thiết kế quy trình công nghệ chế tạo chi tiết càng chữ a c110

Nhiệm vụ Thiết kế đồ án tốt nghiệp công nghệ chế tạo máy I. Đầu đề thiết kế: Thit k quy trỡnh cụng ngh ch to chi tit cng ch A C110 . II. Các số liệu ban đầu: Sản lợng hàng năm: 9000 chiếc. Điều kiện sản xuất: Tự chọn. III. Nội dung các phần thuyết minh và tính toán: 1. Phân tích chức năng làm việc của chi tiết. 2. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết. 3. Xác định dạng sản xuất. 4. Chọn phơng pháp chế tạo phôi. 5. Lập thứ tự các nguyên công ( vẽ sơ đồ ghá đặt, kí hiệu định vị , kẹp chặt , chọn máy , chọn dao , kí hiệu chiều chuyển động của dao ). 6. Tính lợng d cho một bề mặt ( mặt tròn ngoài , mặt tròn trong hoặc mặt phẳng ) và tra lợng d cho các bề mặt còn lại. 7. Tính chế độ cắt cho một nguyên công ( tính cho nguyên công cần thiết kế đồ gá ) và tra chế độ cắt cho các nguyên công còn lại. 8. Tính thời gian gia công cơ bản cho tất cả các nguyên công. 9. Tính và thiết kế hai đồ gá ( lập sơ đồ gá đặt , tính lực kẹp , thiết kế các cơ cấu của đồ gá , tính sai số chuẩn , sai số kẹp chặt , sai số mòn , sai số điều chỉnh , sai số chế tạo cho phép của đồ gá , đặt yêu cầu kỹ thuật của đồ gá , lập bảng kê khai các chi tiết của đồ gá). IV. Phần bản vẽ: 1. Chi tiết , lồng phôi: 1 bản ( khổ giấy A 0 hoặc A 1 ). 2. Sơ đồ nguyên công: 2 bản ( khổ giấy A 0 ). 3. Đồ gá: 2 bản ( khổ giấy A 0 hoặc A 1 ). 1 Lời nói đầu Trong thời đại CNH-HĐH đất nớc, hầu hết các ngành kỹ thuật đều sử dụng các thiết bị máy móc, dụng cụ hay sản phẩm của ngành cơ khí. Một trong những nhu cầu không thể thiếu của con ngời trong cuộc sống hàng ngày đó là phơng tiện đi lại, ở Việt Nam xe gắn máy là phơng tiện đợc nhiều ngời dân lựa chọn bởi nó phù hợp với mức thu nhập và tiện lợi khi sử dụng. Đợc sự đồng ý của thầy giáo hớng dẫn PGS TS Nguyễn Viết Tiếp , đề tài của em là: Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo chi tiết càng chữ A C110. Càng chữ A C110 là bộ phận không thể thiếu của xe gắn máy. Muốn đợc thị trờng chấp nhận thì sản phẩm chế tạo ra phải có chất lợng, đảm bảo yêu cầu kỹ thuật nh độ chính xác , độ bền, mẫu mã hình thức không thua kém hàng ngoại nhập và giá thành rẻ hơn. Để việc thiết kế đợc tiến hành, sau khi tìm hiểu nghiên cứu bản vẽ kỹ thuật, đi thực tế ở một số công ty sản xuất xe gắn máy và dới sự hớng dẫn của thầy Nguyễn Viết Tiếp em đã lập ra đợc quy trình công nghệ chế tạo chi tiết càng chữ A C110. 2 Nội dung thuyết minh A/ gia công càng PHầN I: Phân tích chức năng làm việc tính công nghệ trong kết cấu xác định dạng sản xuất của chi tiết I. chức năng làm việc của chi tiết. Ta có thể thấy càng chữ A C110 là một dạng chi tiết cơ bản. Càng chữ A C110 là chi tiết rất quan trọng của xe gắn máy có nhiệm vụ cùng các chỉ tiết khác làm thay đổi hớng chuyển động của xe. Càng chữ A C110 bao gồm trục càng và càng hàn lại với nhau. Trục càng có hình dạng đơn giản dễ chế tạo. Càng có hình dạng phức tạp, gồm 3 lỗ cơ bản đợc gia công chính xác. Ngoài ra còn có 3 vấu bắt nhựa , 2 vấu bắt ốp vai , 4 lỗ bắt giảm chấn trớc. Các mặt đầu, mặt đáy , mặt trớc và rãnh tạo độ bóp chặt chấn cần đợc gia công. Khi gia công càng chữ A C110 cần đạt đợc những yêu cầu sau: + Độ không vuông góc của các lỗ cơ bản so với mặt đầu là 0,015. + Độ nhám bề mặt các mặt đầu , mặt đáy , mặt trớc R Z =20. + Độ nhám bề mặt các lỗ R Z =10. + Các kích thớc sau khi gia công phải chính xác. II. tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết. Càng chữ A C110 là một chi tiết phức tạp đòi hỏi cơ tính và sức bền cao. Vì vậy tính công nghệ có ý nghĩa quan trọng nó ảnh hởng trực tiếp đến năng suất cũng nh độ chính xác gia công, khi thiết kế cần chú ý đến kết cấu: Độ cứng vững của càng 3 Kích thớc các lỗ cơ bản đảm bảo chính xác. Kết cấu càng hợp lý càng thuận lợi cho việc chọn chuẩn thô và chuẩn tinh thống nhất. Qua bản vẽ ta thấy: + Chi tiết càng chữ A C110 là chi tiết có kết cấu phức tạp. + Khó tạo khuôn để chế tạo phôi + Vật liệu thép C45 đảm bảo đợc yêu cầu kỹ thuật của chi tiết. + Càng chữ A C110 có đủ độ cứng vững, gia công không bị biến dạng, có thể dùng chế độ cắt cao, năng suất cao. + Các bề mặt cho phép thoát phôi dễ dàng, các lỗ cơ bản cần gia công đều là các lỗ thông suất dễ gia công. + Không có bề mặt nghiêng so với đáy cần gia công, không có bề mặt nào nghiêng so với bề mặt ăn dao. Ta nhận thấy kết cấu của chi tiết là hợp lý thỏa mãn đầy đủ các yêu cầu về tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết dạng càng, ta không phải sửa lại kết cấu của chi tiết. III. Xác định dạng sản xuất Vật liêu làm càng có thể bằng thép, gang hoặc hợp kim nhng do đặc tính yên cầu làm việc của chi tiết nên ta chọn thép C45 là hợp lý vì chi tiết đòi hỏi cơ tính cao, kết cấu phức tạp. Sản lợng hàng năm là 9000 chi tiết. Khi gia công nhất định sẽ có một số phế phẩm vì vậy cần một lợng chi tiết nhất định để lu trữ. Sản lợng hàng năm đợc xác định theo công thức: N= N 1 .m.(1+ 100 + ) Trong đó: N- Số chi tiết cần sản xuất trong 1 năm. N 1 - Số sản phẩm yêu cầu sản xuất trong 1 năm 4 m- số lợng chi tiết trong một sản phẩm. - số chi tiết đợc chế tạo thêm để dự trữ ( 5% - 7% ). - Số phế phẩm ( 3% - 6% ). Ta có: N 1 = 9000 chi tiết/năm. m = 1 ; = 6% ; = 4% ; Vậy: N= 9000.1.(1 + 6 4 100 + ) = 9900 (chi tiết/năm). Trọng lợng của chi tiết đợc xác định theo công thức: Q 1 = V . (kg). Q 1 - Trọng lợng của chi tiết. - Trọng lợng riêng của vật liệu ( Thép: = 7,852/dm 3 ). V - Thể tích của chi tiết. V = 3,14 . 18 2 . 43 + (45+35).30 + 3,14 . 23 2 . 43 + (45+35).30 + 3,14 . 18 2 . 43 = 163717 (mm 3 ) = 0,163171 (dm 3 ). Vậy: Q 1 = 0,163171 . 7,582 = 1,3 (kg). Nh vậy với: Q = 1,3 kg < 4 kg. N = 9900 chi tiết/năm. Tra bảng 2.6 (Hớng dẫn thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy) ta có dạng sản xuất là loạt lớn. Phần II: xác định phơng pháp chế tạo phôI - thiết kế bản vẽ chi tiết lồng phôi 5 I. Xác định phơng pháp chế tạo phôi 1. Phân tích một số phơng pháp chế tạo phôi a/. Phôi đúc Bao gồm phôi gang, thép, hoặc hợp kim nhôm và các hợp kim khác. Đúc đợc thực hiện trong các khuôn cát, khuôn kim loại, trong khuôn vỏ mỏng và các phơng pháp đúc ly tâm, đúc áp lực, đúc theo mẫu chảy ở những chỗ gấp khúc của chi tiết cần phải có góc lợn, các hốc bên trong cần làm sạch, các mặt cạnh và đáy cần làm sạch và phẳng. Vật đúc không đợc có vết nứt, vết rỗ, và các khuyết tật khác. Chi tiết đợc đúc ra thờng nguội không đều, gây ra biến dang nhiệt và ứng suất d nên cần có biện pháp khử ứng suất trớc khi gia công cắt gọt. b/ . Phôi hàn Đợc chế tạo từ thép tấm rồi hàn lại. Có 2 kiểu phôi hàn: + Kiểu thô: Hàn các tấm thép lại sau đó mới gia công. + Kiểu tinh: Hàn các tấm thép đã đợc gia công sơ bộ bề mặt cần thiết kế sau đó mới gia công tinh lại. Sử dụng phôi hàn sẽ ngắn đợc thời gian chuẩn bị phôi, đạt hiệu quả kinh tế cao. Tuy nhiên dùng phôi hàn thờng gặp khó khăn khi khử ứng suất d. c/ . Phôi dập Phôi dập dùng để chế tạo các chi tiết: Trục răng côn, trục răng thẳng, các loại bánh răng, chi tiết dạng càng Dập nóng đợc thực hiện trên máy búa hoặc máy ép, trong khuôn kín hoặc trong khuôn hở. Để nâng cao độ chính xác và chất lợng bề mặt chi tiết rèn ngời ta thờng dùng khuôn dập bán chịu nhiệt nhờ đó hạn chế đợc việc tạo vảy. Dập nóng đợc thực hiện trong khuôn kín và khuôn hở. Khi dập trong khuôn kín ta nhận đợc chi tiếp dập có độ chính xác cao hơn, tiêu tốn ít kim loại hơn, năng suất cao khi hạ tuổi thọ khuôn và hạn chế hình thù của chi tiết dập. d/ . Phôi rèn 6 Phơng pháp rèn cho ta chi tiết có hình thù đơn giản cùng với mép d rất lớn, trọng lợng chi tiết rèn có thể lên đến 250 tấn. Khi dùng những dụng cụ chuyên dụng ta giảm đ- ợc các phần d thừa. Với những chi tiết có hình thù phức tạp hoặc có sự khác nhau lớn trên các tiết diện ngang thì nên tách ra thành nhiều phần nhỏ đơn giản sau đó ghép hoặc hàn lại với nhau. Kết luận: Với chi tiết càng chữ A C110 có rất nhiều bề mặt góc, cạnh, có lỗ sẵn nên phơng pháp hiệu quả nhất sẽ là chế tạo phôi đúc, ở đây ta dùng vật liệu là thép C45. Vì các bề mặt không làm việc không yêu cầu độ chính xác cao, ứng với dạng sản xuất là loạt lớn và trong điều kiện kỹ thuật của nớc ta nên dùng phơng pháp đúc dùng mẫu kim loại, khuôn cát, khuôn làm bằng máy (trên máy ép và máy dằn), đạt độ chính xác cao, lợng d gia công cắt gọt nhỏ. Sau khi đúc cần có nguyên công làm sạch và cắt bavia. 2. Xác định mặt phân khuôn và cách dẫn thép lỏng vào lòng khuôn. a/ . Chọn mặt phân khuôn. Các nguyên tắc khi chọn mặt phân khuôn. Đảm bảo yêu cầu về tính chất kim loại: - Những bề mặt sẽ gia công cơ phải bố trí bên dới hay bên cạnh. - Đảm bảo cơ tính của kim loại khi điền đầy lòng khuôn. Đảm bảo về độ chính xác hình dạng vật đúc: - Nên đặt toàn bộ các phần lớn chi tiết đúc nằm ở hòm khuôn dới. - Các mặt cần gia công và mặt chuẩn nên bố trí trong cùng một nửa hòm khuôn. - Mặt giáp khuôn không nên cắt ngang mặt chuẩn và nên là mặt phẳng. Đảm bảo lấy mẫu, ráp khuôn, tháo khuôn đợc nhanh, dễ dàng. Đảm bảo để làm khuôn với ít lõi nhất Căn cứ vào nguyên tắc trên và cấu tạo chi tiết cần đúc ta có phơng án chọn mặt phân khuôn nh sau: (hình bên). Đây là cách chọn mặt phân khuôn tối u cho chi tiết, mặc dù cách chọn mặt phân khuôn này vi phạm khá nhiều các nguyên tắc ở trên. b/. Thiết kế hệ thống rót và cách dẫn thép lỏng vào lòng khuôn. 7 Các nguyên tắc khi lựa chọn vị trí của hệ thống đậu rót, đậu ngót , đậu hơi. Đảm bảo cho dòng kim loại chảy vào lòng khuôn đợc êm, không gây va chạm mạnh vào thành khuôn, lõi, không sinh bắn tóe. Đờng đi của dòng kim loại là ngắn nhất có thể, nhanh điền đầy lòng khuôn. Với vật liệu đúc là thép C45 thì nên cho dòng kim loại chạy qua chỗ mỏng nhăm làm điều tốc độ nguội giữa các phần có bề dầy khác nhau, tránh đợc ứng suất d tồn tại bên trong vật đúc, nên cho kim loại chảy vào nhiều chỗ cùng lúc. Theo các nguyên tắc trên ta thiết kế hệ thống rót, đậu ngót, đậu hơi nh sau: Sử dụng cốc rót tiêu chuẩn có màng lọc xỉ, phân luồng kênh dẫn kim loại lỏng vào lòng khuôn. Dẫn kim loại vào hai đầu vấu lồi cao nhất của càng, điều này sẽ giúp làm tốc độ nguội của cả lòng khuôn, giúp điền đầy lòng khuôn nhanh chóng, không gây rung động mạnh. II. Thiết kế bản vẽ chi tiết lồng phôi Tra bảng lợng d gia công 3.94 (sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1) cho chi tiết đúc cấp chính xác I ta có lợng d gia công là 3.0(mm). Sai lệch cho phép đối với chi tiết đúc cấp chính xác I là: 02mm. Tra bảng 3.3 (sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1). Từ đó ta thiết lập đợc bản vẽ chi tiết lồng phôi. 8 phần III: thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết I. Xác định đờng lối công nghệ Trong dạng sản xuất hàng loạt lớn, quy trình công nghệ đợc xác định theo nguyên tắc phân tán hoặc tập trung nguyên công. Theo nguyên tắc phân tán nguyên công thì quy trình công nghệ đợc chia ra các nguyên công đơn giản có thời gian gia công nh nhau. ở đây mỗi máy thực hiện 1 nguyên công nhất định và đồ gá sử dụng là đồ gá chuyên dùng. Theo nguyên tắc tập trung nguyên công thì quy trình công nghệ đợc thực hiện trên một máy hoặc một vài máy tự động, bán tự động. 9 Ta có dạng sản xuất là loạt lớn do đó nên chọn phơng án một vị trí, một dao và gia công tuần tự. Số lợng và tuần tự các bớc công nghệ phụ thuộc vào dạng phôi và độ chính xác gia công. II. Chọn phơng pháp gia công Đối với dạng sản xuất hàng loạt lớn muốn chuyên môn hóa cao, để có thể đạt năng suất cao trong điều kiện sản xuất ở Việt Nam, thì đờng lối công nghệ thích hợp nhất cho chi tiết càng chữ A C110 là phân tán nguyên công. Ta dùng các loại máy vạn năng, máy chuyên dùng và các loại đồ gá chuyên dùng để gia công chi tiết. + Gia công mặt đầu, mặt đáy, mặt trớc càng ta dùng phơng pháp gia công phay qua các bớc: Phay thô. Phay tinh. + Gia công 2 lỗ 0,04 26 t a dùng phơng pháp gia công: Khoan. Khoét. Doa. + Gia công lỗ 0,04 34 ta dùng phơng pháp gia công tiện móc lỗ qua các bớc: Tiện thô. Tiện tinh. + Gia công 3 lỗ bắt nhựa ta dùng phơng pháp gia công: Phay. Khoan. Tarô. + Gia công 2 lỗ bắt ốp vai ta dùng phơng pháp gia công: Khoan. Tarô. + Gia công 4 lỗ bắt giảm chấn trớc ta dùng phơng pháp gia công: Khoan. Tarô. 10 [...]... c a chi tiết + Các bề mặt còn lại nên gia công theo tuần tự, bề mặt cần độ chính xác thì cần gia công sau + Các lỗ trên chi tiết nên đợc gia công sau cùng (trừ những lỗ dùng làm chuẩn khi gia công) + Nếu chi tiết cần phải nhiệt luyện nên chia quy trình công nghệ ra hai giai đoạn trớc và sau nhiệt luyện + Cuối cùng là nguyên công kiểm tra Với những nguyên tắc trên ta thiết lập đợc tiến trình công nghệ. ..+ Gia công rãnh tạo độ bóp chặt giảm chấn ta dùng phơng pháp gia công phay cắt đứt Lập tiến trình công nghệ III Xác định thứ tự gia công các bề mặt chi tiết càng ta d a vào các nguyên tắc sau: + Nguyên công sau phải giảm đợc sai số và tăng đợc độ bóng c a nguyên công trớc để lại + Đầu tiên phải gia công những bề mặt dùng làm chuẩn cho các nguyên công sau + Tiếp theo cần gia công những bề... dao: Dùng dao phay mặt đầu răng gắn mảnh hợp kim cứng Tra bảng 4.95 (sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1) ta chọn kích thớc c a dao: D= 100 (mm); L= 50 (mm); d= 32 (mm); số răng Z= 8 Với D= 100 (mm) tra bảng 5.40 (sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2) ta có chu kỳ bền trung bình c a dao phay mặt đầu T=180 phút 20 21 6 Nguyên công 6: Gia công 3 vấu bắt nh a * Sơ đồ gá đặt: - Định vị: Chi tiết gia công đợc... dùng dao phay mặt đầu răng chắp mảnh hợp kim cứng Tra bảng 4.95 (sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1) ta chọn kích thớc c a dao: D= 100 (mm); L= 50 (mm); d= 32 (mm); Số răng Z=8 14 Với D= 100 (mm) tra bảng 5.40 (sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2) ta có chu kỳ bền trung bình c a dao phay mặt đầu T= 180 (phút) 15 3 Nguyên công 3: Gia công 2 lỗ 260,04 * Sơ đồ gá đặt: - Định vị: Chi tiết gia công đợc... nghệ gia công chi tiết càng chữ A C110 nh sau: Tên nguyên công Độ chính xác cần đạt Độ nhám bề mặt cần đạt Kích thớc gia công lớn nhất 1 Gia công mặt đầu càng 7 RZ= 20 (mm) 45 (mm) 2 Gia công mặt đáy càng 7 RZ= 20 (mm) 45 (mm) 3 Gia công 2 lỗ 260,04 6 RZ= 10 (mm) 26 (mm) TT 11 4 Gia công lỗ 340,04 6 RZ= 10 (mm) 34 (mm) 5 Gia công mặt trớc càng 7 RZ= 20 (mm) 45 (mm) 6 Gia công 3 vấu bắt nh a 9 RZ=... 19 (mm) 7 Gia công 3 lỗ bắt nh a 6 (mm) 8 Gia công 2 lỗ bắt ốp vai 6 (mm) 9 Gia công 4 lỗ bắt chặt giảm chấn Gia công rãnh tạo độ bóp chặt giảm chấn Kiểm tra càng 10,5 (mm) 10 11 3 (mm) IV thiết kế nguyên công 1 Nguyên công 1: Gia công mặt đầu càng * Sơ đồ gá đặt: - Định vị: Chi tiết gia công đợc định vị ở mặt đáy bằng 2 phiến tỳ khống chế 3 bậc tự do, 2 chốt trụ thay cho khối V khống chế 2 bậc tự... công nghệ chế tạo máy tập 1) ta chọn kích thớc c a dao: D= 50 (mm); L= 36 (mm); d= 22 (mm); Số răng Z=12 Với D= 50 (mm) tra bảng 5.40 (sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2) ta có tuổi bền trung bình c a dao phay mặt đầu T= 120 (phút) 13 2 Nguyên công 2: Gia công mặt đáy càng * Sơ đồ gá đặt: - Định vị: Chi tiết gia công đợc định vị ở mặt đầu bằng phiến tỳ khống chế 3 bậc tự do, khối V ngắn khống chế 2 bậc... l a khống chế bậc tự do còn lại, 2 chốt tỳ phụ để tăng độ cứng vững c a chi tiết Nh vậy chi tiết đợc khống chế cả 6 bậc tự do - Kẹp chặt: Ta kẹp chặt chi tiết thông qua khối V di động, hớng c a lực kẹp từ phải sang trái, phơng c a lực kẹp vuông góc với kích thớc gia công * Chọn máy: Để gia công mặt đáy càng ta dùng máy phay vạn năng 6H12 Công suất máy Nm= 10 (KW) Hiệu suất máy = 0,75 * Chọn dao: Ta... lợng 1,3kg Tiến trình công nghệ gia công lỗ 340,04 gồm 2 bớc tiện thô và tiện tinh trên một lần gá đặt, chuẩn định vị khi gia công là mặt đáy và 2 lỗ 260,04 đã đợc gia công trớc Tra bảng 3.2 (hớng dẫn thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy) ta có: RZ= 600 (mm) ; Ta= 600 (mm) Sai số không gian c a lỗ đúc sẵn: Pph= 2 Pcv + Plk2 Trong đó: + P - sai số độ cong vênh c a mặt lỗ sau khi đúc Sai số này phảI... theo bảng 3.67 (sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1) k = 0,7 d - đờng kính lỗ gia công l - chi u dài lỗ gia công Pcv= ( 0,7.34 ) + ( 0,7.40 ) 2 2 = 36 ( à m ) + Plk Sai số do đo lệch thao đúc tạo lỗ Khi gia công lỗ 340,04 ta dùng mặt đáy làm chuẩn, khi gia công mặt đáy ta sử dụng mặt đầu làm chuẩn thì sai số vị trí c a mặt đầu so với mặt đáy sau khi gia công sẽ đợc tính theo công thức: = ph + . trong kết cấu xác định dạng sản xuất c a chi tiết I. chức năng làm việc c a chi tiết. Ta có thể thấy càng chữ A C110 là một dạng chi tiết cơ bản. Càng chữ A C110 là chi tiết rất quan trọng c a xe. nhất. Qua bản vẽ ta thấy: + Chi tiết càng chữ A C110 là chi tiết có kết cấu phức tạp. + Khó tạo khuôn để chế tạo phôi + Vật liệu thép C45 đảm bảo đợc yêu cầu kỹ thuật c a chi tiết. + Càng chữ A C110. cần gia công sau. + Các lỗ trên chi tiết nên đợc gia công sau cùng (trừ những lỗ dùng làm chuẩn khi gia công) . + Nếu chi tiết cần phải nhiệt luyện nên chia quy trình công nghệ ra hai giai đoạn