thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết “ thân mâm cặp

Khi tra chìa khoá mâm cặp vào ổ khoá ở đầu của bánh răng nhỏ và quay theo chiều kim đồng hồ hoặc ngợc lại, các vấu cặp sẽ đồng thời tiến vào hoặc lùi xa khỏi tâm mâm cặp để kẹp chặt hoặc

NhËn xÐt cña gi¸o viªn híng dÉn

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

……….

Lời nói đầu

Ngành chế tạo máy đóng vai trò quan trọng trong thời đại ngày nay ,nó

đóng vai trò sản suất ra các thiết bị công cụ cho các ngành trong nền kinh tế quốc dân Nó góp phần xây dựng những dây chuyền sản xuất hiện đại và

đang từng bớc tự động hoá trong quá trình sán xuất Ngời công nhân thay vì phải trực tiếp vận hành máy giờ đây thay vào đó họ chỉ việc giám sát những cỗ máy Vì vậy việc phát triển ngành chế tạo máy có ý nghĩa hàng đầu nhằm nghiên cứu thiết kế vận dụng các phơng pháp chế tạo , tổ chức và điều khiển quá trình sản xuất hạn chế tối đa sức lao động của ngời công nhân để đạt…hiệu quả kinh tế cao nhất

Với đề tài đợc giao là thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết “ Thân mâm cặp ” em đã đa ra phơng án chế tạo nhằm đem lại hiệu quả kinh tế giảm bớt tối đa sức lao động của ngời công nhân và thiết bị máy móc nhà x-ởng Do kinh nghiệm và kiến thức thực tế còn hạn chế so với yêu cầu kỹ thuật của chi tiết Trong quá trình thiết kế đồ án với sự nỗ lực của bản thân cùng với

sự giúp đỡ nhiệt tình của thầy giáo Đào Ngọc Hoành và các bạn trong lớp đồ

án đã đợc hoàn thành , cho dù đã hết sức cố gắng tìm tòi nghiên cứu và học hỏi , với những hạn chế trên đồ án có thể còn cha tối u còn thiếu sót Em rất mong đợc sự chỉ bảo góp ý của các thầy cùng các bạn đồng nghiệp Em xin chân thành cám ơn !

Sinh viên thực hiện : TRỊNH XUÂN TÂN Lớp : Cơ khớ 4-Khúa 5 Khoa : Cơ khí

Chơng I Phân tích sản phẩm và xác định

dạng sản xuất

1 Phân tích chức năng và điều kiện làm việc của thân mâm cặp

Mâm cặp ba chấu tự định tâm có ba vấu ra vào đồng thời với nhau, vì thế

nó đảm bảo tâm của phôi trùng với tâm của trục chính một cách nhanh chóng

Ba vấu cặp trợt trong rãnh dẫn hớng vào tâm của thân mâm cặp ,các vòng răng xoắn ở vấu cặp ăn khớp với răng xoắn của đĩa răng côn lớn Phía sau của đĩa răng côn ăn khớp với bánh răng côn nhỏ Khi tra chìa khoá mâm cặp vào ổ khoá (ở đầu của bánh răng nhỏ) và quay theo chiều kim đồng hồ hoặc ngợc lại, các vấu cặp sẽ đồng thời tiến vào hoặc lùi xa khỏi tâm mâm cặp để kẹp chặt hoặc nhả chi tiết gia công ra

- Thân mâm cặp là chi tiết chính của mâm cặp, cơ sở để đảm bảo vị trí và sự tơng quan đúng đắn cho tất cả các chi tiết : vấu cặp, đĩa răng côn có răng xoắn, bánh răng côn khi làm việc phải đảm bảo tính tự định tâm cho chi tiết gia công khi gá đặt nên đòi hỏi gia công thân mâm cặp với độ chính xác cao không những về mặt khích thớc hình học mà còn về mặt cơ tính Yêu cầu chính của thân mâm cặp là đảm bảo độ đồng tâm

- Ba rãnh để lắp vấu cặp cách đều nhau một góc 1200 và trục đối xứng của

ba rãnh này phải phải cắt nhau tại một điểm nằm trên tâm của mâm cặp để khi nắp mâm cặp trục chính của mâm cặp sẽ phải trùng với trục chính của đầu máy Khi gá đặt chi tiết các vấu cặp sẽ trợt trên các rãnh nên các rãnh phải có

độ bóng cao, lắp ghép lỏng, theo điều kiện của nớc ta hiện nay nên yêu cầu

mà em đặt ra ở đây là Ra = 1,25 theo bảng 5 (TKĐACNCTM) , dung sai kích thớc dãnh đặt ra là 0,015 theo sách dung sai và lắp ghép Yêu cầu trên đợc thực hiện thì mâm cặp sẽ đảm bảo đợc tính tự định tâm cũng nh yêu cầu khi

- 6 lỗ M10 dùng để lắp ghép bánh răng côn, yêu cầu từng cặp đồng tâm và 2

lỗ giữa 2 rónh cách nhau góc 500 và trục của 2 rónh 400 và trục chính của hệ

lỗ giao nhau tại một điểm nằm trên trục của mâm cặp Ta chọn dung sai cho lắp ghép H7 tơng ứng với 0,015 và 0,025 (DSLG)

- Theo những yêu cầu kỹ thuật về hình dáng hình học cũng nh yêu cầu về mặt cơ tính, và điều kiện kinh tế nớc nhà , ta chọn vật liệu để thiết kế thân mâm cặp là gang cầu (GC60-2)

Thành phần hoá học của gang cầu (GC60-2)

3,2ữ3,6 1,8ữ3 0,5ữ0,8 ≤0,04 ≤0,1 0,04ữ1

Còn lại là sắt (Fe)

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

Thân mâm cặp đợc xếp vào loại chi tiết có độ phức tạp cao, đòi hỏi gia công với độ chính xác cao bởi khi làm việc chi tiết ở trạng thái (động) quay với tốc độ cao

- Về kết cấu của chi tiết tơng đối hợp lý, nên việc đặt lực kẹp và việc thiết kế

đồ gá không gặp nhiều khó khăn Các bề mặt đều có thể gia công đợc trên các máy vạn năng truyền thống ( tiện, phay, khoan ) nên có thể áp dụng sản suất tại các phân xởng nhỏ không có các máy CNC hiện đại

- Các bề mặt để làm chuẩn định vị khi gia công đợc đảm bảo về diện tích dễ chọn bề mặt chuẩn

- Chi tiết có 7 lỗ phải khoan trên mặt trụ làm tăng độ phức tạp cũng nh thời gian gia công ở nguyên công này cần chọn thợ có tay nghề 3/7 để gia côngcũng nh kiểm tra

- Các rãnh đều cách nhau góc 1200 nên khi gia công đòi hỏi phải có đầu phân

độ để chia các góc này Các góc đều là 1200 nên việc thiết kế đồ gá đầu phân

độ là đơn giản đối với những cơ sở mà không có sẵn đầu phân độ

3 Xác định dạng sản xuất

Để xác định dạng sản suất trớc tiên ta xác định các thông số kỹ thuật của chi tiết Để việc tính toán đợc nhanh và chính xác ta thiết kế mô hình 3D trên phần mềm SolidWorks 2010 ta thu đợc kết quả là :

“Mass properties of Chi tiết ( Part Configuration - Default )

Output coordinate System : default

Density = 0.07 grams per cubic millimeter

Mass = 2306.40 grams

Volume = 82731.03 cubic millimeters

Surface area = 166307.32 square millimeters

Center of mass: ( millimeters )

X = -0.00

Y = -0.00

Z = 23.96

Principal axes of inertia and principal moments of inertia:

( grams * square millimeters )

Taken at the center of mass

Iy = (-0.75,- 0.66, 0.00) Py = 4326555.49

Iz = (0.00, 0.00, 1.00) Pz = 6848953.67

Moments of inertia: ( grams * square millimeters )

Taken at the center of mass and aligned with the output coordinate system

Lxx = 28528751381.57 Lxy = 10632.13 Lxz = -338.10

Lyx = 10632.13 Lyy = 28528531871.76 Lyz = -23906.36

Lzx = -338.10 Lzy = -23906.36 Lzz = 49268069449.71

Moments of inertia: ( grams * square millimeters )

Taken at the output coordinate system

Ixx = 36409714989.61 Ixy = 10632.20 Ixz = -5892.37

Iyx = 10632.20 Iyy = 36409495478.41 Iyz = -128270.63

Izx = -5892.37 Izy = -128270.63 Izz = 49268069451.10’’

Nh vậy khối lợng chi tiết là : 2.306 (Kg)

Dạng sản xuất

Trọng lợng của chi tiết Q

> 200 Kg 4 ữ 200 Kg < 4 KgSản lợng hàng năm của chi tiết N (chiếc)

Đơn chiếcHàng loạt nhỏ

định đợc dạng sản xuất là hàng loạt lớn

Chơng Ii Xác định lợng d gia công và Thiết kế bản vẽ chi tiết lồng phôi

1 Xác định l ợng d khi tiện trong Ф 64 +0,03

Bớc gia công này đợc thực hiện trên máy tiện vạn năng 1K62 và chi tiết đợc gá trên mâm cặp ba chấu tự định tâm Quá trình tiện đợc chia làm hai lần tiện thô và tinh :

Theo bảng 9 (TKĐACNCTM) ta có

2 i

2 1 i 1

i 1 i min

2

c +ρρ

4002

4002

2

2 2

2 2

2 1

2 i

2 1 i 1

i 1 i min

2 c 1

2 Bản vẽ lồng phôi và yêu cầu bản vẽ lồng phôi

- Phôi đúc đúc trong khuân cát đạt cấp chính xác 1

- Các bề mặt đúc không đợc cong vênh , trong phôi không đợc phép có độ trống

- Phôi có hình dạng và kích thớc nh yêu cầu của bản vẽ lồng phôi bản vẽ lồng phôi

- Sau khi đúc phôi phải đợc làm sạch, đục bỏ phần đậu ngót và đậu rót

Chơng IiI Thiết kế quy trình công nghệ gia công

Thân mâm cặp

- Yêu cầu kỹ thuật sau gia công khoảng cách hai mặt đáy là L = 66 mm , độ song song hai bề mặt này yêu cầu cao ( nhỏ hơn hoặc bằng 0,02) Các bề mặt này ta chọn phơng án là tiên thô sau đó tiện tinh, gá đặt trên mâm cặp ba chấu ( chấu có thể đảo chiều thuận nghịch) tự định tâm trên máy tiện 1K62

- Ba rãnh trợt, bề rộng rãnh yêu cầu độ chính xác cao dung sai 0,018 ,cấp độ bóng 1,25 nên ta chọn phơng án gia công là phay trên máy phay

đứng 6H12 có mâm quay chia đợc góc 1200

- Các 6 lỗ ren M10 ta tiến hành khoan sau đó tarô trên máy khoan 2A135

2 Thứ tự các nguyên công

- Nguyên công 1 : Đúc phôi

- Nguyên công 2 : Tiện ngoài, lỗ, mặt đầu

- Nguyên công 3 :Tiện mặt đầu,tiện lỗ,tiện mặt trụ,tiện bậc

- Nguyên công 4 : Phay 3 rónh trượt chấu

- Nguyên công 5 : Khoan 7 lỗ Ф8, Taro 6 lỗ M10

- Nguyờn cụng 6: Kiểm tra

- Đúc bằng mẫu chảy thì cho ta độ chính xác cao lợng d gia công nhỏ nhng thời gian để chế tạo phôi rất lâu do đó giá thành cao Nên chỉ thích hợp cho những chi tiết có độ phức tạp cao mà các phơng pháp khác không thực hiện đ-

ợc

- Đúc bằng khuân cát phơng pháp này có thể dùng cho những chi tiết từ đơn giản đến phức tạp việc tạo khuân cũng nh thời gian đúc ngắn nên giá thành sản phẩm rẻ

Với chi tiết thân mâm cặp đợc chế tạo bằng gang cầu GC60-2, một năm sản xuất 12000 chiếc, ta chọn phơng pháp đúc phôi bằng khuân cát Để chi tiết

đúc có hình dạng giống nh bản vẽ chi tiết Đầu tiên phải chế tạo lại chi tiết bằng mẫu gỗ , vật liệu phía ngoài khuân bằng cát ớt Quá trình làm khuân đợc thực hiện nh sau : Tạo phần dới (khuân cái) của khuân bằng cách đa mẫu gỗ vào để tạo khoảng không gian của chi tiết cần đúc Phần trên của khuân (khuân đực) Cuối cùng thực hiện đúc

- Tiện lỗ

b) Định vị

- Đồ định vị : Mâm cặp ba chấu tự định tâm

- Số bậc tự do hạn chế là 5 bậc, mặt trụ kẹp hạn chế 2 bậc mặt đầu 3 bậc c) Kẹp chặt

- Lực cho phép của cơ cấu chạy dao Px = 360 Kg

e) Dao cắt : Dao tiện vai , dao tiện mặt đầu

e) Dao cắt : Dao tiện vai , dao tiện mặt đầu.

f) Dụng cụ kiểm tra : Thớc kẹp 1/20

4 Nguyờn cụng 4: Phay rónh

a) Các bớc gia công

- Phay 3 dãnh bằng dao phay ngón Ф16

- Dùng dao phay chữ T tiêu chuẩn Ф27 bề rộng l= 11 phay bậc dới

- Dùng dao phay chữ T tiêu chuẩn Ф25 bề rộng l = 10 phay bậc trên

b) Định vị

- Đồ định vị : Mâm quay có chia độ 1200( Phần thiết kế đồ gá )

- Số bậc tự do hạn chế là 5 bậc, mặt lỗ trụ hạn chế 2 bậc mặt đáy 3 bậc c) Kẹp chặt

600 753 950 1180 1500 (vßng /phót)

- Bíc tiÕn bµn m¸y(S) 30 37 47 60 75 95 118 150 190 235 300 375

475 600 750 960 1500 (mm/phót)

- Lùc lín nhÊt cho phÐp theo c¬ cÊu tiÕn cña m¸y P = 1500 (Kg)

e) Dao c¾t : Dao phay ngãn , dao phay ch÷ T

f) Dông cô kiÓm tra : Thíc kÑp 1/50 , thíc ®o gãc

- Sè vßng quay trôc chÝnh (n) 68 100 140 195 275 400 530 750 1100 (vßng /phót)

- M«men xo¾n lín nhÊt 75 Kgm Lùc däc trôc lín nhÊt 2000 Kg

e) Dao c¾t : Dao khoan tiªu chuÈn mòi tar« M5, M8, M10

f) Dông cô kiÓm tra : CalÝp ren M5, M8, M10 , Thøoc kÑp 1/20

6 Nguyên công 6 : Kiểm tra

Kiểm tra độ song song hai mặt và độ vuông góc hai mặt đầu với tâm của thân mâm cặp

- Dụng cụ kiểm tra : Giá đỡ, trục gá, hai đồng hồ xo 1/100

- Cách tiến hành :

Kiểm tra độ song song hai mặt đầu Ta lắp thân mâm cặp trên trục gá và lắp lên giá đỡ nằm ngang , hai đồng hồ đợc đặt trên giá chốt tỳ của đồng hồ tiếp xúc với hai mặt đầu, điều chỉnh cho số chỉ của hai đồng về giá trị 0

Tiến hành quay thân mâm cặp 3600 Số chỉ của đồng hồ cho ta biết đợc kích thớc lớn nhất và nhỏ nhất của kích thớc 75 mm từ đó ta biết đợc độ không song song của hai bề mặt

Kiểm tra độ vuông góc mặt đầu giữa tâm và hai mặt đầu của thân mâm cặp Gá thân mâm cặp trên đồ gá kiểm tra tơng tự nh đối với kiểm tra độ song song hai mặt đầu tuy nhiên ở đây ta chỉ cần dùng 1 đồng xo Điều chỉnh sao cho chốt tỳ tiếp xúc với mặt đầu, và xoay cho kim đồng hồ chỉ về vạch 0 Tiến hành quay thân mâm cặp 360 0 độ lệch lớn nhất của kim đồng hồ chính là độ không vuông góc giữa mặt đầu và tâm của thân mâm cặp Làm tơng tự đối với mặt đầu còn lại để kiểm tra độ vuông góc mặt đầu và tâm còn lại

Chơng IV Tính chế độ cắt cho các nguyên công

Theo bảng 5 - 6 ( STCNCTM Tập – II) Kuv = 0,83

 Kv = 0,83 0,83 1 = 0,69

Thay vào công thức ta có :

)f/m(85,6469,0.07,1.2

14 , 3

85 , 64 1000

.

1000

f vg D

VËn tèc c¾t thùc tÕ lµ :

) / ( 9 , 65 1000

250 90 14 , 3 1000

.

.

f m n

D

Lùc c¾t :

p n y x p

.9,43.07,1.2

9,65.7,193560

=> N < [N] VËy m¸y lµm viÖc an toµn

Thêi gian gia c«ng

)ph(2,0250.07,1

448n

Tốc độ cắt :

v y x

HB

190K

Theo bảng 5 -6 ( STCNCTM Tập – II) Kuv = 0,83

 Kv = 0,83 0,83 1 = 0,69

Thay vào công thức ta có :

) / ( 113 69 , 0 23 , 0 5

14 , 3

113 1000

.

1000

f vg D

400 90 14 , 3 1000

.

.

f m n

D

Lực cắt :

p n y x p

p K K K K K

Theo b¶ng 5 - 9 ( STCNCTM TËp – II) 1

190

HBK

113 968 60

.

1020

.

Kw V

P

VËy so víi c«ng suÊt m¸y :

[N] = Nm η = 10 0,75 = 7,5 (Kw)

=> N < [N] VËy m¸y lµm viÖc an toµn

Thêi gian gia c«ng

) ( 33 , 0 250 63 ,

0

4 48

60

243

4 , 0 15

62 1000

.

1000

f vg D

125 160 14 , 3 1000

.

.

f m n

96 , 68 89 , 146 102

.

60

.

Kw V

P

VËy so víi c«ng suÊt m¸y :

[N] = Nm η = 10 0,75 = 7,5 (Kw)

=> N < [N] VËy m¸y lµm viÖc an toµn

Thêi gian ch¹y m¸y c¬ b¶n :

L

0

++

Thay vµo c«ng thøc ta cã : 2 1 , 17 ( )

81 9 , 1

3 12 66

4 , 0 15

218 1000

.

1000

f vg D

315 160 14 , 3 1000

.

.

f m n

9 , 200 66 , 34 102

.

60

.

Kw V

P

[N] = Nm η = 10 0,75 = 7,5 (Kw)

=> N < [N] VËy m¸y lµm viÖc an toµn

Thêi gian ch¹y m¸y c¬ b¶n :

L

0

++

3 12 66

14 , 3

85 , 64 1000

.

1000

f vg D

125 136 14 , 3 1000

.

.

f m n

D

Lùc c¾t :

p n y x p

.5,51.07,1.2

5,51.7,193560

=> N < [N] VËy m¸y lµm viÖc an toµn

Thêi gian gia c«ng

)ph(74,0100.07,1

450n

Theo b¶ng 5 -6 ( STCNCTM TËp – II) Kuv = 0,83

 Kv = 0,83 0,83 1 = 0,69

Thay vµo c«ng thøc ta cã :

)f/m(38,12169,0.21,0.5

14 , 3

38 , 121 1000

.

1000

f vg D

250 136 14 , 3 1000

.

.

f m n

D

Lùc c¾t :

p n y x p

.1020

74,128.9,31360

=> N < [N] VËy m¸y lµm viÖc an toµn

Thêi gian gia c«ng

)ph(12,1250.21,0

450n

Sè vßng quay mét phót cña trôc chÝnh :

) / ( 6 , 46 167 14 , 3

30 1000

.

1000

f vg D

167 14 , 3 40 1000

.

.

f m D

P K K K K K K

Theo b¶ng 5-9 (STCNCTM –TËp II) cã :

1190

.1020

74,25.7,238560

Thêi gian ch¹y m¸y lµ :

L

o

++

=

2

59 167

d D

Chän L1 = 2 (mm) L2 = 5 (mm)

Thay vµo c«ng thøc ta cã :

) ( 45 , 1 40

.2

60

69,0

1000

f vg V

VËn tèc c¾t thùc tÕ : 62 , 8 ( / )

1000

400 63 14 , 3 1000

.

f m n

p K K K K K K

Theo b¶ng 5 – 9 (STCNCTM – TËp II)

1HB

8,62.165660

275S

, 0 5

.

292

4 , 0 15 ,

14 , 3

3 , 95 1000

.

1000

f vg D

.

f m n

p K K K K K K

Theo bảng 5 – 9 (STCNCTM – Tập II)

1HB

5,78.68660

Đối chiếu với công suất của máy [ ]N Vậy máy làm việc đảm bảo an toàn

Thời gian chạy máy cơ bản

) ( 29 , 0 53 , 0 500

2 66

62 1000

.

1000

f vg D

120 162 14 , 3 1000

.

.

f m n

) ( 27 , 1 102 60

58 , 63 89 , 146 102

.

60

.

Kw V

P

VËy so víi c«ng suÊt m¸y :

[N] = Nm η = 10 0,75 = 7,5 (Kw)

=> N < [N] VËy m¸y lµm viÖc an toµn

Thêi gian ch¹y m¸y c¬ b¶n :

L

0

++

3 12 66

4 , 0 15

218 1000

.

1000

f vg D

TÝnh lùc c¾t :

Theo b¶ng 28 ( TBC§C TËp – I )

hz rz z z z yz mz

.60

76,202.66,34102

=> N < [N] VËy m¸y lµm viÖc an toµn

Thêi gian ch¹y m¸y c¬ b¶n :

L

0

++

31275

Lợng chạy dao

S = 1,25 (mm/vg) Theo bảng 16 (TBCĐC Tập – I)

Tốc độ cắt

v y x

27 1000

.

1000

ph vg D

162 14 , 3 40 1000

.

.

ph m D

.7,25.25,1.3

7,25.326260

=> N < [N] VËy m¸y lµm viÖc an toµn

Thêi gian gia c«ng

)ph(86,040.25,1

835n

Z.B.S.t

T

D.C

v pv uv yv xv

m

qv v

27 72

3 , 0 3 , 0 2 , 0 5 , 0 25 , 0

7 , 0

Sè vßng quay trôc chÝnh:

27 14 , 3

07 , 28 1000

.

=

=

m n D

Z.B.S.t

C

p wp

qp

up yp xp p