THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CÀNG GẠT C11 (thuyết minh + bản vẽ)

THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CÀNG GẠT C11, đồ án môn học công nghệ chế tạo máy, bài tập lớn công nghệ chế tạo máy, thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết PHẦN THUYẾT MINH CÀNG GẠT C11 I, Phân tích chức năng làm việc của chi tiết cần lắc: Đối với chi tiết cần lắc ta thiết kế, nó cũng là một chi tiết cơ khí dạng càng, càng là loại chi tiết có một hay hai lỗ cơ bản mà đường tâm của chúng có thể song song hay tạo với nhau một góc nào đó. Các chi tiết dạng càng thường dùng để truyền chuyển động từ quay sang chuyển động tịnh tiến, hay làm nhiệm vụ gạt các bánh răng trong hộp số khi cần thay đổi tỷ số truyền. Trên chi tiết dạng càng thì ngoài những lỗ cơ bản nó còn các lỗ dùng để kẹp chặt, bề mặt then, bề mặt định hình, rãnh dầu… Ngoài ra mặt đầu của các lỗ cơ bản và các lỗ phụ cũng đều được gia công. Điều kiện làm việc của các chi tiết dạng càng đòi hỏi khá cao vì nó luôn chịu ứng suất thay đổi theo chu kì, luôn luôn chịu lực va đập tuần hoàn. II, Phân tích tính công nghệ trong kết cấu chi tiết: Bề mặt làm việc của cần lắc là các bề mặt trong của các lỗ. Cụ thể là ta phải đảm bảo các điều kiện kỹ thuật sau đây: Độ không song song giữa đường tâm hai lỗ cơ bản trong khoảng 0,1 mm trên 100 mm chiều dài. Độ vuông góc của đường tâm lỗ F12 với đường tâm lỗ F15 là 0,1 mm trên 100mm chiều dài chuẩn. Khoảng cách giữa hai đường tâm lỗ F15 và F12 cần được đảm bảo độ chính xác nằm trong vùng dung sai + 0,1mm, và giữa đường tâm lỗ F15 với đường tâm lỗ F10 nằm trong khoảng dung sai cho phép + 0,1mm. Chi tiết cần lắc có dạng thanh dẹt, dài, yếu nên cần đảm bảo kết cấu của càng phải đủ cứng vững… Các bề mặt khác của cần gạt được gia công đạt độ nhẵn Rz = 40. Với những yêu cầu kỹ thuật như trên ta có thể đưa ra một số nét công nghệ điển hình khi gia công chi tiết như sau: Kết cấu của chi tiết phải đảm bảo được khả năng cững vững. Với cần lắc, do kích thước không lớn lắm nên ta có thể chọn phôi dập để đảm bảo các điều kiện làm việc khắc nhiệt của chi tiết. Các mặt đầu của chúng thuộc hai mặt phẳng song song với nhau. Kết cấu của chi tiết nên đối xứng với mặt nào đó. Với chi tiết càng gạt mà ta cần gia công các lỗ vuông góc cần thuận lợi cho việc gia công các lỗ ren phụ. Kết cấu của chi tiết cần thuận lợi cho việc chọn chuẩn thô, chuẩn tinh thống nhât khi gia công. Với cần lắc ta thiết kế, nguyên công đầu tiên là gia công mặt A để làm chuẩn gia công các nguyên công sau, các nguyên công tiếp theo là:

LỜI NÓI ĐẦU

sư cơ khí và cán bộ kỹ thuật cơ khí được đào tạo ra phải kiến thức sâu rộng, đồng thời phải biết vận dụng 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 có người học lắm vữngvà vận dụng có hiệu quả các phương pháp có thiết kế, xây dựng và quản lỳ các quá trình chế tạo sản phẩm cơ khí về kỹ thuật sản xuất và tổ chức sản xuất nhằm đạt các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật theo yêu cầu trong điều kiện và quy mô sản xuấtcụ 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 nghành chế tạo máy thuộc khoa cơ khí có vai trò hết sức quan trọng nhắm tạo cho sinh viên hiểu một cách sâu sắc về các vấn đề mà người kỹ sư thường gặp phải khi thiết kế một quy trìng sản xuất chi tiết cơ khí

Được sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo … đã giúp em hoàn thành tốt đồ án môn học này

Em xin cảm ơn

Sinh viên thực hiện

NGUYỄN HUY CHỈNH

Nhận xét giáo viên hướng dẫn

Nội dung các phần thuyết minh tính toán:

Phân tích chức năng làm việc của chi tiết

Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết

Xác định dạng sản xuất

Chọn phương pháp chế tạo phôi

Lập các trình tự nguyên công

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

Tính chế độ cắt cho một nguyên công và tra chế độ cắt cho các nguyên công còn lại

Tính thời gian gia công cơ bản cho tất cả các nguyên công

Tính và thiết kế đồ gá

I Phân tích chức năng làm việc:

Là chi tiết dạng càng có chức năng biến đổi chuyển động thẳng chi tiết này thành chuyển động quay chi tiết khác

Ø65 +0,03Ø80+ 0,030

50±0,1

120 140

II Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết:

N – Số chi tiết được sản xuất trong 1 năm

m – Số chi tiết trong một sản phẩm

β – Số chi tiết được chế tạo thêm để dự trữ β = (5÷7)%

V – Thể tích của chi tiết

Dựa vào hình vẽ ta có thể chia chi tiết ra làm 2 phần như sau:

CNCTM) ta có dạng sản xuất là dạng sản xuất khối

Phôi thép thanh hay dùng để chế tạo các loại chi tiết như con lăn, chi tiết kẹp chặt, các loại trục, xilanh, pittong, bạc, bánh răng có đường kính nhỏ v.v…

• Phôi đúc

Thường dùng cho các chi tiết có hình dạng và kết cấu phức tạp như các chi tiết dạng hộp, gối đỡ… Vật liệu dùng cho phôi đúc là Gang, Thép, Đồng và các hợp kim khác Đúc dễ cơ khí hoá hiện đại hoá , giá thành rẻ cho năng suất cao

Dùng với chi tiết dạng hộp nhỏ có hình dạng không phức tạp ở dạng sản xuất hàng loạt lớn, hàng khối Phương pháp này thường có cơ tính tốt và đạt năng suất cao

ban đầu khi chế tạo phôi bằng phương pháp biến dạng dẻo Phôi cán được sử dụng trong sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối

trong điều kiện sản xuất nhỏ giá thành hạ (Không phải chế tạo khuôn dập) Thường dùng cho các chi tiết như bánh răng trục khuỷu, trục chữ thập các chi tiết nhỏ dần về hai phía vòng tròn v.v …

Theo yêu cầu của đề tài thiết kế quy trình công nghệ chế tạo chi tiết Càng C11 vật liệu C45 Kết cấu không phức tạp, thuộc dạng sản xuất hàng khối

ta chọn phương pháp chế tạo phôi bằng phương pháp dập

2 Xác định phương pháp tạo phôi.

IV: Xác định phưong pháp chế tạo phôi:

4.1 Phôi ban đầu để rèn và dập nóng:

Trước khi rèn và dập nóng kim loại ta phải làm sạch kim loại, cắt

bỏ ra từng phần nhỏ từng phần phù hợp được thực hiện trên máy cưa Trong trường hợp trọng lượng của chi tiết ( biên liền)khoảng 1,7 kg (< 10 kg) thì ta chọn phôi là cán định hình

5.1: Đường lối công nghệ

Do dạng sản xuất là hàng khối nên việc lập quy trình công nghệ chế taọ chi tiết “ Càng C 11 ” hợp lý có ý nghĩa quan trọng Nó ảnh hưởng tới năng suất lao động và chất lượng của sản phẩm

Thực tế quy trình công nghệ được xây dựng trên nguyên công hay một số nguyên công trong trường hợp có nhiều dao hoặc trên máy có phạm vi rộng tức

là quy trình công nghệ được phân ra nhiều nguyên công đơn giản, ít bước công nghệ Trong một số nguyên công dùng máy vạn năng kết hợp với một số thiết bị chuyên dùng hoặc chuyên dùng đơn giản để chế tạo

Nguyên tắc khi thiết kế nguyên công là phải đảm bảo năng suất lao động

và độ chính xác yêu cầu Năng suất và độ chính xác phụ thuộc vào chế độ cắt, các bước gia công, thứ tự các bước công nghệ Vì vậy ta phải dựa vào dạng sản xuất, đường lối công nghệ để chọn sơ đồ nguyên công cho phù hợp với dạng sản xuất đó thì gia công tập chung cho một vị trí hay một vài vị trí sử dụng đồ

gá vạn năng kết hợp, các nguyên công còn lại với dạng sản xuất hàng loạt lớn ta phải dựa trên nguyên tắc tập trung nguyên công nhiều vị trí và dùng đồ gá chuyên dùng và một số nguyên công nà đó có thể gia công làm nhiều bước

Với dạng sản xuất hàng khối các nguyên công được tách ra và gia công

có ở nhiều vị trí khác nhau và có thể gia công bằng nhiều dao hoặc bằng nhiều

tổ hợp dao.Chi phí cho các dụng cụ là các cơ sở sau đây:

+Kết cấu hình dáng kích thước của chi tiết

+Vật liệu và đặc tính vật liệu của chi tiết mà thiết kế đòi hỏi

+Sản lượng của chi tiết hoặc dạng sản xuất

+Hoàn cảnh và khả năng cụ thể của xí nghiệp

+Khả năng đạt được độ chính xác và yêu cầu kỹ thuật của phương pháp tạo phôi

5.2: phương án thực hiện.

Sau khi đã nghiên cứu kỹ nguyên lý làm việc cùng với hình dạng vật thật chi tiết ta tiến hành phân chia các bề mặt gia công và chọn phương pháp gia công hợp lý.Ta có các phương án thực hiện như sau:

Phương án 1:

Nguyên công1: phay mặt 1

Nguyên công2: phay mặt 2

Nguyên công3: khoét, doa lỗ ,vát mép Ø65 Nguyên công4: khoét,doa,vát mép lỗ Ø 80

Nguyên công5: vát mép lỗ Ø65

Nguyên công6: vát mép lỗ Ø80

Nguyên công7: khoan ,doa lỗ Ø 6

Nguyên công 8: khoan doa Ø10

Nguyên công 9: kiểm tra độ song song,vuông góc của đường tâm hai lỗ với mặt đầu Ø80, Ø65

Phương án2:

Nguyên công1: phay mặt 1

Nguyên công2: phay mặt 2

Nguyên công3: khoét,doa,vát mép lỗ Ø 80

Nguyên công4: khoét, doa lỗ ,vát mép Ø65

Nguyên công5: vát mép lỗ Ø80

Nguyên công6: vát mép lỗ Ø65

Nguyên công7: khoan doa lỗ Ø10

Nguyên công 8: khoan lỗ Ø 6

Nguyên công 9: kiểm tra độ song song,vuông góc của đường tâm hai lỗ Ø80, Ø65

So sánh các phương pháp trên và do chi tiết Càng C11 là chi tiết dạng càng với dạng sản xuất là hàng khối nên quy trình công nghệ phải thực hiện theo nguyên tắc phân tán nguyên công, để đảm bảo năng suất và điều kiện làm việc của chi tiết, độ chính xác về kích thước cũng như nhẵn bóng bề mặt ta chọn

phương án 1 để tiến hành gia công vì phương án này chọn chuẩn đơn giản, kết

cấu đồ gá không quá phức tạp, có thể gia công một cách dễ dàng mà vẫn đảm bảo các yêu cầu về kĩ thuật và kinh tế

• Định vị:

W

được định vị trên phiến tỳ, khống chế 3 bậc tự do quay quanh ox, oy và tịnh tiến

oy,ox.Có thể dùng thêm 1 chốt trụ để khống chế nốt bậc tự do cuối cùng quay quanh oz và tăng cứng vững cho chi tiết gia công

Như vậy chi tiết được hạn chế 6 bậc tự do, đủ để gia công đạt được kích

• Kẹp chặt:

Dùng bu lông để kẹp chặt chi tiết tại vị trí mặt bên đối xứng với mặt bên định vị bằng 2 chốt tỳ, độ lớn W và có phương vuông góc với kích thước thực hiện

• Chọn máy gia công : Sử dụng máy phay đứng vạn năng 6H12 Các thông số

chính của máy được tra theo bảng 9-38 [STCNCTM]:

+Bước tiến của bàn máy (mm/phút): 30; 37,5; 47,5; 60; 75; 95; 118; 150; 190; 235; 300; 375; 475; 600; 750; 960; 1500

+ Số cấp tốc độ trục chính: 18

+Công suất động cơ chính N=7 KW

+ Kích thước làm việc bàn máy B1=320mm; L=1250mm

+Lực lớn nhất cho phép cơ cấu tiến của bàn máy (kg) :1500Kg

•Chọn dao :

Dùng dao phay mặt đầu răng chắp mảnh hợp kim cứng T15K6 Tra bảng 95[STCNCTM] ta chọn dao có các thông số sau:

4-D =200 mm,; số răng Z =8 răng.Phay thô và phay tinh cùng một loại dao trên

•các bước gia công:

- Bước 1: phay thô

- Bước 2: phay tinh

Như vậy chi tiết được hạn chế 6 bậc tự do, đủ để gia công đạt được kích

• Kẹp chặt :

Dùng cơ cấu kẹp chặt hình nêm để kẹp chặt chi tiết với lực kẹp chặt có phương song song với phương kích thước gia công

Chọn máy gia công: Sử dụng máy phay đứng vạn năng 6H12 Các thông số

chính của máy được tra theo bảng 9-38 [STCNCTM]:

+Bước tiến của bàn máy (mm/phút): 30; 37,5; 47,5; 60; 75; 95; 118; 150; 190; 235; 300; 375; 475; 600; 750; 960; 1500

+ Số cấp tốc độ trục chính: 18

+Công suất động cơ chính N=7 KW

+ Kích thước làm việc bàn máy B1=320mm; L=1250mm

+Lực lớn nhất cho phép cơ cấu tiến của bàn máy (kg) :1500Kg

•Chọn dao:

Dùng dao phay mặt đầu răng chắp mảnh hợp kim cứng T15K6 Tra bảng 95[STCNCTM] ta chọn dao có các thông số sau:

4-D =200 mm,; số răng Z =8 răng.Phay thô và phay tinh cùng một loại dao trên

- Bước 1: phay thô

- Bước 2: phay tinh

• Định vị: Gia công lỗ cơ bản cần đảm bảo độ vuông góc giữa tâm lỗ và mặt

hạn chế các bậc tự do chuyển động của chi tiết

Định vị bằng ba phiến tỳ phẳng tương ứng với một mặt phẳng hạn chế ba bậc tự

do chuyển động của chi tiết đó là chuyển động tịnh tiến theo trục OZ,quay quanh trục O X ,OY

Định vị bằng hai chốt trụ ngắn bên mặt bên của chi tiết khống chế 2 bậc tự do của chi tiết ,đó là chuyển động tịnh tiến theo trục O X,và quay xung quanh OZ

Định vị nốt chuyển động tịnh tiến dọc trục OY bằng chốt tỳ ở mặt bên

Dùng cơ cấu kẹp liên động ,kẹp từ trên suống dưới

Chọn máy gia công: Máy khoan đứng 2H175 .công suất của máy Nm=10 Kw.Số cấp tốc độ trục chính 12 Số cấp chạy dao 12

Chọn dao:

Mũi khoét bằng thép gió ,mũi doa bằng thép gió,dao vát mép bằng thép gió

Các bước gia công:

- Bước 1: khoét lỗ

- Bước 2: doa lỗ

- Bước 3:vat mép lỗ Ø65

+Sơ đồ gá đặt:

Ø8

S n

W

• Định vị:

- Dùng mặt đầu trên làm chuẩn tinh Mặt đầu trên được định vị trên phiến tỳ, khống chế 3 bậc tự do quay quanh ox, oy và tịnh tiến oz Mặt bên trong lỗ Ø 65 được định vị bằng chốt trụ ngắn khống chế

2 bậc tự do tịnh tiến theo oy,ox.dùng thêm 1 chốt tỳ để khống chế bậc tự do cuối quay quanh oz và tăng độ cứng vững cho chi tiết gia công

- Vậy chi tiết được định vị 6 bậc tự do đủ để gia công đạt kích thước Ø80

Kẹp chặt: Dùng cơ cấu kẹp liên động kẹp từ trên xuống

Kw.Số cấp tốc độ trục chính 12 Số cấp chạy dao 12

•Chọn dao:

-Mũi khoét có gắn mảnh hợp kim cứng T5K10 có D = 64,5mm, mũi doa gắn mảnh hợp kim cứng T5K10 có D = 65mm ( Tra theo bảng 4-47, 4-49 STCNCTM II)

- Bước 3: Doa tinh Ø65

Nguyên công 5: Vát mép lỗ Φ65

+Sơ đồ gá đặt:

một chốt trụ ngắn khống chế 2 bậc tự do tịnh tiến theo oy ox.mặt bên trong lỗ Ø 80 định vị bằng một chốt trám khống chế bậc tự do cuối cùng

• Kẹp chặt: dùng cơ cấu kẹp liên động kẹp từ trên xuống

Chọn máy gia công: Máy khoan đứng 2H175 công suất của máy

Tốc độ trục chính (vòng/phút)18-25-35,5-50-71-100-140-200-280-400-560-800Lượng chạy dao (mm/vòng):0,07-0,1-0,14-0,2-0,28-0,4-0,56-0,8-1,12-1,6-2,25-3,15

- Định vị: vị trên phiến tỳ, Dùng mặt 1 làm chuẩn tinh Mặt 1 được

được định vị bằng chốt trụ ngắn khống chế 2 bậc tự do tịnh tiến

bậc tự do cuối cùng

• Kẹp chặt: dùng cơ cấu kẹp liên động kẹp từ trên xuống

Kw.Số cấp tốc độ trục chính 12 Số cấp chạy dao 12

Tốc độ trục chính (vòng/phút)18-25-35,5-50-71-100-140-200-280-400-560-800Lượng chạy dao (mm/vòng):0,07-0,1-0,14-0,2-0,28-0,4-0,56-0,8-1,12-1,6-2,25-3,15

•Chọn dao:

Dùng dao vát mép bằng thép gió

- Bước 1: vát mép lỗ

+Sơ đồ gá đặt:

Ø6

W

n s

- Định vị: Chi tiết được khống chế 6 bậc tự do Mặt đáy được định

vị trên 3 phiến tỳ, Dùng mặt 1 làm chuẩn tinh Mặt 1 được khống

được định vị bằng một chốt trụ ngắn khống chế 2 bậc tự do tịnh

do cuối cùng xoay quanh O Z

Kẹp chặt: Dùng cơ cấu kẹp liên động kẹp từ trên xuống,có chiều như hình vẽ Chọn máy gia công: Máy khoan đứng 2H175 .công suất của máy Nm=10 Kw.Số cấp tốc độ trục chính 12 Số cấp chạy dao 12

Tốc độ trục chính (vòng/phút)18-25-35,5-50-71-100-140-200-280-400-560-800

Lượng chạy dao 3

(mm/vòng):0,07-0,1-0,14-0,2-0,28-0,4-0,56-0,8-1,12-1,6-2,25-.Chọn dao: -Mũi khoan có gắn mảnh hợp kim cứng T5K10 có D = 5,5mm, mũi

khoét gắn mảnh hợp kim cứng T5K10 có D = 6mm ( Tra theo bảng 4-47, 4-49 STCNCTM II)

Nguyên công 8: khoan ,doa lỗ Ø 10

quay quanh oz, tịnh tiến theo oy và 1 chốt trám trong lỗ Φ65 hạn chế 1 bậc tự do còn lại.

• Kẹp chặt:

ta dùng chốt trụ ngắn vừa hạn chế vừa kẹp chặt chi tiết.

Chọn máy gia công: Máy khoan đứng 2H175 .công suất của máy Nm=10 Kw.Số cấp tốc độ trục chính 12 Số cấp chạy dao 12

Tốc độ trục chính (vòng/phút)18-25-35,5-50-71-100-140-200-280-400-560-800Lượng chạy dao (mm/vòng):0,07-0,1-0,14-0,2-0,28-0,4-0,56-0,8-1,12-1,6-2,25-3

Nguyên công 9: Kiểm Tra

Kiểm tra độ không song song của đường tâm hai lỗ Ø80 và Ø65 ,độ không vuông góc giữa đường tâm lỗ và mặt đầu

6 Tính lượng dư của bề mặt nào đó, còn tất cả các bề mặt gia công khác của chi tiết thì tra theo Sổ tay Công nghệ

xác cấp II , trọng lượng phôi: 7,43 kg ,vật liệu phôi: thép 45

Qui trình công nghệ gồm hai nguyên công (hai bước) : khoét và doa Chi tiết được định vị mặt phẳng đầu ( hạn chế 3 bậc tự do là quay xung quanh trục OX,OY và chuyển động tính tiến theo trục OZ), chốt trụ ngắn ở trong lỗ

φ65+0,03 ( hạn chế 2 bậc tự do chuyển động tịnh tiéntheo hai trục OX,OY ), một chốt trụ ngắn ( hạn chế 1 bậc tự do xoay xung quanh trôc OZ)

Ti : Chiều sâu lớp hư hỏng bề mặt do bước công nghệ sát trước để lại

cong vênh, độ lệch tâm, độ không song song)

Theo bảng 10 - Thiết kế Đồ án công nghệ Chế tạo Máy:

Khi khoét tinh :Rz = 30 µm

Theo bảng 3.67 Sổ tay Công Nghệ Chế Tạo Máy :

Sai lệch vị trí không gian tổng cộng được xác định theo công thức sau:

x sph ch

Hệ số in dập :k = 0,06

⇒εb = 2 2

k

Bây giờ ta có thể xác định lượng dư nhỏ nhất theo công thức:

Dun

g Sai

KT qui tròn

1600 72,4

2

70,82Khoét

79,24

4

79,05

8Khoét

tinh

6

555,34

79,96

6

79,89

khác của chi tiết thì tra theo Sổ tay Công nghệ

Nguyên công tính chế độ cắt: Nguyên công Khoét , Doa , Vát mép

lỗ :φ 80+0,03 và cấp nhẵn bóng Ra = 1,25 µm Ta có :chi tiết được gia

10kW

- Chia khoét rộng thô ra làm hai lần với chiều sâu cắt mỗi lần khoét là: t

= 1,5 (mm)

- Theo bảng 5.26 (Sổ tay công nghệ chế tạo máy )

Lượng chạy dao : S = 1,5 (v/ph)

- Tốc độ cắt khi khoét được xác định theo công thức :

z x m

q

S t T

D C

.

z x m

q

S t T

D C

.

.

5 , 1 5 , 1 100

75 3 , 16

5 , 0 2 , 0 3 , 0

3 , 0

= 8,047 (m/ph)

Mô men cắt được tính theo công thức:

Mx = 10.CM.Dq.tx.Sy.Kp

Trong đó:

CM , q , x , y :Là các hệ số và số mũ theo bảng 5.32 ta có :

trong trường hợp này chỉ phụ thuộc vào vật liệu gia công và được

66 , 147

.10003,14.8.75,047 = 0,517 (Kw)

- Chiều sâu cắt : t = 0,75 (mm)

- Theo bảng 5.26 (Sổ tay công nghệ chế tạo máy )

Lượng chạy dao : S = 1,2 (v/ph)

- Tốc độ cắt khi khoét được xác định theo công thức :

z x m

q

S t T

D C

.

T : Chu kỳ bền trung bình của mũi khoét : theo bảng 5.30 ta có :T

0,8

z x m

q

S t T

D C

.

.

2 , 1 75 , 0 100

5 , 79 3 , 16

5 , 0 2 , 0 3 , 0

3 , 0

= 10,52 (m/ph)

Mô men cắt được tính theo công thức:

Mx = 10.CM.Dq.tx.Sy.Kp

Trong đó: