Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết trục phanh sau

Tài liệu tham khảo Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết trục phanh sau

Lời nói đầu Hiện nay khoa học kỹ thuật đang phát triển với một tốc độ vũ bão, mang lại những lợi ích to lớn cho con ngời về tất cả các lĩnh vực tinh thần và vật chất Để nâng cao đời sống của nhân dân, đế hòa nhập vào sự phát triển chung của các nớc trong khu vực, cũng nh các nớc trên thế giới , Đảng và nhà nớc ta đã đề ra các mục tiêu trong các năm tới là thực hiện “Công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nớc” Muốn thực hiện “Công nghiệp hóa và hiện đại đất nớc ”,một trong những nghành cần quan tâm và phát triển mạnh đó là cơ khí chế tạo vì cơ khí chế tạo

đong vai trò quan trọng trong việc sản xuất ra các thiết bị, công cụ cho mọi nghành kinh tế quốc dân

Môn công nghệ chế tạo máy có một vị trí quan trọng trong chơng trình đào tạo

kỹ s nghành cơ khí ,là nội dung kiến thức khoa học tối thiểu cần thiết đối với mỗi

kỹ s nghành cơ khí nói chung Nó là môn khoa học gắn liền giữa lý thuyết và thực tiễn, vận dụng tất cả các kiến thức cơ bản, cơ sở của nghành cơ khí nh cơ lý thuyết, sức bền vật liệu, nguyên lý máy, chi tiết máy, công nghệ kim loại để giải quyết bài toán thực tế : chế tạo ra một chi tiết cơ khí đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật, giá thành cũng nh phù hợp với điều kiện thực tế của nền công nghiệp của đất nớc Đồ án môn công nghệ chế tạo máy chiếm một vị trí quan trọng trong chơng trình môn học công nghệ chế tạo máy.Nó là phần không thể thiếu , không thể bỏ qua đối với bất kỳ đối tợng nào học tập môn công nghệ chế tạo máy nói riêng và học nghành cơ khí nói chung.Đồ án công nghệ chế tạo máy giúp cho học viên củng cố, hệ thống toàn bộ kiến thức của môn học , đồng thời giúp ngời học viên lần đầu tiên làm quen với qui trình , các bớc tiến hành để có thể sản xuất ra một chi tiết cơ khí ,tập cho ngời học viên phơng pháp làm việc khoa học,bài bản, các phơng pháp tra cứu sổ sách tài liệu,kế thừa những kết quả đã có ,so sánh lựa chọn , phân tích một cách khoa học để chọn đợc phơng pháp công nghệ hợp lý nhằm đáp ứng yêu cầu kỹ thuật của chi tiết nhng đảm bảo giá thành hợp lývà phù hợp với điều kiện nền kinh tế đất nớc, của địa phơng và nơi làm việc

Nhằm đáp ứng đợc những mục tiêu nh trên, tôi nhận đồ án “Thiết kế qui trình công nghệ gia công chi tiết trục phanh sau”

Nhiệm vụ đồ án là thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết trục phanh sau

Nội dung bao gồm :

Phần 1: Phân tích sản phẩm và chọn phôi

Phần 2: Thiết kế quy trình công nghệ

Phần 3: Tính toán thiết kế đồ gá

Ngoài ra còn thực hiện các bản vẽ:

- 1 bản vẽ chi tiết khổ A3

- 1 bản vẽ chi tiết lồng phôi khổ A3

- 1 bản vẽ sơ đồ nguyên công khổ A0

- 1 bản vẽ lắp đồ gá khổ A1

Đợc trang bị kiến thức một cách hệ thống bài bản của môn học công nghệ chế tạo máy do thầy giáo Tạ Đăng Doanh giảng dạy ,cũng nh hệ thống các môn học cơ bản , cơ sở chuyên nghành tại học viện và sự hớng dẫn khoa học ,tận tình của thầy giáo Trần Thành và sự góp ý của các đồng chí học viên cùng học tôi đã hoàn thành

đợc nội dung đồ án Song do đây là lần đầu tiên làm quen với phơng pháp t duy

độc lập, ứng dụng , liên hệ chặt chẽ giữa lý thuyết và thực hành và thực sự vốn hiểu biết kỹ thuật thực tế còn rất nhiều hạn chế nên nội dung đề tài chắc chắn còn nhiều vấn đề cha hợp lý , cha khoa học Tôi rất mong nhận đợc sự đánh giá và hớng dẫn của thầy giáo và các bạn học viên Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy giáo Tạ

Đăng Doanh ,thầy giáo Trần Thành và tập thể giáo viên bộ môn chế tạo máy đã giúp đỡ ,hớng dẫn ,góp ý tạo điều kiện để tôi hoàn thành nội dung đồ án theo yêu cầu

Học viên thực hiện

Nguyễn Quang Dũng

Phần I: Phân tích sản phẩm và chọn phôi

1 Phân tích yêu cầu kỹ thuật chi tiết

Chi tiết gia công trong đồ án là chi tiết dạng trục bậc tròn xoay có các đặc

điểm kỹ thuật nh sau:

Chi tiết gồm 2 phần:

- Phần trụ trơn: Gồm 3 đoạn Φ36, Φ48, Φ42 Trong đó trên phần trụ Φ42

có rãnh then 30x8

- Phần ren gồm đoạn ren hệ mét bớc lớn ( M32 )

- Phần trụ đoạn Φ28,8 có phay hai mặt bên đối xứng nhau,trên đó có lỗ ren M8

- Giữa các đoạn trục có các rãnh thoát dao, các vát mép

Chi tiết có các yêu cầu kỹ thuật nh sau:

- Đoạn trụ Φ28,8 có yêu cầu độ nhám cấp 7, cấp chính xác IT6

- Các đoạn trụ Φ42,Φ36 có yêu cầu độ nhám cấp 8, cấp chính xác IT6

- Rãnh then có yêu cầu cấp chính xác IT8

- Các bề mặt còn lại có yêu cầu chung độ nhám cấp 5 và , cấp chính xác IT14

- Dung sai độ trụ của các bề mặt Φ42,Φ36 là 0,04mm

- Dung sai độ đồng tâm của các cổ trục là 0,02mm

- Dung sai độ đối xứng của 2 bề mặt đợc phay qua tâm trục là 0,04mm

- Vê tròn cạnh sắc

2 Phân tích tính công nghệ kết cấu trong chi tiết.

Vật liệu làm chi tiết là thép 40Cr có thành phần hóa học nh sau:

Đây là một loại vật liệu phổ biến trong nghành cơ khí chế tạo ,dễ kiếm và sẵn có

Đây là một chi tiết có tính công nghệ tơng đối cao vì:

-Độ cứng vững của chi tiết đảm bảo (tỷ lệ L/d ~4,5)

-Về chuẩn thống nhất ta sử dụng là 2 lỗ tâm trong hầu hết các nguyên công của quá trình gia công,điều này sẽ cho phép ta thuận lợi trong việc đạt các yêu cầu kỹ thuật

-Sử dụng các phơng pháp gia công thông thờng ,không phải sử dụng các phơng pháp đặc biệt ,các đồ gá chuyên dùng phức tạp

-Các kết cấu vát mép ở các bậc trục hợp lý đảm bảo bảo vệ đá mài ở các nguyên công cuối

-Các kích thớc dọc theo chi tiết đợc cho đảm bảo dễ điều chỉnh dụng cụ khi gia công

Tuy nhiên vẫn còn một số vấn đề về kết cấu cha đợc hợp lý cụ thể:

-Đoạn ren M32 ngắn, không thể hiện rãnh thoát dao cho mặt ren,kết cấu của ren cha hợp lý

-Then phải gia công bằng dao phay ngón

-Lỗ có ren M8 cha hợp lý vì nếu chọn bớc ren theo tiêu chuẩn thì khi tính toán chiều cao ren xong ta sẽ phải sử dụng mũi khoan không có trong tiêu chuẩn

3 Chọn phôi và phơng pháp chế tạo phôi

Căn cứ vào vật liệu và cơ tính vật liệu của chi tiết mà thiết kế đòi hỏi, kích thớc, hình dạng kết cấu của chi tiết, dạng sản xuất là loạt lớn ta sử dụng các phơng pháp tạ phôi sau:

a Phôi cán (phôi thanh)

Với loại phôi này, khi gia công tạo phôi cho chi tiết tơng đối nhanh Tuy nhiên chi tiết là trục bậc có độ chênh kích thớc tơng đối lớn (Φ48và Φ28,8) nên nếu sử dụng phôi này sẽ tốn vật liệu dẫn tới tăng chi phí sản xuất, tăng thời gian gia công

b Phôi đúc

Nếu sử dụng phôi đúc, khi chế tạo ra có chất lợng bề mặt xấu nh rỗ khí, xù xì, nứt,

đậu hơi, đậu ngót Do đó dùng phôi đúc sẽ tăng thời gian sản xuất, làm cho các… dụng cụ cắt nhanh hỏng, dẫn tới làm tăng giá thành sản phẩm Trong sản xuất loạt lớn điều này là rất đáng kể

c Phôi rèn tự do

Phôi có dạng tròn xoay lại có bậc nên việc rèn tự do là khó khăn Do vậy sản xuất loạt lớn ta không sử dụng loại phôi này

d Phôi dập

Phơng pháp này tạo phôi nhanh, độ chính xác kích thớc đảm bảo, chất lợng phôi tốt, ít tốn vật liệu, chi phí cho gia công ít nhất, phù hợp với sản xuất hàng loạt lớn

Đây là phơng án tạo phôi hợp lý nhất

Qua qúa trình phân tích trên ta chọn phôi dập, dùng phơng pháp dập nóng để tạo phôi

Phần 2: thiết kế quy trình công nghệ

1 Tiến trình công nghệ

Các nguyên công để gia công chi tiết trục PHANH SAU đạt đợc các yêu cầu đề ra:

• Nguyên công 1: Khỏa mặt đầu và khoan lỗ tâm

• Nguyên công 2: Tiện thô và bán tinh ,vát mép các bề mặt trụ và tiện các rãnh thoát dao

• Nguyên công 3: Tiện tinh các bề mặt trụ Φ36, Φ28,8 và Φ42

• Nguyên công 4: Phay rãnh then

• Nguyên công 5: Phay hai mặt bên

• Nguyên công 6: Khoan , vát mép và ta rô lỗ có ren M8

• Nguyên công 7: Tiện ren M32

• Nguyên công 8: Nhiệt luyện

• Nguyên công 9: Sửa lỗ tâm

• Nguyên công10: Mài thô và tinh các bề mặt trụ Φ36, Φ28,8 và Φ

42

• Nguyên công11: Mài cắt lỗ tâm và vát mép

• Nguyên công12: Nguội để vê tròn cạnh sắc

2.Thiết kế nguyên công

Nguyên công 1: Phay mặt đầu và khoan lỗ tâm

Sơ đồ nguyên công

a Chọn chuẩn thô: Bề mặt trụ Φ55, Φ52 và gờ mặt đầu trụ Φ75

b Đồ gá: Sử dụng các khối chữ V

c Chọn máy:

Tra bảng 25 phần phụ lục (tài liệu Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy-Trần Văn Địch- Nhà xuất bản KH & KT 1999) Chọn máy phay và khoan tâm chuyên dùng bán tự động của Liên Xô cũ ký hiệu MP76M có các thông số kỹ thuật nh sau: -Đờng kính chi tiết gia công: 25 80 mm

-Chiều dài chi tiết gia công: 500 1000 mm

-Giới hạn số vòng quay của dao: 1225 v/p

-Công suất động cơ phay – khoan: 5,5kW

d Chọn dụng cụ:

Chọn dao phay: Tra bảng 4-92 trang 373 tài liệu sổ tay CNCTM tập 1 chọn dao phay mặt đầu bằng thép gió có các thông số cơ bản của dao nh sau:

D = 50 (mm), d = 22 (mm), L = 36 (mm), z = 12 (r)

Chọn mũi khoan tâm: Tra bảng 4-52 trang 372 tài liệu Sổ tay gia công cơ XNB

KH & KT năm 2002 chọn mũi khoan lỗ tâm có các thông số cơ bản nh sau:

d = 2,5 mm, D0 = 6 mm, D = 8 mm, L = 50 mm, l = 3 mm.

Nguyên công 2:Tiện thô ,Bán tinh ,Tiện r nh ,Vát mépã

Sơ đồ nguyên công

a Chọn chuẩn: Hai lỗ định tâm

b Chọn đồ gá: Gá hai lần (đổi đầu trục) trên hai mũi định tâm và tốc kẹp

c Chọn máy: Chọn máy tiện 1A616 có các thông số kỹ thuật nh sau:

- Đờng kính lớn nhất của chi tiết gia công: 320 mm

- Khoảng cách hai đầu chống tâm: 710 mm

- Đờng kính lớn nhất của chi tiết gia công đợc trên bàn dao: 180 mm

- Công suất máy: 4 kW

- Số vòng quay trục chính: 12,5; 16; 20; 31,5; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 315; 400; 630; 800; 1000; 1250; 1600; 2000 v/p

d Chọn dụng cụ cắt: Tra bảng 4-6 Sổ tay CNCTM tập 1, chọn dao tiện ngoài thân cong có gắn mảnh thép gió P18 có các thông số cơ bản nh sau: h = 16 mm, b

= 10 mm, L = 100 mm, n = 4 mm, l = 12 mm, R = 0,5 mm

Dao tiện rãnh thoát dao, dùng dao tiện định hình tự tạo có kích thớc theo yêu cầu của bản vẽ chi tiết

Nguyên công 3: Tiện tinh các bề mặt trụ

Sơ đồ nguyên công

a Chọn chuẩn: Hai lỗ định tâm

b Chọn đồ gá: Gá hai lần (đổi đầu trục) trên hai mũi định tâm và tốc kẹp

c Chọn máy: Chọn máy tiện 1A616 (tơng tự nh nguyên công 2)

d Chọn dụng cụ: Tra bảng 4-6 trang 279 tài liệu Sổ tay CNCTM tập 1, Chọn dao tiện ngoài thân cong góc nghiêng chính 900 ( trái), gắn mảnh hợp kim cứng có các thông số hình học nh sau:

h = 16 mm, b = 10 mm, L = 100 mm, n = 4 mm, l = 10 mm, R = 0,5

Nguyên công 4: phay r nh thenã

Sơ đồ nguyên công

a Chọn chuẩn: Bề mặt bậc Φ41, hai mặt trụ Φ41

b Chọn đồ gá: Gá trên hai khối chữ V

c Chọn máy: Chọn máy phay 6H12 có các thông số kỹ thuật ch sau:

- Số cấp tốc độ trục chính: 18

- Phạm vi tốc độ trục chính: 30 1500 v/p

- Công suất động cơ chính: 7 kW

- Công suất động cơ chạy dao: 1,7 kW

- Kích thớc làm việc bàn máy: 320 x 1250 mm

- Số cấp bớc tiế bàn máy: 18

- Hiệu suất: 0,75

d Chọn dụng cụ cắt: Tra bảng 4-74 trang 363 tài liệu Sổ tay CNCTM tập 1, chọn dao phay rãnh then kiểu 1 có các thông số hình học nh sau: Chiều rộng rãnh then 8 mm; D = 7,75 mm; L = 55 mm; l =11 mm

Nguyên công 5: PHAY HAI MặT BÊN

a Chọn chuẩn: Hai bề mặt trụ

b Chọn đồ gá: Gá trên hai khối chữ V

c Chọn máy: Chọn máy nguyên công 2)

d Chọn dụng cụ:

- Dao vát mép: Tra bảng 4-6 trang 297 tài liệu Sổ tay CNCTM tập 1 chọn dao tiện ngoài thân cong gắn mảnh hợp kim cứng có góc nghiêng chính 900 (trái) có kích thớc cơ bản là: h x b x L = 16 x 10 x 100 mm; n = 4 mm, l = 12 mm,

R = 8 mm

- Dao tiện: Tra bảng 4-12 trang 301 tài liệu Sổ tay CNCTM tập 1, chọn dao tiện raen gắn mảnh hợp kim cứng có kích thớc cơ bản là:

h x b x L = 25 x 16 x 120 mm; n = 4 mm; l = 8 mm; bớc ren 2 mm

Nguyên công 6: Nhiệt luyện

Tôi cao tần

Nguyên công 7: Sửa lỗ tâm

Sau khi nhiệt luyện ta tiến hành sửa lỗ tâm nh sau: Hai đầu chống tâm, mũi tâm bằng gang, cho bột nghiền vào lỗ tâm, sau đó cho chi tiết quay

Nguyên công 8: Mài bề mặt trụ Φ55 và Φ52

Sơ đồ nguyên công

a Chọn chuẩn: Hai lỗ chống tâm

b Chọn đồ gá: Gá trên hai mũi chống tâm và tốc kẹp

c Chọn máy: Tra bảng trang tài liệu Sổ tay gia công cơ NXB KH & KT,

2002, chọn máy mài tròn ngoài của Nga kiểu 2A130 có các đặc tính kỹ thuật nh sau:

- Đờng kính lớn nhất của chi tiết gia công: 280 mm

- Chiều dài lớn nhất gia công đợc: 630 mm

- Đờng kính lớn nhất của đá mài: 350 mm

- Tốc độ đá mài: 1880 v/p

- Dịch chuyển ngang lớn nhất của ụ đá mài 286

- Công suất động cơ chính: 4 kW

- Kích thớc máy: 3060 x 2000 x 1650 mm

d Chọn dụng cụ: Tra bảng 4- 170 chọn loại đá ΠΠ có các thông số kỹ thuật

nh sau: D = 50 mm; H = 65 mm; d = 20 mm; vật liệu mài 4A; độ hạt 10; chất kết dính Kêramit

3.Chän lîng d gia c«ng

C¨n cø vµo ph¬ng ph¸p chÕ t¹o ph«i, h×nh d¹ng vµ kÝch thíc cña ph«i, tra c¸c b¶ng trong Sæ tay CNCTM tËp 1 (NXB KH & KT 2001) ta cã b¶ng tra lîng d cho c¸c nguyªn c«ng

Nguyªn c«ng Bíc Néi dung c¸c bíc Lîng d (mm) Ghi chó

2

Phay mÆt ®Çu Khoan lç t©m

4

2

1 2 3 4 5 6

TiÖn th« mÆt trô Φ76,2 dµi 80 TiÖn th« mÆt trô Φ53,7 dµi 58 TiÖn th« mÆt trô Φ42 dµi 38 TiÖn th« mÆt trô Φ56,7 dµi 53 TiÖn th« mÆt trô Φ42 dµi 33

TiÖn r·nh tho¸t dao

3,8 3,3 3 3,3 3

Tù chän trong kho¶ng tõ 2 5mm

3

1 2 3 4 5

TiÖn tinh mÆt trô Φ76 dµi 80 TiÖn tinh mÆt trô Φ52,5 dµi 58 TiÖn tinh mÆt trô Φ41 dµi 38 TiÖn tinh mÆt trô Φ55,5 dµi 53 TiÖn tinh mÆt trô Φ41 dµi 33

1,2 1,2 1 1,2 1

B¶ng 3-120 trang 265 Sæ tay CNCTM tËp1

3

Mµi th« mÆt trô Φ52 Mµi tinh mÆt trô Φ52 Mµi th« mÆt trô Φ55

0,5 0,05 0,5

B¶ng 3-122 trang 267

4 Mài tinh mặt trụ Φ55 0,05

4 Bảng tra chế độ cắt.

Sử dụng các bảng giá trị cho trong Sổ tay CNCTM tập 2 NXB KT&KT 2000,

Sổ tay gia công cơ, tài liệu Tra chế độ cắt ta lần lợt tra chế độ cắt cho các nguyên công

a.Tra chế độ cắt cho nguyên công 1:

Chế độ

Các bớc

t(mm) s(mm/v) n(v/ph) Nc (kW) To(ph)

b.Tra chế độ cắt cho nguyên công 2:

Chế độ

c (kW) To(ph)

c.Tra chế độ cắt cho nguyên công 3

Chế độ

Các bớc

t(mm) s(mm/v) n(v/ph) Nc (kW) To(ph)

d.Tra chế độ cắt cho nguyên công 4:

Chế độ

z(mm/r) n(v/ph) Nc (kW) To(ph)

e.Tra chế độ cắt cho nguyên công 5

Chế độ

Các bớc t(mm) s(mm/v) n(v/ph) Nc (kW) To(ph)

f.Tra chế độ cắt cho nguyên công 8

Chế độ

Các bớc t(mm) Sct(mm/ph) nct(v/ph) Nc (kW) To(ph)

Phần 3: Tính toán thiết kế đồ gá

Tính toán thiết kế đồ gá cho nguyên công phay rãnh then

1 Xác định máy:

Trong phần 2 ta đã chọ máy phay 6H12 có các thông số kỹ thuật nh sau:

- Số cấp tốc độ trục chính: 18

- Phạm vi tốc độ trục chính: 30 1500 v/p

- Công suất động cơ chính: 7 kW

- Công suất động cơ chạy dao: 1,7 kW

- Kích thớc làm việc bàn máy: 320 x 1250 mm

- Số cấp bớc tiế bàn máy: 18

- Hiệu suất: 0,75

2 Phơng pháp định vị và kẹp chặt:

Định vị chi tiết lên đồ gá nhờ 2 khối chữ V ngắn hạn chế 4 bậc tự do, một khối V ngắn ở phía trái tỳ vào gờ trục định vị hạn chế 1 bậc tự do chuyển động dọc trục

3 Sơ đồ kết cấu của đồ gá: Đợc trình bày trong bản vẽ lắp đồ gá khổ A1

4 Tính lực kẹp cần thiết:

Sơ đồ vị trí các lực trên thanh kẹp chặt

(Hình vẽ)

Trong sơ đồ trên ta chọn L = 2L1 = 2L2

Theo công thức trong tài liệu Sổ tay CNCTM tập 2 NXB KH&KT 2000 ta có:

2

1 2

1

.

L

L N W L

L W

Ta phải xác định phản lực N1 tại bề mặt định vị của khối V

Sơ đồ phản lực tại gối tựa đợc thể hiện nh sau: