Đồ Án công nghệ chế tạo máy chi tiết thanh nối dạng càng là bộ phận thường gặp trong các hệ thống truyền Động cơ khí

Đồ án còn giúp cho sinh viên được hiểu dần về thiết kế và tính toán một qui trình công nghệ chế tạo một chi tiết cụ thể.Mục tiêu của môn học là tạo điều kiện cho người học nắm vững, có h

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 đào tạo ra phải có kiến thức sâu rộng, đồng thời phải biết vậndụng những kiến thức đó để giải quyết những vấn đề cụ thể thường gặp trong sản xuất,sửa chữa và sử dụng

Đồ án môn học công nghệ chế tạo máy là một trong các đồ án có tầm quan trọng nhất đốivới một sinh viên ngành cơ khí Đồ án giúp cho sinh viên hiểu những kiến thức đã học

không những môn Công nghệ chế tạo máy mà các môn khác như: máy cắt kim loại,

dụng cụ cắt Đồ án còn giúp cho sinh viên được hiểu dần về thiết kế và tính toán một qui

trình công nghệ chế tạo một chi tiết cụ thể.Mục tiêu của môn học là tạo điều kiện cho người học nắm vững, có hiệu quả các phươngpháp và vận dụng vào thiết kế, xây dựng và quản lý các quá trình chế tạo sản phẩm cơ khí

về kỹ thuật sản xuất và tổ chức sản Môn học còn truyền đạt những yêu cầu về chỉ tiêucông nghệ trong quá trình thiết kế các kết cấu cơ khí để góp phần nâng cao hiệu quả chếtạo chúng

Sau một thời gian tìm hiểu và với sự chỉ bảo nhiệt tình của thầy giáo Ts Bùi Hệ Thống

đến nay em đã hoàn thành đồ án môn học công nghệ chế tạo máy trong quá trình thiết kế

và tính toán tất nhiên sẽ có những sai sót do thiếu thực tế và kinh nghiệm thiết kế, em rấtmong được sự chỉ bảo của các thầy cô giáo trong bộ môn công nghệ chế tạo máy và sựđóng góp ý kiến của các bạn để lần thiết kế sau và trong thực tế sau này được hoàn thiệnhơn

Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Bùi Hệ Thống đã giúp đỡ chúng em hoàn thành

đồ án này!

Sinh viên thực hiện : Đào Duy Thủ

: Nguyễn Văn Tú

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU

DANH MỤC HÌNH ẢNH

CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC YÊU CẦU SẢN PHẨM

1.1 Công dụng chi tiết: 8

1.2 Yêu cầu kỹ thuật: 9

CHƯƠNG 2: ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

CHƯƠNG 3: LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI

3.1 Cở sở của việc lựa chọn phôi 13

3.2 Phương pháp chế tạo phôi 13

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

3.2.2 Phương pháp rèn trong khuôn định hình

3.2.3 Phương pháp dập thể tích trên máy búa

3.2.4 Phương pháp dập nóng

3.2.5 Phương pháp cán

3.2.6 Phương pháp đúc

3.2.6.1 Đúc trong khuôn cát mẫu gỗ 14

3.2.6.2 Đúc trong khuôn cát mẫu kim loại 15

3.2.6.3 Đúc trong khuôn kim loại 15

3.2.6.4 Đúc ly tâm 15

3.2.6.5 Đúc áp lực 15

3.2.6.6 Đúc trong vỏ mỏng 15

3.3 Tra lượng dư gia công cơ cho các bề mặt của phôi 15

3.4 Bản vẽ lồng phôi chi tiết 16

CHƯƠNG 4: CHỌN TIẾN TRÌNH GIA CÔNG CÁC BỀ MẶT CỦA PHÔI

4.1 Phân tích đặc điểm về yêu cầu kỹ thuật bề mặt cần gia công 17

4.2 Trình tự các nguyên công, phương pháp gia công 19

4.3 Tính lượng dư gia công: 28

4.4 Tính toán chế độ cắt và chọn dao 31

4.4.1 Tính chế độ cắt khi khoét và doa lỗ ∅ 27mm

4.4.2 Tra chế độ cắt cho những nguyên công còn lại:

4.5 Tính toán thời gian gia công cơ bản cho tất cả các nguyên công: 40

CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỒ GÁ

5.1 Nhiệm vụ đồ gá: 49

5.2 Yêu cầu đồ gá: Phải đảm bảo yêu cầu của sản phẩm 49

5.3 Quy tắc sử dụng đồ gá: Phải đảm bảo yêu cầu của sản phẩm 49

5.4 Thành phần của đồ gá: 49

5.4.1 Cơ cấu định vị:

5.4.2 Cơ cấu dẫn hướng:

5.5 Tính toán lực kẹp: 50

Tài liệu tham khảo

DANH MỤC HÌNH ẢNH

H ình 1.1 Bản vẽ chi tiết 8

Hình 1.2 Bản vẽ 2D, 3D chi tiết dạng càng 9

Hình 1.3 sử dụng phần mềm solidwork tính khối lượng chi tiết 11

Hình 1.4 Bản vẽ lồng phôi 16

Hình 1.5 các phương án chọn chuẩn tinh 17

Hình 1.6 các phương án chọn chuẩn tinh 18

Hình 1.7 nguyên công 1 40

Hình 1.8 nguyên công 2 41

Hình 1.9 nguyên công 3 42

Hình 1.10 nguyên công 4 43

Hình 1.11 nguyên công 5 44

Hình 1.12 nguyên công 6 44

Hình 1.13 nguyên công 7 45

Hình 1.14 nguyên công 8 46

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

KHOA CƠ KHÍ

Bộ môn Cơ khí Chế tạo

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ ĐỒ ÁN MÔN HỌC

Họ và tên sinh viên : Đào Duy Thủ

: Nguyễn Văn TúLớp : 20C2

Ngành: : CNKT Cơ khí

Tên đề tài: Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo chi tiết dạng càng (đề 05)

Các số liệu ban đầu:

Sản lượng hàng năm: 45.000 chiếc/ năm

Bản vẽ chi tiết với các điều kiện kỹ thuật kèm theo

Điều kiện về trang thiết bị: Tự chọn.

A NỘI DUNG CÁC PHẦN THUYẾT MINH VÀ TÍNH TOÁN:

Chương 1: Phân tích điều kiện làm việc và yêu cầu của sản phẩm.

Chương 2: Định dạng sản xuất.

Chương 3: Lựa chọn phương pháp chế tạo phôi.

Chương 4: Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo chi tiết.

1 Phân tích đặc điểm về yêu cầu kỹ thuật bề mặt cần gia công

2.Trình tự các nguyên công, phương pháp gia công Chọn máy, dao, TBCN cho mỗi

NCông

3 Tính toán lượng dư cho bề mặt lỗ Φ27H7, tra lượng dư cho các bề mặt còn lại

4 Tính toán chế độ cắt cho nguyên công Φ27H7, tra chế độ cắt cho các nguyên công còn

lại

5 Tính toán thời gian cơ bản cho tất cả các nguyên gia công

6 Lập phiếu tiến trình công nghệ

Chương 5: Thiết kế đồ gá cho nguyên công gia công Φ27H7

1 Xây dựng sơ đồ nguyên lý của đồ gá: định vị, kẹp chặt, lực cắt, mômen cắt, cơ cấu

kẹp

2 Tính toán lực kẹp cần thiết, chọn cơ cấu tạo lực kẹp và tính toán nguồn sinh lực

B CÁC BẢN VẼ:

1 Bản vẽ chế tạo chi tiết A3

2 Bản vẽ chi tiết lồng phôi A3

3 Bản vẽ sơ đồ nguyên công A0 + (Bản vẽ có cả mô hình 3D bên cạnh mỗi nguyên công

Bùi Hệ Thống

CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC YÊU CẦU

SẢN PHẨM1.1 Công dụng chi tiết:

- Chi tiết thanh nối dạng càng là bộ phận thường gặp trong các hệ thống truyền động cơ khí

- Chi tiết dạng càng thường có chức năng biến chuyển động thẳng của chi tiết này thành chuyển động quay của chi tiết khác Ngoài ra chi tiết dạng càng còn dùng để đẩy bánh răng (khi cần thay đổi tỷ số truyền trong các hộp tốc độ)

- Thông thường ta gặp chi tiết thanh nối trong các trường hợp cần chuyển động, nối các trục song song trong cơ cấu, máy trong công nghiệp.

Bản vẽ chi tiết:

Hình 1.1 Bản vẽ chi tiết

1.2 Yêu cầu kỹ thuật:

- Độ không song song giữa đường tâm các lỗ Ø27 là 0.05

- Độ không vuông góc giữa đường tâm và các lỗ Ø27 là 0.05

- Độ bóng bề mặt các lỗ Ø27 là Ra= 1.25 (ứng với cấp độ nhám bề mặt cấp 7) (tra bảng 2.34 trang 55)

- Độ bóng bề mặt đầu các lỗ là Ra= 2.5

- Và các mặt còn lại là Rz=40μm (tương ưng với độ nhám cấp 11)

- Kích thước Ø27 là lỗ làm việc chủ yếu → chọn cấp chính xác 7→ dung sai Ø270.021

- Kích thước Ø50, là kích thước đạt được khi đúc  dung sai là ±0.5

- Kích thước dài 110 giữa hai tâm lỗ Ø27 ta chọn cấp chính xác 9 với dung sai 110 ± 0.1

- Kích thước dài 45.5 mm ta chọn chấp chính xác là 10  dung sai 45±0.1

- Kích thước dài 50 mm ta chọn cấp chính xác là 9  dung sai 50 ±0.07

- Kích thước dài 59 mm ta chọn cấp chính xác là 10  dung sai 59±0.1

CHƯƠNG 2: ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

- Mục đích của chương này xác định hình thức tổ chức (đơn chiếc, hàng loạt nhỏ,hàng loạt lớn, hàng khối ) để từ đó thể hiện được tính công nghệ của chi tiết, chọnphương pháp chế tạo phôi thích hợp, chọn chi tiết để gia công hợp lý

- Để thực hiện điều này trước hết ta cần xác định sản lượng chi tiết cần chế tạotrong một năm của nhà máy théo công thức sau:

- N =N0×m ×(1+ α

100)×(1+ β

100)

- N: số chi tiết được sản xuất trong một năm

- N0 = 60.000 số sản phẩm được sản xuất trong một năm

- m = 1 số chi tiết được chế tạo thêm để dự trữ (5% đến 7%)

- α = 4% số phần trăm dự kiến cho chi tiết máy trên, dùng làm phụ tùng thay thế

- β = 6% số phần trăm chi tiết phế phẩm trong qua trình chế tạo

N = 45.000 × 1×(1+ 4

100)×(1+ 6

100)=49608( chiếc/ năm)

- Sử dụng vật liệu Thép C45 kết hợp phần mềm thiết kế 3D Solidwork ta dễ dàng tìm

ra khối lượng thực tế của chi tiết:

Hình 1.3 sử dụng phần mềm solidwork tính khối lượng chi tiết

Bảng 2.1 Kết quả tính khối lượng chi tiết

CHƯƠNG 3: LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI1.3 Cở sở của việc lựa chọn phôi

- Để chế tạo một chi tiết đạt yêu cầu kinh tế, kỹ thuật người thiết kế phải xác định kíchthước phôi sao cho thích hợp, việc lựa chọn phôi phải dựa trên những 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 dạng càng, vật liệu chế tạo trục là thép C45 có cơtính tốt, độ bền cao…

- Dạng sản xuất hàng khối, phôi đòi hỏi có độ chính xác

1.4 Phương pháp chế tạo phôi

Để gia công phôi ta có nhiều phương pháp khác nhau, căn cứ vào ưu nhược điểm củatừng phương pháp và của phôi ta đưa ra một phương pháp gia công thích hợp nhất

1.4.1 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

+ Chi tiết gia công xong 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

1.4.3 Phương pháp dập thể tích trên máy búa

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

- 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 pháp dập thểtích nên được dùng nhiều hơn trong sản xuất loạt lớn, hàng khối

1.4.5 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 tạođược những phôi có hình dáng phức tạp)

1.4.6 Phương pháp đúc

1.4.6.1 Đúc trong khuôn cát mẫu gỗ

- Chất lượng bề mặt vật đúc không cao, giá thành thấp, trang thiết bị đơn giản, thíchhợp cho dạng sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ

- Loại phôi này có cấp chính xác: IT16 ÷IT17

- Độ nhám bề mặt: 𝑅𝑧=160µm

1.4.6.2 Đúc trong khuôn cát mẫu kim loại

- Nếu công việc thực hiện bằng máy thì có cấp chính xác khá cao, giá thành cao hơn

so với đúc trong khuôn mẫu bằng gỗ Loại này phù hợp với dạng sản xuất hàng loạtvừa và lớn

- Loại phôi này có cấp chính xác: IT15 ÷IT16

- Độ nhám bề mặt: 𝑅𝑧=80µm

1.4.6.3 Đúc trong khuôn kim loại

- Độ chính xác cao nhưng giá thành thiết bị dầu tư lớn, phôi có hình dáng gần giốngvới chi tiết.Giá thành sản phẩm cao Loại này phù hợp với dạng sản xuất hàng loạtlớn và hàng khối

- Loại phôi này có cấp chính xác: IT14÷ IT17

1.4.6.6 Đúc trong vỏ mỏng

- Loại này tạo phôi chính xác cho chi tiết phức tạp được dùng trong sản xuất hàngloạt lớn và hàng khối

Kết luận: Với những yêu cầu của chi tiết đã cho, tính kinh tế cũng như dạng sản xuất

đã chọn ta sẽ chọn phương pháp chế tạo phôi là:

 Đúc trong khuôn kim loại

 Phôi đúc đạt cấp chính xác là: II

 Cấp chính xác kích thước: Độ nhám bề mặt: 𝑅𝑧=40µm

1.5 Tra lượng dư gia công cơ cho các bề mặt của phôi

Theo bảng 3-110, trang 259 [1] ta chọn lượng dư bề mặt là:

+ Lượng dư phía trên: 3mm

+ Lượng dư phía dưới và mặt bên: 3mm

+ Góc nghiêng thoát khuôn: 1,3°

+ Bán kính góc lượn: 3mm

1.6 Bản vẽ lồng phôi chi tiết

- Phôi được chế tạo theo phương pháp đúc

Hình 1.4 Bản vẽ lồng phôi

CHƯƠNG 4: CHỌN TIẾN TRÌNH GIA CÔNG CÁC BỀ MẶT

CỦA PHÔI1.7 Phân tích đặc điểm về yêu cầu kỹ thuật bề mặt cần gia công.

Xác định trình tự gia công hợp lý nhằm đảm bảo độ chính xác về kích thước, vị trítương quan, hình dạng hình học, độ nhám, độ bóng của bề mặt theo yêu cầu của chitiết cần chế tạo

4.1.1 Nội dung

- Chọn phương pháp gia công các bề mặt phôi

- Chọn chuẩn công nghệ và sơ đồ gá đặt

- Chọn trình tự gia công các bề mặt chi tiết

4.1.2 Chọn phương pháp gia công các bề mặt phôi:

- Sử dụng các thiết bị như: Máy phay, khoan, khoét, doa, tiện…

4.1.3 Các phương án khi chọn chuẩn tinh

Căn cứ vào các lời khuyên khi chọn chuẩn tinh, ta chọn chuẩn tinh là mặt phẳng 1 vàmặt phẳng 2

Hình 1.6 các phương án chọn chuẩn tinh

Kết luận về chọn chuẩn tinh: Chọn chuẩn tinh là hai mặt phẳng 1 và 2

- Nếu chi tiết gia công có một bề mặt không gia công thì chọn bề mặt đó làm chuẩn thô

vì như vậy sẽ làm cho sự thay đổi vị trí tương quan giữa bề mặt gia công và bề mặtkhông gia công là nhỏ nhất

- Trong các bề mặt phải gia công chọn bề mặt nào có lượng dư nhỏ nhất làm chuẩnthô

- Cố gắng chọn bề mặt làm chuẩn thô tương đối bằng phẳng không có mép rèn rậphoặc quá gồ ghề

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

1.8 Trình tự các nguyên công, phương pháp gia công

Các phương án quy trình công nghệ

Phương án 1

NC1: Phay mặt 1 và 2 đạt độ bóng cấp 6, Ra= 2.5

NC2: Phay mặt 3 và 4 đạt độ bóng cấp 6, Ra= 2.5

NC3: Khoét và doa lỗ ∅ 27 số 5 đạt cấp độ bóng cấp 7, Ra=1.25

NC4: Khoét và doa lỗ ∅ 27 số 6 đạt cấp độ bóng cấp 7, Ra=1.25

NC5: Phay mặt 7 và 8 đạt độ bóng cấp 6, Ra= 2.5

NC6: Khoan và tarô ren lỗ số 9

NC7: Khoan và tarô ren lỗ số 10

NC8: Kiểm tra độ không song song giữa các mặt phẳng và độ không vuông góc giữacác tâm lỗ không vượt quá 0.03

Phương án 2

NC1: Khoét và doa lỗ ∅ 27 số 5 đạt cấp độ bóng cấp 7, Ra=1.25

NC2: Khoét và doa lỗ ∅ 27 số 6 đạt cấp độ bóng cấp 7, Ra=1.25

NC3: Phay mặt 1 đạt độ bóng cấp 6, Ra= 2.5

NC4: Phay mặt 2 đạt độ bóng cấp 6, Ra= 2.5

NC5: Phay mặt 3 đạt độ bóng cấp 6, Ra= 2.5

NC6: Phay mặt 4 đạt độ bóng cấp 6, Ra= 2.5

NC7: Phay mặt 5 và 6 đạt độ bóng cấp 6, Ra= 2.5

NC8: Khoan và tarô ren lỗ số 6

NC9: Khoan và tarô ren lỗ số 7

NC10: Kiểm tra độ không song song giữa các mặt phẳng và độ không vuông gócgiữa các tâm lỗ không vượt quá 0.03

+ Phương án 1:

- Ưu điểm: Ở phương án này tối ưu với dạng sản xuất hàng khối, rút gọn bớt cácnguyên công và thời gian gia công chi tiết nhưng vẫn đảm bảo được chất lượng bề mặtgia công

- Nhược điểm: Phải sử dụng máy chuyên dùng

4.2.1 Chọn máy, dao, TBCN cho mỗi NCông.

 Nguyên công 1 Phay mặt 1,2 đạt độ bóng cấp 6, Ra= 2.5

Phay thô sử dụng máy phay 6H12, công suất 7kW, 19 cấp tốc độ, dải tốc độ từ 30-1500,

độ nhám bề mặt Ra=2,5, phương pháp gia công cuối là phay tinh

 Nguyên công 2: Phay mặt 3,4 đạt độ bóng cấp 6, Ra= 2.5

Phay thô sử dụng máy phay 6H12, công suất 7kW, 19 cấp tốc độ, dải tốc độ từ 30-1500,

độ nhám bề mặt Ra=2,5, phương pháp gia công cuối là phay tinh

 Nguyên công 3&4: Đã tính ở trên

 Nguyên công 5: Phay mặt 7,8 đạt độ bóng cấp 6, Ra= 2.5

Phay thô sử dụng máy phay 6H12, công suất 7kW, 19 cấp tốc độ, dải tốc độ từ 30-1500,

độ nhám bề mặt Ra=2,5, phương pháp gia công cuối là phay tinh

 Nguyên công 6: Khoan và tarô ren M16 (9), sử dụng máy khoan 2A125, công suất

máy 2,8kW, 9 cấp tốc độ, dải tốc độ từ 97-1360

 Nguyên công 7: Khoan và tarô ren M16 (9), sử dụng máy khoan 2A125, công suất

máy 2,8kW, 9 cấp tốc độ, dải tốc độ từ 97-1360

1.9 Tính lượng dư gia công:

Tính toán lượng dư cho bề mặt lỗ  27H7, tra lượng dư cho các bề mặt còn lại Phôi:Gia công bằng phương pháp đúc khuôn kim loại

Khối lượng phôi: 1,51 Kg

Vật liệu phôi: Thép C45

Quy trình công nghệ chia làm ba buớc khoét, doa thô và doa bán tinh Chi tiết đượcđịnh vị trên 2 khối V ngắn khống chế 4 bậc tự do,các mặt định vị đã được gia công