2/ Yêu cầu kỹ thuật, phơng pháp gia công tinh lần cuối.- Chi tiết có dạng trục bậc, hai đầu có phay rãy phẳng ngang xuyên suốt.tại đây có lắp chốt để truyền mô men xoắn do vậy nó cần phả
Trang 1Mục lục
Lời nói đầu 2
Phần I: Phân tích chi tiết gia công 3
Tài liệu tham khảo 44
Lời nói đầu
Hiện nay khoa học kỹ thuật đang phát triển nh vũ bão, mang lại những lợi íchcho con ngời về tất cả nhữnh lĩnh vực tinh thần và vật chất Để nâng cao đời sốngnhân dân, để hoà nhập vào sự phát triển chung của các nớc trong khu vực cũngnh trên thế giới Đảng và Nhà nớc ta đã đề ra những mục tiêu trong những nămtới là nớc công nghiệp hoá hiện đại hoá
Muốn thực hiện đợc điều đó một trong những ngành cần quan tâm phát triểnnhất đó là ngành cơ khí chế tạo máy vì ngành cơ khí chế tạo máy đóng vai trò
Trang 2quan trọng trong việc sản xuất ra các thiết bị công cụ cho mọi ngành kinh tế quốcdân Để thực hiện việc phát triển ngành cơ khí cần đẩy mạnh đào tạo đội ngũcán bộ kỹ thuật có trình độ chuyên môn cao, đồng thời phải đáp ứng đợc các yêucầu của công nghệ tiên tiến, công nghệ tự động hoá theo dây truyền trong sảnxuất
Nhằm thực hiện mục tiêu đó, chúng Em là sinh viên trờng Đại Học Kỹ ThuậtCông Nghiệp - Thái Nguyên nói riêng và những sinh viên của các trờng kỹ thuậtnói chung trong cả nớc luôn cố gắng phấn đấu trong học tập và rèn luyện, traudồi những kiến thức đã đợc dạy trong trờng để sau khi ra trờng có thể đóng gópmột phần trí tuệ và sức lực của mình vào công cuộc đổi mới của đất nớc trong thếkỷ mới
Sau một thời gian học môn công nghệ chế tạo máy, Em đã đợc thầy giáo TrầnMinh Đức giao cho đề tài tính toán thiết kế quy trình công nghệ gia công TrụcVít Đây là một chi tiết quan trọng trong hộp giảm tốc
Qua đề tài này Em đã tổng hợp đợc nhiều kiến thức chuyên môn, giúp Em hiểurõ hơn những công việc của một kỹ s thiết kế quy trình công nghệ Song với nhữnghiểu biết còn hạn chế cùng với kinh nghiệm thực tế cha nhiều nên đề tài của Emkhông tránh khỏi những thiếu sót Em rất mong đợc sự chỉ bảo của các thầy trongbộ môn Công Nghệ Chế Tạo Máy và các Thầy Cô giáo trong khoa để đề tài củaEm đợc hoàn thiện hơn
Cuối cùng Em xin chân thành cảm ơn sự quan tâm chỉ bảo của các Thầy Côtrong khoa và bộ môn Công Nghệ Chế Tạo Máy trờng Đại Học Kỹ Thuật CôngNghiệp và đặc biệt là sự hớng dẫn tận tình của thầy giáo
Tiến Sĩ : Trần Minh Đức
Ngày 12 tháng 12 năm 2005 Sinh viên : Phạm Văn Trởng
phần i phântích chi tiết gia công
1 Đặc điểm, công dụng, điều kiện làm việc của chi tiết trục giữa xe
- Đoạn trục tiếp theo có đờng kính φ16,7 nối giữa đoạn đầu trục và đoạn gờtrục Tại chỗ chuyển tiếp giữa đoạn trục này và đoạn gờ trục có lắp bi trực tiếp lênđó tạo ra ổ bi, do đó bán kính góc lợn tai chỗ chuyển tiếp này phải có R≥ Rbi bánkính của viên bi, đồng thời bề mặt này phải có độ nhẵn bóng cao
- Đoạn trục tiếp theo là đoạn gờ trục φ22 đoạn này có tác dụng nh vòngcách của ổ bi Đoạn tiếp theo là đoạn trục giữa φ16,7 nối giữa hai đoạn gờ trục, trênđoạn này không nắp ghép với bề mặt nào nên độ nhẵn bóng không cần cao, nhngchỗ chuyển tiếp phải tạo góc lợn hợp lý để tránh tập trung ứng suất
Trang 32/ Yêu cầu kỹ thuật, phơng pháp gia công tinh lần cuối.
- Chi tiết có dạng trục bậc, hai đầu có phay rãy phẳng ngang xuyên suốt.tại đây có lắp chốt để truyền mô men xoắn do vậy nó cần phải đảm bảo các yêu cầusau:
+ Độ nhám của rãnh phẳng ngang Ra= 2,5àm + Độ song song với mặt lắp bi phải ≤ 0,05- Tại mặt trục lắp bi, toàn bộ tải trọng mà trục phải chịu đặt trực tiếp lêncác viên bi trong hai ổ do vậy bề mặt trục lắp bi chịu tải trọng cục bộ rất lớn do đótrục nhanh mòn hoặc bị mỏi ở tiết diện này nên trục dễ bị hỏng ở tiết diện này vìvậy bề mặt này cần phải gia công đạt độ chính xác cao
+ Tôi đạt độ cứng HRC 48-52, chiều sâu lớp thấm tôi: 1,2-1,5 + Sau nhiệt luyên mài đạt Ra= 0,63àm
+ Độ đảo mặt lăn bi R2 so vơi tâm trục ≤ 0,05 + Độ không thẳng trục ≤ 0,3/138
+ Hai đầu làm việc mạ 3 lớp Cu – Ni – Cr + Đoạn giữa trục có bề mặt trục không lắp ghép nên chỉ mạ 2 lớp Cu - Ni
3/ Biện pháp gia công lần cuối.
- Các bề mặt lắp ghép đạt độ bóng cấp 6; cấp 7; cấp 8 dạt đợc bằng phơng phápmài
- Các bề mặt rãnh đạt đợc bằng phơng pháp phay, các bề mặt rãnh khi phay cóthể đạt đợc cấp độ ngẵn bóng cấp 6
Trang 4
phần ii xác định dạng sản xuất
1/ ý nghĩa của việc xác định dạng sản xuất
Dạng sản xuất là một khái niệm đặc trng mang tính tổng hợp, việc xác địnhdạng sản xuất hợp lý giúp cho xác định hợp lý đờng lối, biện pháp công nghệ và tổchức sản xuất chế tạo ra sản phẩm đạt các chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật
Để xác định dạng sản xuất hợp lý ngời ta căn cứ vào các chỉ tiêu:- Sản lợng cơ khí hàng năm của chi tiết : ( ct/ n )
- Trọng lợng của chi tiết : Kg
2/ Xác định dạng sản xuất
a/ Sản lợng hàng năm của chi tiết gia công.
Sản lợng hàng năm của chi tiết gia công đợc xác địng theo công thức 1 [1]
N=N1.m.(1 +
100
β+
Trong đó :
N: Số chi tiết đợc sản xuất trong một năm (ct/năm).N1: Số sản phẩm đợc sản xuất trong một năm(ct/năm).N1 = 65 000 (ct/năm)
m: Số chi tiết trong một sản phẩm m = 1 (ct)
α là số % chi tiết dự phòng h hỏng do chế tạo chi tiết β: số chi tiết đợc chế tạo thêm để dự trữ
(tính trong 100 chi tiết) chọn β =α = 2 (%)
N = 65 000.1.(1 +
1004 ) = 67 600 (ct/năm)
b/ Xác định trọng lợng của chi tiết.
Trang 5Q = Vìγ (KG) [1].Trong đó:
Q: Trọng lợng của chi tiết (KG).V: Thể tích của chi tiết (dm3)
γ: Trọng lợng riêng của vật liệu (KG/dm3) Với thép γ = 7,852 (KG/dm3)
Dựa vào bản vẻ chi tiết ta xác định đợc thể tich của chi tiết nh sau:
V = 2V1 + 2V2 + 2V3 + V4
416,014,
ìì = 0,00563 ( dm3)
4167,014,
ìì = 0,00114 (dm3)
4167,014,
ì
V = 2ì 0,00563 + 2ì 0,00252 + 2ì 0,00114 + 0,001073 + 0,02931 = 0,02931 ( dm3)
⇒ G = 0,02931 ì 7,852 = 0,23 (KG) Dựa vào trọng lợng của chi tiết và sản lợng cơ khí hàng năm Tra bảnh 2 [1]
Với G = 0,23 KG < 4 KG
5000 < N = 31500 < 50000 (ct)
⇒ Dạng sản xuất là hàng loạt lớn
Trang 6Phần iii Chọn phôI và phơng pháp chế tạo phôi
1/ Cơ sở để chọn phôi.
- Việc xác định phơng pháp chế tạo phôi hợp lý sẽ đảm bảo đợc các yêucầu kỹ thuật của chi tiết phôi phải phân bố đủ lơng d cho quá trình gia công để sửahết đợc các sai số do việc chế tạo phôi Lợng d hợp lý sẽ giảm đợc khối lợng giacông, giảm sai số in dập, dẫn đến tăng đợc độ chính xác gia công, tăng năng suấtgóp phần làm hạ giá thành sản phẩm
- Căn cứ vào hình dáng, kết cấu, vật liệu chi tiết gia công, và từ những yêu cầu cụthể của đề tài, em chọn phôi gia công áp lực cho chi tiết trục giữa xe đạp
2/ Phơng pháp chế tạo phôi.
- Gia công bằng áp lực có nhiều phơng pháp nh: Rèn dập cán để xác định đợcphơng pháp chế tạo phôi hợp lý cần phân tích u nhợc điểm của các phơng pháp này.- Với chi tiết có dạng trục bậc, nhỏ, hình dáng đơn giản chọn phơng pháp chế tạophôi là dập nóng tthể tích phơng pháp này cho độ chính xác cao, có khả năng giacông đợc các chi tiết có hình dáng phức tạp, nâng cao đợc cơ tính của phôi, tăngnăng suất phù hợp với sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối từ đó tiết kiệm đợc vậtliệu, giảm khối lợng gia công cắt gọt làm giảm thời gian gia công, làm tăng năngsuất và giảm đợc các chi phí khác từ đó góp phần làm hạ giá thành sản phẩm
- Tuy nhiên phơng pháp này cũng có một số nhợc điểm nh : lực ép lớn, việc chếtạo khuôn dập gặp nhiều khó khăn
phần iV thiết kế quy trình công nghệ gia công
I/ phân tích việc chon chuẩn
1/ Yêu cầu, lời khuyên chung khi chọn chuẩn
a/ Yêu cầu đối vơi chọn chuẩn tinh.
+ Đảm bảo chất lơng chi tiết trong suốt quá trình gia công.+ Đảm bảo năng suất cao giá thành hạ
b/ Nguyên tắc chung khi chọn chuẩn tinh.
- Chọn chuẩn phải tuân theo nguyên tắc 6 điểm : Khi định vị để khống chế hết sốbậc tự do cần thiết của chi tiết gia công
Trang 7- Trong sơ đồ gia công phải tuyệt đối tránh :+ Thiếu định vị
+ Siêu định vị.- Chọn chuẩn sao cho chi tiết gia công không bị biến dạng quá nhiều do lực kẹp vàlực cắt Đồng thời đảm bảo lực kẹp nhỏ nhằm đảm bảo giảm sức lực của ngời côngnhân và đảm bảo an toàn
2/ Chọn chuẩn tinh.
a/ Yêu cầu đối vơi chọn chuẩn tinh.
- Đảm bảo phân bố đủ lợng d cho các bề mặt gia công- Đảm bảo về độ chính xác tơng quan giữa các bề mặt gia công vơi nhau
b/ Nguyên tắc chung khi chọn chuẩn tinh.
- Cố gắng chọn chuẩn tinh là chuẩn tinh chính Nhh vậy thì khi gia công chi tiếtcó vị chí nh khi làm việc, độ chính xác đạt đợc moọt cách trực tiếp và dễ dàng hơn,đơn giản hoá quá trình lắp giáp, đỡ phải gia công thêm các chuẩn tinh phụ
- Cố gắng chọn chuẩn tinh sao cho trùng chuẩn càng cao càng tốt nh vậy sẽ giảmđợc sai số gia công do chuẩn cơ sở trùng với chuẩn khởi suất nên εc = 0
- Cố gắng chọn chuẩn tinh thống nhất cho cả quá trình gia công Nếu đợc nh vậythì số chủng loại đồ gá giảm bớt dợc chi phí thiết kế tính toán và chế tạo đồ gá nêngóp phần làm giảm giá thành sản phẩm
c/ Các phơng án chọn chuẩn tinh.
- Với các yêu cầu các nguyên tắc nêu trên ta có các phơng án chọn chuẩn tinhcho trục nh sau:
• Phơng án 1 :- Chuẩn tinh là hai lỗ tâm khống chế 5 bậc tự do
Trong đó : + Mũi tâm cố định khống chế 3 bậc tự do
+ Mũi tâm di động khống chế 2 bậc tự do.Các bậc tự do bị khống chế đó là:
+ Tịnh tiến theo 3 phơng : OX ; OY ; OZ+ Quay quanh các trục : OZ ; OY
- Sơ đồ định vị :
- Ưu điểm : phơng pháp này gia công đợc hầi hết các mặt của chi tiết, đảm bảo độđồng tâm giữa các bậc trục với đờng tâm của chi tiết đảm bảo độ chính xác t-ơng quan giữa các bề mặt Chi tiết do đợc đảm bảo lời khuyên chọn chuẩn tinhthống nhất chọn chuẩn tinh là hai lỗ tâm có thể sử dụng dùng để kiểm tra sửachữa, gá đặt chi tiết nhanh tróng
Trang 8- Nhợc điểm : Chọn chuẩn tinh là hai lỗ tâm thì khi gia công lỗ tâm tróng mòn vàsinh nhiệt do ma sát sẽ làm biến dạng lỗ tâm do đó ta phải sửa lại lỗ tâm khimòn.
• Phơng án 2- Chuẩn tinh là hai mặt trục ngoài φ16 kết hợp với vai trục khống chế 5 bậc tự do + Hai khối V ngắn khống chế 4 bậc tự do
+ Vai trục khống chế 1 bậc tự do- Sơ đồ định vị :
- Các bậc tự do bị khống chế là :
+ Tịnh tiến theo 3 phơng : OX ; OY ; OZ + Quay quanh các trục : OZ ; OY
- Ưu điểm : Phơng pháp này cho độ cứng vững cao hơn khi gia công, đảm bảo độchính xác tơng quan giữa các bề mặt trục với đơng tâm trục, gá đặt đơn giản.- Nhợc điểm : Không gia công đợc không gian rộng, cần phải gia công bề mặt
chọn làm chuẩn tinh với độ chính xác cao
• Phơng án 3.- Chuẩn tinh là mặt trụ ngoài kết hợp với lỗ tâm khống chế 5 bậc tự do ( định vị
trên mâm cặp 3 chấu, một đầu chống tâm)- Sơ đồ định vị :
- Các bậc tự do bị khống chế là :
+ Tịnh tiến theo 3 phơng : OX ; OY ; OZ
Trang 9+ Quay quanh các trục : OZ ; OY- Ưu điểm : gá đặt nhanh tróng.- Nhợc điểm : Độ chính xác đồng tâm không cao
+ Phơng án 2 dùng chuẩn tinh là hai bề mặt ngõng trục, nó khắc phục đợc nhợcđiểm của phơng án 1, khi cần độ cứng vững cao để gia công rãnh then
* Nh vậy : với chi tiết gia công là trục bậc em sử dụng phơng án 1 và phơng án 2làm chuẩn tinh
4/ Chọn chuẩn thô.
Việc chọn chuẩn thô có ý nghĩa quyết định đến quy trình công nghệ, nó có ảnhhởng tới các nguyên công sau và độ chính xác của chi tiết gia công
a/ Yêu cầc khi chịn chuẩn thô.
- Đảm bảo độ chính xác về vị trí tơng quan giữa các bề mặt gia công và bề mặtkhông gia công
- Đảm bảo phân bố đủ lợng d cho các bế mặt sẽ gia công
b/ Các lời khuyên khi chọn chuẩn thô.
- Theo một phơng kích thớc nhất định của chi tiết gia công có một bề mặtkhông gia công thì nên chọn bề mặt đó làm chuẩn thô
- Theo một phơng kích thớc nhất định của chi tiết gia công Nếu trên chi tiết giacông có hai hay nhiều bề mặt không gia công đòi hỏi có vị trí chính xác tơngquan cao nhất với bề mặt gia công làm chuẩn thô
- Theo một phơng kích thớc nhất định của chi tiết gia công Có tất cả các bề mặtđều qua gia công ta nên chọn bề mặt phôi ứng với bề mặt gia công nào đòi hỏi l-ợng d phải bố trí đều và nhỏ nhất làm chuẩn thô
- Nếu trên chi tiết có hai hay nhiều bề mặt đủ điều kiện để chọn làm chuẩn thô tanên chọn bề mặt nào bằng phẳng nhất ,trơn chu nhất làm chuẩn thô
- ứng với một bậc tự do nhất định của chi tiết gia công, ta chọn chuẩn thô khôngquá một lần trong suốt quá trình gia công nếu vi phạm lời khuyên này gọi làphạm chuẩn thô Nếu phạm chuẩn thô sẽ gây nên sai số vị trí tơng quan giữa cácbề mặt gia công với nhau
Dựa vào đặc điểm của chi tiết gia công với yêu cầu và những điểm cần tuân thủ khichọn chuẩn thô ta lập các phơng án chọn chuẩn thô nh sau:
• Phơng án 1.- Chọn chuẩn thô là bề mặt trụ ngoài φ16,7 Kết hợp với vai trục khống chế 5
bậc tự do ( Hai khối V ngắn khống chế 4 bậc tự do kết hợp với vai trục khốngchế 1 bậc tự do)
- Ưu điểm : Gá đặt nhanh đảm bảo độ cứng vững của chi tiết gia công, đảm bảođộ chính xác vị trí tơng quan giữa các bề mặt trụ φ16,7 với các bề mặt trụ kháccủa chi tiết
Trang 10- Nhợc điểm : lực kẹp lớn không gia công đợc hầu hết các bề mặt của chi tiết vơichi tiết có chiều dài trục nhỏ có thể không gia công đợc do bị hạn chế bởi máy.- Sơ định vị:
• Phơng án 2 :- Chuẩn thô là bề mặt trụ giữa φ16 đợc định vị trên mâm cặp ba chấu tự định tâm,
với tỷ số l/d > 1 chi tiết đợc cặp dài khống chế 4 bậc t do kết hợp với chốt tỳ vàomặt đầu khống chế 1 bậc t do
- Ưu điểm : Gá đặt nhanh tróng, đơn giản, gia công đợc các chi tiết có chiều dàinhỏ mà phơng án 1 không gia công đợc
- Nhợc điểm : không gia công đợc không gian rộng- Sơ đồ dịnh vị:
Nhận xét : Với hai phơng án chọn chuẩn thô nêu trên ta thấy phơng án 2 thoả mãncác yêu cầu và hai nguyên tắc lợng d bố trí đều và nhỏ nhất và thoả mãn nguyên tắcchọn chuẩn thô một lần trong suốt quá trình gia công, hơn nữa chi tiết có chiều dàilà 134 mm nên không thể chọn đợc máy để gia công đồng thời hai mặt đầu do đóphải chọn phơng án này
Nh vậy chọn phơng án 2 làm chuẩn thô
Trang 11II/ Lập quy trình công nghệ.
Việc lập quy trình công nghệ phải hợp lý nhất, để rút ngắn thời gian phục vụ vàthời gian gia công, đảm bảo năng suất, hiệu quả kinh tế cao Đồng thời việc sắp xếpcác nguyên công hợp lý sẽ tránh đợc hiện tợng gia công cả nhng phôi đã bị phếphẩm ở nguyên công trớc Khi thiết kế các nuyên công phải dựa vào các nguyên tắcsau:
- Nguyên công sau (bớc sau) phải giảm đợc các sai số và tăng đợc độ bóng so vớicác nguyên công trớc (bớc trớc) để lại
- Trớc tiên phải gia công các bề mặt dùng làm chuẩn cho các nguyên công sau.- Bề mặt gia công cần độ chính xác thì nên để gia công sau
- Các nguyên công dễ gây phế phẩm thì đa lên trớc để tránh mất thời gian giacông những chi tiết đã bị phế phẩm
- Để giảm thời gian gá đạt nhiều lần và thời gian phụ khác , quan điểm công nghệlà tập trung nguyên công, sử dụng đồ gá chuyên dùng, nhiều dao, cho phép giacông nhiều bề mặt trên cùng một lần gá để tăng năng suất và phù hợp với dạngsản xuất
⇒ Dựa vào các nguyên tắc và đặc điểm kết cấu của chi tiết gia công ta sắp xếptiến trình công nghệ cho chi tiết nh sau:
Sơ đồ các nguyên công nh sau:
Trang 21phần V Tính và tra lợng d
1/ Mục đích và ý nghĩa của việc tra lợng d.
- Phôi đợc xác định phần lớn dựa vào lợng d gia công lợng d gia công lợng d gia
công đợc xác định hợp lý về trị số sẽ góp phần bảo đảm hiệu quả kinhtế của quá trình công nghệ vì
Trang 22+ Lợng d mà quá lớn sẽ tiêu tốn vật liệu, tiêu hao năng lợng, lao động, tốn thời giangia công, dụng cụ cắt dẫn đến làm tăng giá thành sản phẩm.
+ Lợng d mà quá nhỏ sẽ có thể không hớt đi hết đợc các sai lệch của phôi hoặc chitiết không đạt yêu cầu
- Mục đích của việc xác định lợng d là sao cho lợng d cho từng nguyên cônghoặc bớc hợp lý nhất, để đạt đợc độ chính xác yêu cầu, nâng cao tuổi thọ củadụng cụ căt giảm thời gian gia công, vật liệu, năng lợng ⇒ hạ giá thành sảnphẩm
- Có hai phơng pháp để xác định lợng d gia công.+ Thống kê kinh nghiệm (tra bảng trong sổ tay)
+ Tính toán phân tích
Đặc điểm của phơng pháp thống kê kinh nghiệm: Lợng d gia công đợc xá định
bằng tổng các giá trị lợng d các bớc gia công theo kinh nghiệm và đợc tổng hợpthành bảng tra trong sổ tay Nhợc điểm của phơng pháp này là không xét đến điềukiện gia công cụ thể nên lợng d gia công thờng lớn hơn giá trị cần thiết
Đặc điểm của phơng pháp tính toán phân tích : Xác định lơng d gia công trên cơ
sở tính toán phân tích các yếu tố tạo ra lợng d cần thiết phải hớt đi để đảm bảo cáckích thớc của chi tiết hoàn chỉnh, do vậy tiết kiệm đợc vật liệu, dao, phôi, giảm đợcthời gian gia công nhng nhợc điểm phải tính toán phức tạp mất nhiều thời gian
⇒ Từ đặc điểm của hai phơng pháp trên ta xác định đợc lợng d cho bề mặt φ16,7cần đạt độ chín xác cao theo phơng pháp tính toán phân tích còn các bề mặt còn lạiđợc xác định bằng phơng pháp thống kê kinh nghiệm
Tra lợng d cho bề mặt trục φ16.- Lợng d tổng cộng 2Zb0 = 3,5 mm- Lợng d cho tiện thô 2Zb1= 1,9 mm (bảng VII-45[7])