Đề tài thiết kế quy trình gia công trục Vit biên dạng Acsimet

BẢN THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài thiết kế quy trình gia công trục Vit biên dạng Acsimet BẢN THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài thiết kế quy trình gia công trục Vit biên dạng Acsimet BẢN THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài thiết kế quy trình gia công trục Vit biên dạng Acsimet

Nội dung trình tự thiết kế

khối lợng tính toán

Phần I : Phân tích đặc điểm, yêu cầu kỹ thuật chi tiết gia công

Phần II : Xác định dạng sản xuất

Phần III : Xác định phơng pháp tạo phôi

Phần IV : Lập quy trình công nghệ gia công chi tiết trục vít

Kết quả đánh giá đề tài.

Chủ nhiệm khoa chủ nhiệm bộ môn giáo viên hớng dẫn

Trần Vệ Quốc Nguyễn Trọng Khanh Trần Minh Đức

nhËn xÐt cña gi¸o viªn híng dÉn

Lời nói đầu

Hiện nay đất nớc mở rộng cơ chế thị trờng, chính phủ việt nam đã tạo

điều kiện chuẩn bị cho các nhà máy cơ khí liên doanh với các doanh nghiệp nớc ngoài để mở rộng quan hệ học hỏi và đẩy mạnh phát triển nghành công nghiệp

Mặt khác, chơng trình công nghiệp hoá đất nớc do đại hội VIII của đảng cộng sản việt nam đề ra nhằm đa đất nớc ta hoà nhập với cộng đồng quốc tế

đa nền công nghiệp cũ kỹ sang nền công nghiệp mới hiện đại, trong vòng 25 năm

Để tránh khỏi nguy cơ tụt hậu về kỹ thuật ngày càng xa và đáp ứng đợc nhu cầu thực tế nh vậy Đây là vấn đề thực tế khách quan yêu cầu ngời kỹ strong tơng lai phải nắm vững các phơng pháp khoa học cơ bản, đồng thời tìm hiểu và nghiên cứu vận dụng những kiến thức đã học để giải quyết những vấn

đề cụ thể trong sản xuất, Trong quá trình vận dụng phải tiếp cận và học hỏi các phơng tiện kỹ thuật hiện đạt để ứng dụng vào sản xuất , đa ra các sản phẩm tiên tiến đáp ứng nhu cầu hiện đai của đất nớc Ngoài ra trong quá trình sản xuất cũng không ngừng nghiên cứu cải thiện công nghệ hiện đại, tăng năng suất lao động sản xuất và hạ giá thành sản phẩm

Sau quá trình học tập tại truờng, em đợc giao đề tài :

“Thiết kế qui trình công nghệgia công chi tiết trục vít có biên dạng ác si mét”Sau 3 tháng làm đồ án đợc sự quan tâm hớng dẫn nhiệt tình của thầy giáo “ Trần minh Đức “ cùng với sự quan tâm của các thầy giáo trong hội đồng công nghệ chế tạo máy đã tạo điều kiện cung cấp nhiều tài liệu và những ý kiến đóng góp quý báu, cùng với sự cố gắng của bản thân Đến đây

đề tài đồ án của em đã hoàn thành

Tuy nhiên do kiến thức của bản thân còn hạn hẹp nên trong quá trình thiết kế đồ án không tránh khỏi những sai sót vì vậy em rất mong đợc sự góp

ý và chỉ bảo của các thầy cô giáo

chủ biên : Nguyễn ngọc Anh

chủ biên : Nguyễn ngọc Anh

Biên soạn :Đặng Vũ Giao

5 Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy

Biên soạn : PGS - PTS Trần Văn Đích

Biên soạn : PTS Lê Cao Thăng

Đặng Lê Toàn

Trịnh Khắc Nghiêm

Phần I

phân tích đặc điểm - yêu cầu kỹ thuật

và biện pháp công nghệ chi tiết gia công.

Chi tiết gia công là trục, trên trục gồm nhiều bậc tròn xoay

Kích thớc chiều dài của chi tiết là 583 mm

Kích thớc các bậch tròn xoay từ Φ27 - Φ80 mm

Kích thớc chiều dài bậc ren vít là 120 mm có biên dạng ác si met dùng

để truyền lực, nên khi gia công bậc ren vít này cần phải nhiệt luyện thích hợp

và gia công đạt cấp chính xác 1,25√

Hai ngông trục Φ60 có rãnh then lắp với ổ bi

Cổ trục Φ45, Φ30 có rãnh then lắp với khớp nối ngoài vỏ hộp thông qua mối ghép then các bề mặt này cần gia công đạt cấp chính xác, về độ nhẵn 1,25√ , còn bề mặt khác chỉ gia công ở cấp nhẵn 10√

II Yêu cầu kỹ thuật và biện pháp công nghệ

Các cổ trục Φ50, Φ45, Φ30, yêu cầu độ nhẵn bề mặt đạt1,25√, trờng dung sai Φ50, Φ40, Φ30 ( 0 , 033)

017 , 0

± , biện pháp gia công lần cuối là tiện tinh Φ50,

Φ40 và mài Φ30, Φ45

Phần ren trục vít có biên dạng ac si met, bề mặt làm việc của ren gia công đạt độ nhẵn 0,32√, biện pháp gia công phay, nhiệt luyện và cuối cùng là mài

Các rãnh then gia công bằng dao phay ngón, sai lệch rãnh then không quá 0,5 mm so với dung sai chiều rộng then

Đầu trục Φ27 tiện ren M27 x 3 có nhiệm vụ xiết chặt với chi tiết khác thông qua đai ốc

Độ đảo mặt đầu có độ nhẵn 0,32√ không quá 0,025mm/100mm chiều dài Phần có tiết diện thay đổi ta dùng góc lợn để giảm tập trung ứng suất Hai đầu trục vát mép để lắp ghép dễ dàng

Phần ren của trục có biên dạng ác si met dùng phơng pháp phay, nhiệt luyện sau đó mài

Phần II.

Xác định dạng sản xuất

Dạng sản xuất có tính chất tổng hợp giúp cho việc xác định hợp lý đờng nối biện pháp công nghệ có tổ chức sản xuất chế tạo ra sản phẩm đạt các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật

Các yếu tố đặc trng của dạng sản xuất :

Sản lợng : Là tính lặp lại của quá trình sản xuất sản xuất và mức độ

chuyên môn hoá trong sản xuất, dạng sản xuất phản ánh nên mối quan hệ qua lại giữa đặc trng kỹ thuật và hình thức tổ chức sản xuất, nhằm đạt đợc hiệu quả kinh tế cao

Dạng sản xuất : Là yếu tố quan trọng trong việc thiết kế quá trình công

nghệ, biết đợc dạng sản xuất ta sẽ biết đợc điều kiện cho phép vốn đầu t và trang thiết bị tổ chức sản xuất , để xác định đợc dạng sản xuất hợp lý ta cần tính đợc sản lợng cơ khí và khối lợng của chi tiết

1 Sản lợng cơ khí

Sản lợng cơ khí đợc xác định theo cônh thức :

)1001)(

1001(m.N

Trong đó :

N : Là sản lợng kế hoạch trong đó có chi tiết thứ i

mi : Số chi tiết trong cùng một sản phẩm

α : Hệ số (%) dự phòng h hỏng do chế tạo (α = 2 )

β : Hệ số (%) dự phòng mát mát (β = 2)Vậy ta có sản lợng cơ khí là :

10404)

100

21)(

100

21(000.10

(ct /năm)

Chi tiết/năm

G : Khối lợng chi tiết gia công (kG)

γ : Khối lợng riêng của vật liệu thép 45 (γ = 7,5 kG/ cm3)

V : Thể tích của chi tiết (mm3)

Để tính đợc toàn bộ thể tích của chi tiết ta chi gia các phần từ từ (V1ữ

V10) sau đó cộng lại (Hình 1)

V = V1 + V2+ V3 + V4 + V5 + V6 + V7 + V8 + V9 + V10

Trong đó :

V1= πR2H = 123990,75 mm3 V2 = V9 = 90275 mm3 V3 = V7 = 214776 mm3 V4 = 602880 mm3 V5 = V6 = 132256,8 mm3 V8 = 90275 mm3 V10 = 14306 mm3

3 3

10

1

8630674 ,

1

V V

Ta thấy: Sản lơng chi tiết trong một năm là : 10404 chi tiết

Khối lợng một chi tiết là 13,5 (kG)Vậy ta xác định dạng sản xuất đối với chi tiết là hàng khối

Vật liệu chế tạo, có cơ tính vật liệu.

Hình dáng và kết cấu của chi tiết

Khả năng đạt độ nhẵn của phơng pháp tạo phôi

Khả năng cụ thể của nhà máy

ở đây chi tiết gia công là trục, vật liệu chế tạo là thép 45, loại thép này có độ dẻo dai tốt với kết cấu và hình dáng của chi tiết không phức tạp, dạng sản xuất là hàng khối nên đòi hỏi khi chế tạo phải đạt độ chính xác cao, tính năng làm việc của chi tiết cao

Do vậy dựa trên cơ tính của vật liệu, chi tiết cần phải thoả mãn về yêu cầu kỹ thuật ta chọn phôi gia công bằng áp lực

II Phơng pháp gia công.

Muốn xác định đợc phơng pháp chế tạo phôi ta cần phân tích và tìm hiểu các phơng pháp tạo phôi bằng gia công áp lực, gồm nhiều phơng pháp khác nhau : Cán, dập thể tích .v v

Phân tích các phơng pháp gia công sau :

1) Rèn tự do :

Hình thức gia công là áp lực, phơng pháp này kim loại bị biến dạng theo tất cả các hớng, có cơ tính tốt tổ chức kim loại bền chặt, nhng không tạo đợc phôi có hình dáng phức tạp, phơng pháp này đơn giản rẻ tiền, độ chính xác thấp không phù hợp với sản xuất loạt lớn, hàng khối

đập nhiều nên việc chế tạo khuôn dập khó khăn

4) Dập nóng chảy :

Phơng pháp này phôi đạt độ nhẵn bề mặt từ 20√ữ5√ , cấp chính xác

đạt từ 11ữ 12, phôi có cơ tính tốt, hình dáng phôi phức tạp, phôi thờng

đợc dập trên máy ép trục khỷu

u điểm :

Thân máy, cam trục khuỷu và thanh truyền có độ cứng vững tốt, dẫn hớng êm, chính xác, tốc độ máy nhanh, có thể dập phôi tự động

Nhîc ®iÓm :

Gi¸ thµnh m¸y cao, khi qu¸ t¶i thêng x¶y ra kÑt m¸y

KÝch thíc ph«i ban ®Çu cÇn ph¶i chÝnh x¸c, tuy nhiªn ph¬ng ph¸p nµy vÉn cã u ®iÓm h¬n so víi ph¬ng ph¸p dËp thÓ tÝch trªn m¸y bóa phï hîp víi s¶n xuÊt lo¹t lín vµ hµng khèi

\ H×nh 2 : Khu«n dËp nãng

Phần IV.

Lập quy trình công nghệ

I Chọn chuẩn định vị khi gia công

1)Yêu cầu chung khi chọn chuẩn :

Chọn chuẩn là công việc rất quan trọng trong suốt quá trình thiết kế chi tiết, chọn chuẩn phải thoả mãn các yêu cầu sau ;

• Chọn chuẩn sao cho đảm bảo về chất lợng sản phẩm gia công

• Chọn chuẩn sao cho năng suất cao, giá thành hạ

Từ yêu cầu đó ta có những nguyên tắc chọn chuẩn sau :

∗ Chọn chuẩn phải xuất phát từ nguyên tắc 6 điểm khi định vị để khống chế hết số bậc tự do cần thiết của một sơ đồ nguyên công, phải tuyệt

đối tránh thiếu hoặc siêu định vị , tránh một số trờng hợp thừa định vị không cần thiết

∗ Chọn chuẩn sao cho không bị lực cắt, lực kẹp làm biến dạng, cong vênh chi tiết và phải chọn sao cho giảm nhẹ sức lao động cho công nhân

∗ Chọn chuẩn sao cho kết cấu đồ gá, đơn giản gọn nhẹ, thuận tiện khi thao tác và phù hợp với loại hình sản xuất

2) Chọn chuẩn tinh

a) Yêu cầu :

Đảm bảo phân bố lợng d cho các bề mặt gia công

Đảm bảo độ chính xác về vị trí tơng quan giữa các bề mặt gia công với nhau

Xuất phát từ những nguyên tắc đó ta có những lời khuyên

b) Lời khuyên khi chọn chuẩn :

• Cố gắng chọn chuẩn tinh là chuẩn tinh chính thoả mãn lời khuyên này sẽ đơn giản hoá quá trình thiết kế gia công lắp giáp đỡ phải gia công thêm chuẩn tinh phụ

• Cố gắng chọn chuẩn tinh là chuẩn tinh sao cho có tính trùng chuẩn càng cao càng tốt, chọn chuẩn tinh nh vậy sẽ đảm bảo cho sai số gá

đặt là nhỏ nhất

Nếu điều kiện gá đặt cho phép và điều kiện công nghệ cho phép, chọn chuẩn tinh thống nhất cho một hay nhiều lầngá đặt trong một quá trình thiết kế chế tạo đồ gá, giảm bớt đợc số chủng loại đồ gá

Dựa vào các lời khuyên và các yêu cầu trên ta có các phơng án chọn chuẩn tinh sau :

•

Với sơ đồ này 2 mũi tâm khống chế 5 bậc tự do, còn lại một số bậc tự

do xoay quanh trục nên không cần khống chế

Hình 3

u điểm :

Chi tiết định vị trên 2 lỗ tâm có thể gia công trong nhiều lần gá đặt, ngoài ra có thể gia công hầu hết các bề mặt chi tiết đảm bảo vị trí tơng quan

Việc thực hiện quá trình gá đặt nhanh chóng mặt khác có thể dùng trong kiểm tra và sữa chữa sau này

Nhợc điểm :

Độ cứng vững kém khi cắt ở tốc độ cao sẽ rung động ảnh hởng đến độ chính xác gia công do đó chịu lực và nhiệt lớn nên mũi tâm chóng mòn.Ph

ơng án 2 : (Hình 4)

Chọn chuẩn tinh là mặt trụ ngoài (2 ngõng trục) phơng án này khống chế 4 bậc tự do kết hợp với 2 mặt đầu khống chế thêm 1 bậc tự do, còn một bậc tự do xoay quanh trục ta không cần khống chế

u điểm :

Phơng án này gá đặt đơn giản, tăng đợc độ cứng vững cho chi tiết gia công Với phơng án này ta có thể gia công đợc hầu hết các bề mặt then, ngoài ra phơng án này còn kết hợp định vị bằng mặt trụ ngoài khống chế

2 bậc tự do kết hợp với chống tâm 1 đầu còn lại

Vậy ta chọn phơng án 1 để gia công các mặt trụ tròn xoay còn phơng

án 2 chỉ dùng khi phay rãnh then và phay 2 mặt đầu khoan tâm

H×nh 4

3) Chọn chuẩn thô

Yêu cầu đối với chọn chuẩn thô :

• Phải phân bố đồng đều lợng d cho các bề mặt sẽ gia công

• Phải đảm bảo độ chính xác về vị trí tơng quan giữa các bề mặt gia công và các bề mặt không gia công

Từ 2 yêu cầu trên ta có lời khuyên cho chuẩn thô

+ Theo một kích thớc nhất định nếu trên chi tiết gia công có bề mặt không gia công thì ta chọn bề mặt không gia công làm chuẩn thô, chọn sao cho thoả mãn yêu cầu 2

+ Theo một phơng kích thớc nhất định nếu trên chi tiết gia công có 2 hay nhiều bề mặt không gia công thì ta nên chọn bề mặt không gia công nào đòi hỏi về độ chính xác, vị trí tơng quan so với bề mặt không gia công là cao nhất làm chuẩn thô

+ Theo một phơng kích thớc nhất định nếu trên chi tiết gia công có nhiều

bề mặt đủ tiêu chuẩn làm chuẩn thô thì ta nên chọn bề mặt phẳng trơn nhất làm chuẩn thô

+ ứng với mỗi bậc tự do của chi tiết gia công thì ta chỉ đợc phép chọn và

sử dụng chuẩn thô không quá 1 lần trong suốt cả quá trình gia công Nếu vi phạm lời khuyên này ta gọi là phạm chuẩn thô, nếu phạm chuẩn thô sẽ dẫn đến sai số về vị trí tơng quan giữa các bề mặt gia công với nhau là lớn nhất

u điểm:Gá đặt đơn giản, thuận tiện cho gia công mặt đầu và gia công

các nguyên công tiếp theo phơng án này đảm bảo độ cứng vững và cân xứng

Nhợc điểm : Do định vị trên khối V ngắn, nên dễ gây ra sai số này,

khi chi tiết gia công lực kẹp lớn dễ gây ra biến dạng

Nhận xét :

Theo các yêu cầu và các lời khuyên ở trên ta chọn chuẩn thô dựa trên

đặc điểm của phơng án này ta chọn là chuẩn thô

H×nh 5

- Để đảm bảo tính thống nhất về chuẩn tinh cần chú ý các nguyên công

có thể xảy ra phế phẩm, những nguyên công nên đặt ra trớc để tránh lãng phí hoặc bố trí thêm việc kiểm tra trung gian, sau những nguyên công có thể xảy

3- Nguyªn c«ng III: tiÖn th« Φ80 nct

6- Nguyªn c«ng VI: tiÖn th«

7- Nguyªn c«ng VII: tiÖn th«

φ 60,6 +0,3

8- Nguyªn c«ng VIII: tiÖn tINh

300

S1S5

10- Nguyªn c«ng X: tiÖn tINh Φ60,Φ50, Φ30, Φ27 v¸t mÐp 2x450

200 8

218

5 70

B

A A

C

nd

14- Nguyªn c«ng XIV: kiÓm tra trung gian

15- Nguyªn c«ng XV: nhiÖt luyÖn :

11,91- 0,08 12,27 - 0,08

Trong tiÕt diÖn ph¸p tuyÕn

Trong tiÕt diÖn chiÒu trôc

Sd17,6

200

19 -Nguyên công XIX tổng kiểm tra

20 -Nguyên công xx : bảo quản đóng gói

 ♣ 

đó giá thành sản phẩm sẽ tăng, nếu lợng d quá mỏng sẽ không bóc hết lớp h hỏng bề mặt do nguyên công trớc để lại, thậm chí khi cắt hết lớp lợng d bề mặt mà lợng d bề mặt vẫn cha đạt yêu cầu và vì vậy chi tiết bị phế phẩm.

Sau mỗi nguyên công sai lệch về kích thớc sẽ giảm đi, cho nên bề mặt nào đòi hỏi độ chính xác cao, độ nhẵn bóng cao ta phải chia lợng d cho các nguyên công hợp lý, có nghĩa là phải đủ để gia công đạt yêu cầu kỹ thuật cho chi tiết Lợng d hợp lý là lơng d đợc xác định chình xác

εgđ : Là sai lệch gá đặt chi tiết ở bớc công nghệ đang thực hiện

1- Tính và tra các thông số

a- Tính và tra Rza, Ta

Phôi là phôi dập ( tra bảng 5-1) sổ tay CNCTM tập1

+ Nhiệt luyện Rza = 50 àm, Ta = 50 àm

Tra bảng 7-1 sổ tay CNCTM tập1 ∫cv = 500àm

Tra bảng 7-1 sổ tay CNCTM tập1 ∫lt = 450àm

Với: + Tiện thô : ∫a = 0,06 ∫a phôi

+ Tiện tinh : ∫a = 0,04 ∫a phôi+ Nhiệt luyện : ∫a = ∆K.L

2 c

2 k

εgđ : Là sai lệch đồ gá gây ra vì chi tiết định vị trên 2 mũi tâm nên εđg

= 0,25.δD ( δD : Dung sai đờng kính nguyên công trớc)+ Phôi : tra (7 - 37) STCN CTMT1 :δ D = 0,4 àm

(ở đây nhiệt luyện sinh ra cong vênh)

a) Tính lợng d cho các nguyên công tiện thô :

Thay các giá trị vào công thức (1)

Ta có :

m4753)

1001974

250150

(2Z

⇒ 2Zbmin = 4,753(mm)b) Nguyên công tiện tinh

m456)

50118

5050(2Z

Sau nhiệt luyện độ chính xác bị giảm 1 cấp và độ nhãm bề mặt tăng nên sau

khi tiện tinh có Rza = 25;Ta = 25à m

Sau khi nhiệt luyện : Rza = 50;Ta = 50à m

Khi tính cho nguyên công mài không xét đến trị số Ta vì yêu cầu để lại lớp kim loại và lợng d tính toán

Kích thớc tính toán

Dung sai δD(àm)

Kích thớc giới hạn(mm)

Trị số giới hạn lợng

d

KiÓm tra tÝnh to¸n :

TiÖn tinh 2Zbmin =1,4 (mm)2) MÆt trô Φ65 :

TiÖn th« 2Zbmin =6 (mm)3) MÆt trôΦ72 :

TiÖn th« 2Zbmin =6 (mm)4) MÆt trô Φ50:

TiÖn th« 2Zbmin = 5,4(mm)

7,57 5,477

TiÖn tinh 2Zbmin =1,4 (mm)6) MÆt trô Φ30 :

TiÖn th« 2Zbmin = 4,5(mm)TiÖn tinh 2Zbmin =1 (mm)7) MÆt trô Φ27 :

TiÖn th« 2Zbmin = 4,5(mm)TiÖn tinh 2Zbmin =1 (mm)8) MÆt ®Çu : α = 1,8mm

9) Vai trô : α = 1,8mm

+ HiÖu suÊt truyÒn c¬ khi : = 0,75+ §êng kÝnh gia c«ng lín nhÊt D max = 400 mm.

+Kho¶ng c¸ch 2 ®Çu t©m dµi nhÊt : L = 1400 mm

M¶nh hîp kim cøng dµy 6(mm)