THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT DẠNG CÀNG

Đây là chi tiết dạng càng dùng để truyền chuyển động thẳng của chi tiết này thành chuyển động quay của chi tiết khác.

LỜI NÓI ĐẦU

Công nghệ chế tạo máy là một ngành then chốt, nó đóng vai trò quyếtdịnh trong sự nghiệp công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước Nhiệm vụ củacông nghệ chế tạo máy là chế tạo ra các sản phẩm cơ khí cho mọi lĩnh vựccủa nghành kinh tế quốc dân, việc phát triển ngành công nghệ chế tạo máyđang là mối quan tâm đặc biệt của Đảng và nhà nước ta

Phát triển ngành công nghệ chế tạo máy phải được tiến hành đồng thờivới việc phát triển nguồn nhân lực và đầu tư các trang bị hiện đại Việc pháttriển nguồn nhân lực là nhiệm vụ trọng tâm của các trường đại học

Môn học công nghệ chế tạo máy có vị trí quan trọng trong chương trìnhđào tạo kỹ sư và cán bộ kỹ thuật về thiết kế, chế tạo các loại máy và các thiết

bị cơ khí phục vụ các ngành kinh tế như công nghiệp, nông nghiệp, giaothông vận tải, điện lực vv

Để giúp cho sinh viên nắm vững được các kiến thức cơ bản của môn học

và giúp cho họ làm quen với nhiệm vụ thiết kế, trong chương trình đào tạo ,

đồ án môn học công nghệ chế tạo máy là môn học không thể thiếu được củasinh viên chuyên ngành chế tạo máy khi kết thúc môn học

Sau một thời gian tìm hiểu và với sự chỉ bảo nhiệt tình của thầy giáo

PGS-TS Nguyễn Viết Tiếp, đến nay Em đã hoàn thành đồ án môn học công

nghệ chế tạo máy Trong quá trình thiết kế và tính toán em không tránh khỏicòn có những sai sót do thiếu thực tế và kinh nghiệm thiết kế, em rất mongđược sự chỉ bảo của các thầy cô giáo trong bộ môn công nghệ chế tạo máy và

sự đóng góp ý kiến của các bạn để lần thiết kế sau và trong thực tế sau nàyđược hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG

CHI TIẾT DẠNG CÀNG

I/ CHỨC NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT

Đây là chi tiết dạng càng dùng để truyền chuyển động thẳng của chi tiết này thành chuyển động quay của chi tiết khác

Dựa vào bản vẽ chi tiết ta thấy đây là chi tiết dạng càng; các chi tiết dạng càng được dùng rất phổ biến trong các hộp tốc độ và trong các máy công cụ Các bề mặt quan trọng của chi tiết càng này là mặt trụ trong của các lỗ Φ20

và Φ12, chi tiết được lắp trên một trục đỡ, trục này làm việc trong trạng thái tĩnh vì nó được lắp trên thân hộp

Các kích thước quan trọng bao gồm:

-Chiều dài kích thước lỗ Φ20(mm)

-Kích thước đường kính lỗ Φ20(mm), 2 lỗ Φ12(mm)

Điều kiện kỹ thuật của chi tiết:

-Kích thước lỗ cơ bản được gia công đạt độ chính xác cấp 7-8, độ nhám

bề mặt Rz = 40µm

-Dung sai gia công các lỗ đạt kích thước ±0,1

-Dung sai khoảng cách giữa các lỗ là ±0,1

Vật liệu gia công là thép C45 có thành thần hoá học:

C = 0,4-0,5 Si = 0,17-0,37 Mn = 0,5-0,8 S = 0,045

P = 0.045 Ni = 0,30 Cr = 0,30

II/PHÂN TÍCH TÍNH CÔNG NGHỆ TRONG KẾT CẤU CỦA CHI TIẾT.

Từ bản vẽ chi tiết ta thấy:

- Chi tiết càng có kết cấu đủ độ cứng vững để khi gia công không bị biến dạng có thể dùng chế độ cắt cao, đạt năng suất cao

- Các bề mặt làm chuẩn có đủ diện tích nhất định để cho phép thực hiện nhiều nguyên công khi dùng bề mặt đó làm chuẩn và đảm bảo thực hiện quá trình gá đặt nhanh Đó là mặt phẳng đáy và ba lỗ vuông góc với nó.

- Càng không có mặt phẳng nào không vuông góc với tâm lỗ ở hành trình vào cũng như ra của mũi khoan Các kích thước ren theo tiêu chuẩn, nên dễ dàng gia công theo dụng cụ cắt đã được tiêu chuẩn hoá

- Phôi chế tạo càng được chế tạo bằng phương pháp đúc Kết cấu tương đối đơn giản

Trong chi tiết dạng càng tính công nghệ ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất và

độ chính xác gia công Với chi tiết gia công ta thấy kết cấu của chi tiết phù hợp về độ cứng vững, mặt đầu song song, kết cấu đối xứng và thuận lợi cho việc chọn chuẩn thô cũng như chuẩn tinh thống nhất

III/XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT VÀ PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI

Muốn xác định dạng sản xuất trước hết ta phải biết sản lượng hàng năm của chi tiết gia công Sản lượng hàng năm được xác định theo công thức sau:

N = N1.m (1+ 100

β

)Trong đó:

N- Số chi tiết được sản xuất trong một năm

N1- Số sản phẩm được sản xuất trong một năm (1000 chiếc/năm)m- Số chi tiết trong một sản phẩm, m = 1

Trọng lượng của chi tiết

Q1 = V.γ (Kg)

Q1 : trọng lượng của chi tiết

V : thể tích của chi tiết

Phương pháp chế tạo phôi

Với chi tiết dạng càng được làm bằng thép và khối lượng nhỏ do vậy ta

sử dụng phương pháp dập

IV/ TRÌNH TỰ CÁC NGUYÊN CÔNG:

1- Xác định đường lối công nghệ:

Do dạng sản xuất hàng loạt vừa nên ta chọn phương pháp gia công một vị trí, gia công tuần tự Dùng máy vạn năng kết hợp với đồ gá chuyên dùng

2- Chọn phương pháp gia công với các mặt của chi tiết:

Như vậy với chi tiết là chi tiết dạng càng nên ta chọn chuẩn tinh thống nhất là mặt phẳng đáy và bề mặt trong lỗ Φ20 vuông góc với mặt phẳng đó

Do đó việc gia công chính xác các bề mặt này ảnh hưởng rất lớn đến độ chínhxác của các bề sau đó trong quá trình gia công

Với các yêu cầu của các bề mặt cần gia công ta có thể chọn được các cách thức gia công, và phân chia chúng thành từng nguyên công như sau:

Nguyên công 1: Chọn mặt B làm chuẩn thô để gia công mặt A trên máy phay.Nguyên công 2: Dùng mặt A làm chuẩn tinh để gia công mặt B trên máy phay

Nguyên công 3: Khoan và doa lỗ 20(mm)

Nguyên công 4: Khoan và doa 2 lỗ cạnh Φ12(mm)

Nguyên công 5: Phay mặt bên của trụ đầu φ 8(mm)

Nguyên công 6: Khoan lỗ mặt trên trụ φ8 đường kính 3,5 của trụ φ34

Nguyên công 7: Khoan các lỗ mặt trên trụ φ8 đường kính 3,5 của trụ φ24Nguyên công 8: Kiểm tra

1/Nguyên công 1.Phay mặt A

- Chi tiết được định vị ở mặt đáy ba bậc tự do thông qua ba phiến tỳ và khối Vđịnh vị hai bậc tự do:

- Kẹp chặt dùng vít để kẹp chi tiết thông qua miếng đệm

- Chọn máy máy phay vạn năng 6H82 công suất máy 2.8(Kw)

- Chọn dao dao phay mặt đầu răng liền thép gió (Bảng IX – 67 )

Đường kính dao Ddn=90 ±1,4(mm)

- Lượng dư gia công phay 2 lần với lượng dư Zb = 2(mm)

a Chiều sâu khi phay

t = 1( mm.)

b Lượng chạy dao khi phay

-Với thép có σb = 65 kg/mm 2 Có chất làm mát là Emunxi:

Tra bảng (X-43 Sổ tay công nghệ chế tạo máy) ta có:

-Lượng chạy dao: S = 0,5 mm/vg

qv

Z B S t T

D C

=

Trong đó các giá trị m,Yv,qv,Cv,Xv,Uv,Pv tra trong (sổ tay công nghệ chế tạo máy bảng X-44)

m = 0,2; Cv=64,7; Yv=0,2; qv=0,25; Kv=0,34; Uv=0,15; Xv= 0,1; Pv= 0

T: Tuổi thọ của dao phay ta có T=180 (ph) bảng X- 45

90.7,64

0 15 , 0 2 , 0 1

, 0 2 , 0

25 , 0

.1000

55,29.1000

qp

Up Yp Xp p

n D

Z B S t C

( )Kg

106.90

14.34.5,0.1.2,82

0 1 , 1

1 , 1 8 , 0 95 , 0

=

=

-Công suất cắt:

102.60

97,29.62,20160

.102

B

2/Nguyên công 2: Phay mặt B

- Chi tiết được định vị ở mặt đáy ba bậc tự do thông qua ba phiến tỳ và khối Vđịnh vị hai bậc tự do

- Kẹp chặt dùng vít để kẹp chi tiết thông qua miếng đệm

-Lượng dư gia công phay 2 lần với lượng dư Zb = 2(mm)

a Độ sâu khi phay t = 1( mm.)

b Lượng chạy dao khi phay

-Với thép có σb = 65 kg/mm 2 Có chất làm mát là Emunxi:

Tra bảng (X-43) Sổ tay công nghệ chế tạo máy ta có:

-Lượng chạy dao: S = 0,5 (mm/v)

qv

Z B S t T

D C

90.7,64

0 15 , 0 2 , 0 1

, 0 2 , 0

25 , 0

.1000

55,29.1000

=

=

π

tra thông số vòng quay trục chính ta có: n = 106(v/ph)

Up Yp Xp p

n D

Z B S t C

ω

=

Tra bảng X-46 (STCN Tập 2)

14.34.5,0.1.2,82

0 1 , 1

1 , 1 8 , 0 95 , 0

.102

s B

A

3/ Nguyên công 3 Khoan, doa lỗ Φ20(mm)

- Định vị mặt đáy 3 bậc tự do, dùng 1 khối V ngắn

- Kẹp chặt: dùng đồ gá trụ vít

- Máy khoan K125 công suất 2,8(Kw)

Đường kính lớn nhất khoan được: 25 mm

Công suất động cơ chính: 2,8 Kw

A/ Khoan lỗ Φ19,5(mm)

Theo bảng (IX-49 STCN) tra mũi khoan xoắn ốc đuôi côn có các thông số sau:

Đường kính mũi khoan: d =19,5(mm)

Chiều dài mũi: L =240 (mm)

Chiều dài phân cắt: l0 =145 (mm)

Chiều dài chuôi côn và cổ: l2=90,5(mm)

Tra bảng (X-31 Sổ tay công nghệ chế tạo máy) ta có:

-Lượng chạy dao: S = 0,4 mm/vg

-Vận tốc cắt khi khoan:

v Yv t Xv m

zv

S t T

D C

5,19.8,9

5 , 0 0 2 , 0

4 , 0

=

V

V =11,4(m/ph)

-Số vòng quay:

D

V n

.1000

4,11.1000

=

=

π

tra thông số vòng quay trục chính ta có: n = 190(v/ph)

M

1000.975

190.77,52791000

.975

D

2

5,1920

=

b Lượng chạy dao khi doa:

-Với thép có σb = 65 kg/mm 2 Có chất làm mát là Emunxi:

Tra bảng (X-31 Sổ tay công nghệ chế tạo máy) ta có:

-Lượng chạy dao: S = 0,8 mm/vg

-Vận tốc cắt khi doa:

v Yv t Xv m

zv

S t T

D C

20.2,16

5 , 0 2 , 0 2 , 0

4 , 0

4,11.1000

.1000

Đường kính mũi khoan: d =11,7(mm)

Chiều dài mũi: L =185 (mm)

Chiều dài phân cắt: l0 =103 (mm)

Chiều dài chuôi côn và cổ: l2=77,5(mm)

Đường kính cổ: d1=11(mm)

Số côn mooc: N01

a Chiều sâu cắt:

b Lượng chạy dao khi khoan

-Với thép có σb = 65 kg/mm 2 Có chất làm mát là Emunxi:

Tra bảng (X-31 Sổ tay công nghệ chế tạo máy) ta có:

-Lượng chạy dao :

S = 0,25 mm/vg

-Vận tốc cắt khi khoan:

v Yv t Xv m

zv

S t T

D C

7,11.8,9

5 , 0 0 2 , 0

4 , 0

.1000

75,11.1000

=

=

π

tra thông số vòng quay trục chính ta có n = 315(v/ph)

=

- Mô men xoắn khi

M

1000.975

315.95,14961000

.975

D

2

7,1112

=

b Lượng chạy dao khi doa:

-Với thép có σb = 65 kg/mm 2 Có chất làm mát là Emunxi:

Tra bảng (X-31 Sổ tay công nghệ chế tạo máy ) Ta có:

-Lượng chạy dao:

S = 0,72( mm/v)

-Vận tốc cắt khi doa:

v Yv t Xv m

zv

S t T

D C

T: Tuổi thọ của dao doa ta có T=40 (ph) bảng X-35

-Vận tốc cắt khi khoan:

48,0.72,0.15,0.40

12.2,16

5 , 0 2 , 0 2 , 0

4 , 0

.1000

3,17.1000

=

=

π

tra thông số vòng quay trục chính ta có: n = 450(v/ph)

Bước 2 Khoan doa lỗ Φ12 (mm) còn lại

Theo bảng (IX-51 STCN) tra được đường kính mũi khoan

Đường kính mũi khoan d =11,7(mm)

Chiều dài mũi L =145 (mm)

Chiều dài phân cắt l0 =60 (mm)

Chiều dài chuôi côn và cổ l2=90,5(mm)

= 5,85 mm

b Lượng chạy dao khi khoan:

-Với thép có σb = 65 kg/mm 2 Có chất làm mát là Emunxi:

Tra bảng (X-31 Sổ tay công nghệ chế tạo máy) ta có:

- Lượng chạy dao:

S = 0,25 mm/v

- Vận tốc cắt khi khoan:

v Yv t Xv m

zv

S t T

D C

=

Trong đó các giá trị m,Yv,Zv,Cv,Xv, tra trong (sổ tay công nghệ chế tạo máy bảng X-34)

5 , 0 0 2 , 0

4 , 0

.1000

75,11.1000

=

=

π

tra thông số vòng quay trục chính ta có: n = 315(v/ph)

Công suất cắt:

( )kw n

M

1000.975

315.95,14961000

.975

D

2

7,1112

=

b Lượng chạy dao khi doa:

-Với thép có σb = 65 kg/mm 2 Có chất làm mát là Emunxi:

Tra bảng (X-31 Sổ tay công nghệ chế tạo máy) Ta có:

-Lượng chạy dao:

S = 0,72 (mm/v)

-Vận tốc cắt khi doa:

v Yv t Xv m

zv

S t T

D C

12.2,16

5 , 0 2 , 0 2 , 0

4 , 0

=

V

V =17,3(m/ph)

-Số vòng quay:

D

V n

.1000

3,17.1000

=

=

π

tra thông số vòng quay trục chính ta có: n = 450(v/ph)

=

S

5/ Nguyên công 5 phay 3 mặt đầu của trụ Φ8

- Chi tiết được định vị ở mặt đáy ba bậc tự do thông qua phiến tỳ và chốt trụ ngắn định vị 2 bậc chốt trám định vị 1 bậc tự do

- Kẹp chặt dùng bulông ốc vít để kẹp chi tiết thông qua lỗ Φ20

- Chọn máy máy phay vạn năng 6H82 công suất máy 2,8(Kw)

- Chọn dao dao phay trụ và dao phay đĩa răng chắp

- Lượng dư gia công phay 1 lần với lượng dư Zb = 2(mm)

Chế độ cắt xác định cho dao có đường kính lớn:

a Độ sâu khi phay:

t = 2( mm)

b Lượng chạy dao khi phay:

-Với thép có σb = 65 kg/mm 2 Có chất làm mát là Emunxi:

Tra bảng (X-43 Sổ tay công nghệ chế tạo máy) Ta có:

-Lượng chạy dao:

S = 0,5 mm/vg

-Vận tốc cắt khi phay:

v Pv Uv Yv t Xv m

qv

Z B S t T

D C

20.41

15 , 0 0 4 , 0 3 , 0 2 , 0

2 , 0

.1000

58,7.1000

=

=

π

tra thông số vòng quay trục chính ta có n = 300(v/ph)

-Vận tốc căt thực tế là:

(m ph)

1000

8

89,0.300

.20

5.25.5,0.1.2,68

0 86 , 0

0 , 1 72 , 0 86 , 0

P

60.1020

300.3,35060

.1020

6/ Nguyên công 6: Khoan lỗ Φ3,5 (mm) để ta rô ren

- Định vị mặt đáy 3 bậc tự do bằng phiến tỳ và chốt trụ ngắn khống chế 2 bậc

tự do chốt trám định vị 1 bậc tự do

- Kẹp chặt dùng đồ gá cơ cấu kẹp nhanh

- Máy khoan K125 công suất 2.8(Kw)

Theo bảng ( IX-47 STCN )ta tra được thông số mũi khoan

Đường kính mũi khoan d =3,5(mm)

Chiều dài mũi L =72 (mm)

Chiều dài phân cắt l0 =42 (mm)

=

b Lượng chạy dao khi khoan

-Với thép có σb = 65 kg/mm 2 Có chất làm mát là Emunxi:

Tra bảng (X-31 Sổ tay công nghệ chế tạo máy) Ta có:

-Lượng chạy dao

S = 0,08 mm/v

-Vận tốc cắt khi khoan

V = Kv

Trong đó các giá trị m,Yv,Zv,Cv,Xv, tra trong (sổ tay công nghệ chế tạo máy bảng X-34)

m = 0,2; Cv=7; Zv=0,4; Xv=0; Kv=0,48; Yv=0,7 T: Tuổi thọ của dao khoan ta có T=15 (ph) bảng X-35

-Vận tốc cắt khi khoan

48,0.08,0.75,1.15

5,3.7

7 , 0 0 2 , 0

4 , 0

.1000

9,18.1000

=

=

π

tra thông số vòng quay trục chính ta có n = 1800(v/ph)

-Công suất cắt

( )kw n

M

1000.975

1800.84,531000

- Kẹp chặt dùng đồ gá cơ cấu kẹp nhanh

- Máy khoan K125 công suất 2,8(Kw)

Theo bảng ( X-47 STCN)ta tra được thông số mũi khoan

Đường kính mũi khoan d =3,5(mm)

Chiều dài mũi L =72 (mm)

Chiều dài phân cắt l0 =42 (mm)

=

b Lượng chạy dao khi khoan

-Với thép có σb = 65 kg/mm 2 Có chất làm mát là Emunxi:

Tra bảng (X-31 Sổ tay công nghệ chế tạo máy) Ta có:

-Lượng chạy dao

5,3.7

7 , 0 0 2 , 0

4 , 0

.1000

9,18.1000

=

=

π

tra thông số vòng quay trục chính ta có n = 1800(v/ph)

1000.975

1800.84,531000.975

w s

8/ Kiểm tra

-Kiểm tra độ vuông góc của đường tâm các lỗ chính với 2 mặt đầu

-Kiểm tra độ song song giữa 2 mặt đầu các lỗ chính

V/tính lượng dư cho một bề mặt

1-Tính lượng dư khi gia công hai mặt bên

Do phôi liệu dạng dập với cấp chính xác 2, khoảng cách danh nghĩa của haimặt này là 30mm với dung sai kích thước là ±0,2 Đây là hai mặt phụ nên yêu cầu độ nhẵn bóng bề mặt không cao, tuy nhiên để thích hợp với độ chính xác chung của chi tiết ta gia công hai bề mặt này đạt độ nhám cấp 6 tức là đạt

độ nhám Ra = 2,5 Để đạt được độ chính xác này ta cần gia công theo hai bước phay thô và phay tinh

Gia công hai mặt này trong lại yêu cầu về độ chính xác về vị trí tương quancủa các mặt với nhau và với đường tâm đối xứng của chi tiết Ta cần gia công

hai bề mặt này sao cho khoảng cách từ chúng đến đường tâm đối xứng là bằng nhau

Để gia công hai mặt bên của càng này ta phay lần lượt từng mặt một, sử dụng hai dao phay đĩa có sử dụng cữ định kích thước Chi tiết được định vị babậc tự do trên mặt đáy băng phiến tỳ cố định, một chốt trụ ngắn định vị hai bậc tự do và một chốt trụ chám định vị nốt bậc tự do còn lại vào hai lỗ Φ9 vuông góc với mặt đáy

Trong bước phay thô ban đầu chi tiết được định vị bằng mặt đáy và hai lỗ vuông góc với nó, theo bảng 3.2, Hướng dẫn thiết kế đồ án CNCTM ta có Rza

và Ta của phôi là 200 và 300µm Sau bước gia công thô ban đầu với vật liệu

là thép thì Ta không còn nữa chỉ còn Rza, tra bảng 3.4 (Hướng dẫn thiết kế đồ

án CNCTM) ta có Rza = 50µm

Sai số không gian tổng cộng với loại phôi này khi gia công hai mặt bên

được tính theo công thức:

Để gia công hai mặt bên của chi tiết đạt kích thước thì trước hết ta đã phải gia công mặt đáy và hai lỗ chuẩn tinh phụ vuông góc với nó

Do hai mặt bên vuông góc với mặt đáy nên trong trường hợp này khoảng cách vị trí tương quan giữa chúng không ảnh hưởng đến sai số vị trí của các

bề mặt đó với nhau Mặt khác để gia công được hai lỗ trên ta sử dụng mặt đáy

và mặt ngoài của khối trụ đáy làm chuẩn nên ta phải tính tới sai lệch của kích thước xác định vị trí tương đối của tâm lỗ với bề mặt ngoài của phôi dập, kíchthước C Chính sai lệch kích thước C sẽ gây ra sai số vị trí của các bề mặt ta gia công Sai số của kích thước C được lấy bằng dung sai của nó theo cấp

chính xác tương ứng của phôi ph

δ: dung sai kích thước C của phôi cấp chính xác 2 và bằng 700µm (bảng 2.11)

Như vậy sai số do độ lệch của mẫu đúc trên so với mặt ngoài chính là sai lệch của phôi đúc

trong trường hợp này xuất hiện do khe hở của chốt định

vị, trong quá trình gia công ta sử dụng hai dao phay cùng một lúc nên sai số này bị triệt tiêu