Thuyết minh Đồ án môn học công nghệ chế tạo máy

Phân tích tính công nghệ chi tiết - Chi tiết yêu cầu độ chính xác của một số bề mặt có độ chính xác cao về độ đồng tâm giữa mặt trụ ngoài và trong cũng như độ vuông góc giữa mặt đầu và đ

Xác định dạng sản xuất và phương pháp chế tạo phôi

Xác định dạng sản xuất

Để xác định được dạng sản xuất cần biết được sản lượng hàng năm

N và khối lượng của chi tiết Q.

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

N: Số chi tiết được sản xuất trong một năm

Trong một năm, số sản phẩm được sản xuất là 2000 sản phẩm, với mỗi sản phẩm bao gồm 1 chi tiết Tỷ lệ phế phẩm trong phân xưởng đúc được chọn là 4%, trong khi đó, số lượng chi tiết chế tạo thêm để dự trữ được xác định là 6%.

Vậy: N= 2000.1.[1+"00 chiếc/năm Ứng dụng phần mềm Autodesk Inventor, tính toán chính xác khối lượng của chi tiết với vật liệu thép C35: Q = 1,296 kg

Hình 1.1 hình chi tiết được tính toán trên inventor

Q1 = V.γ với V là thể tích của chi tiết tính toán trên phần mềm Autodesk Inventor

Công thức tính khối lượng:

Q1 = V.γ với V là thể tích của chi tiết

Với khối lượng ta vừa tính toán này ta có thể chấp nhận được.

Từ bảng 2 (Trang 13) Tài liệu số [6] Dạng sản xuất là hàng loạt vừa.

Phân tích chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết

1.2.1 Phân tích kết cấu chi tiết

Chi tiết này có hình dạng trụ rỗng và được thiết kế với các lỗ ở mặt đầu để lắp ghép với các chi tiết khác Các lỗ này cho phép kẹp chặt các thành phần khác nhau, cho thấy đây là một chi tiết bạc quan trọng trong cơ khí.

1.2.2 Phân tích chức năng chi tiết

Chi tiết này đóng vai trò hỗ trợ cho đầu kéo của mãng cào, được kết nối với thân máy thông qua các vít gắn vào các lỗ trên bề mặt chi tiết, với thiết kế có lỗ bậc để đưa trục ra Do đó, chi tiết thân đỡ này có thể được xem như một dạng bạc trong cấu trúc máy.

1.2.3 Phân tích các bề mặt làm việc chính

Bạc có các bề mặt chính bao gồm bề mặt lỗ, bề mặt ren và mặt đầu, với độ chính xác cao và độ nhám lớn (Ra = 1,6) Ngoài ra, trên chi tiết còn tồn tại các bề mặt phụ như bề mặt trụ ngoài và các mặt bên, tuy có độ chính xác và độ nhám thấp hơn.

- Những yêu cầu cơ kỹ thuật cơ bản của chi tiết là:

 Các kích thước không ghi sai lệch giới hạn :H14,h14,± IT14/2

 Nhiệt luyện đạt độ cứng 45 50 HRC

 Độ chính xác ngoài có thể đạt cấp 7 10

 Độ chính xác bề mặt lỗ đạt cấp 6,7,8

 Độ đồng tâm mặt ngoài và mặt lỗ thông thường đạt > 0.15mm

 Độ không vuông góc giữa mặt đầu và đường tâm lỗ khoảng 0.1 0.2mm/100mm bán kính

1.2.4 Các bề mặt chính cần gia công

- Gia cụng cỏc lỗ chớnh làm việc , với độ nhỏm Ra= 1,6àm

- Gia cụng mặt trụ ngoài với độ nhỏm Ra= 1,6àm

- Gia cụng lỗ trờn mặt đầu với độ nhỏm Ra= 3,2àm, dung sai vị trớ 0,2

Mác Thành phần hóa học ( Cơ tính

Thép C Si Mn P S Độ bền kéo đứt Giới hạn chảy Độ dãn dài tương đối

1.2.6 Phân tích tính công nghệ chi tiết

Yêu cầu về độ chính xác cho các bề mặt có độ chính xác cao bao gồm việc đảm bảo độ đồng tâm giữa mặt trụ ngoài và mặt trụ trong, cũng như độ vuông góc giữa mặt đầu và đường tâm Những yếu tố này là rất quan trọng trong quá trình sản xuất và gia công để đảm bảo chất lượng và hiệu suất của sản phẩm.

Các máy gia công cắt gọt hiện nay cho phép thực hiện các bề mặt gia công một cách dễ dàng, đặc biệt đối với những chi tiết không có bề mặt gia công phức tạp.

- Lỗ ren cần có vát mép để bảo vệ ren và dễ dàng gia công

Gia công các bề mặt của chi tiết thiết kế đồ gá là cần thiết để đảm bảo các yêu cầu về dung sai kích thước, độ nhám và độ chính xác Việc này giúp tối ưu hóa hiệu suất và chất lượng sản phẩm cuối cùng.

- Chi tiết đủ độ cứng vững

Dựa trên yêu cầu kỹ thuật, hình dáng và kích thước của chi tiết, cùng với dạng sản xuất hàng loạt vừa và cơ sở vật chất kỹ thuật của nhà máy, vật liệu được xác định là thép C35.

Vật liệu chế tạo phương pháp hình phôi xác định lượng dư cho các bề mặt là yếu tố quan trọng trong quy trình sản xuất Việc tính toán kích thước và quyết định dung sai chính xác là cần thiết để đảm bảo chất lượng và hiệu quả trong quá trình chế tạo phôi.

Chọn loại phôi

Đúc là một phương pháp chế tạo phôi bằng cách nấu chảy kim loại và rót kim loại lỏng vào khuôn đúc Sau khi kim loại đông đặc trong khuôn, ta thu được sản phẩm có hình dáng và kích thước giống như khuôn đúc.

Đúc là một quá trình sản xuất có khả năng tạo ra nhiều loại vật liệu khác nhau, bao gồm gang, thép, kim loại màu và các hợp kim của chúng, với trọng lượng từ vài gam cho đến hàng trăm tấn.

Chế tạo những vật đúc có hình dạng và kết cấu phức tạp, như thân máy công cụ và vỏ động cơ, là một ưu điểm nổi bật của công nghệ đúc, giúp vượt qua những khó khăn mà các phương pháp chế tạo khác không thể thực hiện.

Độ chính xác về hình dạng, kích thước và độ bóng thường không cao, nhưng với các phương pháp đúc đặc biệt, độ chính xác có thể đạt khoảng 0,001mm và độ nhẵn lên đến 1,25mm.

 Có thể đúc nhiều kim loại khác nhau trong một vật đúc.

 Có khả năng cơ khí hóa và tự động hóa.

 Giá thành chế tạo vật đúc rẻ, tính chất sản xuất linh họat, năng suất

 Tốn kim loại cho hệ thống rót.

 Có nhiều khuyết tật (thiếu hụt, rỗ khí) làm tỷ lệ phế phẩm khá cao.

 Kiểm tra khuyết tật bên trong vật đúc đòi hỏi thiết bị hiện đại

Phạm vi sử dụng của sản phẩm này chủ yếu tập trung vào các chi tiết phức tạp và có kích thước lớn, thường được áp dụng trong sản xuất hàng loạt với quy mô vừa và lớn.

Rèn tự do là quá trình sử dụng ngoại lực thông qua các dụng cụ để biến dạng kim loại ở nhiệt độ rèn, nhằm tạo ra sản phẩm với hình dạng và kích thước đạt yêu cầu.

 Dập thể tích dễ cơ khí hoá và tự động hoá;

 Tạo được phôi có độ chính xác cao về hình dạng và kích thước.

 Tiết kiện được kim loại và giảm chi phí cho gia công cắt gọt.

 Không chế tạo được các sản phẩm có hình dạng, kích thước phức tạp, kích thước lớn.

 Không chế tạo được các sản phẩm có tính dẻo kém.

 Rèn tự do có độ chính xác kém, năng xuất thấp , điều kiện làm việc nặng nhọc.

- Phạm vi sử dụng: Rèn tự do thường sử dụng trong sản xuất đơn chiếc, phục vụ sưa chữa của tất cả các ngành chế tạo thiết bị….

- là phương pháp gia công bằng dập thể tích hay còn gọi là rèn khuôn khi gia công áp lực.

 Sử dụng một bộ khuôn có kích thước lòng khuôn gần giống vật gia công.

Trong quá trình gia công, vật liệu thường chịu trạng thái ứng suất nén khối, điều này giúp kim loại có tính dẻo tốt hơn Kết quả là, kim loại có khả năng biến dạng triệt để, cải thiện cơ tính sản phẩm và cho phép gia công các vật thể phức tạp một cách hiệu quả.

 Dễ cơ khí hoá nên năng suất cao.

 Chi phí chế tạo khuôn tốn

 Thiết bị công suất lớn

 Hệ số sử dụng vật liệu cao.

 Thiết bị sử dụng có công suất lớn , chuyển động chính xác , chế tạo khuôn đắt tiền.

 Do những đặc điểm trên nên dập thể tích chỉ dùng trong sản xuất hàng loạt và hàng khối.

Phạm vi sử dụng của chi tiết gia công bao gồm trục răng côn, trục răng thẳng, các loại bánh răng khác, chi tiết dạng càng, trục chữ thập và trục khuỷu.

Phương pháp cán là kỹ thuật gia công kim loại, trong đó kim loại được biến dạng giữa hai trục cán quay ngược chiều nhau Khe hở giữa các trục cán nhỏ hơn chiều cao của phôi, dẫn đến việc giảm chiều cao của phôi trong khi chiều dài và chiều rộng của nó tăng lên.

 Nâng cao chất lượng của phôi về cơ tính.

 Năng suất đạt được cao do có tính liên tục.

 Chỉ cán được những sản phẩm có kết cấu đơn giản

Phạm vi sử dụng của sản phẩm này chủ yếu dành cho các chi tiết như trục, bánh răng và bộ đôi bơm cao áp Nó thường được áp dụng trong sản xuất đơn chiếc hoặc trong quy trình sản xuất hàng loạt với quy mô vừa và nhỏ.

Kết luận: Chọn phương pháp đúc

1.3.1 Xác định phương pháp chế tạo phôi

- Đúc trong khuôn cát: là phương pháp đúc sử dụng khuôn làm bằng cát để đúc Khuôn cát chỉ sử dụng một lần.

 Đúc được các chi tiết lớn, tạo ra vật đúc có kết cấu phức tạp do có thể làm ruột, khối lượng lớn, giá thành khuôn thấp.

 Độ bóng bề mặt kém

 Lượng dư gia công lớn

 Có độ chính xác thấp

 Hay tồn tại nhiều dạng khuyết tật

 Khuân cát là loại khuân đúc một lần ( chỉ rót một lần rồi phá khuân không thể tái sử dụng

Đúc trong khuôn kim loại là quá trình nấu chảy kim loại và rót vào khuôn, nơi kim loại lỏng sẽ kết tinh Khi nguội đi, sản phẩm sẽ hình thành theo kích thước và hình dạng của lòng khuôn đúc.

Tốc độ kết tinh của hợp kim đúc lớn được nâng cao nhờ khả năng trao đổi nhiệt hiệu quả giữa hợp kim lỏng và thành khuôn Điều này giúp đảm bảo cơ tính của vật đúc đạt chất lượng tốt.

 Độ bóng bề mặt, độ chính xác của lòng khuôn cao nên tạo ra chất lượng vật đúc tốt.

 Tuổi thọ của khuôn kim loại cao.

 Do tiết kiệm được thời gian làm khuôn nên nâng cao năng suất, giảm giá thành.

 Khuôn kim loại không đúc được các vật đúc quá phức tạp, thành mỏng và khối lượng lớn

 Khuôn kim loại không có tính lún và không có khả năng thoát khí Điều này sẽ gây ra những khuyết tật của vật đúc.

 Giá thành chế tạo khuôn cao.

 Phương pháp này chỉ thích hợp trong dạng sản xuất hàng loạt với vật đúc đơn giản, nhỏ hoặc trung bình.

Đúc áp lực là quá trình khi hợp kim lỏng được đổ vào khuôn dưới áp lực nhất định Tùy thuộc vào yêu cầu sản phẩm, có hai phương pháp đúc áp lực: đúc áp lực thấp, sử dụng hút chân không để tạo áp lực nhỏ, và đúc áp lực cao, nơi áp lực lớn được tạo ra bởi pittông.

 Đỳc được vật đỳc phức tạp, thành mỏng (1á5mm) đỳc được cỏc loại lỗ có kích thước nhỏ.

 Độ bóng và độ chính xác cao.

 Cơ tính vật đúc cao nhờ mật độ vật đúc lớn.

 Năng suất cao nhờ điền đầy nhanh và khả năng cơ khí hóa thuận lợi.

 Không dùng được thao cát vì dòng chảy có áp lực Do đó hình dạng lỗ hoặc mặt trong phải đơn giản.

 Khuôn đúc áp lực chóng bị mài mòn do dòng chảy có áp lực của hợp kim ở nhiệt độ cao.

Đúc ly tâm là quá trình đổ đầy hợp kim lỏng vào khuôn quay, trong đó lực ly tâm phát sinh từ sự quay của khuôn giúp hợp kim lỏng phân bố đều lên bề mặt khuôn và đông đặc tại đó.

 Tổ chức kim loại mịn chặt, không tồn tại các khuyết tật rỗ khí, rỗ co ngót.

 Tạo ra vật đúc có lỗ rỗng mà không cần thao.

 Không dùng hệ thống rót phức tạp nên ít hao phí kim loại.

 Tạo ra vật đúc gồm một vài kim loại riêng biệt trong cùng một vật đúc.

 Có hiện tượng thiên tích vùng theo diện tích ngang của vật đúc, do mỗi phần tử có khối lượng khác nhau chịu lực ly tâm khác nhau.

 Khi đúc ống, đường kính lỗ kém chính xác và có chất lượng bề mặt kém

Dựa trên chức năng, điều kiện làm việc và sản lượng của chi tiết, phương pháp chế tạo phôi đúc trong khuôn kim loại được xác định là phù hợp nhất Phôi sau khi đúc sẽ có hình dạng gần giống với chi tiết gia công, giúp tối ưu hóa quá trình sản xuất.

Sau khi biết được sản phẩm trong 1 năm, biết được khối lượng Ta đã lựa chọn được dạng sản xuất là hàng loạt vừa

Phân tích được kết cấu chức năng làm việc của chi tiết

Hiểu được các phương pháp chế tạo phôi, từ đó đưa ra được các phương pháp chọn phôi phù hợp

Lựa chọn tiến trình công nghệ gia công chi tiết

Chọn chuẩn thô và tinh để gia công các bề mặt

Nguyên tắc chung khi chọn chuẩn

Yêu cầu khi chọn chuẩn :

- Đảm bảo chất lượng sản phẩm ổn định trong suốt quá trình gia công.

- Nâng cao năng suất và hạ giá thành sản phẩm.

Lời khuyên khi chọn chuẩn:

Để đảm bảo hiệu quả trong quá trình định vị, cần tuân thủ nguyên tắc 6 điểm nhằm kiểm soát toàn bộ số bậc tự do một cách hợp lý Việc tránh hiện tượng thiếu định vị hoặc siêu định vị là rất quan trọng, vì chúng có thể dẫn đến cong vênh và sai số gia công lớn.

- Chọn chuẩn sao cho lực kẹp và lực cắt không làm chi tiết bị cong vênh, lực kẹp nhỏ giúp giảm sức lao động của công nhân.

- Chọn chuẩn sao cho kết cấu đồ gá dễ dàng, gọn nhẹ, phù hợp với loại hình sản xuất. a Chuẩn tinh

Yêu cầu khi chọn chuẩn tinh:

- Đảm bảo độ chính xác về vị trí tương quan giữa các mặt gia công với nhau- Phân bố đủ lượng dư cho bề mặt gia công

Lời khuyên khi chọn chuẩn tinh:

Để giảm sai số nguyên công, hãy cố gắng chọn chuẩn tinh với độ trùng chuẩn cao nhất có thể Việc khởi xuất chuẩn trùng với chuẩn cơ sở sẽ giúp tránh sai số không trùng chuẩn.

- Cố gắng chọn chuẩn sao cho có tính trùng chuẩn càng cao càng tốt ( Chuẩn khởi xuất ≡ Chuẩn trỉnh dao ≡ Chuẩn cơ sở ≡ Chuẩn định vị ≡ Chuẩn đo lường)

Chọn chuẩn tinh thống nhất cho nhiều lần gá đặt giúp đơn giản hóa việc sử dụng đồ gá trong quá trình công nghệ, giảm thiểu số lượng chủng loại đồ gá, đồng thời tiết kiệm thời gian thiết kế và chế tạo.

• Phương án chọn chuẩn tinh:

+ Phương án: Dựa vào yêu cầu và nguyên tắc chọn chuẩn tinh và dựa vào kết cấu của chi tiết ta chọn chuẩn tinh theo phương án sau

Sơ đồ gá đặt hình vẽ:

Hình 2.1 sơ đồ định vị chọn chuẩn tinh phướng án 1 Đồ gá : mâm cặp 3 chấu cặp vào vai của chi tiết

Khống chế số bậc tự do : 5 bậc (tịnh tiến OZ,Quay OZ, tịnh tiến

OY,Quay OY, tịnh tiến OX)

Hình 2.2 sơ đồ định vị chọn chuẩn tinh phương án 2 Đồ gá : trục gá cứng có vai tỳ vào mặt đầu

Khống chế số bậc tự do : 5 bậc (tịnh tiến OZ,Quay OZ, tịnh tiến

Hình 2.3 sơ đồ định vị chọn chuẩn tinh phướng án 3 Đồ gá : Phiến tỳ,chốt trụ ngắn,chốt trám

Khống chế số bậc tự do : 6 bậc (tịnh tiến OZ,quay OZ, tịnh tiến OY,quay OY,quay OX,tịnh tiến OX) b.Chuẩn thô

- Chuẩn thô: là những bề mặt chưa gia công lần nào

+) Yêu cầu chọn cuẩn thô.

- Đảm bảo độ chính xác về vị trí tương quan giữa các bề mặt gia công với bề mặt không gia công.

- Phân bố đều lượng dư cho các bề mặt sẽ gia công.

+) Nguyên tắc chọn chuẩn thô.

- Theo một phương kích thước nhất định nếu trên chi tiết gia công có một bề mặt không gia công thì nên chọn bề mặt đó làm chuẩn thô.

Khi một chi tiết có hai hoặc nhiều bề mặt không gia công, cần lựa chọn bề mặt yêu cầu độ chính xác về vị trí tương quan với các bề mặt gia công làm chuẩn thô, theo một kích thước nhất định.

Theo kích thước quy định, khi chi tiết có nhiều bề mặt cần gia công, nên chọn bề mặt phôi có lượng dư nhỏ và đồng đều nhất làm chuẩn thô.

- Nếu có nhiều bề mặt đủ tiêu chuẩn làm chuẩn thô thi nên chọn bề mặt bằng phẳng trơn tru nhất làm chuẩn thô.

Trong quy trình công nghệ chế tạo, mỗi bậc tự do cần thiết chỉ được phép sử dụng chuẩn thô một lần Việc vi phạm quy tắc này được gọi là phạm chuẩn thô, và điều này sẽ dẫn đến sai số lớn trong vị trí tương quan giữa các mặt gia công.

• Phương án chọn chuẩn thô.

+ Phương án 1: Dựa vào yêu cầu và nguyên tắc chọn chuẩn thô và dựa vào kết cấu của chi tiết ta chọn chuẩn thô theo phương án sau

Hình 2.4 minh họa sơ đồ định vị chọn chuẩn thô cho phương án 1, sử dụng đồ gá với mâm cặp 3 chấu để kẹp vào mặt 3 và tỳ vào vai của chi tiết Phương pháp này khống chế 5 bậc tự do, bao gồm tịnh tiến theo trục OZ, quay quanh trục OZ và tịnh tiến.

Hình 2.5 sơ đồ định vị chọn chuẩn tinh phướng án 2 Đồ gá : Phiến tỳ,chốt trụ ngắn,chốt trám

Khống chế số bậc tự do : 6 bậc (tịnh tiến OZ,quay OZ, tịnh tiến OY,quayOY,quay OX,tịnh tiến OX)

Chọn phương pháp gia công cho các bề mặt

Hình 2.6 Chi tiết được đánh số bề mặt

Phương pháp gia công: Tiện , khoan , phay

Yêu cầu kỹ thuật: cấp độ nhám bề mặt(6,5,3) Ra = 1.25

Các mặt còn lại độ nhám Ra= 3,2

Phương pháp gia công cho các bề mặt

-Bề mặt 8 gia công bằng phương pháp Tiện khỏa mặt đầu

-Bề mặt 4 gia công bằng phương pháp Tiện khỏa mặt đầu

-Bề mặt 6 gia công bằng phương tiện móc lỗ thô và tinh

-Bề mặt 5 gia công bằng phương pháp tiện móc lỗ thô và tinh

-Bề mặt 3 gia công bằng phương pháp tiện thô và tinh

-Bề mặt 2 gia công bằng phương pháp tiện thô và bán tinh

-Bề mặt 1 gia công bằng phương pháp tiện thô và bán tinh

-Bề mặt 7 gia công bằng phương pháp tiện móc lỗ ren

-Bề mặt lỗ 1, lỗ 2 , lỗ 3 gia công bằng phương pháp khoan

-Bề mặt 9 gia công bằng phương pháp phay

Lập tiến trình công nghệ

1 Nguyên công 1: Tiện mặt đầu 8

Tiện thô và bán tinh mặt trụ ngoài và lỗ (1,6,5)

Tiện thô và bán tinh mặt trụ ngoài (2,3) Tiện tinh mặt trụ ngoài và lỗ (3,5)

3 Nguyên công 3: Tiện tinh mặt lỗ 6

6 Nguyên công 6: Tổng kiểm tra

1 Nguyên công 1: Chuẩn bị phôi

Tiện thô và bán tinh mặt trụ ngoài và lỗ (2,3,5)

Tiện thô và bán tinh mặt trụ ngoài và lỗ (1,6)

4 Nguyên công 4: Tiện tinh mặt trụ ngoài và lỗ (3,5)

5 Nguyên công 5: Tiện tinh mặt lỗ (6)

9 Nguyên công 9: Tổng kiểm tra

Lựa chọn phương án 1 làm tiến trình công nghệ cho chi tiết dạng bạc

- Biết được cách chọn chuẩn thô và thế nào chuẩn tinh

- Biết được các bước gia công bề mặt

- Lựa chọn phương án gia công phù hợp cho chi tiết

Chọn thiết kế nguyên công cho phương án 1 do trình tự công nghệ hợp lý, đảm bảo vị trí tương quan và độ đồng tâm của các bề mặt, từ đó tạo điều kiện thuận lợi cho việc gia công chi tiết.

Xác định lượng dư và kích thước trung gian

Tính toán lượng dư cho một bề mặt

Chi tiết bạc có khối lượng phôi 1,296kg, vật liệu thép Quy trình công nghệ gồm: Tiện,Tiện móc lỗ

Chi tiết gia công ( CTGC ) được gá trên mâm cặp (cặp sát) nên sai số gá đặt theo phương hướng kính coi như bằng 0 ( gd = 0 )

Sai lệch không gian tổng cộng

Theo bảng 3.6 trang 72 của tài liệu số [6], sai số không gian tổng cộng được xác định dựa trên chi tiết dạng bạc và định vị bằng mặt trụ ngoài có chi tiết dạng tròn xoay đối xứng.

+ : Độ lệch giữa 2 đầu của phôi so với tâm danh nghĩa của phôi + : Độ cong vênh của phôi mm tra bảng 3.7 TL [6] trang 75

: độ cong đơn vị trên l mm chiều dài

: chiều dài mặt gia công mm

+ : Sai lệch cảu phôi do lấy tâm làm chuẩn , đươc xác định bởi công thức Ở đây

+ là dung sai của đường kính mặt chuẩn phôi dùng để gia công lỗ tâm mm

+ 0,25 sai số do điều chỉnh máy tiện

Do đó sai lệch không gian của phôi sẽ là

Theo bảng 3.2 trang 70 Tài liệu số [6] phôi đúc trong khuôn kim loại có cấp chính xác từ 12-14 vì vậy:

= 200( m ); 𝑇𝑇 00( m )  Chất lượng bề mặt đạt được tiện thô tra bảng 3.5 trang 71 Tài liệu số [6]

Sai lệch không gian còn lại qua các bước gia công được tính theo công thức sau:

(TL [5] trang 48) Trong đó: k là hệ số chính xác phôi, sau khi gia công thô k = 0,06

Sai lệch không gian còn lại sau NC tiện thô

Lượng dư nhỏ nhất được tính theo công thức sau (cột 6):

Cột kích thước tính toán (cột 7) được tính như sau:

- Dung sai điền vào cột 8 ( Bảng 3.91 TL[1] trang 248 dựa trên bảng CCX T70-71 TL[6])

Xác định kích thước giới hạn nhỏ nhất bằng cách trừ kích thước giới lớn nhỏ nhất với dung sai

Xác định lượng dư giới hạn với :

Hiệu các kích thước giới hạn lớn nhất

Hiệu các kích thước giới hạn nhỏ nhất

 Lượng dư tổng cộng nhỏ nhất là tổng của các lượng dư nhỏ nhất +

 Lượng dư tổng cộng lớn nhất là tổng của các lượng dư lớn nhất +

Lượng dư danh nghĩa được xác định :

Trong đó: 300 là giới hạn dưới của dung sai phôi

25 là giới hạn dưới của dung sai chi tiết

Trong đó là giới hạn trên của dung sai của phôi và chi tiết

Kiểm tra độ chính xác của các tính toán đã thực hiện

Bảng 3.1 Xác định lượng dư và kích thước giới hạn cho các bước công nghệ gia công lỗ

Các thành phần của lượng dư

Lượ ng dư tính toán

Kích thước tính toán (mm)

Lượng dư giới hạn mm

Hình 3.1 Chi tiết được đánh số bề mặt

Tra lượng dư cho các bề mặt còn lại

- Các bề mặt khác cũng được xác định tương tự và kết quả tổng kết quá trình tính toán được ghi ở bảng sau:

Bảng 3.2 Lượng dư còn lại

Bề mặt Kích thước Lượng dư

(Ghi chú: các số liệu được trong bảng 3-110 tr259 TL [1])

Hình 3.2 Chi tiết lồng phôi

- Biết tính toán lượng dư cho một bề mặt

Tính chọn chế độ cắt và thời gian gia công

Tính chế độ cắt cho nguyên công V

Chi tiết được khống chế với 6 bậc tự do, bao gồm phiến tỳ khống chế 3 bậc tự do, chốt trụ ngắn khống chế 2 bậc tự do và chốt trám khống chế 1 bậc tự do.

+ Máy phay đứng vạn năng 6H13Ƃ (Bảng 9-38,trang 74 TL[3])

+ Kích thước bề mặt làm việc của máy 400x1600 (mm)

+ Công suất động cơ Nđc (kW).

+ Phạm vi tốc độ: 60÷3000 (vòng/ phút)

- Dao phay ngón đuôi côn (Bảng 4-66, Trang 357 TL [1])

- Kích thước dao phay ngón ( kiểu số 1)

- Lượng chạy dao: S = 0,07 mm (Bảng 5-36, trang 31, TL[2])

Tốc độ cắt V được tính theo công thức:

(Tr27 TL [2]) Chu kỳ bền của dao: T = 80 (Bảng 5-40, trang 34, TL[2])

Tra bảng 5-39, trang 32, TL[2] ta được các thông số sau

- Hệ số: kv = Kmv Knv Kuv

- Hệ số phụ thuộc vào tính chất cơ lý vật liệu gia công: Kmv=1,31

- Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt phôi: Knv =0,8 (Bảng 5-5, trang

- Hệ số phụ thuộc vào dụng cụ cắt Kuv=1 (Bảng 5-6, trang 8, TL [2]) Suy ra: kv = 1,31 0,8 1 = 1,048

Vậy tốc độ cắt là:

Số vòng quay trục chính:

Xác định số vòng quay thực của máy

Theo tính chất của cấp số nhân ta có thể viết

(tr104 TL[6]) Trong đó: - : Số vòng quay lớn nhất của máy

- : Số vòng quay nhỏ nhất của máy

- m: Số cấp tốc độ của máy

Theo bảng 4.1, trang 105, TL[6] ta xác định được = 50,65, suy ra φ 1,26

- Tốc độ cắt thực tế của máy:

- và các số mũ được tra trong bảng 5-41

- n số vòng quay của dao, vòng/phút

- : Hệ số điều chỉnh cho chất lượng của vật liệu

Tra bảng 5-41, trang 34, TL[2] ta được

Thay các giá trị trên vao công thức ta được

Tra chế độ cắt cho các nguyên công còn lại

Bảng 4.3 Chế độ cắt còn lại

Nguyên công Các bước công nghệ Chiều sâu cắt Bước tiến dao

Tính thời gian gia công

Sau khi xác định nội dung các nguyên công, lựa chọn máy móc và dao cắt, cũng như tính toán lượng dư gia công và chế độ cắt, bước tiếp theo là tính toán thời gian gia công cho từng nguyên công Điều này giúp đảm bảo năng suất lao động và duy trì quy trình gia công liên tục, không bị gián đoạn.

Thời gian cơ bản được xác định dựa trên thiết bị, quy trình công nghệ và chế độ làm việc hợp lý Đây là khoảng thời gian cần thiết để thực hiện các thay đổi về hình dáng, kích thước và chất lượng bề mặt của các chi tiết.

Trong sản xuất hàng loạt và hàng khối thời gian gia công được tính theo công thức sau:

Trong đó: - To là thời gian cơ bản

- Tp la thời gian phụ Tp = (7 ÷ 10)%To

Thời gian phục vụ chỗ làm việc (Tpv) bao gồm hai thành phần chính: Thời gian phục vụ kỹ thuật (Tpckt), chiếm 8% tổng thời gian (To), dùng để thay đổi dụng cụ, sửa đá, mài dao và điều chỉnh máy móc; và Thời gian phục vụ tổ chức (Tpvtc), chiếm từ 2% đến 3% tổng thời gian (To), để thực hiện các công việc như tra dầu cho máy, thu dọn chỗ làm việc và bàn giao ca kế tiếp.

- Ttn là thời gian nghĩ ngơi tự nhiên của công nhân ( Ttn = (3 ÷ 5)%To)

4.3.1 Xác đinh thời gian gia công cho các nguyên công

Thời gian gia công cơ bản được tính theo công thức sau:

- L : Chiều dài bề mặt gia công (mm)

- L1: Chiều dài ăn dao (mm)

- L2: Chiều dài thoát dao (mm)

- S: Lượng chạy dao (mm/vòng)

- n: Số vòng quay trong một phút

Bước 1: Tiện thô mặt đầu

- Thời gian gia công cơ bản: ( Bảng2,7trang 56 TL [5])

Với thời gian phụ 0,0052 (phút) gồm thời gian phục vụ kĩ thuật và thời gian phục vụ tổ chức %.0,0052 (phút)

: thời gian nghỉ ngơi tự nhiên của công nhân =5%.=0,002(phút)

Bước 2: Tiện thô mặt trụ ngoài

Với thời gian phụ 0,0050 (phút) gồm thời gian phục vụ kĩ thuật và thời gian phục vụ tổ chức

: thời gian nghỉ ngơi tự nhiên của công nhân =5%.=0,0025 (phút)

Bước 3: Tiện bán tinh mặt trụ ngoài

Bước 5: Tiện bán tinh lỗ

Bước 7: Tiện bán tinh lỗ

Bước 1: Tiện thô mặt đầu

: thời gian nghỉ ngơi tự nhiên của công nhân =5%.=0,002(phút)

- Thời gian gia công cơ bản: ( Bảng2,7trang 55 TL [5]) i= Số lần tiện 2

Bước 6: Tiện tinh mặt trụ ngoài

-Thời gian gia công cơ bản: ( Bảng2,7trang 61 TL [5]) i= Số lần tiện ren 6

Với thời gian phụ 0,213(phút) gồm thời gian phục vụ kĩ thuật và thời gian phục vụ tổ chức

- Thời gian gia công cơ bản: ( Bảng 28 trang 57 TL [5])

- Biết tra chế độ cắt ,tính chế độ cắt

- Biết tính thời gian cơ bản của nguyên công

Thiết kế quy trình công nghệ

Xác định đường lối công nghệ

Sau khi phân tích chi tiết cấu trúc và phương thức sản xuất hàng loạt vừa tại Việt Nam hiện nay, chúng tôi đã quyết định lựa chọn phương án phân tán nguyên công Phương án này sẽ sử dụng nhiều đồ gá chuyên dụng để gia công các chi tiết, nhằm nâng cao hiệu quả sản xuất và tối ưu hóa quy trình chế tạo.

Lập qui trình công nghệ gia công chi tiết

- Trình tự gia công các bề mặt

- Từ những sự phân tích trên đây ta có thể được các nguyên công chủ yếu để gia công:

Bảng 5.1 Các bước nguyên công

Tiện mặt đầu, mặt bậc , mặt lỗ

II Tiện mặt đầu, mặt bậc ,tiện tinh mặt trụ ngoài tiện tinh lỗ

Khai báo các loại trang bị công nghệ cho chi tiết bạc

5.3.1 Khai báo các loại máy

Bảng 5.2 Loại máy gia công cho chi tiết

Loại máy Công suất động cơ Phạm vi tốc độ Khối lượng máy Số cấp tốc độ

Máy phay đứng vạn năg

5.3.2 Khai báo các loại dao a,Dao tiện vai lưỡi cắt phải

Hình 5.1 dao tiện vai lưỡi cắt phải

- Dao tiện có vật liệu T15K6 (Bảng 4-3 Tr292 [1]

- Kích thước : h = 25mm b = 16 mm L = 140 mm l = 16 mm R = 1 mm (Bảng 4-7 trang 297, TL [1]) b,Dao tiện ren trong

- Dao tiện có vật liệu T15K6 (Bảng 4-3 Tr292 [1]

- Kích thước : D = 10mm b = 5 mm L = 150 mm l = 20 mm m =4mm (Bảng 4-146 trang 434, TL [1]) c,Mũi khoan xoắn

- Mũi khoan xoắn có vật liệu T5K10 (Bảng 4-3 Tr293 [1])

- Kích thước : d = 9mm L = 130 mm l = 85 mm (Bảng 4-40 Tr321 [1] d,Dao phay ngón đuôi côn

Hình 5.4 dao phay ngón đuôi côn

- Dao phay ngón chuôi côn (Vật liệu T15K6) (Bảng 4-66, Trang 357

- Kích thước dao phay ngón D = 25 mm l = 45 mm L = 147 mm Z 5 răng e,Dao tiện móc lỗ không thông

Hình 5.5 dao tiện tiện móc lỗ không thông

- Dao tiện lỗ không thông có vật liệu T15K6 (Bảng 4-3 Tr292 [1])

Kích thước : h = 20mm b = 20 mm L = 140 mm l = 10 mm P = 40 mm (Bảng 4-13 trang 301, TL [1])

Các bước nguyên công

5.4.1 Nguyên công I: Tiện thô mặt đầu,thô và bán tinh mặt bậc , mặt lỗ mặt bên phải

- Dao: dao vai, dao móc lỗ không thông

- Đồ gá: Mâm cặp 3 chấu

- Dụng cụ đo: thước cặp1/50

Sơ đồ gá đặt như hình vẽ

Bước 4: Tiện thô lỗ trong

Bước 5: Tiện thô lỗ trong

Bước 6: Tiện bán tinh mặt trụ ngoài Ra= 3,2

Bước 8: Tiện bán tinh lỗ trong

Bước 9: Tiện bán tinh lỗ trong

5.4.2 Nguyên Công II: Tiện mặt đầu, tiện thô, bán tinh mặt bậc ,tiện tinh mặt trụ ngoài tiện tinh lỗ , vát mép mặt bên trái

- Dao: dao vai, dao móc lỗ thông

Bước 4: Tiện bán tinh mặt trụ ngoài Ra= 3,2

Bước 5: Tiện tinh mặt trụ ngoài Ra=1,6

Bước 6: Tiện tinh lỗ trong Ra=1,6

5.4.3 Nguyên công III: Tiện tinh lỗ , tiện ren M75x3,vát mép mặt bên phải

- Dao: dao móc không thông, dao ren hệ mét

Bước 1: tiện tinh lỗ trong Ra=1,6

5.4.4 Nguên công IV: Khoan 3 lỗ

- Đồ gá: Phiến tỳ , chốt trụ ngắn, chốt trám

5.4.5 Nguyên công V: Phay mặt bích

- Máy: máy phay đứng vạn năng 6H13Ƃ

- Đồ gá: Phiến tỳ, chốt trụ ngắn, chốt trám

5.4.6 Nguyên công VI: Tổng kiểm tra

- Kiểm tra dung sai các kích thước chính bằng thước cặp 1/50

- Kiêm tra sai lệch về vị trí tương quan bằng đồng hồ so

- Kiểm tra bằng thước cặp 1/50

- Kiểm tra độ đồng tâm, độ vuông góc

- Biết khai báo các loại máy tiện,khoan , phay

Thiết kế đồ gá

Thành phần đồ gá

- Dùng để xác định vị trí của chi tiết máy hoặc dụng cụ cắt, các cơ cấu sau: Phiến tỳ, chốt trụ ngắn, chốt trám

- Dùng để giữ cho chi tiết không bị xe dịch, rung động hoặc biến dạng trong quá trình gia công được kẹp chặt bẳng ren vít

- Dùng để điều chỉnh dụng cụ cắt có vị trí tương đối chính xác cao so với chi tiết gia công Thường dùng trên máy phay.

Thân đồ gá, đế đồ gá

Các chi tiết cơ sở của đồ gá tháo lắp nhanh có hình dạng vuông và được thiết kế với các rãnh lỗ ren, giúp cố định chắc chắn các chi tiết lên bề mặt.

- Bulong, đai ốc dùng để nối các bộ phận với nhau

- Các chi tiết này thường được chế tạo các chi tiết chuẩn

Cơ cấu định vị và kẹp chặt đồ gá trên bàn máy

- Dùng then dẫn hướng để kẹp chặt trên bàn máy

Phương pháp tính lực kẹp

Lực kẹp chặt phôi được xác định theo trình tự sau:

Để đảm bảo quá trình gia công hiệu quả, cần xác định sơ đồ định vị và kẹp chặt chi tiết, đồng thời xác định phương, chiều và điểm đặt của các lực như lực cắt, lực kẹp, lực ma sát và phản lực của mặt tỳ Trong một số trường hợp, việc tính toán lực ly tâm và trọng lượng của chi tiết cũng là điều cần thiết.

Để viết phương trình cân bằng cho chi tiết, cần xem xét tác động của tất cả các lực bao gồm lực cắt, lực kẹp, lực ma sát, lực ly tâm, trọng lượng của chi tiết và phản lực tại mặt tỳ Việc xác định các lực này là cần thiết để đảm bảo rằng chi tiết hoạt động ổn định và an toàn trong quá trình sử dụng.

Hệ số an toàn K phản ánh khả năng gia tăng lực cắt trong quá trình gia công, và được tính toán cụ thể cho từng trường hợp.

+ K : hệ số an toàn cho tất cả các trường hợp và K = 1,50 0

+ K : hệ số tính đến trường hợp làm tăng lực cắt khi độ bóng thay đổi Khi gia1 công thô K = 1,2; khi gia công tinh K1 1=1

+ K : hệ số làm tăng lực cắt khi dao mòn và K = 11,82 2

+ K : hệ số làm tăng lực cắt khi gia công gián đoạn và K = 1,23 3

+ K : hệ số tính đến sai số của cơ cấu kẹp chặt Trường hợp kẹp bằng tay4

+ K : hệ số tính đến mức độ thuận lợi của cơ cấu kẹp bằng tay Trường hợp kẹp5 thuận lợi thì K =1; kẹp không thuận lợi thì K = 1,25 5

+ K : hệ số tính đến momen làm quay chi tiết Trượng hợp định vị chi tiết trên 6 các chốt tỳ thì K =1; trên các phiến tì thì K6 6=1,5

Như vậy theo điều kiện thực hiện nguyên công ta có hệ số như sau:

Hệ số an toàn tổng cộng là K= K K K K K K K Vậy K=2,80 1 2 3 4 5 6

Tính lực kẹp của nguyên công V

- Chi tiết được định vị theo ba mặt (mặt đáy và 2 mặt bên của chi tiết) Lực cắt tiếp tuyến đc xác định theo công thức:

Trong đó: + C = 68,2: hệ số ảnh hưởng của vật liệu

+ Sz= 0,06: lượng chạy dao răng (mm/răng)

+ Z=5: số răng của dao phay

+ n= : số vòng quay của dao (v/p)

+ K= 1 : hệ số phụ thuộc vào vật liệu

Tra bảng 5-41, trang 34, TL[2] ta được

- Các lực thành phần khác:

+ Lực hướng kính: Py = (0,2 0,4).Pz = 0,3.35,50 = 10,65 N

+ Lực chạy dao: Ps = (0,3 0,4).Pz = 0,35.35,50 = 12,43 N

+ Lực vuông góc với lực chạy dao:Pv = (0,85 0,9).Pz = 0,9.35,50 = 31,95 N

- Để đơn giản khi tính lực kẹp ta cho rằng chỉ có lực Ps tác dụng lên chi tiết

- Trong trường hợp này cơ cấu kẹp chặt phải tạo ra lực ma sát P > Ps:

- Nếu thêm hệ số K ta có:

Trong đó: W: lực kẹp tổng

K=2,8: hệ số an toàn phay thô f = (0,5 0,8) : hệ số ma sát

Tính sai số cho phép của đồ gá

- Để tính sai số đồ gá ta dựa vào sai số gá đặt:

+: sai số đồ gá do mòn

+: sai số điều chỉnh đồ gá.

- Do gốc kích thước trùng với chuẩn định vị nên  c

- Tính sai số kẹp chặt :

- góc hợp bởi phương lực kẹp và phương kích thước thực hiện ( = 0 )

Theo công thức ( 3 - 23 ) đồ gá gia công cơ khí :

F – diện tích mặt tỳ F = = 1470,2 mm = 14,7 cm 2 2

Rz – Độ nhám bề mặt chi tiết R = 20 z q – áp suất trên mặt tiếp xúc ( Kg/cm ) 2

Chọn HB của thép là 419 HB

Ta có lực kẹp Q trong phần tính toán đồ gá là Q = 69,608 N

Cho sai số trong khi kẹp chặt là 6 1 ( Kg )

Thay số vào ta được: = 0,2 = 0,0002mm

- Như vậy sai số chế tạo cho phép của đồ gá  ct

6.5 Yêu cầu kỹ thuật của đồ gá

- Từ giá trị sai số gá đặt cho phép ta có yêu cầu kỹ thuật của đồ gá:

+ Độ không song song giữa mặt phiến tỳ và mặt đáy đồ gá : 0,098 mm

+ Độ không song song giữa hai mặt bên đồ gá : 0,098 mm

+ Độ không vuông góc giữa mặt bên và mặt đáy đồ gá : 0,098 mm

- Trình tự xây dựng bản vẽ lắp chung của đồ gá:

+ Vẽ các hình chiếu của chi tiết gia công (vẽ bằng nét đứt, màu đỏ)

+ Vẽ cơ cấu định vị của chi tiết gia công.

+ Vẽ cơ cấu kẹp chặt của chi tiết gia công.

+ Vẽ các cơ cấu dẫn hướng của dụng cụ, điều chỉnh dụng cụ, cơ cấu so dao…

+ Vẽ thân đồ gá đảm bảo đủ cứng vững và có tính công nghệ cao.

+ Ghi các kích thước cơ bản của đồ gá (kích thước lắp ghép, kích thước tổng thể: chiều dài, chiều rộng, chiều cao, kích thước chủ yếu…).

+ Đánh số các chi tiết của đồ gá (từ trái qua phải theo chiều kim đồng hồ).

+ Xác định điều kiện kỹ thuật của đồ gá theo yêu cầu của nguyên công và khả năng công nghệ chế tạo đồ gá thực tế.

Bản vẽ đồ gá

- Trình tự xây dựng bản vẽ lắp chung của đồ gá:

+ Vẽ các hình chiếu của chi tiết gia công (vẽ bằng nét đứt, màu đỏ)

+ Vẽ cơ cấu định vị của chi tiết gia công.

+ Vẽ cơ cấu kẹp chặt của chi tiết gia công.

+ Vẽ các cơ cấu dẫn hướng của dụng cụ, điều chỉnh dụng cụ, cơ cấu so dao…

+ Vẽ thân đồ gá đảm bảo đủ cứng vững và có tính công nghệ cao.

+ Ghi các kích thước cơ bản của đồ gá (kích thước lắp ghép, kích thước tổng thể: chiều dài, chiều rộng, chiều cao, kích thước chủ yếu…).

+ Đánh số các chi tiết của đồ gá (từ trái qua phải theo chiều kim đồng hồ).

+ Xác định điều kiện kỹ thuật của đồ gá theo yêu cầu của nguyên công và khả năng công nghệ chế tạo đồ gá thực tế.

+ Lên bảng kê chi tiết trên đồ gá.

+ Tùy theo kích thước thực của đồ gá mà bản vẽ lắp ráp chung của đồ gá được xây dựng theo các tỉ lệ khác nhau: 1:1 ; 2:1 ; 4:1…

- Hiểu biết về thành phần đồ gá

- Biết trình tự thiết kế đồ gá

- Biết tính lực kẹp và sai số cho phép

- Xác định dạng sản xuất và phương pháp chế tạo phôi

- Lựa chọn tiến trình công nghệ gia công chi tiết.

- Chọn chuẩn thô và chuẩn tinh

- Xác định lượng dư và kích thước trung gian

- Tính chế độ cắt và thời gian gia công

- Thiết kế quy trình công nghệ

- Thiết kế đồ gá cho 1 nguyên công

Tiêu đề	Thuyết Minh Đồ Án Môn Học Công Nghệ Chế Tạo Máy
Tác giả	Trần Xuân Nguyễn Thị
Người hướng dẫn	Cô Giáo Nguyễn Thị Liễu
Trường học	Trường Đại Học Sao Đỏ
Chuyên ngành	Công Nghệ Chế Tạo Máy
Thể loại	Đồ Án
Năm xuất bản	2023
Thành phố	Hải Dương

Định dạng
Số trang	49
Dung lượng	2,83 MB