Đồ án càng gạt đại học bách khoa

Xác định sản lượng gia công, dung sai kích thước phôi và phân bố dung sai.. - Các yêu cầu kỹ thuật cụ thể trong bảng sau: Bảng phân tích chi tiết: Nhóm bề mặt Bề mặt Độ nhám Kích thước t

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA CƠ KHÍ

BỘ MÔN CHẾ TẠO MÁY

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

Nguyễn Lê Thanh 21303599 CK13KTK

Nguyễn Tóc Thiên 21303829 CK13KTK

I Đầu đề đồ án: Thiết kế quy trình công nghệ gia công giá chỉnh

II Số liệu ban đầu

1 Bản vẽ chi tiết

2 Sản lượng: 10.000 chi tiết/năm

III Nội dung các phần thuyết minh và tính toán

1 Xác định dạng sản xuất

2 Phân tích chi tiết gia công

3 Chọn dạng phôi và phương pháp chế tạo phôi

4 Chọn tiến trình gia công

5 Thiết kế nguyên công

6 Xác định lượng dư trung gian và kích thước trung gian

7 Xác định chế độ cắt và thời gia công cơ bản

8 Lập phiếu tổng hợp nguyên công

IV Các bản vẽ (Tên – Số lượng – Kích thước)

3 Bản vẽ đánh số bề mặt 1 A3

4 Bản vẽ sơ đồ nguyên công 7 A3

V Ngày giao đồ án:

VI Ngày hoàn thành đồ án:

(Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên)

LÊ QUÝ ĐỨC

NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ ĐỒ ÁN

………

………

………

………

………

MỤC LỤC Error! Bookmark not defined

Chương 1: XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT 6

1.Sản lượng chế tạo 6

2 Khối lượng chi tiết 6

Chương 2 : PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG 7

1.Công dụng chi tiết 7

2 Yêu cầu kĩ thuật 7

3 Vật liệu chi tiết 8

4 Phương pháp kiểm tra chi tiết 8

Chương 3: CHỌN DẠNG PHÔI VÀ PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI 9

1.Chọn dạng phôi 9

2 Phương pháp chế tạo phôi 9

3 Xác định sản lượng gia công, dung sai kích thước phôi và phân bố dung sai 9

Chương 4 : CHỌN TIẾN TRÌNH GIA CÔNG 13

1 Phương pháp gia công trên các bề mặt 13

2 Chọn chuẩn công nghệ 18

Chương 5 THIẾT KẾ NGUYÊN CÔNG 19

1 Nguyên công 1 19

2 Nguyên công 2 21

3 Nguyên công 3 23

4.Nguyên công 4 25

5.Nguyên công 5 27

6.Nguyên công 6 30

7.Nguyên công 7 32

Chương 6 :XÁC ĐỊNH LƯỢNG DƯ GIA CÔNG VÀ KÍCH THƯỚC TRUNG GIAN 36

1 Xác định lượng dư bằng phương pháp phân tích cho lỗ 5: 36

2.Xác định lượng dư bằng phương pháp tra bảng: 38

Chương 7: XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ CẮT 40

2.Nguyên công 2 47

3.Nguyên công 3 và 4 48

4.Nguyên công 5 49

5.Nguyên công 6: 53

6.Nguyên công 7: 54

Chương 8: THUYẾT KẾ ĐỒ GÁ 60

1.Hình thành nhiệm vụ thiết kế đồ gá: 60

2.Nội dung việc khi thuyết kế đồ gá: 60

Chương 9: TÍNH KINH TẾ CỦA CÁC NGUYÊN CÔNG 64

1.Tính giá thành phôi 64

2.Chi phí trả lương 64

3.Giá thành điện năng 64

4.Chi phí sử dụng dụng cụ 65

5.Chi phí khấu hao máy 65

6.Chi phí sửa chữa máy 66

7.Chi phí sử dụng đồ gá 66

8.Giá thành chi tiết 66

KẾT LUẬN 67

Tài liệu tham khảo. 68

Chương 1: XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

1.Sản lượng chế tạo

Nhằm xác định hình thức tổ chức sản xuất (đơn chiếc, hàng loạt, hàng khối)

Để từ đó có và cải tiến tiến trình gia công hợp l

Sản lượng chi tiết chế tạo trong một năm , theo [1, trang 24, công thức (2.1)] N= N0.m (1+α/100)(1+β/100)

Trong đó :

- N= 10000 : số sản phẩm trong một năm

- m=1 :số chi tiết giống nhau trong một sản phẩm

- α = 15: số sản phẩm dự trữ cho chi tiết máy nói trên

- β=4: số phần trăm chi tiết phế phẩm trong quá trình chế tạo

Suy ra N= 10000(1+15/100)(1+4/100)=11960( chiếc /năm)

2 Khối lượng chi tiết

Sử dụng phần mềm Autodesk Inventor 2015 ta tính được thể tích của giá chỉnh

- Thể tích giá chỉnh : 62927.113 mm3

- Khối lượng riêng GX 15-32 : 7200kg/m3

- Khối lượng chi tiết theo bản vẽ chi tiết : m =460.3g

Xác định dạng sản xuất đặc trưng

- Theo bảng bảng 2.1[1 ] , ta xác định được dạng sản xuất là loạt vừa

Chương 2 : PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG 1.Công dụng chi tiết

Đây là chi tiết dạng càng, công dụng của nó là điều khiển hoạt động của các chi tiết khác gắn vào nó Nó chuyển động được là nhờ một trục gắn vào lỗ làm việc chính có đường kính trong d = 30 mm, trục và lỗ được liên kết với nhau bằng then Nhờ trục này sẽ điều khiển được các chi tiết khác gắn vào hai lỗ ở hai đầu càng

có đường kính lần lượt là  = 16 mm và rãnh dài có  = 9 mm

Ta bắt gặp giá chỉnh rất nhiều trong các cụm chi tiết cơ khí và tùy theo từng trường hợp mà nó có thể có hình dạng khác nhau tương đối nhưng thông dụng nhất của giá chỉnh thường được sử dụng trong hộp bánh răng thay thế của các máy công

cụ để điều chỉnh sự ăn khớp giũa bánh răng trung gian với cặp bánh răng thay thế

để khử độ rơ của cặp bánh thay thế khi thay đổi tỉ số truyền

2 Yêu cầu kĩ thuật

- Vật liệu chi tiết là gang xám GX15-32

- Lỗ 5(Ф30) có độ chính xác lớn nhất , độ nhám thâp nhất do đó ta chọn làm chuẩn

- Các yêu cầu kỹ thuật cụ thể trong bảng sau:

Bảng phân tích chi tiết:

Nhóm

bề mặt

Bề mặt

Độ nhám

Kích thước tạo ra khi

gia công

Dung sai vị trí tương quan

Phương pháp gia công đáp ứng

Kích thước danh nghĩa

Dung sai

Cấp chính xác

- Phay tinh

3 Vật liệu chi tiết

Theo TCVN 1659-75 có các thông số kĩ thuật của gang xám như sau:

- Ký hiệu: GX 15 – 32

- Thành phần: 3,5 – 3,7% C; 2 – 2,4% Si; 0,5 – 0,8% Mn; 0,2% P; 0,15% S

- Khả năng chịu tải:  k  150MPa;  n  320MPa Độ cứng từ 150 ÷ 350 HB

- Tổ chức tế vi: Graphite dạng tấm

- Cơ tính: Có độ bền nén cao, chịu mài mòn, cơ tính đúc tốt, làm giảm rung động

Tính chất cơ lý phù hợp với yêu cầu chế tạo

4 Phương pháp kiểm tra chi tiết

- Kiểm tra đường kính lỗ bằng thước cặp

- Kiểm tra độ không song song giữa các đường tâm lỗ bằng đồng hồ so

- Kiểm tra độ nhám bằng máy đo độ nhám

- Calip trụ

- Thước panme

Chương 3: CHỌN DẠNG PHÔI VÀ PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI 1.Chọn dạng phôi

- Chọn dạng phôi hợp lý sẽ giúp giảm chi phí về vật liệu, giảm chi phí về gia công thô , từ đó đảm bảo chất lượng sản phẩm và hạ giá thành sản phẩm

- Căn cứ vào những yếu tố sau đây để chọn dạng phôi:

+ Vật liệu là GX 15-32 có tính đúc tốt

+ Sản xuất loạt vừa

+ Điều kiện sản xuất hiện tại trong nước

+ Đúc được những chi tiết phức tạp, chế tạo đơn giản, sau khi đúc đem gia công cắt gọt dễ dàng

+ Từ những yếu tố trên ta thấy phương pháp đúc là phương pháp chế tạo phôi hợp lý để tạo phôi cho sản phẩm này

2 Phương pháp chế tạo phôi

Do đây là sản xuất loạt vừa, vật liệu GX15 – 32 nên ta chọn phương pháp chế tạo phôi là đúc trong khuôn cát mẫu kim loại, làm khuôn bằng máy (cấp chính xác II) Loại phôi này có cấp chính xác kích thước IT15 – IT16, độ nhám bề mặt

Rz = 80µm

3 Xác định sản lượng gia công, dung sai kích thước phôi và phân bố dung sai

- Xác định dung sai và kích thước phôi theo tài liệu [2, trang 253, bảng 3-98]

- Dung sai chi tiết đúc lấy theo IT14

- Kích thước danh nghĩa A:16mm

Phối hợp với lượng dư mặt trên và dưới ta có kích thước: 23 ..

- Kích thước danh nghĩa B:60 nn

Phối hợp với lượng dư mặt trên và dưới ta có kích thước: 68 ..

- Kích thước danh nghĩa C: 16 mm

Phối hợp với lượng dư mặt trong đối xứng 2 bên ta có kích thước: 23 ..

- Đối với các bề mặt không yêu cầu gia công, các kích thước không yêu cầu độ chính xác cao Sau khi đúc ta có thể giữ nguyên do phương pháp đúc trong khuôn cát mẫu kim loại đã đạt cấp chính xác và độ nhám thỏa yêu cầu chi tiết

- Độ nhám chung của chi tiết Rz=80 Những vị trí đặc biệt cần độ nhám khác được ghi trên bản vẽ

Tính công nghệ của phôi đúc:

- Theo tài liệu [2, trang 175, bảng 3-5] ta có chiều dày nhỏ nhất của thành chi tiết đúc này là 10 mm, vậy chi tiết đúc này thỏa mãn yêu cầu này

- Theo tài liệu [2, trang 177, bảng 3-17] chọn bán kính các góc lượn R=3mm

Chương 4 : CHỌN TIẾN TRÌNH GIA CÔNG

1 Phương pháp gia công trên các bề mặt

Theo tài liệu [1, phụ lục 11]

 Bề mặt 4,9

Ban đầu: CCX15, độ nhám 80Rz

Yêu cầu: CCX12, độ nhám 3,2Ra

Các phương pháp có thể gia công: Tịên, Phay, Bào

Phân đoạn Phương pháp

gia công

Cấp chính xác Độ nhám Ra

I Tiện bán tinh 15-14 6.3-12.5

Phay thô 14-12 6.3-12.5 Phay tinh 14-12 12.5-25

Phay tinh 12-11 3.2-6.3 Bào tinh 13-11 3.2-6.3

Do đặc trưng bề mặt 4, là bề mặt của chi tiết dạng trụ, bên cạnh đó chi tiết vừa mới trải qua nguyên công đúc nên chất lượng các bề mặt còn lại chưa cao khó

có thể gá đặt lên đồ gá nhưng lại rất dễ dàng để gá lên mâm cặp máy tiện Chính vì vậy lựa chọn phương án tiện sẽ mang lại chất lượng bề mặt và độ chính xác về kích thước tốt hơn, thời gian gá đặt và gia công sẽ nhanh hơn so với 2 phương pháp phay và bào

Ta sẽ chọn phương án: Tiện thô – Tiện tinh

 Bề mặt 1, 6,8,11

Ban đầu: CCX15, độ nhám 80Rz

Yêu cầu: CCX11, độ nhám 6,3Ra

Các phương pháp có thể gia công: Tịên, Phay, Bào

Công đoạn Phương pháp

gia công

Cấp chính xác Độ nhám Ra

Tiện bán tinh 15-14 6.3-12.5 Phay thô 14-12 6,3-12,5

Tiện tinh 13-11 3,2-6,3 Phay tinh 12-11 3,2-6,3 Bào tinh 13-11 3,2-6,3

Do đặc trưng về kết cấu hình học là mặt phẳng và có lỗ hoặc có rãnh ở giữa, nên chọn phương án phay là phù hợp nhất để gia công các bề mặt này

 Bề mặt 2

Ban đầu: kết cấu đặc

Yêu cầu: Lỗ tròn  16 CCX10, độ nhám 3,2Ra

Các phương pháp có thể gia công: Khoan, Khoét

Công đoạn Phương

pháp gia công

Cấp chính xác

Yêu cầu: Lỗ tròn Ф=30 CCX8, độ nhám Ra=1,6

Các phương pháp có thể gia công: Tiện, Khoét, Khoan

Công đoạn Phương

pháp gia công

Cấp chính xác

Yêu cầu: bề rộng rãnh CCX8, chiều dài rãnh CCX7, độ nhám 6,3Ra

Các phương pháp có thể gia công: Khoan, Phay

Công đoạn Phương

pháp gia công

Cấp chính xác

 Bề mặt 10

Ban đầu: CCX15, độ nhám 80Rz

Yêu cầu: CCX9, độ nhám 2,5Ra

Các phương pháp có thể gia công: Xọc, Chuốt

Công đoạn Phương

pháp gia công

Cấp chính xác

Nguyên công Bước gia công Bề mặt gia công Bề mặt định vị

Tiện tinh mặt đầu 9

Tiện tinh mặt đầu 4

Khoét Doa

1 Phay thô

Phay tinh

Khoét thô Khoét tinh

Ưu điểm: Chuẩn gia công trùng chuẩn thiết kế

Năng suất cao hơn Đảm bảo tốt vị trí tương quan giữa các lỗ khi làm việc

Nhược điểm: Yêu cầu độ cứng vững cao khi phay các mặt 1 và 6; 8 và 11

Dùng nhiều chủng loại máy

1.3.1.2 Quy trình công nghê 2:

Ưu điểm: Hạn chế được chuẩn loại máy sử dụng

Nhược điểm: Không đảm bảo độ song song giữa 2 mặt đầu 4 và 9

Năng suất gia công thấp

1.3.2 Kết luận:

Từ việc so sánh trên, ta nhận thấy quy trình 1 đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật

tốt hơn quy trình công nghệ 2, lại có năng suất cao hơn nên ta chọn quy trình công nghệ 1

Chọn chuẩn tinh sao cho khi gia công chi tiết ít bị biến dạng nhất , dễ gá

Chọn chuẩn tinh sao cho đồ gá đơn giản nhất

Chọn mặt đầu 9 và lỗ 5 làm chuẩn tinh để đảm bảo độ vuông góc giữa 2 mặt và đảm bảo độ song song giữa lỗ 5 và lỗ 2, lỗ 5 và rãnh 7

Chọn quy trình công nghệ cho các bề mặt

Nguyên công Bước công nghệ Bề mặt gia

Tiện tinh lỗ

Tiện tinh

3 Phay tinh 11,8 4,5 Phay vạn năng

Khoét Doa

CNC

Chương 5 THIẾT KẾ NGUYÊN CÔNG

1 Nguyên công 1

1.1.Các bước gia công:

- Định vị: Chi tiết được định vị trên mâm cặp 3 chấu tự định tâm khống chế

bề mặt số 3 hai bậc tự do tịnh tiến theo phương x và phương z, mặt số 4 khống chế

ba bậc tự do tịnh tiến theo phương y, xoay quanh trục x và trục z

- Kẹp chặt: kẹp chặt chi tiết bằng mâm cặp 3 chấu tự định tâm

1.4.Máy công nghệ: máy tiện T616

- Chọn máy tiện T616:

- Khoảng cách giữa hai tâm: 750 mm

2.3 Định vị và kẹp chặt

- Định vị bề mặt 5 bốn bậc tự do, bề mặt 9 một bậc tự do

- Kẹp chặt: dùng trục gá bung để kẹp chặt

2.4.Máy công nghệ:Chọn máy tiện T616:

- Khoảng cách giữa hai tâm: 750 mm

- Đường kính lỗ trục chính: 35 mm

- Công suất động cơ: 4,5 kW

- Tốc độ trục chính, n: 44 ÷ 1980 vg/ph

2.5.Dụng cụ cắt: bảng 4-14[2]

Dao tiện ngoài thân cong trái, lưỡi cắt có gắn mảnh hợp kim cứng BK8 có góc nghiêng chính 45o

Kích thước dao

2.6.Dung dịch trơn nguội

Không dùng dung dịch trơn nguội

Máy phay đứng 6H82, theo [6], bảng 9.38

Thông số kĩ thuật của máy :

- Số cấp tốc độ của máy : 18

- Phạm vi tốc độ trục chính :30-1500( vòng/phút)

- Công suất động cơ chính : 1,7kW

- Khối lượng máy 2700kg

- Kích thước phủ bì của máy : dài 2440(mm), rộng 2440(mm), cao

- Công suất động cơ chính : 1,7kW

- Khối lượng máy 2700kg

- Kích thước phủ bì của máy : dài 2440(mm), rộng 2440(mm), cao 2350(mm)

- kích thước bàn làm việc của máy : 320(mm)x250(mm)

- Góc quay lớn nhất của bàn : ±45 độ

- Dịch chuyển lớn nhất của bàn mày : dọc 700mm, ngang 260mm, thẳng đứng 320mm

5.4.Chọn máy công nghệ:Chọn máy khoan cần 2A55

- Đường kính lớn nhất khoan được: 50 mm

- Khoảng cách từ A tới đường trục trục chính tới trụ: 410 – 1600 mm

- Khoảng cách từ C tới mút trục trục chính tới bệ: 450 – 1600 mm

- Kích thước bề mặt làm việc của bệ máy:968-1650 mm

- Số cấp bước tiến của trục máy: 17 vòng/phút

- Phạm vi bước tiến: 0,05-2,2 mm/vòng

- Công suất động cơ chính:4,5 Kw

- Công suất động cơ nâng cần: 2,2 kW

- Kích thước phủ bì của máy:

Dài: 2530 mm

Rộng: 1000 mm

Cao : 3320 mm

Mã sản phẩm Kích thước theo mm

ℎ 15,5 39 SD203-15,5-39-16R1 115 67 48 65 16 Dụng cụ 2 : Dao khoét

Đường kính

dao khoét

D (mm)

Đường kính dao khoét d (mm)

Chiều sau doa tối đa

mm

Mã sản phẩm

-Lực chuốt danh nghĩa : 100kN

-Chiều rộng làm việc của bàn 450

-Hành trình lớn nhất của bàn trượt 1250mm

-Tốc độ chạy ngược lại của hành trình chuốt: 20 m/phút

-Tốc độ làm việc của hành trình chuốt :1,5-11,5 m/phút

-Công suất động cơ truyền dẫn chính 22 kW

-Kích thước bao :dài 3292 mm, rộng :1333 mm, cao 4540 mm

-Nặng :8080Kg

6.5.Dụng cụ cắt

Dao chuốt rãnh then có bề rộng 6 mm, vật liệu thép gió P18

6.6.Dung dịch trơn nguội:Khan

7.6.Chọn dung dịch trơn nguội: Emunxi

7.7.Chọn dụng cụ kiểm tra:

Thước cặp điện tử Mitutoyo 500-196-30 (0-150mm/0.01mm)

Chương 6 :XÁC ĐỊNH LƯỢNG DƯ GIA CÔNG VÀ KÍCH THƯỚC

TRUNG GIAN

1 Xác định lượng dư bằng phương pháp phân tích cho lỗ 5:

1.1 Quy trình công nghệ:

Bước 1: Tiện thô

Bước 2: Tiện tinh

1.2.Định vị: mâm cặp 3 chấu tự định tâm

1.3.Bảng kết quả tính toán lượng dư

Lượng

dư tính toán 2Zbmin(µm)

Kích thước tính toán (mm)

Dung sai δ (µm)

Kích thước giới hạn (mm)

Trị số giới hạn của lượng dư (µm)

Ra

(µm)

Ta (µm)

Ρa (µm)

εb (µm) 1.Phôi 500 1206 26,324 0,84 25,484 26,324

Theo bảng 3-65 tài liệu [3], ứng với vật liệu là gang, cấp chính xác là II, kích

thước lớn nhất đến 500 ta tra được Ta + Rza = 500 (µm)

Tiện thô và tiện tinh tra bảng 13 để xác định Rza (với gang Ta = 0) [2]

-Theo bảng 14 tài liệu [1] ta có phôi: ρa = ρd = +

Sai lệch do cong vênh: ρc = ∆

Trong đó: ∆ : độ cong giới hạn của phôi trên 1 mm chiều dài

B : chiều dài phôi

-Theo bảng 15[1] với d = 40 ta được ∆ = 2 µm/mm

1.4.4.Lượng dư nhỏ nhất Z bmin :

Công thức tính toán lượng dư: 2Zbmin = 2Rza + Ta + +

Với Rza: chiều cao nhấp nhô tế vi do bước công nghệ sát trước để lại

Ta : chiều sau lớp hư hỏng bề mặt do bước công nghệ sát trước để lại

εb : sai số gá đặt ở bước công nghệ đang thực hiện

- Tiện thô: 2Zb0min = 2(500+√1206 + 250 ) = 3463,28 (µm)

- Tiện tinh: 2Zb1min = 2(50+ 72,36 + 10 ) = 246,095 (µm)

1.4.5.Kích thước tính toán:

Ghi kích thước của chi tiết kích thước nhỏ nhất vào hàng cuối cùng còn các kích thước khác thì lấy kích thước ở nguyên công trước cộng với lượng dư tính toán nhỏ nhất Như vậy ta có:

- Tiện tinh : dt = 30,033 mm