đồ án kỹ thuật cơ khí Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết

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

Lời nói đầu

BÁO CÁO THỰC TẬP

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 , đồngthời 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 ngườ kỹ sư gặp phải khi thiết

kế một qui trình sản xuất chi tiết cơ khí

Em xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên

Vò Duy Phát

CHƯƠNG 1:

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NGÀNH CÔNG NGHỆ

CHẾ TẠO MÁY

Ngành công nghệ chế tạo máy đóng vai trò quan trọng trong việc sản xuất

ra các máy móc thiết bị cho tất cả các nghành trong nèn kinh tế quốc dân Có thể nói rằng, không có ngành chế tạo máy thì không thể tồn tại các ngành công

nghiệp khác Vì vậy, việc phát triển các ngành khoa học kỹ thuật trong lĩnh vực công nghệ chế tạo máy có ý nghĩa hang đầu nhằm thiết kế hoàn thiện và vận dụngcác phương pháp chế tạo, tổ chức và điều khiển quá trình sản xuất đạt hiệu qủa kinh tế cao

Bất kể 1 sản phẩm cơ khí nào cũng được tiến hành như sau: Căn cứ vào yêucầu sử dụng, thiết kế ra nguyên lý của thiết bị, từ đó thiết kế ra nguyên lý của thiết

bị, từ đó thiết kế ra kết cấu thực sự, sau đó chế tạo thử để kiểm nghiệmkết cấu sửađổi hoàn thiện rồi mới đưa vào sử dụng Nhà công nghệ thì căn cứ vào thiết kế để chuẩn bị quá trình sản xuất Nhưng giữa thiết kế và chế tạo có mối quan hệ chặt chẽ Nhà thiết kế khi nghĩ đến yêu cầu sử dụng của thiết bị đồng thời phảI nghĩ đến vấn đề công nghệ để sản xuất ra chúng Vì vậy nhà thiết kế cũng phảI nắm vững kiến thức về công nghệ chế tạo

Từ bản thiết kế kết cấu đến lúc cho ra sản phẩmlà 1 quá trình phức tạp, chịutác động của cả yếu tố chủ quan và khách quan, làm cho sản phẩm sau khi chế tạo

có sai lệch hạn chế so với bản thiết kê kết cấu

Công nghệ chế tạo máy là lịnh vức khoa học kỹ thuật có nhiệm vụ nghiên cứu, thiết kế và tổ chức thực hiện quá trình chế tạo sản phẩm cơ khí đạt cá tiêu chuẩn kinh tế, kỹ thuật trong những điều kiện cụ thể

Công nghệ chế tạo máy là 1 môn học liên hệ chặt chẽ giữa lý thuyết và thựctiễn sản xuất Nó được tổng kết từ thực tiễn sản xuất Nó được tổng kết từ thực tiễn sản xuất để không ngừng nâng cao trình độ kỹ thuật rồi đem ứng dụng vào thực tế.

Hiện nay, khuynh hướng tất yếu của chế tạo máy là tự động hoá và quá trinh điều khiển công nghệ qua việc điện tử hoá và sử dụng máy vi tính từ khâu chuẩn bị sản xuất đến khâu sản phẩm ra xưởng

Để làm công nghệ được tốt cần phảI có sự hiểu biết sâu rộng về các môn học nh : Sức bền vật liệu, nguyên lý máy, nguyên lý cắt kim loại, công nghệ chế tạo máy, đồ gá,

CHƯƠNG 2:

PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ XÁC ĐỊNH

DẠNG SẢN XUẤT.

2.1.Phân tích chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết :

2.1.1 Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết.

Nhìn chung tính công nghệ trong gia công chi tiết này không phức tạp Đây

là chi tiết có kết cấu đơn giản, có thể gia công bằng các dụng cụ cắt bình thường, trên các máy công cụ truyền thống, chế tạo phôi dễ dàng, các nguyên công chủ yếu gia công trên máy phay Yêu cầu về độ chính xác của chi tiết là không cao, chỉ có bề mặt làm việc chính là có yêu cầu chính xác với độ nhám Rz20 tức cấp chính xác 5 và bề mặt làm chuẩn định vị thì có Rz20, còn các bề mặt khác chỉ cầngia công thô đạt Rz40

2.1.2, Phân tích yêu cầu kỹ thuật của chi tiết.

Nhìn chung yêu cầu kỹ thuật của chi tiết là không cao, có thể gia công đạt yêu cầu kỹ thuật 1 cách dễ dàng bằng các máy truyền thống

Các yêu cầu kỹ thuật của chi tiết là:

-Đảm bảo độ song song giữa hai mặt bên cạnh < 0,05mm -Đảm bảo độ song song giữa hai mặt đáy và mặt trên < 0,05mm

-Đảm bảo độ song song và vuồng góc giữa các bề mặt < 0,05mm.

-Các bề mặt còn lại đạt yêu cầu Rz = 40

2.1.3 Vật liệu chế tạo của chi tiết gia công.

Vật liệu chế tạo của chi tiết gia công là gang xám C15-32, độ cứng

HB = 90 Thành phần hoá học

Thành phần hoác học của vật liệu C% Si% Mn% P% Cr% Ni% 3,2 3,8 2,42,7 0,50,7 0,65 0,15 0,5

2.2 Xác định dạng sản xuất.

2.2.1 mục đích.

Về việc sản xuất có ý nghĩa rất lớn đến quá trình thiết kế quy trình công nghệ, nó góp phần quan trọngtrong việc tính toán các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật cụ thể: NÕu như dạng sản xuất là đơn chiếc thì ta có thể tập trung nguyên công, dùng đồ gá vạn năng thay cho đồ gá chuyên dùng, như vậy có thể giảm được chi phí gia công, còn nếu như dạng sản xuất là hàng khối thì a phải phân tán nguyên công, sử dụng các loại đồ gá chuyên dùng ( mỗi nguyên công chỉ có 1 bước công nghệ ) Làm nh vậy sẽ tăng năng suất gia công, hạ giá thành sản phẩm

N : Sè chi tiết cần sẩn xuất trong năm

N1: Số lượng máy cần sản xuất trong năm.(17500 chiếc/ năm)m: Sè chi tiết trong 1 máy

 : Sè % chi tiết được chế tạo thêm để phòng phế phẩm

 = 58 Chọn  = 8

Thay vào công thức trêb ta được:

N = 17500.1.( 1+ 8/100 ) = 18900 chi tiết

* Xác định trọng lượng của chi tiết:

Ap dụng công thức

Q = V.

V : là thể tích của chi tiết.

 : là trọng lượng riêng của vật liệu(gang xám: =6.8-7.4 kg/dm3)

Ta có:

 V = 0.095 (dm3)

Vậy trọng lượng của chi tiết sẽ là:

Q = 0,095 7,4 = 0,7 kgTheo bảng cách xác định dạng sản xuất:

CHƯƠNG 3:

XÁC ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI VÀ BẢN VẼ

LỒNG PHÔI

3.1.Xác định phương pháp chế tạo phôi:

Chọn phôi được xác định bởi nhiều yếu tố nh:

+ Kết cấu của chi tiết là chi tiết dang hộp

+ Vật liệu của chi tiết là gang xám

+ Điều kiện làm việc của chi tiết

+ Dạng sản xuất là sản xuất loạt vừa

Cơ tính và đọ chính xác của phôi đúc tuỳ thuộc vào phương pháp đúc

Và kỹ thuật làm khuôn Tuỳ theo tính chất vật liệu của chi tiết đúc, trình độ kỹ thuật đúc để chọn các phương pháp đúc khác nhau

Chọn phôi hợp lý chẳng những đảm bảo tốt những yêu cầu kỹ thuật của chi tiết mà còn ảnh hưởng đến năng xuất và giá thành sản phẩm Chọn phôi tốt sẽ làmcho quy trinh công nghệ đơn giản đi rất nhiều và phí tổn vật liệu cũng nh chi phí gia công giảm đi nhiều Phôi được xác định hợp lý phần lớn phụ thuộc vào lượng

dư gia công Dựa vào các yếu tố trên đã đưa ra các phương pháp chế tạo phôI nh sau:

Phương án 1: Chọn phôi đúc được thực hiện trong khuôn kim loại, mẫu

gỗ

Ưu điểm: Có thể tạp hình dáng của phôi gần giống hình dáng của chi tiết

Lượng dư gia công bề ngoài của phôi tương đối đồng đều, lượng dư gia công nhỏ  Chế độ cắt ổn định

Nhược điểm: Giá thành chế tạo khuôn kim loại tương đối đắt

Phương án 2: Chọn phôi đúc đươc thực hiện trong khuôn cát.

Ưu điểm : gía thành chế tạo phôi rẻ

Có thể tạo hình dáng của phôi gần giống với hình dạng của chi tiết

Lượng dư gia công bên ngoài của phôi tương đối đồng đều  chế độ cắt ổn định.

Nhược điểm: Thời gian chuẩn bị phôi tương đối mất nhiều công sứ

So sánh hai phương án trên ta thấy phương án 2 là phù hợp với sản xuất loạt vừa

3.2 Thiết kế bản vẽ chi tiết lồng phôi:

Muốn thiết kế được bản vẽ lồng phôi trước hết ta cần xác định được các mặt gia công, tính và tra lượng dư cho các mặt đó

Dựa vào bản vẽ chi tiết ta thấy có các mặt sau đây cần gia công là :

*Tính lượng dư gia công khi phay mặt đáy A:

Lượng dư gia công tính theo công thức:

Zimin = Ri-1+Ti-1+Pi-1+ i

Trong đó:

Ri-1: là chiều cao nhấp nhô tế vi do bước công nghệ trước để lại

Ti-1: là chiều sâu lớp hư hỏng bề mạt do bước công nghệ trước để lại

Pi-1: tổng sai lệch về vị trí không gian do bước công nghệ trước để lại

 i: Sai số ở bước công nghệ đang thức hiện

Theo bảng 10( HĐTKACNCTM ) ta có gia tri Rz và Ti của phôI là:

Rz = 250 m , Ti = 350 m

Sai lệch không gian tổng công được tính theo công thức

PphôI = Pc + PcmGiá trị Pc được tính theo công thức: Pc =  k.L

 b và  c là dung sai kích thước chiều dài và bề rộng của bề mặt gia công.

Tra bảng 3-98(STCNCTM1) ta có sai lệch cho phép theo kích thước của vật đúc cấp chính xác 2 là:

 c = 0 vì chuẩn định vị trùng với gốc kích thước

Sai số kẹp chặt  k = 130 m ( tra bảng 23 HĐTKACNCTM )

Vậy lượng dư khi gia công mặt đáy là

Zmin = Z1min + Z2min = 2072.2+260.53 = 2329.764 m=2.5 mmTra lượng dư cho các bề mặt còn lại

Tra bảng 3-95 STCNCTMT1, ta có :

Trên: Zmin = 4,0mm

Dưới, bên cạnh :Zmin = 3,5mm

CHƯƠNG 4:

THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT

PHẦN 1: XÁC ĐỊNH ĐƯỜNG LỐI CÔNG NGHỆ

4.1 Xác định đường lối công nghệ :

Do kết cấu của chi tiết khá dơn giản, khả năng gá nhiều dao trên máy là hạnchế, đòng thời gia công nhiều vị trí nhiều dao và gia công song song rất khó thực hiện, ta xây dựng quy trình công nghệ theo nguyên tắc phân tán nguyên công tức

là quy trình công nghệ được chia thành các nguyên công đơn giản có thời gian như nhau( nhịp ) hoặc bội số của nhịp Với quy trình công nghệ theo nguyên tắc trên thì ta chọn phương pháp gia công một vị trí, một dao và gia công tuần tự

4.2 Chọn phương pháp gia công:

Lá sản xuất loạt vừa do đó muôn chuyên môn hoá cao để đạt được năng suất cao trong điều kiện sản xuất ở Việt Nam thì đường lối công nghệ thích hợp nhất là phân tán nguyên công.ở đay ta dùng máy vạn năng kết hợp với các loại đồ

gá chuyên dùng để chế tạo

Gia công mặt phẳng đáy với Rz = 20 hay độ bóng cấp 5 có các phương pháp gia công để đạt độ bóng cấp 5 là: phay thô, phay tinh Do dã ta chọn phương pháp gia công lần cuối là phay tinh

Gia công các bề mặt còn lại ta chỉ cần dùng phương pháp gia công thô để đạt Rz40

PHẦN 2 : LẬP QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

A: THỨ TỰ CÁC NGUYÊN CÔNG

Nguyên công 1 : Tạo phôi

Nguyên công 2: Phay mặt đáy A

Nguyên công 3: Phay hai mặt bên C,B

Nguyên công 4: Phay mặt E

Nguyên công 5: Phay mặt D

Nguyên công 6: Phay mặt F

Nguyên công 7: Kiểm tra độ song song giữa 2 mặt C,D

Nguyên công 8: Kiểm tra độ song song giữa 2 mặt C,D

B THIẾT KẾ CÁC NGUYÊN CÔNG

I: NGUYÊN CÔNG 1: Tạo phôi

Phân tích nguyên công:

Yêu cầu kỹ thuật của nguyên công

Đúc phôi ra không bị cong vênh, không bị nứt, không có các lỗ khí quá lớn.Phôi đúc không bị sai lệch về hình dạng quá lớn

Đảm bảo được kích thước của phôi

Đúc song phải ủ dể giảm chai cứng bề mặt, làm sạch vỏ ngoài, mài ba via trước khi gia công

1.Mặt phân khuôn:

Các nguyên tắc chọn mặt phân khuôn:

Đảm bảo yêu cầu về tính chất kim loại

+ Những bề mặt gia công cần bố trí nằm dưới hay bên cạnh

+ Đảm bảo độ chắc của kim loại trong vật đúc

+ Mặt ráp khuôn không được cắt ngang mặt chuẩn.

Đảm bảo lấy mẫu dễ, đồng thời dễ dàng trong việc làm khuôn

Trên nguyên tắc đó ta lựa chọn mặt phân khuôn nh trên bản vẽ lồng phôi

2.Hệ thống rót:

Các nguyên tắc khi lựa chọn vị trí của hệ thống rót:

Dòng kim loại chảy vào khuôn phải êm, không va đập vào thành khuôn, lõi,không sinh bắn toé

Đường đi của dòng kim loại nên ngắn nhất, mau chóng điền đầy khuôn.Điều hoà được hiện tượng lý nhiệt trong khuôn, với vật đúc gang xám nên dẫn kim loại vào chỗ mỏng nhằm làm đều tốc độ nguội giữa các phần dày mỏng tránh được ứng suất dư gây ra nứt, nên dẫn kim loại vào nhiều chỗ

Với các nguyên tắc trên ta lựa chọn cách dẫn kim loại: sử dụng cốc rót tiêu chuẩn, phân luồng kênh dẫn kim loại lỏng vào lòng khuôn Dẫn kim loại vào hai bên thành mỏng của càng (tại thân càng), điều này sẽ làm đều tốc độ nguội của cả lòng khuôn, và sẽ điền đầy lòng khuôn một cách nhanh chóng, dàn đều kim loại

ra hai bên và nhất là không gây ra va chạm vào lõi của khuôn, dòng chảy đều êm, không gây ra rung động mạnh

Phân tích nguyên công: là nguyên công dùng để làm chuẩn tinh cho các mặt còn lại.

Máy phay đứng vạn năng 6H13

Mặt làm việc của bàn máy : 400  1600mm

Công suất động cơ: N = 10kw,

Hiệu suất máy  = 0,75

Chiều cao dao: B = 39mm

Dụng cụ kiểm tra: Thước cặp

Bậc thợ : 3/7

Xác định chế độ cắt:

Lượng dư gia công Z=2.5mm

* Bước 1: Phay thô.

Chiều sâu cắt: t = 2mm

Lượng chạy dao : Sv( mm/vòng)

Tra bảng 5-33 STCNCTMT2 ta có:

S = 0,20,29(mm/vòng)Chọn S = 0,28( mm/vòng)

Xác định vận tốc cắt :V(m/phút)

Vận tốc V được xác định theo công thức

z y x m

q

Z B S t T

D C

Kv = Kmv+Knv+KuvTra bảng 5-1 STCNCTMT2 ta có

Kuv = 1Tra bảng 5-39 STCNCTMT2 ta có

Cv Q X Y U p m

445 0,2 0,15 0,35 0,2 0 0,32

Tra bảng 5-40 STCNCTMT2 ta có

Tuổi bền của dao T = 180phót

Thay vào công thức tính V ta được

z y x m

q

Z B S t T

D C

10 39 28 , 0 2 180

70 445

0 2 , 0 35 , 0 15 , 0 32 , 0

2 , 0

=113.5 ( m/phút)

k n

D

Z B S t C

.

10

Kmp: là hệ số điều chỉnhcho chất lượng của bề mặt gia công

Cp X Y U q w

Thay vào côg thức tính lực Pz ta được

475 70

10 39 28 , 0 2 5 , 54 10

.

10

0 1

1 74 , 0 9 , 0



mp w

q

u y x

n D

Z B S t C

= 2208 ( N )Tính Mômen xoắn Mx trên trục chính máy

Mx=

100 2

.D

P z

=22082.100.70 =772.8(Nm)Tính công suất máy Ne

60 1020

4 , 104 2208 60

1020

Bước 2 : Phay tinh:

Chiều sâu cắt: t = 0.5mm

Lượng chạy dao : Sv( mm/vòng)

Tra bảng 5-33 STCNCTMT2 ta có:

S = 0,20,29(mm/vòng)Chọn S = 0,2( mm/vòng)

Xác định vận tốc cắt :V(m/phút)

Vận tốc V được xác định theo công thức

z y x m

q

Z B S t T

D C

Kv: là hệ số điều chỉnh chung cho vận tốc cắt

Kv = Kmv+Knv+KuvTra bảng 5-1 STCNCTMT2 ta có

Kuv = 1Tra bảng 5-39 STCNCTMT2 ta có

Cv Q X Y U p m

445 0,2 0,15 0,35 0,2 0 0,32

Tra bảng 5-40 STCNCTMT2 ta có

Tuổi bền của dao T = 240 phót

Thay vào công thức tính V ta được

z y x m

q

Z B S t T

D C

10 39 2 , 0 5 0 180

70 445

0 2 , 0 35 , 0 15 , 0 32 , 0

2 , 0

= 157,2( m/phút)

k n

D

Z B S t C

.

10

Kmp: là hệ số điều chỉnhcho chất lượng của bề mặt gia công

Cp X Y U q w

Thay vào côg thức tính lực Pz ta được

600 70

10 39 2 , 0 5 , 0 5 , 54 10

.

10

0 1

1 74 , 0 9 , 0



mp w

q

u y x

n D

Z B S t C

=494.5 ( N )Tính Mômen xoắn Mx trên trục chính máy

Mx=

100 2

.D

P z

=4942.100,5.70= 173(Nm)Tính công suất máy Ne

60 1020

88 , 131 5 , 494 60

1020

*Tính thời gian gia công:

Thời gian gia công cơ bản tính theo công thức sau:

n S

L L L

.

2

1 



( ph )Trong đó:

L: Là chiều dai gia công: L=88mm

L1:là khoảng ăn dao:

L1=0,5.( D- D 2 B2 )+3 = 0,5 ( 84- 84  39 2 )+3= 7.8(mm)

L2: là khoảng thoát dao : L2=16 mm

Chọn L2 = 4mm

Số lần chạy dao i=1

Thay vào công thức ta được:gia công thô

n S

L L L

.

4 8 7

=0,72 ( ph )Khi gia công tinh, ta có:

n S

L L L

.

4 8 7

= 0.8 ( ph )

T0 = T01 + T02 = 1,52( ph )=91.2 s

Phân tích nguyên công:

Máy phay đứng vạn năng 6H13

Công suất động cơ: N = 10kw,

Hiệu suất máy  = 0,75

Lượng dư gia công Z=4mm

Gia công thô

Chiều sâu cắt: t = 3mm

Lượng chạy dao : Sv( mm/vòng)

Tra bảng 5-33 STCNCTMT2 ta có lượng tiến dao răng khi phay phôi thép

là

S = 0,120,2(mm/răng)Khi phay phôi gang thi lượng tiến dao S tăng 30%

 lượng chạy dao răng khi phay phôi gang là :