Đồ án môn học cơ khí chế tạo máy
Trang 1Lời nói đầu 2
phần i 3
phântích chi tiết gia công 3
1/ Phân tích đặc điểm kết cấu, chức năng, điều kiện làm việc 3
2/ Yêu cầu kỹ thuật 3
3/ Biện pháp gia công lần cuối 4
4/Tính công nghệ trong kết cấu 4
phần ii 4
xác định dạng sản xuất 4
1/ ý nghĩa của việc xác định dạng sản xuất 4
2/ Xác định dạng sản xuất 4
Phần iii 6
Chọn phôI và phơng pháp chế tạo phôi 6
1/ Cơ sở để chọn phôi 6
2/ Phơng pháp chế tạo phôi 6
phần iV 7
thiết kế quy trình công nghệ gia công 7
I/ Chọn chuẩn định vị 7
1/ Yêu cầu chung 7
2/ Những lời khuyên chung khi chọn chuẩn 7
3/ Chọn chuẩn tinh 7
4/ Chọn chuẩn thô 10
II/ Lập quy trình công nghệ 11
phần V 26
Tính và tra lợng d 26
I/ Mục đích và ý nghĩa của việc tra lợng d 26
II/ Xác định lơng d gia công 27
1/ Tích lơng d cho bề mặt trục 16,7 27
PhầnIV 30
Tính và tra chế độ cắt 30
1 Nguyên công I: Tiện thô 22 30
2 Nguyên công II: Khoả mặt đầu, khoan tâm 30
3 Nguyên công III: Khoả mặt đầu, khoan tâm 32
4 Nguyên công IV: Tiện thô 16,7, tiện thô 16 33
5 Nguyên công V: Tiện thô 16,7, tiện thô 16 34
6 Nguyên công VI: Tiện tinh 22, 16,7, 16 , vát mép 35
7 Nguyên công VII: Tiện tinh 22, 16,7, 16 , vát mép 38
8 Nguyên công VIII: Phay rãnh phẳng ngang 40
9 Nguyên công IX: Phay rãnh phẳng ngang 41
10 Nguyên công XI: Mài 16,7; 16 41
11 Nguyên công XII: Mài 16,7; 16 42
Tài liệu tham khảo 43
Lời nói đầu
Hiện nay khoa học kỹ thuật đang phát triển nh vũ bão, mang lại những lợi ích cho con ngời về tất cả nhữnh lĩnh vực tinh thần và vật chất Để nâng cao đời sống nhân dân, để hoà nhập vào sự phát triển chung của các nớc trong khu vực cũng
nh trên thế giới Đảng và Nhà nớc ta đã đề ra những mục tiêu trong những năm tới là nớc công nghiệp hoá hiện đại hoá
Muốn thực hiện đợc điều đó một trong những ngành cần quan tâm phát triển nhất đó là ngành cơ khí chế tạo máy vì ngành cơ khí chế tạo máy đóng vai trò quan trọng trong việc sản xuất ra các thiết bị công cụ cho mọi ngành kinh tế quốc
Trang 2dân Để thực hiện việc phát triển ngành cơ khí cần đẩy mạnh đào tạo đội ngũ cán bộ kỹ thuật có trình độ chuyên môn cao, đồng thời phải đáp ứng đợc các yêu cầu của công nghệ tiên tiến, công nghệ tự động hoá theo dây truyền trong sản xuất
Nhằm thực hiện mục tiêu đó, chúng Em là sinh viên trờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp - Thái Nguyên nói riêng và những sinh viên của các trờng kỹ thuật nói chung trong cả nớc luôn cố gắng phấn đấu trong học tập và rèn luyện, trau dồi những kiến thức đã đợc dạy trong trờng để sau khi ra trờng có thể đóng góp một phần trí tuệ và sức lực của mình vào công cuộc đổi mới của đất n ớc trong thế
kỷ mới
Sau một thời gian học môn công nghệ chế tạo máy, Em đã đợc thầy giáo Trần Minh Đức giao cho đề tài tính toán thiết kế quy trình công nghệ gia công Trục Vít Đây là một chi tiết quan trọng trong hộp giảm tốc.
Qua đề tài này Em đã tổng hợp đợc nhiều kiến thức chuyên môn, giúp Em hiểu
rõ hơn những công việc của một kỹ s thiết kế quy trình công nghệ Song với những hiểu biết còn hạn chế cùng với kinh nghiệm thực tế cha nhiều nên đề tài của Em không tránh khỏi những thiếu sót Em rất mong đợc sự chỉ bảo của các thầy trong bộ môn Công Nghệ Chế Tạo Máy và các Thầy Cô giáo trong khoa để
đề tài của Em đợc hoàn thiện hơn
Cuối cùng Em xin chân thành cảm ơn sự quan tâm chỉ bảo của các Thầy Cô trong khoa và bộ môn Công Nghệ Chế Tạo Máy trờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp và đặc biệt là sự hớng dẫn tận tình của thầy giáo
Tiến Sĩ : Trần Minh Đức
Ngày 28 tháng 11 năm 2003 Sinh viên : Quách Văn Quỳnh
phần i phântích chi tiết gia công
1/ Phân tích đặc điểm kết cấu, chức năng, điều kiện làm việc.
- Trục giữa xe đạp là một chi tiết dạng trục, đặc, dạng trục bậc để truyền mômen xoắn, trục còn chịu uốn dới tác dụng của tải trọng
- Trục có hai đầu đối xứng nhau
- Hai đầu trục 16 có phay rãnh ngang phẳng sâu 3mm, hai rãnh này để nắpchốt cavec khi lắp đùi trái xe đạp lênhai đàu trục đó
- Đoạn trục tiếp theo có đờng kính 16,7 nối giữa đoạn đầu trục và đoạn gờtrục Tại chỗ chuyển tiếp giữa đoạn trục này và đoạn gờ trục có lắp bi trực tiếplên đó tạo ra ổ bi, do đó bán kính góc lợn tai chỗ chuyển tiếp này phải có R
Rbi bán kính của viên bi, đồng thời bề mặt này phải có độ nhẵn bóng cao
- Đoạn trục tiếp theo là đoạn gờ trục 22 đoạn này có tác dụng nh vòng cáchcủa ổ bi Đoạn tiếp theo là đoạn trục giữa 16,7 nối giữa hai đoạn gờ trục, trên
Trang 32/ Yêu cầu kỹ thuật
- Chi tiết có dạng trục bậc, hai đầu có phay rãy phẳng ngang xuyên suốt tại đây
có lắp chốt để truyền mô men xoắn do vậy nó cần phải đảm bảo các yêu cầusau:
+ Độ nhám của rãnh phẳng ngang Ra= 2,5m
+ Độ song song với mặt lắp bi phải 0,05
- Tại mặt trục lắp bi, toàn bộ tải trọng mà trục phải chịu đặt trực tiếp lên cácviên bi trong hai ổ do vậy bề mặt trục lắp bi chịu tải trọng cục bộ rất lớn do đótrục nhanh mòn hoặc bị mỏi ở tiết diện này nên trục dễ bị hỏng ở tiết diện nàyvì vậy bề mặt này cần phải gia công đạt độ chính xác cao
+ Tôi đạt độ cứng HRC 48-52, chiều sâu lớp thấm tôi: 1,2-1,5
+ Sau nhiệt luyên mài đạt Ra= 0,63m
+ Độ đảo mặt lăn bi R2 so vơi tâm trục 0,05
+ Độ không thẳng trục 0,3/138
+ Hai đầu làm việc mạ 3 lớp Cu – Ni – Cr
+ Đoạn giữa trục có bề mặt trục không lắp ghép nên chỉ mạ 2 lớp Cu - Ni
3/ Biện pháp gia công lần cuối.
- Các bề mặ lắp ghép đạt độ bóng cấp 6; cấp 7; cấp 8 dạt đợc bằng phơng phápmài
- Các bề mặt rãnh đạt đợc bằng phơng pháp phay, các bề mặt rãnh khi phay cóthể đạt đợc cấp độ ngẵn bóng cấp 6
4/Tính công nghệ trong kết cấu
- Các bề mặt trục có thể tiện đợc bằng phơng pháp tiện thông thờng, đờng kínhcác đoạn trục giảm dần về hai đầu nhng vẫn đảm bảo độ cứng vững khi làmviệc
- Trục có khả năng gia công đợc trên các máy chép hình thuỷ lực
- Trong trờng hợp gia công bằng nhiều giao cùng một lúc trục vẫn đảm bảol/d 10 nên độ cớng vứng của trục vẫn đợc đảm bảo
* Kết luận Vậy kết cấu của trục hợp lý, phù hợp với điều kiện làm việc và các yêucầu kỹ thuật hoàn toàn có thể đật đợc
phần ii xác định dạng sản xuất
1/ ý nghĩa của việc xác định dạng sản xuất
Dạng sản xuất là một khái niệm đặc trng mang tính tổng hợp, việc xác địnhdạng sản xuất hợp lý giúp cho xác định hợp lý đờng lối, biện pháp công nghệ và tổchức sản xuất chế tạo ra sản phẩm đạt các chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật
Để xác định dạng sản xuất hợp lý ngời ta căn cứ vào các chỉ tiêu:
- Sản lợng cơ khí hàng năm của chi tiết : ( ct/ n )
- Trọng lợng của chi tiết : Kg
Trang 42/ Xác định dạng sản xuất
a/ Sản lợng hàng năm của chi tiết gia công.
Sản lợng hàng năm của chi tiết gia công đợc xác địng theo công thức 1 [1]
N=N1.m.(1 +
100
) Trong đó :
N: Số chi tiết đợc sản xuất trong một năm (ct/năm)
N1: Số sản phẩm đợc sản xuất trong một năm(ct/năm)
N1 = 30000 (ct/năm) m: Số chi tiết trong một sản phẩm
b/ Xác định trọng lợng của chi tiết.
Trọng lợng của chi tiết đợc xác định theo công thức:
Q = V (KG) [1].) [1]
Trong đó:
Q: Trọng lợng của chi tiết (KG) [1].)
V: Thể tích của chi tiết (dm3)
: Trọng lợng riêng của vật liệu (KG) [1]./dm3)
= 0,01073 (dm3)
Trang 5- Với chi tiết gia công là dạng trục bậc, vật liệu chế tạo là thép 45X hoặc C15 –C45 Vật liệu có cơ tính tốt độ bền cao
- Chi tiết có hình dáng đơn giản, đòi hỏi độ chính xác khá cao và dạng sản suấthàng loạt lớn do đó để thoả mãn đợc các yêu cầu kỹ thuật của chi tiết: Chọn ph-
ơng pháp chế tạo phôi bằng gia công áp lực
2/ Phơng pháp chế tạo phôi.
- G) [1].ia công bằng áp lực có nhiều phơng pháp nh: Rèn dập cán để xác định đợcphơng pháp chế tạo phoi hợp lý cần phân tích u nhợc điểm của các phơng phápnày
- Với chi tiết có dạng trục bậc, nhỏ, hình dáng đơn giản chọn phơng pháp chếtạo phôi là dập nóng tthể tích phơng pháp này cho độ chính xác cao, có khảnăng gia công đợc các chi tiết có hình dáng phức tạp, nâng cao đợc cơ tính củaphôi, tăng năng suất phù hợp với sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối từ đó tiếtkiệm đợc vật liệu, giảm khối lợng gia công cắt gọt làm giảm thời gian gia công,làm tăng năng suất và giảm đợc các chi phí khác từ đó góp phần làm hạ giáthành sản phẩm
- Tuy nhiên phơng pháp này cũng có một số nhợc điểm nh : lực ép lớn, việc chếtạo khuôn dập gặp nhiều khó khăn
phần iV thiết kế quy trình công nghệ gia công
I/ Chọn chuẩn định vị
1/ Yêu cầu chung
Việc chọn chuẩn định vị có ý nghĩa rất quan trọng trong việc thiết kế quy trìnhcông nghệ chọn chuẩn hợp lý cần thoả mãn hai yêu cầu sau:
+ Đảm bảo chất lơng chi tiết trong suốt quá trình gia công
+ Đảm bảo năng suất cao giá thành hạ
Trang 62/ Những lời khuyên chung khi chọn chuẩn
- Chọn chuẩn phải tuân theo nguyên tắc 6 điểm : Khi định vị để khống chế hết sốbậc tự do cần thiết của chi tiết gia công
- Trong sơ đồ gia công phải tuyệt đối tránh :
+ Thiếu định vị
+ Siêu định vị
- Chọn chuẩn sao cho chi tiết gia công không bị biến dạng quá nhiều do lực kẹp
và lực cắt Đồng thời đảm bảo lực kẹp nhỏ nhằm đảm bảo giảm sức lực của ngờicông nhân và đảm bảo an toàn
3/ Chọn chuẩn tinh.
a/ Yêu cầu đối vơi chọn chuẩn tinh.
- Đảm bảo phân bố đủ lợng d cho các bề mặt gia công
- Đảm bảo về độ chính xác tơng quan giữa các bề mặt gia công vơi nhau
b/ Nguyên tắc chung khi chọn chuẩn tinh.
- Cố gắng chọn chuẩn tinh là chuẩn tinh chính Nhh vậy thì khi gia công chi tiết
có vị chí nh khi làm việc, độ chính xác đạt đợc moọt cách trực tiếp và dễ dànghơn, đơn giản hoá quá trình lắp giáp, đỡ phải gia công thêm các chuẩn tinh phụ
- Cố gắng chọn chuẩn tinh sao cho trùng chuẩn càng cao càng tốt nh vậy sẽ giảm
đợc sai số gia công do chuẩn cơ sở trùng với chuẩn khởi suất nên c = 0
- Cố gắng chọn chuẩn tinh thống nhất cho cả quá trình gia công Nếu đợc nh vậythì số chủng loại đồ gá giảm bớt dợc chi phí thiết kế tính toán và chế tạo đồ gánên góp phần làm giảm giá thành sản phẩm
c/ Các phơng án chọn chuẩn tinh.
- Với các yêu cầu các nguyên tắc nêu trên ta có các phơng án chọn chuẩn tinhcho trục nh sau:
Phơng án 1 :
- Chuẩn tinh là hai lỗ tâm khống chế 5 bậc tự do
Trong đó : + Mũi tâm cố định khống chế 3 bậc tự do
+ Mũi tâm di động khống chế 2 bậc tự do
Các bậc tự do bị khống chế đó là:
+ Tịnh tiến theo 3 phơng : OX ; OY ; OZ+ Quay quanh các trục : OZ ; OY
- Sơ đồ định vị :
- Ưu điểm : phơng pháp này gia công đợc hầi hết các mặt của chi tiết, đảm bảo độ
đồng tâm giữa các bậc trục với đờng tâm của chi tiết đảm bảo độ chính xác
t-ơng quan giữa các bề mặt Chi tiết do đợc đảm bảo lời khuyên chọn chuẩn tinh
Trang 7- Nhợc điểm : Chọn chuẩn tinh là hai lỗ tâm thì khi gia công lỗ tâm tróng mòn vàsinh nhiệt do ma sát sẽ làm biến dạng lỗ tâm do đó ta phải sửa lại lỗ tâm khimòn.
+ Quay quanh các trục : OZ ; OY
- Ưu điểm : Phơng pháp này cho độ cứng vững cao hơn khi gia công, đảm bảo độchính xác tơng quan giữa các bề mặt trục với đơng tâm trục, gá đặt đơn giản
- Nhợc điểm : Không gia công đợc không gian rộng, cần phải gia công bề mặtchọn làm chuẩn tinh với độ chính xác cao
Trang 8- Các bậc tự do bị khống chế là :
+ Tịnh tiến theo 3 phơng : OX ; OY ; OZ
+ Quay quanh các trục : OZ ; OY
- Ưu điểm : gá đặt nhanh tróng
+ Phơng án 2 dùng chuẩn tinh là hai bề mặt ngõng trục, nó khặc phục đợc nhợc
điểm của phơng án 1, khi cần độ cứng vững cao để gia công rãnh then
* Nh vậy : với chi tiết gia công là trục bậc ta sử dụng phơng án 1 và ph[ng án 2làm chuẩn tinh
4/ Chọn chuẩn thô.
Việc chọn chuẩn thô có ý nghĩa quyết định đến quy trình công nghệ, nó có ảnhhởng tới các nguyên công sau và độ chính xác của chi tiết gia công
a/ Yêu cầc khi chịn chuẩn thô.
- Đảm bảo độ chính xác về vị trí tơng quan giữa các bề mặt gia công và bề mặtkhông gia công
- Đảm bảo phân bố đủ lợng d cho các bế mặt sẽ gia công
b/ Các lời khuyên khi chọn chuẩn thô.
- Theo một phơng kích thớc nhất định của chi tiết gia công có một bề mặtkhông gia công thì nên chọn bề mặt đó làm chuẩn thô
- Theo một phơng kích thớc nhất định của chi tiết gia công Nếu trên chi tiết giacông có hai hay nhiều bề mặt không gia công đòi hỏi có vị trí chính xác tơngquan cao nhất với bề mặt gia công làm chuẩn thô
- Theo một phơng kích thớc nhất định của chi tiết gia công Có tất cả các bề mặt
đều qua gia công ta nên chọn bề mặt phôi ứng với bề mặt gia công nào đòi hỏi ợng d phải bố trí đều và nhỏ nhất làm chuẩn thô
l Nếu trên chi tiết có hai hay nhiều bề mặt đủ điều kiện để chọn làm chuẩn thô tanên chọn bề mặt nào bằng phẳng nhất ,trơn chu nhất làm chuẩn thô
- ứng với một bậc tự do nhất định của chi tiết gia công, ta chọn chuẩn thô khôngquá một lần trong suốt quá trình gia công nếu vi phạm lời khuyên này gọi làphạm chuẩn thô Nếu phạm chuẩn thô sẽ gây nên sai số vị trí tơng quan giữa các
bề mặt gia công với nhau
Dựa vào đặc điểm của chi tiết gia công với yêu cầu và những điểm cần tuân thủ khichọn chuẩn thô ta lập các phơng án chọn chuẩn thô nh sau:
Phơng án 1
- Chọn chuẩn thô là bề mặt trụ ngoài 16,7 Kết hợp với vai trục khống chế 5bậc tự do ( Hai khối V ngắn khống chế 4 bậc tự do kết hợp với vai trục khốngchế 1 bậc tự do)
Trang 9- Ưu điểm : G) [1].á đặt nhanh đảm bảo độ cứng vững của chi tiết gia công, đảm bảo
độ chính xác vị trí tơng quan giữa các bề mặt trụ 16,7 với các bề mặt trụ kháccủa chi tiết
- Nhợc điểm : lực kẹp lớn không gia công đợc hầu hết các bề mặt của chi tiết vơichi tiết có chiều dài trục nhỏ có thể không gia công đợc do bị hạn chế bởi máy
- Ưu điểm : G) [1].á đặt nhanh tróng, đơn giản, gia công đợc các chi tiết có chiều dàinhỏ mà phơng án 1 không gia công đợc
- Nhợc điểm : không gia công đợc không gian rộng
có chiều dài là 134 mm nên không thể chọn đợc máy để gia công đồng thời haimặt đầu do đó phải chọn phơng án này
Trang 10các nguyên công hợp lý sẽ tránh đợc hiện tợng gia công cả nhng phôi đã bị phếphẩm ở nguyên công trớc Khi thiết kế các nuyên công phải dựa vào các nguyên tắcsau:
- Nguyên công sau (bớc sau) phải giảm đợc các sai số và tăng đợc độ bóng so vớicác nguyên công trớc (bớc trớc) để lại
- Trớc tiên phải gia công các bề mặt dùng làm chuẩn cho các nguyên công sau
- Bề mặt gia công cần độ chính xác thì nên để gia công sau
- Các nguyên công dễ gây phế phẩm thì đa lên trớc để tránh mất thời gian giacông những chi tiết đã bị phế phẩm
- Để giảm thời gian gá đạt nhiều lần và thời gian phụ khác , quan điểm công nghệ
là tập trung nguyên công, sử dụng đồ gá chuyên dùng, nhiều dao, cho phép giacông nhiều bề mặt trên cùng một lần gá để tăng năng suất và phù hợp với dạngsản xuất
Dựa vào các nguyên tắc và đặc điểm kết cấu của chi tiết gia công ta sắp xếptiến trình công nghệ cho chi tiết nh sau:
1 Nguyên công I: Tiện thô bề mặt
Nguyên công II: Khoả mặt đầu, khoan lỗ tâm
3 Nguyên công III: Khoả mặt đầu , khoan lỗ tâm đầu còn lại
4 Nguyên công IV: Tiện thô các bề mặt 16,7;16
5 Nguyên công V: Tiện thô các bề mặt 16,7;16 còn lại
6 Nguyên công VI: Tiện tinh các bề mặt 16,7;16 vát mép
7 Nguyên công VII:Tiện tinh các bề mặt 22;16,7;16;vát mép đầu cònlại
8 Nguyên công VIII: Phay rãnh phẳng ngang
9 Nguyên công IX: Phay rãnh phẳng ngang đầu còn lại
10.Nguyên cong X : Nhiệt luyện
11.Nguyên công XI : Mài các bề mặt trục 16,7; 16
1.Nguyên công XII: Mài các bề mặt trục 16,7; 16 đầu còn lại
13.Nguyên công XIII: Mạ Cu – Ni – Cr
14.Nguyên cong XIV: Tổng kiểm tra
Sơ đồ các nguyên công nh sau:
