thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết càng c12

Trang 1

Lời nói đầu

Công nghệ chế tạo máy là một ngành then chốt, nó đóng vai trò vô cùng quantrọng trong sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước Nhiệm vụ của ngành

là chế tạo ra các sản phẩm cơ khí cho mọi lĩnh vực của ngành kinh tế quốc dân Vìvậy việc phát triển ngành công nghệ chế tạo máy luôn là mối quan tâm đặc biệt củaĐảng và Nhà nước ta Việc phát triển nguồn nhân lực là nhiệm vụ trọng tâm củacác trường đại học, đặc biệt đối với trường Đại học sư phạm kỹ thuật Hưng Yênthì khoa cơ khí là một khoa truyền thống của trường với hơn 40 năm xây dựng vàphát triển

Qua một thời gian được học tập, rèn luyện tại khoa cơ khí, em đã được giao đề

tài: “Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết càng C12” Trong quá trình

làm đồ án, em đã thấy rõ tầm quan trọng của đồ án công nghệ đối với bản thân emcũng như các bạn sinh viên khác Em đã tổng hợp được các kiến thức có liên quanđến các môn chuyên ngành và cơ sở ngành: Công nghệ chế tạo máy, đồ gá, nguyên

lý cắt, máy cắt, sức bền vật liệu… Đồ án cũng là sự cụ thể hóa kiến thức lý thuyếtvào một công việc cụ thể- công việc của một người kỹ sư cơ khí thực sự

Dưới sự hướng dẫn của cô Vũ Thị Quy cùng sự cố gắng của bản thân, đến nay

em đã hoàn thành đồ án của mình Vì kiến thức còn hạn chế và chưa có nhiều kinhnghiệm thực tiễn nên đồ án của em vẫn còn nhiều thiếu sót

Em xin cảm ơn các thầy cô thuộc khoa cơ khí đặc biệt là cô Vũ Thị Quy đã

giúp đỡ em hoàn thành đồ án này!

Hưng Yên, tháng … năm 2010

Sinh viên

Bùi Quang Trung

Trang 2

I Phân tích chức năng làm việc của chi tiết

- Đây là chi tiết dạng càng có chức năng truyền chuyển động thẳng của chi tiếtnày thành chuyển động quay của chi tiết khác

- Các chi tiết dạng càng được dùng rất phổ biến trong các hộp tốc độ và trongcác máy công cụ

- Các bề mặt quan trọng của chi tiết càng này là các bề mặt trụ trong của các lỗФ20 và Ф12, chi tiết được lắp trên một trục đỡ, trục này làm việc trong trạng tháitĩnh và nó được lắp trên thân hộp:

- Các kích thước quan trọng bao gồm:

+ Kích thước đường kính lỗ Φ20, 2 lỗ Φ12

- Điều kiện kỹ thuật của chi tiết:

+ Các lỗ cơ bản được gia công đạt độ chính xác cấp 7 – 8, độ nhám

là mặt phẳng đáy và ba lỗ vuông góc với nó

- Chi tiết càng không có bề mặt nào không vuông góc với tâm lỗ ở hành trìnhvào cũng như ra của dụng cụ gia công lỗ Các kích thước ren lại tiêu chuẩn nên dễdàng gia công bằng các dụng cụ đã được tiêu chuẩn hóa

- Phôi được chế tạo bằng phương pháp đúc Kết cấu tương đối đơn giản

Trong chi tiết dạng càng, tính công nghệ ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất và

độ chính xác gia công Với chi tiết gia công ta thấy kết cấu của chi tiết phù hợp về

Trang 3

độ cứng vững, mặt đầu song song, kết cấu đối xứng và thuận lợi cho việc chọnchuẩn thô cũng như chọn chuẩn tinh thống nhất

Muốn xác định được dạng sản xuất, trước hết ta phải biết sản lượng hàng nămcủa chi tiết gia công Sản lượng hàng năm được xác định theo công thức:

N = N1.m.(1+100 ) Trong đó: N: số chi tiết được sản xuất trong một năm

N1: số sản phẩm được sản xuất trong một năm (20000 sp/năm)

m : số chi tiết trong một sản phẩm

V : Thể tích của chi tiết (dm3)

γ : Trọng lượng riêng của vật liệu γthép = 7,852 (kg/dm3)

- Xác định thể tích của chi tiết Ta chia thể tích của chi tiết thành các thể tíchV1, V2, V3, V4, V5 như hình vẽ:

Trang 4

 Thể tích V1= V1’ + V1” + V1”’ :

V1’ =   14

2

90 12

17 

= 18270 (mm3) = 0,01827 (dm3)V1” = V1’ = 0,01827 (dm3)

V1”’= 12.150.14 = 25200 (mm3) = 0,0252 (dm3) => V1 = V1’ + V1” + V1”’= 0,01827 + 0,01827 + 0,0252 = 0,06174 (dm3)

 Thể tích V2= V2’ + V2” + V2”’:

360

483 , 73 17 14 ,

= 2518,9 (mm3) = 0,0025189 (dm3)V2”’= V2” = 0,0025189 (dm3)

=> V2 = V2’ + V2” + V2”’= 0,0025932 + 0,0025189 + 0,0025189 = 0,007631 (dm3)

Trang 5

 Thể tích V3= V3’ + V3” + V3”’:

V3’ ≈ 3 , 14 12 2 8 2 ≈ 7234,56 (mm3) ≈ 0,00723456 (dm3)V3” ≈ 3 , 14 17 2 8 2 ≈ 14519,36 (mm3) ≈ 0,01451936 (dm3)V3”’= V3’ = 0,00723456 (dm3)

=>V3 ≈ V3’ + V3” + V3”’ = 0,00723456 + 0,01451936 + 0,00723456 = 0,029 (dm3)

 Thể tích V4 = 75.49,75.14 = 52237,5 (mm3) = 0,0522375 (dm3)

 Thể tích V5 = V5’ + V5” + V5”’:

V5’ = 3 , 14 6 2 30 = 3391,2 (mm3) = 0,0033912 (dm3)V5” = 3 , 14 10 2 30= 9420 (mm3) = 0,00942 (dm3)V5”’= V5’ = 0,0033912 (dm3)

=> V5 ≈ V5’ + V5” + V5”’ ≈ 0,0033912 + 0,00942 + 0,0033912 ≈ 0,0162024 (dm3)Vậy thể tích của chi tiết là: V ≈ V1 + V2 + V3 + V4 - V5 = 0,06174 + 0,007631 +0,029 + 0,0522375 - 0,0162024 ≈ 0,1344061 (dm3)

- Trọng lượng của chi tiết:

Q1 ≈ 0,1344061.7,852 ≈ 1,055 (kg)Dựa vào bảng 2 (trang 13-[1]) ta chọn dạng sản xuất là: hàng loạt lớn

Dạng sản xuất Q – Khối lượng của chi tiết

> 200 kg 4 – 200 kg < 4 kgSản lượng hàng năm của chi tiết (chiếc)

Trang 6

IV Xác định phương pháp chế tạo phôi

Loại phôi được xác định theo kết cấu của chi tiết, vật liệu, điều kiện, dạng sảnxuất và điều kiện cụ thể của từng nhà máy, xí nghiệp, địa phương

Chọn phôi tức là chọn phương pháp chế tạo phôi, xác định lượng dư, kíchthước và dung sai của phôi

Sau đây là một số phương pháp chế tạo phôi thường dùng trong chế tạo máylà:

 Phôi dập: thường dùng cho các loại chi tiết sau đây: trục răng

côn, trục răng thẳng, các loại bánh răng khác, các chi tiết dạng càng, trục chữ thập,trục khuỷu…Các chi tiết này được dập trên máy búa nằm ngang hoặc máy dậpđứng Đối với các chi tiết đơn giản thì khi dập không có bavia, còn chi tiết phức tạp

sẽ có bavia (lượng bavia khoảng 0,5% - 1% trọng lượng của phôi)

 Phôi rèn tự do: Thường được dùng trong sản xuất hang loạt

nhỏ và sản xuất đơn chiếc Ưu điểm chính của phôi rèn tự do trong điều kiện sảnxuất nhỏ là giá thành hạ (không phải chế tạo khuôn dập)

 Phôi đúc : Được dùng cho các loại chi tiết như: Các gối đỡ, các

chi tiết dạng hộp, các loại càng phức tạp, các loại trục chữ thập… Vật liệu dùngcho phôi đúc là gang, thép, đồng, nhôm và các loại hợp kim khác Có một sốphương pháp đúc sau:

- Đúc trong khuôn cát:

+ Ưu điểm: Đúc được tất cả các kim loại và hợp kim khác nhau.Có thểđúc được các vật có khối lượng nhỏ hoặc rất lớn Đúc được các vật cóhình dạng phức tạp mà các phương pháp khác khó thực hiện Nhiều

Trang 7

phương pháp đúc hiện đại có độ chính xác và năng suất rất cao, gópphần hạ giá thành sản phẩm.

+ Nhược điểm: Có thể có khuyết tật như rỗ khí, rỗ xỉ, không điền đầyhết các lòng khuôn, vật đúc bị nứt

- Đúc trong khuôn kim loại:

+ Ưu điểm: Tốc độ nguội lớn, cơ tính vật đúc đảm bảo Độ bóng, độnhẵn bề mặt, độ chính xác lòng khuôn cao nên chất lượng vật đúc tốt.Tiết kiệm thời gian làm khuôn nên giá thành rẻ

+ Nhược điểm: Độ thoát khí kém, không có tính lún nên gây khó khăntrong công nghệ đúc Không đúc được những vật có kết cấu phức tạp,thành mỏng, khối lượng lớn Giá thành chế tạo khuôn cao

- Đúc trong khuôn mẫu chảy: Vật đúc có độ chính xác cao nhờ có lòngkhuôn không phải lắp ráp theo mặt phân cách, không cần chế tạo lõi riêng Độnhẵn bề mặt đảm bảo Tuy nhiên năng suất đúc thấp, chỉ áp dụng cho đúcnhững kim loại quý hiếm như vàng, bạc…

- Đúc áp lực:

+ Ưu điểm: Đúc được các vật phức tạp, thành mỏng (1-5mm) Đúc đượccác loại lỗ có kích thước nhỏ Độ bóng và độ chính xác cao Cơ tính củavật đúc cao nhờ mật độ của hạt đúc lớn Năng suất cao, khả năng cơ khíhóa thuận lợi

+ Nhược điểm: Không dùng được lõi cát, hình dáng của lỗ phải đơngiản Khuôn chóng mòn do dòng chảy áp lực của hợp kim ở nhiệt độcao

=> Kết luận:

Dựa vào: kết cấu của chi tiết càng

Vật liệu: thép 45 Khối lượng chi tiết: 1,055 kg

Dạng sản xuất: sản xuất hàng loạt lớn

Đồng thời, dựa vào đặc điểm cũng như ưu, nhược điểm của từng phươngpháp chế tạo phôi, em chọn phương pháp đúc trong khuôn kim loại là phương pháp

Trang 8

chế tạo phôi tối ưu nhất cho chi tiết Sau khi đúc cần có nguyên công làm sạch phôi

và ba via.Chi tiết đúc đạt độ chính xác cấp I

V Lập thứ tự các nguyên công.

Chọn phương pháp gia công

 Gia công mặt phẳng A đạt độ bóng Rz40 bằng phươngpháp phay, dùng dao phay mặt đầu Đầu tiên là phay thô, sau đó phay tinh

 Gia công mặt phẳng B đạt độ bóng Rz40 bằng phươngpháp phay, dùng dao phay mặt đầu Đầu tiên là phay thô, sau đó phay tinh

 Gia công lỗ Φ20 đạt độ bóng Ra = 2,5 bằng phương phápkhoan – doa

 Gia công 2 lỗ Φ12 đạt độ bóng Ra = 2,5 bằng phươngpháp khoan – doa

 Gia công mặt đầu của 2 vấu Φ8 bằng phương pháp phay

 Gia công mặt đầu của vấu Φ6 bằng phương pháp phay

 Gia công lỗ Φ4 bằng phương pháp khoan

 Gia công 2 lỗ Φ3,5 (mm) để tarô M4

Lập tiến trình công nghệ

Sau nguyên công chuẩn bị phôi, tiến trình công nghệ gia công chi tiết gồm 6 nguyên công, thứ tự các nguyên công như sau:

 Nguyên công 1: Phay mặt phẳng A

 Nguyên công 2: Phay mặt phẳng B

 Nguyên công 3: Khoan – khoét – doa lỗ Φ20

 Nguyên công 4: Khoan – doa 2 lỗ Φ12

 Nguyên công 5: Phay mặt đầu 2 vấu Φ8

 Nguyên công 6: Phay mặt đầu vấu Φ6

 Nguyên công 8: Khoan và tarô M4

Thiết kế nguyên công

Trang 9

Nguyên công 1: Phay mặt phẳng A.

* Sơ đồ gá đặt:

-

Chi tiết được định vị ở mặt phẳng B thông qua các phiến tỳ và khối V khống chế 5 bậc tự do: tịnh tiến theo ox, oy, oz và quay quanh ox, oy

Trang 10

- Chi tiết được kẹp chặt bằng vít thông qua miếng đệm Phương của lực kẹp song song với bề mặt định vị chính và hướng vào khối V.

* Chọn máy: Máy phay vạn năng 6H12 (Phần phụ lục trang221-[2])

Mặt làm việc của bàn máy: 320 × 1250 mm

Công suất động cơ: N = 7 kw

Hiệu suất máy: η = 0.75

Số vòng quay trục chính: 30; 37.5; 47.5; 60; 75; 95; 118; 150; 190; 235; 300; 375; 475; 600; 750; 950; 1180; 1500

* Chọn dao:

Ta chọn dao phay mặt đầu răng chắp mảnh hợp kim cứng có thông số :

100 x 50 x 32 x 10 – BK6

* Bước công nghệ :

- Bước 1: Phay thô

- Bước 2: Phay tinh

Nguyên công 2: Phay mặt phẳng B

* Sơ đồ định vị và kẹp chặt

Trang 11

- Chi tiết được định vị ở mặt phẳng A thông qua các phiến tỳ và khối V khống chế 5 bậc tự do: tịnh tiến theo ox, oy, oz và quay quanh ox, oy

- Chi tiết được kẹp chặt bằng vít thông qua miếng đệm Phương của lực kẹp song song với bề mặt định vị chính và hướng vào khối V

* Chọn máy: Máy phay vạn năng 6H12 (Phần phụ lục trang221-[2])

* Chọn dao:

Ta chọn dao phay mặt đầu răng chắp mảnh hợp kim cứng có thông số:

100 x 50 x 32 x 10 – BK6

* Bước công nghệ :

- Bước 1: Phay thô

- Bước 2: Phay tinh đảm bảo kích thước 30±0,05

Trang 12

Nguyên công 3: Khoan – khoét – doa lỗ Φ20

* Chọn máy: Chọn máy khoan 2A135 (Phần phụ lục trang220-[2])

Công suất máy: Nm = 6 kw

Trang 13

* Chọn máy: Chọn máy khoan 2A125 (Phần phụ lục trang 220-[2])

Công suất máy: Nm = 2,8 kw

Trang 14

- Chọn mũi doa Ф12 có gắn mảnh hợp kim cứng chuôi côn có: D = 12, L =

140, l = 16 (Bảng 4-49 trang 336-[3])

Nguyên công 5: Phay mặt đầu 2 vấu Φ8

*Sơ đồ định vị và kẹp chặt

- Chi tiết được định vị ở mặt phẳng đáy thông qua các phiến tỳ, chốt trụ ngắn

và chốt trám khống chế 6 bậc tự do: tịnh tiến theo ox, oy, oz và quay quanh ox, oy,

oz

- Chi tiết được kẹp chặt bằng vít thông qua miếng đệm Phương của lực kẹp vuông góc và hướng vào bề mặt định vị chính

* Chọn máy: Máy phay vạn năng 6H12 (Phần phụ lục trang 221 - [2])

*Chọn dụng cụ cắt: Chọn dao phay đĩa răng chắp.

Trang 15

Nguyên công 6: Phay mặt đầu vấu Φ6

*Sơ đồ định vị và kẹp chặt

oz

- Chi tiết được kẹp chặt bằng vít thông qua miếng đệm Phương của lực kẹp vuông góc và hướng vào bề mặt định vị chính

* Chọn máy: Máy phay vạn năng 6H12 (Phần phụ lục trang 221 - [2])

Trang 16

Trang 17

- Chi tiết được kẹp chặt bằng vít thông qua miếng đệm Phương của lực kẹp vuông góc và hướng vào bề mặt định vị chính.

*Chọn máy: Chọn máy khoan 2A125 (Phần phụ lục trang 220 - [2])

oz

- Chi tiết được kẹp chặt bằng đòn kẹp Phương của lực kẹp vuông góc và hướng vào bề mặt định vị chính

Trang 18

*Chọn máy: Chọn máy khoan 2A125 (Phần phụ lục trang 220 - [2])

Số cấp tốc độ: 9 cấp Giới hạn số vòng quay trục chính: 97 ÷ 1360 vòng/phút

Số cấp chạy dao: 9 cấp

Đường kính lớn nhất có thể gia công được: 25mm

*Chọn dụng cụ cắt

Mũi khoan Φ3,5 L = 70, l = 39 (mm) Mũi tarô M4

Nguyên công 9: Kiểm tra

- Kiểm tra độ vuông góc của đường tâm các lỗ với hai mặt

- Kiểm tra độ song song của đường tâm các lỗ

- Kiểm tra độ song song của hai mặt

Trang 19

IV Tính lượng dư cho một bề mặt và tra lượng dư cho các bề mặt còn lại

Lượng dư gia công được xác định hợp lý về trị số và dung sai sẽ góp phần đảmbảo hiệu quả kinh tế của quá trình sản xuất vì:

Lượng dư quá lớn sẽ tốn nguyên vật liệu, mất nhiều thời gian gia công, đi kèmvới nó là những tổn hao về máy móc, dụng cụ cắt, lao động… dẫn đến giá thành sản phẩm tăng

Nếu lượng dư quá nhỏ sẽ không đủ để hớt đi sai lệch phôi

Trong công nghệ chế tạo máy, người ta sử dụng 2 phương pháp sau đây để xácđịnh lượng dư gia công:

 Phương pháp thống kê kinh nghiệm

 Phương pháp phân tích tổng hợpPhương pháp thống kê kinh nghiệm xác định lượng dư gia công bằng kinh nghiệm Nhược điểm của phương pháp này là không xét đến những điều kiện gia công cụ thể nên giá trị lượng dư thường lớn hơn giá trị cần thiết

Phương pháp tính toán phân tích tổng hợp dựa trên cơ sở phân tích các yếu tố tạo ra lớp kim loại cần phải cắt gọt để tạo ra chi tiết hoàn chỉnh

Trong đồ án này chỉ tính lượng dư theo phương pháp tính toán phân tích cho nguyên công III và IV: gia công lỗ Ф20 và 2 lỗ Ф12 Các nguyên công còn lại thống kê theo kinh nghiệm

Tính lượng dư cho nguyên công khoan lỗ Ф20:

Ta thấy vật liệu của chi tiết là thép, khối lượng của chi tiết là 1,055 kg độ chính xác cấp II Quy trình công nghệ gia công chi tiết gồm 2 bước: phay thô, phay tinh Tra bảng 10 trang 39-[1] chất lượng bề mặt của các loại phôi khác nhau ta có:

 Rz = 250 (μm)m)

 Ta = 350 (μm)m)

Sau bước gia công thô ta có Rz = 50 (μm)m) Ta = 0 (Vì vật liệu làm bằng thép)

* Sai lệch không gian tổng cộng (ρp) được tính theo công thức:

Trang 20

Tra bảng 15 (hdtk) ta có đối với phôi đúc thì k  2 (μm)m)

ρ1 = 0,05 ρp = 0,05.702,6 ≈ 35 (μm)m)Sai số gá đặt khi phay thô là: 2 2

Tra bảng 24 trang48-[1] được ε kc = 60 (μm)m) → ε gd1 = 60 (μm)m)

Vậy sai số gá đặt khi phay thô là: ε gd1 = 60 (μm)m)

Khi phay tinh không thay đổi gá đặt nên sai số gá đặt còn lại là:

ε gđ2 = 0,05 ε gd1 = 0,05.60 = 3 (μm)m)

* Xác định lượng dư nhỏ nhất theo công thức:

) (

2

2Z imin  R zi1 T i1  i1  i

Lượng dư nhỏ nhất khi phay thô là:

) 60 6 , 702 350 250 ( 2

2Zmin1     = 2725,2 (μm)m) = 2,7252 (mm)

Lượng dư nhỏ nhất khi phay tinh là:

) 3 35 50 50 ( 2

Định dạng
Số trang	34
Dung lượng	557 KB