đồ án kỹ thuật gia công cơ khí đề tài thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết càng

Ngoài ra chi tiết dạng càng còn dùng đểđẩy bánh răng khi cần thay đổi tỉ số truyền trong hộp tốc độ .Trên chi tiết dạng càng ngoài những lỗ cơ bản cần được gia công chính xác còncó nhữn

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI

KHOA CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN KỸ THUẬT GIA CÔNG CƠ KHÍ

Đề tài:

Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết:

Càng

Giảng viên hướng dẫn : Thầy Ngô Xuân Quang

Sinh viên thực hiện : Nguyễn Đăng Sơn

Lớp : 63CK-QLM

MSV : 2151052626

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC KỸ THUẬT GIA CÔNG CƠ KHÍ

Họ và tên: Nguyễn Đăng Sơn MSSV: 2151052626

Ngành: Kỹ thuật cơ khí Lớp: 63CK - QLM

Tên đề tài: Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết: Càng

I-Số liệu cho trước: - Sản lượng: N1 =…9999… chiếc/năm

- Điều kiện thiết bị: tự chọn

II- Nội dung thiết kế

1 Phân tích chức năng làm việc của chi tiết.

2 Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết

3 Xác định dạng sản xuất

4 Chọn phôi và phương pháp chế tạo phôi Xây dựng bản vẽ chi tiết lồng phôi

5 Lập thứ tự các nguyên công, các bước (vẽ sơ đồ gá đặt, ký hiệu định vị, kẹp chặt, chọn máy, chọn dao, vẽ ký hiệu chiều chuyển động của dao, của chi tiết).

6 Tính lượng dư cho một bề mặt (mặt tròn trong, tròn ngoài, mặt phẳng):

……… … … ………… còn tất cả các bề mặt khác tra theo sổ tay công nghệ chế tạo máy.

7 XĐ chế độ cắt

III Các bản vẽ

- Bản vẽ chi tiết lồng phôi:……….…1 bản (A 1 hoặc A 0 )

- Bản vẽ sơ đồ nguyên công: …… ……….… 1 bản (A 0 )

Ngày giao nhiệm vụ: 2/5/2024

Ngày hoàn thành nhiệm vụ: …6/6/2024……….

Sinh viên thực hiện

(Ký tên)

Giáo viên hướng dẫn

(Ký tên)

Phần 1: Phân Tích Chức Năng Làm Việc Của Chi Tiết

Càng gạt là chi tiết dạng càng Chi tiết dạng càng thường có chức năng biến đổi chuyển động thẳng của chi tiết này ( Piston của động cơ đốt trong ) thành chuyển động quay của chi tiết khác ( trục khuỷu ) Ngoài ra chi tiết dạng càng còn dùng để đẩy bánh răng ( khi cần thay đổi tỉ số truyền trong hộp tốc độ )

Trên chi tiết dạng càng ngoài những lỗ cơ bản cần được gia công chính xác còn

có những lỗ dùng để kẹp chặt, các mặt đầu của lỗ và những yếu tố khác cần được gia công

Phần 2: Phân Tích Tính Công Nghệ Trong Kết Cấu Của Chi Tiết

Vật liệu chế tạo chi tiết càng là gang xám 15-32 Đây là loại vật liệu có tính đúc tốt, ta có thể sử dụng phương pháp đúc để chế tạo phôi

Chiều dầy của càng là 10-15 mm, do vậy tính cứng vững của chi tiết không cao

Vì vậy khi gia công càng cần phải chú ý đến vấn đề kẹp chặt chi tiết

Do các mặt đầu của càng không cùng nằm trên một mặt phẳng, do vậy khi gia công ta phải gá đặt nhiều lần (không gia công được các mặt đầu trong một lần gá), điều này ảnh hưởng đến năng suất gia công

Độ chính xác của các lỗ chính cao, bề mặt lỗ 10, 20 cần gia công đạt độ nhám Ra = 2,5 (6), với dung sai 10 là 0,03( tương ứng với cấp chính xác

H7); 20 là 0,035 (tương ứng với cấp chính xác H7) Để đạt được yêu cầu này ta phải gia công qua các bước khoan-khoét-doa

Các bề mặt đầu cần gia công đạt độ nhám Rz = 20 (5), ta có thể gia công đạt được yêu cầu này bằng phương pháp gia công phay, qua các bước phay thô và phay tinh

Độ không song song giữa bề mặt C và B là 0,03; độ không vuông góc giữa bề mặt D và A là không quá 0,03; độ không song song của các tâm lỗ cơ bản không quá 0,03/100mm chiều dài Các yêu cầu kỹ thuật này ta hoàn toàn có thể đạt được khi gia công trên các máy vạn năng hay các máy chuyên dùng

Phần 3: Xác Định Dạng Sản Xuất

3.1.Xác định khối lượng của chi tiết

Với vật liệu GX 15-32 ta sử dụng phần mềm solidworks để tính được khối lượng của chi tiết: m=750(g)=0,75(kg)

3.2.Tính số lượng chi tiết cần chế tạo trong một năm:

N = No.m.(1+).(1+) chi tiết/năm

No : Số lượng sản phẩm yêu cầu (sản phẩm/năm)

m : Số chi tiết đang xét có trong một sản phẩm

Tỉ lệ phế phẩm không tránh khỏi

 = (36)  lấy = 5 

 : Tỉ lệ dự trữ trong sản xuất

 = (57)   lấy  = 6  Với N0 = 9999

m = 1

 N = 9999.1.(1+5 ).(1+6 ) = 11129 chi tiết/năm.

Tra bảng 2 [4]  Dạng sản xuất là HÀNG LOẠT LỚN

Phần 4: Chọn Phôi Và Phương Pháp Chế Tạo Phôi.

Xây Dựng Bản Vẽ Chi Tiết Lồng Phôi.

4.1.Chọn phôi và phương pháp chế tạo phôi

Với chi tiết càng gạt này có kết cấu không quá phức tạp ta có thể có một

số phương án chế tạo phôi sau:

*Phôi dập.

Phôi dập được dập trên máy búa nằm ngang hoặc máy dập đứng, khi dập

do chi tiết có kết cấu đơn giản nên không có bavia

Khi dập độ chính xác của phôi dập cao, đặc biệt là kích thước theo chiều cao và sai lệch giữa hai nửa khuôn chi tiết Thông thường độ bóng của dập thể tích đạt được 24, độ chính xác 0,10,005

Trạng thái ứng suất của phôi dập nói chung là nén khối, do vậy kim loại

có tính dẻo tốt hơn, biến dạng triệt để hơn nên cơ tính của phôi dập cao hơn rèn, vì vậy mà dễ cơ khí hoá và tự động hoá nâng cao được năng suất

Tuy nhiên, phương pháp chế tạo phôi dập có một số nhược điểm sau: Thiết bị sử dụng cho dập có công suất lớn, chuyển động đòi hỏi chính xác cao, chế tạo khuôn đắt tiền

*Phôi đúc.

Do vật liệu chế tạo phôi là gang xám 15-32, đây là loại vật liệu có tính đúc tốt Đúc có thể tạo ra các sản phẩm đúc phức tạp, giá thành của sản phẩm đúc

hạ hơn các dạng sản xuất khác

Tuy nhiên, sản phẩm đúc có những nhược điểm sau:

+ Sản phẩm đúc dễ bị rỗ co, rỗ khí, nứt và lẫn tạp chất,

+ Khi đúc trong khuôn cát, độ chính xác về kích thước và độ bóng thấp

+ Tiêu hao một phần không nhỏ lượng kim loại ở hệ thống rót, đậu hơi, đậu

ngót,

Do dạng sản xuất của ta là dạng sản xuất hàng loạt lớn, phôi có kích thước không lớn, kết cấu không quá phức tạp, có một số bề mặt không cần gia công, mặt khác vật liệu chế tạo phôi là gang xám 15-32 - đây là loại vật liệu có tính đúc tốt, nên ta

chọn phương pháp chế tạo phôi là đúc, phôi đúc được đúc trong khuôn cát, làm

khuôn trên máy ép và máy rằn

4.2.Xây dựng bản vẽ chi tiết lồng phôi

Tra bảng 3-94[1] , với vật liệu đúc cấp chính xác 1  lượng dư gia công cho các bề mặt bên và dưới là : 2,0 mm

Tra bảng 3-3[1]  dung sai cho phép của vật liệu đúc

Tra bảng 3-13[1]  độ nhám bề mặt chi tiết đúc: Rz = 40 m (4)

Phần 5: Lập thứ tự các nguyên công, các bước

1.Xác định các bề mặt cần gia công

 Các bề mặt A,B,C,D

 Các lỗ ∅10,∅20,∅ 6,∅ 12

2.Thứ tự các nguyên công

 Nguyên công I: gia công bề mặt C

 Nguyên công II: gia công bề mặt B

 Nguyên công III: gia công bề mặt A

 Nguyên công IV: gia công bề mặt D

 Nguyên công V: gia công hai lỗ 10

 Nguyên công VI: gia công lỗ 20

 Nguyên công VII: Vát mép các lỗ trụ

 Nguyên công VIII: gia công hai lỗ 6

 Nguyên công IX: gia công lỗ 12

 Nguyên công X: Tổng kiểm tra

1, Nguyên Công I: gia công bề mặt C

 Chọn máy

Để gia công bề mặt C ta sử dụng phương pháp phay để gia công, ta tiến hành phay trên máy phay đa năng VH-320.

 Gá đặt

- Định vị: Hạn chế 3 bậc tự do của chi tiết( tịnh tiến Oz, quay quanh Ox Oy) bằng cách đặt mặt A của chi tiết lên 1 mặt phẳng

- Kẹp chặt: Lực kẹp W tác dụng lên bề mặt D

 Chọn dụng cụ cắt

Để gia công bề mặt C có bề rộng 25 ta chọn dao phay mặt đầu, vật liệu chế tạo dao

là thép gió.

Tra bảng 4.92[1]  chọn dao phay mặt đầu liền khối đuôi côn loại 1:

Các kích thước cơ bản của dao phay:

Đường kính dao phay: D = 40 mm

Bề dầy dao phay: L = 26 mm

Số răng dao phay: 10

Đường kính lỗ lắp trục: d = 16mm.

Tra bảng 7[4]  tuổi bền của dao T = 130 phút.

 Sơ đồ gá đặt

2, Nguyên Công II: gia công bề mặt B.

 Chọn máy

- Để gia công bề mặt B ta sử dụng phương pháp phay trên máy phay đứng VH-320

 Gá đặt

- Định vị: Hạn chế phôi năm bậc tự do: phiến tì đặt tại mặt phẳng C hạn chế ba bậc tự do, một khối V ngắn đặt tại vành ngoài của khối trụ 25, hạn chế hai bậc tự do

- Kẹp chặt: Lực kẹp được đặt tại mặt phẳng A, lực kẹp W được sinh ra từ

cơ cấu kẹp ren-đai ốc

 Chọn dụng cụ cắt

- Để gia công bề mặt B có bề rộng 25 ta chọn dao phay mặt đầu, vật liệu chế tạo dao là thép gió

 Sơ đồ gá đặt

3, Nguyên Công III: gia công bề mặt A.

 Chọn máy

- Để gia công bề mặt A ta sử dụng phương pháp phay trên máy phay đứng VH-320

 Gá đặt

- Định vị: Để phay mặt đầu A ta định vị phôi trên phiến tỳ (hạn chế ba bậc

tự do), các phiến tỳ được đặt tại mặt phẳng C

- Kẹp chặt: Để kẹp chặt chi tiết ta đặt lực kẹp tại mặt B, lực kẹp W được sinh ra từ cơ cấu kẹp liên động ren-đai ốc Để tăng cứng vững, và tránh làm biến dạng phôi trong quá trình gia công ta đặt thêm chốt tỳ phụ tại mặt phẳng D

 Chọn dụng cụ cắt

- Để gia công bề mặt A có bề rộng 40 ta chọn dao phay mặt đầu, vật liệu chế tạo dao là thép gió

 Sơ đồ gá đặt

4, Nguyên Công IV: gia công bề mặt D

 Chọn máy

- Để gia công bề mặt D ta sử dụng phương pháp phay trên máy phay đa năng VH-320

 Gá đặt

- Định vị: Để phay mặt đầu D ta định vị phôi trên phiến tỳ (hạn chế ba bậc

tự do), phiến tỳ được đặt tại mặt phẳng A

- Kẹp chặt: Lực kẹp tại mặt C, lực kẹp W được sinh ra từ cơ cấu kẹp liên động ren-đai ốc Để tăng cứng vững, và tránh làm biến dạng phôi trong quá trình gia công ta đặt thêm chốt tỳ phụ tại mặt phẳng B

 Chọn dụng cụ cắt

- Để gia công bề mặt D có bề rộng 40 ta chọn dao phay mặt đầu, vật liệu chế tạo dao là thép gió

 Sơ đồ gá đặt

5.Nguyên công V: Khoan-khoét-doa hai lỗ 10

 Chọn máy

- Để gia công hai lỗ 10 cách nhau một khoảng 180mm, ta tiến hành gia công trên máy khoan cần

 Gá đặt

- Định vị phôi bằng hai phiến tỳ ở mặt phẳng B, phiến tỳ hạn chế ba bậc tự

do, và hai khối V, một khối V cố định hạn chế hai bậc tự do, một khối V

di động hạn chế một bậc tự do Hai khối V này đặt ở vành ngoài khối trụ

25

- Kẹp chặt: Lực kẹp W được đặt ở trên bề mặt A, lực kẹp W được sinh ra

từ cơ cấu kẹp ren-đai ốc thông qua đòn kẹp Để tăng cứng vững cho phôi

ta sử dụng thêm chốt tỳ phụ, chốt tỳ phụ được đặt tại bề mặt D

 Chọn dụng cụ cắt

- Do lỗ 10 cần gia công đạt cấp chính xác 6 nên ta tiến hành khoan-khoét-doa:

+ Khoan lỗ 8 dùng mũi khoan ruột gà, đuôi côn loại I, vật liệu chế tạo mũi khoan là thép gió

+ Khoét lỗ 9,8 dùng mũi khoét, vật liệu chế tạo thép gió.

+ Doa lỗ 10  dùng dao doa, vật liệu chế tạo là thép gió

 Sơ đồ gá đặt

6.Nguyên công VI : Khoan-khoét-doa lỗ 20

 Chọn máy

- Ta sử dụng máy khoan đứng 2H135

 Gá đặt

- Định vị phôi bằng phiến tỳ (hạn chế ba bậc tự do) đặt ở mặt phẳng D, và hai chốt định vị ở hai lỗ 10 ta đã gia công ở nguyên công trước ở đây ta dùng một chốt trụ (hạn chế hai bậc tự do) và một chốt chám (hạn chế một bậc tự do)

- Kẹp chặt: Lực kẹp W được đặt tại bề mặt B Cơ cấu kẹp ở đây ta sử dụng hệ thống đòn kẹp liên động

 Chọn dụng cụ cắt

- Để gia công lỗ 20 đạt 6  ta tiến hành khoan-khoét-doa:

+ Khoan lỗ 19

+ Khoét lỗ 19,8

+ Doa lỗ 20

 Sơ đồ gá đặt

7 Nguyên công VII: Vát mép của các lỗ trụ.

Tại nguyên công này ta tiến hành vát mép một đầu cho lỗ trụ 20 và hai lỗ trụ 10

Sơ đồ định vị và kẹp chặt được xác định như nguyên công 6 khi vát mép lỗ trụ

20, và như nguyên công 5 khi vát mép lỗ trụ 10

Các chế độ cắt ta lấy như của bước khoét tương ứng với nguyên công VI và nguyên công V:

Vát mép lỗ trụ 20:

S = 0,63 mm/vòng V = 44,2 m/phút n = 710,64 vòng/phút

Vát mép lỗ trụ10:

S = 0,7 mm/vòng V = 26,17 m/phút n = 650 vòng/phút

8 Nguyên công VIII: Khoan hai lỗ 6

 Chọn máy

Để khoan hai lỗ 6 cách nhau một khoảng 180mm, ta tiến hành khoan trên máy khoan cần

 Gá đặt

- Định vị: Hạn chế sáu bậc tự do ta dùng phiến tỳ phẳng ( hạn chế ba bậc tự do) đặt ở bề mặt C và hai chốt, một chốt trụ (hạn chế hai bậc tự do) và một chốt chám (hạn chế một bậc tự do) Hai chốt được đặt ở hai lỗ 10 ( đã được gia công ở nguyên công 5)

- Kẹp chặt: Lực kẹp W được tác động từ đòn kẹp của cơ cấu kẹp liên động ren-đai ốc, lực kẹp được đặt tại bề mặt B

 Chọn dụng cụ cắt:

Để khoan lỗ 6 đạt độ nhám Rz = 40 ta dùng mũi khoan ruột gà đuôi trụ loại trung bình, vật liệu chế tạo mũi khoan là thép gió

 Sơ đồ định vị:

9 Nguyên công IX: khoan lỗ 12

 Chọn máy

Ta chỉ khoan lỗ 12, nên ta chọn máy khoan đứng

Theo bảng 9.21[3]  chọn máy khoan đứng 2H125

 Gá đặt

- Định vị: Hạn chế sáu bậc tự do của phôi, dùng một phiến tỳ phẳng (hạn chế

ba bậc tự do) đặt tại bề mặt D, một chốt trụ ngắn đặt tại lỗ 20 (hạn chế hai bậc tự do), một chốt chám (hạn chế một bậc tự do) đặt tại lỗ 10

- -Kẹp chặt: Lực kẹp W được đặt ở bề mặt A, lực kẹp W được tác động từ đòn kẹp của cơ cấu kẹp ren-đai ốc

 Chọn dụng cụ cắt:

Do cần gia công lỗ 12 đạt độ nhám Rz40, nên ta chỉ tiến hành khoan là đạt yêu cầu Chọn mũi khoan ruột gà đuôi trụ loại trung bình, vật liệu chế tạo mũi khoan là thép gió

 Sơ đồ định vị và kẹp chặt:

10.Nguyên công X: Tổng kiểm tra.

- Kiểm tra độ không song song giữa bề mặt C và bề mặt B

- Kiểm tra độ không vuông góc giữa đường tâm lỗ trụ 20 và bề mặt A

- Kiểm tra độ không song song giữa các đường tâm lỗ trụ 10 và 20

Phần 6 Tính Lượng Dư Gia Công

1 Tính lượng dư cho một bề mặt

Tính lượng dư gia công bề mặt C

 Theo bảng 9-[1], xác định lượng dư nhỏ nhất theo công thức :

Zi min=( Rzi−1+ Ti−1+ ρi−1+ εi)

 Tra bảng 10 trang 39-[1] chất lượng bề mặt của các loại phôi khác nhau ta có:

Rz = 250 (μm)m)

Ti = 350 (μm)m) Tổng giá trị Ri và Ti bằng 600μmm, đối với gang sau bước thứ nhất có thể loại bỏ Ti, còn Rz giá trị này bằng 50 μmm và 25 μmm (bảng 3-69, stctm1)

 Sai lệch không gian

ρp = √ρ c2+ρ2cm

Trong đó: ρc – Sai số do độ cong vênh của chi tiết sau khi đúc ρc = ∆k.d Tra bảng 15 [4] đối với phôi đúc thì độ cong giới hạn ∆ k=0,7 (μm)m) Vậy: ρc = 0,7.20 = 14 (μm)m) , ρcm = 700 μm)m

Vậy ρp = √142+7002 = 700 (μm)m)

*Sai số không gian còn lại sau khi phay thô là:

ρ1 = k ρp = 0,06.700 ≈ 42 (μm)m)

 Sai số gá đặt khi phay thô là:

εgd 1= √ εc2+ εkc2 Trong trường hợp này: ε c = 0 vì gốc kích thước trùng với chuẩn định vị Vậy: ε gd1 = εkc

Tra bảng 24 trang 48-[1] được ε kc = 120 (μm)m) → ε gd1 = 120 (μm)m)

Khi phay tinh không thay đổi gá đặt nên sai số gá đặt còn lại là:

ε gđ2 = 0,06 ε gd1 = 0,06.120 = 7,2 (μm)m)

Xác định lượng dư nhỏ nhất theo công thức:

Zi min=( Rzi−1+ Ti−1+ ρi−1+ εi)

Lượng dư nhỏ nhất khi phay thô là:

Z min1=(250+350+700+120) = 1420 (μm)m) = 1,42 (mm)

Lượng dư nhỏ nhất khi phay tinh là:

Z min1=(50+25+42+7,2) = 124,2 (μm)m) = 0,124 (mm)

 Kích thước tính toán:

- Phay tinh: l2 = 20,05 (mm)

- Phay thô : l1 = 20,05 + 0,124 = 20,174 (mm)

- Phôi : lp = 20,174 + 1,42 = 21,594 (mm)

 Kích thước giới hạn lớn nhất:

- Phay tinh: l2 = 20,05 (mm)

- Phay thô : l1 = 20,174 (mm)

- Phôi : lp = 21,594 (mm)

*Dung sai của các bước là: 1 = 100 (μm)m); 2 = 200 (μm)m); ph = 800 (μm)m)

 Kích thước giới hạn nhỏ nhất:

- Phay tinh: l2 = 20,05 - 0,1 = 19,95(mm)

- Phay thô : l1 = 20,169 - 0,2 = 19,969 (mm)

- Phôi : lp = 21,594 - 0,8 = 20,794(mm)

 Lượng dư giới hạn:

- Khi phay tinh:

 Zmax = 20,169 – 20,05 = 0,119 (mm)

 Zmin = 19,969 – 19,95 = 0,019 (mm)

- Khi phay thô:

 Zmax = 21,594 – 20,174 = 1,42 (mm)

 Zmin = 20,794 – 19,969 = 0,825 (mm)

- Lượng dư tổng cộng

 Zomax = 0,119 + 1,42 = 1,539 (mm)

 Zomin = 0,019 + 0,825 = 0,844 (mm)

2 Tra lượng dư cho các nguyên công còn lại:

 Nguyên Công I, II, III, IV: Phay mặt đầu lần lượt các mặt C, B, A và D

Từ bảng 3.94[1]  lượng dư gia công của phôi đúc: Zb = 2 mm

Phay thô: Zb = 1,9 mm

Phay tinh:Zb = 0,1 mm

 Nguyên công V: gia công hai lỗ 10

Bảng 3-131[1] :

- Khoan lỗ 8

- Khoét lỗ 9,8

- Doa lỗ 10

 Nguyên công VI: gia công lỗ 20

- Khoan lỗ 19

- Khoét lỗ 19,8

- Doa lỗ 20

 Nguyên công VIII: gia công hai lỗ 6

- Do ta chỉ khoan lỗ 6 từ phôi đặc nên ta không phải tra lượng dư cho nguyên công khoan này

 Nguyên công IX: gia công lỗ 12

- Do ta chỉ khoan lỗ 12 từ phôi đặc nên ta không phải tra lượng dư cho nguyên công khoan này