Đồ Án môn học công nghệ chế tạo máy Đề tài thiết kế quy trình công nghệ gia công

Hộp trượt có bề mặt phẳng và chịu lực tốt để đảm bảo tính chính xác và độ bền trong quá trình gia công.. Khi gia công cắt gọt vật đúc bằng gang sẽ xuất hiện phoi vụn độ bền và cáccơ tính

TRƯỜNG CƠ KHÍ - Ô TÔ ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

KHOA CƠ KHÍ

-

 -ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO

MÁY

ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG

Giáo viên hướng dẫn :

Sinh viên thực hiện :

Mã sinh viên :

Mã học phần :

Hà Nội – 2024

Phiếu giao

Bản vẽ nguyên công

CHƯƠNG 1 PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ XÁC ĐỊNH

DẠNG SẢN XUẤT 1.1 Phân tích chức năng và yêu cầu kỹ thuật của chi tiết.

1.1.1 Chức năng làm việc của chi tiết

Hộp trượt là 1 chi tiết chứa các bánh răng hoạt động Nó có thể được sử dụng để cố định và truyền dẫn động Hộp trượt có bề mặt phẳng và chịu lực tốt để đảm bảo tính chính xác và độ bền trong quá trình gia công Ngoài việc

sử dụng dẫn hướng cho các chi tiết khác, nó còn giúp cho các chi tiết gá trên

nó được định vị chính xác, truyền chuyển động êm và nhẹ nhàng

Hộp trượt cung cấp một không gian làm việc thuận tiện để lắp ráp và tháo rời các thành phần cơ khí Nó giúp duy trì sự ổn định và định vị chính xác của các bộ phận trong quá trình lắp ráp và kiểm tra

 Điều kiện làm việc :

Hộp trượt làm việc trong điều kiện chịu tải lớn ở các bề mặt tiếp xúc Ngoài ra để gá đặt các chi tiết khác lên nó thì cần phải đủ cứng vững để chịu được tải trọng lớn

1.1.2 Phân tích yêu cầu kỹ thuật của chi tiết

Do chức năng điều kiện làm việc của chi tiết mà bàn gá cần có các yêu cầu kĩ thuật sau:

+ Độ không song song của các mặt A và B không vượt quá 0,05

+ Sai số hình dạng các lỗ từ (0.006÷0.01) dung sai kích thước lỗ

+ Độ nhám bề mặt yêu cầu 2,5m

- Yêu cầu về vật liệu

Chi tiết bàn gá được chế tạo từ gang xám GX 15-32 và được đúc

Khi gia công cắt gọt vật đúc bằng gang sẽ xuất hiện phoi vụn độ bền và các

cơ tính được quyết định chủ yếu bởi các thành phần hóa học của nó

Bảng 1.1: Thành phần của GX 15-32

Mác gang

Độ bền

Độ cứng HB

Các thành phần hóa học

Không quá

1.2 Phân tích tính công nghệ trong kết cấu chi tiết.

Tính công nghệ trong kết cấu là những đặc điểm về kết cấu cũng như những yêu cầu kỹ thuật ứng với chức năng làm việc của chi tiết gia công Nó

có ý nghĩa quan trọng trong việc nâng cao tính công nghệ, giảm khối lượng động, tăng hệ số sử dụng vật liệu và hạ giá thành sản phẩm Chi tiết hộp trượt được chế tạo bằng phương pháp đúc từ Gang xám 15-32

Về tính công nghệ trong kết cấu khi gia công cơ, thì tiết có những nhược điểm sau:

- Chi tiết có thành mỏng nên trong quá trình gia công vấn đề biến dạng cần lưu ý

- Mặt lắp ráp yêu cầu nhám Ra=2.5 là hợp lý vì khi lắp ráp cần yếu tố chính xác để các phần lắp ráp không bị xê dịch trong quá trình hoạt động

- Với bề mặt ngoài yêu cầu CCX8 với độ nhám Rz=25 là hợp lý

- Các bề mặt còn lại không có vấn đề gì khó khăn khi gia công để đạt được độ bóng và độ chính xác

- Việc gia công các lỗ bắt bulong cũng gặp khó khăn bởi: Không thể thực hiện trên máy nhiều trục chính do khoảng cách giữa hai tâm lỗ nhỏ

1.3 Xác định dạng sản xuất

1.3.1 Xác định sản lượng gia công hằng năm của chi tiết

Dạng sản xuất được xác định dựa theo công thức (1) trang 16 [1] , tính sản lượng hằng năm sau đây:

N =N1 m(1 +α +β

100 ) (1.1)

N – số chi tiết được sản xuất trong 1 năm

N1 – số sản phẩm được sản xuất trong 1 năm

m – số chi tiết trong 1 sản phẩm

 – số phế phẩm chủ yếu trong quá trình đúc và rèn

 = 3% ÷ 6%

 – số chi tiết được chế tạo thêm để dự trữ

 = 5% ÷ 7%

Từ đó ta có:

N =10000 1(1 +4+6

100) = 11000 (sản phẩm/năm)

1.3.2 Xác định khối lượng chi tiết

Dùng phần mềm siemens NX ta tính được thể tích và khối lượng của chi tiết:

Hình 1.1: Thông số của chi tiết

Khối lượng chi tiết M = 0.5kg

1.3.3 Tra và xác định dạng sản xuất

Ta tra bảng 2.2 trang 21 [1] ta có :

Bảng 1.2: Xác định dạng sản xuất

Dạng sản xuất

Q1 trọng lượng của chi tiết

> 200 kG 4 ÷ 200 kG < 4 kG Sản lượng sản xuất hăng năm của chi tiết (chiếc) Đơn chiếc

Hàng loạt nhỏ

Hàng loạt vừa

Hàng loạt lớn

Hàng khối

< 5

55 – 10

100 – 300

300 – 1000

> 1000

< 10

10 – 200

200 – 500

500 – 1000

> 5000

< 100

100 – 500

500 – 5000

5000 – 50000

> 50000

Sản lượng chi tiết trong một năm theo tính toán ở trên là 11000 chi tiết Trọng lượng chi tiết 0.5 (kg) tra bảng chọn dạng sản xuất hàng loạt lớn

CHƯƠNG 2 XÁC ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI VÀ THIẾT

KẾ BẢN VẼ CHI TIẾT LỒNG PHÔI.

2.1 Xác định phương pháp chế tạo phôi.

Chi tiết có dạng hộp được cấu thành từ vật liệu là Gx 15-32 được xác định theo kết cấu của chi tiết điều kiện và dạng sản xuất cụ thể Việc xác định phương pháp chế tạo phôi hợp lý sẽ đảm bảo tốt yêu cầu kĩ thuật của chi tiết

Việc chế tạo phôi được phù hợp được căn cứ vào các yêu cầu sau:

 Vật liệu và cơ tính mà chi tiết đòi hỏi

 Hình dáng kết cấu và kích thước của chi tiết gia công

 Dạng sản xuất cụ thể

 Khả năng đạt độ chính xác gia công , chọn phôi hợp lý

 Điều kiện cụ thể của cơ sở sản xuất

Vậy nên ta có thể chọn một số phương pháp chế tạo phôi như sau:

2.1.1 Phôi dập.

Phôi dập thường dùng cho các loại chi tiết sau đây: trục răng côn, trục răng thẳng, các loại bánh răng khác, các chi tiết dạng càng, trục chữ thập, trục khuỷu v.v Các loại chi tiết này được dập trên máy búa nằm ngang hoặc máy dập đứng Đối với các loại chi tiết đơn giản thì dập không có ba via, còn chi tiết phức tạp sẽ có ba via (lượng bavia khoảng 0,5%-1% trọng lượng của phôi)

2.1.2 Phôi rèn tự do.

Trong sản xuất đơn chiếc và hàng loạt nhỏ, người ta thay phôi bằng phôi rèn tự do Ưu điểm chính của phôi rèn tự do trong điều kiện sản xuất nhỏ

là giá thành hạ (không phải chế tạo khuôn dập) Dung sai của phôi dập và phôi rèn tự do được ghi trong sổ tay công nghệ chế tạo máy, tập 1

2.1.3 Phôi đúc.

Phôi đúc được dùng cho các loại chi tiết như: các gối đỡ, các chi tiết dạng hộp, các loại càng phức tạp, các loại trục chữ thập v.v Vật liệu dùng cho phôi đúc là gang, thép, đồng, nhôm và các loại hợp kim khác Đúc được thực hiện trong các loại khuôn cát, khuôn kim loại, trong khuôn vỏ mỏng và các phương pháp đúc ly tâm, đúc áp lực, đúc theo mẫu chảy Tùy theo dạng sản xuất, vật liệu, hình dáng và khối lượng chỉ tiết mà chọn phương pháp đúc cho hợp lý

Khi chọn phôi đúc cần tham khảo các giáo trình Công nghệ chế tạo phôi, Công nghệ chế tạo máy 2, Sổ tay công nghệ chế tạo máy (tập 1)

 Kết luận: Từ các phương pháp chế tạo phôi ở trên ta thấy chọn phương

pháp chế tạo phôi đúc là tối ưu nhất vì yêu cầu kỹ thuật của chi tiết không quá cao , giá thành hạ có thể áp dụng trong sản xuất hàng loạt vừa và lớn đối với phương pháp chế tạo đúc bằng mẫu kim loại , làm khuôn bằng máy, phôi đúc đạt cấp chính xác là II

2.2 Tra và tính lượng dư cho các bề mặt gia công.

Việc xác định lượng dư gia công cho các bề mặt là một khâu quan trọng trong tính toán thiết kế Xác định được lượng dư hợp lý thì sẽ tiết kiệm được vật liệu, giảm thời gian gia công chi tiết dẫn đến giá thành sản phẩm giảm có

ý nghĩa kinh tế quan trọng trong việc thiết kế

Xác định lượng dư gia công bằng phương pháp tra bảng vì kinh nhiệm sản xuất chưa có nên ta chỉ tính lượng dư cho một bề mặt và tra lượng dư cho các bề mặt còn lại

 Tính lượng dư cho bề mặt đáy:

Ta chọn bề mặt chính để tính lượng dư gia công: Chọn bề mặt đáy A của chi tiết để tính lượng dư gia công vì đây là bề mặt quan trọng nhất của chi tiết vì nó sẽ dùng để làm chuẩn tinh định vị các bề mặt khác của phôi

Lượng dư nhỏ nhất của chi tiết được tính theo công thức 3-1 [2] khi gia công bề mặt không đối xứng:

Z min =R zi−1+T i−1+ρ i−1+ε1 (2.1) Trong đó:

Rzi-1 – là độ nhám bề mặt

Ti-1 – chiều sâu lớp hư hỏng bề mặt

ρ i−1 – biến dạng sai lệch vị trí không gian

ε1 – sai số gá đặt chi tiết ở bước công nghệ đang thực hiện.ư

Độ nhám bề mặt và chiều sâu lớp bề mặt hư hỏng của phôi đúc:

Tra bảng 3.66 [2] ta có:

Rzi-1 = 200 m Ti-1 = 300 m Tra bảng 3-69 [2] ta có:

Sau khi tiện thô: Rz = 50 (m); h = 50 (m) Sau khi tiện tinh: Rz = 20 (m); h = 20 (m) Sai số vị trí không gian tính theo công thức sau:

ρ0=√ρ cv2

+ ρ dk

Trong đó:

ρ cv2 – là độ cong vênh – tra bảng bảng 3.67[2] ta có

ρ cv2 = 1,5 (m/mm)

ρ dk2 – là độ xê dịch khuôn theo phương thẳng đứng – tra bảng 3.67[2]

ρ dk2 = 1,5 (m/mm)

ρ0=√1.52+1.5 2

=2 ,12(mm) Lượng dư còn lại sau khi gia công thô là:

ρ1=k ρ0 = 0,06 2,12 = 0,127 (mm)

Trong đó: k – hệ số chính xác hóa khi gia công thô k = 0,06: khi gia công tinh k = 0,2

Sai số gá đặt ở nguyên công thô là:

ε1=√ε c2

+ε k

2 (2.3) Trong đó: ε c – sai số chuẩn trùng với gốc định vị nên ε c=0

ε k – sai số kẹp chặt tra bảng ta có: ε k=120

Vậy ε1=120 (m)

Lượng dư nhỏ nhất để gia công thô là:

Z minth ô =R zi−1+h i−1+∆ ϵ i−1+ε1 = 0,2 + 0,3 + 2,12 + 0.12 = 2,74 (mm)

Zmin thô  3 (mm)

Lượng dư nhỏ nhất sau khí gia công tinh là:

Z mintinh =R zi−1+h i−1+∆ ϵ i−1+ε1= 0,05 + 0,05 + 0,127 + 0,12 = 0,347(mm)

Zmin tinh 0,5

Ta có lượng dư tổng cộng:

∑Z min =Z min t h ô +Z mintinh =3 ,5 (mm)

Ta lấy kích thước cuối cùng cộng lượng dư phay bán tinh, sẽ được kích thước phay thô, sau đó lấy kích thước phay thô cộng thêm lượng dư khi phay thô sẽ có kích thước phôi

Kích thước chi tiết sau phay thô:

d = 25 + 0,5 = 25,5(mm)

Kích thước chi tiết ban đầu là:

d = 25,5 + 3,5 = 29(mm)

Dung sai từng nguyên công tra bảng 3.91[2] ta có:

Dung sai phay tinh cấp chính xác là 8: T = 50(m) và dung sai phay thô cấp chính xác là 7: T = 20(m), dung sai phôi đúc T = 300(m)

Kích thước giới hạn được xác định như sau: lấy kích thước tính toán làm tròn sau 2 dấu phẩy ta được dmax sau đó lấy dmax trừ đi dung sai t được dmin

Ta có kích thước của chi tiết qua mỗi bước công nghệ là:

Sau khi phay tinh: dmax = 25; dmin = 25 – 0,05 = 24,95 mm

Sau khi phay thô: dmax = 25,5; dmin = 25,5 – 0,02 = 25,48 mm

Kích thước của phôi: dmax = 29; dmin = 29 – 0,3 = 28,7 mm

Kiểm nghiệm tính toán Zmax và Zmin :

Zmin là hiệu của hai kích thước lớn nhất của hai nguyên công liền kề nhau

Zmax là hiệu của hai kích thước nhỏ nhất của hai nguyên công liền kề nhau

Ta có:

Khi phay tinh: Zmax = 25,48 – 24,95 = 0,53(mm)

Zmin = 25,5 – 25 = 0,5(mm) Khi phay thô: Zmin = 28,7 – 25,48 = 3,22 (mm)

Zmax = 29 – 25,5 = 3,5 (mm) Lượng dư tổng cổng là :

Zmin = 3,22+ 0,53 = 3,75(mm)

Zmax = 3,5 + 0,5 = 4 (mm)

Kiểm tra tính toán:

Zmax – Zmin = Tphôi – Tct = 0,25

Như vậy kết quả tính toán là chính xác.

Bảng 2.3: Bảng lượng dư gia công và kích thước giới hạn

Bước Rz (m) Ti (m) dmin dmax 2Zmin 2Zmax

Phay

 Tra lượng dư các mặt còn lại:

Theo bảng 3.95 [2] ta có:

Lượng dư bề mặt đáy A tính được là là: 4mm

Lượng dư mặt B là: 3,5mm

Lượng dư mặt phẳng C là: 2,5mm

2.3 Thiết kế bản vẽ chi tiết lồng phôi.

Hình 2.2: Bản vẽ chi tiết lồng phôi.

 Sau khi đúc phôi phải được làm sạch bavia, cạnh sắc trước khi gia công

 Phôi không bị rỗ xỉ , rỗ khí

 Phôi đúc đạt độ chính xác cấp II đảm bảo đủ lượng dư

 Phôi không bị biến dạng, cong vênh, nứt nẻ

 Lượng dư gia công phải đều, trong phạm vi cho phép