thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết H22 ( thuyết minh + bản vẽ)

LỜI NÓI ĐẦU Hiện nay , các ngành kinh tế nói chung và ngành cơ khí nói riêng đòi hỏi kỹ sư cơ khí và cán bộ kỹ thuật cơ khí được đào tạo ra phải có kiến thức sâu rộng, đồng thời phải biết vận dụng những kiến thức đó để giải quyết những vấn đề cụ thể thường gặp trong sản xuất, sửa chữa và sử dụng. Mục tiêu của môn học là tạo điều kiện cho người học nắm vững và vận dụng có hiệu quả các phương pháp thiết kế , xây dựng và quản lý các quá trình chế tạo sản phẩm cơ khí về kỹ thuật sản xuất và tổ chức sản xuất nhằm đạt được các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật theo yêu cầu trong điều kiện và qui mô sản xuất cụ thể. Môn học còn truyền đạt những yêu cầu về chỉ tiêu công nghệ trong quá trình thiết kế các kết cấu cơ khí để góp phần nâng cao hiệu quả chế tạo chúng. Đồ án môn học công nghệ chế tạo máy nằm trong chương trình đào tạo của ngành chế tạo máy thuộc khoa cơ khí có vai trò hết sức quan trọng nhằm tạo cho sinh viên hiểu một cách sâu sắc về những vấn đề mà người kỹ sư gặp phải khi thiết kế một qui trình sản xuất chi tiết cơ khí. Em xin chân thành cảm ơn Thầy Lý Ngọc Quyết, Các Thầy, Cô giáo đã tận tình giúp đỡ, chỉ bảo để em có thể hoàn thành tốt đồ án môn học này. Em xin chân thành cảm ơn

Lời nói đầu

Hiện nay , các ngành kinh tế nói chung và ngành cơ khí nói riêng đòi hỏi

kỹ s cơ khí và cán bộ kỹ thuật cơ khí đợc đào tạo ra phải có kiến thức sâu rộng,

đồng thời phải biết vận dụng những kiến thức đó để giải quyết những vấn đề cụ thểthờng gặp trong sản xuất, sửa chữa và sử dụng

Mục tiêu của môn học là tạo điều kiện cho ngời học nắm vững và vận dụng cóhiệu quả các phơng pháp thiết kế , xây dựng và quản lý các quá trình chế tạo sảnphẩm cơ khí về kỹ thuật sản xuất và tổ chức sản xuất nhằm đạt đợc các chỉ tiêukinh tế kỹ thuật theo yêu cầu trong điều kiện và qui mô sản xuất cụ thể

Môn học còn truyền đạt những yêu cầu về chỉ tiêu công nghệ trong quá trìnhthiết kế các kết cấu cơ khí để góp phần nâng cao hiệu quả chế tạo chúng

Đồ án môn học công nghệ chế tạo máy nằm trong chơng trình đào tạo của ngành chế tạo máy thuộc khoa cơ khí có vai trò hết sức quan trọng nhằm tạo chosinh viên hiểu một cách sâu sắc về những vấn đề mà ngời kỹ s gặp phải khi thiết kếmột qui trình sản xuất chi tiết cơ khí

Em xin chân thành cảm ơn Thầy Lý Ngọc Quyết, Các Thầy, Cô giáo đã tận tình

giúp đỡ, chỉ bảo để em có thể hoàn thành tốt đồ án môn học này

Em xin chân thành cảm ơn!

Hng Yên, ngày tháng năm

Sinh viên thực hiện

I: Phân tích chức năng làm việc của chi tiết

Chi tiết ta cần thiết kế là chi tiết gối đỡ, chức năng làm việc chủ yếu là đỡ cho các chi tiết khác mà cụ thể ở đây là đầu trục trong máy

Gối đỡ đợc kẹp chặt xuống nền nhờ 2 bu lông lắp vào 2 lỗ chân gối đỡ

Các lỗ 49, 90 cần đảm bảo độ đồng tâm, độ song song của tâm so với mặt đáy sao cho khi làm việc trục không bị đảo và khi lắp ráp đợc dễ dàng

II: Phân tích tính công nghệ trong kết cấu

Chi tiết mà ta cần thiết kế có tính công nghệ tơng đối cao:

Trọng lợng sản phẩm vừa phải không quá lớn

Vật liệu GX15-32 tơng đối thông dụng và rẻ tiền

Thành phần hoá học của Gang:

Các lỗ lắp Bulông M6 là lỗ không thông thì bất tiện cho việc gia công, tuy nhiên

đây không phải là bất tiện lớn vì lỗ M6 là tơng đối nhỏ và là lỗ phụ

Chi tiết gối đỡ nh thiết kế cần sửa chữa một chút về phần mặt đầu D của lỗ, chúng

ta làm lồi phần này ra so phần rãnh chân nhằm dễ dàng gia công cho phần này vuông góc với tâm lỗ 90, bằng cách làm lõm phần rãnh chân xuống 1 mm và khi chế tạo phôi không cần có lợng d gia công, nhờ vậy ta có thể dễ dàng tiện đợc mặt

đầu D cùng nguyên công tiện lỗ 90, nh vậy ta có thể dùng các phơng pháp gia công dao cụ thông thờng

Gia công tơng đối thuận tiện và năng suất

Lắp ráp thuận tiện vì nó ít mối lắp ghép, tính chất lắp lẫn cao

Ngoài ra nó còn tiết kiệm đợc vật liệu

= 189000 + [97340 + 31321,5 + 30454,86 + 26690 + 12556,86] = 387363 mm3 = 0,39 dm3

gang xám=7 kg/dm3

 Q1= 0,39.7 = 2.73 kg

Với sản lợng hàng năm của chi tiết 16500 chi tiết và khối lợng chi tiết là 2,73 kg

ta tra bảng 2(sách CNCTM – trang19) đợc dạng sản xuất là hàng loạt lớn

IV: Chọn phơng pháp chế tạo phôi

Trong các phơng pháp chế tạo phôi ta thấy có rất nhiều phơng pháp, trong đó ta thấy phơng pháp đúc là hợp lý nhất Vì:

-Nó đảm bảo đợc lợng d, dung sai, và kích thớc phôi nh yêu cầu trong bản vẽ chi tiết

-Mặt khác về mặt chi tiết điển hình ta thấy đây là chi tiết dạng hộp vật liệu GX15-32 do đó ta nên dùng phơng pháp đúc là hợp lý hơn cả

Đúc đợc thực hiện trong các loại khuôn cát, khuôn kim loại

Dựa vào dạng sản xuất, vật liệu hình dáng và khối lợng của chi tiết ta sẽ chọn

ph-ơng pháp đúc: Đúc trong khuôn kim loại với mặt phân khuôn thẳng đứng

1)Qui trình công nghệ chế tạo:

-Lỗ chính xác: Dùng để đỡ các đầu trục đợc gọi là lỗ chính

-Lỗ không chính xác: Dùng để kẹp các bộ phận khác đợc gọi là lỗ phụ

-Yêu cầu kỹ thuật

+Độ không phẳng và độ không song song của các bề mặt chính trong khoảng0,05 - 0,1 mm trên toàn bộ chiều dài

+Độ nhám bề mặt của các mặt này Ra = 5 – 1,25 m

+Độ nhám bề mặt lỗ chính 110 là Rz= 20 m, cấp chính xác C7

+Sai số hình dáng của lỗ là 0,5 - 0,7 dung sai đờng kính lỗ

+Dung sai độ không đồng tâm của các lỗ bằng1/2 dung sai đờng kính lỗ nhỏ nhất=0,05

+Độ không vuông góc giữa mặt đầu và đờng tâm lỗ chính là 0,05 – 0,1 mm/100mm bán kính

2)Chọn chuẩn

Chọn chuẩn, phân tích cách chọn chuẩn và cách thiết lập trình tự gia công việc chọn chuẩn trong quá trình gia công sẽ quyết định khả năng để đạt độ chính xác kích thớc của chi tiết

Nếu nh chọn chuẩn khi gia công lắp ráp, kiểm tra mà trùng nhau thì sẽ rất có lợi trong việc gia công chế tạo sản phẩm vì nó tránh đợc sai số chuẩn giúp ta đảm bảo đợc độ chính xác yêu cầu của sản phẩm

Ta thấy rằng với giá đỡ này khi làm việc chi tiết đợc kẹp chặt và định vị trên mặt

đáy nhờ các bề mặt kề trên mặt đáy này(2 lỗ 14,5) Đồng thời khi gia công ta phải

đạt các kích thớc từ mặt đáy đến lỗ chính 90, và các kích thớc này đều có gốc là A

Mặt khác đây là chi tiết dạng hộp nên ta chọn chuẩn tinh thống nhất nhất định phải là mặt A, có kèm theo hai lỗ trên đế giá đỡ Vì mặt A sẽ quyết định các kích thớc còn lại trong quá trình gia công các nguyên công khác

Vì vậy ở đây ta chọn mặt chuẩn A và hai lỗ 14,5 vuông góc với mặt A làm chuẩntinh và vì nó còn đợc dùng trong quá trình lắp ráp, làm chuẩn cho nhiều nguyên công sau Nguyên công phay mặt đáy, nên nó đợc gọi là chuẩn tinh chính hay chuẩn tinh thống nhất

Vậy chuẩn tinh ở đây ta chọn là mặt A và các lỗ vuông góc với bề mặt A

Để có đợc bề mặt A và các lỗ trên bề mặt A(lỗ 14.5) làm chuẩn tinh thì trớc hết

vị vào mặt B để hạn chế thêm 1 bậc tự do quay quanh tâm khối V Với cách này thì sau khi gia công xong mặt chuẩn tinh chính thì khi gia công mặt lỗ 90 sẽ đảm bảo

đồng tâm với trụ ngoài Nhng khi thiết kế đồ gá để gia công trên máy phay đứng thìlại cồng kềnh (cao và kém cứng vững)

-Đối với việc dùng mặt B và mặt D làm chuẩn thô thì việc định vị tơng đối dễ, dùng 3 chốt tỳ định vị lên mặt D khống chế 3 bậc tự do, 2 chốt tỳ định vị lên mặt B khống chế 2 bậc tự do Viêc kẹp chặt, ta có thể dùng bạc chữ C và bulông để kẹp qua lỗ 49 Cách này gia công chi tiết trên máy phay ngang và có u điểm là đồ gá gọn và cứng vững Cách này cũng tơng tự nh dùng mặt C thay cho mặt D, tuy nhiênnếu chọn mặt C thì sẽ khó hơn trong việc tháo lắp nhanh

Do vậy ta chọn mặt D và mặt B làm chuẩn thô, kích thớc đạt đợc theo mặt B

3 ) Thực hiện các nguyên công chính.

a)Nguyên công 1: (Phay mặt phẳng đáy A làm chuẩn tinh chính)

Dùng ba chốt tỳ khía nhám định vị lên mặt D của chi tiết khống chế 3 bậc tự do, hai chốt tỳ khớa nhỏm định vị lên mặt B khống chế 2 bậc tự do, một chốt định vị mặt bờn khống chế một bậc tự do cũn lại

Chi tiết đợc kẹp chặt bằng bulông thông qua bạc chữ C lên mặt C của chi tiết Gia công chi tiết trên máy phay ngang 6A82 (công suất động cơ chính 7,5 kW), khigia công dao quay tròn tại chỗ và bàn máy thực hiện chuyển động chạy dao S Kíchthớc đạt đợc thông qua cữ so dao lắp trên đồ gá

Các nguyên công phay bằng dao phay mặt đầu thì đờng kính dao lấy

D =(1,251,5)B

Trong đó: D: Là đờng kính dao

B: Là chiều rộng bề mặt gia công

Chọn dao phay mặt đầu có D/Z = 90/10, vật liệu thép hợp kim cứng BK8

Dùng phiến tỳ định vị lên mặt chuẩn tinh chính A khống chế 3 bậc tự do, hai chốt

tỳ khớa nhỏm định vị lên cạnh đáy không có lợng d khống chế 2 bậc tự do, và một chốt tỳ khớa nhỏm định vị lên cạnh không có lợng d còn lại khống chế một bậc tự

do (hình vẽ):

Chi tiết đợc kẹp chặt bằng cơ cấu đòn kẹp vào mặt trong lỗ 110

Nguyên công đợc thực hiện trên máy phay đứng 6H10 ( công suất 3 kW), khi gia công dao quay tròn tại chỗ và bàn máy mang chi tiết thực hiện chuyển động chạy dao S

Chọn dao phay mặt đầu hợp kim cứng BK8 có D/Z = 75/10

c)Nguyên công 3: (Khoan_Khoét_Doa hai lỗ 14,5 làm chuẩn tinh chính)

Dùng phiến tỳ định vị lên mặt chuẩn tinh chính A khống chế 3 bậc tự do, hai chốt tỳ khớa nhỏm định vị lên cạnh đáy không có lợng d khống chế 2 bậc tự do, và một chốt tỳ khớa nhỏm định vị lên cạnh không có lợng d còn lại khống chế một bậc

tự do (hình vẽ): vị trí chính xác của hai lỗ đợc xác định thông qua phiến dẫn và bạc dẫn

Nguyên công đợc thực hiện trên máy khoan cần 2H53

Sơ đồ định vị chi tiết khi khoan_khoét_doa 2 lỗ 14,5 làm chuẩn tinh chính d)Nguyên công 4: ( Phay mặt đầu)

Mặt đáy A của chi tiết đợc đặt trên phiến tỳ khống chế 3 bậc tự do, một chốt trụ ngắn lồng vào một lỗ 14,5 khống chế 2 bậc tự do, một chốt trám lồng vào lỗ

Sơ đồ định vị và kẹp chặt khi gia công mặt C

e)Nguyên công 5 : (Tiện mặt đầu, lỗ 90, lỗ 49)

Mặt đáy chi tiết đợc định vị trên phiến tỳ khống chế 3 bậc tự do, một chốt trụ ngắn định vị vào một lỗ 14,5 khống chế 2 bậc tự do, và lỗ kia định vị bằng chốt trám khống chế nốt bậc tự do còn lại Để tăng cứng vững cho chi tiết ta dùng thêm một chốt tự lựa tỳ vào mặt C đã gia công của chi tiết

Chi tiết đợc kẹp chặt bằng hai đòn kẹp, toàn bộ đồ định vị và kẹp chặt đợc lắp lên mâm tròn và lắp lên trục chính của máy tiện thông qua lỗ côn moocs của đầu trục chính máy tiện T620 Để cho chi tiết khi quay cân bằng thì ta lắp thêm phần đối trọng ( Sơ đồ nguyên công)

Sơ đồ định vị gia công trên máy tiện T620

f)Nguyên công 6 : (Tiện bán tinh, tiện tinh 90, tiện định hình 60)

Mặt đáy chi tiết đợc định vị trên phiến tỳ khống chế 3 bậc tự do, một chốt trụ ngắn định vị vào một lỗ 14,5 khống chế 2 bậc tự do, và lỗ kia định vị bằng chốt trám khống chế nốt bậc tự do còn lại Để tăng cứng vững cho chi tiết ta dùng thêm một chốt tự lựa tỳ vào mặt C đã gia công của chi tiết

Chi tiết đợc kẹp chặt bằng hai đòn kẹp, toàn bộ đồ định vị và kẹp chặt đợc lắp lên mâm tròn và lắp lên trục chính của máy tiện thông qua lỗ côn moocs của đầu trục

chính máy tiện T620 Để cho chi tiết khi quay cân bằng thì ta lắp thêm phần đối trọng ( Sơ đồ nguyên công)

g)Nguyên công 7: (Kiểm tra độ song song của tâm lỗ 90 với mặt đáy)

Chi tiết đợc đặt lên bàn máp khống chế 3 bậc tự do, lồng trục gá có lắp bạc vào trong lỗ 90, dùng đồng hồ so kiểm tra ở vị trí cao nhất trên hai đầu trục gá

Sai lệch số chỉ của đồng hồ so ở hai vị trí chính là độ không song song của tâm lỗ với mặt chuẩn (hình vẽ)

Sơ đồ kiển tra độ không song song của tâm lỗ với mặt đáy

h)Nguyên công 8:(Khoan 3 lỗ 5 mm để gia công ren, ta ro M6)

Mặt D của chi tiết đợc định vị lên phiến tỳ khống chế 3 bậc tự do, một chốt chỏm cầu định vị vào mặt A khống chế 1 bậc tự do

Vị trí các lỗ đợc xác định thông qua bạc dẫn và phiến dẫn với việc: Định vị phiến dẫn lên mặt phẳng C tinh khống chế 3 bậc tự do, Chốt trụ ngắn vào lỗ 90 khống chế 2 bậc tự do, và một chốt chỏm cầu khống chế nốt bậc tự do thứ 6

Chi tiết đợc kẹp chặt thông qua Bulông và bạc chữ C (hình vẽ)

Sơ đồ định vị chi tiết khi khoan 3 lỗ 5 để Ta rô ren M6

i)Nguyên công 9: ( khoan lỗ 5 để Tarô ren M6)

Mặt A của chi tiết đợc định vị lên phiến tỳ khống chế 3 bậc tự do, chốt trụ ngắn

định vị vào lỗ 14,5 khống chế 2 bậc tự do, một chốt trám định vị vào lỗ 14,5 còn lại khống chế 1 bậc tự do còn lại

Vị trí các lỗ đợc xác định thông qua bạc dẫn và phiến dẫn

Chi tiết đợc kẹp chặt thông qua hai đòn kẹp( hình vẽ)

Nguyên công đợc thực hiện trên máy khoan đứng 2H125

Sơ đồ định vị kẹp chặt chi tiết khi khoan lỗ 5 để Tarô ren M6

VI: Tính lợng d gia công cho một bề mặt.

Tính lợng d gia công cho bề mặt lỗ 90-0.017, với việc chọn chuẩn tinh chính là mặt phẳng

chuẩn tinh chính A, và hai lỗ 14,5 vuông góc với mặt phẳng A

Công thức tính Zimin = RZi-1 + Ti-1 + i-1 + i

Bề mặt đợc gia công trên tiện T620 với dao tiện lỗ có gắn mảnh hợp kim cứng kiểu

đ-TB: Dung sai của đờng kính chốt cấp chính xác IT6: TB = 0,011 mm

min : Khe hở nhỏ nhất của lỗ và chốt: min = 0,013 mm

Góc xoay lớn nhất của chi tiết:

công Thành phần lợng d(m) d tínhLợng

Zmin

(m)

KTtínhtoánmin

Dungsaichếtạo

Kích thớc(mm) Lợng d(m)

Phôi

đúc 200 300 752

87,289 740 87,289 87,37Tiện

50 1257 89,803 250 89,803 89,85 2514 2480Tiện

2ZOmax – 2ZOmin = 2694 – 2630 = 64 m = Tphôi - Tchi tiết

Vậy, kích thớc danh nghĩa của chi tiết so với mắt đáy là:

amax = 87,37 mm;

lợng d cần thiết cho phôi là:

Z = 1800 m = 1,80 mm

a = 34,90 – 1,80 mm

3) Tra lợng d cho các nguyên công còn lại.

- Nguyên công 1: Phay mặt đáy A

1)Tính chế độ cắt cho nguyên công khoan 3lỗ 5 ta rô M6

Chi tiết đợc định vị bằng phiến tỳ ở mặt đầu khống chế 3 bậc tự do, chốt trụ

định vị vào mặt lỗ ∅ 90 khống chế 2 bậc tự do, một phiến tỳ ở mặt bên khống chế bậc tự do còn lại

P= Cp.D2 p

.txp

.Syp

Kp (KG)

Trong đó lực cho phép bởi sức bền của cơ cấu bớc tiến là: P=PcP = 2000(KG)

Theo bảng 39(sổ tay chế độ cắt cơ khí)ta có: CP= 62, ZP= 1.0, XP= 0, YP= 0.8

KmP= 1, KfP= 1.33, KP= 0.62 Thay tất cả các hệ số vào công thức trên ta đợc:

tốc độ cắt thực tế: Vt = πD D n

1000 =

3,14.5.1700

1000 = 26,69(m/p) +) Lực hớng trục khi khoan:

Lực hớng trục khi khoan đợc tính theo công thức:

Ta rô trên máy ta rô ren 5A05 ta rô ren tiêu chuẩn M6

Sử dụng dao hợp kim cứng BK6,(Theo bảng 5- 188 STCNCTM- T2) ta có

Vb = 9 (m/ph)

Số vòng quay tính toán nt= 1000.V t

πD D =

1000.9 3,14.6 = 477,7(v/ph)Tra theo máy thì nm = 475 (vg/ph)

Vân tốc cắt thực tế sẽ là: Vtt = n m πD D

1000 =

475.3,14 6

1000 = 9 (m/ph)

2)Tra bảng chế độ cắt cho các nguyên công còn lại.

a)Nguyên công 1: (Phay mặt phẳng đáy A làm chuẩn tinh chính)

Dùng ba chốt tỳ khía nhám định vị lên mặt D của chi tiết khống chế 3 bậc tự do, hai chốt tỳ chỏm cầu định vị lên mặt B khống chế 2 bậc tự do

Chi tiết đợc kẹp chặt bằng bulông thông qua bạc chữ C lên mặt C của chi tiết Gia công chi tiết trên máy phay ngang 6H82 (công suất động cơ chính 7,5 kW), khigia công dao quay tròn tại chỗ và bàn máy thực hiện chuyển động chạy dao S Kíchthớc đạt đợc thông qua cữ so dao lắp trên đồ gá

Các nguyên công phay bằng dao phay mặt đầu thì đờng kính dao lấy

D =(1,251,5)B

Trong đó: D: Là đờng kính dao

B: Là chiều rộng bề mặt gia công

Chọn dao phay mặt đầu có D/Z = 90/10, vật liệu thép hợp kim cứng BK8

Phay thô: t1 = 2,0 mm; chạy dao Sr = 0,2 mm/răng

Sơ đồ định vị nguyên công phay mặt đáy A

Dùng phiến tỳ định vị lên mặt chuẩn tinh chính A khống chế 3 bậc tự do, hai chốt

tỳ khía nhám định vị lên cạnh đáy không có lợng d khống chế 2 bậc tự do, và một chốt tỳ khía nhám định vị lên cạnh không có lợng d còn lại khống chế một bậc tự

do (hình vẽ):

Chi tiết đợc kẹp chặt bằng cơ cấu đòn kẹp vào mặt trong lỗ 110

Nguyên công đợc thực hiện trên máy phay đứng 6H10 ( công suất 3 kW), khi gia công dao quay tròn tại chỗ và bàn máy mang chi tiết thực hiện chuyển động chạy dao S

Chọn dao phay mặt đầu hợp kim cứng BK8 có D/Z = 75/10

Phay thô: t1 = 1,5; chạy dao Sr = 0,13 mm/răng

Sơ đồ định vị gia công mặt bích BKết quả tính chế độ cắt:

c)Nguyên công 3: (Khoan_Khoét_Doa hai lỗ 14,5 làm chuẩn tinh chính)

Định vị và kẹp chặt chi tiết giống nh trong nguyên công 2, vị trí chính xác của hai

lỗ đợc xác định thông qua phiến dẫn và bạc dẫn

Nguyên công đợc thực hiện trên máy khoan cần 2H53

n2

0,05 +-

Khoét xong đa vào doa, nhóm chạy dao II: St = 0,550,6 mm/vòng

d)Nguyên công 4: Phay mặt đầu

Mặt đáy A của chi tiết đợc đặt trên phiến tỳ khống chế 3 bậc tự do, một chốt trụ ngắn lồng vào một lỗ 14,5 khống chế 2 bậc tự do, một chốt trám lồng vào lỗ 14,5còn lại khống chế một bậc tự do

Kẹp chặt chi tiết bằng cơ cấu Bulông _ đòn kẹp với việc đặt lực kẹp vào trong lỗ

90

Nguyên công đợc thực hiện trên máy phay ngang 6A82, bằng dao phay mặt đầu hợp kim cứng BK6 có D/Z = 100/10, tổng lợng d gia công là 1,8 mm