thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết giá đỡ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM KHOA CƠ KHÍ-BỘ MÔN CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG GIÁ ĐỢ ( TẬP THUYẾT MINH) Giáo viên hướng dẫn : TRẦN VŨ AN Giáo viên duyệt : TRẦN VŨ AN Sinh viên thực hiện : NGUYỄN MINH HIẾU VÕ THANH HẢI (20000667) DƯƠNG VĂN KHÁNH Tp.HCM tháng 5/2004 Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy: GVHD: TRẦN VŨ AN ĐỒ ÁN MÔN HỌC HỌ VÀ TÊN SINH VIÊN: VÕ THANH HẢI MSSV: 20000667 1. Đầu đề đồ án: -Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết giá đỡ 2. Số liệu đồ án: -Bản vẽ chi tiết -Sản lượng : 10000 chiếc/năm 3. Nội dung các phần thuyết minh và tính toán: 4. Các bản vẽ : • Bản vẽ chi tiết A3 • Bản vẽ phôi A3 • Bản vẽ sơ đồ nguyên công A3 • Bản vẽ đồ gá A2 5. Ngày giao đồ án: 6. Ngày hoàn thành đồ án: Nội dung và yêu cầu của đồ án được thông qua hội nghò bộ môn NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ ĐỒ ÁN: Nhóm 3 Trang 1 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM KHOA CƠ KHÍ- BỘ MÔN CHẾ TẠO MÁY CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHIÃ VIỆT NAM ĐỘC LẬP-TỰ DO-HẠNH PHÚC • Xác đònh dạng sản xuất • Phân tích chi tiết gia công • Chọn phôi và phương án chế tạo • Chọn tiến trình gia công • Thiết kế nguyên công • Xác đònh lượng dư trung gian và kích thước trung gian • Xác đònh chế độ cắt và thời gian gia công cơ bản • Lập phiếu tổng hợp nguyên công • Thiết kế đồ gá Giáo viên hướng dẫn TRẦN VŨ AN Chủ nhiệm bộ môn Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy: GVHD: TRẦN VŨ AN …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………… Nhóm 3 Trang 2 Ngày ………Tháng…………Năm 2004 GV chấm đồ án Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy: GVHD: TRẦN VŨ AN MỤC LỤC  Lời nói đầu 4  Chương I: Chọn dạng sản xuất 5  Chương II: Phân tích chi tiết gia công 6  Chương III: Chọn dạng phôi và phương pháp chế tạo phôi 8  Chương IV:Chọn tiến trình gia công các bề mặt của phôi 9  Chương V: Thiết kế nguyên công 14  Chương VI: Xác đònh lượng dư 25  Chương VII: Xác đònh chế độ cắt và thời gian nguyên công cơ bản 32  Chương VIII: Thiết kế đồ gá 45  Hình dạng của chi tiết sau khi gia công 53  Tài liệu tham khảo 54 Nhóm 3 Trang 3 Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD: Trần Vũ An LỜI NÓI ĐẦU Để phục vụ cho việc cải tiến và nâng cao chất lượng sản phẩm cơ khí , việc đề ra quy trình công nghệ thích hợp và có hiệu quả là vấn đề rất quan trọng. Ngoài ra, để đảm bảo được yêu cầu thiết kế, đạt tính công nghệ cao , sản phẩm làm ra được sử dụng rộng rãi , việc đề ra quy trình công nghệ thích hợp là công việc phải được ưu tiên hàng đầu. Việc thiết kế quy trình công nghệ thích hợp còn giúp người công nhân giảm được thời gian gia công, tăng được năng suất . Làm cho giá thành sản phẩm hạ hơn , đáp ứng được nhu cầu của thò trường. Một chi tiết máy có thể có nhiều quy trình công nghệ khác nhau, việc thiết kế quy trình công nghệ được chọn trong đồ án này đã được chọn sao cho hợp lý nhất đồng thời đảm bảo yêu cầu về chất lượng , giá thành, thời gian. Các số liệu và thông số tính toán đều được thầy hướng dẫn từ tài liệu và bằng kinh nghiệm. Tuy vậy , đồ án công nghệ chế tạo máy này được thực hiện lần đầu tiên , nên không thể tránh khỏi các sai sót trong quá trình tính toán , thiết kế. Chúng em mong được các thầy cô góp ý, bổ sung kiến thức cũng như chỉ bảo cho chúng em để kiến thức của chúng em ngày càng phong phú hơn Chương I: XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT : Trang 4 Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD: Trần Vũ An  Dạng sản xuất của chi tiết là dạng sản xuất hàng loạt vừa, đặc trưng cho dạng sản xuất này là: + Dễ sử dụng thiết bò máy công cụ vạn năng + Các loạt sản phẩm có thể sản xuất theo chu kì + Dễ điều chỉnh máy tự động đạt kích thước + Sử dụng tay nghề công nhân có nhiều bậc thợ phù hợp với nhiều nguyên công.  Khối lượng của chi tiết được xác đònh : + Thể tích của chi tiết : V =0,062644 dm 3 + Khối lượng riêng của gang xám : γ= 7,852 Kg/dm 3 ⇒ Khối lượng chi tiết là : m = V × γ = 0,062644 × 7,852 × 10=4,918 Kg Sản lïng chi tiết cần chế tạo trong một năm: 0 1 1 100 100 N N m α β     = × × + × +         Trong đó: - N 0 - chiếc, là số sản phẩm trong một năm, theo đề bài yêu cầu N 0 = 10.000 chiếc - m - số lượng chi tiết như nhau trong một sản phẩm, chọn m = 1 - α - số % dự trữ làm phụ tùng cho chi tiết máy nói trên dành làm phụ tùng, chọn α=15% - β - số % chi tiết phế phẩm trong quá trình chế tạo, chọn β=4% 15 4 10.000 1 1 1 100 100 N     ⇒ = × × + × +         11960= chiếc/năm Theo [1, bảng 2.1, trang 24], dạng sản xuất là hàng loạt vừa. Để đạt được dạng sản xuất hàng loạt vừa hàng năm nhà sản xuất phải sản xuất từ 1500…100000 chi tiết. Chương II: Trang 5 Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD: Trần Vũ An PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG. 1. Công dụng của chi tiết : Là chi tiết dùng trong sản xuất nhằm để đỡø chi tiết máy. Để làm được việc đó, nó được thiết kế để đỡ, đònh vò và giữ chi tiết nhằm đảm bảo khi làm việc với sai số trong phạm vi cho phép. Đây làø một chi tiết dạng càng, do đó nó phải tuân thủ theo các qui tắc gia công của chi tiết dạng càng. 2. Điều kiện làm việc : Chi tiết làm việc phải đảm bảo độ cứng vững và vò trí giữa các lỗã. 3. Yêu cầu kỹ thuật : Độ song song giữa các lỗ quan trọng là 0.03 Cấp chính xác của lỗ 40 φ là 7 Cấp chính xác của lỗ 12 φ là 8 Độ nhám của lỗ 40 φ là Ra=2,5 Độ nhám của lỗ 12 φ là Rz =2,5 Độ nhám 2 bề mặt chính là Rz =20 Các bề mặt còn lại đạt Rz=40 Các góc lượn ở biên dạng ngoài R20 Chi tiết đạt độ cứng HB189…195 4. Vật liệu chi tiết : Vật liệu chi tiết là gang xám GX 15-32 có : Độ bền kéo : 150 N/mm 2 . Độ bền uốn : 320 N/mm 2 . Độ rắn : HB = 163 ÷ 229 Chương III: CHỌN DẠNG PHÔI VÀ PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI. Trang 6 Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD: Trần Vũ An Dạng phôi có thể là : phôi đúc, phôi rèn, phôi dập, phôi hàn, phôi thanh. 3. CHỌN PHÔI & PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI 3.1 Dạng phôi: Trong gia công cơ khí các dạng phôi có thể là: phôi đúc, rèn, dập, cán. Xác đònh loại và phương pháp chế tạo phôi phải nhằm mục đích bảo đảm hiệu quả kinh tế – kỹ thuật chung của quy trình chế tạo chi tiết, đồng thời tổng phí tổn chế tạo chi tiết kể từ công đoạn chế tạo phôi cho tới công đoạn gia công chi tiết phải thấp nhất. Khi xác đònh loại phôi và phương pháp chế tạo phôi cho chi tiết ta cần phải quan tâm đến đặc điểm về kết cấu và yêu cầu chòu tải khi làm việc của chi tiết (hình dạng, kích thước, vật liệu, chức năng, điều kiện làm việc…) Sản lượng hàng năm của chi tiết Điều kiện sản xuất thực tế xét về mặt kỹ thuật và tổ chức sản xuất (khả năng về trang thiết bò, trình độ kỹ thuật chế tạo phôi…) Mặc khác khi xác đònh phương án tạo phôi cho chi tiết ta cần quan tâm đến đặc tính của các loại phôi và lượng dư gia công ứng với từng loại phôi. Sau đây là một vài nét về đặc tính quan trọng của các loại phôi thường được sử dụng: ° Phôi đúc: Khả năng tạo hình và độ chính xác của phương pháp đúc phụ thuộc vào cách chế tạo khuôn,có thể đúc được chi tiết có hình dạng từ đơn giản đến phức tạp (chi tiết của ta có hình dạng khá phức tạp) . Phương pháp đúc với cách làm khuôn theo mẫu gỗ hoặc dưỡng đơn giản cho độ chính xác của phôi đúc thấp. Phương pháp đúc áp lực trong khuôn kim loại cho độ chính xác vật đúc cao. Phương pháp đúc trong khuôn cát, làm khuôn thủ công có phạm vi ứng dụng rộng, không bò hạn chế bởi kích thước và khối lượng vật đúc, phí tổn chế tạo phôi thấp,tuy nhiên năng suất không cao. Phương pháp đúc áp lực trong khuôn kim loại có phạm vi Trang 7 Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD: Trần Vũ An ứng dụng hẹp hơn do bò hạn chế về kích thước và khối lượng vật đúc, phí tổn chế tạo khuôn cao và giá thành chế tạo phôi cao,tuy nhiên phương pháp này lại có năng suất cao thích hợp cho sản suất hàng loạt vừa. ° Phôi rèn: Phôi tự do và phôi rèn khuôn chính xác thường được áp dụng trong ngành chế tạo máy. Phôi rèn tự do có hệ số dung sai lớn, cho độ bền cơ tính cao, phôi có tính dẻo và đàn hồi tốt. phương pháp rèn tự do, thiết bò, dụng cụ chế tạo phôi là vạn năng, kết cấu đơn giản,nhưng phương pháp này chỉ tạo được các chi tiết có hình dạng đơn giản ,năng suất thấp. Rèn khuôn có độ chính xác cao hơn,năng suất cao nhưng phụ thuộc vào độ chính xác của khuôn .Mặt khác khi rèn khuôn phải có khuôn chuyên dùng cho từng loại chi tiết do đó phí tổn tạo khuôn và chế tạo phôi cao. Phương pháp này khó đạt được các kích thước với cấp chính xác 7-8 ở những chi tiết có hình dạng phức tạp. ° Phôi cán: Có prôfin đơn giản, thông thường là tròn, vuông, lục giác, lăng trụ và các thanh hình khác nhau, dùng để chế tạo các trục trơn, trục bậc có đường kính ít thay đổi, hình ống, ống vạt, tay gạt, trục then, mặt bít. Phôi cán đònh hình phổ biến thường là các loại thép góc, thép hình I, U, V… được dùng nhiều trong các kết cấu lắp. Phôi cán đònh hình cho từng lónh vực riêng, được dùng để chế tạo các loại toa tàu, các máy kéo, máy nâng chuyển… Phôi cán ống dùng chế tạo các chi tiết ống, bạc ống, then hoa, tang trống, các trụ rỗng… Cơ tính của phôi cán thường cao, sai số kích thước của phôi cán thường thấp, độ chính xác phôi cán có thể đạt từ 9→12. Phôi cán được dùng hợp lý trong trường hợp sau khi cán không cần phải gia công cơ tiếp theo, điều đó đặc biệt quan trọng khi chế tạo các chi tiết bằng thép và hợp kim khó gia công, đắt tiền. =>Chi tiết giá đẫõn hướng có hình dạng khá phức tạp và có một số mặt có độ chính xác kích thước khá cao (cấp 7-8),nên ta không dùng phương pháp cán để tạo phôi. Trang 8 Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD: Trần Vũ An Ngoài ra trong thực tế sản xuất người ta còn dùng phôi hàn nhưng ở quy mô sản xuất nhỏ đơn chiếc.  Chọn phôi Dựa vào đặc điểm của các phương pháp tạo phôi ở trên, ta chọn phương pháp đúc vì: + Hình dạng của chi tiết kha phức tạp các phương pháp khác không thể thực hiện được + Giá thành chế tạo vật đúc rẻ + Thiết bò đầu tư ở phương pháp này tương đối đơn giản,cho nên đầu tư thấp + Phù hợp với sản xuất hàng loạt vừa + Độ nhám bề mặt, độ chính xác sau khi đúc có thể chấp nhận để có thể tiếp tục gia công tiếp theo 1.1 Dạng phôi : Chi tiết dạng càng, vật liệu chế tạo chi tiết là gang xám GX 15-32, đặc trưng cơ học là dòn, chòu nén tốt nên dễ bò mõi do kéo. Gang là vật liệu thích hợp với phương pháp đúc, hình dạng của phôi đúc có thể phức tạp, kích thước bất kỳ, sản lượng có thể rất lớn … nên chọn dạng phôi là phôi đúc. 1.2 Vật liệu : Gang xám GX 15-32 là số hiệu gang xám có cơ tính trung bình (thường có nền kim loại péclít – ferít với các tấm grafít tương đối thô) để làm các chi tiết chòu tải trung bình và chòu mài mòn ít. Thành phần hóa học của gang xám GX 15-32 : C Si Mn P S 2,8 ÷ 3,5% 1.5 ÷ 3% 0,5 ÷ 1% 0,1 ÷ 0,2% 0,1 ÷ 0,12% Công dụng : Gang có cơ tính tổng hợp không cao bằng thép nhưng có tính đúc tốt, gia công cắt gọt dễ dàng, chế tạo đơn giản và giá thành rẽ. Trang 9 [...]... đứng Ghép dao Phân độ Hai trục Hai trục Trang 15 Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD: Trần Vũ An Kết luận: Chọn phương án 1 vì nếu gia công theo phương án 1 thì lượng dư của phôi sẽ dồn về phía chân của chi tiết, và sẽ bò cắt đi ở lần phay cuối cùng Chương V: THIẾT KẾ CÁC NGUYÊN CÔNG CÔNG NGHỆ I Nguyên công 1 : Gia công mặt phẳng 6 - Phương pháp gia công: PHAY THÔ - Đònh vò: + Đònh vò mặt phẳng 2: bằng... đó chi tiết được khống chế 6 bậc tự do Sơ đồ đònh vò : Trang 23 Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD: Trần Vũ An - Máy gia công: Máy khoan đứng 2H125 + Số vòng quay của trục chính (vg/ph) 45-2000 + Bước tiến trục chính (mm/vg) 0,1 – 1,6 + Công suất động cơ (KW) : 2,2 -Dụng cụ cắt: + Mũi khoan ruột gà chuôi côn: D = 4 mm + Tarô : D = 6 mm P = 1 mm VII Nguyên công 13 : Gia công mặt 27 - Phương pháp gia công: ... hi-1 : chi u sâu lớp biến cứng ở bước gia công sát trước để lại (µm) ρi-1 : sai lệch không gian của bề mặt cho trước nguyên công sát trước để lại (µm) εi : sai số gá đặt phôi (µm) Tính toán: Sai lệch không gian ρ = ρcv 2 + ρvt 2 Trong đó: ρ cv là sai số do cong vênh bề mặt gia công, được tính theo công thức ρ cv = ∆ k × l Trong đó: ∆k là độ cong vênh đơn vò ∆k = 1 µ m / mm l là chi u dài chi tiết l... nguội: nước xôđa, savon V Nguyên công 5: Gia công bề mặt 1 - Phương pháp gia công: KHOAN RỘNG + KHOÉT φ 28 - Đònh vò: + Đònh vò mặt phẳng: bằng phiến tỳ phẳng (khống chế 3 bậc tự do) + Đònh vò mặt lỗ: bằng chốt trụ ngắn (khống chế 2 bâc tự do) Do đó chi tiết được khống chế 5 bậc tự do - Sơ đồ đònh vò: Trang 18 Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD: Trần Vũ An - Máy gia công: Máy khoan đứng 2H125 + Số vòng... liệu sổ tay công nghệ tập 1 trang 44 (bảng 28 -1) Trang 10 GVHD: Trần Vũ An Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy Chương IV: CHỌN TIẾN TRÌNH GIA CÔNG CÁC BỀ MẶT CỦA PHÔI Các bề mặt của phôi được đánh số như sau : Phân tích và chọn phương pháp gia công các bề mặt : - Bề mặt 2;6 : + Dạng bề mặt : mặt phẳng + Yêu vầu độ nhám : Rz = 20 µm ±0,06 + Kích thước tương quan nhau 21,5 Các phương pháp có thể gia công là :... chính xác 2% ; đồng hồ so 1/100 II Nguyên công 2 : Gia công mặt phẳng 2 - Phương pháp gia công: PHAY THÔ + PHAY TINH - Đònh vò: + Đònh vò mặt phẳng: bằng phiến tỳ (khống chế 3 bậc tự do ) Trang 16 Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD: Trần Vũ An + Đònh vò mặt4 : bằng khối V (khống chế 2bậc tự do ) - Do đó chi tiết được khống chế 5 bậc tự do Sơ đồ đònh vò: - Máy gia công: + Máy phay đứng 6H10 + Bề mặt làm... xuất cao ta chọn phương pháp gia công : PHAY MẶT ĐẦU - Bề mặt 7 : + Loại bề mặt : lỗ φ23 thông + Độ nhám : Rz40 Chọn phương pháp gia công : KHOAN Phương pháp gia công Cấp chính xác Kinh tế Đạt được KHOAN d15 mm 12-14 10-11 - Bề mặt 1;8 : + Loại bề mặt : lỗ φ28 không thông + Độ nhám : Rz40 Chọn phương pháp gia công : KHOAN RỘNG , KHOÉT , DOA Phương pháp gia công Cấp chính xác Kinh tế... (mm/vg) 0,1 – 1,6 + Công suất động cơ (KW) : 2,2 - Dụng cụ cắt: + Mũi khoét côn: D = 29mm VI Nguyên công 6: Gia công bề mặt 8 - Phương pháp gia công: KHOAN RỘNG + KHOÉT +DOA THÔ φ 28 - Đònh vò: + Đònh vò mặt phẳng: bằng phiến tỳ phẳng (khống chế 3 bậc tự do) + Đònh vò mặt lỗ: bằng chốt trụ ngắn (khống chế 2 bâc tự do) Do đó chi tiết được khống chế 5 bậc tự do - Sơ đồ đònh vò: - Máy gia công: Máy khoan... đó chi tiết được khống chế 6 bậc tự do Sơ đồ đònh vò : - Máy gia công: Máy khoan đứng 2H125 + Số vòng quay của trục chính (vg/ph) 45-2000 + Bước tiến trục chính (mm/vg) 0,1 – 1,6 + Công suất động cơ (KW) : 2,2 -Dụng cụ cắt: + Mũi khoan ruột gà chuôi côn: D = 3 mm + Tarô : D = 4 mm P = 0,5 mm -Dung dòch trơn nguội: nước xôđa,emunxi VII Nguyên công 12 : Gia công mặt 5 , 25 , 28 - Phương pháp gia công: ... Chọn phương pháp gia công : KHOAN; TARO Phương pháp gia công Cấp chính xác Kinh tế Đạt được KHOAN d15 mm 12-14 10-11 12,5-25 - Bề mặt 26: + Loại bề mặt : lỗ ren M10 thông Chọn phương pháp gia công : KHOAN; TARO - Bề mặt 14;20: + Loại bề mặt : lỗ ren M4 thông Chọn phương pháp gia công : KHOAN; . 1500…100000 chi tiết. Chương II: Trang 5 Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD: Trần Vũ An PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG. 1. Công dụng của chi tiết : Là chi tiết dùng trong sản xuất nhằm để đỡ chi tiết máy , việc đề ra quy trình công nghệ thích hợp là công việc phải được ưu tiên hàng đầu. Việc thiết kế quy trình công nghệ thích hợp còn giúp người công nhân giảm được thời gian gia công, tăng được. 5/2004 Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy: GVHD: TRẦN VŨ AN ĐỒ ÁN MÔN HỌC HỌ VÀ TÊN SINH VIÊN: VÕ THANH HẢI MSSV: 20000667 1. Đầu đề đồ án: -Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết giá đỡ 2. Số