CTM truc

ĐỒ ÁN CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY GVHD: Hồng Văn Thạnh Lời Nói Đầu Cơng nghệ chế tạo máy mơn học nghiên cứu q trình hình thành bề mặt chi tiết lắp ráp chúng thành sản phẩm, đồng thời nghiên cứu công việc chuẩn bị sản xuất biện pháp tổ chức để thực q trình cơng nghệ cho có hiệu Đồ án môn học công nghệ chế tạo máy đồ án chuyên ngành sinh viên ngành khí động lực Nhiệm vụ đồ án thiết kế quy trình cơng nghệ chế tạo chi tiết Đồ án yêu cầu phải nắm vững kiến thức nhiều môn học như: vật liệu kỹ thuật, công nghệ kim loại, nguyên lý máy,chi tiết máy, dụng cụ cắt, máy công cụ….Các môn học trang bị công nghệ, thiết kế nhà máy khí hỗ trợ nhiều cho q trình thiết kế Vì đồ án cơng nghệ chế tạo máy đồ án tổng hợp tất kiến thức ngành khí Đồ án đòi hỏi sinh viên phải phát huy tối đa khả sáng tạo, biết kết hợp tất kiến thức học để đề phương án tối ưu Đồng thời rèn luyện cho sinh viên khả làm việc độc lập, có tính kỹ luật cao dần hình thành nên tác phong cơng nghiệp Đề tài em “Thiết kế quy trình cơng nghệ chế tạo trục” Dưới hướng dẫn tận tình thầy Hoàng Văn Thạnh giúp em hiểu rõ nhiều vấn đề chuyên ngành chế tạo máy nói riêng, vấn đề nghiên cứu khoa học nói chung Đồ án hồn thành khơng thể tránh thiếu sót kính mong thầy bạn đóng góp ý kiến để bổ sung vốn kiến thức cho công việc sau Em xin chân thành cảm ơn thầy Hoàng Văn Thạnh thầy khoa khí tận tình giúp đỡ em hồn thành đồ án trình học tập để em hồn thành tốt chương trình đào tạo kỹ sư chế tạo máy Đà Nẵng, ngày 10-8-2015 Sinh viên thực Lê Ngoc Vương SVTH: Lê Ngọc Vương Page ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY GVHD: Hồng Văn Thạnh Phần1 PHÂN TÍCH ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC VÀ YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA SẢN PHẨM Tìm hiểu chức làm việc chi tiết: Chi tiết dạng trục bậc có tên gọi trục gá dao, dùng để gá đặt nối chi tiết khác Các bề mặt làm việc chi tiết: - Bề mặt Ø40 có độ nhám Ra = 1,25 để đặt ổ đỡ - Bề mặt có độ nhám Ra = 1,25 để gá đặt chi tiết khác - Bề mặt Ø24 chiều dài l = mm có độ nhám Ra = 1,25 để đặt ổ đỡ - Bề mặt Ø30 có rãnh then để lắp moayơ truyền mômen xoắn - Vai trục Ø80 có độ nhám Ra = 1,25 có lỗ ren M8 - Ngồi cịn có ren để ghép chi tiết khác đoạn trục Ø24, Ø45 Trục làm việc môi trường chịu tải trọng tĩnh va đập tương đối cao, bề mặt chịu mài mịn lớn.Vì chế độ nhiệt luyện chúng tơi ram cao (nhiệt luyện hóa tốt) Do ta chọn thép C45 để chế tạo trục Yêu cầu kỹ thuật chi tiết: Trục gá dao làm việc môi trường chịu tải trọng tĩnh va đập tương đối cao, bề mặt chịu mài mịn lớn.Vì chế độ nhiệt luyện chúng tơi ram cao (nhiệt luyện hóa tốt) Do ta chọn thép C45 để chế tạo trục Độ không đồng tâm mặt côn mặt trụ Ø30, Ø40 ≤ 0,02mm Độ khơng vng góc vai trục với mặt trụ Ø40 ≤ 0,03/100mm Nghiên cứu kết cấu cho chi tiết gia cơng Trục có chiều dài lớn l = 490 mm , với kết cấu hình vẽ ta gia cơng bề mặt trụ dao tiện thường Đoạn vai trục có đường kính thay đổi đột ngột chiều dài ngắn,hình dạng chi tiết phức tạp ta dùng phơi dập đảm bảo tiêu tiết kiệm vật liệu Gia công đoạn ren trục ta dung tiện ren, bàn ren Gia cơng rãnh then dao phay ngón có mặt đầu cắt tăng suất gia cơng.Lúc trục định vị khối V lỗ tâm Gia cơng đoạn u cầu độ xác cao Kích thước đường kính cổ trục giảm dần hai đầu đảm bảo tính cơng nghệ SVTH: Lê Ngọc Vương Page ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY GVHD: Hoàng Văn Thạnh Phần ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT Số lượng chi tiết sản xuất năm : N= 2000 (CT/năm) Trọng lượng chi tiết áp dụng theo [1] Q = V.γ (kG) (3.1) Với vật liệu thép có γ = 7,852 kG/dm Thể tích chi tiết tính theo phần mềm Pro-E được: 3 V = 5.401x10 (mm ) = 0,5401 (dm ) Vậy trọng lượng chi tiết : Q = 7,852 0.5401 = 4.24 (kG) Chọn dạng sản xuất hàng loạt lớn Phần LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI Muốn chế tạo chi tiết đạt yêu cầu kỹ thuật tiêu kinh tế, ta phải xác định kích thước phơi chọn phôi hợp lý.Vật liệu phôi phương pháp tạo phơi có ảnh hưởng lớn đến lượng dư gia cơng , quy trình cơng nghệ ảnh hưởng trực tiếp đến yêu cầu kỹ thuật, hiệu kinh tế Vật liệu chế tạo trục địi hỏi có tính cao, tập trung ứng suất, nhiệt luyện được, dễ gia cơng, tính đồng Xét phơi thanh: Chi tiết gia cơng có đường kính thay đổi kích thước đột ngột có chênh lệch lớn nên gia công cắt bỏ lượng dư lớn điều không đảm bảo tiêu tiết kiệm vật liệu, đồng thời tốn thời gian gia cơng suất gia cơng giảm.Vì phôi không đạt yêu cầu Xét phôi rèn: • Rèn tự : Với đầu tư thấp trang thiết bị đơn giản độ xác phụ thuộc vào tay nghề người công nhân thời gian gia công lâu phù hợp với sản xuất loạt nhỏ đơn -Ưu điểm : Có tính tương đối tốt, tổ chức kim loại bền chặt, chịu uốn chịu xoắn tốt - Nhược điểm : xuất không cao, tiêu hao nhiều lượng, vật liệu, hiệu thấp, điều kiện lao động cực nhọc, hay bị biến cứng lớp bề mặt, lượng dư lớn • Phơi rèn khn : Phơi có độ xác cao phơi rèn tự do, lượng dư gia cơng nhỏ, độ bóng cao, xuất cao hơn, giảm phế phẩm độ xác phơi cao phù hợp với sản xuất lớn chế tạo khn phức tạp thiết bị địi hỏi vốn lớn - Rèn khn kín : Thường áp dụng cho vật rèn có hình dáng phức tạp SVTH: Lê Ngọc Vương Page ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY GVHD: Hồng Văn Thạnh - Rèn khn hở : Sản phẩm thường rèn từ phơi cán cho độ bóng độ xác cao Với chi tiết dạng trục phương pháp rèn khơng khả thi Vì phơi rèn không đạt yêu cầu Xét phôi đúc: Với phôi đúc sinh nhiều khuyết tật rổ khí, xỉ…Phơi tập trung úng suất dư lớn, chi tiết làm việc môi trường va đập lớn không đảm bảo điều kiện làm việc chi tiết.Mặc khác việc đúc thép gặp nhiều khó khăn tính khả thi Vì phơi đúc không đạt yêu cầu Xét phôi dập: Dựa vào u cầu kỹ thuật trên, phơi dập có khả chế tạo chi tiết có hình dáng phức tạp, dễ khí hóa, tự động hóa,do phơi có hình dáng gần giống chi tiết cần gia công Với phôi dập tượng xuất ứng xuất dư gần khơng, tính tạo thớ uốn dọc theo chi tiết tiết có tính cao phương pháp khác Trước thực trình dập nóng kim loại ta phải làm kim loại, chọn chế độ nhiệt luyện thiết bị nung nóng Có nhiều phương pháp làm bề mặt kim loại như:thổi bàng lửa (có thể nung nóng khơng nung nóng).Làm đá mài hay lửa Dập nóng thực máy dập máy ép,trong khn kín khn hở Để nâng cao độ xác kích thước chất lượng bề mặt chi tiết người ta dùng khuôn dập bán chịu nhiệt nhờ hạn chế việc tạo vẩy Phơi sau chế tạo xong chất lượng bề mặt tương đối xấu , hình dáng hình học có nhiều sai lệch méo , ôvan, côn….Nếu ta đưa phôi sau chế tạo xong vào gia cơng chi tiết sai số in dập phôi lên chi tiết gia công lớn, phải gia công nhiều lần đảm bảo u cầu chi tiết.Vì ta phải gia cơng chuẩn bị phôi bao gồm: làm sạch, nắn thẳng phôi, gia cơng phá Phần THIẾT KẾ QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO CHI TIẾT 1.Phân tích chọn lựa chuẩn gia công Khi chọn chuẩn để gia công, ta phải xác định chuẩn cho nguyên công chuẩn cho nguyên công Thông thường, chuẩn dùng cho ngun cơng chuẩn thơ, cịn chuẩn dùng cho nguyên công chuẩn tinh Mục đích việc chọn chuẩn để đảm bảo: Chất lượng chi tiết q trình gia cơng Nâng cao suất giảm giá thành SVTH: Lê Ngọc Vương Page ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY GVHD: Hoàng Văn Thạnh a Một số nguyên tắc chọn chuẩn thô: Chuẩn thô thường dùng nguyên công q trình gia cơng Việc chọn chuẩn thơ có ý nghĩa định q trình cơng nghệ, có ảnh hưởng đến ngun cơng độ xác gia cơng chi tiết Hai yêu cầu chọn chuẩn thô : Đảm bảo phân bố đủ lượng dư cho bề mặt gia cơng Đảm bảo xác vị trí tương quan bề mặt không gia công với bề mặt gia cơng • Dựa vào u cầu người ta đưa nguyên tắc chọn chuẩn thơ: Nếu chi tiết gia cơng có bề mặt khơng gia cơng nên chọn bề mặt làm chuẩn thơ Nếu chi tiết có nhiều bề mặt khơng gia cơng nên chọn bề mặt khơng gia cơng có u cầu độ xác vị trí tương quan cao với bề mặt gia công để làm chuẩn thô Nếu chi tiết gia cơng có tất bề mặt phải gia cơng nên chọn bề mặt ứng với bề mặt gia cơng mà địi hỏi phân bố lượng dư nhỏ để làm chuẩn thơ Nếu chi tiết có nhiều bề mặt có đủ điều kiện để làm chuẩn thơ ta nên chọn bề mặt phẳng để làm chuẩn thơ, việc gá đặt đơn giản dễ dàng Chuẩn thô nên dùng lần q trình gia cơng • Phương án chọn chuẩn thơ: Chọn bề mặt khơng gia cơng có Ø24, chiều dài l = 40mm bề mặt Ø45 chiều dài l = 37mm chuẩn thô Tại vị trí ta dụng khối V ngắn hạn chế bậc tự do, sử dụng chốt tỳ khống chế thêm bậc tự dọc trục Ưu điểm: Độ cứng vững cao, chi tiết gá đặt nhanh chóng Nhược điểm: Do định vị hai khối V nên gây sai số gá đặt, lực kẹp lớn gây biến dạng cho chi tiết gia cơng Ngồi gá đặt lâu hai cổ trục khơng kích thước b Một số ngun tắc chọn chuẩn tinh: Chọn chuẩn tinh phải đảm bảo chất lượng chi tiết sau gia công Khi chọn chuẩn tinh người ta đưa nguyên tắc sau: Cố gắng chọn chuẩn tinh chuẩn tinh chính, chi tiết lúc gia cơng có vị trí tương tự lúc làm việc Vấn đề quan trọng gia công tinh Cố gắng chọn chuẩn định vị trùng gốc kích thước để sai số chọn chuẩn SVTH: Lê Ngọc Vương Page ĐỒ ÁN CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY GVHD: Hồng Văn Thạnh Chọn chuẩn cho gia công chi tiết không bị biến dạng lực cắt, lực kẹp Mặt chuẩn phải đủ diện tích định vị Cố gắng chọn chuẩn thống nhất, tức nhiều lần dùng chuẩn để thực nguyên công trình cơng nghệ, thay đổi chuẩn sinh sai số tích lũy lần gá sau Phương án chọn chuẩn tinh: Đối với chi tiết dạng trục yêu cầu độ đồng tâm cổ trục quan trọng Để đảm bảo yêu cầu gia công trục phải dùng chuẩn tinh thống Chuẩn tinh thống hai lỗ tâm hai đầu trục Khi dùng hai lỗ tâm làm chuẩn gia cơng tất mặt ngồi, phay rãnh then trục Mặt khác khơng có sai số chuẩn cho kích thước đường kính có sai số chuẩn cho kích thước hướng trục mũi tâm trái mũi tâm cứng Để khắc phục sai số này, ta thay mũi tâm cứng bên phải mũi tâm tùy động Khi dùng hai mũi tâm làm chuẩn phải dùng tốc để truyền mơmen xoắn Để đảm bảo độ cứng vững chi tiết trình gia cơng phải dùng thêm luynét cần gia cơng cổ đỡ • • • • • c Xác định trình tự cơng nghệ Gia cơng chuẩn bị: làm phôi, khỏa hai mặt đầu, khoan tâm Gia công trước nhiệt luyện: Gia công cổ đỡ để bắt luynét Tiện thô bán tinh mặt trụ Tiện tinh mặt trụ Gia cơng mặt định hình, rãnh then, ren trục Gia công nhiệt luyện Nắn thẳng sau nhiệt luyện để khắc phục biến dạng Gia công tinh sau nhiệt luyện Nội dung nguyên công 2.1.Nguyên công 1: Phay hai mặt đầu, gia công lỗ tâm Bước công nghệ : Bước : Phay hai mặt đầu trục lúc hai dao phay mặt đầu Bước : Gia công lỗ lúc mũi khoan tâm chuyên dùng SVTH: Lê Ngọc Vương Page ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY GVHD: Hoàng Văn Thạnh 2.1.a Lựa chọn máy dao Máy : Máy phay máy khoan tâm bán tự động MP- 71M, có số cấp tốc độ ph dao phay m = 6, giới hạn vòng quay dao phay n = 125 ÷ 712 vg/ph, số cấp tốc độ kh dao khoan m = 6, giới hạn số vòng quay dao khoan n = 238 ÷ 1125 vg/ph, ( [4] /183) Đồ gá : Khối V dài tự định tâm định vị bậc tự do+ chốt tỳ cố định định vị bậc tự Dao : + Bước : Dao phay mặt đầu thép gió có: D = 40 mm, L = mm, d = 16 mm, Z = 10; theo bảng 4-92/ 339, [1] + Bước : Mũi khoan thép gió có d = 3mm, D = mm, L = mm 2.1.b Chế độ cắt cho bước + Xét cho bước 1: phay mặt đầu Ta có chiều sâu cắt : t = mm Lượng chạy dao răng: Sz = 0,13 mm/răng, (theo bảng 5.119, trang 108, [2]) Lượng chạy dao vòng S = Sz Z = 0,13.10 = 1,3 mm/vòng Tốc độ cắt Vb = 43 m/ph, (Tra bảng 5.120, trang 109, [2]) Các hệ số điều chỉnh: SVTH: Lê Ngọc Vương Page ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY k k k MV nv uv GVHD: Hoàng Văn Thạnh = 0,8 : Hệ số phụ thuộc chất lượng vật liệu gia công ( bảng 5-1, 5-2: [2]) = 0,8 : hệ số phụ thuộc tình trạng bề mặt phơi ( bảng 5-5 : [2] ) = : Hệ số phụ thuộc vật liệu dụng cụ cắt (bảng 5-6: [2] ) MV uv nv Tốc độ tính tốn: Vt = Vb k k k = 43 0,8 0,8 = 27,52 m/ph Số vịng quay trục theo tính tốn: nt = 1000.27,52 = 3,14.24 365,18 vịng/phút Ta có nmax nmin = 712 125 Tra bảng 8, [4] ta 6−1 =5,696 = φ nt nmin φ = 1,41 Mặt khác m = 2,82  n = n Vtt = Tốc độ cắt thực tế: nt nmin = 365,18 125 = 2,92 2,82 = 125.2,82 = 352,5 vòng/phút 24.3,14.352,5 = 1000 26,56 m/ph m Lượng chạy dao phút : Sph = S.n = 1,3 352,5 = 458,25 mm/phút + Xét bước 2: Khoan lỗ tâm Chiều sâu cắt: t = 0,5.7 = 3,5 mm Lượng chạy dao vòng: S = 0,15 mm/vòng (Tra bảng 5-25, trang 21, [2]) Tốc độ cắt: Vb = 27,5 m/ph, (Tra bảng 5-86, [2], trang 83) Các hệ số điều chỉnh: k MV = 0,8 : Hệ số phụ thuộc chất lượng vật liệu gia công ( bảng 5-1, 5-2: [2]) lv k = : hệ số phụ thuộc chiều sâu khoan ( bảng 5-31 : [2] ) k uv = : Hệ số phụ thuộc vật liệu dụng cụ cắt (bảng 5-6: [2] ) Tốc độ tính tốn: Vt = Vb k Số vịng trục theo tính tốn: SVTH: Lê Ngọc Vương MV lv k k uv Page = 27,5.0,8.1.1 = 22,24 m/ph ĐỒ ÁN CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY nt = GVHD: Hồng Văn Thạnh 1000.22,24 = 1012 3,14.7 vịng/phút Ta có nmax nmin = 1125 238 6−1 φ = 1,41 Mặt khác = 4,727 = φ nt nmin m nt nmin = 1012 238 = 4,25 Tra bảng 8, [4] ta =  n = n = 238.4= 952 vịng/phút Chọn theo máy ta có nm = 952 vòng/phút Vtt = Vận tốc cắt thực tế: 7.3,14.952 = 20,92 1000 m/ph ph Lượng chạy dao phút: S = So nm= 0,15.952 = 142,8 mm/phút 2.1.c Thời gian cho nguyên công, bước công nghệ + Bước : Phay mặt đầu T0 = Áp dụng cơng thức: Trong đó: Chiều dài bề mặt gia cơng : Chiều dài ăn dao: L + L1 + L i S.n L = 27,5 mm L1 = t ( D − t ) + (0,5 ÷ 3) = 2.( 40 − 2) + 2,3 = 11 Chiều dài dao : L2 = (2 ÷ 5) mm; chọn L2 = i = (bước ) ph Lượng chạy dao phút S T0 = = S.n = 458,25 mm/phút 27,5 + 11 + = 0,1 458,25 phút + Bước 2: Khoan lỗ tâm: T0 = Áp dụng cơng thức: Trong đó: SVTH: Lê Ngọc Vương L + L1 + L2 i S n Page mm ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY Chiều dài bề mặt gia công : L1 = Chiều dài ăn dao: L2 = GVHD: Hoàng Văn Thạnh L = mm d 59.2π cot gϕ + (0,5 ÷ 2) = cot g + 1,1 = 2 360 mm D−d 7−3 59.2π cot gϕ + (0,5 ÷ 2) = cot g + 1,8 = 2 360 mm Lượng chạy dao vòng: S = 0,15 mm ; n = 952 vòng/phút i=1 T0 = ⇒ 7+2+3 = 0.084 0,15.952 phút 2.2.Nguyên công 2:.Tiện rãnh, tiện thô mặt trụ Ø24, Ø30, Ø40, Ø80, tiện tinh mặt trụ Ø30, Ø40, Ø80 Bước công nghệ : + Bước : Tiện thô cổ đỡ mặt trụ Ø45 bắt luynét cố định + Bước : Tiện rãnh 2x0,5 + Bước : Tiện thô mặt trụ Ø24, Ø30, Ø40, Ø80 + Bước : Tiện tinh mặt trụ Ø30, Ø40, Ø80 SVTH: Lê Ngọc Vương Page 10