Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo chi tiết than bạc

Phần 1 Phân tích chi tiết gia công I. phân tích chức năng làm việc của chi tiết chức năng làm việc của chi tiết:chi tiết cần yêu cầu thiết kế là chi tiết than bạc ,nó có chức năng đẩy bánh răng để thay đổi tỉ số truyền,được dùng nhiều trong máy công cụ. các bề mặt làm việc : +các mặt đầu của càng tiếp xúc với bánh răng khi gạt bánh răng. +Mặt tru trong của lỗ càng gạt được lắp ghép với trục gạt. +lỗ chốt :Lắp chốt chống di chuyển dọc trục của càng gạt. các kích thước quan trọng: +chiều dài mặt đầu tiếp xúc với bánh răng :yêu cầu có độ chính xác cao dễ dàng lắp vào khe bánh răng đồng thời không gây va đập khi gạt. +Khoảng cách tâm: do trong máy công cụ khoảng cách giữa trục gạt và trục lắp bánh răng có khoảng cách cố định . +kích thước lỗ trục :yêu cầu dung sai nhỏ, đọ đồng tâm cao với trục gạt. Điều kiện kĩ thuật cơ bản của chi tiết: +lỗ trục: Dung sai 25tương dương với ccx 7 Độ bóng R2,5 tương đương với 6 +Mặt đầu : Độ bóng R2,5 tương đương với 5 II. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết Do mặt đầu làm việc của chi tiết quá mỏng(12mm) trong quá trình gia công và làm việc có thể không đủ cứng vững cần làm thêm phần gân tăng cứng. Lỗ 25 lắp với trục gạt cần phải khử ba via bằng vát mép,đồng thời thuận lợi cho lắp ghép. Lỗ chốt nằm trên mặt trục khó khăn cho việc khoan nên làm bề mặt vuông góc với mũi khoan nhưng lỗ chốt không quan trọng có thể không cần thay đổi kết cấu.

PhÇn 1 Ph©n tÝch chi tiÕt gia c«ng

I phân tích chức năng làm việc của chi tiết

chức năng làm việc của chi tiết:chi tiết cần yêu cầu thiết kế là chi tiết than bạc ,nó có chức năng đẩy bánh răng để thay đổi tỉ số truyền,đợc dùng nhiều trong máy công cụ

các bề mặt làm việc :

+các mặt đầu của càng tiếp xúc với bánh răng khi gạt bánh răng

+Mặt tru trong của lỗ càng gạt đợc lắp ghép với trục gạt

+lỗ chốt :Lắp chốt chống di chuyển dọc trục của càng gạt

+kích thớc lỗ trục :yêu cầu dung sai nhỏ, đọ đồng tâm cao với trục gạt

Điều kiện kĩ thuật cơ bản của chi tiết:

+lỗ trục: Dung sai 25+ 0 , 025tơng dơng với ccx 7

Độ bóng Ra2,5 tơng đơng với 6

+Mặt đầu : Độ bóng Rz2,5 tơng đơng với 5

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

Do mặt đầu làm việc của chi tiết quá mỏng(12mm) trong quá trình gia công và làm việc có thể không đủ cứng vững cần làm thêm phần gân tăng cứng

Lỗ Φ25 lắp với trục gạt cần phải khử ba via bằng vát mép,đồng thời thuận lợi cho lắp ghép

Lỗ chốt nằm trên mặt trục khó khăn cho việc khoan nên làm bề mặt vuông góc với mũi khoan nhng lỗ chốt không quan trọng có thể không cần thay đổi kết cấu

m:số chi tiết trong một sản phẩm m=1

β:số chi tiết dể chế tạo thêm dự trữ β=7%

Đơn chiếc <5 <10 <100 Hàng loạt nhỏ 5ữ 10 10ữ200 100ữ500 Hàng loạt vừa 100ữ 300 200ữ500 500ữ5000 Hàng loạt lớn 300ữ 1000 500ữ1000 5000ữ50000 Hàng khối >1000 >5000 >50000

Ta có thể xác định ở đây là dạng sản xuất hàng loạt vừa.

→Dạng sản xuất là sản xuất hàng loạt vừa

IV.Chọn phơng pháp chế tạo phôI

1; Nguyờn cụng 1 :

Đối với chi tiết càng sản xuất hàng loạt vừa

Vật liều gia công:thộp C45

trọng lợng nhỏ: 0,7 kg

Hình dạng chi tiết đơn giản.Tra bảng 3-1[2]→ chọn phơng pháp đúc trong khuôn cỏt mẫu kim loại , mặt phân khuôn nh hình vẽ

PhÇn II ThiÕt kÔ qui tr×nh c«ng ghÖ gia c«ng

Do bÒ mÆt gia c«ng nhá vµ kh«ng liªn tôc→chän ph¬ng ph¸p gia c«ng cuèi cïng

lµ phay tinh qua c¸c bíc:

KhoÐt tinh φ60 →§¹t ccx 10: Rz40 +Gia c«ng lç φ25+ 0 , 021

V¹t liÖu: GX15-32, Ra2,5, Dung sai:0,021→ccx 7.Tra b¶ng 3-87[2]→ph¬ng ph¸p gia c«ng cuèi cïng cã thÓ lµ:

Doa

Chuèt

Mµi

→ Chọn phơng pháp gia công cuối là doa tinh qua các bớc trung gian:

Định vị chi tiết : Định vị mặt đầu hạn chế 3 bậc tự do bằng Phiến tỳ

Kẹp chặt : Kẹp chặt bằng 2 khối V, phơng kẹp chặt song song với mặt định vị→

Dùng khối V vát tạo lực vuông góc với mặt định vị

*Chọn máy:

Chọn máy phay đứng 6H10 với các thông số:

Công suất:3Kw

Kích thớc bàn máy:200x800

Khoảng cách từ Trục tới bàn máy: 50350

Số cấp chạy dao:12

+kích thớc danh nghĩa max = 80

→ zb= 3(mm) Chia làm 2 bớc công nghệ: Phay thô(2,5) và phay tinh (0,5)

k1: Hệ số phụ thuộc vào độ cứng của gang→ k1=1,12

k2:Hệ số phụ thuộc vào chu kỳ bền của dao: 0 , 5

Tφ

→ k2=1,25

k3: Hệ số phụ thuộc mác hợp kim cứng; Với BK6→k3= 1

k4: Hệ số phụ thuộc trạng thái bề mặt gia công, với bề mặt thô→k4=0,8

k5: Hệ số phụ thuộc vào chiều rộng phay:

→Chọn theo nm=475 (v/p)

→vtt=

1000

475 100 14 , 3 1000

Hệ số phụ thuộc vào độ cứng của gang→ k1=1,12

k2:Hệ số phụ thuộc vào chu kỳ bền của dao: 0 , 5

400

180 =

=

H T

Tφ

→ k2=1,25

k3: Hệ số phụ thuộc mác hợp kim cứng; Với BK6→k3= 1

k4: Hệ số phụ thuộc trạng thái bề mặt gia công, với bề mặt tinh→k4=1

k5: Hệ số phụ thuộc vào chiều rộng phay:

Nguyên công 3: Khoan,khoột , doa lỗ 38

Định vị chi tiết : Định vị mặt đầu hạn chế 3 bậc tự do bằng Phiến tỳ

Kẹp chặt : Kẹp chặt bằng 2 khối V, phơng kẹp chặt song song với mặt định vị→

Dùng khối V vát tạo lực vuông góc với mặt định vị

Khoảng cách từ Trục tới bàn máy: 50350

Số cấp chạy dao:12

Giới hạn vòng quay:502240

k1: Hệ số phụ thuộc vào độ cứng của gang→ k1=1,12

k2:Hệ số phụ thuộc vào chu kỳ bền của dao: 0 , 5

400

180 =

=

H T

Tφ

→ k2=1,25

k3: Hệ số phụ thuộc mác hợp kim cứng; Với BK6→k3= 1

k4: Hệ số phụ thuộc trạng thái bề mặt gia công, với bề mặt thô→k4=0,8

k5: Hệ số phụ thuộc vào chiều rộng phay:

T(mm) n(v/ph) S(mm/ph) CCX R

Z

Nguyªn c«ng 4: Ta ro lỗ 24

∅12±0.1

w S

Khoảng cách từ trục tới bàn máy là: 50 x 350

Số cấp chạy dao: 12

Kích thớc danh nghĩa max = 80

→ zb = 3(mm); chia làm 2 bớc công nghệ: Phay thô(1,5;1) và Phay tinh (0,5)Chế độ cắt:

a).Phay thô:

Chiều sâu cắt t = 1,5;1 mm

Lợng chạy dao sz = 0,2(mm/răng)→ s= 0,2.8 = 1,6 (mm/vòng)

Tốc độ cắt : Tra bảng 5-127[3] với D= 100, z= 8, Sz= 0,2, t= 2,5→v= 141 (m/ph)

vt= vb.k1.k2.k3.k4.k5

k1: Hệ số phụ thuộc vào độ cứng của gang→ k1=1,12

k2:Hệ số phụ thuộc vào chu kỳ bền của dao: 0 , 5

400

180 =

=

H T

Tφ

→ k2=1,25

k3: Hệ số phụ thuộc mác hợp kim cứng; Với BK6→k3= 1

k4: Hệ số phụ thuộc trạng thái bề mặt gia công, với bề mặt thô→k4=0,8

k5: Hệ số phụ thuộc vào chiều rộng phay:

Hệ số phụ thuộc vào độ cứng của gang→ k1=1,12

k2:Hệ số phụ thuộc vào chu kỳ bền của dao: 0 , 5

400

180 =

=

H T

Tφ

→ k2=1,25

k3: Hệ số phụ thuộc mác hợp kim cứng; Với BK6→k3= 1

k4: Hệ số phụ thuộc trạng thái bề mặt gia công, với bề mặt tinh→k4=1

k5: Hệ số phụ thuộc vào chiều rộng phay:

Nguyªn c«ng 5: KhoÐt lç φ 9

*Chọn máy: Chọn máy khoan đứng 216A với các thông số:

Tra bảng 3-110[2] Với D= 60, mặt trong→zb= 2(mm)

Chia làm 2 bớc gia công: Khoét thô zb= 1,5 mm

Khoét tinh zb = 0,5 mm

*Chế độ cắt:

a)Khoét thô:

k1: hÖ sè ®IÒu chØnh phô thuéc vµo chu kú bÒn: k1= 1,09

k2: HÖ sè phô thuéc vµo tr¹ng th¸I bÒ mÆt, k2=0,8

→ vt= vb.k1.k2=19,7.1,09.0,8 = 17,2(m/ph)

→ nt=

56 14 , 3

2 , 17 1000

k1: hÖ sè ®IÒu chØnh phô thuéc vµo chu kú bÒn: k1= 1,09

k2: HÖ sè phô thuéc vµo tr¹ng th¸I bÒ mÆt, k2=1

Kẹp chặt bằng cơ cấu đòn kẹp, lực kẹp vuông góc và hớng vào mặt định vị.

* Chọn máy: Chọn máy khoan đứng

2H135 với các thông số:

Dùng mũi khoan ruột gàbằng thép gió phi tiêu chuẩn φ12

k1: HÖ sè ®iÒu chØnh phô thuéc vao chiÒu s©u lç khoan: L<3D→k1= 1

k2: hÖ sè ®iÒu chØnh phô thuéc vµo chu kú bÒn:

Doa φ12.7 0,1 122 2,2 7 3,2

Nguyên công 7: Khoan khoét doa lỗ φ 19:

* Sơ đồ gá đặt:

Định vị: Định vị mặt đầu hạn chế 3 bậc tự do bằng phiến tỳ, định vị vào lỗ φ60 bằng chốt côn tự lựa hạn chế 2 bậc tự do (do lỗ φ60 cha đợc gia công ) định vị mặt trụ ngoài hạn chế 1 bậc tự do còn lại bằng khối V đIều chỉnh

Kẹp chặt bằng cơ cấu đòn kẹp, lực kẹp vuông góc và hớng vào mặt định vị

*.Chọn máy: Chọn máy khoan đứng 2H135 với các thông số:

Dùng mũi khoan ruột gàbằng thép gió phi tiêu chuẩn φ18.5Mũi doa thép gió φ19

Tra bảng 7[1]→ T= 35(ph)

*Chế độ cắt: a)Khoan lỗ φ18.5

chiều sâu cắt: t= 2 (mm)Lợng chạy dao:Tra bảng 5-89[3] với d = 24, HB<200, nhóm chạy dao I →sv=0,70,86(mm/v)→ chọn sv= 0,8 (mm/v)

Tốc độ cắt: tra bảng 5-90[3] →vb= 28 (m/ph)

Ta có: vt= vb.k1.k2Các hệ số đIều chỉnh:

k1: HÖ sè ®IÒu chØnh phô thuéc vao chiÒu s©u lç khoan: L<3D→k1= 1

k2: hÖ sè ®IÒu chØnh phô thuéc vµo chu kú bÒn:

T(mm) N(v/ph) S(mm/v) CCX RKhoan

*Kẹp chặt: Kẹp chặt bằng cơ cấu ren vít, lực kẹp vuông góc với mặt định vị

*Chọn máy: Chọn máy khoan đứng

2H118 với các thông số:

Công suất N = 1,5 kw

Đờng kính gia công lớn nhất:18

Khoảng cách từ trục chính tứi bàn máy:585865

Côn móc trục chính : số 2

Số cấp tốc độ: 1802800

Giíi h¹n ch¹y dao: 0,10,56

*Chän dao: Dïng mòi khoan ruét gµ thÐp giã, D= 4mm; d¹ng mòi khoan H

Nguyên công 9: Khoan lỗ 19

*Sơ đồ gá đặt:

Kẹp chặt: Kẹp chặt bằng cơ cấu đòn kẹp, lực kẹp vuông góc và hớng vào mặt

định vị

*Chọn máy: Chọn máy khoan đứng 2H125 với các thông số;

Đờng kính gia công lớn nhất:25

Khoảng cách lớn nhất từ trục chính tới bàn máy: 6901060

Ki?m tra d? vuụng gúc ỉ 38 và m?t dỏy

z- Đặt trục kiểm vào lỗ φ25, trục kiểm còn lại đợc lắp cố định trên đồ gá có

φ60 để dùng cho lỗ lớn φ60, quay chi tiết quanh lỗ lớn φ60 đến khi trục kiểm lắp trên lỗ φ25 chạm vào cữ tì Khi đó, hiệu số của giá trị đo trên từng cặp 2

đồng hồ trên 2 phơng đứng và ngang sẽ biểu hiện độ song song của 2 lỗ càng theo 2 phơng, đứng và ngang

Phần 3 Tính toán lợng d cho nguyên công 1

*Yêu cầu kĩ thuật:

Vật liệu: vật liệu gia công gang xám 15-32 có HB = 190

Độ nhẵn bóng bề mặt sau khi gia công:Rz= 2.5

Để đảm bảo yêu cầu kĩ thuật trên, cần thực hiện gia công qua 2 bớc công nghệ:

Ta: Chiều sâu lớp khuyết tật do nguyên công trứpc để lại

ρa: Sai lệch vị trí không gian do nguyên công trớc để lại

εb Sai số gá đặt chi tiết ở nguyên công đang thực hiện

εc: Là sai số chuẩn khi phay εc=L.Tgđ

Góc xoay lớn nhất cả chi tiết đợc xác định

Lợng d nhỏ nhất khi phay thô Zmin=600+98+128,5=826,5( àm)

Lợng d nhỏ nhất khi phay tinh Zmin=50+4,9+25,7=80,6( àm)

Tính toán chế độ cắt cho nguyên công 6:

Bớc khoan lỗ φ 25

Chiều sâu khoan: t = D/2 = 12 )mm)

Lợng chạy dao: tra bảng 5-25[3] với D = 24, HB> 170, s = 0,47 0,54 → chọn

KUv; Hệ số phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ, tra bảng 5-6→ KUv=1

Klv: Hệ số phụ thuộc vào chiều sâu khoan l ≤ 3D; → Klv= 1

→ Kv=1

→vt= 1

5 , 0 75

24 1 , 17

4 , 0 125 , 0

25 , 0

= 36,3 (m/ph) *Lực cắt dọc trục:

Pc= 10.Cp.Dq.Sy.Kp

Trabảng 5-32: Cp = 42,7; q = 1; y = 0,8; Kp= KMp→ Tra bảng 5-9 → KMp

=1→ Cp= 10.42,7.241.0,50 , 8.1 = 5886 (N)

*Mô men xoắn: Mx

TÝnh thêi gian gia c«ng c¬ b¶n

.

2

1 + +

= 2

750

60 = 0,16 (ph)

.

2

1 + +

= 2

1120

60 = 0,11 (ph)

*Nguyªn c«ng 3:

khoÐt th«:

24 8 ,

24 − + (0,52) = 2 (mm)

l2= 3 (mm)

T05khoet= 2

338 05 , 1

8 , 24

225 − + (0,52) = 2 (mm)

l2= 3 (mm)

T05Doa= 2

122 2

24 8 ,

24 − + (0,52) = 2 (mm)

l2= 3 (mm)

T05khoet= 2

338 05

8 , 24

225 − + (0,52) = 2 (mm)

l2= 3 (mm)

T05Doa= 2

122 2

Chọn sm= 750 (mm/ph)→ T03Thô= i

S

l l l m

.

2

1 + +

= 2

750

100 = 0,13 (ph)

.

2

1 + +

l l

.

1

+ =.2.

267 81 , 0

2 = 0,02 (ph)

4 + (0,52) = 3 (mm)

l2= 3 (mm)

T07= 2

2000 22 , 0

.

2

1 + +

= 2

150

20 = 0,27 (ph)

Phần 6 Thiết kế đồ gá gia công cho nguyên công 5 I.Thiết kế cơ cấu định vị chi tiết:

*Xác định phơng pháp định chi tiết:

Vì đồ gá ta cần thiết kế là đồ gá khoan→ yêu cầu định vị 6 bậc tự do

Ta chọn phơng án định vị nh hình vẽ

Định vị mặt phẳng hạn chế 3 bậc tự do

Định vị vào mặt trụ lớn hạn chế 2 bậc tự do

Định vị vào mặt trụ nhỏ hạn chế 1 bậc tự do

*Chọn cơ cấu định vị:

Điểm đạt: tâm chi tiết

- Tính toán lực kẹp yêu cầu: khi cắt tạo ra Pc và Mc

Pc tuỳ vào phơng thức khoan (khoan lỗ đặc hay lỗ thủng) mà lực Pcđóng vai

trò khác nhau, trong trờng hợp đồ gá này vì khoan lỗ đặc nên lực Pc đóng vai

trò lực kẹp độc lập→ ta sẽ xem xét riêng lực Pc với vai trò lực kẹp

Mc làm chi tiết quay quanh tâm của nó → gây ra sai số.Vì vậy, để chi tiết

không bị xoay ta cần tính lực kẹp cần thiết để chống mô men xoay này

M ms > K M c

Mms: Mô men ma sát do W gây ra

Mms = W.f.R Trong đó:

Pc: lợc cắt Pc = 5886(N)

K3: Hệ số tăng lực cắt khi gia công gián đoạn K3 = 1,2

K4: Hệ số tính đến sai số của cơ cấu kẹp chặt K4= 1,3

K5: Hệ số tính đến sự thuận lợi của cơ cấu kẹp chặt bằng tay K5=1

K6: Hệ số tính đến mô men làm quay chi tiết K6= 1,5

1

l l

l

l

l l

.

1

2 1

η +

Chọn l1= l2= 1 →Q = η

W

2 = 227(kg)

η: hiệu suất tính đến mất mát ma sát trên ổ quay của đòn η = 0,95 Tra bảng 8-51[3]: với lực kẹp Q = 2270(N), dùng loại vít kẹp tay vặn → ta có loại ren vít yêu cầu: M12

Với vít kẹp M12 Chọn chiều dàI thanh kẹp L = 100(mm)

→ các thông số khác: B = 40(mm); H = 20(mm); l = A = 45(mm)

III.Tính toán sai số:

Tính sai số chuẩn: do chuẩn định vị không trùng với gốc kich thớc gia công ,sai số chuẩn trong trờng hợp gá đặt này là do chi tiết bị xoay khi định vị vào

- δ’B: Dung sia lỗ chốt trụ δ’B= 0,03 (mm)

- δ’min: Khe hở lớn nhất giữa chốt trụ và lỗ δ’min=

D

b ∑ + δ' min

2

D

b∑

+ δ' min= 0 , 075

12 , 60

25 , 0 3

→δmax=δA+δB+δmin = 0,025 + 0,021 + 0,077 = 0,123 (mm)

→tgα = 0,00073

→εc= 45.0,00073 = 0,033 (mm)

Tính sai số kẹp chặt:

Sai số kẹp chặt là sai số do lực kẹp gây ra: vì phơng lực kẹp vuông góc vớiphơng kích thớc gia công → nó không ảnh hởng đến độ chính xác của bề mặt gia công →εk= 0

Tính sai số mòn:

Trong quá trình tháo lắp chi tiết nhiều lần → bề mặt định vị bị mòn → gâysai số mòn εm

εm =β N

β: hệ số ảnh hởng đén kết cấu đồ định vị với phiến tì→β = 0,2

N: Số lợng chi tiết gia công trên đồ gá → N = 1134(chi tiết)

IV yêu cầu kĩ thuật của đồ gá:

Bề mặt làm việc của các chốt đồ gá đợc nhiệt luyện đạt HRC =5055

Bề mặt làm việc của các bạc dẫn đợc nhiệt luyện đạt HRC = 4060

Bề mặt làm việc của các phiến tỳ đợc nhiệt luyện đạt HRC = 4060

Độ không vuông góc giữa đờng tâm bạc dẫn với bề mặt phiến tỳ <0,059

Độ không vuông góc giữa đờng tâm bạc dẫn với bề mặt phiến tỳ < 0,059

Độ không song song giữa mặt các phiến tỳ với đáy thân đồ gá< 0,059

Độ không vuông góc giữa tâm các chốt với bề mặt phiến tỳ < 0,059

Tài liệu tham khảo:

[1]: Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy

(tg: PGS-PTS Trần Văn Địch)

[2]: Số tay công nghệ chế tạo máy tập 1-2

[3]: Tính toán và thiết kế đồ gá

[4]:Sổ tay và Atlat đồ gá

[5]: Giáo trình công nghệ chế tạo máy Tập 1-2

Mục Lục:

Lời nói đầu 1

Phần I: Phân tích chi tiết - Xác định dạng sản xuất 2

Phần II: Thiết kế quy trình công nghệ 3

Phần III: Tính toán lợng d 20

Phần IV: Tính toán chế độ cắt 22

Phần V: Tính toán kinh tế 23

Phần VI: Tính toán và thiết kế đồ gá 26

TàI liệu tham khảo 30