Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết T2: chờm

Hiện nay, trong các ngành kinh tế và đặc biệt là ngành Cơ khí, đòi hỏi kỹ sư và cán bộ kỹ thuật khi đào tạo ra phải có kiến thức cơ bản vững chắc và tương đối rộng.

Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên Đồ Án CNCTM Khoa Cơ Khí LỜI NÓI ĐẦU Hiện nay, trong các ngành kinh tế và đặc biệt là ngành Cơ khí, đũi hỏi kỹ sư và cán bộ kỹ thuật khi đào tạo ra phải có kiến thức cơ bản vững chắc và tương đối rộng. Đồng thời phải biết vận dụng những kiến thức đó để giải quyết những vấn đề cụ thể thường gặp trong sản xuất, sửa chữa và sử dụng. Mục tiêu của môn học là tạo điều kiện cho người học nắm vững và vận dụng có hiệu quả các phương pháp thiết kế, xây dựng và quản lý cỏc quỏ trỡnh chế tạo sản phẩm Cơ khí về kỹ thuật sản xuất và tổ chức sản xuất nhằm đạt được các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật theo yêu cầu trong điều kiện và quy mô sản xuất cụ thể. Môn học cũn truyền đạt những yêu cầu về chỉ tiêu công nghệ trong quá trỡnh thiết kế các kết cấu Cơ khí để góp phần nâng cao hiệu quả chế tạo chung. Đồ án môn học “Cụng nghệ chế tạo mỏy” nằm trong chương trỡnh đào tạo của ngành Chế tạo máy, thuộc khoa Cơ khí, có vai trũ hết sức quan trọng nhằm tạo cho sinh viờn hiểu một cỏch sõu sắc về những vấn đề mà người kỹ sư gặp phải khi thiết kế một quy trỡnh sản xuất chi tiết Cơ khí. Được sự giúp đỡ tận tỡnh của cỏc thầy, cụ giỏo trong khoa, đặc biệt là thầy Luyện Duy Tuấn đó giỳp em hoàn thành đồ án môn học này. Trong quá trỡnh thiết kế em đó cố gắng tỡm hiểu cỏc tài liệu liờn quan và cả trong thực tế, tuy nhiờn đồ án không tránh khỏi những sai sót do thiếu kinh nghiệm thực tế, không tiếp cận được những công nghệ gia công mới. Do vậy em rất mong đựoc sự chỉ bảo, đánh giá của thầy cô để đồ án của em được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn! Hưng Yên, ngày… tháng …năm 2009 Sinh viờn thực hiện: Luyện Thế Thạnh Giáo viên hướng dẫn: Luyện Duy Tuấn Sinh viờn thực hiờn : Luyện Thế Thạnh 1 Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên Đồ Án CNCTM Khoa Cơ Khí NỘI DUNG THUYẾT MINH VÀ TÍNH TOÁN ĐỒ ÁN MÔN HỌC: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY I. Phân tích chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết: Theo đề bài thiết kế: “Thiết kế quy trỡnh cụng nghệ gia cụng chi tiết T2: “ chờm ” với sản lượng 1850 SP/năm, điều kiện sản suất : tự chọn Chêm là một dạng chi tiết trong họ chi tiết dạng hộp. Chêm là chi tiết cơ bản của cơ cấu kẹp ,có hai mặt phẳng làm việc chính không song song với nhau trong đó một bề mặt tạo với phương nằm ngang một góc: α (gúc nghiờng của chờm) Dưới đây là hỡnh ảnh cơ bản của chờm: Hỡnh 1.1 Hỡnh 1.1.Cơ cấu chêm Chi tiết chêm là cơ cấu kẹp tạo ra lực kẹp bằng bulông ,đai ốc hoặc từ các nguồn sinh lực khí nén để tác dụng tăng lực,hoặc kết hợp với một số cơ cấu khác.Cơ cấu kẹp bằng chêm thường được sử dụng trong các cơ cấu đồ gá… Điều kiện làm việc của chi tiết chờm đũi hỏi: + Chịu được lực kẹp lớn. Giáo viên hướng dẫn: Luyện Duy Tuấn Sinh viờn thực hiờn : Luyện Thế Thạnh 2 Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên Đồ Án CNCTM Khoa Cơ Khí + Chêm có hai bề mặt làm việc không song song với nhau.Khi đó chêm vào,mặt làm việc của nó tạo ra lực kẹp.Mặt vát có chiều dài là: 90mm + Trong quỏ trỡnh làm việc,dưới tác dụng của ngoại lực,chêm không bị tụt ra nhờ lực ma sát ở hai mặt làm việc của nó.Tính chất đó gọi là tính tự hóm của chờm. + Mặt vát của chêm tạo với phương nằm ngang môt góc: α=10 0 ( Gúc nghiờng của chờm.) + Lỗ cú gia công ren dùng để tăng giảm lực kẹp,lỗ ren :M12 Dưới đây là hỡnh vẽ về cỏc bề mặt, gúc độ và một số lực sinh ra trong quá trỡnh kẹp.Hỡnh 1.2. Hỡnh 1.2.Cỏc lực sinh ra trong quỏ trỡnh kẹp Giáo viên hướng dẫn: Luyện Duy Tuấn Sinh viờn thực hiờn : Luyện Thế Thạnh 3 Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên Đồ Án CNCTM Khoa Cơ Khí Bảng 1.1: Thành phần hoỏ học của thộp CT45. C Si Mn P S Ni Cr 0,45 0,3 0,7 0,045 0,045 0,3 0,3 II. Phõn tớch tớnh cụng nghệ trong kết cấu của chi tiết: Từ việc phân tích chức năng làm việc của chi tiết chêm thỡ đây là chi tiết dạng hộp nên kết cấu của nó tương đối đơn giản. Hỡnh 2.1.Cơ cấu chêm. Cụ thể, cần đảm bảo các điều kiện kỹ thuật sau: + Lỗ ren dùng để tăng giảm lực nên cần đảm bảo độ vuông góc giữa mặt đầu và tâm lỗ.( Độ không vuông góc ≤ 0,05/100mm) + Độ không song song và vuông góc giữa mặt trên và mặt đáy và giữa hai mặt bên ≤ 0,01mm/100mm chiều dài. Giáo viên hướng dẫn: Luyện Duy Tuấn Sinh viờn thực hiờn : Luyện Thế Thạnh 4 Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên Đồ Án CNCTM Khoa Cơ Khí + Độ song song giữa 2 mặt đầu ≤0,02/100mm chiều dài + Từ điều kiện làm việc như vậy, cần đảm bảo được độ nhẵn bóng bề mặt ngoài của chêm : Rz20 + Độ nhẵn của 2 mặt đầu : Rz40 + Làm cựn cỏc cạnh sắc. III. Xác định dạng sản xuất: Trong chế tạo máy người ta phân biệt ba dạng sản xuất. + Sản xuất đơn chiếc. + Sản xuất hàng loạt ( hàng loạt lớn, hàng loạt vừa và hàng loạt nhỏ ). + Sản xuất hàng khối. Theo số liệu đó cho: Ta cú sản lượng hàng năm : 1850 ( chiếc /năm ). Sản lượng hàng năm được xác định theo công thức sau đây: ) 100 1.(. 1 β +Ν=Ν m Trong đó: N: Số chi tiết được sản xuất trong 1 năm; N 1 : Số sản phẩm (số máy ) được sản xuất trong 1 năm; m : Số chi tiết trong 1 sản phẩm; õ : Số chi tiết được chế tạo thêm để dự trữ (5% đến 7%) ⇒ N =1850.1.(1 + 6%) = 1961 (sản phẩm ) Sau khi xác định được sản lượng hàng năm, ta phải xác định trọng lượng của chi tiết. Trọng lượng của chi tiết được xác định theo công thức: Q = V.ó (kG) Giáo viên hướng dẫn: Luyện Duy Tuấn Sinh viờn thực hiờn : Luyện Thế Thạnh 5 Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên Đồ Án CNCTM Khoa Cơ Khí Trong đó: Q: Trọng lượng của chi tiết (kG); V: Thể tớch của chi tiết (dm 3 ); ó: Trọng lượng riêng của vật liệu : ó thộp = 7,852 kG/dm 3 ; Thể tích của chi tiết được xác định như sau : V = V 1 −V 2 −V 3 − V 4 −2V 5 Trong đó: V: thể tớch của chi tiết ; V 1 : thể tớch của khối hộp chữ nhật cú chiều dài :150mm ,chiều rộng:40 mm, chiều cao :40 mm . V 2 : thể tớch của hỡnh khối vỏt cú cạnh vỏt : 90mm , gúc vỏt 10 0 ,chiều rộng : 40mm . V 3 : thể tớch của phần rónh cú chiều dài : 50mm ,chiều rộng 40mm,chiều cao 5mm. V 4 : thể tớch của khối trụ cú chiều dài 80mm,đường kính 12mm. V 5 : thể tớch của khối vỏt : 5x45 0 ,cú chiều cao 15,5mm. Các thể tích được minh họa bởi các hỡnh vẽ ở đây: Giáo viên hướng dẫn: Luyện Duy Tuấn Sinh viờn thực hiờn : Luyện Thế Thạnh 6 Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên Đồ Án CNCTM Khoa Cơ Khí Hỡnh 3.1.Thể tớch tớnh toỏn. Ta cú : V 1 = 150.40.40 = 240000 (mm 3 ) V 2 = 40.10cos.10sin.90. 2 1 002 ≈27700 (mm 3 ) V 3 = 50.40.5 = 10000 ( mm 3 ) V 4 = ở.6 2 .80 ≈ 9043 (mm 3 ) Giáo viên hướng dẫn: Luyện Duy Tuấn Sinh viờn thực hiờn : Luyện Thế Thạnh 7 Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên Đồ Án CNCTM Khoa Cơ Khí V 5 = 2 1 .5 2 .15 = 187,5 (mm 3 ) ⇒ V = 240000 − 27700 − 10000 − 9043 − 2. 187,5 = 192882(mm 3 ) V ≈ 0,193 (dm 3 ) Ở đây ta chọn vật liệu làm phôi bằng thép, do vậy chọn ó = 7,852 (kG/dm 3 ). Vậy trọng lượng của chi tiết bằng: Q = 0,193. 7,852 ≈ 1,5 (kG) Theo bảng 2 trang 13 - Thiết kế đồ án CNCTM, ta có : Dạng sản xuất : HÀNG LOẠT VỪA. IV. Xác định phương pháp chế tạo phôi : + Chi phớ phụi chiếm từ 20% ÷ 50% giỏ thành sản phẩm. Vỡ vậy, chọn phương pháp chế tạo phôi, vật liệu phôi, gia công chuẩn bị phôi hợp lý gúp phần nõng cao hiệu quả kinh tế kỹ thuật của quỏ trỡnh sản xuất. + Loại phôi được xác định theo kết cấu chi tiết, vật liệu, điều kiện, dạng sản xuất và điều kiện sản xuất cụ thể của từng nhà máy, xí nghiệp, địa phương. Chọn phôi tức là chọn phương pháp chế tạo phôi, xác định lượng dư, kích thước và dung sai của phôi. Sau đây là các loại phôi thường dùng đối với đồ án công nghệ chế tạo máy. Dưới đây là bản vẽ lồng phôi( Hỡnh 4.1 ) Giáo viên hướng dẫn: Luyện Duy Tuấn Sinh viờn thực hiờn : Luyện Thế Thạnh 8 Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên Đồ Án CNCTM Khoa Cơ Khí Hỡnh 4.1:Bản vẽ lồng phụi 4.1. Phụi thộp thanh. Phôi thép thanh hay dùng để chế tạo các chi tiết như con lăn, chi tiết kẹp chặt, các loại trục, xi lanh, pitton, bạc bánh răng có đường kính nhỏ…Trong sản xuất hàng loạt vừa, loạt lớn, hàng khối. 4.2. Phụi dập. - Phôi dập thường dùng cho các loại chi tiết sau đõy :trục răng côn, trục răng thẳng, các loại bánh răng khác, các chi tiết dạng càng, trục chữ thập, trục khửu … có các đặc điểm. Sử dụng một bộ khuôn có kích thước lũng khuụn gần giống vật gia cụng. Giáo viên hướng dẫn: Luyện Duy Tuấn Sinh viờn thực hiờn : Luyện Thế Thạnh 9 Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên Đồ Án CNCTM Khoa Cơ Khí Độ chính xác của vật dập cao, đặc biệt là các kích thước theo chiều cao và sai lệch giữa 2 mặt khuụn. Thông thường độ bóng của dập thể tích đạt được từ ∆ 2 ÷ ∆ 4, độ chính xác đạt được ± 0,1 ÷ ± 0,05. Trạng thỏi ứng xuất vật gia cụng núi chung là nộn khối, do đó kim loại cú tớnh dẻo tốt hơn, biến dạng triệt để hơn, cú tớnh sản phẩm cao hơn và cú thể gia cụng vật phức tạp. Dễ cơ khí hoỏ nờn năng suất cao. Hệ số sử dụng vật liệu cao. Thiết bị sử dụng cú cụng suất lớn, chuyển động chớnh xỏc, chế tạo khuụn đắt tiền. Do những đặc điểm trờn nờn dập thể tớch chỉ dựng trong sản xuất hàng loạt và hàng khối. 4.3. Rốn tự do. + Ưu điểm của rốn tự do : - Thiết bị rốn đơn giản, vốn đầu tư ớt. - Cú khả năng loại trừ cỏc khuyết tật đúc như rỗ khớ, rỗ co … Biến tổ chức hạt thành tổ chức thớ, tạo được cỏc tổ chức thớ uốn xoắn, do đó làm tăng cơ tớnh sản phẩm. Lượng hao phớ kim loại khi rốn ớt hơn khi gia cụng cắt gọt. + Cỏc nhược điểm của rốn tự do: - Độ chớnh xỏc kớch thước, độ búng bề mặt kộm. - Chất lượng vật rốn khụng đồng đều trong từng phần của chi tiết và giữa cỏc loạt gia cụng, chất lượng gia cụng cũn phụ thuộc vào trỡnh độ cụng nhõn và trỡnh độ tổ chức nơi làm việc. - Năng suất lao động thấp, lượng dư, dung sai và thời gian gia cụng lớn, hiệu quả knh tế khụng cao. Giáo viên hướng dẫn: Luyện Duy Tuấn Sinh viờn thực hiờn : Luyện Thế Thạnh 10 [...]... phôi trên đồ gá và có giá trị bằng khoảng giao động của kích thước tính từ chuẩn đo đến mặt tỳ theo phương kích thước gia công Như đó biết chuẩn thiết kế và chuẩn cụng nghệ cú thể trựng nhau hoặc khụng trựng nhau thỡ cú nghĩa là đó thể hiện tốt quan điểm công nghệ khi thiết kế hay nói cách khác bản thiết kế có tính công nghệ cao Sơ đồ định vị chi tiết khi gia cụng mặt phẳng đáy B Giáo viên hướng dẫn:... quá trỡnh tạo phôi và gia công cơ, đảm bảo cho sản phẩmcó được cá thông số chất lượng yêu cầu Lớp vật liệu này sẽ được hớt bỏ trong quá trỡnh gia cụng Thụng thường để đạt được độ chính xác yêu cầu, một bề mặt phải được gia công qua nhiều bước công nghệ nối tiếp nhau Do đó lượng dư cũng phân thành lượng dư gia công trung gian và lượng dư gia công tổng cộng Để xác định lượng dư trung gian, trước hết cần... nguyên công cũn lại Theo sổ tay cụng nghệ chế tạo mỏy 1 ( bảng 3- 95 ) 1 2 Nguyờn công I: Phay mặt đáy của chi tiết Tớnh lượng dư ở trên Nguyờn cụng II Phay mặt trờn chi tiết Lượng dư là: Zb = 2,5 mm 3 Nguyờn cụng III Phay mặt bờn thứ nhất của chi tiết : Lượng dư là: Zb = 2,5 mm 4 Nguyờn cụng IV Phay mặt bờn thứ hai của chi tiết : Lượng dư là: Zb = 2,5 mm 5 Nguyờn cụng V Phay mặt cạnh thứ nhất của chi tiết. .. cỏc bề mặt của chi tiết, sao cho chu kỡ gia cụng hoàn chỉnh một chi tiết là ngắn nhất, gúp phần hạn chế chi phớ gia cụng, bảo đảm hiệu quả nhất 5.1.Nguyờn cụng I: Phay mặt đáy chi tiết. ( Hỡnh 5.1 ) +Sơ đồ gá đặt Giáo viên hướng dẫn: Luyện Duy Tuấn Sinh viờn thực hiờn : Luyện Thế Thạnh 12 Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên Đồ Án CNCTM Khoa Cơ Khí Hỡnh 5.1:Phay mặt đáy + Định vị: Chi tiết được định... là chi tiết dạng hộp Khi gia cụng mặt phẳng đáy B chi tiết được định vị bằng mặt phẳng đối diện với mặt gia công và mặt bờn Sai số khụng gian tổng cộng với loại phụi này khi gia cụng mặt phẳng B: 42.5±0.1mm theo cụng thức; ρ ph = ρ cv Trong đó ρ cv là sai số do độ cong vờnh của mặt phẳng sau khi cỏn ρ cv = ( ∆ k a) 2 + (∆ k b) 2 Ta cú: Trong đó: ∆k − độ cong giới hạn( Theo bảng 15/trang 43 ;Thiết kế. .. kế đồ án công nghệ chế tạo máy) Với ∆ k = 0,5 ÷ 2 chọn ∆k = 1 a - chi u dài của mặt gia cụng ( a = 155 mm ) B – bề rộng của mặt gia cụng ( b = 45 mm ) Do đó : ρ cv = (1.155) 2 + (1.45) 2 =160 (µm) Vậy sai số khụng gian tổng cộng với loại phụi này khi gia cụng mặt phẳng là: ρ ph = ρ cv = 160 µm b) Xác định sai số không gian cũn sút lại Sai số khụng gian cũn sút lại trờn bề mặt có sai số không gian ban... đầu sau khi gia công chính là hệ quả của hiện tượng sao chép sai số ban đầu; hiện tượng này cũn được gọi là di truyền công nghệ khi gia công Độ lớn của Giáo viên hướng dẫn: Luyện Duy Tuấn Sinh viờn thực hiờn : Luyện Thế Thạnh 26 Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên Đồ Án CNCTM Khoa Cơ Khí sai số cũn sút lại phụ thuộc vào nhiều yếu tố như phương pháp gia công, độ cứng vững của hệ thống công nghệ và tính... tay cụng nghệ chế tạo mỏy tập 1) VI Tính lượng dư cho một bề mặt và tra lượng dư cho các bề mặt cũn lại: Do đồ án công nghệ tính theo dạng sản xuất hàng loạt vừa nên các nguyên công của quá trỡnh cụng nghệ đều được thực hiện trên các máy đó được điều chỉnh sẵn bằng phương pháp tự động đạt kích thước Do vậy lượng dư gia công sẽ được xác định bằng phương pháp tính toán phân tích Lượng dư gia công cơ được... vật liệu gia cụng… Sai số khụng gian cũn sút lại được tính gần đúng theo công thức thực nghiệm sau: ρ cl = K cx ρ ph Trong đó: Kcx - hệ số chớnh xỏc hoỏ; Sau khi gia cụng thụ k = 0,06 ; sau khi gia cụng tinh k =0,4 ρ ph - sai số không gian tổng cộng của phôi ( hoặc nguyên công trước ) ρ ph = 160µm Vậy ta cú sai số khụng giancũn sút lại sau khi phay thụ là: ρ1 = 0,06.160 = 9.6 (µm) Sai số khụng gian cũn... mm 6 Nguyờn cụng VI Phay mặt cạnh thứ hai của chi tiết Lượng dư là: Zb = 2,5 mm Giáo viên hướng dẫn: Luyện Duy Tuấn Sinh viờn thực hiờn : Luyện Thế Thạnh 33 Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên Đồ Án CNCTM Khoa Cơ Khí VII:Tớnh chế độ cắt cho một nguyên công và tra chế độ cắt cho các nguyên công cũn lại 7.1.Nguyên công I: Phay mặt đáy chi tiết + Định vị: Chi tiết được định vị ở mặt trên bằng 2 phiến tỳ