THIẾT KẾ QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT TRỤC CÓ LỖ CÔN VÀ THIẾT KẾ ĐÔ GÁ CHO MỘT NGUYÊN CÔNG PHAY RÃNH THEN

Trong đồ án này,sẻ thực hiện thiết kế “Quy trình công nghệ” gia công chi tiết:Trục có lỗ côn và thiết kế đồ gá cho một nguyên công phay rảnh then.. Chi tiết trục có lỗ côn có hình dạng,

Lời nói đầu

Trơc sự đòi hỏi của sự nghiệp công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nớc, củng

nh yêu cầuvề hiện đại hoá Quân Độingày càng cao, thì một trong những nghành cần quan tâm phát triển mạnh đó là cơ khí chế tạo Vì nó đóngmột vai trò quan trọng trong việc thiết kế, chế tạo các loại máy móc trang thiết bị cho các nghành kinh tế quốc dân, tạo tiền đề cho sự phát triển kinh tế chung của đất nớc

Đồ án công nghệ chế tạo máy là một nội dung bắt buộc trong chơng trình

đào tạo kỹ s cơ khí Nhằm giúp cho ngời học hệ thống lại nhỡng kiến thức đã học,

đồng thời vận dụng sáng tạo những đó vào quá trình thiết kế, chế tậócc chi tiết đáp ứng yêu càu trong nhiệm vụ công tác sau này Quá trình làm đồ án, ngoàI kiến thức môn học công nghệ chế tạo máy đòi hỏi ngời thực hiện phảI biết vận dụngkết hợp kiến thức tổng hợp của nhiều môn học khá nh: Dung sai, Vật liệu,Công nghệ kim loại I, II….thì mới đạt đợc kết quả cao

Trong đồ án này,sẻ thực hiện thiết kế “Quy trình công nghệ” gia công chi tiết:Trục có lỗ côn và thiết kế đồ gá cho một nguyên công phay rảnh then Chi tiết trục có lỗ côn có hình dạng, kết cấu và yêu cầu khá phức tạp gồm: rảnh then, lỗ côn, lỗ 6 nhỏ dàI, ren….Do vậy, phảI nghiên cứu, phân tích tỷ mỉ thì mới đạt dợc phơng án hựoplý, tối u

Quá trình làm đồ án, đợc sự hớng dẫn tận tuỵ, sự giúp đỡ nhiệt tình của thầy Tạ Đăng Doanh và các thầy giáo khác trong bộ môn Nhờ vậy mà đồ án đợc hoàn thành đầy đủ nội dung, yêu cầu và đúmg tiến độ

Tuy nhiên, với khả năng kiến thức còn hạn chế, kinh nghiệm thiết kế cha nhiều , do vậy trong đồ án này sẻkhông tránh khỏi những sai sót, khiếm khuyết Rất mong đợc sự chỉ bảo, góp ý của các thầy cô để đồ án đợc hoàn thiện hơn

Xin chân thành cảm ơn!

Học viên

Nguyễn Hiền

Chơng i: phân tích chi tiết

1.1 Phân tích kết cấu, yêu cầu kỹ thuật của chi tiết:

Chi tiết cần gia công trong đồ án là trục có lỗ côn có các đặc điểm kỹ

thuật sau:

Chi tiết thuộc họ trục có bậc, đờng kính lớn nhất 26 và chiều dàI 140

Tỷ số L/D = 5.38, thuộc loại thờng, trọng lợng khoảng 0.5kg

Phần trụ 26 00..08029

 (26e7), có cấp chính xácIT7 và cấp độ nhám 7,), có cấp chính xácIT7), có cấp chính xácIT7 và cấp độ nhám 7, và cấp độ nhám 7), có cấp chính xácIT7 và cấp độ nhám 7,, Ra=1.25 nên ta phảI dùng phơng pháp màI sau nhiệt luyện

Rảnh then bxtxL=5x3x35 để truyền mô men xoắn, vì sản xuất hàng loạt ,

để tăng hiệu quả kinh tế ta dùng dao phay rảnh then

Lỗ côn 1:24 đờng kính lớn nhất 18 -0.021, cấp chính xác IT7), có cấp chính xácIT7 và cấp độ nhám 7, , cấp độ nhám 8 Ra=0.63 Đây là một yêu cầu cao, để đạt đợc ta phảI dùng các phơng pháp khoan, khoét, doa và màI sau nhiệt luyện

Phần trụ 18 dai 55 đợc gia công ren M18x2, do không có yêu cầu gì đặc biệt nên dùng phơng pháp gia công thông thờng: tiện ren Phơng pháp này dễ gia công trên máy tiện và hiệu quả cao

Lỗ 6 dàI 55có cấp độ nhám 7), có cấp chính xácIT7 và cấp độ nhám 7,, Ra=1.25, đây là yêu cầu cực kỳ khổtng quá trình gia ông Do lỗ quá nhỏ không màI đợc nên để gia công nó ta dùng các

ph-ơng pháp:khoan, khoét và doa

1.2 Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết:

Từ hình dạng, kết cấu và yêu cầu kỹ thuật của chi tiết, có nhận xét sau: Chi tiết nhỏ, nhẹ và mỏng tron quá trình gia công dễ bị bẹp, méo làm giảm độ chính xác Do vậy , phảI dùng các biện pháp khắc phục nh: dùng mâm cặp

đàn hồi, trục côn,mũi chống tâm…để gá đặt

Chi tiết làm bằng vật liệu thép C45, yêu cầu nhiệt luyện đạt độ cứng HRC 48…52 Do vậy, phảI tiến hành gia công cắt gọt khoan, khoét,doa, tiện trớc khi nhiệt luyện Sau nhiệt luyện sẻ làm giảm cấp độ nhám và cấp chính xác đI chút ít, cho nên ta phảI màI các bề mặt lỗ côn, trụ 26 và làm sạch lỗ 6 thì mới đảm bảo

đợc yêu cầu kỹ thuật

Chi tiết không có yêu càu về độ đồng trục, đồng tâm do vậy có thể gia công các lỗ trên máy tiện với độ chính xác tơng đối cao và rất thuận tiện

1.3 ý kiến về những sữa đổi:

Để dễ dàng gia công ren M18x2 và thuận tiện trong lắp ghép, tiện thêm rảnh ở trụ 18

Để dễ gia công và thuận tiện trong việc định vị, vát mép thêm lỗ côn và lỗ

6

Chơng ii: chọn phôI và phơng pháp chế tạo phôi

Căn cứ vào kết cấu của chi tiết và dạng sản xuất là loạt lớn, có thể dùng các phơng pháp chế tạo phôI sau:

1.1 PhôI đúc:

Nếu sử dụng phôI dúc, khi chế tạo ra có bề mặt xấu nh: rỗ khí, đậu hơI,

đậu ngót, ngậm xĩ….Do vậy sẽ làm tăng thời gian sản xuất, làm dụng cụ cắt nhanh hỏng, làm tăng giá thành sản xuất Trong sản xuất loạt lớn , ta không dùng phơng pháp này

1.2 PhôI rèn tự do:

PhôI có dạng tròn xoay, nhiều lỗ do vậy rèn tự do sẽ khó khăn và không hiệu quả Với sản xuất loạt lớn không dùng phơng pháp này

1.3 PhôI dập:

Phơng pháp này tạo đợc phôI nhanh, độ chính xác cao, lợng d gia công ít Nhng đầu t về khuôn dập lớn dẫn tới chi phí gia công cao, không dùng phơng pháp này

1.4 PhôI cán (PhôI thép thanh):

Do độ chênh lệch kích thớc các bậc không lớn (26, 18)và chiều dài bâc gia công nhỏ chỉ 55mm, cho nên lợng d gia công là không lớn lắm khi dùng phôI thép thanh Vả lại dùng phôI thép thanh sẻ rất thuận lợi vì có sẵn trên thị trờng, cơ tính vàyêu cầu kỹ thuật phù hợp với chi tiết gia công, chế tạo phôI nhanh,giảm đuợc chi phí sản xuất, tăng hiệu quả kinh tế

Từ việc phân tích trên, chọn phơng pháp chế tạo phôI là phôI thép thanh

Chơngiii: Lập quy trình công nghệ gia công cơ

3.1 Thứ tự các nguyên công:

Để tạo ra trục có lỗ côn, tiến hành gia công theo thứ tự các nguyên công sau:

 Nguyên công I : Tiện mặt đầu, khoan lỗ định tâm, tiện thô, tiện cắt đt

 Nguyên công II : Khoan lỗ côn 14

 Nguyên công III : Khoan, khoét và doa lỗ 6

 Nguyên công IV : Tiện mooc lỗ 18

 Nguyên công V : Khoét và doa lỗ côn 1:24

 Nguyên công VI : Vát mép, tiện rảnh và tiện`tinh

 Nguyên công VII: Phay rãnh then b = 5

 Nguyên công VIII: Tiện ren M18x2

 Nguyên công IX : Nhiệt luyện

 Nguyên công X : MàI lỗ côn 1:24

 Nguyên công XI : MàI mặt trụ 26

3.2 Sơ đồ các nguyên công:

Theo cách phân chia nh trên có 11 nguyên công Tuy nhiên, nguên công nhiệt luyện không có sơ đồ nguyên công mà ta hình dung là có nguyêng công này.Các sơ đồ nguyên công đợc thể hiện lần lợt nh sau:

Chơng IV: Thiết kế đồ gá

4.1 Thiết kế đồ gá:

4.1.1 Xác định máy:

Trong chơng III, ta đã xác định máy cho nguên công phay rãnh then là máy phay 6H12 có các số liệu chính nh sau:

-Số cấp tốc độ trục chính : 18

-Phạm vi tốc độ trục chính : 30 – 15007), có cấp chính xácIT7 và cấp độ nhám 7, [v/ph]

-Công suất động cơ chính : 7), có cấp chính xácIT7 và cấp độ nhám 7, [kw]

-công suất động cơ chạy dao : 1.7), có cấp chính xácIT7 và cấp độ nhám 7, [kw]

-Kích thớc làm việc bàn máy : 320x1250 [mm]

-Số cấp bớc tiến bàn máy : 18

-Hiệu suất :0.7), có cấp chính xácIT7 và cấp độ nhám 7,5

4.1.2 Phơng pháp định vị và kẹp chặt:

Định vị chi tiết lên 2 khối V ngắn hạn chế 4 bậc tự do, và một trục côn

vào lỗ côn hạn chế bậc tự do tịnh tiến

Kẹp chặt nhờ mỏ kẹp

Sơ đồ kết cấu của đồ gá đợc thể hiện ở bản vẽ đồ gá(Tập bản vẽ)

4.1.3 Tính lực kẹp cần thiết:

Trong sơ đồ trên, chọn L=2.l

Công thức tính:

1

L

l

2

1

l

L N

Cần tính phản lực N1 tại bề mặt định vị của khối V

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

Phơng trình cân bằng lực tác dụng lên chi tiết khi phay nh sau:

0 '

2

' 1

1 ( 2 2 ) cos 45

2N  N  N (1)

Sơ đồ lực cắt khi phay nh sau:

Lực cắt tiếp tuyến đợc xác định theo công thức;

K z n D

B S t C

u y z

x p

.

.



Trong đó:

Rz-Lực cắt tiếp tuyến

t-chiều sâu cắt, t=3

Sz-Lợng chạy dao răng, Sz= 0.0085

1950 4

54

z

S n

B-Bề rộng răng, B=5[mm].

D-Đờng kính dao phay,D= 5[mm].

n- của Số vòng quay dao, n=1590[v/ph].

z-Số răng dao phay, z= 4.

K-Hệ số phụ thuộc vật liệu, tra bảng 5-9 ST CNCTM II,

K=

Trong đó;n=1.59, b=7), có cấp chính xácIT7 và cấp độ nhám 7,50KG/cm2

750

750 ( 1 59





x, y, u, w, q-Các chỉ số mũ, tra bảng 5-41 ST CNCTM II,

x=0.86; y=0.7), có cấp chính xácIT7 và cấp độ nhám 7,2; u=1.0; w=o; q=0.7), có cấp chính xácIT7 và cấp độ nhám 7,86.

1590 5

5 0085 , 0 3 2 , 68

786

0 1 72 86

0

N

o

Các thàmh phần lực khác đợc lấy nh sau:

Lực hớng kính Py=0,4 32=13[N]

Lực chạy dao PS=0,4.32=13[N]

Lực Pv=0,9.32=30[N]

Để chi tiết đợc định vị chắc chắn trong quá trình gia công thì lực ma

sát tại các bề mặt tiếp xúc (gồm các bề mặt chữ V và tại vị trí kẹp chặt) phảI

lớn hơn lực cắt dọc trục tạo ra khi phay

Để đơn giản khi tính lực kẹp, ta cho rằng chỉ có lực PS tác dụng lên chi tiết Trong trờng hợp này cơ cấu kẹp chặt phảI tạo ra lực ma sát lớn hơn lực

PS Do đó ta phảI có:

2N1.f+ 2(N1’+N2’).f ≥ K.PS

Trong đó f là hệ số ma sát, theo bảng 434 trang 86 tàI liệu [7), có cấp chính xácIT7 và cấp độ nhám 7,] ta có

f=0,1

K là hệ số an toàn; K= K0…K6

K0 - hệ số an toàn tính cho tất cả các trờng hợp , K0 = 1,5

K1 - hệ số tính đến trờng hợp tăng lực cắt khi độ bóng thay đổi, gia

công thô lấy K1 = 1,2

K2 - hệ số tăng lực cắt khi dao mòn, chọn K2 = 1,4

K3 - hệ số tăng lực khi gia công gián đoạn, K3 = 1,2

K4 - hệ số tính đến sai số của cơ cấu kẹp chặt, kẹp chặt bằng tay,

ta lấy K4 = 1,3

K5 - hệ số tính đến mức độ thuận lợi của cơ cấu kẹp chặt bằng tay,

thuận lợi chọn K5 = 1

K6 - hệ số tính đến mômen làm quay chi tiết, định vị trên các phiến tỳ

chọn K6 = 1,5

Từ đó ta có :

K = 1,5.1,2.1,4.1,2.1,3.1.1,5 =5,9 Kết hợp với N1’ = N2’ và phơng trình (1) ta có :

N1 ≥   0 , 1 2 2 2

13 9 , 5 2

2 2

.







f

P

≥ 159 (N) Vậy ta có N1 ≥ 159 (N)

Do đó

2 2

1 159

l

L l

L N



= 159.2

4.1.4 Tính kích thớc bu lông kẹp:

Theo công thức trang 510 tài liệu [9, ta có

d ≥



W

trong đó :

C - hệ số , C = 1,4 đối với ren hệ mét cơ bản

 - ứng suất kéo,  = 9 KG/mm2 đối với bu lông thép 45

W - lực kẹp cần thiết Thay số vào công thức trên, ta có :

d ≥ 1,4 9318.9,8 = 2,6 (mm)

Để tăng độ cứng vững và phù hợp với kết cấu của đồ gá,

ta chọn d = 4 mm

4.1.5 Tính sai số cho phép của đồ gá:

Dựa theo phơng pháp tính sai số cho phép của đồ gá trong tài liệu [7), có cấp chính xácIT7 và cấp độ nhám 7,]

trang 88, ta có :

   2  2 2 2 2

dc m k c gd

Trong đó :

ct - sai số cho phép của đồ gá

gd - sai số gá đặt, gđ = 

3 1

với  là dung sai của nguyên công phay rãnh Theo trên

ta có  0,014 Suy ra gđ = 

3

1

= 0,047), có cấp chính xácIT7 và cấp độ nhám 7, (mm)

= 46,7), có cấp chính xácIT7 và cấp độ nhám 7, (m)

c - Do trong kết cấu này chuẩn định vị trùng với gốc kích

thớc nên c = 0

k - Sai số kẹp chặt do lực kẹp gây ra, k = 0 do lực kẹp

vuông góc với đờng trục của chi tiết

m - Sai số do đồ gá bị mòn gây ra

m =  N

Với :

 - Hệ số phụ thuộc kết cấu đồ định vị Khi

chuẩn tinh là khối V thì  = 0,5 0,8; Ta chọn  = 0,5

N - Số chi tiết đợc gia công trên đồ gá, ta chọn

N =1000 chi tiết Vậy m = 0,5 1000

dc - Sai số điều chỉnh, ta lấy dc = 7), có cấp chính xácIT7 và cấp độ nhám 7, m Cuối cùng ta có :

[ct] =   2  2 2 2 2

7 8 , 15 0 0 7 ,

= 0,043 (mm)

4.2 Nguyên lý làm việc của đồ gá:

Đồ gá thực hiện nguyên công phay rãnh then đã thiết kế làm việc

theo nguyên lý nh sau:

 Mở các thanh kẹp cà đặt chi tiết lên khối chữ V

 Kẹp chặt bằng các đai ốc với lực kẹp nh đã tính toán ở trên

 Đa kết cấu lên bàn máy bằng tay Khi chi tiết đã ở vị trí cần gia công, ta cố định bằng các bu lông kẹp

 Khi gia công xong nguyên công của một chi tiết, tháo đai ốc,

mở thanh kẹp và tiếp tục đa chi tiết tiếp theo vào gia công

số