Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết Thân đồ gá

Dựa vào bản vẽ chi tiết ta thấy thõn đồ gỏ là chi tiết dạng hộp

Lời nói đầu

Môn học công nghệ chế tạo máy đóng vai trò quan trọng trong chươngtrình đào tạo kỹ sư và cán bộ kỹ thuật về thiết kế và chế tạo các loại máy, cácthiết bị phục vụ các ngành công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải

Là một sinh viên đang theo học chuyên ngành cơ khí chế tạo máy trongtrường, được nhà trường trang bị kiến thức và kỹ thuật cơ sở đặc biệt là taynghề Để tạo điều kiện cho sinh viên có thể vận dụng các kiến thức đã họcvào thực tế, em đã được khoa giao cho nhiệm vụ làm đồ án môn học với đề

tài: Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết “Thân đồ gá ”

Sau khi nhận được đề tài được sự hướng dẫn chỉ bảo tận tình của cácthầy cô giáo, cùng với sự lỗ lực của bản thân, em đã làm việc một cáchnghiêm túc cùng với sự tìm tòi và nghiên cứu tài liệu và sự đóng góp ý kiếncủa bạn bè, đến nay đề tài của em đã được hoàn thành Trong quá trình thựchiện không tránh khỏi những sai sót do trình độ và kinh nghiệm còn hạn chế

Vì vậy em mong sự chỉ bảo và giúp đỡ của thầy cô và bạn bè để đề này đượchoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn Thầy Lý Ngọc Quyết đã hướng dẫn em hoànthành công việc được giao

Hưng yên, ngày 17 tháng 08 năm 2009

Sinh viên

Phạm Quang Chưởng

Nhận xét của giáo viên hướng dẫn

-

-

Hưng Yên, ngày … tháng … năm 2009

Giáo viên hướng dẫn

Lý Ngọc Quyết

Mục lục

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 phôi và xác định phương án tạo phôi

5 Lập quy trình công nghệ gia công cơ

6 Tính toán lượng dư gia công cho một bề mặt, còn các bề mặt khác tra bảng

7 Tính toán chế độ cắt cho một bước gia công còn các bề mặt khác tra bảng

8 Tính thời gian cơ bản cho các nguyên công

9 Tính và thiết kế đồ gá cho một nguyên công

Thuyết minh đồ án môn học

công nghệ chế tạo máy

I-Phân tích chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết

Dựa vào bản vẽ chi tiết ta thấy thõn đồ gỏ là chi tiết dạng hộp

Do thõn đồ gỏ là loại chi tiết quan trọng trong một sản phẩm đồ gá Thân

đồ gá làm nhiệm vụ đỡ trục của đồ gá và xác định vị trí tương đối của trụctrong không gian nhằm thực hiện một nhiệm vụ động học nào đó Sau khi giacông xong thân đồ gá sẽ được lắp làm nhiệm vụ đỡ trục

Trên thân đồ gá có nhiều mặt phải gia công với độ chính xác khác nhau

và cũng có nhiều bề mặt không phải gia công Bề mặt làm việc chủ yếu là lỗtrụ 35

Cần gia công mặt phẳng A (mặt phẳng đáy) và các lỗ 14, 25, 35chính xác để làm chuẩn tinh gia công Đảm bảo kích thước từ tâm lỗ 14 đếnmặt phẳng C là: 46 0,02

Chi tiết làm việc trong điều kiện rung động và tải trọng thay đổi

Đối với nhiệm vụ gia công mặt trên của thân đồ gá cần phải gia côngchính xác các mặt để đảm bảo khi lắp ghép với mặt làm việc tiếp xúc khácđảm bảo có khoảng cách để tránh siêu định vị

Vật liệu sử dụng là : GX 15-32 , có các thành phần hoá học sau:

C = 3 – 3,7 Si = 1,2 – 2,5 Mn = 0,25 – 1,00

S < 0,12 P =0,05 – 1,00

[]bk = 150 MPa

[]bu = 320 Mpa

II Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết

Từ bản vẽ chi tiết ta thấy :

- Mặt trên của thân đồ gá có đủ độ cứng vững để khi gia công không bịbiến 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 hiệnnhiều nguyên công khi dùng bề mặt đó làm chuẩn và đảm bảo thực hiệnquá trình gá đặt nhanh

Chi tiết thân đồ gá đỡ được chế tạo bằng phương pháp đúc Kết cấu tươngđối phức tạp, tuy nhiên khi gia công các lỗ ren, lỗ định vị và lỗ làm việcchính 14, 25, 35 cần phải gia công cho chính xác đảm bảo các yêucầu kỹ thuật

Các bề mặt cần gia công là :

1 Gia công bề mặt phẳng A với độ bóng cao để làm chuẩn tinh chonguyên công sau

2 Gia công mặt trên đế để khoan khoét, doa lỗ trên mặt B và D đểsau đó gia công lỗ định vị và lỗ ren để liên kết với phần dưới.

3 Gia công 4 lỗ 5, 6 để làm chuẩn định vị khi lắp nửa trên vớinửa dưới

4 Phay 2 mặt phẳng đầu lỗ trụ C và E

5 Tiện lỗ 25, 35 bên trong chi tiết

6 Khoét, doa lỗ 14 đảm bảo độ bóng và chính xác cho chi tiết, vì

bề mặt này là là bề mặt làm việc chính

IIi-xác định dạng sản xuất

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

N = N1.m (1+

α+β

100 )Trong đó

N- Số chi tiết được sản xuất trong một năm

N1- Số sản phẩm được sản xuất trong một năm 2300 chiếc/năm)

m- Số chi tiết trong một sản phẩm

Q - Trọng lượng chi tiết

 - Trọng lượng riêng của vật liệu gang xám= 6,8-:-7,4 Kg/dm3

V - Thể tích của chi tiết

Dựa vào bảng 2 (TKĐACNCTM) ta có dạng sản xuất là dạng sản xuất hàngloạt vừa.

IV- Xác định phương pháp chế tạo phôi và thiết kế bản vẽ chi tiết lồng phôi

Xác định phương pháp chế tạo phôi

Kết cấu của chi tiết khá phức tạp nhưng vật liệu của chi tiết là gang xám15x32 nên ta dùng phương pháp đúc, ứng với sản xuất hàng loạt vừa nên tachọn phương pháp đúc trong khuôn kim loại Sau khi đúc không cần cắt bavia và làm sạch

Bản vẽ kỹ thuật

* Yêu cầu kỹ thuật:

- Đảm bảo độ song song giữa tâm của lỗ 14, 25, 35 với mặt đáy của

thứ tự các nguyên công

1- Xác định đường lối công nghệ

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

2- Chọn phương pháp gia công

- Phay mặt phẳng A bằng dao phay mặt đầu ghép với nhau, đầu tiên làphay thô sau đó là phay tinh dảm bảo Rz = 20 m

- Phay mặt phẳng B bằng dao phay mặt đầu ghép với nhau, đầu tiên làphay thô sau đó là phay tinh dảm bảo Rz = 20 m

- Phay mặt phẳng D bằng dao phay mặt đầu ghép với nhau, đầu tiên làphay thô sau đó là phay tinh dảm bảo Rz = 40 m

- Đối với gia công lỗ 14 trên mặt D đạt cấp chính xác Rz=20 tra bảng 5 (TKĐACNCTM ) thì cấp chính xác là 5 Tra bảng với lỗ 14 cấp chính xác 5

ta có dung sai của lỗ là +0,02 m Vì là lỗ không có sẵn nên khi gia công taphải khoan, khoét rồi doa thô và doa tinh

- Gia công 4 lỗ 5 và 6 đảm bảo cấp chính xác 7 để dùng định vị chonguyên công sau

- Phay mặt phẳng C và E bằng dao phay đĩa, đầu tiên là phay thô sau đó

là phay tinh đảm bảo Rz = 40 m

- Gia công tiện lỗ 25 và 35 đạt Rz = 20 m

- Đối với gia công lỗ 14 trên mặt E đạt cấp chính xác Rz=20 tra bảng 5( TKĐACNCTM ) thì cấp chính xác là 5 Tra bảng với lỗ 14 cấp chính xác 5

ta có dung sai của lỗ là +0,02 m Vì là lỗ không có sẵn nên khi gia công taphải khoan, khoét rồi doa thô và doa tinh

- Đối với gia công lỗ 24 trên mặt B đạt cấp chính xác Rz=20 dung saicủa lỗ là 0,02 m Vì là lỗ không có sẵn nên khi gia công ta phải khoan,khoét rồi doa thô và doa tinh Ta rô ren M4 tiến hành bằng tay sau khi khoan

7 Khoan khoột doa lỗ 14 trên mặt E

9 Khoan khoét doa lỗ 24 – Ta rô ren 4 lỗ

M4 trên mặt B

V – Lập thứ tự các nguyên công

1 Nguyên công I: Phay mặt phẳng A

Sơ đồ định vị và kẹp chặt nguyên công I

* Định vị: chi tiết được định vị 5 bậc tự do, 3 bậc ở mặt phẳng lắp ghép,

vì là mặt thô cho nên ta dùng phiến tỳ nhám, hai bậc ở mặt trụ nhờ 2 chốt trụkhía nhám

* Kẹp chặt: dùng cơ cấu kẹp bằng ren để kẹp chi tiết từ mặt đầu của chitiết vuông góc với mặt gia công

Chọn máy: máy phay đứng 6H10 Công suất máy Nm = 7 KW

Chọn dao : Dao phay mặt đầu có gắn mảnh hợp kim cứng BK8, đườngkính dao D = 110 (mm), số răng Z=12 răng

* Lượng dư gia công: Tra bảng 3.110 ( Sổ tay CNCTM I ) lượng dư giacông của vật đúc bằng gang cấp chính xác II được đúc trong khuôn kim loạiđối với mặt dưới là 2 mm

* Chế độ cắt : tính chế độ cắt theo 2 bước phay thô và phay tinh

 Chế độ cắt khi phay thô:

Với máy đã chọn đã đủ các yêu cầu cần thiết để gia công chi tiết

 Chế độ cắt khi phay tinh

Chiều sâu cắt t = 0,5 mm

Lượng chạy dao vòng S0=2 mm/vòng (Bảng 5-37 SổTay CNCTM II )

 Lượng chạy dao răng Sz = So/z = 2/12 = 0,167 mm/răng

Với máy đã chọn đã đủ các yêu cầu cần thiết để gia công chi tiết

Bảng thông số chế độ cắt nguyên công 1:

Sơ đồ định vị và kẹp chặt nguyên công II

* Định vị: chi tiết được định vị 4 bậc tự do, 3 bậc ở mặt phẳng A, vì làmặt tinh nên ta dùng phiến tỳ nhẵn, một bậc ở mặt trụ nhờ chốt trụ đầu tròn

* Kẹp chặt: dùng đòn kẹp liên động để kẹp chi tiết từ mặt trên mặt A củachi tiết vuông góc với mặt gia công.

Chọn máy: máy phay đứng 6H10 Công suất máy Nm = 7 KW

Chọn dao: dao phay mặt đầu bằng thép gió P18, đường kính dao D = 40(mm), số răng Z=10 răng

* Lượng dư gia công: Tra bảng 3.110 ( Sổ tay CNCTM I ) lượng dư giacông của vật đúc bằng gang cấp chính xác II được đúc trong khuôn kim loạiđối với mặt trên là 2,2 mm

* Chế độ cắt : tính chế độ cắt theo 2 bước phay thô và phay tinh

 Chế độ cắt khi phay thô:

Với máy đã chọn đã đủ các yêu cầu cần thiết để gia công chi tiết

 Chế độ cắt khi phay tinh

Chiều sâu cắt t = 0,5 mm

Lượng chạy dao vòng S0=2 mm/vòng (Bảng 5-37 SổTay CNCTM II )

 Lượng chạy dao răng Sz = So/z = 2/10 = 0,2 mm/răng

Với máy đã chọn đã đủ các yêu cầu cần thiết để gia công chi tiết Bảng thông số chế độ cắt nguyên công 2:

* Định vị: chi tiết được định vị 4 bậc tự do, 3 bậc ở mặt phẳng A, vì làmặt tinh nên ta dùng 2 phiến tỳ nhẵn, một bậc ở mặt trụ nhờ chốt trụ đầutròn.

* Kẹp chặt: dùng đòn kẹp liên động để kẹp chi tiết từ mặt trên mặt A củachi tiết vuông góc với mặt gia công

Chọn máy: máy phay đứng 6H10 Công suất máy Nm = 7 KW

Chọn dao : Dao phay mặt đầu có gắn mảnh hợp kim cứng BK8, đườngkính dao D = 75 (mm), số răng Z=10 răng

* Lượng dư gia công: Tra bảng 3.110 ( Sổ tay CNCTM I ) lượng dư giacông của vật đúc bằng gang cấp chính xác II được đúc trong khuôn kim loạiđối với mặt trên là 2,2 mm

* Chế độ cắt : tính chế độ cắt theo 2 bước phay thô và phay tinh

 Chế độ cắt khi phay thô:

Với máy đã chọn đã đủ các yêu cầu cần thiết để gia công chi tiết

 Chế độ cắt khi phay tinh

Chiều sâu cắt t = 0,5 mm

Lượng chạy dao vòng S0=2 mm/vòng (Bảng 5-37 SổTay CNCTM II )

 Lượng chạy dao răng Sz = So/z = 2/10 = 0,2 mm/răng

V tt = π D n1000 =3,14.75.11801000 =277 ,89m/ ph

Từ các kết quả trên ta có công suất cắt N0 = 1,9 Kw (Bảng 5-129 Sổ tayCNCTM II )

 No< Nm.=7.0,8=5,6 KW

Với máy đã chọn đã đủ các yêu cầu cần thiết để gia công chi tiết

Bảng thông số chế độ cắt nguyên công 2:

Sơ đồ định vị và kẹp chặt nguyên công V

* Định vị : Chi tiết được định vị 6 bậc tự do, 3 bậc ở mặt phẳng A, hai

bậc ở cạnh dài nhờ 2 chốt tỳ, 1 chốt tỳ, tỳ mặt cạnh nhắn nhất của thân

* Kẹp chặt : Dùng đòn kẹp liên động để kẹp chi tiết từ trên xuống vuông

góc với mặt phẳng A

* Chọn máy : Máy khoan đứng 2A125 Công suất máy Nm = 6 KW

*Chọn mũi khoan ruột gà tra bảng 4.40 ( sổ tay CNCTM I ) bằng thépgió P18 đuôi trụ loại ngắn với đường kính d = 13,8 mm;

chiều dài L = 150 mm; chiều dài phần làm việc l = 50 mm

Chọn mũi khoét liền khối chuôi côn tra bảng 4.47 và 4.48 ( sổ tayCNCTM I ) có: D= 14 mm; L= 180 mm; l= 100 mm, d= 13,95 mm

t =

D1

2 =13 ,82 =6,9 mm (D1 - đường kính lỗ khoan)Tra bảng 5-94 [ STCNCTM II]: S = 0,25 - 0,31 mm/vòng

Tuổi thọ của mũi khoan P6M5 T = 45 phút bảng 5-30 (sổ tay CNCTM II)

Hệ số điều chỉnh chung cho tốc độ cắt tính đến các điều kiện cắt thực tế:

kV = knv.kMV.kuv.klv

kMV : Hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công

kuv : Hệ số phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt

klv : Hệ số phụ thuộc vào chiều sâu khoét

Như vậy tốc độ cắt thực tế là:

V tt = π D.n1000 =3,14.13 ,8.6801000 =29,7m/ ph

Mô men xoắn Mx và lực chiều trục P0

Mx = 10.CM.Dq.Sy.kP

Lượng chạy dao:S = 0,8 mm/vòng tra bảng 5.26(sổ tay CNCTM II)

Tốc độ cắt V được tính theo công thức

kMV : Hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công

kuv : Hệ số phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt

klv : Hệ số phụ thuộc vào chiều sâu khoét

Chu kỳ bền Ttra bảng 5.30 ( sổ tay CNCTM II ) T = 45 phút

Hệ số điều chỉnh chung cho tốc độ cắt tính đến các điều kiện cắt thực tế:

kV = knv.kMV.kuv.klv

kMV : Hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công

kuv : Hệ số phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt

klv : Hệ số phụ thuộc vào chiều sâu khoét

Tra bảng 5.15.4 ( sổ tay CNCTM II ) kMV = (190/200)1,3 = 1Tra bảng 5.6 ( sổ tay CNCTM II ) kuv = 1

5 Nguyên công V: Khoan, khoét 4 lỗ bắt bu lông.

Sơ đồ định vị và kẹp chặt nguyên công V

* Định vị : Chi tiết được định vị 6 bậc tự do, 3 bậc ở mặt phẳng A, hai

bậc nhờ chốt trụ ngắn, một bậc tại1 mặt cạnh của chi tiết

* Kẹp chặt : Dùng đòn kẹp liên động để kẹp chi tiết từ trên xuống vuông

góc với mặt phẳng A

* Chọn máy : Máy khoan đứng 2A125 Công suất máy Nm = 6 KW

* Chọn dao : Mũi khoan thép gió, mũi khoét thép gió

+ Mũi khoan ruột gà thép gió đuôi trụ kiểu III có các kích thước cơ bản như sau :

d = 5 mm ; L =110 mm ; l = 75 mm

+ Mũi khoét chuôi côn thép gió có các kích thước cơ bản sau đây : d =6 mm ; L =

120 mm ; l = 80 mm

* Chế độ cắt :Vì ta phải thực hiện cả khoan và khoét trong một nguyên

công nên khi gia công ta thực hiện theo 2 bước : Bước 1 khoan lỗ 5 , bước

6.Nguyên công VI: Phay 2 mặt đầu C và E:

Sơ đồ định vị và kẹp chặt nguyên côngVIII

* Định vị : Chi tiết được định vị ở mặt đáy 3 bậc tự do và dùng một chốt

trụ ngắn hạn chế 2 bậc tự do, một chốt trám hạn chế 1 bậc tự do

* Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt bằng đòn kẹp liên động từ trên xuống

vuông góc với mặt đáy

* Chọn máy : máy phay nằm ngang 6H10 Công suất máy Nm = 7 KW

* Chọn dao: Dao phay đĩa 2 mặt răng liền BK8, đường kính dao D = 200,

số răng Z=16 răng Bảng 5-127 (Sổ tay CNCTM II )

* Lượng dư gia công : Tra bảng 3.110 ( Sổ tay CNCTM I ) lượng dư gia

công của vật đúc bằng gang cấp chính xác II được đúc trong khuôn kim loạiđối với mặt cạnh là 1,6 mm

* Ta thực hiện 2 lần cắt, phay thô và phay tinh

 Chế độ cắt bước 1: Phay thô

Với máy đã chọn đã đủ các yêu cầu cần thiết để gia công chi tiết

Chế độ cắt bước 2: Phay tinh

Với Rz = 20 , chiều sâu cắt t = 0,3 mm

Lượng chạy dao vòng S0=1,5 mm/vòng (Bảng 5-37 Sổ tayCNCTM II )

 Lượng chạy dao răng Sz = So/z =1,5/16 = 0,094 mm/răng

Bảng thông số chế độ cắt :

7 Nguyên công VII: Khoan, khoét, doa lỗ 14 trên mặt E

Sơ đồ định vị kẹp chặt nguyên công VII

* Định vị : Chi tiết được định vị 6 bậc tự do, 3 bậc ở mặt phẳng A, hai

bậc nhờ chốt trụ ngắn, 1 chốt trám khống chế 1 bậc tự do

* Kẹp chặt : Dùng khối V kẹp, kết hợp với cơ cấu ren vít, kẹp từ ngoài

vào

 Chế độ cắt như nguyên công IV.

Sơ đồ định vị và kẹp chặt nguyên công IX

* Định vị : Chi tiết được định vị ở mặt đáy 3 bậc tự do và dùng một chốt

 B x H - chiều rộng x chiều cao tiết diện dao cỏn chữ nhật(mm);

K ϕ

p =0,94 K γ p =1 K λ p=1Vậy: Kpz = 1.0,94.1.1 = 0,94

Thay vào công thức trên ta có:

S1= 0,75 1 0

2

140 94 , 0 180 3 92 6

20 20 16

- Với Pm = 350 KG - Lực cắt cho phộp của sức bền cơ cấu mỏi

- Theo bảng 5.23 (sổ tay CNCTM II) có:

- K - hệ số xét đến ảnh hưởng của cách gá đặt đối với S; K = 3

- E – Môđun đàn hồi của vật liệu gia công 8x103

- J - Mụmen quỏn tớnh tiết diện ngang của chi tiết gia cụng

J = 0,05 x 254 = 16588,8 mm4

- [f ] - Đ ộ vừng cho phộp theo độ chớnh xỏc của chi tiết gia cụng

 Cv: hệ số xột đến vật liệu gia cụng và điều kiện khi tớnh vậntốc cắt

 T : tuổi bền của dao tiện

 xv; yv; m: chỉ số mũ xột đến mức độ ảnh hưởng của bướctiến, chiều sõu cắt, tuổi bền của dụng cụ đến vận tốc

 Kv: hệ số hiệu chuẩn chung về chế độ cắt

V = 292

1200 ,28.1,50,2.0,360,2.0,52=47,97m/phỳt

Với D = 24 là đường kớnh gia cụng.

Lượng dư gia cụng là: 2Z = 2.1 mm Vỡ lượng dư nhỏ nờn cú thể cắt 4

lần để đạt kớch thước Vậy chiều sõu cắt là: t = 0,25mm.

Với D = 25 là đường kớnh gia cụng.

 B x H - chiều rộng x chiều cao tiết diện dao cỏn chữ nhật(mm);

B x H = 16 x 20

 [σ]u:ứng suất uốn của vật liệu làm cỏn dao [σ]u = 20(KG/mm2);

 CPz: Hệ số xột đến điều kiện làm việc nhất định đến lực cắt;

Thay vào cụng thức trờn ta cú:

S1= 0,75 1 0

2

140 94 , 0 180 3 92 6

20 20 16

- Với Pm = 350 KG - Lực cắt cho phộp của sức bền cơ cấu mỏy

- Theo bảng 5.23 (sổ tay CNCTM II) cú:

- K - hệ số xột đến ảnh hưởng của cỏch gỏ đặt đối với S; K = 3

- E - Mụđun đàn hồi của vật liệu gia cụng 8x103

- J - Mụmen quỏn tớnh tiết diện ngang của chi tiết gia cụng

Trong đú:

 Cv: hệ số xột đến vật liệu gia cụng và điều kiện khi tớnh vậntốc cắt

 T : tuổi bền của dao tiện

 xv; yv; m: chỉ số mũ xột đến mức độ ảnh hưởng của bướctiến, chiều sõu cắt, tuổi bền của dụng cụ đến vận tốc

 Kv: hệ số hiệu chuẩn chung về chế độ cắt

Với D = 34 là đường kớnh gia cụng

 Chọn chiều sõu cắt.

Lượng dư gia cụng là: 2Z = 2.0,5mm Vỡ lượng dư nhỏ nờn cú thể cắt 2

lần để đạt kớch thước Vậy chiều sõu cắt là: t =0,25mm.

Với D = 35 là đường kớnh gia cụng

Chọn theo mỏy: n = 1200 vũng/phỳt