Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết cần đỡ trục ( dạng hộp )

Đồ án CN CTM GVHD: Trần Thanh Lam BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật tpHCM Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc KHOA CƠ KHÍ MÁY – BỘ MÔN CHẾ TẠO MÁY NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY Họ và tên: Nguyễn Xuân Hiếu MSSV : 11143344 Ngành: Công Nghệ Chế Tạo Máy Lớp : 111432C Tên đề tài: Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết: Cần Đỡ Trục ( Dạng Hộp ) 1 Số liệu cho trước: -Sản lượng:80000 chiếc/năm 2 Nội dung thiết kế: - Nghiên cứu chi tiết gia công: chức năng làm việc, tính công nghệ của kết cấu … và xác định dạng sản xuất. - Chọn phôi và phương pháp tạo phôi, tra lượng dư gia công cho các bề mặt gia công. - Lập tiến trình công nghệ: thứ tự gia công, gá đặt, so sánh các phương án, chon phương án hợp lí. - Thiết kế nguyên công: - Chọn máy.Vẽ sơ đồ gá đặt có ký hiệu định vị, kẹp chặt, dụng cụ cắt ở vị trí cuối cùng, chỉ rõ phương chiều của các chuyển động. Ghi kích thước, độ bóng, dung sai của các nguyên công đang thực hiện. - Trình bày các bước: chọn dao (loại dao và vật liệu làm dao), tra các chế độ cắt: n,s,t và tính thời gian gia công cơ bản cho từng bước công nghệ. - Tính lượng dư gia công.Tính toán chế độ cắt cho nguyên công thiết kế đồ gá. - Thiết kế đồ gá: + Vẽ sơ đồ nguyên lý cho đồ gá. Chọn kết cấu đồ gá và trình bày nguyên lý làm việc của đồ gá. + Tính lực kẹp cần thiết, lực kẹp của cơ cấu kẹp. + Tính sai số chuẩn và so sánh với dung sai của nguyên công đang thực hiện trên đồ gá. + Tính sức bền cho các chi tiết chịu lực. 3 Các bản vẽ: - Bản vẽ chi tiết:………………………………………………1 bản (A3). - Bản vẽ chi tiết lồng phôi:………………………………1 bản ( A3). - Tập bản vẽ sơ đồ nguyên công:………………………4 bản (A3). - Bản vẽ thiết kế đồ gá: ……………1 bản (A1). (các bản vẽ A3 đóng thành một tập theo quy định của bộ môn) 4 Ngày giao nhiệm vụ: / /2014 5 Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 6 Giáo viên hưỡng dẫn: Trần Thanh Lam Chủ nhiệm bộ môn Giáo viên hướng dẫn Ký tên Ký tên Nguyễn Xuân Hiếu_11143344 Trang 1 Đồ án CN CTM GVHD: Trần Thanh Lam NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN GV hướng dẫn Kí tên Nguyễn Xuân Hiếu_11143344 Trang 2 Đồ án CN CTM GVHD: Trần Thanh Lam MỤC LỤC Nguyễn Xuân Hiếu_11143344 Trang 3 Đồ án CN CTM GVHD: Trần Thanh Lam LỜI NÓI ĐẦU Đồ án môn học là một công trình nghiên cứu và sáng tạo trong phạm vi của ngành học của quá trình học tập nhằm sử dụng vốn kiến thức đã có để hoàn thành một công việc trong phạm vi của ngành học. Cùng với sự phát triển vượt bậc của khoa học kỹ thuật, cùng với sự đòi hỏivề mẫu mã đa dạng phong phú, thúc đẩy người thiết kế càng ngày càng nhạy bén hơn, song song với điều này, hiện nay có rất nhiều phương pháp gia công, đặc biệt là máy tự động, máy điệu khiển bằng chương trình số. Tuy nhiên với điều kiện kinh tế nước ta hiện nay thì những phương pháp gia công đó chưa được phổ biến. Do đó để phù hợp với điều kiện của ngành cơ khí nước ta nói riêng, đồ án môn Công Nghệ Chế Tạo Máy đã thiết kế qui trình công nghệ gia công theo phương pháp cổ điển. Căn cứ vào yêu cầu kỹ thuật và hiệu quả kinh tế, đồ án này đã đề nghị một trong những qui trình công nghệ tối ưu nhất để gia công hoàn chỉnh chi tiết. Việc quyết định sử dụng các phương án tối ưu của qui trình công nghệ và tối ưu về kỹ thuật theo đúng yêu cầu kỹ thuật của chi tiết giúp cho sinh viên ôn lại những kiến thức đã học về chọn tiến trình công nghệ tối ưu, tính chế độ cắt, chọn chuẩn, sai số chuẩn, tính lượng dư gia công… và những kiến thức này được vận dụng một cách đúng đắn và phù hợp dưới sự hướng dẫn của giáo viên. Đây là lần đầu tin em làm quen với môn đồ án công nghệ chế tạo máy có nội dung và kiến thức rất nhiều nên có nhiều thiếu xót trong suốt quá trình thực hiện do đó em rất mong được sự hướng dẫn tận tình của thầy cô và ý kiến đóng góp của các bạn. Cuối cùng em xin chân thành ghi ơn sự dẫn dắt và chỉ bảo tận tình của Trần Thanh Lam đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án này. Nguyễn Xuân Hiếu_11143344 Trang 4 Đồ án CN CTM GVHD: Trần Thanh Lam LỜI CẢM ƠN Sau mười tuần thực hiện đồ án môn học công nghệ chế tạo máy. Em đã thực hiện hoàn thành đề tài: Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết Cần đỡ trục. Bên cạnh sự cố gắng, nỗ lực của bản thân em còn có sự động viên của bạn bè, hướng dẫn, giúp đỡ của thầy để hoàn thành đồ án này đúng thời gian quy định. Em xin chân thành cảm ơn thầy: Trần Thanh Lam, giảng viên nghành công nghệ chế tạo máy khoa cơ khí máy-Trường đại học sư phạm kĩ thuật TP HCM. GVHD: Trần Thanh Lam SVTH: Nguyễn Xuân Hiếu MSSV: 11143344 LỚP : 111432C Nguyễn Xuân Hiếu_11143344 Trang 5 Đồ án CN CTM GVHD: Trần Thanh Lam CHƯƠNG 1 : NGHIÊN CỨU CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ TẠO PHÔI I.NGHIÊN CỨU CHI TIẾT GIA CÔNG 1.CÔNG DỤNG CỦA CHI TIẾT Cần đỡ trục là loại chi tiết quan trọng trong sản phẩm có lắp trục. Cần đỡ trục có nhiệm vụ đỡ trục của máy và xác định vị trí tương đối của trục trong không gian nhằm thực hiện một nhiệm vụ động học nào đó. Cần đỡ trục còn làm nhiệm vụ của ổ trượt. Chi tiết làm việc trong điều kiện rung động và thay đổi 2. VẬT LIỆU CHẾ TẠO Vật liệu phải được chọn sao cho hợp lý, đảm bảo về giá thành sản xuất, khả năng gia công và đặc biệt là khả năng có thể nhiệt luyện để đạt được độ cứng theo yêu cầu đề ra đối với chi tiết. Chi tiết là gang xám, kí hiệu GX 15-32, theo trang 220 tài liệu [8] ta có các thông số sau: + Giới hạn bền kéo 150 N/mm 2 + Độ dẻo dai δ ≈ 0,5% + Giới hạn bền uốn 320 N/mm 2 + Gới hạn bền nén 600 N/mm 2 + Độ cứng 170-229 HB, chọn HB = 190 + Dạng grafit: tấm nhỏ Nguyễn Xuân Hiếu_11143344 Trang 6 Đồ án CN CTM GVHD: Trần Thanh Lam + Tính chất lý, hóa đủ đáp ứng chức năng phụ vụ vào công nghệ chế tạo - Chi tiết là gang xám kí hiệu: GX 15-32 nên ta chế tạo bằng phương pháp đúc. 3. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết. Với chi tiết cho như bản vẽ, về kết cấu đã được đơn giản hóa gần như hoàn toàn. Với kết cấu đơn giản như vậy ta nên chọn phương pháp tạo phôi là đúc. Là chi tiết dạng hộp nên ta cần phải gia công đạt đạt được các yêu cầu kỹ thuật như: độ song song, độ vuông góc được trình bày trên bản vẽ. Các bề mặt gia công chủ yếu là các bề mặt lỗ và bề mặt phẳng, nên sử dụng các phương pháp gia công chủ yếu như: phay, khoan, khoét, doa… Vì những phương pháp này cho năng suất cao. Về cơ bản tất cả các bề mặt gia công thì dụng cụ cắt có thể tiếp cận được dễ dàng. Các bề mặt lỗ có thể gia công để đạt được độ chính xác Ra = 1.6 bằng phương pháp: khoét, doa, mài, chuốt Nguyễn Xuân Hiếu_11143344 Trang 7 Đồ án CN CTM GVHD: Trần Thanh Lam II.XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT 1. Sản lượng chi tiết cần chế tạo. Số lượng chi tiết cần chế tạo trong một năm tính theo công thức : N = N 0 . m.(1 + 100 βα + ) (chiếc/ năm) Trong đó: m = 1 : số lượng chi tiết như nhau trong một đơn vị sản phẩm. α = 3- 6% : số % phế phẩm dự đoán, β= 5 - 7% : số % chi tiết dự trữ cho quý sau. Ta chọn β=7%, α = 6% N0 =80.000 là sản lượng trong một năm theo kế hoạch Ta được: ⇒ N= 80000 .1 . (1 + 100 76 + ) = 90400 (chiếc/ năm). 2. Khối lượng chi tiết Khối lượng của chi tiết được xác định theo công thức: Q = V * γ Trong đó: Q : khối lượng của chi tiết (Kg) V : thể tích của chi tiết (dm 3 ) γ : khối lượng riêng của vật liệu (kg/dm 3 ) ( γ = (6,8 ÷ 7,4 kg/dm3, chọn γ = 7 kg/dm 3 ) Theo phần mềm Creo, thể tích của chi tiết được tính là : 1360310 mm 3 Khối lượng chi tiết Q= 1,360310. 7 = 9,52 (kg) Nguyễn Xuân Hiếu_11143344 Trang 8 Đồ án CN CTM GVHD: Trần Thanh Lam 3. Dạng sản xuất và đặc trưng của nó. Dựa theo sản lượng chi tiết và khối lượng chi tiết Q - trọng lượng chi tiết Dạng sản xuất > 200 kg 4÷200 kg < 4 kg Sản lượng hàng năm của chi tiết (chiếc) Đơn chiết < 5 < 10 < 100 Hàng loạt nhỏ 55 - 10 10 - 200 100 - 500 hàng loạt vừa 100 - 300 200 - 500 500 - 7500 Hoàng loạt lớn 300 - 1000 500 - 1000 5000 - 50000 Hàng khối > 1000 > 5000 > 50000 → Ta xác định được dạng sản xuất là hàng khối. III. CHỌN PHÔI VÀ XÁC ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP TẠO PHÔI 1. Chọn dạng phôi. Trong gia công cơ khí các dạng phôi có thể là: phôi đúc, rèn, dập, cán. Xác định loại và phương pháp chế tạo phôi nhằm mụt đích đảm bảo hiệu quả kinh tế-kĩ thuật chung của quy trình chế tạo chi tiết, đồng thời tổng phí tổn chế tạo chi tiết từ khâu chế tạo phôi cho tới công đoạn gai công chi tiết là thấp nhất. Khi xác định loại phôi và phương pháp chế tạo phôi cho chi tiết ta cần quan tâm đến đặc điểm về kết cấu và yêu cầu về chiệu tải khi làm việc của chi tiết (hình dạng, kích thước, vật liệu, chức năng, điều kiện làm việc… Sản lương lượng hàng năm của chi tiết Điều kiện sản xuất thực tế xét về mặt kĩ thuật và tổ chức sản xuất (khả năng về thiết bị, trình độ chế tạo phôi…) Mặt khác khi xác định phương pháp tạo phôi cho chi tiết ta cần quan tâm đến các đặc tính của phôi và lượng dư gia công ứng với loại phôi đó. Sau đây là một số đặc tính quan trọng của các loại phôi thường dung. Nguyễn Xuân Hiếu_11143344 Trang 9 Đồ án CN CTM GVHD: Trần Thanh Lam Trong đồ án công nghệ vì sản xuất hàng khối ,vì tính kinh tế cũng như dạng sản xuất ta sẽ chọn phương pháp chế tạo phôi đúc trong khuôn cát – mẫu kim loại, làm khuôn bằng máy. Phôi đúc đạt cấp chính xác là 2 Cấp chính xác kích thước IT15 → IT16. Độ nhám bề mặt: R z =80µm. a. Phôi đúc. Khả năng tạo hình và độ chính xác phụ thuộc vào cách chế tạo khuôn, có thể đúc được các chi tiết co hình dạng từ đơn giản đến phức tạp. Phương pháp đúc với cách làm khuôn theo mẫu gỗ có độ chính xác của phôi đúc thấp. Phương pháp đúc áp lực trong khuôn kim loại cho đọ chính xác của phôi đúc cao. Phương pháp đúc trong khuôn cát, làm khuôn bằng thủ công có phạm vi ứng dụng rộng, không bị hạn chế bởi kính thước và khối lượng vật đúc, phí tổn chế tạo phôi thấp, tuy nhiên năng xuất không cao.Phương pháp đúc trong khuôm kim loại có phạm vi ứng dụng hẹp hơn về kích thước và khối lượng vật đúc, chi phí chế tạo khuôn cao, tuy nhiên phương pháp này cho năng suất cao, thích hợp cho sản xuất hàng loạt. b. Phôi rèn. Phôi tự do và phôi rèn khuôn chính xác thường được sử dụng trong ngành chế tạo máy. Phôi rèn tự do có hệ số dung sai lớn, cho đọ bền cơ tính cao, phôi có tính dẻo và đàn hồi tốt. Ở phương pháp rèn tự do, thiết bị, dụng cụ chế tạo phôi là vạn năng, kết cấu đơn giản nhưng phawowng pháp này chỉ tạo chi tiết có hình dáng đơn giản và năng suất thấp. Rèn khuôn có độ chính xác cao, năng suất cao nhưng phụ thuộc vào độ chính xác khuôn, mặt khác khi rèn khuôn phải có khuôn chuyên dùng cho từng chi tiết, chi phí làm khuôn cao. Phương pháp này khó đạt các kích thước với đọ chính xác cấp 7-8, nhưng chi tiết có hình dạng phức tạp. c. Phôi cán. Có profin đơn giản như: tròn, vuông, lục giác, lăng trụ…dùng để chế tạo các trục trơn, trục bậc có đường kính ít thay đổi, hình ống, ống vạt, tay gạt, trục ren, mặt bích. Phôi cán định hình phổ biến thường là phôi thép góc, thép hình: I, U, V…được dùng nhiều trong các kết cấu lắp, phôi cán định hình cho từng lĩnh vực riêng, được dùng chế tạo các toa tàu, các máy kéo máy nâng…Phôi cán có cơ tính cao, sai số phôi cán thường thấp, độ chính xác thường là cấp 9→12. Phôi cán được dùng hợp lý trong trường hợp sau, khi cán không cần phải gia công cơ tiếp theo, điếu đó quan trọng khi chế tạo chi tiết bằng thép và hợp kim khó gia công, đắt tiền Chi tiết có hình dạng khá phức tạp, có một số mặt gia công có độ chính xác cấp 6→ 7 ta không dùng phương pháp này để chế tạo phôi. Nguyễn Xuân Hiếu_11143344 Trang 10 [...]... thước 160 thêm 4 mm (mặt bên) = 168 mm Kích thước 30 giảm 6 mm(mặt bên)= 24 mm Kích thước 30 giảm 7 mm (mặt bên) = 53 mm Bán kính góc lượng: 5 mm Góc nghiêng thoát khuôn: 1,30 (Bảng 3-7 sổ tay CNCTM 1) Tra bảng 3-95 trang 252 tài liệu [1] Nguyễn Xuân Hiếu_11143344 Trang 14 Đồ án CN CTM GVHD: Trần Thanh Lam CHƯƠNG 2 : THIẾT KẾ TRÌNH TỰ GIA CÔNG Bản vẽ đánh số : Các phương án gia công : Nguyễn Xuân Hiếu_11143344... dao: (tra bảng 5-127 sổ tay CTM tập 2) Đường kính dao: D = 90 mm; số răng Z = 10; vật liệu K20 (BK 6) 1.6- Chọn dụng cụ đo: thước kẹp dài 150mm, độ chính xác 0,05 1.7- Chia bước: Nguyên công này được chia thành 2 bước (theo bảng 3. 1): phay thô Z = 3mm ,phay bán tinh Z = 0,5 mm 1.8- Tra chế độ cắt và tính thời gian nguyên công  Phay thô: Chi u sâu cắt t = Z = 3 mm Lượng chạy dao thô Sz = 0,14 mm /răng (. .. /răng ( bảng 5-155 CNCTM tập 2) Tốc độ cắt Vb = 20 m/phút (bảng 5 – 155 STCNCTM tập 2) Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào độ cứng của gang K 1 = 0,75, vì độ cứng vật liệu gia công là gang có HB = 200 (bảng 5 – 134 STCNCTM tập 2) Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền của dao K2 = 0,9 Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào bề mặt gia công (gang đúc có vỏ cứng) K 4 = 0,8 Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chi u... hợp kim cứng Các thông số của dao: (tra bảng 5-127 sổ tay CTM tập 2) Đường kính dao: D = 110 mm; số răng Z = 12; vật liệu K20 (BK 6) 1.6- Chọn dụng cụ đo: thước kẹp dài 150mm, độ chính xác 0,05 1.7- Chia bước: Nguyên công này được chia thành 2 bước (theo bảng 3. 1): phay thô Z = 3mm ,phay bán tinh Z = 0,5 mm 1.8- Tra chế độ cắt và tính thời gian nguyên công  Phay thô: Chi u sâu cắt t = Z = 3,5 mm Lượng... 0,05 1.7- Chia bước: Nguyên công này được chia thành 2 bước (theo bảng 3. 1): phay thô Z = 3mm ,phay bán tinh Z = 0,5 mm 1.8- Tra chế độ cắt và tính thời gian nguyên công  Phay thô: Chi u sâu cắt t = Z = 3 mm Lượng chạy dao thô Sz = 0,14 mm /răng ( bảng 5-125 CNCTM tập 2) Nguyễn Xuân Hiếu_11143344 Trang 21 Đồ án CN CTM GVHD: Trần Thanh Lam Tốc độ cắt Vb = 204 m/phút (bảng 5 – 127 STCNCTM tập 2) Trị số... kiện máy hiện có, phương pháp gia công, yêu cầu kĩ thuật và đặc biệt là năng suất sản xuất, vì đây là sản xuất hàng loạt lớn Dựa vào những điều kiện nêu trên nên em chọn phương án 1 làm phương án gia công Nguyễn Xuân Hiếu_11143344 Trang 20 Đồ án CN CTM GVHD: Trần Thanh Lam CHƯƠNG 3 : THIẾT KẾ NGUYÊN CÔNG Nguyên công 1 :Phay mặt đáy 1 1.1 - Sơ đồ gá đặt: 1.2- Định vị: chi tiết được định vị 6 bậc tự do,... bằng 2 chốt 1.3- Kẹp chặt: chi tiết được kẹp chặt bằng cơ cấu kẹp nhanh 1.4- Chọn máy: (tra bảng 4.5 sách hướng dẫn TKĐA CN CTM )chọn máy phay đứng 6H12 có công suất 7 KW, n = 30 – 1500, 18 cấp 1.5- Chọn dao: chọn dao phay mặt đầu gắn với mảnh hợp kim cứng Các thông số của dao: (tra bảng 5-127 sổ tay CTM tập 2) Đường kính dao: D = 90 mm; số răng Z = 10; vật liệu K20 (BK 6) 1.6- Chọn dụng cụ đo: thước... Phay tinh Chi u sâu cắt t = Z = 0,5 mm Lượng chạy dao tinh S0 = 0,5 mm /vòng ( bảng 5-125 CNCTM tập 2) Tốc độ cắt Vb = 260 m/phút (bảng 5 – 127 CNCTM tập 2) Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào độ cứng của gang K1 = 0,89 Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền của dao K2 = 0,8 Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào mác hợp kim cứng K3 = 1 Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào bề mặt gia công (gang đúc có vỏ cứng) K 4 =... 22 Đồ án CN CTM GVHD: Trần Thanh Lam Ta chọn Sph = 270 mm/phút Theo bảng (5 -130 CNCTM tập 2) ta có công suất cắt: Nc= 5.5 kW So sánh Nc = 5,5 kW < Nm =7 kW  Tính thời gian gia công khi phay thô Ttc = T0 +Tp+ Tpv+ Ttn = T0 + 26% T0 L + L1 + L2 S ph Thời gian cơ bản T0 = L = 168 mm L1 = 0,5D +3mm =0,5.90 + 3= 48 mm L2 = ( 2÷ 5)mm = 5mm T0 = 168 + 48 + 5 270 = 0,82 phút Ttc = 0,82 + 0,26.0,82 = 1 phút... Phay tinh Chi u sâu cắt t = Z = 0,5 mm Lượng chạy dao tinh S0 = 0,5 mm /vòng ( bảng 5-125 CNCTM tập 2) Tốc độ cắt Vb = 260 m/phút (bảng 5 – 127 CNCTM tập 2) Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào độ cứng của gang K1 = 0,89 Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền của dao K2 = 0,8 Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào mác hợp kim cứng K3 = 1 Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào bề mặt gia công (gang đúc có vỏ cứng) K 4 = . NGHIÊN CỨU CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ TẠO PHÔI I.NGHIÊN CỨU CHI TIẾT GIA CÔNG 1.CÔNG DỤNG CỦA CHI TIẾT Cần đỡ trục là loại chi tiết quan trọng trong sản phẩm có lắp trục. Cần đỡ trục có nhiệm vụ đỡ trục. HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY Họ và tên: Nguyễn Xuân Hiếu MSSV : 11143344 Ngành: Công Nghệ Chế Tạo Máy Lớp : 111432C Tên đề tài: Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết: Cần Đỡ Trục ( Dạng Hộp. của chi tiết được xác định theo công thức: Q = V * γ Trong đó: Q : khối lượng của chi tiết (Kg) V : thể tích của chi tiết (dm 3 ) γ : khối lượng riêng của vật liệu (kg/dm 3 ) ( γ = (6 ,8