Thiết kế qui trình công nghệ chế tạo chi tiết trục cán thép góc

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN Cộng hoà xã hội chủ nghĩa việt nam TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP TN Độc lập _Tự do _ Hạnh phúc  o 0 o Khoa :Cơ khí Bộ môn: Công nghệ CTM BẢN THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài : Thiết kế quy trình công nghệ gia công trục cán thép góc Trang thiết bị tự chọn. Sản lượng 8000 chi tiếtnăm. Người thiết kế: Sùng Mí Sèo Giáo viên hướng dẫn: 1. Nguyễn Trọng Khanh. 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . 3. . . . . . . . . . . . . . . . . Ngày giao đề tài : Ngày hoàn thành: Tổ trưởng bộ môn Giáo viên hướng dẫn TLHiệu trưởng Chủ nhiệm khoa Đại học thái nguyên Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam Trường Đại học kỹ thuật công nghiệp Độc lập _ Tự do _ Hạnh phúc  o 0 o ĐỀ TÀI THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP Người thiết kế: Sùng Mí Sèo Giáo viên hướng dẫn: 1. Nguyễn Trọng Khanh. 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . 3. . . . . . . . . . . . . . . . . Ngày giao đề tài : Ngày hoàn thành: Nội dung đề tài: “Thiết kế quy trình công nghệ gia công trục cán thép góc” Chuyên đề : Không Số lượng và kích thước bản vẽ: 5 tờ A0.và Thuyết minh Tổ trưởng bộ môn Giáo viên hướng dẫn TLHiệu trưởng (Ký tên) (Ký tên) Chủ nhiệm khoa Lê Viết Bảo Nguyễn Trọng Khanh Mục lục Trang Lời nói đầu Phần I Phân tích chi tiết gia công 9 Phần II Xác định dạng sản xuất 14 Phần III Xác định phương pháp chế tạo phôi 17 Phần IV Thiết kế qui trình công nghệ 19 Phần V Tính và tra lượng dư 38 Phần VI Tính và tra chế độ cắt 44 Phần VII Tính toán và thiết kế đồ gá 68 Tài liệu tham khảo 1 Hướng dẫn thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy: 1. PGS.TS Trần Văn Địch Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật 2 Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập I : 2. PGS.TS : Nguyễn Đắc Lộc, Lê Văn Tiến, Ninh Đức Tốn. TS : Trần Xuân Việt 3 Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập II : 3. PGS.TS : Nguyễn Đắc Lộc, Lê Văn Tiến, Ninh Đức Tốn. TS : Trần Xuân Việt 4 Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập III : 4. PGS.TS : Nguyễn Đắc Lộc, Lê Văn Tiến, Ninh Đức Tốn TS : Trần Xuân Việt 5 Sổ tay công nghệ chế tạo máy : 5. TRường ĐH Bách Khoa Hà Nội. 6 Đồ gá trên máy cắt kim loại : 6. Tác giả : Hà Văn Vui Nguyễn Văn Long. 7 Kỹ thuật tiện : 7. Nhà xuất bản ĐH và giáo dục chuyên nghiệp. 8 Kỹ thuật phay : 8. Nhà xuất bản ĐH và giáo dục chuyên nghiệp. 9 Thiết kế dao cắt kim loại : 9. Tác giả: Trịnh Khắc Nghiêm 10 Giáo trình công nghệ chế tạo máy tập I,II : 10. 11 Tính toán và thiết kế đồ gá : 11. Tác giả: Đặng Ngọc Giao 12 Sổ tay thiết kế cơ khí : 12. 13 Chế độ cắt khi gia công cơ : 13. 14 Dung sai và đo lường kỹ thuật : 14. 15 Phương pháp cán kim loại thông dụng : 15. Nhận xét của cán bộ chấm Nhận xét của giáo viên hướng dẫn LỜI NÓI ĐẦU Trong công cuộc công nghiệp hiện đại hoá đất nước, nghành cơ khí có một vai trò quan trọng trong sự phát triển của nền kinh tế quốc dân. Trong đó nghành chế tạo máy đóng một vai trò then chốt đảm bảo thiết kế, sản xuất ra các chi tiết máy, trang thiết bị và dụng cụ lao động, máy móc công cụ cho các ngành kinh tế khác. Để đáp ứng được nhu cầu của các nghành kinh tế quốc dân, với sự phát triển của Khoa họcKĩ thuật ngày càng cao thì lĩnh vực khoa học công nghệ về chế tạo máy cần phải được đầu tư phát triển. Mục tiêu cuối cùng của công nghệ chế tạo máy là nhằm đạt được chất lượng tốt, sản phẩm uy tín, độ tin cậy, năng xuất cao, giá thành hạ. Do vậy mà đối với các cán bộ ngành kỹ thuật nói chung cũng như các công nhân ngành kỹ thuật phải nhận thức đúng đắn, hiểu biết sâu rộng. Đặc biệt là các sinh viên với đồ án tốt nghiệp là một trong những nội dung cơ bản nhất mà mỗi sinh viên đại học ngành kỹ thuật phải thực hiện và hoàn thành sau khi ra trường. Đồ án tốt nghiệp nhằm tổng kết lại một cách cơ bản, toàn bộ những kiến thức đã trang bị cho sinh viên trong 5 năm học, đồng thời giúp sinh viên ý thức được công việc, kỹ thuật cơ bản của người cán bộ kỹ thuật. Có thể nói rằng đồ án nói chung và đồ án tốt nghiệp nói riêng, đã làm cho sinh viên trưởng thành nhiều trong công việc, trang bị và tự trang bị kiến thức. Với bản đồ án “Thiết kế quy trình công nghệ gia công trục cán thép vằn “ mà tôi đã tiến hành này sẽ mang lại cho tôi nhiều điều bổ ích. Nó giúp ôn lại những kiến thức đã học như:  Công nghệ chế tạo máy.  Máy cắt kim loai.  Nguyên lý và dụng cụ cắt.  Sức bền vật liệu .  Tính toán thiết, quá trình hình thành các chi tiết máy, sản phẩm cơ khí. Ngoài ra còn là động lực để các sinh viên phát huy tính sáng tạo cho mình. Tạo điều kiện thuận lợi cho chúng ta chuẩn bị vận dụng những kiến thức đã học ra ngoài thực tế. Những điều mà các sinh viên học tập trong nhà trường là rất bổ ích cho sự vươn lên của bản thân. Cái chình mà chúng ta nhận thức được là khả năng suy nghĩ, biết phân tích vấn đề và tìm tòi biết vận dụng các tiến bộ của khoa học kỹ thuật để cái các kiến thức đó phục vụ cho lợi ích của chúng ta . Với kiến thức còn nhiều khuyết thiếu, tài liệu tham khảo còn hạn chế, nhưng được sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo hướng dẫn cũng như của các thầy giáo, cô giáo, bạn bè và sự lỗ lực của bản thân, tôi đã cơ bản hoàn thành đồ án tốt nghiệp môn công nghệ chế tạo máy này. Việc làm đồ án tốt nghiệp là một quá trình học tập mang tính tổng hợp, do vậy tôi rất mong được các thầy, cô giúp đỡ, đóng góp ý kiến để bản đồ án của tôi hoàn thiện hơn. Tôi xin chân thành cảm ơn Thạc sĩ Nguyễn Trọng Khanh cùng toàn thể các thầy cô đã giúp tôi hoàn thành đồ án.

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN Cộng hoà xã hội chủ nghĩa việt namTRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT

- Sản lượng 8000 chi tiết/năm

Giáo viên hướng dẫn:

Đại học thái nguyên Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam

Trường Đại học kỹ thuật

công nghiệp Độc lập _ Tự do _ Hạnh phúc

o -ĐỀ TÀI THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP

Giáo viên hướng dẫn:

Nội dung đề tài:

“Thiết kế quy trình công nghệ gia công trục cán thép góc”

Chuyên đề : Không

Số lượng và kích thước bản vẽ: 5 tờ A0.và Thuyết minh

Tổ trưởng bộ môn Giáo viên hướng dẫn TL/Hiệu trưởng

Lê Viết Bảo Nguyễn Trọng Khanh

Phần IV Thiết kế qui trình công nghệ 19

Phần V Tính và tra lượng dư 38

Phần VI Tính và tra chế độ cắt 44

Phần VII Tính toán và thiết kế đồ gá 68

Tài liệu tham khảo

1 Hướng dẫn thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy: [1].PGS.TS Trần Văn Địch Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật

2 Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập I : [2].

PGS.TS : Nguyễn Đắc Lộc, Lê Văn Tiến, Ninh Đức Tốn

TS : Trần Xuân Việt

3 Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập II : [3].

PGS.TS : Nguyễn Đắc Lộc, Lê Văn Tiến, Ninh Đức Tốn

TS : Trần Xuân Việt

4 Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập III : [4].

PGS.TS : Nguyễn Đắc Lộc, Lê Văn Tiến, Ninh Đức Tốn

TS : Trần Xuân Việt

5 Sổ tay công nghệ chế tạo máy : [5].

TRường ĐH Bách Khoa Hà Nội

6 Đồ gá trên máy cắt kim loại : [6].

Tác giả : Hà Văn Vui

Nguyễn Văn Long

Nhà xuất bản ĐH và giáo dục chuyên nghiệp

Nhà xuất bản ĐH và giáo dục chuyên nghiệp

9 Thiết kế dao cắt kim loại : [9].

Tác giả: Trịnh Khắc Nghiêm

10 Giáo trình công nghệ chế tạo máy tập I,II : [10].

11 Tính toán và thiết kế đồ gá : [11].

Tác giả: Đặng Ngọc Giao

12 Sổ tay thiết kế cơ khí : [12].

13 Chế độ cắt khi gia công cơ : [13].

14 Dung sai và đo lường kỹ thuật : [14].

15 Phương pháp cán kim loại thông dụng : [15].

Nhận xét của cán bộ chấm

Nhận xét của giáo viên hướng dẫn

LỜI NÓI ĐẦU

Trong công cuộc công nghiệp hiện đại hoá đất nước, nghành cơ khí cómột vai trò quan trọng trong sự phát triển của nền kinh tế quốc dân Trong đónghành chế tạo máy đóng một vai trò then chốt đảm bảo thiết kế, sản xuất racác chi tiết máy, trang thiết bị và dụng cụ lao động, máy móc công cụ cho cácngành kinh tế khác

Để đáp ứng được nhu cầu của các nghành kinh tế quốc dân, với sự pháttriển của Khoa học-Kĩ thuật ngày càng cao thì lĩnh vực khoa học công nghệ

về chế tạo máy cần phải được đầu tư phát triển Mục tiêu cuối cùng của côngnghệ chế tạo máy là nhằm đạt được chất lượng tốt, sản phẩm uy tín, độ tincậy, năng xuất cao, giá thành hạ

Do vậy mà đối với các cán bộ ngành kỹ thuật nói chung cũng như các công nhân ngành kỹ thuật phải nhận thức đúng đắn, hiểu biết sâu rộng Đặc biệt

là các sinh viên với đồ án tốt nghiệp là một trong những nội dung cơ bản nhất mà mỗi sinh viên đại học ngành kỹ thuật phải thực hiện và hoàn thành sau khi ra trường

Đồ án tốt nghiệp nhằm tổng kết lại một cách cơ bản, toàn bộ những kiến thức đã trang bị cho sinh viên trong 5 năm học, đồng thời giúp sinh viên ý thức được công việc, kỹ thuật cơ bản của người cán bộ kỹ thuật Có thể nói rằng đồ án nói chung và đồ án tốt nghiệp nói riêng, đã làm cho sinh viên trưởng thành nhiều trong công việc, trang bị và tự trang bị kiến thức

Với bản đồ án “Thiết kế quy trình công nghệ gia công trục cán thép vằn “

mà tôi đã tiến hành này sẽ mang lại cho tôi nhiều điều bổ ích Nó giúp ôn lại những kiến thức đã học như:

+ Công nghệ chế tạo máy

+ Máy cắt kim loai

+ Nguyên lý và dụng cụ cắt

+ Sức bền vật liệu

+ Tính toán thiết, quá trình hình thành các chi tiết máy, sản phẩm cơ khí.Ngoài ra còn là động lực để các sinh viên phát huy tính sáng tạo cho mình

Tạo điều kiện thuận lợi cho chúng ta chuẩn bị vận dụng những kiến thức đãhọc ra ngoài thực tế.

Những điều mà các sinh viên học tập trong nhà trường là rất bổ ích cho sự vươn lên của bản thân Cái chình mà chúng ta nhận thức được là khả năng suy nghĩ, biết phân tích vấn đề và tìm tòi biết vận dụng các tiến bộ của khoa học kỹ thuật để cái các kiến thức đó phục vụ cho lợi ích của chúng ta Với kiến thức còn nhiều khuyết thiếu, tài liệu tham khảo còn hạn chế, nhưng được sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo hướng dẫn cũng như của các thầy giáo, cô giáo, bạn bè và sự lỗ lực của bản thân, tôi đã cơ bản hoàn thành đồ án tốt nghiệp môn công nghệ chế tạo máy này

Việc làm đồ án tốt nghiệp là một quá trình học tập mang tính tổng hợp,

do vậy tôi rất mong được các thầy, cô giúp đỡ, đóng góp ý kiến để bản đồ áncủa tôi hoàn thiện hơn

Tôi xin chân thành cảm ơn Thạc sĩ Nguyễn Trọng Khanh cùng toàn thể các thầy cô đã giúp tôi hoàn thành đồ án

Người thiết kế

Sùng mí sèo

PHẦN I : PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG

Trong nghành kĩ thuật đặc biệt là nghành cơ khí các sản phẩm cơ khí, thiết

bị máy móc đều được chế tạo theo một quy trình nhất định Các sản phẩm này đòi hỏi phải được tìm hiểu một cách tỉ mỉ và sâu sắc, do vậy việc thiết lập quy trình chế tạo ra một chi tiết nào đó thì việc nghiên cứu tìm chức năng, điều kiện làm việc, tính công nghệ là rất quan trọng để có thể tiến hành thiết kế

I NGUYÊN LÝ VÀ ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT GIA CÔNG.

1 Nguyên lý làm việc của chi tiết

Cán là quá trình làm cho kim loại bị biến dạng giữa hai trục quay ngược chiều nhau( gọi là hai trục cán ) có khe hở nhỏ hơn chiều cao của phôi làm cho phôi bị biến dạng dẻo Kết quả là chiều cao của phôi bị giảm, chiều dài

và chiều rộng phôi tăng lên Đồng thời cán còn gọi là quá trình tác dụng một cách liên tục của dụng cụ nên kim loại do đó đạt được năng suất cao Hình dạng của khe hở giữa hai trục quyết định hình dạng của sản phẩm Phôi cán thường là phôi vuông, hình chữ nhật có khối lượng thay đổi tuỳ theo hình dạng kết cấu của từng loại máy Có nhiều loại trục cán trong dàn cán như: trục cán thô, trục cán bán tinh và trục cán tinh Mỗi loại trục cán khác nhau sẽ cho ta các sản nhất định khác nhau

− Trục cán thô: Có nhiệm vụ cán giảm tiết diện đến một mức độ nhất định

để chuẩn bị cho bước cán bán tinh và tinh sau này

− Trục cán bán tinh: Có nhiệm vụ làm giảm tiết diện phôi và định hìnhtheo đúng hình dạng của sản phẩm

− Trục cán tinh: Có nhiệm vụ nắn và định hình dáng cho sản phẩm hoànchỉnh

Chất lượng bề mặt sản phẩm phụ thuộc rất nhiều vào độ chính xác qua các trục cán quá trình cán diễn ra phải đảm bảo đường tâm hai trục cán cũng như đường tâm của hai rãnh cán luôn trùng nhau

2 Điều kiện làm việc của trục cán :

− Trục cán luôn tiếp xúc với phôi cán ở nhiệt độ cao của phôi vừa trong lònung, khi đó lượng nhiệt sẽ truyền sang trục là rất lớn

− Mặt khác khi dùng một ngoại lực để đưa vật cán vào hai trục cán đangquay ngược chiều nhau nhờ ma sát tiếp xúc vật cán được ăn liên tục vào trụccán và biến dạng làm tăng chiều dài, rộng và giảm chiều cao

− Tại thời điểm vật cán tiếp xúc trục cán thành phần lực ma sát nằm ngangphải lớn hơn thành phần áp lực pháp tuyến nằm ngang mới đảm bảo phôi cán

ăn vào trục cán (hay gọi là điều kiện ăn vào)

− Ngoài điều kiện làm việc trên khi cán trục cán chủ động phải truyền mômen xoắn từ động cơ truyền tới rất lớn, chịu va đập với phôi khi bắt đầu tiếpxúc với lỗ hình của trục cán đặc biệt bản thân trục cán còn phải chịu lực masát rất lớn khi cán tại hai ngõng trục lắp trên ổ trượt

⇒ Trong điều kiện làm việc như vậy trục cán hay có hiện tượng cong vênh, mòn, sứt mẻ, bề mặt bị tróc rỗ hoặc bị gãy khi trục quá tải Để đảm bảo điều kiện làm việc tốt cho trục, cần phải lựa chọn vật liệu cho trục cán hợp lý và có các biện pháp kỹ thuật để xử lý

II. PHÂN TÍCH YÊU CẦU KĨ THUẬT CỦA CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ

CÁC BIỆN PHÁP GIA CÔNG TINH LẦN CUỐI Chi tiết trục cán là chi tiết dạng trục phổ biến trong nghành cơ khí nói chung cũng như nghành luyện kim nói riêng Trên trục có một số bề mặt cơbản là mặt tròn xoay các mặt này thường là mặt lắp ghép Còn đối với trục cán thép vằn (trục cán tinh) sản phẩm sau khi qua trục cán phải đảm bảo độchính xác hình dáng và kích thước, gân vằn trên bề mặt sản phẩm Do đó cần phải đảm bảo độ cứng vững, độ nhẵn bề mặt phần làm việc để tạo ra sản phẩm cán đạt theo tiêu chuẩn chất lượng

− Phần cổ trục lắp ghép với ổ trượt cần gia công đạt Ra= 1,25µm, nhằm tạođiều kiện cho trục làm việc êm, tăng sự chống mòn, tăng tuổi thọ cho trục.(biện pháp gia công tinh lần cuối sẽ là mài

− Phần trục Φ 200± 0,06 cần đạt R a = 2,5µm Trên đó có rãnh để truyền mô

Độ không song song của các rãnh then với tâm trục không vượt quá

0,01(mm) trên 100(mm) chiều dài

Đối với kích thước đường kính thì biện pháp gia công tinh lần cuối là tiện tinh

- Phần bề mặt tiếp xúc với vật liệu cán ở nhiệt độ cao và trực tiếp cho ra sảnphẩm cán trên đó có các rãnh vằn thì biện pháp gia công tinh để tao rãnh vằn

là tiện rãnh cán và phay rãnh vằn trên máy chuyên dùng

− Các đoạn trục và bề mặt còn lại không tham gia trực tiếp vào quá trìnhcán cần đạt Ra=2,5µm Để đạt được yêu cầu đó biện pháp gia công tinh lầncuối là tiện tinh

− Độ đồng tâm giữa các đoạn trục là rất quan trọng đối với các chi tiếtdạng trục, do đó khi gia công ta phải dùng chuẩn tinh thống nhất là hai lỗ tâmcôn ở hai đầu của trục Khi đó sẽ không có sai số chuẩn cho kích thước đườngkính các cổ trục vì lúc đó chuẩn định vị trùng với chuẩn đo lường Điều đócũng đảm bảo việc phân bố đều lượng dư cho các bề mặt trục

− Với các yêu cầu về thành phần hoá học của vật liệu trục cán phải đảmbảo:

Tính công nghệ của gang: Tính đúc và gia công cắt gọt dễ vì gang dòn nênphoi hình thành là phoi vụn bởi trong gang có các thành phần cùng tinh nên

độ chảy lỏng cao

Ngoài ra trong gang còn chịu ảnh hưởng của một số yếu tố như : cacbon, Mg , silic, phốtpho, lưu huỳnh Do cơ tính, tính công nghệ và ảnh hưởng của các chất trong gang nên gang được phân thành nhiều loại ở đây

ta so sánh công dụng và cơ tính của 3 loại gang sau: Gang xám, gang dẻo ,gang cầu Để từ đó ta chọn ra loại gang có cơ tính phù hợp để chế tạo chi tiết

Bảng so sánh 3 loại gang :

σ > σb 400 ÷ 700 250÷400 100÷1000

Cơ tính

Các phương

pháp đúc

Độ dẻo caođúc các sản phẩm có hìnhdạng phức tạp , tiết diện thành mỏng

Độ bền thấpĐúc những sản phẩm có tính đặc điểm : kich thước lớn kết cấu phức tạp , sản phẩm ít chịu

va đập khi làm việc, chịu nén tốt,

ít chịu mài mòn

Độ bền độ dẻo tốt Dùng

để chế tạo các chi tiết máy quan trọng, các chitiết chịu tải lớn, các chi tiết làm việc

ở điều kiện nhiệt độ cao, chịu mài va đập lớn

Từ các đặc điểm và sự so sanh của các loại gang xám , gang dẻo , gang cầu thì với các đặc điểm và yêu cầu của chi tiêt là trục cán ta thấy loại gang đạt nhiều yêu cầu của chi tiết hơn cả là gang cầu

III Tính công nghệ trong kết cấu của trục cán

− Tính công nghệ trong kết cấu là một tính chất quan trọng của sản phẩmnhằm đảm bảo tiêu hao kim loại ít nhất, giá thành thấp nhất Tính công nghệtrong kết cấu có ảnh hưởng trực tiếp tới năng suất và độ chính xác gia công vàphụ thuộc vào quy mô sản xuất, tính chất loạt của sản phẩm và điều kiện sảnxuất cụ thể Do đó nó phải được đánh giá được với tổng thể với tổng thể chitiết gia công

− Trục cán là chi tiết mang đầy đủ các đặc điểm của một chi tiết dạng trục,

có các bề mặt gia công cơ bản là các mặt tròn xoay, kết cấu dạng trục bậc,đường kính các đoạn trục phân bố giảm dần về hai phía đầu Các bề mặt trònxoay trên trục gia công không phức tạp, biện pháp gia công tinh lần cuối cóthể tiện tinh hoặc mài, các nguyên công trung gian có thể sử dụng máy và daothông thường

− Việc gia công mặt đầu để tạo mặt phẳng cho bước khoan tâm (để đảm bảoviệc đồng tâm) cho các đoạn trục phân bố đều lượng dư Để đảm bảo yêu cầunày cần phải gia công đồng thời hai lỗ tâm trên cùng một nguyên công vàthực hiện trên cùng một lần gá.

- Chi tiết có kích thước chiều trục Lmax= 1650 (mm), đoạn trục có Dmax Φ400

là chi tiết có khối lượng lớn, vận chuyển khó khăn và như vậy việc gá đặt sẽrất phức tạp (phải dùng cẩu trục, móc cẩu cho việc gá) Vì thế công việc gáđặt tốn nhiều thời gian và công sức

Do đó để đạt năng suất, giảm bớt chi phí phụ ta xây dựng quy trình công nghệ theo nguyên tắc tập trung nguyên công

− Bề mặt gia công chủ yếu là các mặt tròn xoay do đó ta có thể sử dụng cácloại dao thông thường

sở vật chất kĩ thuật khác để tổ chức sản xuất nhằm đạt được hiệu quả kinh

tế cao nhất

10125,4400

1650D

L

<

=

=

Trong quá trình chế tạo máy có thể phân biệt theo ba dạng sản xuất :

Sản xuất đơn chiếc

Sản xuất hàng loạt

Sản xuất hàng khối

Mỗi dạng sản xuất có những đặc điểm riêng, tuy nhiên để xác định được dạng sản xuất ta phải biết được sản lượng hàng năm của chi tiết gia công vàtrọng lượng của chi tiết

I Sản lượng cơ khí hàng năm của chi tiết gia công

Theo công thức 1 - [1] ta có:

Trong đó :

N: Số chi tiết được sản xuất trong một năm

N1: Số sản phẩm được sản xuất trong một năm N1 = 8000(ct/năm)

m : Số chi tiết trong một sản phẩm m = 1

β : Số chi tiết được chế tạo thêm để dự trữ β = 5% ÷ 7% = 5%

α :Phế phẩm chủ yếu trong các phân xưởng đúc, rèn α = 3% ÷ 6% = 3%

Với : Di, Li là kích thước đường kính, chiều dài đoạn trục thứ i

γ Trọng lượng riêng của vật liệu

Vật liệu là gang cầu thì γgc = 6,8 ÷ 7,4 (KG/dm3) = 7,2 (KG/dm3)

)

(dmLiDi4

πV

.m.N

(ct/nam)

6408)100

53(1.1.8000

1 4

1

41

Đối với chi tiết trục cán sản xuất theo dạng sản xuất hàng khối có các đặc điểm:

− Có sản lượng rất lớn, sản phẩm ổn định

− Tại mỗi chỗ làm việc chỉ thực hiện một nguyên công nhất định lặp đi lặplại hoặc phân thành từng loại thay đổi theo chu kỳ nhất định

− Về tổ chức sản xuất :

+ Máy được bố chí theo trình tự nguyên công thành một dây truyền

+ Trang thiết bị chuyên dùng

+ Quá trình gá đặt chủ yếu tự động đạt kích thước

+ Độ chính xác đạt được chủ yếu bằng chỉnh sẵn dao

+Trình độ công nhân không cao nhưng yêu cầu thợ điều chỉnh máy phải có tay nghề cao

+ Các văn kiện công nghệ hết sức chặt chẽ và tỉ mỉ, phải chia quá trình công nghệ tới mức phân cấp nhỏ nhất của nó

PHẦN III :

XÁC ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI :

I ) Cơ sở chọn phôi và phương pháp chế tạo phôi.

− Việc chon phôi và phương pháp chế tạo phôi hợp lý sẽ đạt được các yêucầu của chi tiết gia công, tạo điều kiện thuận lợi cho việc gia công cắt gọt,giảm chi phí sản xuất, hạ giá thành sản phẩm

− Với trục cán luôn làm việc ở nhiệt độ cao chịu tải trọng và mô men lớnnên cần có phôi phù hợp Mặt khác vật liệu là gang cầu (βϕ 60-2) luôn phùhợp cho phôi đúc, khi chế tao ra chi tiết đáp ứng được yêu cầu và thời gianlàm việc, hình dáng phôi càng giống chi tiết càng tốt, kích thước phôi đảmbảo phân bố đủ lượng dư cho quá trình gia công

− Căn cứ vào hình dáng kết cấu và điều kiện làm việc, loại hình sản xuấtkết cấu chi tiết mà ta đã phân tích và xác định cùng với các yêu cầu đặt ra chochi tiết thì phôi đúc là phù hợp hơn cả.

II Phương pháp chế tạo phôi.

Đối với phôi đúc thì phương pháp chính tạo phôi là đúc phôi, để chọn đượcphương đúc hơp lý ta tìm hiểu một số phương pháp đúc (Đúc trong khuôn kim loại, Đúc áp lực, Đúc ly tâm, Đúc trong khuôn cát )

− Đúc trong khuôn kim loại:

Ưu điểm: Chế tạo được vật đúc có độ nhẵn bề mặt cao chất lượng tốt, khuôn có thể dùng được nhiều lần

Nhược điểm: Chi tiết đúc thường có độ cứng bề mặt do vậy phải có thêm nguyên công nhiệt luyện trước khi gia công Do vậy nó chỉ phù hợp với vật đúc có vật liệu là thép

+ Làm khuôn bằng máy:

Đặc điểm: Khuôn đươc đầm chặt, năng xuất cao, giảm được lao động nặng nhọc cho công nhân, giảm thời gian sản xuất Chỉ áp dụng cho dạng sản xuất hàng loạt và hàng khối với các chi tiết có kết cấu đơn giản

Theo phương pháp này phù hợp với chi tiết trục cán

− Đúc áp lực:

Ưu điểm: Vật đúc có độ bóng, độ chính xác cao, chế tạo được vật đúc có thành mỏng, hình dáng phức tạp, lượng dư nhỏ, nhưng giá thành cao

− Đúc ly tâm:

Ưu điểm: Đúc được vật đúc có thành mỏng, kết cấu phức tạp, lượng dư

nhỏ

Nhược điểm: Giá thành cao, bề mặt trong của vật đúc rất kém

⇒ Với đặc điểm của các phương pháp trên thì căn cứ vào yêu cầu kỹ

thuật, dạng sản xuất là hàng khối, hình dáng không phức tạp, vật liệu chế tạo là Bµ 60-2 Vì vậy chọn phương pháp đúc trong khuôn cát và làm

khuôn bằng máy

Sơ đồ bố trí như hình vẽ:

T D

Phần IV :

THIẾT KẾ QTCN GIA CÔNG TRỤC CÁN THÉP GÓC :

A-Phân tích việc chọn chuẩn khi gia công :

Chọn chuẩn có ý nghĩa rất quan trọng trong việc thiết kế quy trình công nghệ Chọn chuẩn hợp lí nhằm thoả mãn các yêu cầu:

− Đảm bảo chất lượng chi tiết trong suốt quá trình gia công

− Đảm bảo năng suất cao, giá thành hạ

Từ các yêu cầu đó ta có thể chọn chuẩn theo các nguyên tắc:

− Khi chọn chuẩn phải xuất phát từ nguyên tắc 6 điểm để khống chế hết sốbậc tự do cần thiết một cách hợp lý nhất, tuyệt đối tránh thiếu định vị và siêuđịnh vị, cũng có thể sử dụng sơ đồ thừa định vị nhưng trong nhiều trường hợptránh thừa định vị không cần thiết

− Chọn chuẩn sao cho lực cắt, lực kẹp không làm biến dạng chi tiết giacông quá nhiều đồng thời lực kẹp phải nhỏ để giảm sức lao động của côngnhân

− Chọn chuẩn sao cho kết cấu đồ gá đơn giản, sử dụng thuận lợi nhất vàphù hợp với từng loại hình sản xuất

I CHỌN CHUẨN TINH:

1 Yêu cầu khi chọn chuẩn tinh:

− Đảm bảo phân bố đủ lượng dư cho các bề mặt gia công

− Đảm bảo độ chính xác về vị trí tương quan gữa các bề mặt gia công vớinhau.

2 Nguyên tắc khi chọn chuẩn tinh:

− Cố gắng chọn chuẩn tinh là chuẩn tinh chính Nếu chọn được như vậy thìchi tiết gia công có vị trí khi gia công giống như khi làm việc, độ chính xácđạt được một cách trực tiếp dễ dàng hơn đồng thời đơn giản hoá quá trình lắpgiáp và không phải gia công các chuẩn tinh phụ

− Cố gắng chọn chuẩn tinh sao cho tính trùng chuẩn càng cao càng tốt Nếunhư vậy sẽ giảm được sai số gia công và khi chuẩn cơ sở trùng chuẩn khởixuất thì sai số chuẩn bằng 0

- Cố gắng chọn chuẩn tinh thống nhất cho cả quá trình gia công Nếu đượcnhư vậy thì số chủng loại của đồ gá sẽ giảm bớt được chi phí thiết kế tínhtoán, chế tạo đồ gá do đó giá thành sẽ giảm

Từ các yêu cầu và các lời khuyên ta có thể chọn chuẩn theo các phương án:

3 Các phương án chọn chuẩn tinh:

+ Với chi tiết gá trên hai mũi tâm ta có thể gia công trên nhiều lần gá đảm bảo được lời khuyên khi chọn chuẩn tinh thống nhất Khi gia công trên hai mũi tâm đảm bảo độ đồng tâm cao và gia công được hầu hết các bậc trụ, không gian công rộng, gá đặt chi tiết đơn giản, đồ gá tiêu chuẩn

+ Chọn chuẩn tinh là hai lỗ tâm có thể sử dụng dùng để kiểm tra, sửa chữa, lắp giáp, gá đặt chi tiết nhanh

− Nhược điểm:

+ Chọn chuẩn tinh là hai lỗ tâm thì khi gia công lỗ tâm chóng mòn và sinh nhiệt do ma sát sẽ làm biến dạng lỗ tâm ,do đó lại phải sửa lỗ tâm khi mòn.+ Độ cứng vững kém, do phải truyền lực bằng tốc nên làm hẹp không gian gia công của chi tiết gia công

+ Yêu cầu kĩ thuật gia công lỗ tâm phải chính xác, nếu dùng mũi tâm cứng

sẽ gây sai số chuẩn đối với kích thước chiều trục

-Ưu điểm: Có độ cứng vững cao, gá đặt nhanh, đồ gá đơn giản (dùng khối Vngắn) Vì vậy ta áp dụng ở sơ đồ định vị này để phay rãnh then trên trục.

− Nhược điểm: Định vị như vậy sẽ có sai số chuẩn, không gia công đượchầu hết các bề mặt chi tiết

c) Phương án 3:

Chuẩn tinh là mặt trụ ngoài kết hợp với lỗ tâm

− Ưu điểm: Độ chính xác của mâm cặp ảnh hưởng tới độ chính xác tươngquan giữa các bề mặt của chi tiết gia công Tính vạn năng cao, lực kẹp lớn, gáđặt đơn giản, thuận tiện

− Nhược điểm: Độ chính xác đồng tâm thấp, năng suất không cao, khônggia công được hết các bề mặt của chi tiết

Sơ đồ định vị như hình vẽ:

Nhận xét: Với 3 phương án chọn chuẩn tinh vừa phân tích ở trên ta thấy chitiết cần gia công là trục cán có trọng lượng và kích thước khá lớn, có các đoạn trục bậc khác nhau Do vậy mà phương án 1 là phương án tối ưu và đạt hiệu quả tuy nhiên kết hợp với hai phương án sau để thực hiện các nguyên công trong quá trình công nghệ gia công trục cán

II CHỌN CHUẨN THÔ:

Chọn chuẩn thô có ý nghĩa quyết định đến quy trình công nghệ, nó ảnh hưởng tới các nguyên công sau và độ chính xác của các chi tiết gia công

bởi chuẩn thô được dùng ở nguyên công đầu tiên trong quá trình gia công cơ.

1 Yêu cầu khi chọn chuẩn thô:

− Đảm bảo độ chính xác về vị trí tương quan giữa các bề mặt gia công vàkhông gia công

− Đảm bảo phân bố đủ lượng cho các bề mặt sẽ gia công

2 Nguyên tắc khi chọn chuẩn thô:

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

− Theo một phương kích thước nhất định nếu trên chi tiết gia công có haihay nhiều bề mặt gia công thì nên chọn bề mặt nào có yêu cầu về độ chínhxác tương quan so với bề mặt gia là cao nhất làm chuẩn thô

− Theo một phương kích thước nhất định nếu trên chi tiết gia công có tất cảcác bề mặt đều gia công thì nên chọn bề mặt phôi nào có yêu cầu lượng dưnhỏ và đồng đều nhất làm chuẩn thô

− Nếu trên chi tiết gia công có nhiều bề mặt đủ tiêu chuẩn làm chuẩn thô thìnên chọn bề mặt bằng phẳng, trơn chu nhất làm chuẩn thô

− ứng với một bậc tự do cần thiết chỉ được phép chọn và sử dụng chuẩn thôkhông quá một lần và nếu vi phạm lời khuyên này gọi là phạm chuẩn thô.Khi đó sẽ gây ra sai số vị trí tương quan giữa các bề mặt gia công với nhau.Đối với chi tiết trục cán trên đó có đoạn trục Φ160 dùng để lắp ổ trượt có yêu cầu độ bóng cao, độ chính xác cao và đảm bảo độ đồng tâm nên ta chọn ngõng trục này làm chuẩn thô Theo phương án này thì thoả mãn được các yêu cầu và nguyên tắc khi chọn chhuẩn thô

Sơ đồ định vị như hình vẽ:

B LẬP QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ :

Ta có trình tự các nguyên công như sau:

1) Nguyên công I: Khoả mặt đầu, Khoan tâm

Bước 1: Khoả mặt đầu

Bước 2: Khoan tâm

2) Nguyên công II: Tiện thô các bề mặt :: Φ374,6, Φ220, Φ200, mặt đầu

6) Nguyên công VI:Tiện thốc các rãnh cán tinh:

7)Nguyên công VII: Tiện thô rãnh cán bán tinh; tiện bậc đầu trục và vátmép 45x5 ở hai đầu

8 )Nguyên công VIII: tiện tinh các rãnh cán bán tinh

9)Nguyên công IX: Tiện tinh các rãnh cán bán tinh

10)Nguyên công X: Kiểm tra trung gian

11)Nguyên công XI:Phay rãnh hoa mai

12)Nguyên công XII:Phay rãnh hoa mai

13)Nguyên công XIII :Mài cổ trục

14) Tổng kiểm tra

15)

C. Sơ đồ thực hiện nguyên công

Phần V:

TÍNH VÀ TRA LƯỢNG DƯ

Phôi được xác định phần lớn dựa vào lượng dư gia công, lượng dư giacông được xác định hợp lý về trị số sẽ góp phần bảo đảm hiệu quả kinh tế của quá trình công nghệ vì:

− Lượng dư quá lớn sẽ làm tốn nguyên vật liệu, tiêu hao sức lao động củacông nhân, tốn năng lượng dụng cụ cắt dẫn đến làm tăng giá thành sản phẩm

− Lượng dư quá nhỏ sẽ không đủ lượng dư để hết sai lệnh của phôi và chấtlượng bề mặt chi tiết đạt được thấp khi đó sản phẩm chưa thể hoàn thiện hơn

Như vậy sai lệnh sẽ giảm dần sau mỗi lần qua gia công vì vậy trong quá trình công nghệ ta phải chia ra làm nhiều nguyên công, nhiều bước nhỏ

để bớt dần lượng dư Do vậy lượng dư cần phải đủ để thực hiện các nguyêncông đó Mặt khác nếu lượng dư quá bé sẽ xảy ra hiện tượng trượt giữa dao

và chi tiết dẫn đến mòn dao, chất lượng bề mặt gia công giảm

Mục đích của việc xác định lượng dư là sao cho lượng dư ở mỗi nguyên công, bước hợp lý (không quá lớn hoặc quá nhỏ), để đạt tính cắt gọt, đạt độchính xác yêu cầu, nâng cao tuổi thọ cho dụng cụ cắt

Trong ngành chế tạo máy người ta thường áp dụng hai phương pháp để xácđịnh lượng dư gia công đó là:

− Thống kê kinh nghiệm

− Tính toán phân tích

* Đặc điểm của phương pháp thống kê kinh nghiêm: Lượng dư gia công được xác định bằng tổng giá trị lượng dư các bước gia công theo kinh nghiệm Giá trị theo kinh nghiệm này được tổng hợp thành bảng trong sổ tay

Nhược điểm: Không xét tới những điều kiện gia công cụ thể nên giá trị lượng dư thường lớn hơn giá trị cần thiết.

* Đặc điểm của phương pháp thống kê phân tích: Xác định lượng dư gia công, trên cơ sở phân tích các yếu tố tạo ra lớp dư cần phải hớt đi để tạo ra chi tiết hoàn chỉnh, do vậy tiết kiệm được vật liệu tạo phôi dẫn đến giảm được thời gian gia công

Nhược điểm: Tính toán phức tạp mất rất nhiều thời gian

⇔ Từ các đặc điểm của hai phương pháp trên thống kê kinh nghiệm và tínhtoán phân tích, ở đây ta áp dụng xác định lượng dư cho bề mặt cần độ chínhxác cao (bề mặt Φ160) theo phương pháp tính toán phân tích còn các bề mặt còn lại ta xác định theo phương pháp thống kê kinh nghiệm

1)Xác định lượng dư gia công cho bề mặt Φ220

Bề mặt Φ220 là bề mặt lắp với ổ trượt nên có chuyển động tương đối với nhau , do đó phảis not gia công đạt độ chinh xác câp 8, và độ bóng đạt 1,25µm, nhằm giảm ma sát và tăng tuổi thọ ổ trục Để đạt được yêu cầu đó

ta gi công qua các bước sau: tiên thô , tiện tinh và mài.Vì bề mặt gia công

là mặt trụ ngoài nên các bước gia công tiện và mài đều được chống tâm hai đầu.Do đó sai số gá đạt( εb = 0), trong trường hợp này và trong công thức tính lượng dư nhỏ nhất không cần εb

Theo bảng 9-(I) stcn ta có công thức sau: