lập quy trình công nghệ gia công chi tiết dạng hộp

Đồ án môn học công nghệ chế tạo máy là một đồ án chuyên ngành chính của sinh viên ngành công nghệ chế tạo máy, nhằm cung cấp các kiến thức cơ bản để giải quyết một vấn đề tổng hợp về công nghệ chế tạo.

ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY Mục lục Lời nói đầu Chương I. Qui trình chế tạo chi tiết trục vít 1. Phân tích chức năng làm việc của chi tiết. 2. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết. 3. Xác định dạng sản xuất. 4. Chọn phương pháp chế tạo phôi. 5. Lập thứ tự các nguyen công Chương II:Lượng dư gia công Chương III:Chế độ cắt và thời gian nguyên công 1. Nguyên công 1:Khoả mặt đầu và khoan tâm 2. Nguyên công 2:Tiện thô trục 3. Nguyên công 3:Tiện tinh trục 4. Nguyên công 4:Tiện răng 5. Nguyên công 5:Phay rãnh then 6. Nguyên công 6:Khoan lỗ 7. Nguyên công 7:Mài 8. Nguyên công kiểm tra Chương IV. Thiết kế đồ gá Trang 2 3 3 3 4 4 5 6 6 7 7 9 18 24 26 28 30 32 1 1 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY Lời nói đầu Đồ án môn học công nghệ chế tạo máy là một đồ án chuyên ngành chính của sinh viên ngành công nghệ chế tạo máy, nhằm cung cấp các kiến thức cơ bản để giải quyết một vấn đề tổng hợp về công nghệ chế tạo. Sau khi thiết kế đồ án môn học công nghệ chế tạo máy, sinh viên được làm quen với cách sử dụng tài liệu, sổ tay, tiêu chuẩn và khả năng kết hợp so sánh những kiến thức lý thuyết và thực tế sản xuất, độc lập trong sáng tạo để giải quyết một vấn đề công nghệ cụ thể. Xuất phát từ tầm quan trọng đó em được nhận đồ án môn học công nghệ chế tạo máy với việc lập quy trình công nghệ gia công chi tiết dạng hộp. Trong phần thuyết minh gồm có: Tính toán chi tiết gia công, xác định dạng sản xuất, xác định phương pháp chế tạo phôi, thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết, tính thời gian gia công, tính lương dư, tính toán thiết kế đồ gá. Những giáo trình tra cứu: Công nghệ chế tạo máy (Tập 1 và 2), Máy cắt kim loại, Nguyên lý cắt kim loại, đồ gá,sổ tay Atlas và đồ gá,sổ tay công nghệ chế tạo máy(T ập 1 và 2). Được sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo: Phí Trọng Hảo , đến nay cơ bản em đã hoàn thành nhiệm vụ của mình, tuy còn nhiều thiếu sót trong quá trình làm đồ án, em kính mong sự chỉ bảo tận tình của các thày trong bộ môn để em có thể củng cố thêm kiến thức và hoàn thành tốt nhiệm vụ của mình. 2 2 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY CHƯƠNG I : QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CHI TIẾT TRỤC VÍT 1-Phân tích chức năng làm việc của chi tiết . Trục vít là một chi tiết quan trọng trong nhiều sản phẩm trong ngành chế tạo máy.Trục vít là chi tiết dùng chủ yếu để truyền chuyển động,biến chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến và ngược lại.Trục vít có bề mặt cơ bản cần gia công là các bề mặt trụ tròn xoay ngoài và bề mặt răng trục vít.Các bề mặt tròn xoay thường dùng làm mặt lắp ghép .Do vậy các bề mặt này thường được gia công với các độ chính xác khác nhau và cũng có nhiều bề mặt không phảI gia công Với vật liệu làm bằng thép 40X có thành phần như sau: HB=127;σ b =1000(N/mm 2 ); σ c =800(N/mm 2 ); C=0.360.44% Mn=0,50.8 Si=0,170.37% Cr=0.8-1.1% B=0.002-0.005% 2-Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết . Chi tiết gia công là chi tiết dạng trục - Các bề mặt trục có khả năng gia công bằng các dao tiện thông thường - Đường kính các cổ trục giảm dần về hai phía - Trong trường hợp này then của trục của trục chúng ta phải giữ nguyên kết cấu - Kết cấu của trục không đối xứng vì vậy không thể gia công trên máy chép hình thuỷ lực - Ta có l/d=321/52<10 nên trục đủ đọ cứng vững - Trục là trục vít vì vậy bắt buộc phải gia công trước khi mài khả năng bị biến dạng khi nhiệt luyện là có nhưng vẫn có thể chấp nhận được - Khi gia công trục chúng ta phải gia công hai lỗ tâm hai đầu làm chuẩn định vị - Không thể thay thế trục bậc bằng trục trơn được bởi vì đây là trục vít chúng ta phải có những bậc để lắp ổ lăn hay lăp trục với các bộ phận khác của máy 3 3 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY - 3. Xác định dạng sản xuất: Sản lượng hàng năm N=1000(ct/năm) Ta có: V chi tiết =(35.π.25 2 /4)+(98.π.28 2 /4)+ (20.π.35 2 /4)+ (12.π.40 2 /4)+ (48.π.33 2 /4)+ (65.π.52 2 /4)+ (60.π.33 2 /4)+ (60.π.33 2 /4)+ (12.π.40 2 /4)+ (20.π.35 2 /4) =376391(mm 3 ) γ thép =7,852(kG/dm 3 ) Trọng lượng của chi tiết là Q=V. γ=o.3764x7,852=2.95555(kG) Từ bảng 2-13 TKDACNCTM----> Dạng sản xuất là HÀNG LOẠT VỪA 4 . Phương pháp chế tạo phôi: Đối với các chi tiết dạng trục ta dùng vật liệu bao gồm thép các bon như thép 35,40,45 ;thép hợp kim như thép crôm,crôm-niken;40X;40Γ;50Γ… Trong bài này ta chọn vật liệu để gia công chi tiết trục vít là thép 40X Việc chọn phôi để chế tạo trục phụ thuộc vào hình dáng ,kết cấu và sản lượng của loại trục đó.Ví dụ đối với trục trơn thì tốt nhất dùng phôi thanh.Với trục bậc có đường kính chênh nhau không lớn lắm dùng phôi cán nóng Trong sản xuất nhỏ và đơn chiếc phôi của trục được chế tạo bằng rèn tự do hoặc rèn tự do trong khuôn đơn giản ,đôi khi có thể dùng phôi cán nóng .Phôi của loại trục lớn được chế tạo bằng cách rèn tự do hoặc hàn ghép từng phần Trong sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối phôi của trục được chế tạo bằng dập nóng trên máy dập hoặc ép trên máy ép,với trục bậc có thể rèn trên máy rèn ngang và cũng có thể chế tạo bằng phương pháp đúc Đối với chi tiết trục vít ta không nên chọn phôi là phôi đúc vì phôi đúc cho chất lượng bề mặt không tốt với lại chi tiết đúc thường có cơ tính không cao.Chúng ta có thể 4 4 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY chọn phôi thanh với độ chính xác có thể chấp nhận được nhưng nhược điểm lớn nhất của loại phôi này là rất tốn vật liệu Từ đó ta thấy rằng chọn phôi dập nóng là tốt nhất bởi vì loại phôi này đảm bảo được những tiêu chuẩn như:hình dáng phôi gần với chi tiết gia công ,lượng dư hợp lí,có thể sản xuất phôi hàng loạt,… 5. Lập thứ tự các nguyên công * Chuẩn định vị để gia công chi tiết dạng trục Đối với các chi tiết dạng trục yêu cầu về độ đồng tâm giữa các cổ trục là rất quan trọng.Để đảm bảo yêu cầu này,khi gia công trục cần phải dùng chuẩn tinh thống nhất. Chuẩn thống nhất khi gia công các chi tiết dạng trục là hai lỗ tâm côn ở hai đầu của trục.Dùng hai lỗ tâm côn làm chuẩn có thể hoàn thành việc gia công thô và tinh hầu hết các bề mặt trục Nhưng đối với chi tiết trục vít trong bài này chúng ta chọn chuẩn có khác đi so với trên.Ta lấy chuẩn thô là mặt ngoài của trục và cả lỗ tâm của trục,biện pháp thực hiện là chúng ta dùng mâm cặp ba chấu tự định tâm ở một đầu kết hợp với chống tâm ở đầu còn lại Khi gia công tinh ta lại lấy chuẩn là hai lỗ tâm,thực hiện bằng cách chống tâm hai đầu,để chống xoay chúng ta dùng thêm một cái tốc ở một đầu Khi gia công các phần khác của trục như then,lỗ chúng ta dùng chuẩn là mặt ngoài của trục nhưng được thực hiện bằng cách dùng khối V kết hợp với các chốt tỳ để khống chế đủ số bậc tự do cần thiết * Lập bảng trình tự nguyên công và sơ đồ định vị. Ta có trình tự nguyên công như bản vẽ sơ đồ nguyên công,gồm những bước sau: 1- Phay mặt đầu và khoan tâm 2- Tiện thô trục 3 - Tiện tinh trục 4- Tiện răng 5 - Phay rãnh then 6 - Khoan lỗ 7 - Mài 5 5 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY 8 - Kiểm tra CHƯƠNG II :LƯỢNG DƯ GIA CÔNG I.Lượng dư của phôi dập nóng Đối với kích thước l=321mm và các kích thước đường kính ta chọn lượng dư cho phôi như sau Lượng dư theo chiều dài là a=2mm Lượng dư hướng kính tại mỗi cổ trục là a=2,5mm II.Lượng dư cho từng nguyên công 1. Lượng dư cho nguyên công phay mặt đầu Khi gia công mặt đầu ta lấy lượng dư chính bằng lượng dư của phôi a=2mm 2. Đối với ∅25 ta chọn lượng dư cho từng nguyên công như sau + Khi tiện tinh ta chọn lượng dư về một phía là a=0,5mm +Khi tiện thô ta lấy lượng dư bằng lượng dư của phôi ,về một phía a=2,5mm 3. Đối với ∅28 ta chọn lượng dư cho nguyên công tiện thô về một phía là a=2,5mm 4. Đối với ∅40 ta chọn lượng dư cho từng nguyên công như sau +Khi mài ta chọn lượng dư về một phía a=0,3mm +Khi tiện thô ta lấy lượng dư về một phía bằng lượng dư của phôi a=2,5mm 5. Đối với ∅35 ta chọn lượng dư cho từng nguyên công như sau +Khi mài ta lấy lượng dư về một phía a=0,3mm +Khi tiện tinh ta lấy lượng dư về một phía a=0,3+0,5=0,8mm +Khi tiện tinh ta lấy lượng dư a=2,5mm 6. Đối với ∅52 ta chọn lượng dư cho từng nguyên công như sau +Khi mài ta lấy lượng dư về một phía a=0,3mm +Khi tiện tinh ta lấy lượng dư về một phía a=0,3+0,5=0,8mm +Khi tiện tinh ta lấy lượng dư a=2,5mm 7. Lượng dư cho gia công răng 6 6 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY +Khi mài răng ta chọn lượng dư a=0,25mm CHƯƠNG III : TÍNH CHẾ ĐỘ CẮT Nguyên công 1:Phay mặt đầu và khoan tâm 1. Sơ đồ gá đặt Chi tiết gia công được định vị trên hai khối V ngắn định vị 4 bậc tự do ,ngoài ra để chống sự dịch chuyển theo chiêù dọc trục ta dùng một chốt để định vị bậc tự do thứ năm 2. Chọn maý Ta chọn máy gia công là máy phay và khoan tâm có kí hiệu MP-71M,có các thông số: Đường kính gia công 25-125(mm) Chiều dài chi tiết gia công 200-500(mm) Giới hạn chạy dao của dao phay 20-400(mm/ph) Số cấp tốc độ của dao phay 6 Giới hạn số vòng quay của dao phay 125-712(vòng/phút) Số cấp tốc độ của dao khoan 6 Giới hạn số vòng quay của dao khoan 20-300(mm/ph) Công suất động cơ phay-khoan 7.5-2.2(KW) 3. Các bước công nghệ Bước 1:Phay mặt đầu Kích thước cần đạt được 321mm +Chọn dụng cụ cắt: Ta chọn dao phay mặt đầu bằng hợp kim T15K6 có các thông số sau: 7 7 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY D=80(mm),Z=5(răng), +Chế độ cắt: Khi gia công mặt đầu ta chọn chiều sâu cắt t=2mm Bảng 5-125 ,ta chọn bước tiến dao Sz=0.13(mm/răng) Lượng chạy dao vòng S 0 =0,13.5=0.65(mm/vòng) Bảng 5-126 ta chọn tốc độ cắt V b =300(m/ph) Các hệ số hiệu chỉnh : -Hệ số phụ thuộc vào độ cứng của chi tiết gia công k1=0.9 (theo bảng 5.3) -Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt k2=0.8 (theo bảng 5.5) -Hệ số phụ thuộc vào tuổi bền của dao k3=1 (theo bảng 5.7) Như vậy tốc độ tính toán là V t =V b .k1.k2.k3=0.9x0.8x1x300 =216(m/phút) Số vòng quay của trục chính theo tính toán là: )/(3,214 321.14,3 216.1000 phvn t == Theo máy ta chọn được n m =200(v/ph) Như vậy tốc độ cắt thực tế là: V tt = )/(8.201 1000 200.321.143,3 phm= Lượng chạy dao S p =0,65.200=130(mm/vòng) Theo máy ta chọn S p =150(mm/vòng) Bước 2:Khoan tâm Chọn mũi khoan là mũi khoan tâm đuôi trụ làm bằng vật liệu T15K6,có các kích thước như sau: d=5mm; L=132mm;l=87mm +Chế độ cắt: Chọn chiều sâu cắt t=2.5mm Bảng 5-86 ,ta chọn bước tiến dao S=0.2(mm/răng) Bảng 5-126 ta chọn tốc độ cắt V b =32(m/ph) Các hệ số hiệu chỉnh : -Hệ số phụ thuộc vào độ cứng của chi tiết gia công k1=0.9 (theo bảng 5.3) 8 8 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY -Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt k2=0.8 (theo bảng 5.5) -Hệ số phụ thuộc vào tuổi bền của dao k3=1 (theo bảng 5.7) Như vậy tốc độ tính toán là V t =V b .k1.k2.k3=0.9x0.8x1x32 =23.04(m/phút) Số vòng quay của trục chính theo tính toán là: )/(5,1467 5.14,3 04,23.1000 phvn t == Theo máy ta chọn được n m =1500(v/ph) Như vậy tốc độ cắt thực tế là: V tt = )/(57,23 1000 1500.5.143,3 phm= Thời gian nguyên công +Thời gian phay mặt đầu T 1 = nS LLL . 21 ++ = 65,0.200 25,1430 ++ =0,4(phút) L 1 = 2)( +− tDt = 2)280(2 +− =14,5mm L 2 =3mm L=30mm +Thời gian khoan tâm T 2 = nS LL . 1 + L=(d/2)ctgϕ+1=2,5.ctg60+1=2,5mm L 1 =(D-d)/2ctgϕ+1=2,5mm T 2 = 2,0.1500 5,25,2 + =0,02(phút) Thời gian tổng cộng T=T 1 +T2=0,02+0,4=0,42(phút) Nguyên công2: 9 9 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY * Tiện thô nửa trục 1-Sơ đồ gá đặt Chi tiết được định vị bằng mâm cặp ba chấu tự định tâm ở một đầu (định vị 2 bậc tự do còn đầu kia được định vị và kẹp chặt bằng cách chống tâm 2-Chọn máy Các thông số của máy tiện T620 : Đường kính gia công lớn nhất : D max =400mm Khoảng cách giữa hai mũi tâm :1400mm Số cấp tốc độ trục chính : 23 Giới hạn vòng quay trục chính :25÷ 2000 Công suất động cơ : 10 kw 3. Các bước công nghệ : - Bước 1:Gia công thô phần trục có đường kính ∅25. Đường kính cần đạt được là ∅26 065.0 149.0 − − +Chọn dụng cụ cắt : Chọn dao tiện ngoài thân cong có góc nghiêngchính 90°,vật liệu T15K6 Theo bảng 4-6 STCNCTM I ,ta chọn kích thước của dao như sau: H=16;B=10;L=100;l=40;ϕ=60°,n=4;l=10;r=0.5 +Chế độ cắt: Khi gia công thô ∅26 065.0 149.0 − − ta chọn chiều sâu cắt t=2mm Bảng 5-60 ,ta chọn bước tiến dao s=0.35; Bảng 5-63 ta chọn tốc độ cắt V b =62(m/ph) Các hệ số hiệu chỉnh : 10 10 [...]... Thời gian nguyên công khoan T= L + L1 S n 4+2 0,1.1200 = =0,05(phút) L1=2mm:L1=4mm 31 31 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY Nguyên công 7:Mài 1 Sơ đồ gá đặt Chi tiết gia công được định vị trên hai mũi tâm khống chế 5 bậc tự do,ngoài ta để chống xoay ta thêm vào hệ thống một cái tốc mài 2 Chọn maý Ta chọn máy gia công là máy mài tròn ngoài kí hiệu 3A110 , có các thông số: Đường kính gia công lớn nhất 140(mm) Chi u... quay chi tiết K6=1,5 K=1,5.1.1.1.1,2.1,3.1,5=3,51 Ta có lực kẹp chặt khi khoan: 35 35 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY f-Hệ số ma sát của bề mặt tiếp xúc giữa khối V với chi tiết ,theo bảng 34 ta chọn f=0.15 f1-Hệ số ma sát giữa chi tiết và mỏ kẹp f1=0.3 Khi khoan như hình trên lực ma sát ở bề mặt tiếp xúc giữa khối V với chi tiết và giữa chi tiết với mỏ kẹp chống xoay do lực cắt P0 sinh ra Ta có công thức... đặt Chi tiết được định vị bằng cách chống tâm hai đầu ,một đầu được chống xoay bằng cách lắp thêm một cái tốc 2-Chọn máy Các thông số của máy tiện T620 : Đường kính gia công lớn nhất Khoảng cách giữa hai mũi tâm 23 : Dmax=400mm :1400mm 23 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY Số cấp tốc độ trục chính : 23 Giới hạn vòng quay trục chính :25÷ 2000 Công suất động cơ : 10 kw 3-Các bước công nghệ - Bước 1 :Gia công. .. ph) 1000 29 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY Lượng chạy dao Sp=0,1.1200=120(mm/phút) Theo máy ta chọn Sp=120(mm/phút) Thời gian cơ bản khi gia công rãnh then h +1 L − D + Sp Sn T0= = 4 + 1 28 − 8 + 0,1 120 =45,2(phút) h=4mm L=28mm D=8mm Nguyên công 6:Khoan lỗ ∅ 5 1 Sơ đồ gá đặt Chi tiết gia công được định vị trên hai khối V ngắn định vị 4 bậc tự do ,ngoài ra để chống sự dịch chuyển theo chi ù dọc trục ta... giống như ở nguyên công tiện thô ∅52 - Bước 6:Tiện thô ∅52 13 13 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY Đường kính cần đạt được là ∅53 −0.100 − 0.220 +Chọn dụng cụ cắt như dao tiện ∅35 +Chế độ cắt: Khi gia công thô ∅52 ta chọn chi u sâu cắt t=2mm Bảng 5-60 ,ta chọn bước tiến dao s=0.35; Bảng 5-63 ta chọn tốc độ cắt Vb =62(m/ph) Các hệ số hiệu chỉnh : -Hệ số phụ thuộc vào độ cứng của chi tiết gia công k1=0.9 (theo... gia công rãnh then ta chọn chi u sâu cắt t=0,2mm Bảng 5-204 ,ta chọn lượng chạy dao ngang Sct=1,45(mm/phút ) 33 33 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY Số vòng quay của chi tiết nct=250(vòng/phút) Theo máy ta chọn được Sm=1,25(mm/phút) - Bước 4:Mài cổ trục φ40:như ở phần trên - Bước 5:Mài cổ trục φ35:như ở phần trên Thời gian mài: +Thời gian mài φ35 1,25 × T01= h 50 1,25 × t.nc 0,3.250 = =0.83(phút) +Thời gian... =0.38(phút) Thời gian cơ bản của nguyen công tiện thô nửa trục là T0=T01+T02+T03+T04 +T05+ T06=0,38+0,03+0,67+0,12+0,16+0,19=1,55(phút) * Tiện thô nửa trục còn lại 1 Sơ đồ gá đặt Chi tiết gia công được định vị một đầu bằng mâm cặp ba chấu tự định tâm khống chế hai bậc tự do,còn đầu kia được định vị và kẹp chặt bằng mũi tâm di động 16 16 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY 2.Chọn máy Ta chọn máy gia công là máy... / ph) 1000 Theo máy ta chọn Sm=0.2mm Thời gian khi tiện răng 27 27 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY T01= L + L1 S n L1=t/tgϕ+2=2/tg60°+2=3mm L=65mm S=0,2(mm/vòng) n=100(vòng/phút) 65 + 3 0,2.100 T0= =3,4(phút) Nguyên công 5:Phay rãnh then 1 Sơ đồ gá đặt Chi tiết gia công được định vị trên hai khối V ngắn định vị 4 bậc tự do ,ngoài ra để chống sự dịch chuyển theo chi ù dọc trục ta dùng một chốt để định vị... ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY Vtt= 3,143.40.350 = 44(m / ph) 1000 Theo máy ta chọn Sm=0.36mm - Bước 3:Vát 4x45° Như đã trình bày ở phần trên Thời gian nguyên công T=0,16+0,12+0,03=0,3(phút) Nguyên công 3 *Tiện tinh nửa trục 1-Sơ đồ gá đặt Chi tiết được định vị bằng cách chống tâm hai đầu ,một đầu được chống xoay bằng cách lắp thêm một cái tốc tiện 2-Chọn máy Các thông số của máy tiện T620 : Đường kính gia. .. STCNCTM I ,ta chọn kích thước của dao như sau: 19 19 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY H=16;B=10;L=100;l=40;ϕ=60°,m=4;r=1 +Chế độ cắt: Khi gia công thô ∅35.5 ta chọn chi u sâu cắt t=0.5mm Bảng 5-60 ,ta chọn bước tiến dao s=0.11mm/vòng; Bảng 5-63 ta chọn tốc độ cắt Vb =100(m/ph) Các hệ số hiệu chỉnh : -Hệ số phụ thuộc vào độ cứng của chi tiết gia công k1=0.9 (theo bảng 5.3) -Hệ số phụ thuộc vào trạng thái