Thiết kế quy trình công nghệ gia công theo phương pháp cổ điển

Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD: Đỗ Mạnh Long LỜI NĨI ĐẦU Đồ án mơn học là một cơng trình nghiên cứu và sáng tạo trong phạm vi của ngành học của q trình học tập nhằm sử dụng vốn kiến thức đã có để hồn thành một cơng việc trong phạm vi của ngành học. Ngày nay, 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 phải càng ngày càng nhạy bén hơn.Hiện nay có rất nhiều phương pháp gia cơng cơ khí khác nhau dựa trên các loại máy móc ngày một hiện đại như là :máy tự động, máy điệu khiển bằng chương trình số. Tuy nhiên với điều kiện kinh tế nước ta hiện nay chưa đủ khả năng để đáp ứng rộng rãi nhu cầu thì những phương pháp gia cơng đó chưa được phổ biến. Do đó để phù hợp với điều kiện của ngành cơ khí nước ta nói riêng, đồ án mơn Cơng Nghệ Chế Tạo Máy đã thiết kế qui trình cơng nghệ gia cơng theo phương pháp cổ điển. Căn cứ vào u cầu kỹ thuật và hiệu quả kinh tế, đồ án này đã đề nghị một trong những qui trình cơng nghệ tối ưu nhất để gia cơng hồn chỉnh chi tiết. Việc quyết định sử dụng các phương án tối ưu của qui trình cơng nghệ và tối ưu về kỹ thuật theo đúng u cầu kỹ thuật của chi tiết giúp cho sinh viên ơn lại những kiến thức đã học về chọn tiến trình cơng nghệ tối ưu, tính chế độ cắt, chọn chuẩn, sai số chuẩn, tính lượng dư gia cơng… 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 tiên chúng em làm quen với mơn đồ án cơng nghệ chế tạo máy có nội dung và kiến thức rất nhiều nên có nhiều thiếu xót trong suốt q trình thực hiện.Do đó em rất mong được sự hướng dẫn tận tình của thầy cơ và ý kiến đóng góp của các bạn. Cuối cùng em xin chân thành cám ơn sự dẫn dắt và chỉ bảo tận tình của thầy Đỗ Mạnh Long đã giúp đỡ em hồn thành đồ án này. 1 SVTH: Đỗ Tuấn Duy Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD: Đỗ Mạnh Long CHƯƠNG I : CHỨC NĂNG VÀ ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT Do sai số về chế tạo và lắp ráp làm cho gối đỡ trục khơng đồng tâm và sai lệch. Ngồi ra, khi bộ truyền làm việc, dưới tác dụng của lực ngồi và phản lực ở gối đỡ, trục bị biến dạng. Do đó, độ khơng song song đường tâm lỗ khơng q 0.02, độ khơng đồng tâm khơng q 0.01, độ khơng vng gốc đường tâm với mặt phẳng khơng q 0.02. CHƯƠNG II: XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT 2 SVTH: Đỗ Tuấn Duy Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD: Đỗ Mạnh Long Trong chế tạo máy người ta phân biệt ba dạng sản xuất : • Sản xuất đơn chiếc • Sản xuất hàng loạt • Sản xuất hàng khối Mỗi dạng sản xuất có những đặc điểm riêng, phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau, tuy nhiên ở đây chúng ta khơng đi sâu vào nghiên cứu những đặc điểm của từng dạng sản xuất mà chỉ nghiên cứu phương pháp tính tốn. Muốn xác định phương pháp tính tốn trước hết phải biết sản lượng hàng năm của chi tiết gia cơng. Sản lượng hàng năm được tính theo cơng thức : 1 . .(1 ) 100 N N m β = + Trong đó : • N -số chi tiết sản xuất trong một năm. • N 1 – số sản phẩm. • m- số lượng chi tiết như nhau. • - số chi tiết được chế tạo thêm để dự trữ (từ 5% đến 7%). Nếu tính đến số % phế phẩm chủ yếu trong các phân xưởng đúc và rèn thì ta có cơng thức sau : 1 . .(1 ) 100 N N m α β + = + trong đó % = 3% -6%. Sản lượng sản xuất hàng năm của chi tiết là 30000 chiếc /năm =5%,=7% ⇒ 33600) 100 75 1(1.30000 = + +=N Sau khi xác định được sản lượng hàng năm của chi tiết N ta phải xác định trọng lượng chi tiết. Trọng lượng của chi tiết được xác định như sau : . ct Q V γ = • V ct : thể tích tổng thể của chi tiết. • : trọng lượng riêng của vật đúc. Do vật liệu là gang xám, nên = (6,8÷7,4) kg/ 3 dm V ct = V1 + V2 - V3 - V4 + V5 - V6 - V7 + V8 - V9 + V10 – V11 – V12 V1= 200.120.30= 720000 3 mm V2= 3 mm V3= 60.60.5=18000 3 mm V4= 75,529815.5,7.14,3.215 2 22 ==R π 3 SVTH: Đỗ Tuấn Duy Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD: Đỗ Mạnh Long V5= 6908055.20.14,355 22 ==R π 3 mm V6= 2041065.10.14,365 22 ==R π 3 mm V7= 5,35325.15.14,35 22 ==R π 3 mm V8= 2(50+20)20.10=28000 3 mm V9= 2.10.10.10= 2000 3 mm V10= 150 3 mm V11= 20.20.2,5=1000 3 mm V12= 5,3925.5.14,35 22 ==R π 3 mm Nên Vct= 0,28 3 dm ⇒ Q = V ct . =0,28.7= 2 kg. Cách xác định dạng sản xuất : • Q 1 = 2 kg • N= 33600 chiếc Tra bảng (3-2) trang 173-sổ tay cơng nghệ chế tạo máy- tập I, ta có dạng sản xuất là hàng loạt vừa. Từ việc xác định dạng sản xuất ta có thể chọn thiết bị, trang bị phương án lập trình cơng nghệ cho phù hợp. 4 SVTH: Đỗ Tuấn Duy Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD: Đỗ Mạnh Long CHƯƠNG III : CHỌN PHƠI VÀ XÁC ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHƠI. Theo kết cấu của chi tiết, vật liệu cũng như điều kiện làm việc, dạng sản xuất, ta chọn phơi đúc trong khn cát và phương pháp làm khn là làm bằng máy và vật liệu chế tạo phơi là gang xám vì các ưu điểm sau : Gang xám rẻ, dễ đúc, cơ tính khá, làm việc tốt trong điều kiện mài mòn và rung động. Tính dễ đúc thể hiện ở chỗ : • Chảy lỗng tốt, hình dáng có thể phức tạp. • Khi đơng đặc co ngót ít. • Co ngót sau khi đơng đặc nhỏ nên nên ít gây nứt, phần lớn gang đúc xong khơng cần ủ, khử ứng suất. • Kích thước tương đối ổn định. Khi thiết kế các chi tiết đúc bằng gang khơng cần quan tâm đến tính đúc của hợp kim nhưng phải nắm vững mối quan hệ giữa tốc độ nguội và tổ chức của gang. Trong cùng một vật đúc do tốc độ làn nguội chênh lệch nhau có thể tạo tổ chức gang khác nhau.Về cơ bản khi đúc những vật dày mỏng khác nhau phải biết chọn hợp kim đúng, đơi khi cần sử dụng các biện pháp khác. Sau khi xác định phơi và phương pháp chế tạo, tra bảng ta xác định lượng dư của các bề mặt gia cơng là : Mặt A : Z A = 5mm Mặt B : Z B =4 mm Bảng vẽ thiết kế khn đúc như sau : 5 SVTH: Đỗ Tuấn Duy Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD: Đỗ Mạnh Long 6 SVTH: Đỗ Tuấn Duy Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD: Đỗ Mạnh Long CHƯƠNG IV : CHỌN PHƯƠNG PHÁP GIA CƠNG VÀ LẬP QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ. PHƯƠNG ÁN 1: Ngun cơng Nội dung Định vị Kẹp chặt 1 Phay mặt đáy Mặt đầu: 3 BTD Khối V ngắn : 2 BTD Khối V di động : 1 BTD Tay quay 2 Phay mặt đầu Mặt đáy: 3 BTD Rãnh trong: 2 BTD Chốt: 1 BTD Đòn kẹp 3 Kht, doa lỗ φ20 Mặt đáy: 3 BTD Rãnh trong: 2 BTD Chốt: 1 BTD Đòn kẹp 4 Kht, doa lỗ φ30 Mặt đáy: 3 BTD Rãnh trong: 2 BTD Chốt: 1 BTD Đòn kẹp 5,6 Phay 2 rãnh B=10, t=10 Mặt đáy : 3 BTD Chốt trụ ngắn : 2 BTD Chốt: 1 BTD Đòn kẹp 7 Khoan 2 lỗ φ15 Mặt đáy: 3 BTD Rãnh trong: 2 BTD Chốt: 1 BTD Đòn kẹp 8 Phay rãnh B=20, t=2,5 Mặt đầu : 3 BTD Chốt trụ ngắn: 2 BTD Chốt : 1 BTD Tay quay 9 Khoan φ10 Mặt đầu : 3 BTD Chốt trụ ngắn: 2 BTD Chốt : 1 BTD Tay quay PHƯƠNG ÁN 2 : Ngun cơng Nội dung Định vị Kẹp chặt 7 SVTH: Đỗ Tuấn Duy Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD: Đỗ Mạnh Long 1 Phay mặt đáy Mặt đầu : 3 BTD Khối V ngắn : 2 BTD Khối V di động : 1 BTD Tay quay 2 Phay mặt đầu Mặt đáy :3BTD Sử dụng 3 chốt hạn chế 3 BTD còn lại Đòn kẹp 3 Phay rãnh kích thước 120x120mm Mặt đầu : 3 BTD Khối V ngắn : 2 BTD Khối V di động(có khả năng tự lựa) : 1 BTD Tay quay 4 Kht, doa 2 lỗ Mặt đáy : 3 BTD Chốt trụ ngắn : 2 BTD Chốt trám : 1 BTD Đòn kẹp 5 Kht, doa lỗ φ30 Mặt đáy : 3 BTD Chốt trụ ngắn : 2 BTD Chốt trám : 1 BTD Đòn kẹp 6,7 Phay 2 rãnh B=10, t=10 Mặt đáy : 3 BTD Chốt trụ ngắn : 2 BTD Chốt trám : 1 BTD Đòn kẹp 8 Phay rãnh B = 20, t=2.5 Mặt đáy : 3 BTD Chốt trụ ngắn : 2 BTD Chốt trám : 1 BTD Tay quay 9 Khoan lỗ φ10 Mặt đáy : 3 BTD Chốt trụ ngắn : 2 BTD Chốt trám : 1 BTD Tay quay Ở phương án 1 : dùng bề mặt làm việc là lỗ φ20 để định vị gia cơng lỗ φ10 và rãnh B=20x20, như vậy sẽ làm cho bền mặt làm việc chính thức này sẽ bị biến dạng trong q trình định vị, dẫn đến khả năng làm việc khơng chính xác.Và trong q trình gia cơng lại đổi chuẩn định vị thống nhất, rất mất thời gian trong việc thiết kề đồ gá. Ở phương án hai, sau ngun cơng thứ hai đã tạo được chuẩn tinh thống nhất là mặt đáy và chuẩn tinh phụ 2 lỗ φ15.Dùng hai chuẩn định vị này trong suốt q trình gia cơng, tiết kiệm được thời gian gá đặt, bảo đảm bề mặt làm việc chính thức khơng bị biến dạng trong q trình gia cơng. Từ nhận định trên, ta chọn phương án 2 để gia cơng chi tiết gối đỡ trục. 8 SVTH: Đỗ Tuấn Duy Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD: Đỗ Mạnh Long CHƯƠNG V : THIẾT KẾ NGUN CƠNG. 1. Ngun cơng 1 : Phay bán tinh mặt phẳng mặt đáy. 9 SVTH: Đỗ Tuấn Duy Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD: Đỗ Mạnh Long Định vị : 6 bậc tự do. Mặt định vị là mặt phẳng mặt đầu: 3 BTD.Chọn chuẩn thơ là mặt phẳng B. Định vị mặt bên bằng khối V ngắn : 2 BTD Khối V di động chống xoay : 1 BTD Kẹp chặt bằng tay quay Chọn máy phay ngang ký hiệu 678M, cơng suất N= 1.7kW, µ=0.75 Chọn dao : ba dao phay trụ thép gió P18 Lượng dư gia cơng lần một là Z b = 4mm. Lượng dư gia cơng lần hai là Z b = 1 mm. Chế độ cắt :  Bước 1 : Chiều sâu cắt t= 4 mm. Bảng (5-134) sổ tay sổ tay CNCTM tập 2 : S z = 0,15 mm/răng ;số răng dao phay Z = 8;chu kỳ bền của dao T=180 ;đường kính dao phay D=60mm;chiều rộng phay B=60 Tốc độ cắt:V b = 39,5 m/ph. Tốc độ cắt tính tốn là : V tt = V b .k 1 .k 2 .k 3 Trong đó : •Hệ số phụ thuộc vào độ cứng chi tiết gia cơng k 1 = 0,9 •Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt k 2 = 0,75 •Hệ số phụ thuộc vào tuổi bền của dao k 3 = 1 Þ V tt =39,5. 0,9 . 0,75 .1 =26,663 m/ph. Số vòng quay của trục chính theo tính tốn là: 10 SVTH: Đỗ Tuấn Duy [...]... trục chính : n = 1000.V 1000.9,74 = = 207 vòng/ph π D 3,14.15 Lấy theo máy n= 191vg/ph 28 SVTH: Đỗ Tuấn Duy Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD: Đỗ Mạnh Long CHƯƠNG VIII : TÍNH VÀ THIẾT KẾ ĐỒ GÁ 1) Phương pháp tính lực kẹp : Lực kẹp chặt phơi được xác định theo trình tự sau: Xác định sơ đồ định vị và kẹp chặt chi tiết, xác định phương, chiều và điểm đặt của lực cắt, lực kẹp, lực ma sát và phản... 20,025 25 (µm) 260 Theo bảng 10 sách thiết kế đồ án CNCTM, giá trị R z và T bằng 600 µm (250 +350) Sau bước thứ nhất đối với gang có thể loại trừ T i chỉ còn Rz Theo bảng 13 thì Rz ở các bước sau là : Rz = 50 µ m và Rz = 3 µ m 2 Sai lệch khơng gian tổng cộng : ρ p = ρc2 + ρlt Giá trị cong vênh ρc của lỗ được tính theo cơng thức : ρc = (∆ k d ) 2 + (∆ k l ) 2 ∆k tra theo bảng 15 sách thiết kế đồ án CNCTM,... Tpv + T tn =0,02phút Chương VI : TÍNH LƯỢNG DƯ GIA CƠNG Tính lượng dư gia cơng lỗ φ 20 Độ chính xác phơi cấp 2 Vật liệu gia cơng : gang xám 16-32 Qui trình cơng nghệ gồm 2 bước : kht, doa Chi tiết được định vị bằng phiến tỳ, 1 chốt trụ và 1 chốt trám.Các mặt định vị đã được gia cơng 22 SVTH: Đỗ Tuấn Duy Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy Các bước cơng nghệ Các thành phần lượng dư 2Zb mm (µm) ρ ε 2... Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD: Đỗ Mạnh Long Tài liệu tham khảo: 1) Thiết kế đồ án Cơng Nghệ Chế Tạo Máy – Tác giả: Trần Văn Địch- NXB KHKT 2002 2) Cơng Nghệ Chế TẠo Máy – Tác giả:Hồ Viết Bình, Nguyễn Ngọc Đào – ĐH SPKT 3) Chế độ cắt khi gia cơng cơ khí - Tác giả:Hồ Viết Bình, Nguyễn Ngọc Đào – NXB: Đà Nẵng 4) Sổ tay Cơng Nghệ Chế Tạo Máy – tập 1,2 – NXB KHKT 2001 5) Đồ gá khi gia cơng cơ khí... 592 v/ph(sửa) π D 3,14.14,8 Lấy theo máy n= 60v/ph Tốc độ cắt theo thực tế: Vtt = 3,14.75.120 = 28,26 m/ph(sửa) 1000 Thời gian gia cơng cơ bản Todoa= 0,00043.d.L= 0,00043.40.130= 2,236phút Nên thời gian gia cơng cơ bản của 2 bước kht, doa là : To = Tokht + Todoa = 3,32254 phút TP = 10%.T0 = 0,332254 phút Tpv = 10%T0 = 0,332254phút Ttn = 5%T0 = 0,166125phút Vậy thời gian thực hiện ngun cơng : Ttc= To... 1000.27,5 = = 592 v/ph(sửa) π D 3,14.14,8 Lấy theo máy n= 60v/ph Tốc độ cắt theo thực tế: Vtt = 3,14.75.120 = 28,26 m/ph(sửa) 1000 Thời gian gia cơng cơ bản Todoa= 0,00043.d.L= 0,00043.60.10= 0,258phút Nên thời gian gia cơng cơ bản của 2 bước kht, doa là : To = Tokht + Todoa = 0,384 phút TP = 10%.T0 = 0,0384 phút Tpv = 10%T0 = 0,0384phút Ttn = 5%T0 = 0,0192phút Vậy thời gian thực hiện ngun cơng : Ttc= To +... SVTH: Đỗ Tuấn Duy Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD: Đỗ Mạnh Long Chiều sâu cắt t= 8mm Lượng chạy dao răng Sz= 0,07 mm/r (5-165Chế độ cắt trong gia cơng cơ) Tốc độ cắt V= 44,5m/ph ( 5-165 Chế độ cắt trong gia cơng cơ) Tốc độ cắt thực tế Vtt= 49,5m/ph Số vòng quay của trục chính : n = 1000.Vtt 1000.49,5 = = 210v / ph (Sửa) π D 3,14.75 Lấy theo máy n= 110v/phút Thời gian gia cơng cơ bản To = 0,007L=... 5-89 Chế độ cắt trong gia cơng cơ khí) Tốc độ cắt V= 22m/ph Số vòng quay của trục chính : n = 1000.Vtt 1000.22 = = 700v / ph π D 3,14.10 21 SVTH: Đỗ Tuấn Duy Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD: Đỗ Mạnh Long Lấy theo máy n= 680v/phút Thời gian gia cơng cơ bản To = 0,00031.d.L=0,00031.10.5=0,015phút TP = 10%.T0 =0,0015phút Tv = 11%T0 = 0,00165phút Tn = 5%T0 = 0,00075phút Vậy thời gian thực hiện ngun... 1=137,025m/ph 13 SVTH: Đỗ Tuấn Duy Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy Số vòng quay của trục chính : n = GVHD: Đỗ Mạnh Long 1000.Vtt 1000.233 = = 989v / p (sửa) π D 3,14.90 Lấy theo máy n = 400 v/ph Vận tốc cắt thực tế (bổ sung) Lượng chạy dao vòng So= Sz.Z=0,13.14=1,82mm/v Thời gian gia cơng cơ bản To2 = 0,006L= 0,004.120 = 0,72 phút Nên thời gian gia cơng cơ bản của hai bước là To = To1+ To2 = 1,44phút... Duy Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD: Đỗ Mạnh Long Số vòng quay trục chính của máy : n = 1000.Vtt 1000.27,5 = = 592 v/ph(sửa) π D 3,14.14,8 Lấy theo máy n= 250v/ph Tốc độ cắt theo thực tế: Vtt = 3,14.75.120 = 28,26 m/ph(sửa) 1000 Thời gian gia cơng cơ bản Tokht= 0,00021.d.L= 0,00021.29,8.30= 0,18774phút • Bước 2 : Doa Þ 30mm Chiều sâu cắt t = 0,1 mm Bảng 5-112 Sổ tay cơng nghệ CTM : So = 2,4