thiết kế quy trình công nghệ gia công tay biên (3)

Nguyễn Văn Tuân CTM5 - K45 Đồ án CN CTM Lời nói đầu Hiện nay trong các ngành kinh tế nói chung và đặc biệt là ngành cơ khí đòi hỏi kỹ s cơ khí và cán bộ kỹ thuật cơ khí đợc đào tạo ra phải có kiến thức cơ bản vững chắc và tơng đối rộng đồng thời phải biết vận dụng những kiến thức đó để giải quyết những vấn đề cụ thể thờng gặp trong sản xuất. Môn học công nghệ chế tạo máy có vị trí quan trọng trong chơng trình đào tạo kỹ s và cán bộ kỹ thuật về thiết kế, chế tạo các loại máy và các thiết bị cơ khí phục vụ các ngành kinh tế trong nền kinh tế quốc dân. Để giúp cho sinh viên nắm vững đợc các kiến thức cơ bản của môn học và làm quen với nhiệm vụ thiết kế,trong chơng trình đào tạo, đồ án môn học công nghệ chế tạo máy là không thể thiếu đợc đối với sinh viên chuyên ngành chế tạo máy khi kết thúc môn học. Sau một thời gian tìm hiểu và với sự hớng dẫn chỉ bảo tận tình của thầy giáo: Nguyễn Hiệp Cờng, em đã hoàn thành đồ án môn học công nghệ chế tạo máy đợc giao. Trong quá trình thiết kế em đã cố gắng tìm hiểu các tài liệu liên quan và cả trong thực tế, tuy nhiên sẽ không tránh khỏi những sai sót ngoài ý muốn vì thiếu kinh nghiệm thực tế, thiết kế. Do vậy em rất mong đợc sự chỉ bảo của các thầy cô giáo trong bộ môn công nghệ chế tạo máy và sự đóng góp ý kiến của các bạn để em hoàn thiện hơn đồ án của mình cũng nh hoàn thiện hơn vốn kiến thức em vẫn mong đợc học hỏi. Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo: Nguyễn Hiệp Cờng đã hớng dẫn em hoàn thiện đồ án môn học này. Hà Nội, ngày 01 tháng 11 năm 2004 Sinh viên: Nguyễn Văn Tuân 1 Nguyễn Văn Tuân CTM5 - K45 Đồ án CN CTM Nội dung thuyết minh và tính toán Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy I. Phân tích chức năng làm việc của chi tiết: Dựa vào đặc điểm kết cấu của chi tiết ta thấy đây là chi tiết dạng càng chúng là một loại chi tiết có một hoặc một số lỗ cơ bản mà tâm của chúng song song với nhau hoặc tạo với nhau một góc nào đó. Chi tiết dạng càng thờng có chức năng biến chuyển động thẳng của chi tiết này (thờng là piston của động cơ) thành chuyển động quay của chi tiết khác nh là trục khuỷu hoặc ngợc lại. Ngoài ra chi tiết dạng càng còn dùng để đẩy bánh răng khi cần thay đổi tỉ số truyền trong các hộp tốc độ. Trên chi tiết dạng càng ngoài những lỗ cơ bản cần đợc gia công chính xác còn có những lỗ dùng để kẹp chặt các rãnh then, các mặt đầu của lỗ và những yếu tố khác cần đợc gia công. Nh vậy trong trờng hợp này chi tiết đã cho là tay biên trong động cơ đốt trong có nhiệm vụ biến chuyển động tịnh tiến của pit tong thành chuyển động quay cua trục khuỷu, đây là chi tiết điển hình nhất của chi tiết dạng càng. Khi làm việc tay biên chịu: + lực khí thể + lực quán tính của nhóm pittông và lực quán tính của bản thân tay biên. + các lực trên đều là lực tuần hoàn,va đập. 2 Nguyễn Văn Tuân CTM5 - K45 Đồ án CN CTM II. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết: Bề mặt làm việc chủ yếu của tay biên là hai bề mặt trong của hai lỗ, do vậy cần đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật sau: + Kích thớc các lỗ đợc gia công đạt cấp chính xác 7-9, độ nhám bề mặt R a = 1,25-0,63. + Độ song song của các tâm các lỗ cơ bản trong khoảng 0,03-0,05 mm trên 100 mm chiều dài. +Độ không vuông góc của tâm lỗ so với mặt đầu trong khoảng 0,05-0,1 mm trên 100mm bán kính. + Độ không song song của các mật đầu các lỗ cơ bản khác trong khoảng 0,05-0,25 mm trên 100mm bán kính mặt đầu. + Các mặt làm việc của chi tiết đợc nhiệt luyện đạt độ cứng 50-55 HRC. Từ các yêu cầu kỹ thuật ta có thể đa ra một số nét công nghệ điển hình khi gia công chi tiết tay biên nh sau: + Kết cấu phải bảo đảm khả năng cứng vững + Với tay biên có kích thớc lớn ta dùng phôi đúc + Chiều dài các lỗ cơ bản nên chọn bằng nhau và các mặt đầu của chúng thuộc hai mặt phẳng song song với nhau là tốt nhất. 3 Nguyễn Văn Tuân CTM5 - K45 Đồ án CN CTM + Kết cấu của chi tiết nên chọn đối xứng qua mặt phẳng nào đó. Đối với tay biên các lỗ vuông góc cần phải thuận lợi cho việc gia công lỗ. + Kết cấu của chi tiết phải thuận lợi cho việc gia công nhiều chi tiết cùng một lúc. + Hình dáng của chi tiết phải thuận lợi cho việc chọn chuẩn thô và chuẩn tinh thống nhất. Với tay biên, nguyên công đầu tiên gia công hai mặt đầu cùng một lúc để đảm bảo độ song song của 2 mặt đầu làm chuẩn cho các nguyên công sau ( gia công hai lỗ chính ) nên chọn chuẩn thô là hai mặt thân biên không gia công và thứ tự gia công của hai mặt đầu là phay bằng hai dao phay đĩa 3 mặt sau đó mài phẳng để đạt yêu cầu. III. Xác định dạng sản xuất: Dạng sản xuất đợc xác định dựa theo công thức tính sản lợng hàng năm sau đây: + += 100 1. 1 mNN Trong đó: N : Số chi tiết tổng cộng đợc sản xuất trong một năm N 1 :Số sản phẩm đợc sản xuất trong một năm theo kế hoạch,N 1 =20.000 chi tiết m : Số chi tiết trong một sản phẩm : lợng sản phẩm dự phòng do sai hỏng khi tạo phôi đúc gây ra ( = 3%-6%).Chọn = 4% : Số chi tiết đợc chế tạo thêm để dự trữ ( = 5% - 7%). Chọn = 6% Thay số ta có: 22000 100 64 11.20000 = + +=N ( sản phẩm/năm). Sau khi xác định đợc sản lợng hàng năm ta phải xác định trọng lợng của chi tiết. Trọng lợng của chi tiết đợc xác định theo công thức: Q = V. 4 Nguyễn Văn Tuân CTM5 - K45 Đồ án CN CTM Với: V 2,9 dm 3 = 7,852 kg/dm 3 Q = V. = 2,9.7,852 23 kg Theo bảng 2 trang 13 - HD thiết kế đồ án CNCTM, ta có: Dạng sản xuất: Hàng khối IV. Xác định ph ơng pháp chế tạo phôi: Phơng pháp tạo phôi phụ thuộc vào tất nhiều vấn đề nh chức năng và kết cấu của chi tiết máy trong cụm máy ,vật liệu sử dụng ,yêu cần kỹ thuật ,hình dáng bề mặt và kích thớc của chi tiết,quy mô và tính loạt của sản xuất.Chọn phôi nghĩa là chọn loại vật liệu chế tạo ,phơng pháp hình thành phôi ,xác định lợng d gia công cho các bề mặt ,tính toán kích thớc và quyết định dung sai cho quá trình chế tạo phôi. Chọn phôi là một bài toán không dễ dàng. Phơng án cuối cùng chỉ có thể đợc quyết định sau khi đã tính toán giá thành của phôi và giá thành của sản phẩm sau khi gia công cơ. Trong khuôn khổ một đồ án môn học không thể trình bày một cách đầy đủ phơng pháp chế tạo phôi. Dựa vào kết cấu của chi tiết với đặc trng là chi tiết rát lớn cũng nh những yêu cầu kỹ thuật và tính kinh tế của sản phẩm .Ta chọn vật liệu chế tạo phôi là thép 45 và phơng pháp chế tạo phôi là phơng pháp đúc trong khuôn cát. Ta chọn cấp chính xác của phôi là cấp chính xác 1 (bảng 2.12) và sai lệch kích thớc của phôi đúc đợc tra theo bảng 2.11 và đợc trình bày trong bản vẽ lồng phôi. Sau khi phôi đợc đúc xong ta thực hiện cắt tỉa ba via, làm sạch phôi và kiểm tra kích thớc phôi đúc. 5 Nguyễn Văn Tuân CTM5 - K45 Đồ án CN CTM V. Lập thứ tự các nguyên công: (vẽ sơ đồ gá đặt, ký hiệu định vị, kẹp chặt, chọn máy, chọn dao, vẽ chiều chuyển động của dao, của chi tiết) Lập sơ bộ các nguyên công: - Nguyên công 01: Kiểm tra phôi - Nguyên công 02a: Phay hai mặt đầu, gia công trên máy phay ngang bằng hai dao phay đĩa 3 mặt - Nguyên công 02b: mài phẳng hai mặt đầu (đạt đợc độ nhám R Z 40 - cấp độ bóng cấp 9) để làm chuẩn định vị cho các nguyên công sau - Nguyên công 03: Gia công lỗ nhỏ tay biên và vát mép lỗ, gia công trên máy doa bằng mũi khoét, doa và dao vát mép. - Nguyên công 04: Gia công mặt chuẩn phụ, gia công trên máy phay ngang bằng dao phay ngón. - Nguyên công 05a: Gia công mặt lắp ghép đầu to tay biên, mặt lắp bu lông và mặt chuẩn phụ trên máy phay ngang bằng dao phay đĩa. - Nguyên công 05b: Mài mặt lắp ghép đầu to tay biên, mặt lắp bu lông và mặt chuẩn phụ trên máy mài. - Nguyên công 06: Khoan, khoét, doa 2 lỗ lắp bu lông đầu to, gia công trên máy khoan . - Nguyên công 07: Khoét lỗ lắp bu lông 36 trên máy khoan. - Nguyên công 08: Phay vấu lồi lỗ tâm, khoan lỗ tâm. - Nguyên công 09: Nguội, lắp ráp nắp biên - Nguyên công 10: Mài phẳng lại hai mặt đầu của tay biên trên máy mài - Nguyên công 11: Khoét và doa lỗ đầu to trên máy doa - Nguyên công 12: ép bạc vào lỗ đầu nhỏ - Nguyên công 13: Doa lại lỗ đầu nhỏ - Nguyên công 14: Tháo đầu to chi tiết - Nguyên công 15: Phay rãnh định vị (vấu lỡi gà) - Nguyên công 16: Khoan lỗ dẫn dầu - Nguyên công 17: Nguội, lắp ráp 6 Nguyễn Văn Tuân CTM5 - K45 Đồ án CN CTM - Nguyên công 18: Cân trọng lợng, sửa nguội, làm sạch - Nguyên công 19: Kiểm tra và nghiệm thu Thiết kế cụ thể các nguyên công: 2.1. Nguyên công 01 : Kiểm tra phôi Nội dung nguyên công Trang bị công nghệ 1.Độ cứng 2630 HRC 2.Kiểm tra các kích thớc đủ lợng d gia công. 3.Phôi không có các vết nứt,ngậm sỉ,bavia. Thớc cặp 2.2. Nguyên công 02: Gia công hai mặt đầu 2.2.1 Phay thô hai mặt đầu tay biên : Lập sơ đồ gá đặt: Hai mặt đầu tay biên cần đảm bảo độ song song và cần phải đối xứng qua mặt phẳng đối xứng của chi tiết, bởi vậy ta sử dụng cơ cấu kẹp tự định tâm hạn chế cả 6 bậc tự do, và má kẹp có khía nhám định vị vào hai mặt phẳng của thân tay biên bởi đây là chuẩn thô. 7 Nguyễn Văn Tuân CTM5 - K45 Đồ án CN CTM Kẹp chặt: Dùng hai miếng kẹp để kẹp chặt chi tiết, hớng của lực kẹp từ hai phía cùng tiến vào, phơng của lực kẹp cùng phơng với phơng của kích thớc thực hiện, dùng cơ cấu bàn phân độ. Chọn máy: Máy phay nằm ngang 6H82. Chọn dao: Phay bằng hai dao phay đĩa ba mặt thép gió, có các kích thớc sau : D = 225 mm, d = 60 mm, B = 30 mm, số răng Z = 22 răng. 2.2.1 Mài thô hai mặt đầu tay biên : Lập sơ đồ gá đặt: Chi tiết đợc khống chế 3 bậc tự do, gá trên bàn từ của máy mài. Kẹp chặt: Chi tiết đợc kẹp chặt bằng lực từ của bàn máy mài. Chọn máy: Máy mài phẳng 3E721B3-1. Chọn dao: Đá mài phẳng có các kích thớc sau ( Tra theo bảng 4 - 170 Sổ tay CNCTM tập 1): D = 350 mm, d = 150 mm, H = 200 mm. 2.3. Nguyên công 03: Gia công lỗ nhỏ tay biên và vát mép lỗ, gia công trên máy doa toạ độ bằng mũi khoét, doa và dao vát mép. Lập sơ đồ gá đặt: Mặt phẳng hạn chế 3 bậc tự do định vị vào mặt đầu, bạc côn chụp vào đầu biên nhỏ hạn chế 2 bậc tự do và một chốt định vị chống xoay tỳ vào mặt lỗ lỗ đầu to tay biên. Kẹp chặt: Dùng cơ cấu trụ trợt thanh răng và kẹp từ trên xuống. Chọn máy: Máy khoan phay doa liên hợp có trục chính thẳng đứng của Nga 2254BM4 có công suất động cơ truyền dẫn trục chính 8 kW. Chọn dao: Mũi khoét, mũi doa và dao vát mép 8 Nguyễn Văn Tuân CTM5 - K45 Đồ án CN CTM 2.4. Nguyên công 04: Phay mặt chuẩn phụ. Lập sơ đồ gá đặt: Định vị bằng mặt đầu hạn chế 3 bậc tự do, chốt trụ ngắn ở lỗ 103 hạn chế 2 bậc tự do. Một chốt tỳ hạn chế bậc tự do xoay trên thân tay biên. 9 Nguyễn Văn Tuân CTM5 - K45 Đồ án CN CTM Kẹp chặt: Dùng cơ cấu đòn kẹp, phơng của lực kẹp thẳng đứng. Dồn kẹp đợc đặt ở ngay trên đầu to của tay biên để tăng độ cứng vững. Chọn máy: Máy phay nằm ngang 6H82. Công suất máy N m = 10kW Chọn dao: Chọn dao phay ngón bằng thép gió có: D = 50 mm, Z = 6 2.5. Nguyên công 05: Gia công mặt lắp ghép đầu to tay biên, mặt lắp bu lông và mặt chuẩn phụ. 2.5.1 Phay mặt lắp ghép đầu to tay biên, mặt lắp bu lông và mặt chuẩn phụ: Lập sơ đồ gá đặt: Định vị bằng mặt đầu hạn chế 3 bậc tự do. Dùng chốt trụ ngắn ở lố đầu nhỏ tay biên hạn chế 2 bậc tự do và điểm tỳ di động trên mặt chuẩn phụ tay biên để hạn chế bậc tự do xoay. Kẹp chặt: Dùng cơ cấu đòn kẹp, phơng của lực kẹp thẳng đứng. Dồn kẹp đợc đặt ở ngay trên đầu to của tay biên để tăng độ cứng vững. Chọn máy: Máy phay ngang vạn năng 6H82. Công suất của máy N m = 10kW Chọn dao: Phay bằng hai dao phay đĩa ba mặt thép gió, có các kích thớc : D 1 = 200 mm, d 1 = 80 mm, B 1 = 20 mm, số răng Z = 22 răng. D 2 = 215 mm, d 2 = 80 mm, B 2 = 20 mm, số răng Z = 22 răng. 10 [...]... cao nhấp nhô tế vi do bớc công nghệ sát trớc để lại Ta.i-1 : Chiều sâu lớp h hỏng bề mặt do bớc công nghệ sát trớc để lại i-1 : Sai lệch về vị trí không gian do bớc công nghệ sát trớc để lại ( độ cong vênh, độ lệch tâm, độ không song song ) i : Sai số gá đặt chi tiết ở bớc công nghệ đang thực hiện 19 Nguyễn Văn Tuân CTM5 - K45 Đồ án CN CTM Theo bảng 3.2 - Thiết kế Đồ án công nghệ Chế tạo Máy, ta có:... 1000.50,6 = = 82,7 vg/ph D 195 Ta chọn vòng quay trục của máy nm = 83 vg/ph Bảng kết quả tra chế độ cắt cho các nguyên công còn lại Nguyên công t (B) (mm) Gia công mặt đầu -Phay thô -Mài thô lần 1 Gia công lỗ 103 lần 1 : - Khoét - Doa Gia công lỗ 103 lần 2 sau khi ép bạc : - Doa Gia công mặt chuẩn : - Phay thô - Mài thô Gia công mặt lắp ghép đầu to và mặt lắp ghép bu long, mặt chuẩn phụ : - Phay thô -... mặt còn lại tra theo sổ tay công nghệ nh bảng sau : Bề mặt 1 2 3 4,6 5 7 Kích thớc (mm) 80 103 195 115 180 20 Lợng d Tra bảng Tính toán 2.4 2.4 2.1,514 2.4,5 4 2.4 4 - 0,8 0,8 1 0,8 1,0 0,6 VI Tính chế độ cắt của một bề mặt nào đó, còn tất cả các bề mặt gia công khác của chi tiết thì tra bảng Nguyên công tính chế độ cắt (trùng nguyên công thiết kế đồ gá): Nguyên công 7: Gia công lỗ đầu to để đạt kích... VIII.Tính thời gian cơ bản cho tất cả các nguyên công: Trong sản hàng khối thời gian nguyên công đợc xác định theo công thức sau đây: Tng = Tcb + Tph + Tphv + Tk Trong đó : Tng - Thời gian từng chiếc ( thời gian nguyên công ) 27 Nguyễn Văn Tuân CTM5 - K45 Đồ án CN CTM Tcb - Thời gian cơ bản ( thời gian cần thiết để biến đổi trực tiếp hình dạng, kích thớc và tính chất cơ lý của chi tiết, thời gian này có... bằng máy hoặc bằng tay và trong từng trờng hợp gia công cụ thể có công thức tính tơng ứng) Tph - Thời gian phụ ( thời gian cần thiết để ngời công nhân gá, tháo chi tiết, mở máy, chọn chế độ cắt, dịch chuyển ụ dao và bàn máy, kiểm tra kích thớc của chi tiết ) Khi xác định thời gian nguyên công ta có thể lấy giá trị gần đúng Tph = 10%Tcb Tphv - Thời gian phục vụ chỗ làm việc gồm: thời gian phục vụ kỹ thuật... vị vào lỗ nhỏ vừa gia công ở nguyên công trớc hạn chế hai bậc tự do và điểm tỳ vào đầu biên to hạn chế 1 bậc tự do xoay Kẹp chặt: Dùng cơ cấu trụ trợt thanh răng và kẹp từ trên xuống Chọn máy: Máy doa toạ độ 2B440A có thể gia công đợc đờng kính lớn nhất max = 250mm Chọn dao: Mũi doa 2.14 Nguyên công 14: Tháo chi tiết Nội dung nguyên công 1.Kẹp chặt thân biên trên êtô Trang bị công nghệ 1.Êtô 2.Tháo... K45 Đồ án CN CTM V Tính lợng d gia công lỗ đầu nhỏ, tra lợng d các bề mặt còn lại: Tính lợng d của bề mặt lỗ đầu nhỏ 103 +0,087 Qui trình công nghệ gồm hai bớc nguyên công : khoét và doa Chi tiết đợc định vị mặt phẳng đầu (hạn chế 3 bậc tự do), 1 chốt tỳ ở lỗ đầu to tay biên hạn chế bậc tự do xoay, chụp định vị vào đờng kính ngoài của đầu biên lớn hạn chế 2 bậc tự do Công thức tính lợng d cho bề mặt... của tay biên để tăng độ cứng vững Chọn máy: Máy phay nằm ngang 6H82 Công suất máy Nm = 10kW Chọn dao: + Dao phay ngón có D = 70 mm, d = 32 mm, Z = 10 răng + Mũi khoan tạo lỗ tâm 2.9.Nguyên công 09: Nguội, lắp ráp nắp biên Nội dung nguyên công 1.Kẹp chặt thân biên lên êtô Trang bị công nghệ 1.Êtô 2.Làm sạch bavia cả thân và nắp 2.Dũa nguội 3.Lắp bạc định vị thân và nắp 3.Búa nguội 4.Lắp 2 bu lông biên, ... hai nửa tay biên nên nó cần đợc gia công với độ chính xác cấp 7, độ bóng cấp 6 Để đảm bảo độ vuông góc của 2 lỗ với mặt lắp ghép, ta dùng sơ đồ định vị nh sau: Dùng mặt phẳng hạn chế 3 bậc tự do định vị vào mặt đầu của tay biên Dùng 1 mặt phẳng nữa để hạn chế 2 bậc tự do Một chốt trám hạn chế 1 bậc tự do định vị vào lỗ đầu nhỏ của tay biên Kẹp chặt: Dùng cơ cấu đòn kẹp để kẹp chặt chi tiết gia công ngay... phút 2.83 Thời gian cắt cơ bản để vát mép: T7.3 =2 1+ 3 L + L1 =2 = 0,2 phút 0,3.87 S n Thời gian cắt cơ bản là: T0.11= T11.1+T11.2+T11.3= 0,33+0,51+0,2 =1,04 phút 9 Thời gian cơ bản của nguyên công 12: Mài phẳng lại hai mặt đầu của tay biên Thời gian cơ bản xác định theo công thức: L+L +L 1 2 T0.12= 2.1,2 v 100 ct Bct + Bd + 5 h 1 S ng t m Với: L1= 5 mm; L2 = 5 mm m -Số chi tiết đợc gia công đồng thời . công sau - Nguyên công 03: Gia công lỗ nhỏ tay biên và vát mép lỗ, gia công trên máy doa bằng mũi khoét, doa và dao vát mép. - Nguyên công 04: Gia công mặt chuẩn phụ, gia công trên máy phay. cầu kỹ thuật ta có thể đa ra một số nét công nghệ điển hình khi gia công chi tiết tay biên nh sau: + Kết cấu phải bảo đảm khả năng cứng vững + Với tay biên có kích thớc lớn ta dùng phôi đúc +. công 18: Cân trọng lợng, sửa nguội, làm sạch - Nguyên công 19: Kiểm tra và nghiệm thu Thiết kế cụ thể các nguyên công: 2.1. Nguyên công 01 : Kiểm tra phôi Nội dung nguyên công Trang bị công nghệ 1.Độ