Giáo trình thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiêt dạng trục của bánh xe bị động

Giáo trình Thiết kế quy trình cơng nghệ gia cơng chi tiêt dạng trục bánh xe bị động Chương 1: XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT- PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA COÂNG Dạng sản xuất khái niệm đặc trưng có tính chất tổng hợp giúp cho việc xác định hợp lý đường lối, biện pháp công nghệ tổ chức sản xuất để chế tạo sản phẩm đạt tiêu chuẩn kinh tế kỹ thuật Việc xác định sản xuất noisleen quy mô sản xuất, với ý nghĩa cho phép đầu tư vốn, đầu tư sở kỹ thuật kỹ thuật khác để tổ chức sản xuất nhằm đạt hiệu kinh tế cao Mục đích chương xác định hình thức tổ chức sản xuất (đơn chiếc, hàng loạt nhỏ, hàng loạt vừa, hàng loạt lớn, hàng khối) để từ cải thiện tính công nghệ chi tiết, chọn phương pháp chế tạo phôi thích hợp, chọn thiết bị hợp lý để gia công chi tiết Để thực điều trước hết ta cần xác định sản lượng chi tiết cần chế tạo năm nhà máy theo công thức sau [trang 12 Sách Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy, công thức 2]:    N  N  m  1   100   với: + N : số sản phẩm năm theo kế hoạch : N  5000 + m : số lượng chi tiết sản phẩm : m  +  : độ phế phẩm chủ yếu xưởng đúc, rèn :   5% +  : số chi tiết chế tạo thêm để dự trữ :   6% - Vaäy:   56 N  5000  1 1    5550 chi tiết năm 100    - Khối lượng chi tiết: V7 V5 V4 V6 V3 V2 V1 MγxV   7.852  kg  :khối lượng riêng vật liệu  dm  V : thể tích chi tieát V1 = 3,14 x 302 x 46 = 130062 mm3 V2 = 3,14 x 402 x 29 = 145769 mm3 V3 = 3,14 x 37,52 x 109 = 481547 mm3 V4 = 3,14 x 32,52 x 31 = 102867 mm3 V5 = 3,14 x 302 x 46 = 130062 mm3 V6 = 80 x 20 x 11 = 17600 mm3 V7 = 3,14 x 10 x 20 = 6283 mm3  V = V1 + V2 +V3 +V4 + V5 – (V6 +V7 ) = 966424 mm Vaäy : M = 966424 x10-6 x7,852 = 7,6 (kg) - Vậy theo bảng thống kê [2], trang 13 dạng sản xuất chi tiết hàng khối Kết luận: Vì dạng sản xuất hàng khối nên thiết kế quy trình công nghệ ta phải phân tích thật kỹ, đểâ gia công đạt xuất cao ta phải chọn máy chuyên dùng đồ gá chuyên dùng máy vạn PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG - Mục đích phần xem kết cấu điều kiện kỹ thuật cho vẽ chi tiết có phù hợp hay không với chức phục vụ khả chế tạo 2.1 Phân tích chi tiết gia công: - Chi tiết chi tieát trục bánh xe bi động - Chi tiết trục thường có chức để giữ cho bánh xe chuyển động - Thông thường ta gặp chi tiết loại xe hay hộp giảm tốc dùng định vị, nối kết - Chi tiết trục thường làm tăng độ cứng vững phận lắp - trục nơi có đường kính nhỏ để phay rãnh then với b=20; L=100 mm 2.2 Phân tích kỹ thuật: - Chi tiết gia cơng trục bậc có rãnh then dùng để truyền chuyển động, chịu momen xoắn momen uốn Vì cần phải đảm bảo yêu cầu kỹ thuật sau: - Vật liệu chế tạo : thép 40X - Độ cứng HB: 210 - 260 - Giới hạn kéo:  k  15  kg   mm  - Giới hạn nén:  u  32  kg   mm  - Độ nhám cổ trục đạt 1.25; cấp xác: - Mặt làm việc rãnh then Rz 20 - Độ đảo hướng bề mặt trụ then so với trục < 0.03 - Độ nhám cổ trục lắp ghép Ra = 1.25 m - Mặt đầu Rz =20 m , bề mặt không lắp ghép: Rz =80m - Độ cong trục < = 0.01 mm - Tôi ram đạt 210  260HB - Độ song song rãnh then không 0.04 mm - Sai lệch rãnh then theo chiều dài không 0.01 mm - Khối lượng chi tiết: m  7,6 kg  -Thép 40X thép hợp kim Crom có thành phần: %C =0,40 ; %Mn = 0,70 ; %Cr =1,0; P;S - thép 40x có độ bền cao  b  900Mpa , bề mặt tăng cứng tăng khả chịu mịn, tính đúc tốt, có góp phần làm giảm rung động nên sử dụng nhiều chế tạo máy - Trong trình làm việc chi tiết chủ yếu chịu nén, uốn tiết làm thép 40x phù hợp - Độ không đồng tâm lỗ tâm không 0,02 - Độ không vuông góc mặt đầu tâm lỗ không vượt 0,02mm 250 mm chiều dài 2.3 biện pháp gia cơng tinh lần cuối: Các bề mặt lắp ghép đạt độ bóng 7, 6 đạt phương pháp mài Các bề măt rãnh then đạt dược phương pháp phay Bề mặt rãnh then đạt 5 phương pháp phay 2.4 Tính công nghệ kết cấu: Các bề mặt trục gia cơng phương pháp tiện thơng thường Đường kính cổ trục giảm dần đầu đảm bảo độ cứng vững chi tiết làm việc Trục gia cơng máy chép hình thủy lực - Những bề mặt lắp ráp, đỡ chi tiết khác nên quan tâm đến độ bóng, độ nhấp nhô Trong trường hợp gia cơng trục nhiều dao lúc 1/d < 10 độ cứng vững trục đảm bảo gia công - Hình dáng trục phải thuận lợi cho việc chọn chuẩn thô, chuẩn tinh thống -Các kết cấu chi tiết không gây khó khăn trình gia công Trong trình gia công ta sử dụng phương pháp: tiện, phay,khoan, khoét, doa hợp lý cho bề mặt để đạt yêu cầu đặt Chương 2: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ GIA CƠNG CHI TIẾT Hình đánh số bề mặt chi tiết 4.1/ Chọn chuẩn để gia cơng chi tiết : Mục đích chọn chuẩn: chọn chuẩn quan trọng việc thiết kế quy trình cơng nghệ, chọn chuẩn hợp lý cần thỏa mãn yêu cầu sau: - Đảm bảo chất lượng chi tiết suốt q trình gia cơng - Đảm bảo suất cao, giá thành hạ Từ nguyên tắt ta có phương pháp chọn chuẩn sau: Khi chọn chuẩn phải suất phát từ nguyên tắt điểm định vị chi tiết để khống chế hết số bậc tự cần thiết chi tiết cách hợp lý tuyết đối tránh thiếu siêu định vị, số trường hợp cần tránh thừa định vị không cần thiết Chọn chuẩn cho không bị lực cắt, lực kẹp làm biến dạng chi tiết nhiều, đồng thời lực kẹp phải nhỏ để giảm bớt sức lao động cho người công nhân Chọn chuẩn cho kết cấu đồ gá phải đơn giản, sử dụng thuận lợi thích hợp với loại hình sản xuất 4.1a/ Chọn chuẩn thơ: Chọn chuẩn thơ có ý nghĩa định đến quy trình cơng nghệ, ảnh hưởng đến ngun cơng sau độ xác tới chi tiết gia cơng 4.1b u cầu chọn chuẩn thơ: Đảm bảo độ xác vị trí tương quan bề mặt gia công bề mặt không gia công Đảm bảo phân bố lương dư cho bề mặt gia công 4.1c Cần ý chọn chuẩn thô: Theo phương kích thước định, kích thước gia cơng có bề mặt gia cơng, nên chọn bề mặt làm chuẩn thơ Theo phương kích thước định, chi tiết gia cơng có hay nhiều bề mặt gia cơng, nên chọn bề mặt có u cầu độ xác tương quan so với bề mặt gia công cao làm chuẩn thơ Theo phương kích thước định, chi tiết gia cơng có tất bề mặt gia cơng ta nên chọn bề mặt phơi có u cầu lượng dư nhỏ đồng làm chuẩn thô Ứng với bậc tự cần thiết phép chọn sử dụng chuẩn thô không lần, mặt mặt chuẩn thô Nếu phạm chuẩn thơ gây nên vị trí tương quan bề mặt gia cơng với 4.2a / Chọn chuẩn tinh: Yêu cầu chọn chuẩn tinh: Đảm bảo phân bố lượng dư cho bề mặt gia công Đảm bảo độ xác vị trí tương quan bề mặt gia công với Nguyên tắt chọn chuẩn tinh: Cố gắng chọn chuẩn tinh chuẩn tinh chính, chi tiết có vị trí gia cơng giống làm việc, độ xác đạt cách trực tiếp nên dể dàng hơn, đồng thời đơn giản hóa q trình lắp ráp đỡ phải gia công thêm chuẩn tinh phụ Cố gắn chọn chuẩn tinh cho tính trùng chuẩn cao tốt Nếu giảm sai số gia công chuẩn sở trùng với chuẩn khởi suất sai số chuẩn c=0 Cố gắn chọn chuẩn tinh thống cho trình gia cơng Nếu chủng loại đồ gá giảm bớt Do giảm bớt chi phí thiết kế, tính tốn chế tạo đồ gá nên giá thành giảm 4.3/ CÁC PHƯƠNG ÁN ĐỂ GIA CÔNG CHI TIẾT: 4.3.1/ phương án 1: - Nguyên công 1: Phay khỏa mặt đầu khoan lỗ tâm - Nguyên công 2: Một đầu kẹp vào mâm cặp, đầu chống tâm tiên thô mặt trụ 60, 65, 75 - Nguyên công 3: Một đầu kẹp vào mâm cặp, đầu chống tâm Tiện thô mặt trụ 60, 80 Nguyên công 4: chống tâm đầu Tiện bán tinh mặt trụ 60, 65, 75,80 Nguyên công 5: chống tâm đầu Mặt trụ B làm chuẩn Vát mép mặt 1, mặt 7: 2x450 Tiện tinh mặt mặt trụ 60, 65, 75, 80 - Nguyên công 6: phay rãnh then - Nguyên công 7: nhiệt luyện Nguyên công 8: mài cổ trục Cổ trục 60, 65, 75 Nguyên công 9: tổng kiểm tra 4.3.2/ phương án 2: - Nguyên công 1: Mặt trụ B làm chuẩn Tiện mặt đầu khoan lỗ tâm - Nguyên công 2: Mặt trụ B làm chuẩn tiên thô mặt 2, mặt 3, mặt 4, măt 5, ( 60, 65, 75, 80) - Nguyên công 3: Mặt trụ A làm chuẩn Vat mặt, khoan lỗ tâm - Nguyên công 4: Mặt trụ A làm chuẩn Tiện thô mặt : 60 Nguyên công 5: phay mặt 8: rãnh then Nguyên công 6: Mặt trụ A làm chuẩn Vát mép 2x450 Tiện tinh mặt trụ 7, mặt trụ 2, ( 60, 80 ) Nguyên công 7: Mặt trụ B làm chuẩn Vát mép 2x450 Tiện tinh bề mặt trụ 60, 65, 75 Nguyên công 7: mài thô Cổ trục 60, 65 Nguyên công 8: mài tinh Cổ trục 60, 65 4.3.2/ phương án 3: - Nguyên công 1: Tiện khỏa mặt đầu khoan lỗ tâm - Nguyên công 2: chống tâm thô 60, 65, 75, 80 - Nguyên công 3: chống tâm đầu Tiện thô: 60, 65 - Nguyên công 4: phay mặt 8: rãnh then - Nguyên công 5: chống tâm đầu Vt=Vb K1 K2 K3 K4 =33,5 0,86 0,88 =25,4 m/phút Số vòng quay trục theo tính toán là: n 1000.V 1000.25,4   404,5 (vòng/phút)  D 3,14.20 Ta chọn số vòng quay theo máy nm= 475 vòng/phút Như vậy, tốc độ cắt thực tế là: Vtt   DnM 3,14.20.475   29,83 (m/phuùt) 1000 1000 Lực cắt gọt: Pz  C p t Xp Y u S z p B p Z q D p n p KP (kg) Trong đó: Cv = 825; Xp =1; Yp = 0,75; up = 1,1;  p  0,2 ; qp =1,3 ( sách chế độ cắt gia cơng khí bảng – 5) Theo bảng(12-1) K p  K mp    b   75  0,3  32     75  0,3  0,77 Thay vào công thức: Pz  825.21.0,12 0,75.201,1  53kg 201,3.475 0.2  PZ < [P]M = 360 kg đảm bảo điều kiện làm việc an tồn Cơng suất cắt gọt: N cg  PZ Vtt 53.29,83   0,2 KW 102.60 102.60  Ncg < NM đảm bảo công suất cắt gọt Thời gian gia công thô: T0thô  L  L1  L2 100  12    0,24 phút 475 SM L1  0,5.(20  20  20 )   12 mm L2  (1  6) mm; chọn L2 = mm Nguyên công 7: nhiệt luyện Độ cứng sau nhiệt luyện đạt 210  260 HB Chọn phương án tơi ram Tơi nung nóng chi tiết đến 840 giữ 60 Ram cao nung nóng chi tiết T0 =6400 Sau giữ nhiệt làm nguội khơng khí Ngun cơng 8: mài cổ trục  60, 65, 75 - Chi tiết định vị mũi tâm mềm Mũi tâm ụ trước khống chế bậc tự do, mũi tâm ụ sau khống chế bậc tự Mũi tâm sau di chuyển dọc trục cách dể dàng nhờ lò xo để tháo lắp chi tiết thuận tiện - Kẹp chặt: chi tiết kẹp cặt lực dọc trục mũi chống tâm trước sau - Chọn máy mài 2A130 có cơng suất động trục là: Nđc = KW Số cấp tốc độ mâm cặp ụ trước: vô cấp đường kính lớn đá mài 350 mm Tốc độ đá mài 1880; 2110 (v/ph) Chọn dụng cụ đo: dùng Panme Chọn chế độ gia công: Mài cổ trục : Tính vận tốc đá: v d   D.nd (m / ph) 1000.60 D: đường kính đá: chọn D = 250 mm nđ : số vòng quay đá chọn nđ =1880 v/ph  vd  3,14.250.1880  24,6(m / ph) 1000.60 Tính vận tốc (m/ph) số vịng quay chi tiết: (Tra bảng 3-9 sách chế độ cắt gia cơng khí), chọn Vct = 20 m/ph Tính số vịng quay trục chính: n  Chọn n = 200 v/ph Tính vận tốc cắt thực tế: 1000.v 1000.20   106(vg / ph) 3,14.60  d v  d n 3,14.60.200   37,68(m / ph) 1000 1000 Tính chọn bước tiến dao ngang Sm (mm/ph) Chu trình tay: lấy theo cơng thức STGCC Sm = Sm(b) K1 K2 K3 Trong đó: K1 : hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công K2 : hệ số phụ thuộc vào tuổi bền dụng cụ K3 : hệ số phụ thuộc vào tỷ số chiều dài cắt với dường kính Tra bảng 2.196 ta tra Sm(b) = 0,6 (m/ph) với đường kính đá mài D = 250 (mm) >160 bề rộng mài b = 19 (mm) Tra bảng 2.198 STGCC có K1 = 1,1 với vận tố đá vđ = 24,6 (m/ph) Tra bảng 2.199 STGCC có : K2 = 0,7 với vận tố xác gia cơng  = 0,01 (mm) lượng dư bên a = 0,25 (mm) Tra bảng 2.200 STGCC có K3 =0,8 đường kính đá D =250 (mm), tính chất bề mặt gia cơng trơn số lương đá Như thay vào cơng thức ta có: Sm =Sm(b) K1 K2 K3 = 0,6 1,1 0,7 0,8 = 0,4 (mm/ph) Xác định thời gian sửa tinh tt (phút) tra bảng 2.201 Bề rộng mài b = 19 mm đương kính cổ trục d = 75 mm, độ xác gia cơng 