ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ, QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CÀNG, SẢN LƯỢNG 4000 CT NĂM

Chi tiết dạng Càng, vật liệu chế tạo chi tiết là Gang Xám GX 2140, kích thước không lớn cùng với dạng sản xuất hàng loạt lớn nên ta có thể chọn một trong phương pháp chế tạo phôi sau: Đúc trong khuôn kim loại. Đúc trong khuôn mẫu chảy.Khi xác định loại phôi và phương pháp chế tạo phôi cho chi tiết ta cần phải quan tâm đến đặc điểm kết cấu và yêu cầu chịu tải khi làm việc của chi tiết (hình dạng, kích thước, chức năng làm việc, vật liệu...). mặt khác khi xác định phương pháp tạo phôi cho chi tiết cần quan tâm đặc tính của các loại phôi và lượng dư gia công ứng với từng loại phôi.

Đồ Án Môn Học Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD: Hoàng Văn Thạnh LỜI NÓI ĐẦU Thiết kế đồ án môn học công nghệ chế tạo máy là một nhiệm vụ quan trọng trong chương trình đào tạo kỹ sư cơ khí của trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng, nhằm tạo cho sinh viên hệ thống lại các môn học: Vẽ kỹ thuật, công nghệ chế tạo máy, nguyên lý cắt, kỹ thuật đo từ đó giúp cho mỗi sinh viên nâng cao khả năng làm việc độc lập, làm quen với các nhiệm vụ thường ngày của một kỹ sư trước khi ra ra trường. Nhận biết được tầm quan trọng của đồ án công nghệ chế tạo máy, cùng với sự hướng dẫn tận tình của thầy Hoàng Văn Thạnh và nỗ lực của bản thân em cũng đã hoàn thành nhiệm vụ “thiết kế quy trình công nghệ chế tạo chi tiết dạng càng“. Đây là lần đầu tiên giải quyết một vấn đề cụ thể là một quy trình công nghệ để gia công chi tiết hoàn chỉnh và thời gian thì không nhiều nên trong quá trình hoàn thành đồ án không tránh khỏi những sai sót, em rất mong được sự chỉ bảo tận tình của giáo viên hướng dẫn để em có thể hoàn thành tốt đề tài của mình và có thêm những kiến thưc vững chắc về công nghệ chế tạo máy sau khi ra trường. Sinh viên thực hiện Ngô Văn Thọ SVTH : Ngô Văn Thọ - 12C1LT Trang 1 Đồ Án Môn Học Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD: Hoàng Văn Thạnh PHẦN I PHÂN TÍCH ĐIỀU KIỆN KỸ THUẬT VÀ ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT 1.1 Phân tích điều kiện kĩ thuật và điều kiện làm việc của chi tiết : 1.1.1 Công dụng của chi tiết: Chi tiết cần thiết kế : Đây là chi tiết dạng càng , bề mặt làm việc chủ yếu là hai lỗ có tâm song song nhau. Chi tiết dạng càng thường có chức năng biến chuyển động thẳng của chi tiết này (chuyển động của piston ) thành chuyển động quay của chi tiêt khác (trục khuỷu ) Ngoài ra , chi tiêt dạng càng còn dùng đểđẩy bánh răng (vd như khi cần thay đổi tỉ số truyền trong hộp giảm tốc ) .Do vậy , yêu cầu chi tiết càng có độ cứng vững cao . 1.1.2 Yêu cầu kỹ thuật: Khi chế tạo các chi tiết dạng càng cần đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật : SVTH : Ngô Văn Thọ - 12C1LT Trang 2 Đồ Án Môn Học Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD: Hoàng Văn Thạnh - Vật liệu chế tạo là gang xám : GX 15-32 có δ b u = 32KG/mm 2 , δ b k = 15KG/mm 2 - Cần gia công hai lỗ Φ24 và Φ40 đạt cấp chính xác IT8 hay IT9 , độ nhám bề mặt R a = 0.63 . Bởi đây là bề mặt làm việc của chi tiết , nó thường được lắp với các chi tiết khác, do đó sai số của các bề mặt này sẽ ảnh hưởng tới độ chính xác của các chi tiết khác . - Độ không song song giữa hai đường tâm lỗ Φ24 và Φ40 không vượt quá 0.03/100(mm) . - Độ không vuông góc giữa đường tâm lỗ Φ24 và Φ40 và mặt đầu không vượt quá 0.02/100 (mm) - Rãnh then được gia công đạt cấp chính xác 8 - 10 và độ nhám R z = 20. - Bề mặt của hai lỗ Φ24 và Φ40 của càng được nhiệt luyện đạt độ cứng 50-55 HRC. - Các bề mặt còn lại không gia công có R Z = 80 μm. - Kềt cấu của càng đối xứng nhau qua mặt phẳng thẳng đứng vuông góc với hai đường tâm của hai lỗ của càng do đó thuận lơi cho việc gia công hai mặt đầu của trụ nhưng do độ cao của hai mặt trục không giống nhau nên gây chút ít khó khăn cho việc định vị, kẹp chặt chi tiết. PHẦN II SVTH : Ngô Văn Thọ - 12C1LT Trang 3 Đồ Án Môn Học Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD: Hoàng Văn Thạnh ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT 2.1 Định dạng sản xuất: 2.1.1 Dạng sản xuất của chi tiết: Dạng sản xuất là một khái niệm đặc trưng có tính tương đối tùy thuộc vào nhiều thông số như chủng loại chi tiết, số chi tiết và điều kiện sản xuất, khối lượng sản phẩm sẽ giúp cho việc xác định hợp lý đường lối, biện pháp công nghệ và tổ chức sản xuất để tạo ra sản phẩm đạt các chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật. Tùy theo sản lượng hàng năm và mức độ ổn định của sản phẩm mà người ta chia ra ba dạng sản xuất sau. - Sản xuất đơn chiếc - Sản xuất hàng loạt - Sản xuất hàng khối Mỗi dạng sản xuất có những đặc điểm riêng phụ thuộc vào các yếu tố khác nhau. 2.1.2 Xác định dạng sản xuất: Để xác định dạng sản xuất ta có nhiều phương pháp. Xác định được dạng sản xuất thì ta phải xác định được khối lượng chi tiết cần gia công và số lượng chi tiết tổng cộng cần chế tạo trong một năm tạo điều kiện cho quá trình sản xuất công nghệ. Để xác định dạng sản xuất ta dựa vào: N: là số chi tiết sản xuất trong năm N 1 : là số sản phẩm được sản xuất trong năm Với N 1 = 4000 ( chiếc/năm) Ta chọn :N 1 = N = 4000( chiếc/năm) Ta lại có trọng lượng của chi tiết: γ .VQ 1 = , ( kG) Với: Q 1 : trọng lượng của chi tiết ( kG). V: thể tích của chi tiết theo dạng Càng SVTH : Ngô Văn Thọ - 12C1LT Trang 4 Đồ Án Môn Học Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD: Hoàng Văn Thạnh γ : trọng lượng riêng của vật liệu ( kG/dm 3 ), theo đề ta lấy γ =6,9(kg/dm 3 ) : chi tiết chế tạo bằng gang xám có γ = (6,8-7,4) (kg/dm 3 ) Trong đó : V = 557695 (mm 3 ) :thể tích chi tiết Thay vào ta có : 84,310.9,6.557695 6 == − Q (kg) Theo bảng 2.6 ( trang 31 HD TKDA Công nghệ Chế Tạo Máy) có - Số lượng chi tiết sản xuất trong một năm: N = 4000( chi tiết/năm) - Trọng lượng chi tiết: Q 1 = 3,84 (kg) => Dạng sản xuất là dạng sản xuất hàng loạt vừa, điều nay có ý nghĩa rất lớn trong việc quy định các kết cấu của chi tiết. Đặc trưng của dạng sản xuất này là có tính ổn định và lặp lại, sử dụng máy được trang bị các công nghệ chuyên dùng (đồ giá chuyên dùng) mới đem lại hiệu quả kinh tế kĩ thuật. SVTH : Ngô Văn Thọ - 12C1LT Trang 5 Đồ Án Môn Học Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD: Hoàng Văn Thạnh PHẦN III PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI 3.1 Phương pháp chế tạo phôi: 3.1.1 Dạng Phôi: Chi tiết dạng Càng, vật liệu chế tạo chi tiết là Gang Xám GX 21-40, kích thước không lớn cùng với dạng sản xuất hàng loạt lớn nên ta có thể chọn một trong phương pháp chế tạo phôi sau: - Đúc trong khuôn kim loại. - Đúc trong khuôn mẫu chảy. Khi xác định loại phôi và phương pháp chế tạo phôi cho chi tiết ta cần phải quan tâm đến đặc điểm kết cấu và yêu cầu chịu tải khi làm việc của chi tiết (hình dạng, kích thước, chức năng làm việc, vật liệu ). mặt khác khi xác định phương pháp tạo phôi cho chi tiết cần quan tâm đặc tính của các loại phôi và lượng dư gia công ứng với từng loại phôi. Trong các phương pháp trên với vật liệu là Gang nên ta dùng phương pháp chế tạo phôi là đúc trong khuôn kim loại có ưu điểm là hiệu quả khi số chi tiết nhiều, năng suất đúc cao khi đúc trong khuôn kim loại. Nhược điểm tiêu tốn kim loại cho hệ thống rót đậu ngót ,đậu hơi, các khuyết tật bên trong chi tiết đúc như thiếu hụt, rỗ khí đáp ứng được dạng sản xuất . 3.1.2 Chọn Phương Pháp Chế Tạo Phôi: Vì đây là dạng sản xuất hàng loạt vừa và vật liệu chi tiết là GX 15-32 nên ta dùng phương pháp đúc trong khuôn kim loại ,mẫu kim loại làm khuôn bắng máy, có bạc dẫn để chỉnh vị trí khi đúc • Khuôn được sử dụng nhiều lần; SVTH : Ngô Văn Thọ - 12C1LT Trang 6 Đồ Án Môn Học Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD: Hoàng Văn Thạnh • Độ sạch và độ chính xác được nâng cao đáng kể. Điều này sẽ làm giảm khối lượng gia công cơ khí; • Nâng cao độ bền cơ học của vật đúc, đặc biệt là độ bền ở lớp bề mặt tiếp giáp với khuôn kim loại. • Nâng cao sản lượng hàng năm do giảm được kích thước đậu ngót và phế phẩm đúc. • Nâng cao năng suất lao động. • Tiết kiệm diện tích nhà xưởng do không cần chế tạo hỗn hợp làm khuôn và quá trình làm khuôn. • Giảm giá thành sản phẩm. • Dễ cơ khí và tự động hoá, điều kiện vệ sinh lao động tốt Với cách chọn đúc trong khuôn kim loại, với phôi có kích thước nhỏ, độ nhám R Z = 40 μm, vật đúc có cấp chính xác chi tiết đúc nhận được là cấp chính xác I, loại phôi này có cấp chính xác kích thước IT14 ÷ IT17 ( theo sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1 bảng 3-13 trang 185) đối với phương pháp đúc trong khuôn kim loại có độ nhám tới R Z = 80 μm. Quá trình hình thành phôi: Trước hết bộ phận kĩ thuật phải vẽ bản vẽ vật đúc, căn cứ vào bản vẽ vật đúc bộ phận mộc mẫu sẽ chế tạo ra mẫu và hộp lõi, với bộ phận làm khuôn người ta dùng mẫu và hỗn hợp làm khuôn để chế tạo ra khuôn. ở bộ phận lõi người ta dùng hộp lõi và hỗn hợp lõi để chế tạo ra lõi. Sau khi sấy khô lõi ta đêm lắp ráp khuôn lõi lại với nhau. Tiến hành các bước tiếp theo như rót kim loại vào khuôn mẫu khuôn lấy vật đúc, phá lõi khỏi vật đúc, làm sạch vật đúc và kiểm nghiệm. SVTH : Ngô Văn Thọ - 12C1LT Trang 7 Đồ Án Môn Học Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD: Hoàng Văn Thạnh Trong đó: 1:mặt phân khuôn 3:phễu rót 5:lỗ xiên hơi 7:khuôn dưới 2:chốt định vị 4:đè khuôn 6:khuôn trên SVTH : Ngô Văn Thọ - 12C1LT Trang 8 Đồ Án Môn Học Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD: Hoàng Văn Thạnh PHẦN IV THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ Các quy trình công nghệ được xây dựng dựa trên cơ sở điều kiện trang thiết bị,cơ sở hạ tầng ,kinh tế,tổ chức sản xuất thực tế của cơ sở sản xuất. 4.1:Phân tích các đặc điểm về yêu cầu kỹ thuật bề mặt cần gia công. - Đây là chi tiết dạng càng, bề mặt làm việc chủ yếu là hai lỗ Ø40 và Ø24, độ nhám Ra= 2,5.Tương ứng với gia công bán tinh - Bề mặt rãnh then với cấp chính xác 5, Rz = 20 tương ứng gia công bán tinh. - Các mặt đầu gia công cần đạt độ nhám Rz= 15, cấp chính xác 6.Tương ứng với gia công bán tinh . - Các bề mặt còn lại cần đạt độ nhám Rz= 80 tương ứng với gia công thô. Các bề mặt này không cần gia công mà đạt được trong quá trình đúc trong khuôn kim loại. 4.2 Lập trình tự gia công. Khi xác định thứ tự các nguyên công ta cần chú ý đến các nguyên tắc sau: - Phải gia công trước những bề mặt dùng làm chuẩn cho các nguyên công sau. - Những nguyên công có khả năng gây khuyết tật bên trong, gây nên biến dạng thì gia công đầu tiên - Tiếp theo gia công những bề mặt có lượng dư lớn nhất để có khả năng phát hiện biến dạng của chi tiết. - Nguyên công sau phải giảm được sai số và tăng được độ bóng cho các nguyên công trước để lại. - Cuối cùng gia công các bề mặt có độ chính xác cao và có ý nghĩa lớn nhất đối với tính chất sử dụng của chi tiết. Nếu bề mặt này được gia công trước thì cuối cùng cũng nên gia công lại. - Các lỗ trên chi tiết nên được gia công sau cùng trừ những lỗ được dùng làm chuẩn gia công. SVTH : Ngô Văn Thọ - 12C1LT Trang 9 Đồ Án Môn Học Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD: Hoàng Văn Thạnh Trong quá trình nguyên cứu thiết kế quy trình công nghệ để gia công chi tiết ta có nhiều phương án chọn để gia công chi tiết, sau đây là vài phương án: A.Phương án I : - Nguyên công 1 : phay hai mặt đầu trụ Φ80 . - Nguyên công 2 : phay hai mặt đầu trụ Φ45 - Nguyên công 4 : khoan , khoét , doa lỗ Φ24. - Nguyên công 3 : khoét, doa lỗ Φ40 - Nguyên công 5 : phay mặt gờ Φ30. - Nguyên công 6 : khoan , tarô ren M14. - Nguyên công 7 : xọc rãnh then - Nguyên công 8 : kiểm tra độ không song song, không vuôn góc theo yêu cầu. B.Phương án II: - Nguyên công 1 : phay hai mặt trụ Φ80 và Φ45 . - Nguyên công 2 : phay hai mặt trụ Φ80 và Φ45 - Nguyên công 5 : khoét , doa lỗ Φ40 . - Nguyên công 4 : khoan , khoét , doa lỗ Φ 24 . - Nguyên công 6 : phay mặt gờ Φ 30. - Nguyên công 7 : khoan , tarô ren M14 - Nguyên công 8 : xọc rãnh then . - Nguyên công 9 : kiểm tra độ không song song,không vuông góc giữa hai đường tâm Φ24 và Φ40 . Ta thấy : Phương án 1 : phay 2 mặt từng đầu của càng , như vậy sẽ tốn thời gian chuẩn bị gia công , gia công lỗ Φ 45 trước khó khăn cho việc định vị và việc phay hai mặt đầu cùng lúc sẽ khó đạt đươc khích thươc theo yêu cầu . SVTH : Ngô Văn Thọ - 12C1LT Trang 10 [...]... Học Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD: Hoàng Văn Thạnh PHẦN V : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỒ GÁ CHO NGUYÊN CÔNG III:KHOÉT –DOA LỖ Ф40 5.1 Mục đích và yêu cầu: Khi thiết kế đồ gá cần chú ý để đạt năng suất, chất lượng và giá thành gia công Đồ gá phải đảm bảo cho quá trình định vị và kẹp chặt nhanh chóng đảm bảo độ chính xác gia công, thời gian gia công là ngắn nhất, giá thành đồ gá phải rẻ, kết cấu đơn giản dễ chế tạo. . .Đồ Án Môn Học Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD: Hoàng Văn Thạnh Phương án 2 : khắc phục được các nhược điểm đó đồng thời dễ dàng đạt được kích thước chiều dài trụ theo yêu cầu Vậy ta chọn phương án 2 là phương án tối ưu - Nguyên công 1 : phay hai mặt trụ Φ80 và Φ45 - Nguyên công 2 : phay hai mặt trụ Φ80 và Φ45 - Nguyên công 5 : khoét , doa lỗ Φ40 - Nguyên công 4 : khoan , khoét... thiết kế đồ gá cho nguyên công 3 :khoét, doa lỗ Ф40 có sơ đồ định vị và kẹp chặt như sau: - Gá đặt và định vị: + Mặt đáy định vị trên 2 phiến tỳ (khống chế 3 bậc tự do) _vị trí 1 SVTH : Ngô Văn Thọ - 12C1LT Trang 35 Đồ Án Môn Học Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD: Hoàng Văn Thạnh + Mặt ngoài Ф80 định vị bằng khối V ngắn (khống chế 2 bậc tự do)_ vị trí 2 + Mặt ngoài Ф45 dùng khối V di động (khống chế 1 bậc... Trang 28 Đồ Án Môn Học Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD: Hoàng Văn Thạnh Số hành trình kép trong 1 phút K= Trong đó K: Số hành trình kép trong một phút L: Tổng chiều dài dao chay L = l + l1 + l2 l: Chiều dài bề mặt chi tiết cần gia công, l = 112mm l1: Khoảng chạy tới của dao thường lấy từ 5-30mm, chọn l1=15mm l2: Lượng vượt quá của dao thường lấy từ 5-30mm, chọn l2=15mm m: Tỷ số của vận tốc hành trình làm... vượt quá 0.02/100mm 4.4 Tra lượng dư cho từng bước công nghệ 4.4.1 Các mặt đầu - Phay các mặt đầu bằng dao phay trụ thép gió - Độ nhám bề mặt cần đạt được Rz = 20 do đó cần gia công qua hai bước: phay thô và phay tinh - Lượng dư tổng cộng là: Z0 = 3 ± 0,8 mm Phay thô : Zb min = 2 mm Phay tinh : Zb min = 1 mm SVTH : Ngô Văn Thọ - 12C1LT Trang 21 Đồ Án Môn Học Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD: Hoàng Văn Thạnh... Chọn n m = 530 vg/phút 4.5 6 Nguyên công 7: Xọc rãnh then Bước 1: Xọc thô Chiều sâu cắt : t = 3 mm Lượng chạy dao S = 0,2 mm/hành trình kép, bảng 5-83[2] Tuổi bền dao: SVTH : Ngô Văn Thọ - 12C1LT Trang 27 Đồ Án Môn Học Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD: Hoàng Văn Thạnh T = 60 phút Tốc độ cắt: V = 9 m/vòng, bảng 5-84[2] Số hành trình kép trong 1 phút K= Trong đó K: Số hành trình kép trong một phút L: Tổng chiều... taro ren M14 SVTH : Ngô Văn Thọ - 12C1LT Trang 19 Đồ Án Môn Học Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD: Hoàng Văn Thạnh 4.3.7 Nguyên công 7: xọc rãnh then - Định vị và kẹp chặt : + Định vị : Định vị mặt dưới đầu trụ lớn để khống chế 3 bậc tự do bằng phiến tỳ.Định vị mặt trụ Ø80 bằng khối V di động khống chế 1 bậc tự do.Định vị mặt trụ Ø24 bằng một chốt trụ ngắn khống chế 2 bậc tự do + Kẹp chặt : Dùng mỏ kẹp tác động... đường kính D= 24 mm SVTH : Ngô Văn Thọ - 12C1LT Trang 17 Đồ Án Môn Học Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD: Hoàng Văn Thạnh 4.3.5 Nguyên công 5: phay mặt trụ Φ30: - Định vị và kẹp chặt : +Định vị mặt dưới đầu trụ lớn để khống chế 3 bậc tự do bằng phiến tỳĐịnh vị mặt trụ Ø40 bằng chốt trụ ngắn khống chế 2 bậc tự do.Định vị mặt trụ Ø24 bằng một chốt trám khống chế 1 bậc tự do + Kẹp chặt : Dùng mỏ kẹp để kẹp chặt... chính: ntt = = = 99 vg/phút Chọn nm = 118 vg/phút Lượng chạy dao phút S = Sz n = 0,1625 118 = 19,2 mm/phút Công suất cắt: N = 0,9 KW, bảng 5-139[2] 4.5 2Nguyên công 3: Khoét, doa lỗ Ø40 Bước 1: Khoét Chiều sâu cắt : t = 1,5 mm Lượng chạy dao vòng Sz = 1,5 mm/vòng, bảng 5-107[2] Tuổi bền dao: SVTH : Ngô Văn Thọ - 12C1LT Trang 23 Đồ Án Môn Học Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD: Hoàng Văn Thạnh T = 50 phút, bảng... 0,5 mm Lượng chạy dao vòng So = 0,5 mm/vòng, bảng 5-125[2] Lượng chạy dao răng: Sz = mm/răng Tuổi bền dao: T = 120 phút, bảng 5-127[2] Tốc độ cắt: V= 260 m/phút, bảng 5-127[2] Số vòng quay trục chính: ntt = = = 690 vg/phút SVTH : Ngô Văn Thọ - 12C1LT Trang 26 Đồ Án Môn Học Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD: Hoàng Văn Thạnh Chọn nm = 1180 vg/phút Lượng chạy dao phút S = Sz n = 0,05 1180 = 59 mm/phút Công suất