Đồ Án môn học kỹ thuật gia công cơ khí Đề tài thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết

Phần thuyết minh của đồ án bao gồm: phântích chức năng làm việc của chi tiết, phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết, xácđịnh dạng sản xuất, chọn phôi và phương pháp chế tạo

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

KHOA CƠ KHÍ

-o0o -ĐỒ ÁN MÔN HỌC

KỸ THUẬT GIA CÔNG CƠ KHÍ

Giảng viên hướng dẫn : ThS Phạm Thanh Tùng Sinh viên thực hiện : Nguyễn Nhật Long

Lời nói đầu

Trong thời đại hiện nay, khi đất nước đang bước vào giai đoạn công nghiệp hóa hiện đại hóa trên mọi phương diện, ngành cơ khí giữ vai trò then chốt, ảnh hưởng trực tiếpđến quá trình này Chúng ta không thể phát triển đất nước một cách nhanh chóng nếu thiếu

-đi sự lớn mạnh của ngành cơ khí

Ngành cơ điện tử bao gồm nhiều nội dung với kiến thức khá rộng và thực tế Để giúp sinhviên nắm vững kiến thức cơ bản và làm quen với nhiệm vụ thiết kế, đồ án kỹ thuật gia công

cơ khí là môn học không thể thiếu trong chương trình đào tạo của sinh viên chuyên ngành

cơ điện tử Đồ án này giúp sinh viên phát triển khả năng sáng tạo, giải quyết các bài toán kỹthuật và tổ chức khi thiết kế công nghệ, nhằm nâng cao hiệu quả sản xuất và chất lượng sảnphẩm, cũng như ứng dụng các kỹ thuật mới vào quá trình gia công

Trong học kỳ này, khoa đã giao cho nhóm chúng em đồ án môn học với nhiệm vụ lập quytrình công nghệ gia công chi tiết có dẫn hướng Phần thuyết minh của đồ án bao gồm: phântích chức năng làm việc của chi tiết, phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết, xácđịnh dạng sản xuất, chọn phôi và phương pháp chế tạo phôi, xây dựng bản vẽ chi tiết lồngphôi, lập thứ tự các nguyên công, các bước (vẽ sơ đồ gá đặt, ký hiệu định vị, kẹp chặt, chọnmáy, chọn dao, vẽ ký hiệu chiều chuyển động của dao, của chi tiết), và tính lượng dư chomột bề mặt (mặt tròn trong, tròn ngoài, mặt phẳng)

Trong quá trình thực hiện đồ án, em đã nỗ lực hết mình để hoàn thành tốt nhiệm vụ Tuynhiên, do vốn kiến thức còn hạn chế cùng với những yếu tố khách quan, chắc chắn khôngtránh khỏi những thiếu sót Em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến, phê bình và hướngdẫn thêm từ thầy cô và bạn đọc để có thể hoàn thiện đề tài của mình tốt hơn

Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới thầy Phạm Thanh Tùng đã tận tìnhhướng dẫn, giảng giải chi tiết và cung cấp tài liệu giúp chúng em hoàn thành bài tập lớnnày Thầy còn chia sẻ với chúng em nhiều kiến thức thực tế, cách làm việc chuyên nghiệp

và kỹ năng làm việc nhóm hiệu quả

Sinh viên

Nguyễn Nhật Long

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

Họ và tên:Nguyễn Nhật Long MSSV: 2151204056

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

I- Số liệu cho trước:

- Sản lượng: N1 = 1100000 sản phẩm/năm

- Điều kiện thiết bị: tự chọn

II- Nội dung thiết kế

1 Phân tích chức năng tính công nghệ của chi tiết và xác định dạng sản xuất

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

3 Lập thứ tự các nguyên công, các bước (vẽ sơ đồ gá đặt, ký hiệu định vị, kệp chặt, chọn

máy,chọn dao, vẽ ký hiệu chiều chuyển động của dao, chi tiết)

4 Tính lượng dư cho một bề mặt (mặt tròn trong, tròn ngoài, mặt phẳng): còn tất cả cá

c bề mặt khác tra theo sổ tay công nghệ chế tạo máy

III- Các bản vẽ

- Bản vẽ chi tiết lồng phôi: 1 bản (A3)

- Bản vẽ sơ đồ nguyên công: 1 bản (A0)

Ngày giao nhiệm vụ:

Ngày hoàn thành nhiệm vụ:

MỤC LỤC

Lời Nói Đầu 2

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC KỸ THUẬT GIA CÔNG CƠ KHÍ 3

CHƯƠNG I: PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG LÀM VIỆC CỦA CÁC CHI TIẾT PHÂN TÍCH CÔNG NGHỆ TRONG KẾT CẤU CỦA CHI TIẾT XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT 6

1.1 Phân tích chức năng làm việc của chi tiết 6

1.2 Phân tích công nghệ trong kết cấu của chi tiết 6

1.3 Xác định dạng sản xuất 7

CHƯƠNG II: CHỌN PHÔI VÀ PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI 9

2.1 Dạng phôi 9

2.2 Phương pháp chế tạo phôi 10

CHƯƠNG III: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 12

3.1 Nguyên công 1: Khỏa mặt đầu, khoan tâm 12

3.2 Nguyên công 2: Chống tâm 2 đầu ,gia công thô trụ đoạn trục đạt Ø57gia công tinh đạt Ø55 và vắt mép 2x45° 15

3.3 Nguyên công 3: Đảo mặt, chống tâm 2 đầu, tiện thô các đoạn trục đạt Ø 66.5,Ø62, Ø57, Ø50và tiện tinh Ø 65.5,Ø62, Ø57, Ø50 vát mép 2x45° 18

3.4 Nguyên công 4: Phay rãnh then dài 90 mm, rộng 18 mm, sâu 7 mm 20

3.5 Nguyên công 5: Tiện ren trụ 22

3.6 Nguyên công 6: Kiểm tra 24

CHƯƠNG IV: LƯỢNG DƯ GIA CÔNG 25

KẾT LUẬN 27

TÀI LIỆU THAM KHẢO 28

CHƯƠNG I: PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG TÍNH CÔNG NGHỆ CỦA

CHI TIẾT VÀ XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

1.1 Phân tích chức năng làm việc của chi tiết

Chi tiết trục là một thành phần quan trọng trong máy móc và thiết bị cơ khí Các chứcnăng chính của trục bao gồm:

 Hỗ trợ tải trên đường trục: Trục chịu trách nhiệm hỗ trợ và chịu tải trên đườngtrục, đối lực hoạt động giúp trục truyền động

 Truyền động: Trục được sử dụng để truyền động chuyển động tới các bộ phậnkhác trong máy móc, thông qua các bánh răng hoặc đai truyền động

 Dẫn hướng: Trục có thể được sử dụng để dẫn hướng và giữ giữa hai hoặcnhiều bộ phận khác nhau trong máy móc

 Ổn định: Trục là một phần quan trọng trong việc ổn định trục máy móc Nógiúp duy trì vị trí của các bộ phận khác nhau trong máy móc

 Tự trục: Trục còn được sử dụng để định vị, đối xử với thiết bị này nếu cónghiêng trong hoạt động thì có thể tự động chỉnh vị trí sao cho có thể hoạtđộng tốt nhất

Ngoài các chức năng chính đã đề cập, trục còn có vai trò quan trọng trong việc tăngtính kiểm soát và độ chính xác của máy móc Vì vậy, việc thiết kế, chọn lựa và sảnxuất trục đòi hỏi sự chú ý đến các yếu tố như chất lượng, chất liệu, độ chính xác, độbền và độ cứng

Trục cũng có thể được sử dụng để điều chỉnh mô-men xoắn và vận tốc của máy móc

Ví dụ, khi sử dụng trục trong động cơ, nó có thể tăng hoặc giảm tốc độ quay của

động cơ, hoặc giúp tăng mô-men xoắn của động cơ để đáp ứng yêu cầu củamáy móc.

Trục còn được sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp như sản xuất đường ố

ng, di chuyển cầu trục, sản xuất khung lưới và các ứng dụng khác Một trong những ví dụ điển hình là cầu trục trong ngành công nghiệp xây dựng Trục làmột phần quan trọng trong việc giúp cầu trục vận hành một cách ổn định, chínhxác và an toàn

Việc sử dụng trục chính xác và phù hợp là cực kỳ quan trọng để đảm bảo hiệusuất tối đa và độ bền lâu dài cho máy móc Do đó, việc đầu tư vào việc nghiêncứu và phát triển các trục phù hợp là cần thiết để đạt được chất lượng sản phẩm tốt nhất và giảm thiểu thời gian bảo trì và sửa chữa.Phân tích tính công nghệtrong kết cấu của chi tiết

Trục bậc thường được sử dụng trong các hộp tốc độ, trên trục lắp các bánhrăng để truyền chuyển động và lắp các ổ đỡ

Hình 1-1: Bản vẽ chi tiết

1.2 Phân tích công nghệ trong kết cấu của chi tiết

Tính công nghệ cho biết khả năng gia công dễ hay khó của vật liệu (tính hàn,tính đúc, tính rèn ) Từ đó lựa chọn phương pháp gia công hợp lý và hiệu quả nhằmtăng năng suất và chất lượng của sản phẩm

 Trục đỡ bánh răng là chi tiết dạng trục

 Trục có bề mặt cơ bản cần gia công là mặt tròn xoay nên ta có thể gia côngbằng dao tiện thường

 Để truyền mômen xoắn, trên trục được gia công thành nhiều bậc khác nhau.Kích thước đường kính giảm dần về hai phía đầu trục

 Trục có kết cấu đơn giản nên không cần gia công trên các máy chép hình thủylực

 Khi gia công trục cần khoan hai lỗ chống tâm đầu để chống tâm khi gia công

1.3 Xác định dạng sản xuất

Sản lượng hàng năm được xác định theo công thức sau:

N =N1 m(1+α + β

100 ) (CT 1.2 trang 15[4])Trong đó:

N: Số chi tiết được sản xuất trong một năm

N1: Số sản phẩm (số máy) được sản xuất trong một năm N1=1000 000

m: Số chi tiết trong một sản phầm

α: Số chi tiết phế phẩm ở phân xưởng đúc α=4 %

β: Số chi tiết được chế tạo thêm để dự trữ (5 – 7%) β=6 %

γ: Trọng lượng vật liệu của chi tiết γ thép =7,852(kg/dm3

CHƯƠNG II: CHỌN PHÔI VÀ PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI

2.1 Dạng phôi

Trong gia công cơ khí các dạng phôi có thể là: phôi đúc, phôi rèn, phôi cán, phôi dập

Xác định loại và phương pháp chế tạo phôi nhằm mục đích đảm bảo hiệu quảkinh tế - kĩ thuật chung của quy trình chế tạo chi tiết, đồng thời tổng phí tổn thất chếtạo chi tiết từ khâu chế tạo phôi cho tới công đoạn gia công chi tiết là thấp nhất

Khi xác định loại phôi và phương pháp chế tạo phôi cho chi tiết ta cần quantâm đến đặc điểm về kết cấu và yêu cầu về chịu tải khi làm việc của chi tiết (hìnhdạng, kích thước, vật liệu, chức năng, điều kiện làm việc, )

Sản lượng hàng năm của chi tiết

Điều kiện sản xuất thực tế xét về mặt kĩ thuật và tổ chức sản xuất (khả năng vềthiết bị, trình độ chế tạo phôi, )

Mặt khác khi xác định phương pháp tạo phôi cho chi tiết ta cần quan tâm đếnđặc tính của phôi và lượng dư gia công ứng với loại phôi đó Sau đây là một số đặctính quan trọng của các loại phôi thường dùng:

Phôi đúc

Khả năng tạo hình và độ chính xác phụ thuộc vào cách chế tạo khuôn, có thểđúc được các chi tiết có hình dạng từ đơn giản đến phức tạp Phương pháp đúc vớicách làm khuôn theo mẫu gỗ có độ chính xác của phôi đúc thấp Phương pháp đúc áplực trong khuôn kim loại cho độ chính xác của phôi đúc cao Phương pháp đúc trongkhuôn cát, làm khuôn bằng thủ công có phạm vi ứng dụng rộng, không bị hạn chế bởikính thước và khối lượng vật đúc, phí tổn chế tạo phôi thấp, tuy nhiên năng xuấtkhông cao Phương pháp đúc trong khuôn kim loại có phạm vi ứng dụng hẹp hơn vềkích thước và khối lượng vật đúc, chi phí chế tạo khuôn cao, tuy nhiên phương phápnày cho năng suất cao, thích hợp cho sản xuất hàng loạt

độ chính xác khuôn, mặt khác khi rèn khuôn phải có khuôn chuyên dùng cho từng chitiết, chi phí làm khuôn cao Phương pháp này khó đạt các kích thước với độ chính xáccấp 7-8, những chi tiết có hình dạng phức tạp.

Phôi cán

Có profin đơn giản như: tròn, vuông, lục giác, lăng trụ…dùng để chế tạo cáctrục trơn, trục bậc có đường kính ít thay đổi, hình ống, ống vạt, tay gạt, trục ren, mặtbích Phôi cán định hình phổ biến thường là phôi thép góc, thép hình: I, U, V…đượcdùng nhiều trong các kết cấu lắp, phôi cán định hình cho từng lĩnh vực riêng, đượcdùng chế tạo các toa tàu, các máy kéo, máy nâng,… Phôi cán có cơ tính cao, sai sốphôi cán thường thấp, độ chính xác thường là cấp 9-12 Phôi cán được dùng hợp lýtrong trường hợp sau khi cán không cần phải gia công cơ tiếp theo, điều đó quantrọng khi chế tạo chi tiết bằng thép và hợp kim khó gia công, đắt tiền.  

Chi tiết có hình dạng khá phức tạp, có một số mặt gia công có độ chính xác cấp6-7 ta không dùng phương pháp này để chế tạo phôi

Phôi dập

Dập là một quá trình gia công, ở đó kim loại bị nén, ép chặt dưới một áp lực rấtlớn để hình thành nên các chi tiết có độ bền rất cao Quá trình đó thông thường đươcthực hiện ở trạng thái nóng bằng cách nung kim loại lên đến nhiệt độ thích hợp rồi giacông nó nhờ các dụng cụ đặc biệt (khuôn dập) và máy dập chuyên dùng một điều hếtsức quan trọng cần phải ghi nhớ rằng, quá trình dập nóng hoàn toàn khác với quátrình đúc kim loại ở chỗ kim loại hình thành lên vật rèn dập chưa bị làm nóng chảytrước khi đổ vào khuôn như quá trình đúc

Quá trình dập nóng có thể tạo ra các sản phẩm có độ bền cao hơn nhiều so vớicác sản phẩm làm bằng bất kỳ công nghệ gia công kim loại nào khác Đó là lý do tạisao vật dập hầu như luôn luôn được sử dụng ở những nơi đòi hỏi độ tin cậy cao và vì

mục đích an toàn cho con người Thông thường chúng ta ý nhiều thấy các chi tiết dập

vì các chi tiết được lắp ở bên trong các bộ phận máy móc của máy bay, xe ô tô, xemáy, máy kéo, tàu thủy, máy khoan dầu, động cơ, và thiết bị quan trọng khác

Ngoài ra trong sản xuất thực tế người ta còn dùng phôi hàn nhưng phạm vi nhỏ hơn

2.2 Phương pháp chế tạo phôi

Hình 2-1: Bản vẽ chi tiết lồng phôi

CHƯƠNG III: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ Trình tự gia công

3.1 Nguyên công 1: Khỏa mặt đầu, khoan tâm

Hình 3-1: Sơ đồ nguyên công 1

- Định vị: Chi tiết được định vị 5 bậc tự do thông qua mâm cặp 3 chấu.

- Kẹp chặt: kẹp chặt bởi 3 chấu của mâm cặp

- Các bước tiến hành:

+ Lần gá 1: Khoả mặt đầu mặt 1 (thô – bán tinh – tinh) và khoan tâm

+ Lần gá 2: Đảo đầu và khoả mặt đầu mặt 2 (thô – bán tinh – tinh) sau đó khoan tâm

- Chọn máy: Tra bảng 9 – 3, [3] trang 16 chọn máy tiện T616

+ Đường kính chi tiết tối đa: 320mm

+ Đường kính lớn nhất của chi tiết trên bàn dao: 175mm

+ Khoảng cách 2 đầu tâm: 750mm

+ Độ dài lớn nhất tiện được: 700mm

3.2 Nguyên công 2: Tiện thô các bậc trục ∅ 68 ,∅ 45 ,∅ 32 và ∅ 30

Hình 3-2: Sơ đồ nguyên công 2.

+ Bước 1: Tiện thô bậc trục ∅ 68

+ Bước 2: Tiện thô bậc trục ∅ 45

+ Bước 3: Tiện thô bậc trục ∅ 32 và ∅ 30

+ Bước 4: Vát mép 2x45 °

- Chọn máy: Tra bảng 9 – 3, [3] trang 16 chọn máy tiện T616

+ Đường kính chi tiết tối đa: 320mm

+ Đường kính lớn nhất của chi tiết trên bàn dao: 175mm+ Khoảng cách 2 đầu tâm: 750mm

+ Độ dài lớn nhất tiện được: 700mm

Bảng 3-2: Thông số dao tiện ngoài thân cong góc nghiêng 90 °

3.3 Nguyên công 3: Tiện thô các bậc trục ∅ 45 và ∅ 35

Hình 3-3: Sơ đồ nguyên công 3.

+ Bước 1: tiện thô bậc trục ∅ 45

+ Bước 2: tiện thô bậc trục ∅ 35

+ Bước 3: vát mép 2x45 °

- Chọn máy: Tra bảng 9 – 3, [3] trang 16 chọn máy tiện T616

+ Đường kính chi tiết tối đa: 320mm

+ Đường kính lớn nhất của chi tiết trên bàn dao: 175mm+ Khoảng cách 2 đầu tâm: 750mm

+ Độ dài lớn nhất tiện được: 700mm

+ Cấp tốc độ: 12 cấp, 44-1980vg/phút

+ Công suất: 4,5kW

+ Khối lượng máy: 1850kg

Bảng 3-2: Thông số dao tiện ngoài thân cong góc nghiêng 90 °

3.4 Nguyên công 4: Tiện tinh các bậc trục ∅ 45 và ∅ 35

Hình 3-4: Sơ đồ nguyên công 4.

+ Bước 1: tiện tinh bậc trục ∅ 45

+ Bước 2: tiện tinh bậc trục ∅ 35

- Chọn máy: Tra bảng 9 – 3, [3] trang 16 chọn máy tiện T616

+ Đường kính chi tiết tối đa: 320mm

+ Đường kính lớn nhất của chi tiết trên bàn dao: 175mm+ Khoảng cách 2 đầu tâm: 750mm

+ Độ dài lớn nhất tiện được: 700mm

+ Cấp tốc độ: 12 cấp, 44-1980vg/phút

+ Công suất: 4,5kW

+ Khối lượng máy: 1850kg

Bảng 3-2: Thông số dao tiện ngoài thân cong góc nghiêng 90 °

3.5 Nguyên công 5: Tiện tinh các bậc trục ∅ 68 ,∅ 45 ,∅ 32 và ∅ 30

Hình 3-5: Sơ đồ nguyên công 5.

+ Bước 1: tiện tinh bậc trục ∅ 68

+ Bước 2: tiện tinh bậc trục ∅ 45

+ Bước 3: tiện tinh bậc trục ∅ 32 và ∅ 30

- Chọn máy: Tra bảng 9 – 3, [3] trang 16 chọn máy tiện T616

+ Đường kính chi tiết tối đa: 320mm

+ Đường kính lớn nhất của chi tiết trên bàn dao: 175mm+ Khoảng cách 2 đầu tâm: 750mm

+ Độ dài lớn nhất tiện được: 700mm

+ Cấp tốc độ: 12 cấp, 44-1980vg/phút

3.6 Nguyên công 6: Mài các bậc trục

Hình 3-6: Sơ đồ nguyên công 6.

Tra bảng 99450, [3] trang 94 chọn máy mài tròn ngoài 3A110B có :

Kích thước lớn nhất của phôi mài

Đường kính

Chiều dài

140200

Số vòng quay của trục chính mang phôi (vg/ph) 100-1000

Số vòng quay của trục chính mang đá mài (vg/ph) 2680,3900

Dịch chuyển của ụ mài

Lớn nhất

Cho 1 vạch chia của vòng chia độ

Sau 1 lần phóng đại bằng tay

600.00250.001

3.7 Nguyên công 7: Kiểm tra độ đồng tâm

- Tiến hành đo độ đồng tâm của trục

- Dụng cụ đo gồm: Bàn máp, đồng hồ so kèm giá đỡ, trục đỡ, chống tâm 2 đầu

- Lắp đặt sơ đồ kiểm tra như hình dưới đây

-Chống tâm 2 đầu lên trục Điều chỉnh đồng hồ đo sao cho mũi kim tỳ của đồng hồ

so tỳ 1 lực vừa phải vào mặt trụ của trục sao cho mũi kim vuông góc với bàn máp,

cố định đồng hồ so, quay tròn chi tiết trên chống tâm Sự sai lệch lớn nhất của kim trên đồng hồ so thể hiện sai lệch độ đồng tâm của trục

Hình 3-7: Sơ đồ nguyên công 7.

- Dụng cụ đo gồm: Bàn máp, đồng hồ so kèm giá đỡ, trục đỡ.

- Định vị: Chi tiết được định vị 5 bậc tự do, lỗ chống tâm cố định hạn chế 3 bậc

tự do, lỗ chống tâm di động hạn chế 2 bậc tự do thông qua mũi chống tâm