Chuyên đề thuyết minh Thiết kế quy trình công nghệ gia công trục vít - chế tạo máy

Chuyên đề thuyết minh Thiết kế quy trình công nghệ gia công trục vít - chế tạo máyChuyên đề thuyết minh Thiết kế quy trình công nghệ gia công trục vít - chế tạo máyChuyên đề thuyết minh Thiết kế quy trình công nghệ gia công trục vít - chế tạo máy

Trang 1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

KHOA CƠ KHÍ

CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP

TÊN ĐỀ TÀI:Lập quy trình công nghệ gia công chi tiết trục vít dạng sản xuất hàng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

KHOA CƠ KHÍ

Trang 2

CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP

TÊN ĐỀ TÀI: Lập quy trình công nghệ gia công chi tiết trục vít dạng sản xuất hàng

Khoa/Viện: Khoa cơ khí

PHIẾU THEO DÕI TIẾN ĐỘ VÀ ĐÁNH GIÁ

Trang 3

Lần KTNgàyNội dungNhận xét của GVHD

Trang 4

Kiểm tra giữa tiến độ của Trưởng Bộ môn

Ngày kiểm tra:……… ………

Đánh giá công việc hoàn thành:……%:

Ký tên………

Lần KTNgàyNội dungNhận xét của GVHD

6789…

Nhận xét chung (sau khi sinh viên hoàn thành CĐTN):

……… ……….……… ………….……… ……….………

Đối với ĐA/KLTN: Kết luận sinh viên: Được bảo vệ:  Không được bảo vệ: 

Khánh Hòa, ngày…….tháng…….năm………

Cán bộ hướng dẫn

(Ký và ghi rõ họ tên)

Trang 5

Khoa/Viện: Khoa cơ khí

PHIẾU CHẤM ĐIỂM CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆP

(Dành cho cán bộ chấm phản biện)

1 Họ tên người chấm:……….

2 Sinh viên/ nhóm sinh viên thực hiện ĐA/KL/CĐTN (sĩ số trong nhóm:……….)

(1) Trần Văn Hoàng MSSV: 62133745(2)……… MSSV

(3)……… MSSV:

(4)……… MSSV:

(5)……… MSSV:

Lớp: 62.KTCK Ngành: Kỹ thuật cơ khí3 Tên đề tài: Lập quy trình công nghệ gia công chi tiết trục vít dạng sản xuất hàng loạt vừa.4 Nhận xét - Hình thức:

Điểm hình thức:……/10 Điểm nội dung: /10 Điểm tổng kết:………/10

Đối với ĐA/KLTN: Kết luận cho sinh viên: Được bảo vệ:  Không được bảo vệ: Khánh Hòa, ngày…….tháng…….năm………

Cán bộ chấm phản biện

(Ký và ghi rõ họ tên)

Trang 6

KHOA CƠ KHÍBỘ MÔN CHẾ TẠO MÁY

CHUYÊN ĐỀ TỐT NGHIỆPKỸ THUẬT CƠ KHÍ

I Tên đề tài: Lập quy trình công nghệ gia công chi tiết trục vít dạng sản xuất hàng loạtvừa

II Số liệu ban đầu: - Bản vẽ chi tiết: Trục vít

- Sản lượng: 2000 sản phẩm/nămIII Nội dung chính phần thuyết minh:

1 Phân tích chi tiết gia công2 Chọn dạng phôi và phương pháp chế tạo phôi3 Lập phương án gia công

4 Thiết kế nguyên công5 Xác định lượng dư gia công6 Xác định thông số chế độ cắt7 Kết luận và kiến nghị

TS Nguyễn Hữu Thật TS Nguyễn Hữu Thật

Trang 7

MỤC LỤC

Lời cảm ơn 8

Chương 1 XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT 9

1.1 MÔ HÌNH HÓA CHI TIẾT 9

1.2 XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG CHI TIẾT 14

1.3 XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT 16

Chương 2 PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG 18

2.1 YÊU CẦU KỸ THUẬT 18

2.3 ĐÁNH GIÁ TÍNH CÔNG NGHỆ TRONG KẾT CẤU 19

Chương 3 CHỌN PHÔI VÀ PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI 22

4.2 LẬP TIẾN TRÌNH GIA CÔNG CÁC BỀ MẶT 28

Chương 5 THIẾT KẾ NGUYÊN CÔNG 30

5.1 NGUYÊN CÔNG 1: CHUẨN BỊ PHÔI 30

5.2 NGUYÊN CÔNG 2: KHỎA MẶT ĐẦU – KHOAN – TARÔ 30

Trang 9

5.5.2 Các bước nguyên công 36

Trang 11

5.11.4 Đồ gá 47

5.11.5 Dụng cụ cắt 47

5.11.6 Chọn dung dịch trơn nguội 48

5.11.7 Chọn dụng cụ kiểm tra 48

5.12 NGUYÊN CÔNG 12 : TIỆN BÁN TINH – TIỆN TINH 49

5.13 NGUYÊN CÔNG 13 : TIỆN BÁN TINH – TIỆN TINH 51

5.14 NGUYÊN CÔNG 14 : MÀI TINH 53

Chương 6 XÁC ĐỊNH LƯỢNG DƯ TRUNG GIAN VÀ KÍCH THƯỚC TRUNG GIAN 55

6.1 XÁC ĐỊNH LƯỢNG DƯ TRUNG GIAN VÀ KÍCH THƯỚC TRUNG GIAN BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH 55

6.1.1 Bước 1 và 2 55

6.1.2 Bước 3 xác định Rzi-1, hi-1,pi-1, εi 55

6.1.3 Bước 4: Xác định Zimin cho tất cả các bước 56

6.1.4 Bước 5: Xác định kích thước lớn nhất của lỗ 56

6.1.5 Bước 6: Xác định kích thước các bước sát trước 57

6.1.6 Bước 7: Tính kích thước giới hạn 57

6.1.7 Bước 8: Xác định lượng dư giới hạn 57

6.1.8 Bước 9: Xác định lượng dư tổng cộng bé nhất và lớn nhất 57

6.1.9 Bước 10: Kiểm tra kết quả tính toán 58

6.2 XÁC ĐỊNH LƯỢNG DƯ VÀ KÍCH THƯỚC TRUNG GIAN BẰNG PHƯƠNG PHÁP TRA BẢNG 60

6.2.1 Xác định lượng dư cho bề mặt 13 60

6.2.2 Xác định lượng dư và kích thước trung gian cho bề mặt đáy của chi tiết càng dài 155 mm 60

Chương 7 XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ CẮT VÀ THỜI GIAN CƠ BẢN 63

Trang 12

7.1 XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ CẮT VÀ THỜI GIAN CƠ BẢN BẰNG PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN PHÂN TÍCH CHO NGUYÊN CÔNG 7 63 Chương 8 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 74TÀI LIỆU THAM KHẢO 75

Trang 13

Lời cảm ơn

Chuyên đề tốt nghiệp lập quy trình công nghệ gia công chi tiết trục vít dạng sảnxuất hàng loạt vừa là các kiến thức trong thời gian 4 năm học ở trường Đại học nhatrang, và được sự giúp đỡ tận tình của quý thầy trong khoa cơ khí đại học Nha Trang,Song kiến thức vẫn còn hạn hẹp chưa có nhiều kinh nghiệm thực tế chuyên đề sẽ cónhiều thiếu sót, mong quý thầy xem xét và đánh giá để em có thể hoàn thành tốt hơn

Và em rất cảm ơn đến khoa cơ khí nói riêng trường đại học nha trang nói chungđã tạo điều kiện để em gặp các thầy cô, cho em có thể học được những kiến thức đểtrang bị cho mình hành trang về chuyên môn để ra trường

Em cũng xin chân thành cảm ơn đến thầy Nguyễn Hữu Thật đã giúp đỡ vàhướng dẫn tận tình em về chuyên đề lần này và cảm ơn các bạn đã đồng hành và giúpđỡ em trong khoảng thời gian 4 năm học tập tại trường

Nha Trang, ngày….tháng….năm 2024.

Sinh viên thực hiện

Trần Văn Hoàng

Trang 14

Chương 1 XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

Đối với chương này, là nhằm để chúng ta biết được các bước sản xuất nàophù hợp (đơn chiếc, hàng loạt nhỏ, hàng loạt vừa, hàng loạt lớn, hay là hàng loạt khối)sau để chuẩn bị tốt tính công nghệ của chi tiết, chọn phương án chế tạo phôi, chọnthiết bị gia công hợp lý cho việc tạo ra một chi tiết thành phẩm

1.1 MÔ HÌNH HÓA CHI TIẾT

Sử dụng phần mềm PTC (Creo Parametric) để mô hình hóa 3D chi tiết trụcvít gồm những bước sau đây:

- Bước 1: Vẽ lần lượt các biên dạng 2D của chi tiết theo từng kích thước.

Hình 1.1 Hình Vẽ 2D các kích thước đã cho trong bản vẽ.- Bước 2: Sử dụng lệnh Revolve để tạo bề dày chi tiết ở hình dáng 3D.

Hình 1.2 Chi tiết được mô hình hóa 3D sau khi dùng lệnh Revolve.

- Bước 3: Dùng lệnh Hole để tạo lỗ M11x1.5 cho chi tiết ở hình dáng 3D.

Trang 15

Hình 1.3 Chi tiết được tạo lỗ M11x1.5- Bước 4: Vẽ biên dạng 2D rãnh then cho chi tiết

Hình 1.4 Biên dạng 2D của rãnh then.

Trang 16

- Bước 5: Dùng lệnh Extrude chọn Remove Material để tạo rãnh then ở dạng 3D.

Hình 1.5 chi tiết rãnh then ở biên dạng 3D.- Bước 6: Sử dụng lệnh Chamfer để vát góc bên đầu còn lại của chi tiết.

Hình 1.4 Chi tiết được vát góc.

Trang 17

- Bước 7: Sử dụng lệnh Cosmetic Thread để tạo phần ren M22x1.5 cho chi tiết.

Hình 1.5 đoạn trục được tạo ren M22x1.5- Bước 7: Vẽ biên dạng 2D rãnh then cho chi tiết.

Hình 1.6 Biên dạng răng chi tiết trước khi mô hình hóa 3D.

Trang 18

- Bước 8: Dùng lệnh Revolve sau đó chọn Remove Material tạo phần răng cho chi tiết

ở hình dáng 3D

Hình 1.7 Biên dạng của chi tiết trước sau khi mô hình hóa 3D.

Hình 1.8 Chi tiết hoàn chỉnh.

Trang 19

1.2 XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG CHI TIẾT

Chi tiết trục vít được làm từ thép C45.Để xác định khối lượng của chi tiết, trước tiên ta phải xây dựng mô hình 3Dbằng phần mềm Creo Paramatric Sau đó ta gán vật liệu cho chi tiết trên thanh công cụchính của phần mềm ta chọn File, chọn mục Prepare, chọn Mode properties

Hình 1.8 Vị trí mục Mode Properties

Trang 20

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

Hình 1.9 Bảng Mode properties để gán vật liệu

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

Hình 1.10 Vị trí của mục Mass properties trên thanh công cụ

Hộp thoại Mass properties hiện ra và ta chọn Preview để hiện kết quả khốilượng, thể tích của chi tiết

Trang 21

Hình 1.11 Hộp thoại Mass properties

Vì trong phần mềm Creo Parametric không có vật liệu cụ thể để gán nên ta chỉlấy thể tích của chi tiết trục vít là V = 69958 mm3 = 6,9958.10-5 m3

tiết cữ trụ theo công thức:

Trong đó: m, khối lượng (kg)

D, khối lượng riêng (kg/m3) V, thể tích (m3)

1.3 XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

Để thực hiện được điều này, trước hết ta cần xác định sản lượng chi tiết cần chếtạo 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:

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

(α= 10÷20%), chọn α = 15%

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

Trang 22

Thay các giá trị vào (1.1), ta có:

N = 2000.1(1 + 10015 ).(1 + 1004 ) = 2392 (Chiếc/năm).Dựa vào khối lượng, sản lượng của chi tiết và tài liệu [1, trang 25, bảng 2.1] taxác định được dạng sản xuất là hàng loạt vừa

Trang 23

Chương 2 PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG2.1 YÊU CẦU KỸ THUẬT

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

Hình 2.1 Bản vẽ chi tiết.

Trang 24

Các tính chất cơ học của vật liệu được thể hiện ở bảng 2.2.

Bảng 2.2 Bảng các tính chất cơ học của vật liệu [11]

2.3 ĐÁNH GIÁ TÍNH CÔNG NGHỆ TRONG KẾT CẤU

Hình 2.2 Bản vẽ thể hiện số bề mặt cần được gia công.

Trong thiết kế gia công cắt gọt chi tiết: Đối với bề mặt 1: Gia công mặt đầu thực hiện dễ dàng thông qua nguyên công vạt

mặt. Đối với bề mặt 2: ren M11x1.5 việc gia công thực hiện dễ dàng thông qua nguyên

công taro sau khi đã khoan lỗ. Đối với bề mặt 3: Khoan lỗ chống tâm, lỗ được tiêu chuẩn hóa, hình dạng và kích

thước được tiêu chuẩn theo mũi khoan lỗ chống tâm

Trang 25

 Đối với bề mặt 4: Gia công dễ dàng rãnh then với loại then bằng, kích thước then

b x h x l = 8 x 5,5 x 25 dễ dàng gá đặt và gia công với phương pháp phay bằng dao phay ngón, nguyên công phay tinh ở cuối quá trình để có thể đáp ứng yêu cầu chi tiết

 Đối với bề mặt 5: Tiện với dao chạy dọc gia công để đạt được yêu cầu kĩ thuật,

kích thước đường kính đủ để có thể gia công đạt độ chính xác thông qua dao thường

 Đối với bề mặt 6: Tiện dễ dàng với đường chạy dao dọc, kích thước của đường

kính và chiều dài của bề mặt có thể sử dụng dao thường không cần phải sử dụng dao có hình dạng phức tạp, cần phải qua nguyên công tiện bán tinh và nguyên côngcuối là tiện tinh để đạt miền dung sai k8 và độ nhám Ra = 0,8 μmm

 Đối với bề mặt 7: Gia công rãnh, kích thước rãnh 4,5 mm phù hợp với tiêu chuẩn

của dao tạo rãnh đảm bảo quá trình chọn dao cụ dễ dàng, tiện thô là nguyên công của quá trình gia công rãnh

 Đối với bề mặt 9: Vát góc dễ dàng gia công, thực hiện dễ dàng với dao tiện.

 Đối với bề mặt 10: Gia công ren, với dao tiện ren tiêu chuẩn, bề mặt gia công có

độ chính xác khá cao IT7, bề mặt có độ nhám bề mặt cao Ra = 0,08 μmm nên cần phải có nguyên công mài tinh ở cuối quá trình gia công

 Đối với bề mặt 11: Gia công với đường kính lớn nhất, dao tiện chạy dọc, dễ dàng

gia công với dao thường, bề mặt gia công không cần có độ chính xác cao đạt (IT14)

 Đối với bề mặt 12: Tiện vát góc, thực hiện dễ dàng với dao tiện.

 Đối với bề mặt 14: Tiện rãnh, kích thước rãnh 4 mm phù hợp với tiêu chuẩn của

dao tạo rãnh đảm bảo quá trình chọn dao cụ dễ dàng, tiện thô là nguyên công của quá trình gia công rãnh

 Đối với bề mặt 15: Gia công giống với bề mặt 6.

Trang 26

 Đối với bề mặt 16: Gia công rãnh thoát dao dễ dàng, kích thước rãnh 2mm khá

phù hợp với tiêu chuẩn của dao tạo rãnh đảm bảo quá trình chọn dao cụ dễ dàng, tiện tinh là nguyên công cuối của quá trình gia công rãnh

 Đối với bề mặt 17: Tiện ren M22x1.5, việc gia công thực hiện dễ dàng thông qua

nguyên công tiện ren sau. Đối với bề mặt 18: Gia công mặt đầu thực hiện dễ dàng thông qua nguyên công

vạt mặt. Đối với bề mặt 19: Vát góc dễ dàng gia công, kích thước vát 2x45º thực hiện dễ

dàng với dao tiện

Trang 27

Chương 3 CHỌN PHÔI VÀ PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI3.1 CHỌN DẠNG PHÔI

Để chọn dạng phôi ta cần căn cứ vào vật liệu, hình dạng, kích thước, dạng sảnxuất của chi tiết, cần đi phân tích các ưu nhược điểm của các phương pháp chế tạophôi ứng với chi tiết để từ đó xác định được dạng phôi hợp lý, tối ưu

3.1.1 Phôi đúca Ưu điểm

- Chi tiết trục vít có hình dáng, kích thước đơn giản dễ tạo khuôn đúc, tính toánthiết kế dễ dàng, đảm bảo được hình dáng hình học của phôi gần với chi tiết; từ đó tiếtkiệm được thời gian gia công, lượng dư, chi phí

- Dạng sản xuất hàng loạt vừa của trục vít nên dễ cơ khí hóa, tự động hóa nhờvào việc chế tạo khuôn thuộc nhóm đúc đặc biệt, sử dụng nhiều lần sau khi tháokhuôn, cho năng suất cao, giá thành thấp phù hợp

- Công nghệ và trang bị đơn giản

b Nhược điểm

- Trục vít làm bằng vật liệu thép C45, thép có tính chảy loãng thấp, độ co lớn,hòa tan khí nhiều nên khó đúc, dễ tạo ra các khuyết tật rỗ khí, rỗ co, thiên tích,… nêntính đúc thấp, khó đúc hơn

- Thép C45 có giá thành khá cao mà phôi đúc có lượng dư lớn, tốn vật liệu đồngthời trong quá trình đúc cần bố trí đậu ngót, đậu hơi, rãnh dẫn làm hao hụt vật liệu vàgây tốn them chi phí

- Trục vít với dạng sản xuất hàng loạt nhưng phôi đúc thép có nhiều khuyết tậtnhư rổ xỉ, rỗ khí, lõm co,… làm giảm cơ tính, ảnh hưởng đến chất lượng vật đúc,không đủ đảm bảo các yêu cầu của chi tiết trong quá trình gia công; khả năng tạo ralượng phế phẩm ngang với lượng thành phẩm, không có lợi với dạng sản xuất hàngloạt

3.1.2 Phôi rèn tự doa Ưu điểm

- Vật liệu thép C45 có tính dẻo tốt, dễ biến dạng nên dễ cho việc rèn.- Hình dáng, kích thước của chi tiết trục vít đơn giản dễ dàng cho việc rèn.- Phôi rèn không cho lượng dư gia lớn sẽ đảm bảo được chất lượng bề mặt tốthơn, gia công bán tinh, tinh dễ dàng hơn sau này, tiết kiệm thời gian và chất lượng daogia công

- Dạng sản xuất hàng loạt vừa không phù hợp với rèn vì nó đòi hỏi trình độ taynghề cao, phụ thuộc dụng cụ rèn, tốn công sức, năng suất thấp Nó phù hợp với dạngsản xuất đơn chiếc hơn

Trang 28

- Vật liệu chế tạo là thép C45 có giá thành khá cao, mà phương pháp rèn tự dolàm kim loại bị biến dạng lớn, có những mép dư lớn, gây hao phí kim loại và chi phívật liệu

- Trục vít có dạng trục tròn xoay và nên việc rèn khó khăn hơn, khó đảm bảocác yêu cầu về độ đồng tâm, độ song song, độ đảo,… Dễ tồn động ứng suất dư sau giacông áp lực từ máy hay người do khó kiểm soát lực và biên dạng

- Sau rèn cơ tính của phôi cao hơn, do tổ chức kim loại mịn chặt Nên yêu cầuvề chất lượng dao để gia công cơ sau cao hơn

- Độ chính xác, nhám bề mặt không cao

3.1.3 Phôi dậpa Ưu điểm

- Vật liệu thép C45, có cơ tính tổng hợp cao, có tính dẻo tốt và tính chống ramtốt do đó giảm ứng suất dư bên trong, qua quá trình tạo phôi dập sẽ đảm bảo cơ tính vàchất lượng được nâng cao trong quá trình gia công sau này

- Hình dáng chi tiết Trục vít đơn giản nên việc dập dễ dàng vì việc tạo khuôn sẽdễ dàng hơn, kiểm soát lực dập tốt, cũng như đáp ứng được yêu cầu hình dáng, hìnhhọc, phôi sau dập gần giống với chi tiết trục vít Giảm đáng kể lượng dư gia công saunày

- Dạng sản xuất hàng loạt vừa của chi tiết trục vít phù hợp với phôi dập vì nókhông đòi hỏi tay nghề cao, cường độ lao động thấp, khuôn dập cho chi tiết khớp nốikhá đơn giản, làm cho riêng chi tiết, cho hình dáng kích thước gần giống với chi tiếtgia công và dùng được nhiều lần; tăng năng suất, giảm chi phí

- Phôi liệu phải rèn sơ bộ trước khi dập, chi tiết trục vít có dạng trục nên trướckhi đưa vào dập phải được rèn sơ bộ và cắt ra với kích thước phù hợp với khuôn Tốnthêm thời gian tạo phôi

- Giá thành chế tạo khuôn cao vì đòi hỏi chịu được lực dập của máy, độ chínhxác, chất lượng bề mặt của phôi dập phụ thuộc lớn vào độ chính xác của khuôn cao

Kết luận: Qua việc phân tích các ưu và nhược điểm của các phương pháp chế tạo

phôi, ta thấy phương pháp chế tạo phôi là phôi dập đáp ứng được yêu cầu của chi tiết.Phương pháp này phù hợp với vật liệu thép C45, chi tiết có hình dáng, kích thước đơngiản, tạo phôi nhanh, độ chính xác hình dáng kích thước đảm bảo, chất lượng phôi tốt,ít tốn vật liệu, tạo tiền đề cho gia công phôi sau này ít tốn thời gian, công sức, đảm bảocác yếu tố kinh tế, phù hợp với dạng sản xuất loạt vừa

3.2 CHỌN PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI

Phôi dập được tạo ra nhờ hai phương pháp dập phôi phổ biến là dập nóng vàdập nguội

3.2.1 Phương pháp dập nóng

Đây là quá trình biến dạng dẻo phôi kim loại ở dạng khối trong lòng khuôndưới tác dụng của lực dập Khuôn dập vừa là dụng cụ truyền lực vừa tạo hình vật dập

Trang 29

- Vật liệu thép C45 có tính dẻo tốt, dễ biến dạng, phù hợp với dập nóng dậpnóng.

- Hình dáng của chi tiết cữ trụ đơn giản, khối lượng nhỏ nên việc dập thỏa mãnyêu cầu dễ dàng, dễ tạo khuôn, giảm tổn thất độ bền khuôn

- Dạng sản xuất hàng loạt vừa của chi tiết phù hợp với dập nóng, với cường độlao động giảm, bậc thợ không yêu cầu cao, dễ cơ khí hóa, tự động hóa, năng suất cao,giá thành hạ

- Dập nóng được thực hiện ở nhiệt độ cao tránh sự căng cứng kim loại của thépC40 làm khớp nối trong quá trình biến dạng, làm cho sản phẩm có cơ tính cao rất phùhợp với chi tiết trong điều kiện làm việc

- Vật liệu trong quá trình nung nóng sẽ có một vấn đề như oxi hóa, nứt, haocháy,… ảnh hưởng đến cơ tính của chi tiết

3.2.2 Phương pháp dập nguội

Đây là phương pháp biến dạng dẻo phôi ở dạng thành không quá dày (có tínhdẻo như: gang, thép hợp kim, kim loại và hợp kim màu,…), trong khuôn dưới tác dụngcủa ngoại lực để tạo thành sản phẩm có hình dáng, kích thước theo yêu cầu Việc dậpthường ở trạng thái nguội

a Ưu điểm

- Vật liệu thép C45 có tính dẻo tốt, dễ biến dạng nên dập nguội dễ dàng.- Dạng sản xuất hàng loạt của chi tiết phù hợp với phương pháp dập, dễ cơ khíhóa, tự động hóa, năng suất cao

- Dập nguội thường tạo phôi từ vật liệu thép có hàm lượng cacbon từ 0,15 –0,4% Đối với thép C45 có hàm lượng C từ 0,36 - 0,44 vẫn có thể thực hiện nhưng khótạo hình hơn vì dập kim loại ở trạng thái nguội, ít dẻo, kim loại bị biến cứng

- Hình dạng của chi tiết có dạng khối, độ dày thành lớn nên không thích hợp vớidập nguội với độ dày < 20mm

- Giá thành máy móc cao

Kết luận: Qua các phương pháp trên đã phân tích ta chọn phương pháp dập

nóng do nó tối ưu hơn Đảm bảo phôi có độ bóng, độ chính xác cao hơn so với dậpnguội Vật liệu làm chi tiết, hình dáng hình học đơn giản, khối lượng nhỏ nên việc dậpdễ dàng, năng suất cao, phù hợp dạng sản xuất hàng loạt

3.2.3 Chọn khuôn dập

Trang 30

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 [1, trang190, 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 C40 thuộcnhóm thép M1)

Đối với dạng sản xuất hàng loạt thì phôi dập có cấp chính xác cấp II.Độ nhám bề mặt Rz = 20 µm [4, trang 86]

3.3 TRA LƯỢNG DƯ SƠ BỘ

Về hình dáng kích thước của phôi là yếu tố để xác định lượng dư, độ chính xác,dung sai kích thước Nên ta phải tra lượng dư sơ bộ cho phôi

Xem tài liệu [1, trang 190, bảng 3-17], tra được lượng dư về một phía ở nhữngbề mặt cần gia công là từ 0,1 ÷ 0,6 mm hoặc nhỏ hơn Ta chọn 0,4 mm

Đối với phôi dập với dạng sản xuất hàng loạt thì phôi có cấp chính xác là cấp II.Tính toán thông số để tra bảng:

Nhóm mác thép M1 là nhóm thép có phần trăm C < 0,45% C (thép C45 thuộcnhóm mác thép M1), mức độ phức tạp cả phôi:

C = GGf

b = 0,130,60 ≈ 0,27Trong đó:

Gf: Khối lượng phôi dập, (kg)

(Kích thước được xác định bởi các kích thước bao cả phôi), (kg) Được tính toán trongphần mềm Creo Parametric 8.0; Gb = 0,55 kg

Vậy tra ra được mức độ phức tạp của phôi là C2 [1, trang 36]Dựa vào tài liệu [1, trang 30, bảng 2.2 và bảng 2.3] Ta có các giá trị dung sai,lượng dư của phôi dập:

- Với các kích thước danh nghĩa ≤ 50 mm ta có lượng dư là 1,1 mm và dung saikích thước là−0,2+0,3 mm

- Với các kích thước danh nghĩa 50 ≤ 120 mm ta có lượng dư là 1,2 mm vàdung sai kích thước là−0,25+0,5 mm

Trang 31

Góc thoát khuôn lấy trong khoảng 3o ÷ 7o Theo tài liệu [1, trang 37], ta chọngóc thoát khuôn bằng 5o

3.3 BẢN VẼ PHÔI SƠ BỘ

Từ kích thước đã tra, ta có bản vẽ phôi:

Hình 3.1 Bản vẽ phôi sơ bộ.

Trang 32

Chương 4 LẬP QUY TRÌNH GIA CÔNG

Mục đích của phần này là xác định một trình tự gia công hợp lý nhằm đảm bảođộ chính xác và độ nhám, độ cứng bề mặt yêu cầu của chi tiết

4.1 TRÌNH TỰ GIA CÔNG CÁC BỀ MẶT CỦA PHÔI

Trên hình 4.1 là thứ tự tất cả các bề mặt gia công từ trái sang phải cùng chiềukim đồng hồ, giúp dễ dàng xác định được các bề mặt tránh nhầm lẫn với nhau

Hình 4.1 Bản vẽ đã được đánh số.

Tùy vào độ nhám bề mặt, hình dạng, cấp chính xác mà ta phải xác định cáctrình tự phương pháp gia công, quy trình công nghệ cho từng bề mặt và phù hợp kinhtế cho các phương pháp gia công để đạt được chất lượng bề mặt theo yêu cầu bản vẽ

Trình tự gia công các bề mặt của chi tiết trục vít được thể hiện ở bảng 4.1

Bảng 4.1 Bảng trình tự gia công các bề mặt.Bề mặtCấp chính xácĐộ nhám RaTrình tự gia công

Trang 33

9 IT14 Ra = 6,3 µm Tiện thô

Tiện thô Tiện bán tinh

Tiện tinh

4.2 LẬP TIẾN TRÌNH GIA CÔNG CÁC BỀ MẶT

Mục đích của phần này là lập được một tiến trình gia công, chọn trang thiết bịcông nghệ và xác định chế độ gia công sao cho đảm bảo đạt được độ chính xác, độnhám bề mặt, đạt được yêu cầu trong bản vẽ với giá thành gia công tại mỗi nguyêncông là thấp nhất

Từ bảng 4.1, ta lập bảng tiến trình gia công các bề mặt của chi tiết thông qua bảng 4.2

Bảng 4.2 Bảng tiến trình gia công.ST

TTên nguyên côngBề mặt gia côngSố bề mặtđịnh vịDạng máy

Trang 35

Chương 5 THIẾT KẾ NGUYÊN CÔNG

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

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 các bề mặt của phôi, cắt bỏ các phần thừa,… do quá trình tạo phôi gây ra, đểchuẩn bị cho các gia công cơ trên các máy công cụ

5.2 NGUYÊN CÔNG 2: KHỎA MẶT ĐẦU – KHOAN – TARÔ5.2.1 Sơ đồ gá đặt

Hình 5.1 Sơ đồ gá đặt cho nguyên công 1.5.2.2 Các bước nguyên công

6,3 µm

5.2.3 Chọn máy công cụ

Chọn được máy LC-1380LS- Tốc độ trục chính: 800-900 vòng/phút.- Tốc độ khoan: 1200-1600 vòng/phút.- Trục phay trục chính: BT40

- Hành trình chiều dài trục X: 50x1380 mm.- Hành trình trục Y: 50x380 mm

- Hành trình trục Z: 120 mm.- Khả năng tải của bàn: 500 kg.- Đường kính ổ đở trục chính: 90 mm.- Tốc độ cắt: 1-6000 mm/phút

- Trọng lượng tịnh của máy: 4500 kg

Trang 36

- Số răng làm việc: Z = 12 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 cứu tài liệu [6, trang 101, bảng 4.56], chọn được dao khoan ruột gà có đuôitrụ và phần làm việc ngắn, phạm vi sử dụng để khoan lỗ Dao khoan có kết cấu nhưhình 5.22

Hình 5.2 Dao khoan ruột gà.

- Vật liệu: thép gió P9.- Đường kính dao: d = 6.8 mm.- Chiều dài dao: L = 60 mm.- Chiều dài phần cắt: lo = 35 mm

Trang 37

Theo tài liệu [1, Trang 47], ta chọn các thông số hình học cho dao khoan nhưsau:

- Góc sau: α = 10º.- Góc nghiêng chính của lưỡi cắt: 2φ = 118º.- Góc nghiêng của lưỡi cắt ngang: Ψ = 50º.- Chu kỳ bền: T = 12 phút

Tra cứu tài liệu [6, trang 172, bảng 4.85], chọn được dao tarô máy phạm vi sửdụng để taro cắt ren có đường kính lớn hơn 1 Mũi tarô có kết cấu như hình 5.24

Hình 5.3 Tarô máy.

- Vật liệu: thép gió P9

- Đường kính cán d = 6 mm.- L = 60 mm

- l = 25 mm.- l1 = 2,5 mm.- a = 4,9 mm

5.2.6 Dung dịch trơn nguội

Trang 38

5.3.2 Các bước thực hiện nguyên công

0,06 – 0,07 – 0,09 – 0,1 – 0,12 – 0,13 – 0,15 – 0,18 – 0,19 – 0,21 – 0,23 – 0,24– 0,30 – 0,33 – 0,36 – 0,37 – 0,42 – 0,46 – 0,47 – 0,53 – 0,56 – 0,65 – 0,71 – 0,74 –0,83 – 0,93 – 1,07 – 1,12 – 1,3 – 1,49 – 1,61 – 1,86 – 2,24 – 2,6 – 3,24

- Lượng tiến dao ngang (mm/vòng):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

5.3.4 Chọn đồ gá

Sử dụng mâm cặp ba chấu tự định tâm để gá đặt chi tiết

5.3.5 Chọn dụng cụ cắt

Tra cứu tài liệu [5, trang 42, Bảng 4.2], chọn được dao tiện ngoài đầu thẳng có

hình 5.11

Hình 5.5 Dao tiện mặt ngoài cho nguyên công 2

- Vật liệu: hợp kim cứng T15K6.- Chiều dài của dao: 100 mm

Trang 39

- Chiều rộng cắt: m = 5 mm.- Góc nghiêng chính: φ = 60º.- Chiều cao lưỡi dao: h= 17mm.

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 = 10º

- Chu kỳ bền: T = 40 phút.Tra cứu tài liệu [6, trang 46, Bảng 4.5], chọn được dao tiện ngoài và tiện mặtđầu phải và trái có phạm vi sử dụng là tiện ngoài, tiện mặt đầu và tiện trục bậc Dao cókết cấu như hình 5.2

Hình 5.6 Dao tiện ngoài và trục bậc cho nguyên công 2

- 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 sau chính và góc sau phụ: α = α1 =10º.- Góc nghiêng lưỡi cắt: λ = 0º

- Góc nghiêng chính: φ = 45º.- Chu kỳ bền: T = 45 phút

5.3.6 Dung dịch trơn nguội

Emunxi loãng

5.3.7 Dụng cụ kiểm tra

Thước cặp 0-150x0,02mm

Trang 40

5.4 NGUYÊN CÔNG 4: TIỆN THÔ5.4.1 Sơ đồ gá đặt

Hình 5.7 Sơ đồ gá đặt cho nguyên công 35.4.2 Các bước nguyên công

- Tiện thô bề mặt 7 đạt cấp chính xác IT14, độ nhám bề mặt Ra = 6,3 µm

0,06 – 0,07 – 0,09 – 0,1 – 0,12 – 0,13 – 0,15 – 0,18 – 0,19 – 0,21 – 0,23 – 0,24– 0,30 – 0,33 – 0,36 – 0,37 – 0,42 – 0,46 – 0,47 – 0,53 – 0,56 – 0,65 – 0,71 – 0,74 –0,83 – 0,93 – 1,07 – 1,12 – 1,3 – 1,49 – 1,61 – 1,86 – 2,24 – 2,6 – 3,24

- Lượng tiến dao ngang (mm/vòng):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