Thiết kế quy trình công nghệ gia công Giá đỡ phôi (ko kèm bản vẽ)

Đối với các nhàø chế tạo máy và thiết bị công nghiệp, để sản xuất ra một cái máy hoàn chỉnh thì các chi tiết máy được chế tạo tại những vị trí, những phân xưỡng riêng biệt nhằm nâng cao

.

LỜI NÓI ĐẦU:

Ngày nay, tính chuyên môn hóa trong việc sản xuất chi tiết máy càng cao Đối với các nhàø chế tạo máy và thiết bị công nghiệp, để sản xuất ra một cái máy hoàn chỉnh thì các chi tiết máy được chế tạo tại những vị trí, những phân xưỡng riêng biệt nhằm nâng cao năng xuất do tiết kiệm được thời gian nguyên công và tận dụng được tay nghề của công nhân.

Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy là môn học thuộc chuyên nghành của sinh viên ngành cơ khí chế tạo máy Là môn học tổng hợp những kiến thức sau cùng của nhiều môn học như: Công nghệ chế tạo máy, Gia công kim loại, Công nghệ kim loại, Kim loại học và nhiệt luyện, … Qua đồ án này giúp cho sinh viên làm quen với những quy trình công nghệ hiện đại,cũng như bán sát thực tế sản xuất trước khi làm luận án tốt nghiệp.

Việc thiết lập quy trình công nghệ gia công chi tiết nhằm ứng dụng được những công nghệ gia công mới, loại bỏ những công nghệ lạc hậu không đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, chất lượng kém Ngoài ra việc thiết lập quy trình công nghệ gia công giúp người chế tạo giảm được thời gian gia công và tăng năng suất làm việc để đáp ứng sản phẩm theo yêu cầu sử dụng.

Một sản phẩm có thể có nhiều phương án công nghệ khác nhau Việc thiết lập quy trình công nghệ gia công còn là sự so sánh có chọn lựa để tìm ra một phương án công nghệ hợp lý nhằm đảm bảo những yêu cầu kỹ thuật, giá thành, thời gian gia công cho sản phẩm nhằm đáp ứng nhu cầu xã hội.

Mặc dù rất cố gắng, nhưng vì kiến thức, kinh nghiệm và thời gian không cho phép, cho nên trong quá trình tiến hành làm đồ án em không thể tránh khỏi những thiếu sót Vậy, kính mong quý thầy cô thông cảm và tận tình chỉ bảo.

Sinh viên thực hiện:

Trần Minh

Chương I: NGHIÊN CỨU CHI TIẾT GIA CÔNG Mục đích của phần này là xem kết cấu và các điều kiện kỹ thuật cho

trong bản vẽ chi tiết có phù hợp hay không đối với chức năng phục vụ và khả năng chế tạo

1/ Phân tích chi tiết gia công:

Giá đỡ là một chi tiết dạng hộp,là chi tiết có hình khối, cónhiều lỗ Thường làm nhiệm vụ của chi tiết cơ sở để lắp các đơn vị lắp (nhóm cụm bộ phận)của những chi tiết khác lên nó tạo thành

+ Công dụng của chi tiết: dùng để giá đỡ các trục, hệ thống trục vuông góc nhau, truyền động không gian

+ Điều kiện làm việc: Chi tiết làm việc trong điều kiện chịu tác dụng bởi nhiều lực theo các phương khác nhau Các trục truyền lực được lắp vào giá đỡ thông qua ổ bi

2/ Tính năng công nghệ trong kết cấu chi tiết:

- 2 lỗ φ40 và 1 lỗ φ38 độ chính xác cấp 7 với lắp nghép ổ lăn ,độ bóng cấp 6 để lắp nghép vào hệ thống trục

- Lổ φ40 ngang độ chính xác cấp 7 với lắp nghép ổ lăn, độ bóng cấp 6 lắp nghép để lắp nghép trục ngang

- Lổ φ40 đứng độ chính xác cấp 7 với lắp nghép ổ lăn, độ bóng cấp 6 lắp nghép để lắp nghép trục đứng

- Lổ φ38 ngang độ chính xác cấp 7 với lắp nghép ổ lăn, độ bóng cấp 6 lắp nghép để lắp nghép trục ngang

- 2 Kích thước 50x16x10 trên có 4 lổ φ6dùng ta rô ren: ta tiến hành khoan và sau đó phay thô ta rô ren

- Để đảm bảo các trục lắp vào được vuông góc với nhau thì chọn độ không vuông góc giữa các trục là 0.1

- Khi gia công chi tiết ta đặc biệt chú ý đến sự tương quan giữa các lỗ, độ vuông góc giữa các lỗ với các mặt phẳng đáy và giữa cáclỗ với nhau để có thể lắp ghép và sự truyền lực giữa các trục được dễ dàng.

- Các lỗ của giá đỡ phải được gia công đạt độ chính xác, độ bóng cấp 6 để lắp bọc đạn

- Các mặt đầu của các lỗ cũng phải được gia công đặc biệt là hai mặt phẳng dùng để bắc vis F/90φ6 phải đạt độ bóng cao tạo sự chính xác khi lắp ghép giá đỡ

- Còn các mặt còn lại như mặt trục ngoài của cáclỗ… không dùng để lắp ghép thì ta có thể không cần gia công

3/ Phân tích kỹ thuật:

- Vật liệu chế tạo giá đỡ là: Gang C421-40

- Độ cứng HB: 170-241

- Giới hạn kéo: =210 2

mm

kg k

- Giới hạn uốn: =400 2

mm

kg u

- Độ giản dài 0,5%

- Giớ hạn bền nén 750(N\mm)

-Dạng graphit: tấm thô

(2.8÷ 3.5) %C, (1.5÷3)% Si, (0.5÷1)% Mn, (0.1÷0.2)% P, 008% S và một số nguyên tố khác như: Cr, Ni, Cu, Al …

- Gang C421-40 có độ bền nén cao, chịu mài mòn, tính đúc tốt, có góp phần làm giảm rung động nên được sử dụng nhiều trong chế tạo máy

Chương II: XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

- Mục đích của chương này là xác định hình thức tổ chức sản xuất (đơn chiếc, hàng loạt nhỏ, hàng loạt vừa, hàng loạt lớn, hàng khối) để từ đó cải thiện tính công nghệ của chi tiết, chọn phương pháp chế tạo phôi thích hợp, chọn thiết bị hợp lý để gia công chi tiết

- Để thực hiện điều này trước hết ta cần xác định sản lượng chi tiết cần chế tạo trong một năm của nhà máy theo công thức sau [1, trang 23, công thức 2.1]:

m N N

*Với:

+ N0: số sản phẩm trong một năm theo kế hoạch N0 =10000

+m: số lượng chi tiết như nhau trong một sản phẩm m=1

+ α : số phần trăm dự kiến cho chi tiết máy trên dùng làm phụ tùng thay thế α =5%

+ β : số phần trăm chi tiết phế phẩm trong quá trình chế tạo.β =5%

*Vậy:

(chiếc năm)

11000100

5511

+ Q: Trọng lượng chi tiết (Kg)

+ V: Thể tích của chi tiết (dm3)

+ δ: Trọng lượng riêng cuả vật liệu

Ở đây: Vật liệu là gang C421-40 có trọng lượng riêng δ = 7,2 kg/ dm3.Và thể tích của chi tiết ta tính được là:

V = 1,33 105 (mm3) = 0,133 (dm3)

Do đó:

Q = 0,133 7,2 = 0,96 kgVới N và Q tìm được dựa vào bảng 2 trang 13 thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy.

⇒ Chọn dạng sản xuất hàng loạt lớn

Từ đây ta suy ra nhịp sản xuất : t =

N

F

.60

+F: Tổng thời gian làm việc trong một năm tính bằng giờ;

F=8*300=2400 (giờ)+N: Sản lượng chi tiết hàng năm sản xuất N=11000 (chi tiết)

18,2611000

Chương III: CHỌN PHÔI

1.Chọn dạng phôi:

- Có rất nhiều phương pháp để tạo nên phôi Do đó cần phải phân tích (phân tích ưu điểm, khuyết điểm) giữa các kiểu tạo phôi với nhau nhằm tìm ra phương pháp tạo phôi thích hợp cho quá trình gia công cơ sau này, nên ta có một số phương pháp tạo phôi sau:

- Ta có thể chọn nhiều phương án tạo phôi như: rèn,đức, dập… Nhưng với vật liệu Gang C421-40 ta chọn phương án đúc có tính hiệu quả và ít tốn kém hơn

- Với giá đỡ có hình dạng kết cấu phức tạp, các lỗ nằm trên các mặt phẳng vuông góc nhau mà các phương pháp chế tạo phôi khác khó có thể làm được Và để nâng cao tính hiệu quả, đáp ứng kết cấu phức tạp của phôi thì ta nên chọn phương pháp đúc nào?

- Cá tính và độ chính xác của vật đức phụ thuộc vào phương pháp đúc và phương pháp làm khuôn đúc Ta có thể đúc trong khuôn cát, khuôn kim loại, đúc li tâm, đúc áp lực… Có thể làm khuôn bằng tay hay khuôn bằng máy

2 Phôi đúc:

- Phôi đúc có cơ tính không cao bằng phôi rèn dập, nhưng việc chế tạo khuôn đúc cho những chi tiết khá phức tạp vẫn dễ dàng, thiết bị lại khá đơn giản Đồng thời chi tiết rất phù hợp với những chi tiết có vật liệu là gang vì có những đặc điểm như sau:

+ Lượng dư phân bố đều

+ Tiết kiệm được vật liệu

+ Giá thành rẻ, được dùng phổ biến

+ Độ đồng đều của phôi cao, do đó việc điều chỉnh máy khi gia công giảm

+ Tuy nhiên phôi đúc khó phát hiện khuyết tật bên trong (chỉ phát hiện lúc gia công) nên làm giảm năng suất và hiệu quả

3 Phương pháp chế tạo phôi:

1/ Đúc trong khuôn cát:

a/ Làm khuôn bằng tay:

Aùp dụng cho việc đúc với dạng sản xuất đơn chiếc hay những chi tiết có kích thước lớn, độ chính xác phụ thuộc vào tay nghề đúc

b/ Làm khuôn bằng máy:

Aùp dụng cho đúc hàng loạt vừa và hàng khối, năng suất và độ chính xác cao

2/ Đúc trong khuôn kim loại:

Sản phẩm đúc có kích thước chính xác có tính cao Phương pháp này sản xuất cho hàng loạt lớn và hàng khối

Vật đúc có khối lượng nhỏ, hình dạng vật đúc không phức tạp và không có thành móng

3/ Đúc ly tâm:

Aùp dụng vật đúc có dạng tròn xoay, do đó lực li tâm khi rót kim loại lỏng vào khuôn quay kết cấu của vật thể chặt chẽ hơn, nhưng không đồng đều từ ngoài vào trong

4/ Đúc áp lực:

Aùp dụng đối với các chi tiết có hình dạng phức tạp, phương pháp này cho

ta độ chính xác cao, có tính rất tốt Phương pháp đúc li tâm và các phương pháp khác có những nhược điểm mà phương pháp đúc áp lực có thể khắc phục được

Do đó thường áp dụng cho dạng sản xuất hàng loạt lớn, hàng khối và áp dụng đối với các chi tiết có kích thước nhỏ

@ Tham khảo qua một số phương pháp đúc trên, căn cứ vào chi tiết dạng hộp có hình dáng tương đối phức tạp, kích thước không lớn lắm và là dạng sản xuất hàng loạt lớn Vì thế ta chọn phương pháp đúc trong khuôn kim loại làm bằng máy khuôn mẫu kim loại

- Hình dáng của các thành phần vật đúc cần hài hoà, không nên lấy quá nhỏ sẽ gay ra khó khăn cho việc điền đầy kim loai, dễ gây ta méo mó và tạo ra vết nứt Còn nếu ta lấy quá lớn sẽ gây ra rỗ khi co ngót.

- Độ dốc thoát khuôn: 1o30’

- Bán kính góc lượn: 3mm

- Chi tiết đúc chính xác cấp II nhận được nhờ các mẫu gỗ, dùng khuôn kim loại dễ tháo lắp và sấy khô Phương pháp này thường dùng cho sản xuất hàng loạt

- Lượng dư tổng hợp của bề mặt phôi ( tra bảng 3 sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1)

+ Bề mặt trên của phôi: 4mm

+ Bề mặt dưới của phôi: 3mm

+ Bề mặt bên của phôi: 3mm

Bản vẽ đúc của chi tiết.

Chương IV: LẬP TIẾN TRÌNH GIA CÔNG

1 Mục đích:

Xác định trình tự gia công hợp lý nhằm đảm bảo độ chính xác về kích thước, vị trí tương quan, hình dạng hình học, độ nhám, độ bóng của bề mặt theo yêu cầu của chi tiết cần chế tạo

2 Nội dung:

- Chọn phương pháp gia công các bề mặt phôi

- Chọn chuẩn tinh và sơ đồ gá đặt

- Chọn chuẩn thô để định vị gia công chuẩn tinh

- Lấy chuẩn tinh định vị để giacông các bề mặt chính xác

- Sau đó gia công các bềmặt không chính xác

a Chọn phương pháp gia công các bề mặt phôi:

Sử dụng các thiết bị như: Máy phay, khoan, khoét, doa, …

b Chọn chuẩn công nghệ:

Khi phân tích chi tiết chế tạo ta chọn chuẩn tinh như hịnh vẽ để làm chuẩn gia công và kiểm tra các chi tiết khác như:

+ Độ song song giữa mặt chuẩn và mặt đầu còn lại của lỗ φ40 và kính thước mặt đầu của các lỗ torô ren.

+ Độ vuông góc giữa mặt chuẩn và mặt đầu của lỗ φ38

+ Độ song song giữa mặt chuẩn và 2 tâm lỗ ngang φ38 vàφ40

+ Độ vuông góc giữa mặt chuẩn và tâm lỗ φ40

c Chọn tiến trình gia công các bề mặt phôi:

Từ sự phân tích chuẩn trên đây, ta chọn các nguyên công để gia công chi tiết gồm:

1 Gia công mặt đầu của lỗ φ40

2 Gia công mặt đầu của lỗ φ40 còn lại

3 Gia công thô và tinh lỗ φ40

4 Gia công 2 mặt đầu của lỗ φ38

5 Gia công thô và tinh lỗ φ38

6 Gia công mặt đầu của lỗ φ40 đứng

7 Gia công thô và tinh lỗ φ40 đứng

8 Gia công mặt phẳng kích thước 50x16

9 Gia công lỗ vis F/90 φ6

3.Phương án có thể gia công:

Phương án 1 Phương án 2 Phương án 3

Gia công thô và tinh mặt 7 Gia công thô và tinh mặt 9 Gia công thô và tinh mặt 1Gia công thô và tinh mặt 3 Gia công thô & tinh mặt 10 Gia công thô & tinh mặt 2Gia công thô và tinh lỗ 11 Gia công thô và tinh lỗ 8 Gia công thô và tinh lỗ 6Gia công thô và tinh mặt

Từ 3 phương án đã trình bày trên, thì phương án 1 là hợp lý nhất Phương án 1 đảm bảo được, trình tự gia công hợp lý, đảm bảo độ cứng vững của chi tiết khi gia công, đảm bảo độ không song song, không vuông góc, kích thước của chi tiết và hiệu quả kinh tế trong sản xuất hàng loạt lớn, ta phân tán nguyên công đuợc

Chương V:

TRÌNH TỰ GIA CÔNG CÁC NGUYÊN CÔNG

1 Nguyên công 1: Phay mặt phẳng.

a Bước1: Phay thô

- Lượng dư Zb=3mm

- Vậy chiều sâu cắt t = 3mm

- Lượng chạy dao răng Sz=0,05 (mm/răng)

- Lượng chạy dao vòng So = 0,05.12=0,6 (mm/vòng)

- Theo kết quả tra chế độ cắt ta có: Vlt = 55,5 (m/phút)

60.14,3

1000.5,55

1000.1000

D

V n D

- Thời gian gia công: To=

n S

L L L

2

1++

(phút)

L: Chiều dài bề mặt gia công (mm)

L1: Chiều dài ăn dao (mm).

L2: Chiều dài thoát dao (mm)

S: Lượng chạy dao vòng (mm/vòng)

n: Số vòng quay hoặc hình trình képtrong 1 phút

Vậy: L= 50

L1 = t(D−d)+(0.5+30)= 3(110−70)+10=21mm

L2 = 3mm

5,0250.6,0

32150

=++

=

b.Bước 2: Phay tinh

- Lượng dư Zb=0.5mm

- Vậy chiều sâu cắt t = 0.5mm

- Lượng chạy dao răng Sz=0.18 (mm/răng)

- Lượng chạy dao vòng So = 0,18.12 = 2,16(mm/vòng)

- Theo kết quả tra chế độ cắt ta có: Vlt=39 m/phút

60.14,3

1000.39

1000.1000

π

π

(m/phút)Theo thông số của máy ta chọn: n=160 (vòng/phút)

V = 30,144

1000

60.14,3

- Thời gian gia công: To = L+S L1.n+L2

(phút)L: Chiều dài bề mặt gia công (mm)

L1: Chiều dài ăn dao.(mm)

L2: Chiều dài thoát dao(mm)S: Lượng chạy dao vòng(mm/vòng)n: Số vòng quay hoặc hình trình képtrong 1 phút

Vậy: L = 147

L1 = t.(D−70)+(0,5+30)= 0,5.(110−70)+10=14,5mm

L2 = 2mm

5,142

a Bước1: Phay thô

- Lượng dư Zb=3mm

- Vậy chiều sâu cắt t = 3mm

- Lượng chạy dao răng Sz=0,05 (mm/răng)

- Lượng chạy dao vòng So = 0,05.12=0,6 (mm/vòng)

- Theo kết quả tra chế độ cắt ta có: Vlt = 55,5 (m/phút)

60.14,3

1000.5,55

1000.1000

- Thời gian gia công: To=L+S L1.n+L2

(phút)

L: Chiều dài bề mặt gia công (mm)

L1: Chiều dài ăn dao (mm)

L2: Chiều dài thoát dao (mm)

S: Lượng chạy dao vòng (mm/vòng)

n: Số vòng quay hoặc hình trình képtrong 1 phút

Vậy: L= 60

L1 = t(D−d)+(0,5+30)= 3(110−70)+10=21mm

L2 = 3 mm

7,0250.6,0

321

- Vậy chiều sâu cắt t = 0,5mm

- Lượng chạy dao răng Sz=0,18 (mm/răng)

- Lượng chạy dao vòng So = 0,18.12 = 2,16(mm/vòng)

- Theo kết quả tra chế độ cắt ta có: Vlt=39 m/phút

60.14,3

1000.39

1000.1000

D

V n D

π

π

(m/phút)Theo thông số của máy ta chọn: n=160 (vòng/phút)

V = 30,144

1000

60.14,3

- Thời gian gia công: To =

n S

L L L

2

1++

(phút)L: Chiều dài bề mặt gia công (mm)

L1: Chiều dài ăn dao.(mm)

L2: Chiều dài thoát dao(mm)S: Lượng chạy dao vòng(mm/vòng)n: Số vòng quay hoặc hình trình képtrong 1 phút

Vậy: L = 147

L1 = t.(D−70)+(0,5+30)= 0,5.(110−70)+10=14,5mm

L2 = 2mm

22.0160.16,2

5,142

60+ + =

=

3 Nguyên công 3: Khoét + Doa lỗ φ40.

Chọn máy khoét nằm ngang 2M614.

Chọn dao thép gió có φ40

a) khoét thô:

- Lượng chạy dao vòng S = 1(mm/vòng) bảng 5-106(STCNCTM)

- Vận tốc khoét V = 30 (m/phút)

- Chiều sâu khoét t = 3(mm)

- Tuổi bền của dao T = 60

Vận tốc cắt lý thuyết V= T m t x S y

Cv

Tra bảng 5-29 ta có: Cv = 18,8; m = 0,125 ; x = 0,1 ; y=0,4

V = 6,8( / )

1.3.60

8,18

4 , 0 1 , 0 125 ,

48.14,3

1000.8,6

1000.1000

D

V n D

π

π

(m/phút)Từ máy ta chọn n = 40 (vòng/phút)

V= 6

1000

48.14,3

- Thời gian gia công: To= i

n S

L L L

2

1++

(phút)

L: Chiều dài bề mặt gia công (mm)

L1: Chiều dài ăn dao.(mm)

L2: Chiều dài thoát dao(mm)

S: Lượng chạy dao vòng(mm/vòng)

n: Số vòng quay hoặc hình trình kép trong 1 phút

i: Số lần cần gia công

40.1

3260cot.3

b)doa thô:

- Lượng chạy dao vòng S=2 (mm/vòng) bảng 5-114(STCNCTM)

- Vận tốc khoét V=9.3(m/phút)

- Chiều sâu doa t = 0,5(mm)

- Tuổi bền của dao T=180

Vận tốc cắt lý thuyết V = T m t x S y

Cv

Tra bảng 5-29 ta có :Cv=15.6, m=0.3 ,x=0.1 ,y=0.5

1.5,0.180

5,16

5 , 0 1 , 0 3 ,

47.14,3

1000.3

1000.1000

D

V n D

- Thời gian gia công: To = i

n S

L L L

2

1++

(phút)L: hiều dài bề mặt gia công (mm)

L1: hiều dài ăn dao.(mm)

L7: hiều dài thoát dao(mm)

S: ượng chạy dao vòng(mm/vòng)

i: Số lần cần gia công

20.1

3260cot.25,0

a Bước1: Phay thô

- Lượng dư Zb = 3mm

- Vậy chiều sâu cắt t = 3mm

- Lượng chạy dao răng Sz = 0,05 (mm/răng)

- Lượng chạy dao vòng So = 0,05.12=0,6 (mm/vòng).

- Theo kết quả tra chế độ cắt ta có: Vlt = 55,5 (m/phút)

60.14,3

1000.5,55

1000.1000

D

V n D

- Thời gian gia công: To=L+S L1.n+L2

(phút)

L: Chiều dài bề mặt gia công (mm)

L1: Chiều dài ăn dao (mm)

L2: Chiều dài thoát dao (mm)

S: Lượng chạy dao vòng (mm/vòng)

n: Số vòng quay hoặc hình trình képtrong 1 phút

Vậy: L = 69

L1 = t(D−d)+(0.5+30)= 3(110−70)+10=21mm

L2 = 3mm

62,0250.6,0

32169

=++

=

b.Bước 2: Phay tinh

- Lượng dư Zb=0.5mm

- Vậy chiều sâu cắt t = 0.5mm

- Lượng chạy dao răng Sz=0.18 (mm/răng)

- Lượng chạy dao vòng So = 0,18.12 = 2,16(mm/vòng)

- Theo kết quả tra chế độ cắt ta có: Vlt=39 m/phút

60.14,3

1000.39

1000.1000

D

V n D

π

π

(m/phút)Theo thông số của máy ta chọn: n=160 (vòng/phút)

V = 30,144

1000

60.14,3

Thời gian gia công: To = L+S L1.n+L2

(phút)L: Chiều dài bề mặt gia công (mm)

L1: Chiều dài ăn dao.(mm)

L2: Chiều dài thoát dao(mm)S: Lượng chạy dao vòng(mm/vòng)n: Số vòng quay hoặc hình trình képtrong 1 phút

Vậy: L = 69

L1 = t.(D−70)+(0,5+30)= 0,5.(110−70)+10=14,5mm

L2 = 2mm

25.0160.16,2

5,142