn nhiều thời gian

Với mặt ngoài Ø180, yêu cầu cấp chính xác IT6 và độ nhám Ra=3,2 là hợp lý vì

bề mặt này tham gia lắp ráp nến ta thực hiện gia công bằng cách tiến hành tiện thô xongsau đó tiện bán tinh và tinh bằng dao tiện ngoài, bề mặt phải trải qua nhiều trình tự giacông nên tốn nhiều thời gian

Sau đó ta có thực hiện gia công mặt ngoài Ø300 và lỗ Ø156 hai bề mặt này khôngyêu cầu độ chính xác cao nên ta tiến hành tiện thô sao đó tiện bán tinh bằng dao tiệnngoài và tiện lỗ để đạt được độ nhám Ra=6,3 gia công dễ dàng để đạt được

Với bề mặt Ø36 không yêu cầu độ chính xác cao nên ta tiến hành khoan sao đókhoét bằng dao khoét để đạt được độ nhám Ra=6,3 gia công dễ dàng để đạt được

Với lỗ Ø13 có đường kính nhỏ, thông suốt, không yêu cầu cao về cấp chính xácIT14 và độ nhám Ra = 6,3 µm nên ta khoan bằng mũi khoan tiêu chuẩn Dễ dạng thựchiện trên máy khoan để đạt được cấp chính xác và độ nhám

// chưa đúng trọng tâm theo hướng dẫn

Trang 13

CHƯƠNG 3 CHỌN DẠNG PHÔI VÀ PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI

//Quá chung chung, kg đúng hướng dẫn

- Đúc được phôi có biên dạng gần giống với chi tiết giúp tiết kiệm thời gian gia công

- Độ đồng đều của phôi cao, do đó việc điều chỉnh máy khi gia công giảm

- Vì chi tiết có dạng tròn xoay các bậc của bạc có đường kính thay đổi không nhiều nên

dễ chế tạo khuôn, bề mặt phân khuôn là đường tâm chi tiết

b Nhược điểm

- Phôi đúc dễ xuất nhiều khuyết tật như: rỗ khí, lỗ xỉ…

- Tốn nhiều vật liệu cho hệ thống đậu ngót, đậu hơi

- Chi tiết có dạng sản xuất hàng loạt vừa nên phôi đúc sẽ có năng suất kém so với các loạidạng phôi khác

- Vật liệu tạo phôi là thép C30 nên trong quá trình đúc khó đảm bảo được yêu cầu khảnăng chóng mài mòn của chi tiết bạc và không thể chịu tải cao được

3.1.2 Phôi cán

a Ưu điểm

- Chi tiết có dạng sản xuất hàng loạt vừa nên phôi cán phù hợp vì năng suất cao

- Tính dẻo kim loại cao nên dễ dàng gia công

- Có tính cơ khí hóa và tự động hóa cao giúp tăng hiệu quả tính kinh tế

Trang 14

3.1.3 Phôi dập thể tích

a Ưu điểm

- Phôi dập độ chính xác và chất lượng bề mặt cao giảm được tiến trình gia công

- Chi tiết có hình dạng khá đơn giản, các bậc của chi tiết thay đổi không nhiều nên dễ chếtạo phôi có biên dạng gần giống với chi tiết

- Vật liệu phôi là thép C30 nên quá trình dập thể tích đảm bảo cơ tính

- Phôi dập dễ cơ khí hóa và tự động hóa với số lượng sản xuất hàng loạt vừa sẽ đảm bảonăng suất

b Nhược điểm

- Tốn nhiều chi phí tạo khuôn, kích thước của chi tiết quá lớn 300mm quá trình dập chưatối ưu bằng phương pháp tạo phôi khác

- Dễ tạo ra những vết nứt nẻ, khuyết tật

- Độ dày của chi tiêt không đồng đều do có nhiều bậc nên khiến chi tiết nguội không đều

dễ gây biến dạng cong, vênh

3.1.4 Kết luận

Từ những phân tích các ưu, nhược điểm của các dạng phôi đã phân tích ở mục trên và đặcđiểm của chi tiết đơn giản, kích thước chiều dài 72mm, đường kính lớn nhất Ø300mm làchi tiết có kích thước khá nhỏ nên sử dụng phôi cán để đảm bảo chế tạo, gia công đạt yêucầu và tính kinh tế cao.Dùng cưa vòng cưa phôi thành lát đễ dễ gia công

3.2 CHỌN PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHỔI

Phương pháp cán có2 dạng phôi sau:

Trang 15

- Kích thước, hình dạng không chuẩn xác dễ biến dạng và dung sai chênh lệch cao 2-5%.

- Cần phải có trình độ tay nghề của công nhân để đảm bảo chất lượng

- Hao phí vật liệu nhiều hơn thép cán nguội

Chọn phôi cán nóng từ phương pháp cán để chế tạo chi tiết bạc

3.3 TRA LƯỢNG DƯ SƠ BỘ

Thực hiện tra lượng dư cho các bề mặt đối với phương pháp tạo phôi cán ta cóbảng tra lượng dư và dung sai [1, trang 35, bảng 2.5]

Bảng 3.1 Lượng dư và dung sai sơ bộ

Trang 16

BẢN VẼ PHÔI SƠ BỘ

Hình 3.1 Bản vẽ phôi sơ bộ // chi tiết thế này thì chỉ 1 hình chiếu, kg cắt, phôi có lỗ

to mà làm đặc thế này là kg đúng

Yêu cầu kĩ thuật của phôi

- Độ nhám đạt được Rz = 150μmm, cấp chính xác IT15 ÷ IT16 [1, trang 144, phụ lục 11]

Đặc điểm

kích thước

phôi dập

Kíchthướcdanhnghĩa(mm)

Dung sai(mm)

Sai lệchcho phép(mm)

Lượng

dư mộtphía(mm)

Lượng dư

và dung sai

sơ bộ(mm)

Đường

+1,8-1,2

2,5 ∅ 305

−1,2+1,8

Trang 17

Chương 4 XÂY DỰNG TIẾN TRÌNH GIA CÔNG

Hình 4.1 Bản vẽ đánh số các bề mặt // đưa vào mục 4.1

4.1 TRÌNH TỰ GIA CÔNG CÁC BỀ MẶT

Dựa vào bản vẽ đánh số các bề mặt và yêu cầu kỹ thuật ta lập được bảng sau đây:

Bảng 4.1.Trình tự gia công

Trang 18

Tiện bán tinh

Tiện thô Tiện bán tinh Tiện tinhMài tinhMài láng

Khoét thô6

Tiện bán tinh7

Tiện bán tinh8

KhoanKhoét thô

Tiện thô Tiện bán tinh Tiện tinhTiện láng

Trang 19

10 IT14 Ra= 6,3 µm Tiện thô

Tiện bán tinh

KhoanTiện thôTiện bán tinh

4.2 TIẾN TRÌNH GIA CÔNG CÁC BỀ MẶT

Từ bảng trình tự gia công ta thiết lập được tiến trình gia công cho các bề mặt

Bảng 4.2 Tiến trình gia công

STT Nguyên công Bề mặt gia

4

KhoanKhoét

2

11,3

Khoan

Trang 20

10 Tiện láng 9 1,4 Tiện

Trang 21

Chương 5 THIẾT KẾ NGUYÊN CÔNG

5.1 NGUYÊN CÔNG 1: CHUẨN BỊ PHÔI

- Bước 1: Tiện thô bề mặt 1 đạt cấp chính xác IT14, độ nhám Ra = 12,5 µm

- Bước 4: Khoan bề mặt 11 đạt cấp chính xác IT14, độ nhám Ra = 12,5 µm.

Trang 22

Chọn máy công nghệ

Chọn máy tiện 1K62 [7, trang 217]

- Chiều cao tâm : 200mm

- Khoảng cách giữa 2 tâm: 1.400mm

- Công suất động cơ chính (kW): 10 kW

- Số vòng quay trục chính (vg/ph): 12,5 - 16 – 20 – 25 – 31,5 – 40 – 50 – 63 – 80 –

100 – 125 – 160 – 200 – 250 – 315 – 400 – 500 – 630 – 800 – 1000 – 1250 – 1600 –2000

- Lượng tiến dọc (mm/v): 0,07 – 0,014 – 0,084 – 0,097 – 0,11 – 0,12 – 0,13 – 0,14– 0,15 – 0,17 – 0,195 – 0,21 – 0,23 – 0,26 – 0,28 – 0,3 – 0,34 – 0,39 – 0,43 – 0,47 – 0,52– 0,57 – 0,61 – 0,7 – 0,78 – 0,87 – 0,95 – 1,04 – 1,14 – 1,21 – 1,4 – 1,56 – 1,74 – 1,9

- Lượng tiến ngàn (mm/v): 0,035 – 0,037 – 0,042 – 0,048 – 0,055 – 0,06 – 0,065 –0,07 – 0,074 – 0,084 – 0,097 – 0,11 – 0,12 – 0,13 – 0,14 – 0,15 – 0,17 – 0,195 – 0,21 –0,23 – 0,26 – 0,28 – 0,3 – 0,34 – 0,39 – 0,43 – 0,47 – 0,52 – 0,57 – 0,6 – 0,7 – 0,78 – 0,87– 0,95 – 1,04 – 1,14 – 1,21 – 1,4 – 1,56 – 1,74 – 1,9 – 2,08

Chọn đồ gá

Măm cặp 3 cháu

Dụng cụ cắt

Dao tiện bề mặt 1,3,4 [5, trang 44]

- Vật liệu phần cắt: Thép gió P9 (có 8,5 - 10% cacbit vonfram)

- Góc sau của lưỡi cắt chính và phụ: α = 10°

- Góc nghiêng chính: φ = 90°

- Góc nghiêng lưỡi cắt chính: λ = 10°1

- Góc trước lưỡi cắt chính: γ = 16°

Trang 23

Hình 5.2 Dao tiện mặt đầu Bảng 5.1 Thông số dao tiện mặt đầu [5 trang 45, bảng 4.5]

Chọn được dao tiện lỗ thông suốt có góc φ= 45º cho bề mặt 2 tra tài liệu [5, trang

56, bảng 4.14] Dao gắn mảnh hợp kim cứng có kết cấu như hình 5.4

Hình 5.4 Dao tiện lỗ thông

- Vật liệu: Hợp kim cứng T15K6

- Chiều dài của dao: L = 150 mm

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

- Chiều dài phần cắt l = 40

- Đường kính phần cắt d = 12

- Chiều cao mũi cắt h = 10

- Chiều dài phần cắt nhô ra: m = 6 mm

- Phạm vi sử ứng dụng: để tiện lỗ thông suốt và tiện vát mép

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

Trang 24

- Góc trước chính: chọn γ = 12º (Đối với thép T15K6 có σB = 152,95 kG/mm2)

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

- Góc nghiêng lưỡi cắt: λ = 0º

- Góc nghiêng chính: φ = 45º

- Chu kỳ bền: T = 40 phút

- Đường kính lỗ gia công 12mm

Dao khoan ruột gà để khoan bề mặt 11

Vật liệu dụng cụ cắt: Thép gió P12 (có 12% cacbit vonfram) [1, trang 45]Thông số hình học dụng cụ cắt [1, trang 47]:

Góc nghiêng lưỡi cắt ngang: Ψ = 55°

Góc nghiêng chính của lưỡi cắt: 2φ = 120°

Chu kỳ bền của lưỡi khoan: 8 phút

Hinh 5.15 Dao khoan ruột gà Bảng 5.8 Thông số dao khoan [5, trang 104, bảng 4.58]

Trang 25

5.2 NGUYÊN CÔNG 3: TIỆN THÔ 6,7,9,10,11

Sơ đồ gá đặt

Hình 5.2 Sơ đồ gá đặt nguyên công 3 Các bước nguyên công

- Bước 4: Tiện thô bề mặt 11 đạt cấp chính xác IT14, độ nhám Ra = 12,5 µm.

- Bước 5: Tiện thô bề mặt 6 đạt cấp chính xác IT14, độ nhám Ra = 12,5 µm Chọn máy công nghệ

Trang 26