Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết GIÁ ĐỠ(kèm bản vẽ)

Khoa học ngày càng phát triển, với sự ra đời của các hệ thống sản xuất linh hoạt FMS, CIM,thì việc thiết kế quy trình công nghệ để gia công các chi tiết, từ đó chế tạo ra một máy mócthiế

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Trường ĐH SPKT TP.HCM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

KHOA CƠ KHÍ MÁY – BỘ MÔN CHẾ TẠO MÁY

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

Họ và tên: Nguyễn Văn Lương MSSV: 11143091

Ngành: Cơ Khí Chế Tạo Máy Lớp: 111431B

Tên đề tài: Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết: GỐI ĐỠ TRỤC

I-Số liệu cho trước:

-Sản lượng:80.000 chiếc/năm-Điều kiện thiết bị: tự chọn

II-Nội dung thiết kế:

1 Nghiên cứu chi tiết gia công: chức năng làm việc, tính công nghệ của kết cấu

+ Vẽ sơ đồ nguyên lý Thiết kế kết cấu và trình bày nguyên lý làm việc của đồgá.

+ Tính lực kẹp cần thiết, lực kẹp của cơ cấu kẹp

+ Tính sai số gá đặt và so sánh với dung sai của nguyên công đang thực hiệntrên đồ gá

+ Tính sức bền cho các chi tiết chịu lực

III.Các bản vẽ:

1 Tập bản vẽ sơ đồ nguyên công (10 bản A3)

2 Bản vẽ thiết kế đồ gá (1 bản A1)

1.Ngày giao nhiệm vụ:

2.Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 27/5/2014

IV.Giáo viên hướng dẫn: ThS Đặng Minh Phụng

Chủ nhiệm bộ môn Giáo viên hướng dẫn

Đồ án môn học công nghệ chế tạo máy là một trong các đồ án có tầm quan trọng nhất đối vớimột sinh viên ngành cơ khí Đồ án giúp cho sinh viên hiểu những kiến thức đã học không

những môn công nghệ chế tạo máy mà các môn khác như: máy cắt kim loại, dụng cụ cắt

Đồ án còn giúp cho sinh viên được hiểu dần về thiết kế và tính toán một qui trình công nghệchế tạo một chi tiết cụ thể

Khoa học ngày càng phát triển, với sự ra đời của các hệ thống sản xuất linh hoạt FMS, CIM,thì việc thiết kế quy trình công nghệ để gia công các chi tiết, từ đó chế tạo ra một máy mócthiết bị cụ thể chính là công việc của kỹ sư

Mục tiêu của môn học là tạo điều kiện cho người học nắm vững, có hiệu quả cácphương pháp và vận dụng vào thiết kế, xây dựng và quản lý các quá trình chế tạo sản phẩm

cơ khí về kỹ thuật sản xuất và tổ chức sản Hiện nay, các ngành kinh tế nói chung và ngành

cơ khí nói riêng đòi hỏi kỹ sư cơ khí và cán bộ kỹ thuật cơ khí được đào tạo ra phải có kiến

thức sâu rộng , đồng thời phải biết vận dụng những kiến thức đó để giải quyết những vấn đề

cụ thể thường gặp trong sản xuất, sửa chữa và sử dụng nhằm đạt được các chỉ tiêu kinh tế kỹthuật theo yêu cầu trong điều kiện và qui mô sản xuất cụ thể Môn học còn truyền đạt nhữngyêu cầu về chỉ tiêu công nghệ trong quá trình thiết kế các kết cấu cơ khí để góp phần nângcao hiệu quả chế tạo chúng

Được sự giúp đỡ tận tình của các thầy giáo, đặc biệt là thầy ĐẶNG MINH PHỤNG giúp

em hoàn thành đồ án môn học này Tuy nhiên, do thời gian giới hạn trong một đồ án mônhọc nên chắc chắc sẽ còn nhiều thiếu sót Em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy trong bộ

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

LỜI CẢM ƠN

Sau 10 tuần thực hiện đồ án môn học: Công nghệ chế tạo máy Sinh viên thực hiện đã hoàn

thành đề tài: Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết Gối Đỡ Trục

Bên cạnh sự cố gắng, nỗ lực của bản thân còn có sự động viên, hướng dẫn, giúp đỡ của thầy

để đồ án này hoàn thành đúng thời gian quy định

Sinh viên thực hiện xin chân thành cảm ơn thầy Đặng Minh Phụng,Thầy Hồ Viết Bình Giáo viên trường: Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật đã nhiệt tình chỉ bảo, hướng dẫn em hoànthành đồ án này

GVHD: ThS Đặng Minh Phụng

SVTH : Nguyễn Văn Lương

MSSV : 11143091

LỚP : 111431B

Phần II NỘI DUNG THUYẾT MINH VÀ TÍNH TOÁN.

CHƯƠNG I: PHÂN TÍCH CHI TIẾT

1.

Nhiệm vụ thiết kế:

Thiết kế qui trình công nghệ gia công chi tiết Gối Đỡ Trục đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật cho

trên bản vẽ

2.Công dụng và đặc điểm kết cấu của chi tiết:

Dựa vào bản vẽ chi tiết được nhận từ GVHD, ta thấy chi tiết này có dạng hộp Căn cứvào chương 3, sách CNCTM., chi tiết này có bề mặt chính 2 nữa mặt trụ trong

035 0 0

90+

Φ

, bềmặt 4 lỗ, 2 lỗ Ø12 mm, 2 lỗ Ø16 mm,4 lỗ Ø20 mm, 2 bề mặt đáy trên, độ chính xác các bềmặt, vị trí tương quan giữa các bề mặt này khá cao Do không rõ chi tiết này nằm ở bộ phậnnào của máy nên dựa vào yêu cầu kỹ thuật trên bản vẽ đã cho ta có thể phân tích như sau:

Φ

mm(Theo bảng 6 trang 275 Dung sai-kỹthuật đo (Trần Quốc Hùng))

3 Vật liệu chi tiết:

- Chi tiết là gang xám, kí hiệu GX 18-32, theo có các thông số sau:

- Giới hạn bền kéo 180 N/mm2

δ≈

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

- Với chi tiết cho như bản vẽ, về kết cấu đã được đơn giản hóa gần như hoàn toàn Với kếtcấu đơn giản như vậy ta nên chọn phương pháp tạo phôi là đúc

- Các bề mặt gia công chủ yếu là các bề mặt lỗ và bề mặt phẳng, nên sử dụng các phươngpháp gia công chủ yếu như: phay, khoan, khoét,doa… Vì những phương pháp này cho năngsuất cao

-Về cơ bản tất cả các bề mặt gia công thì dụng cụ cắt có thể tiếp cận được dễ dàng Bề mặt lỗ

Φ90 có thể gia công để đạt được độ chính xác bằng phương pháp: khoét,doa

CHƯƠNG II: XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

1 Sản lượng chi tiết cần chế tạo:

- Số lượng chi tiết cần chế tạo trong một năm tính theo công thức:

N = N0 m.(1 + α/100).(1 + β/100) (chiếc/năm)

Trong đó:

N0 =80.000 là số sản phẩm trong một năm theo kế hoạch

m = 1 : Số lượng chi tiết trong một sản phẩm

α : Số phần trăm phế phẩm trong quá trình chế tạo (3%- 6%)

β: Số phẩm trăm chi tiết chế tạo thêm để dự trữ(5% - 7%)

Ta chọn α=3%, chọn β = 5%

- Thể tích của chi tiết được tính là : 0,427 (dm3)

-Khối lượng riêng của gang xám: 7 (kg/dm3)

Tra ở TKế ĐACNCTM trang 14

 Khối lượng chi tiết Q = 7 *0,427 = 2,9(kg)

3.Dạng sản xuất và đặc trưng của nó:

-Dựa theo sản lượng chi tiết và khối lượng chi tiết

Q - trọng lượng chi tiếtDạng sản

-Xác định loại và phương pháp chế tạo phôi nhằm mục đích đảm bảo hiệu quả kinh tế-kĩthuật chung của quy trình chế tạo chi tiết, đồng thời tổng phí tổn chế tạo chi tiết từ khâu chếtạo phôi cho tới công đoạn gia công chi tiết là thấp nhất

-Khi xác định loại phôi và phương pháp chế tạo phôi cho chi tiết ta cần quan tâm đến đặcđiểm về kết cấu và yêu cầu về chịu tải khi làm việc của chi tiết (hình dạng, kích thước, vậtliệu, chức năng, điều kiện làm việc,…)

-Sản lương lượng hàng năm của chi tiết

-Điều kiện sản xuất thực tế xét về mặt kĩ thuật và tổ chức sản xuất (khả năng về thiết bị, trình

độ chế tạo phôi,…)

-Mặt khác khi xác định phương pháp tạo phôi cho chi tiết ta cần quan tâm đến các đặc tínhcủa phôi và lượng dư gia công ứng với loại phôi đó Sau đây là một số đặc tính quan trọngcủa các loại phôi thường dùng:

* Phôi đúc:

Khả năng tạo hình và độ chính xác phụ thuộc vào cách chế tạo khuôn, có thể đúc được cácchi tiết có hình dạng từ đơn giản đến phức tạp Phương pháp đúc với cách làm khuôn theomẫu gỗ có độ chính xác của phôi đúc thấp Phương pháp đúc áp lực trong khuôn kim loạicho độ chính xác của phôi đúc cao Phương pháp đúc trong khuôn cát, làm khuôn bằng thủcông có phạm vi ứng dụng rộng, không bị hạn chế bởi kính thước và khối lượng vật đúc, phítổn chế tạo phôi thấp, tuy nhiên năng xuất không cao Phương pháp đúc trong khuôn kimloại có phạm vi ứng dụng hẹp hơn về kích thước và khối lượng vật đúc, chi phí chế tạokhuôn cao, tuy nhiên phương pháp này cho năng suất cao, thích hợp cho sản xuất hàng loạt

* Phôi rèn:

Phôi tự do và phôi rèn khuôn chính xác thường được sử dụng trong ngành chế tạo máy Phôirèn tự do có hệ số dung sai lớn, cho độ bền cơ tính cao, phôi có tính dẻo và đàn hồi tốt Ởphương pháp rèn tự do, thiết bị, dụng cụ chế tạo phôi là vạn năng, kết cấu đơn giản nhưngphương pháp này chỉ tạo chi tiết có hình dáng đơn giản và năng suất thấp Rèn khuôn có độ

công cơ tiếp theo, điều đó quan trọng khi chế tạo chi tiết bằng thép và hợp kim khó gia công,đắt tiền

 Chi tiết có hình dạng khá phức tạp, có một số mặt gia công có độ chính xác cấp 6-7 takhông dùng phương pháp này để chế tạo phôi

Ngoài ra trong sản xuất thực tế người ta còn dùng phôi hàn nhưng phạm vi nhỏ hơn

2.Chọn phương pháp chế tạo phôi:

 Chọn phôi:

Dựa vào đặc điểm của các phương pháp chế tạo phôi trên ta chọn phương pháp đúc vì: + Giá thành chế tạo vật đúc rẻ

+ Thiết bị đầu tư ở phương pháp này tương đối đơn giản nên đầu tư thấp

+ Phù hợp với sản xuất hàng khối

+ Độ nhám bề mặt, độ chính xác phôi đúc phù hợp

 Phương pháp chế tạo phôi:

Trong đúc phôi có những phương pháp sau:

1 Đúc trong khuôn cát – mẫu gỗ:

- Chất lượng bề mặt đúc không cao, giá thành thấp, trang thiết bị đơn giản, phù hợp cho sảnxuất đơn chiếc và hàng loạt nhỏ

-Loại phôi này có cấp chính xác IT16 → IT17

-Độ nhám bề mặt: Rz=160 µm

 Phương pháp này cho năng suất trung bình, chất lượng bề mặt không cao, gây khó khăncho những bề mặt không gia công cơ

3 Đúc trong khuôn kim loại:

-Độ chính xác cao, giá thành đầu tư lớn, phôi có hình dạng gần giống chi tiết và lượng dưnhỏ, tiết kiệm được vật liệu nhưng giá thành sản phẩm cao

-Cấp chính xác của phôi: IT14 → IT15

-Đúc dưới áp lực thường chế tạo các chi tiết phức tạp như: vỏ bơm xăng, dầu

-Trang thiết bị đắt nên giá thành sản phẩm cao nên không phù hợp với sản xuất vừa

6 Đúc trong khuôn mỏng:

-Là dạng đúc trong khuôn cát nhưng thành khuôn mỏng chừng 6-8 mm

 Kết luận:

-Với những yêu cầu của chi tiết đã cho, tính kinh tế cũng như dạng sản xuất ta sẽ chọnphương pháp chế tạo phôi đúc trong khuôn cát – mẫu kim loại, làm khuôn bằng máy -Phôi đúc đạt cấp chính xác là I (Bảng 3-13 sổ tay CNCTM 1):

-Cấp chính xác kích thước IT15 → IT16

-Độ nhám bề mặt: Rz=80µm

3.Xác định lượng dư gia công của vật đúc cấp chính xác I:

- Chi tiết chế tạo bằng gang xám, được đúc trong khuôn cát – mẫu kim loại, làm khuôn bằngmáy, mặt phân khuôn nằm ngang

- Lượng dư phía trên: 4.5 mm

- Lượng dư phía dưới: 4.5 mm

- Lượng dư thành bên: 4.5 mm

- Lượng dư của lỗ: 4.5 mm

- Góc nghiêng thoát khuôn: 2o

- Bán kính góc lượn: 5 mm

Tra bảng (3 – 94) trang 252 [sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1]

- Kích thước chiều dài của chi tiết: L = 336 + 4.6=340.5 mm

- Kích thước bề dày của mặt đế: L = 29 + 3 + 4.5 = 36.5 mm

- Kích thước bề cao chi tiết: L = 147 + 3 + 4.5 = 154.5 mm

- Kích thước lỗ Ø90 = 90 - 4 = 86mm

+ Bản vẽ lồng phôi:

Bản vẽ khuôn đúc

CHƯƠNG IV: LẬP QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

1 Đánh số bề mặt gia công

2 Chọn phương pháp gia công:

Dựa vào yêu cầu kỹ thuật ta chọ phương pháp gia công cho các bề mặt: tiện, phay, bào,khoan, khoét, doa,…

Căn cứ vào yêu cầu kỹ thuật của chi tiết cần gia công và các phương pháp gia công có thểđạt được vị trí, độ chính xác,… và ta thấy những phương pháp gia công này đạt yêu cầu về

đồ gá, tính kinh tế và dễ gia công,…

Các mặt 1,2,4,6 dùng phương pháp phay

Các mặt 3,5,7 dùng phương pháp khoét, doa

Các mặt còn lại không yêu cầu gia công

3 Các phương án gia công:

Có 2 phương án gia công:

Phương án 1:

NC1 Phay mặt phẳng đáy

NC2 Phay mặt phẳng đáy 2

NC3 Khoan-Khoét –Doa 4 lỗ D20

NC4 Phay mặt trên

NC5 Khoan-Doa –Taro

NC6 Phay 2 mặt bên

NC7 Khoét –Doa D90

Phương án 2

NC1 Phay mặt đáy

NC2 Phay mặt đáy 2 bên hong

NC3 Phay mặt bên 2

NC4 Phay mặt phẳng đáy trên

NC5 Khoan –Khoét –Doa

NC6 Phay mặt trên 2

NC7 Khoan –Doa-Taro

NC8 Phay mặt trên

NC9 Khoét-Doa D90

Từ 2 phương án ta ta nhận thấy ,phương án thứ 1 thì ít nguyên công hơn nên thời gian

ít hơn.Chọn chuẩn tinh thống nhất là mặt phẳng đáy và 2 lỗ Từ đó lượng dư gia công sẽ đềuhơn.Ởphương án 2 thì nhiều nguên công hơn,chuẩn tinh thống nhất là 2 bề mặt bên và mặtđáy.Thời gian gia công sẽ cao dẫn đến năng suất sẽ ít hơn ,chi phí cao hơ phương án 1

Vậy nên chọn phương án 1 để gia công hàng loạt sản phẩm

CHƯƠNG V TÍNH TOÁN LƯỢNG DƯ GIA CÔNG

I THIẾT KẾ NGUYÊN CÔNG

A. NGUYÊN CÔNG 1 :Phay mặt phẳng đáy

1 Sơ đồ gá đặt

5 Chọn dao Dùng dao phay mặt đầu gắn mảnh hợp kim cứng có D=200mm,z=20răng,B=46,Vật liệu dao là BK6,tuổi bền dao là 180 phút

Dụng cụ đo là thước kẹp ,độ chunhs xác 0,05mm

6 Chia bước Nguyên công chia làm 2 bước là Phay Thô với t=4mm

và Phay Tinh t=0,5mm.Phôi có độ cứng HB=200

7 Tra chế độ cắt và thời gian nguyên công

Bước 1 Phay thô t=4mm,Sz=0,15mm/răng (bảng 5.125 STCNCTM T2)

Vb=180m/phút(bảng 5.127 STCNCTM)

Ta có Vttoán=Vb.K1.K2.K3.K4.K5.K6

Với K1 hệ số điều chỉnh phụ thược vào dộ cứng của Gang,K1=0.89

K2 hệ số phụ thuộc vào chu kì bền của daonK2=0.8

K3 hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào mác hợp kimK3=1

K4 hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào bề mặt gia công,gang đúc có vỏ

cứng K4=0.8

k5 hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều rộng phay K5=1

K6 hệ số điều chỉnh phụ thuộc góc nghiêng chính K6=1

Vậy suy ra Vttoán=Vb.K1.K2.K3.K4.K5.K6=180.0,89.0,82 =102,53m/phút

Suy ra ntt===163vòng/phút

Máy 6H82 có m=18 cấp tốc độ và n=(30-1500)v/phút

Với L là chiều dài hành trình cắt L=337mm

L1 là khoản tiến vào của dao L1=0.5D+3=103mm

Vậy suy ra Vttoán=Vb.K1.K2.K3.K4.K5.K6=112.0,89.0,82 =64m/phút

Với L là chiều dài hành trình cắt L=337mm

L1 là khoản tiến vào của dao L1=0.5D+3=103mm

L2 là khoảng ra dao L2=5mm

Suy ra To==2,8phút

Suy ra Ttc=1,26To=3,53 phút

2 Định vị :Chi tiết được định vị 6 bậc tự do,mặt phẳng đáy 3 bậc tự do thông qua 2 phiếntỳ,mặt bên 2 bậc thông qua khối V ngắn cố định,và 1 khối V di động 1 bậc tự do

3 Kẹp chặt Chi tiết được kẹp chặt bằng cơ cấu kẹp nhanh,lực kẹp hướng từ trênxuống

4 Chọn máy Máy phay 6H82 có n=(30 -1500)vòng/phút.P=7kw

Số cấp tốc độ 18

5 Chọn dao Dùng dao phay mặt đầu gắn mảnh hợp kim cứng có D=100mm

Vb=204m/phút(ứng với D/Z=90/10)(bảng 5.127 STCNCTM)

Ta có Vttoán=Vb.K1.K2.K3.K4.K5.K6

Với K1 ệ số điều chỉnh phụ thược vào dộ cứng của Gang,K1=0.89

K2 hệ số phụ thuộc vào chu kì bền của daonK2=0.8

K3 hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào mác hợp kimK3=1

K4 hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào bề mặt gia công,gang đúc có vỏ

cứng K4=0.8

k5 hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều rộng phay K5=1

K6 hệ số điều chỉnh phụ thuộc góc nghiêng chính K6=1

Vậy suy ra Vttoán=Vb.K1.K2.K3.K4.K5.K6=204.0,89.0,82 =116m/phút

Với L là chiều dài hành trình cắt L=163mm

L1 là khoản tiến vào của dao L1=0.5D+3=53mm

Với K1 ệ số điều chỉnh phụ thược vào dộ cứng của Gang,K1=0.89

K2 hệ số phụ thuộc vào chu kì bền của daonK2=0.8

K3 hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào mác hợp kimK3=1

K4 hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào bề mặt gia công,gang đúc có vỏ

cứng K4=0.8

k5 hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều rộng phay K5=1

K6 hệ số điều chỉnh phụ thuộc góc nghiêng chính K6=1

Vậy suy ra Vttoán=Vb.K1.K2.K3.K4.K5.K6=260.0,89.0,82 =132m/phút

To=

Với L là chiều dài hành trình cắt L=163mm

L1 là khoản tiến vào của dao L1=0.5D+3=53mm

2 Định vị :Chi tiết được định vị 6 bậc tự do,mặt phẳng đáy 3 bậc tự do thông qua 2phiến tỳ,mặt bên 2 bậc thông qua khối V ngắn cố định,và 1 khối V di động 1 bậc tự do

3 Kẹp chặt Chi tiết được kẹp chặt bằng cơ cấu kẹp nhanh,lực kẹp hướng từ trênxuống

4 Chọn máy Máy khoan đứng đồng trục 2I175M có n=(22-1000)vòng/phút.P=11kw

Với K1 hệ số điều chỉnh phụ thưộc vào tuổi bền dao(chọn bằng tuổi bền danhnghĩa),K1=1

K2 hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào bề mặt gia công,gang đúc có vỏ

cứng K2=0.87

K3 hệ số phụ thuộc vào mác hợp kim K3=1 (BK8)

Vậy suy ra Vttoán=Vb.K1.K2.K3 =72.0,87.1=62,6m/phút

Lượng chạy dao phút Sph=Sz.z.n=0,4.995=398mm/phút

Công suất cắt gọt khi khoan N=2,3.4=9,2kw <11kw(bảng 5.96trang89 STCNCTM T2)Tính thời gian khoan Ttc=To+Tp+Tpv+Ttn=1,26To

Vậy chế độ cắt khi Khoan

K3 hệ số phụ thuộc vào mác hợp kim K3=1,2 (BK6)

Vậy suy ra Vttoán=Vb.K1.K2.K3 =109.0,8.1,2=105m/phút