THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT TRỤC BẬC

LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT 1.Phân tích chi tiết gia công : Dựa vào bản vẽ chi tiết ta thấy chi tiết là dạng trục bậc có : Bề mặt trục 110, 115, 95:dùng để lắp ổ nên cần độ chính xác cao,độ bền ,độ cứng cao,độ nhẵn bóng bề mặt đạt Ra=2,5 m Ngoài ra các bề mặt gia công còn phài đảm bảo các yêu cầu sau : Độ không đồng tâm giữa các bề mặt làm việc 45, 50, 55, 50 ≤ 0,02 mm100 mm Độ cứng của các cổ trục : 45 HRC Dựa vào điều kiện làm việc và các yêu cầu kỹ thuật ta chọn phương pháp gia công lần cuối các bề mặt quan trọng là mài tinh Đối với trục bậc, yêu cầu kỹ thuật rất quan trọng là đạt độ đồng tâm giữa các bề mặt làm việc, để đạt được điều này ta sử dụng các biện pháp công nghệ sau : Gia công trên một lần gá Dùng chuẩn tinh thống nhất. 2.Phân tích tính công nghệ trong kết cấu : Kích thước đường kính trục thoả mãn giảm dần về 2 đầu trục thuận lợi cho gia công và lắp ráp ráp các chi tiết lên trục Các bề mặt trục có khả năng gia công được bằng các dao thông thường Trục có tỷ số : L Dmax = 4,2 L Dmin = 5,8 Vậy trục đủ độ cứng vững cho phép để gia công đạt độ chính xác cấp 23 3.Chọn phương pháp gia công lần cuối các bề mặt: Chi tiết gia công là trục bậc gồm 6 bậc giảm dần về hai phía Chiều dài toàn bộ trục sau khi gia công là 531mm

Lời nói đầu

rong công cuộc xây dựng đất nớc, ngành cơ khí nói riêng vàngành kỹ thuật nói chung - Ngành chế tạo máy là một ngành thenchốt trong nền kinh tế quốc dân

Trong chơng trình đào tạo thì công nghệ chế tạo máy là mộtphần căn bản, nhằm trang bị cho học sinh, sinh viên kiến thức về thiết

kế chế tạo các loại máy, các trang bị cơ khí phục vụ cho công nghiệp.Môn học công nghệ chế tạo máy đã truyền đạt các tiêu chuẩn côngnghệ thiết kế và gia công chi tiết Đồ án công nghệ chế tạo máy nhằm

hệ thống lại tất cả các kiến thức đã đợc học trong trờng để áp dụngcác kiến thức đã đợc học và thực tiễn vào đề tài mà mình đợc giao.Công việc thiết kế là vận dụng cả một quá trình học tập, thực tiễn và

đợc đem tổng hợp lại để áp dụng

Đề tài em đợc giao là : " Thiết kế quy trình công nghệ gia

tránh khỏi bỡ ngỡ, cùng với lý thuyết và thực tiễn còn hạn hẹp nênkhông tránh khỏi sai sót, rất mong sự chỉ bảo của các thầy, cô, cùngtoàn thể các bạn để đề tài của em đợc hoàn thiện hơn

Em xin trân thành cảm ơn sự chỉ bảo và đóng góp ý kiến của cácthầy

Phần i

phân tích chức năng và điều kiện

làm việc của chi tiết

1.Phân tích chi tiết gia công :

Dựa vào bản vẽ chi tiết ta thấy chi tiết là dạng trục bậc có :

- Bề mặt trục φ110, φ115, φ95:dùng để lắp ổ nên cần độ chính xáccao,độ bền ,độ cứng cao,độ nhẵn bóng bề mặt đạt Ra=2,5 àm

Ngoài ra các bề mặt gia công còn phài đảm bảo các yêu cầu sau :

- Độ không đồng tâm giữa các bề mặt làm việc φ45, φ50, φ55, φ50 ≤0,02 mm/100 mm

- Chi tiết gia công là trục bậc gồm 6 bậc giảm dần về hai phía

- Chiều dài toàn bộ trục sau khi gia công là 531mm

Dạng sản xuất là một khái niệm kinh tế kỹ thuật tổng hợp phản

ánh mối quan hệ giữa các đặc trng công nghệ về hình thức tổ chứcsản xuất để chế tạo ra các sản phẩm có chất lợng tốt và giá thành hợp

2 Xác định dạng sản xuất :

Căn cứ vào số lợng chi tiết cho trong đề tài ta xác định đợc dạng sản xuất là dạng đơn chiếc

Phần ii

chọn phôi và phơng pháp tạo phôi

Phơng pháp tạo phôi phụ thuộc vào chức năng và kết cấu của chi

tiết ,vật liệu, yêu cầu kỹ thuật, hình dáng bề mặt và kích thớc của chitiết gia công , quy mô và tính linh hoạt của sản xuất

Việc xác định phơng pháp tạo phôi hợp lý sẽ đảm bảo yêu cầu kỹthuật của chi tiết kích thớc của phôi phải đảm bảo phân bố đủ lợng dcho quá trình gia công hình dáng của phôi càng giống chi tiết càngtốt Yêu cầu này cho phép giảm số lần chạy dao, giảm thời gian giacông, giảm sai số in dập dẫn đến tăng năng xuất, hạ giá thành sảnphẩm

Căn cứ vào vật liệu, hình dáng kết cấu chi tiết ta có các phơngpháp tạo phôi sau:

Phôi cán có u điểm là rẻ tiền nhng cơ tính không đồng đều Chỉdùng với các loại phôi đơn giản, không cán đợc thép cán có tổ chứckim loại chặt, kim loại có lớp ứng suất d

Thép cán đợc tiêu chuẩn hoá nên khi chọn phôi phải chọn phôi có

đờng kính lớn hơn đờng kính lớn nhất của chi tiết gia công sẽ mấtnhiều thời gian cắt gọt, mất nhiều kim loại, giảm năng xuất dẫn đếngiá thành cao

- u điểm : Đúc đợc loại phôi phức tạp có đờng kính lớn.

- Nhợc điểm : Tổ chức kim loại đúc kém, lắm khuyết tật, đòi hỏi kỹthuật cao

- u điểm : Phôi dập có độ bóng và độ chính xác cao, tổ chức kim loại đồng đều, có khả năng chế tạo các chi tiết phức tạp, tốn ít vật liệu, năng suất cao, dễ cơ khí hoá, phù hợp sản xuất loạt lớn hàng khối

-Nhợc điểm : máy có công suất lớn, thời gian chế tạo khuôn dài, một

bộ khuôn chỉ chế tạo đợc một loại chi tiết

* Rèn tự do : Với đầu t thấp trang thiết bị đơn giản nhng độ chính xácphụ thuộc vào tay nghề ngời công nhân thời gian gia công lâuphùhợp với sản xuất loạt nhỏ dơn chiếc

- u điểm : Có tính tơng đối tốt, tổ chức kim loại bền chặt, chịu uốnchịu xoắn tốt

- Nhợc điểm : năng xuất không cao, tiêu hao nhiều năng lợng, vậtliệu, hiệu quả thấp, điều kiện lao động cực nhọc, hay bị biếnn cứnglớp bề mặt, lợng d lớn

* Phôi rèn khuôn : Phôi có độ chính xác cao hơn phôi rèn tự do, lợng

d gia công nhỏ, độ bóng cao, năng xuất cao hơn, giảm phế phẩm và

độ chính xác phôi cao phù hợp với sản xuất lớn nhng chế tạo khuônphức tạp thiết bị đòi hỏi vốn lớn

- Rèn trong khuôn kín : Thờng áp dụng cho vật rèn có hình dángphức tạp

- Rèn trong khuôn hở : Sản phẩm thờng rèn từ phôi cán cho độ bóng và độ chính xác cao

Căn cứ vào vật liệu, hình dáng kết cấu chi tiết, dạng sản xuất, điều kiện sản xuất tra bảng 2.10.[1] ta chọn phơng pháp tạo phôi là dập và vuốt trên máy rèn ngang, độ nhám bề mặt phôi đạt RZ=320 ữ 160 àm

- Đảm bảo chất lợng chi tiết trong suốt quá trình gia công

- Đảm bảo năng suất cao giá thành hạ

- Khi chọn chuẩn phải dựa theo nguyên tắc 6 điểm để khống chếhết số bậc tự do cần thiết hợp lý nhất, tuyệt đối tránh thiếu định vị vàsiêu định vị

- Chọn chuẩn sao cho không bị lực cắt, lực kẹp làm biến dạng chi tiết quá nhiều, đồng thời lực kẹp phải nhỏ nhằm giảm sức lao động của công nhân và đảm bảo kẹp an toàn

- Chọn chuẩn sao cho thiết kế đồ gá đơn giản thích hợp với loại hình sản xuất đáp ứng đợc yêu cầu kỹ thuật đặt ra

 Các lời khuyên khi chọn chuẩn tinh :

- Cố ngắng chọn chuẩn tinh là chuẩn tinh chính Thực hiện lời khuyên này sẽ đơn giản hoá quá trình gia công, lắp giáp vì chi tiết có

vị trí tơng ứng nh khi làm việc chọn nh vậy để không phải gia công thêm chuẩn tinh phụ

- Cố gắng chọn chuẩn tinh sao cho tính trùng chuẩn càng cao càng tốt Nếu làm đợc nh vậy sẽ giảm đợc sai số nguyên công Khi chuẩn khởi xuất trùng với chuẩn cơ sở sẽ tránh đợc sai số không trùng

chuẩn

- Cố gắng chọn chuẩn tinh thống nhất cho nhiều lần gá đặt để đơn giản hoá việc sử dụng đồ gá trong quá trình công nghệ, giảm đợc chủng loại đồ gá do đó giảm đợc thời gian thiết kế và chế tạo đồ gá

 Căn cứ vào các lời khuyên và yêu cầu khi chọn chuẩn , hình dáng kết cấu cụ thể của chi tiết ta có cácphơng án chọn chuẩn tinh :

:

Chuẩn tinh là hai lỗ tâm, sơ đồ định vị nh hình vẽ Phơng án nàykhống chế 5 bậc tự do :3 bậc tịnh tiến và 2 bậc quay

- Ưu điểm: có thể gia công trên nhiều lần gá đảm bảo tốt kích thớc

đờng kính và độ đồng tâm giữa các bậc trục, gá đặt chi tiết một cáchnhanh chóng, đảm bảo lời khuyên chọn chuẩn tinh thống nhất

- Nhợc điểm: chọn chuẩn tinh là hai lỗ tâm thì khi gia công lỗ tâmchóng mòn và sinh nhiệt do ma sát sẽ làm biến dạng lỗ tâm do đóphải sửa lại lỗ tâm khi bị mòn, mặt khác do truyền lực bằng tốc nên

độ cứng vững gá đặt kém gây ra sai số cho chi tiết gia công

2

Chọn chuẩn thô :

 Những yêu cầu khi chọn chuẩn thô :

- Đảm bảo phân bố đủ lợng d cho các bề mặt gia công

- Đảm bảo chính xác vị trí tơng quan giữa các bề mặt gia công vớicác bề mặt không gia công

 Những lời khuyên khi chọn chuẩn thô :

- Theo một phơng kích thớc nhất định, nếu trên chi tiết gia công cómột bề mặt không gia công thì nên chọn bề mặt đó làm chuẩn thô

- Theo một phơng kích thớc nhất định, nếu trên chi tiết có hai haynhiều bề mặt không gia công thì nên chọn bề mặt nào không gia công

có yêu cầu độ chính xác tơng quan với các bề mặt gia công ở mức caonhất để làm chuẩn thô

- Theo một phơng kích thớc nhất định, nếu trên chi tiết gia công cótất cả các bề mặt đều phải gia công thì nên chọn bề mặt nào ứng với

bề mặt gia công mà trên đó đòi hỏi phân bố lợng d đều và nhỏ nhất đểlàm chuẩn thô

- Theo một phơng kích thớc nhất định, nếu trên chi tiết có rất nhiều

bề mặt có đủ điều kiện để làm chuẩn thô thì ta nên chọn bề mặt nàobằng phẳng nhất, trơn chu nhất để làm chuẩn thô, khi đó việc gá đặt

sẽ đơn giản và dễ dàng hơn

- ứng với một bậc tự do cần thiết của chi tiết gia công ta chỉ đợcphép chọn chuẩn thô không quá một lần trong suốt cả quá trình giacông Nếu vi phạm lời khuyên này là phạm chuẩn thô sẽ làm cho vị trítơng quan giữa các bề mặt gia công kém chính xác

công phụ thuộc vào chế độ cắt, số bớc công nghệ, số đờng chuyển dao

và thứ tự thực hiện chúng trên các nguyên công Do đó phải phải quyết định phơng án trình tự

các nguyên công gia công Ta có quy trình công nghệ gia công trục bậc nh sau :

Trình tự các nguyên công :

-Nguyên công I : Khỏa mặt đầu và khoan tâm đầu A

-Nguyên công Ii : Khỏa mặt đầu và khoan tâm đầu B

-Nguyên công III : Chống tâm 2 đầu Tiện thô các mặt trụ φ95, φ100, φ110, φ115 Tiện tinh các mặt trụ φ95,

, φ110, φ115 Cắt rãnh 4x7,5 thứ nhất.Vát mép 2ì45°

-Nguyên công IV : Chống tâm 2 đầu Tiện thô các mặt trụ φ105,

φ Tiện tinh mặt trụ φ105

Cắt rãnh 4x7,5 thứ hai.Vát mep 2ì45°

-Nguyên công V : Phay 2 rãnh then

-Nguyên công VI : Nhiệt luyện

-Nguyên công VII : Nắn thẳng phôi

-Nguyên công VIII : Mài thô φ105, φ115, φ110, φ95 Mài tinh φ105, φ115, φ110, φ95

-Nguyên công IX: Tổng kiểm tra

1 Nguyên công I : Khoả mặt đầu, khoan tâm đầu A:

- Máy : Tiện van năng 1K62

- Dao : Dao tiện vai hợp kim cứng T15K6

Mũi khoan tâm chuyên dùng thép gió

- Đồ gá : Chi tiết đợc định vị bằng mâm cặp 3 chấu khử 3 bậc tự do

- Bớc công nghệ :

+ Bớc 1 :Khoả mặt đầu

+ Bớc 2 : Khoan lỗ tâm

2 Nguyên công II : Khoả mặt đầu, khoan tâm đầu B:

- Máy : Tiện van năng 1K62

- Dao : Dao tiện vai hợp kim cứng T15K6

Mũi khoan tâm chuyên dùng thép gió

- Đồ gá : Chi tiết đợc định vị bằng mâm cặp 3 chấu khử 3 bậc tự do

- M¸y : M¸y tiÖn 1K62

- Dao : Dao tiÖn hîp kim cøng T15K6

4 Nguyªn c«ng IV : Chèng t©m 2 ®Çu TiÖn th« c¸c mÆt trô φ 110,

φ TiÖn tinh mÆt trô φ 110.

C¾t r·nh 4x7,5 thø hai.V¸t mep 2×45°

- M¸y : M¸y tiÖn 1K62

- Dao : Dao tiÖn hîp kim cøng T15K6

- Máy : Máy phay 6H12

- Dao : Dao phay ngón thép gió P18

- Đồ gá : Chi tiết đợc định vị bằng êtô khống chế 4 bậc tự do Sửdụng phơng pháp rà gá

- Bớc công nghệ :

+ Bớc 1 : Phay rãnh then bậc trục φ100

+ Bớc 2 : Phay rãnh then bậc trục φ115

6 Nguyên công VI : Nhiệt luyện

8 Nguyên công XIII : Mài thô φ 95, φ 110, φ 115 Mài tinh φ 95, φ 110,

φ 115

- Máy : Máy mài tròn ngoài 3b12

- Dao : Đá mài trụ 300 x 127 x 40 , Cn60

- Lợng d lớn quá sẽ tốn nguyên vật liệu, năng lợng điện, dụng

cụ cắt, tiêu hao lao động và thời gian gia công

- Ngợc lại lợng d quá nhỏ sẽ không đủ hớt đi những sai lệch củaphôi, có thể xảy ra hiện tợng trợt giữa dao với chi tiết gia công làmcho nhám bề mặt tăng, dụng cụ mòn nhanh hơn dẫn đến số lợng phếphẩm tăng làm tăng giá thành sản phẩm.

Việc xác định lợng d gia công cơ trong chế tạo máy có thể xác

định theo hai phơng pháp sau :

1 Ph ơng pháp thống kê kinh nghiệm:

Phơng pháp này sử dụng rất nhiều trong thực tế vì nó đơn giản, dễthực hiện Theo phơng pháp này lợng d gia công đợc xác định bằngtổng giá trị lợng d các bớc theo kinh nghiệm Giá trị lợng d kinhnghiệm đợc cho trong các bảng tra

Nhợc điểm cơ bản của phơng pháp này không xét đến điều kiệngia công cụ thể nên giá trị lợng d thờng lớn hơn yêu cầu

2 Ph ơng pháp tính toán phân tích:

Theo phơng pháp này thì lợng d đợc xác định dựa trên cơ sở phântích các yếu tố tạo ra lớp kim loại cần hớt đi để có một chi tiết máyhoàn chỉnh Việc phân tích đợc tiến hành theo các bớc, lần

chuyển dao, nguyên công và đợc tính cho hai trờng hợp : Chỉnh sẵndao và Đo dò cắt thử

So sánh hai phơng pháp và dựa vào điều kiện sản xuất thực tế tachọn phơng pháp tra bảng theo kinh nghiệm :

-Từ lợng d trên ;với phôi thanh ta có lợng d các bậc còn lại

- Mặt trụ φ110 : Tiện thô : 2.2,5 (mm)

Tiện tinh : 2.0,4 (mm) Mài thôi : 2.0,05 (mm) Mài tinh : 2.0,02 (mm)

phần vi

tính và tra chế độ cắt

Chế độ cắt của quá trình gia công cắt gọt phụ thuộc vào nhiều yếu

tố nh vật liệu gia công, kết cấu dụng cụ cắt, vật liệu và thông số của dụng cụ cắt, phơng pháp gá, dung dịch trơn nguội và tình trạng của hệthống công nghệ

Việc xác định chế độ cắt hợp lý là một trong những biện phápnâng cao năng suất cắt và tăng chất lợng bề mặt gia công

Có nhiều phơng pháp để tính chế độ cắt nhng trong thực tế sảnxuất ngời ta thờng dùng phơng pháp tra bảng theo kinh nghiệm :

Tham khảo Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2, tra bảng và tínhtoán ta có bảng thông số của chế dộ cắt nh sau:

a Chọn máy: 1K62

- Công suất động cơ điện : N = 10 kW

- Hiệu suất của máy : η = 0,8

- khoảng cách hai mũi tâm : 1400 (mm)

- Phạm vi tốc độ trục chính : 12,5 – 2000 (Vp/ph)

- Số cấp tốc độ trục chính : 23

- Độ côn trục chính : côn mooc No5

- Đờng kính lớn nhất vật tiện : Trên bệ máy 400 mm

- Dịch chuyển lớn nhất của nòng ụ động :120 mm

- Khối lợng của máy :1500 Kg

- Chọn mảnh hợp kim cứng số 28 với số liệu manh dao 0825

- Với liệu làm thân dao ta chon là thép 45

-Chọn kích th ớc dao

Theo bảng 4-23 (HDTKĐA)

TiÕt diÖn th©n dao h×nh ch÷ nhËt cã B*H=12*20

ChiÒu dµy l = 200 mm

c Tuæi bÒn cña dao

Tra b¶ng 4-39 ta cã : tuæi thä cña dao =11h, sè lÇn mai l¹i = 10 lÇn trÞ sè l¬ng mµi dao vµ sè lÇn mµ l¹i =0,25 mm

vËy :

1 10

11

+

= +

i solanmaila

u

L K t C

W s

.

W lµ m«®uyn uèn cña th©n dao :

W= 2 2 800 3

6

20 12

75 , 0

200 800

75 , 0

- ChiÒu dµy dÞch chuyÓn cña bµn dao :

⇒ L bd =L c +L1 +L2

Víi L c lµ chiÒu dµi c¾t

L1 lµ chiÒu dµi tiÕn gÇn vµ ch¹y qu¸ cña dao

L2 lµ phÇn chiÒu dµi hµnh tr×nh cña dông cô c¾t

8 , 60 1000

1000

p

v d

.

p m n

d

350 15 , 0

78

0

n S

L T

Nguyªn c«ng I – Kho¶ mÆt ®Çu khoan t©m

Nguyªn c«ng II – Kho¶ mÆt ®Çu khoan t©m

Nguyªn c«ng VI – NhiÖt luyÖn

Nguyªn c«ng VII – N¾n th¼ng ph«i

Nguyªn c«ng XIII – Mµi th« φ105, φ115, φ110, φ95 .,

Nguyªn c«ng IX – Tæng kiÓm tra