Đồ án tốt nghiệp quy trình gia công chi tiết giá đỡ file CAD 2D + 3D kèm bản vẽ 4 đồ gá

LỜI NÓI ĐẦU

Ngành chế tạo máy đóng một vai trò quan trọng trong công cuộc công

nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nước hiện nay, với nhiệm vụ chính là thiếtkế, chế tạo những các thiết bị, phương tiện máy móc phục vụ cho sản xuất vàtrong sinh hoạt Để làm được điều này người kỹ sư cần có kiến thức đủ sâuvà rộng để có thể phân tích, đề xuất những phương án nhằm giải quyết tốtnhữnh vấn đề trong thiết kế cũng như chế tạo.

Nhằm giúp cho những sinh viên ngành cơ khí chế tao máy nói riêngcũng như các sinh viên các ngành kĩ thuật khác nói chung, bước đầu làmquen với những vấn đề trong thực tế sản xuất Đồ án công nghệ chế tạo máylà cơ hội để sinh viên phải nghiêm túc phát huy tối đa tính độc lập sáng tạođồng thời làm quen với cách sử dụng tài liệu, sổ tay, tiêu chuẩn trên cơ sởtổng hợp các kiến thức đã học để so sánh cân nhắc để giải quyết một vấn đềcông nghệ cụ thể.

Trong đồ án công nghệ chế tạo máy này, em được giao nhiệm vụ thiếtkế quy trình công nghệ chế tạo chi tiết càng Đây là một chi tiết có hìnhdạng khá phức tạp, có yêu cầu về độ chính xác khá cao Trong quá trìnhthực hiện đồ án, mặc dù đã cố gắng tìm tòi nghiên cứu tài liệu làm việc một

cách nghiêm túc và cũng được sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo NguyễnVăn Cường, tuy nhiên, do còn thiếu kinh nghiệm trong thực tế và kiến thức

còn hạn chế nên không thể tránh khỏi những thiếu sót.Vì vậy, em rất mongđược sự chỉ bảo của các thầy cô giáo và sự đóng góp ý kiến bạn bè để hoànthiện hơn đồ án cũng như vốn kiến thức của mình.

T.P HCM, ngày 15 tháng 08 năm 2017Sinh viên thực hiện

Chương I

PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG1.1 Công dụng.

Giá đỡ là bộ phận dùng để lắp vào thân trục và có thêm bạc đỡ trục Trong quá trình làm việc trục có chuyển động quay tương đối với bạc Công suất tổn hao để chống lại ma sát giữa trục và bạc làm cho vùng làm việc có nhiệt độ rất cao, ứng suất nhiệt sinh ra có thể làm cho bạc đỡ bị rạn nứt dẫn đến phá hỏng.

Mặt khác, trong quá trình làm việc có tải trọng dao động Tải trọng dao động này tác động lên mối lắp ghép giữa lỗ và bạc làm cho mối lắp ghép giữa lỗ và bạc bị phá hỏng, khiến cơ cấu không hoạt động được nữa.

Như vậy khi chế tạo chi tiết cần phải đảm bảo chất lượng của vật liệu gia công đồng đều và phải chịu được ứng suất nhiệt sinh ra Bề mặt lắp ghép giữa trục và bạc phải gia công đạt độ nhẵn bóng cao để khi lắp ráp lớp nhấp nhô bề mặt bị san phẳng nhỏ đảm bảo cho bạc không bị phá hỏng khi làm việc.

1.2 Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết.

Chi tiết có dạng hộp do đó ta có thể áp dụng qui trình công nghệ gia công chi tiết dạng hộp để gia công Bề mặt làm việc chủ yếu là mặt lỗ (yêu cầu độ kín khít).

Xét tính công nghệ của chi tiết dạng hộp ta có thể gia công được bằng nhiều phương pháp Trên các máy vạn năng, bán tự động, tự động ở đây với kết cấu của chi tiết đơn giản và dạng sản xuất loạt vừa ta tiến hành gia công trên các máy công cụ vạn năng kết hợp với đồ gá chuyên dùng.

- Các bề mặt đều được thoát dao khi gia công.

- Các lỗ của chi tiết có thể gia công đồng thời trên máy nhiều trục - Các bề mặt làm chuẩn đủ diện tích và cứng vững trong khi gia công - Với kết cấu và vật liệu chi tiết ta chọn phương pháp đúc.

- Xét về kết cấu vật liệu thống nhất, dễ kiếm, kích thước hợp lý, làm giảm giá thành.

1.3 Các yêu cầu kĩ thuật.

- Chi tiết có một số bề mặt yêu cầu độ bóng và độ chính xác khá cao, vì

vậy yêu cầu gia công đạt độ chính xác cao.

- Gối đỡ làm việc trong điều kiện chịu lực và chịu tải trọng khá lớn do

trục quay trên giá gây ra, các lực đó có thể là lực dọc trục, lực hướng tâm, trọng

lực của các chi tiết đặt trên nó, vì vậy chi tiết chế tạo cần đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật sau:

+ Độ cứng vững, chịu được tải trung bình ,chịu nén + Chịu ma sát và mài mòn hóa học

+ Kết cấu nhỏ gọn, dễ sử dụng

1.4 Vật liệu.

- Vật liệu chế tạo Giá đỡ là gang xám GX 15-32, là loại vật liệu hoàn toàn

phù hợp với các yêu cầu kỹ thuật đã nêu trên.GX15-32 có các đặc tính như sau:

+ Dễ gia công bằng phương pháp cắt gọt.

+ Ngoài ra gang xám còn có hàm lượng Cacbon cao và tồn tại ở dạng graphit nên nhiệt độ nóng chảy thấp,có tính chống mài mòn và rung động.

– Tính cơ học.

+ Giới hạn bền kéo: [σk]= 15 (KG/mm2).

+ Giới hạn bền uốn: [σu]= 32 (KG/mm2).

1.5 Tính công nghệ của chi tiết.

- Do đặc điểm làm vịệc của chi tiết thường là trong các chi tiết dạng hộp phần đáy và các lỗ lắp ráp cần được gia công đạt độ chính xác cao Do vậy , Giá đỡ yêu cầu các lỗ được chế tạo phải đạt độ bóng ∇ 8 ,độ nhám bề mặt lỗ Ra = 1,25µm, bề mặt lắp ráp với chi tiết khác như mặt đáy đạt độ nhám bề mặt Rz = 20, mặt lỗ lắp trục truyền Rz = 2,5 Các bề mặt còn lại không yêu cầu cao về độ bóng khoảng (∇ 3) và độ nhám bề mặt Rz = 20µm

- Độ không vuông góc giữa mặt lỗ Ø52 so với mặt đầu không vượt quá 0,05/100 mm

* Phân loại :

- Giá đỡ là chi tiết dạng hộp nên cần độ đồng tâm của các lỗ ghép trên một hàng lỗ, độ không song song hoặc vuông góc giữa các hàng lỗ

Chương II

ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT 2.1 Xác định dạng sản xuất :

Để xác định dạng sản xuất ta cần tính sản lượng thực tế hàng năm và khối lượng chi tiết cần gia công.

2.1.1 Tính sản lượng sản xuất thực tế hàng năm :

Với N0 = 10000 chiếc/năm : số sản phẩm một năm theo kế hoạch m = 1 chiếc : số lượng chi tiết như nhau trong một sản phẩm

α = (10÷20) % : số phần trăm dự trữ cho chi tiết dùng làm phụ

2.2 Tính khối lượng của chi tiết gia công :

Dựng chi tiết 3D bằng phần mềm Solidworks để tính khối lượng chính xác, ta có chi tiết sau khi vẽ 3D :

Nhập vào khối lượng riêng vật liệu, đối với gang xám ta có khối lượng riêng : 0.00719 g/mm3.

Ta có khối lượng chi tiết là : Q = 0,78kg.

Với sản lượng 11440 chi tiết/ năm, ta tra bảng

- 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:

2.3.2 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.

* Kết luận:

- Từ các phương pháp tạo phôi , ta nhận thấy phôi đúc là phù hợp với chi tiết đã cho nhất vì có nhiều ưu điểm hơn so với các phương pháp khác đặc biệt khi vật liệu chi tiết là Thép.

- Vậy ta chọn phương pháp để tạo ra chi tiết là dạng phôi đúc 2.3.3 Phương pháp chế tạo phôi:

- Trong đúc phôi có những phương pháp như sau: a Đúc trong khuôn cát mẫu gỗ:

- Chất lượng bề mặt vật đúc không cao, giá thành thấp, trang thiết bị đơn giản, thích hợp cho dạng sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ.

- Chất lượng vật đúc cao, độ nhám bề mặt đạt từ Rz40 Khuôn đúc sử dụng được nhiều lần Phương pháp này phù hợp với những dạng sản xuất từ loạt lớn tới hàng khối.

* Kết luận:

- Với những yêu cầu của chi tiết đã cho, tính kinh tế cũng như dạng sản xuất đã chọn ta sẽ chọn phương pháp chế tạo phôi là: “Đúc trong khuôn kim loại  ”

- Loại phôi này có cấp chính xác: - Độ nhám bề mặt: Rz40

+ Phôi đúc đạt cấp chính xác là: II 2.3.4 Tạo phôi – Thông số về phôi:

- Chi tiết Giá đỡ được chế tạp từ vật liệu là gang xám GX 15-32, chỉ có thể chế tạo phôi bằng phương pháp đúc, sau đó tiến hành gia công cơ để hoàn thành sản phẩm.

- Yêu cầu kỹ thuật của phôi đúc : + Độ nhám bề mặt phôi Rz = 80 μm

+ Không để biến thành gang xám biến trắng

+ Cơ tính vật liệu được đảm bảo, đạt giới hạn bền kéo tối thiểu là 15kg/mm2, giới hạn bền uốn tối thiểu là 32kg/mm2

- Với các yêu cầu như trên, ta chọn phương pháp đúc phôi trong khuôn cát, mẫu kim loại, làm khuôn bằng máy.Với khuôn đúc cấp chính xác 2, cấp chính xác kích thước IT5-IT6, độ nhám bề mặt Rz = 80 μm Phương pháp này cho độ chính xác và sản lượng cao, lượng dư gia công cắt gọt nhỏ, thích hợp với dạng sản xuất loạt vừa.

1 N?a khuôn trên

Chương III

THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIACÔNG CƠ

3.1 Thiết kế nguyên công công nghệ.

- Trong quá trình gia công cơ phôi thành sản phẩm, ta có nhiều phương pháp gia công khác nhau, để đạt được năng suất cao nhất, ta cần phải phương pháp gia công hợp lý nhất.Theo kết quả phân tích trên, ta thấy thuộc dạng sản xuất loạt vừa, với số lượng sản phẩm cần hoàn thành là 11440 chi tiết/năm Số lượng sản phẩm là khá lớn, vì vậy để có khả năng sản xuất đạt hiệu quả cao nhất, ta cần sử dụng kết hợp các loại máy vạn năng với các thiết bị đồ gá chuyên môn hóa.

3.1.1 Phân tích các đặc điểm yêu cầu kỹ thuật của các bề mặt gia công.

- Tiện thô và tinh mặt lỗ Ø47, Ø52 đạt Ra1.25, Tiện thô và bán tinh mặt trụ ngoài Ø61, mặt đầu, mặt bậc đạt Rz 20

- Tiện thô và bán tinh mặt lỗ Ø30, mặt đầu đạt Ra1.25, Rz20 - Khoan, khoét, doa 4 lỗ Ø8

- Phay mặt đầu đoạn trụ R13,5

3.1.3 Chọn trình tự gia công các bề mặt của phôi.

Trình tự gia công các bề mặt của phôi được đánh số như hình sau :

Gối Đỡ có thể được gia công theo trình tự sau: * PHƯƠNG ÁN I:

- Tiện thô và tinh mặt lỗ Ø47, Ø52 đạt Ra1.25, Tiện thô và bán tinh mặt trụ ngoài Ø61, mặt đầu, mặt bậc đạt Rz 20

- Tiện thô và bán tinh mặt lỗ Ø30, mặt đầu đạt Ra1.25, Rz20 - Khoan, khoét, doa 4 lỗ Ø8

- Phay mặt đầu đoạn trụ R13,5

- Khoan, khoét, doa 4 lỗ Ø8

- Tiện thô và bán tinh mặt lỗ Ø30, mặt đầu đạt Ra1.25, Rz20

- Phay mặt đầu đoạn trụ R13,5 - Khoan, taro lỗ M16

- Khoan lỗ xiên Ø6 - Kiểm tra.

Qua phân tích trên ta thấy phương án 2 chỉ sử dụng 1 chuẩn tinh chính là mặt đáy 1, không sử dụng lỗ 2 làm chuẩn tinh chính Đối với 1 chi tiết dạng hộp như gối đỡ thì việc lấy mặt đáy kết hợp với lỗ trên nó làm chuẩn tinh sẽ đảm bảo được chính xác kích thước, dung sai yêu cầu như bản vẽ, đảm bảo được kích thước lắp ráp từ tâm lỗ tới mặt đáy chi tiết Phương án 2 sử dụng chuẩn tinh chính là mặt lỗ 6,7 để gia công các mặt còn lại, vẫn đảm bảo được dung sai chi tiết nhưng quá trình gá đặt, gia công đồ gá là khó khăn Vì vậy ta chọn phương án 1 làm phương án gia công cho chi tiết này.

- Nguyên công 1 : Làm sạch phôi

- Nguyên công 2 : Tiện thô và tinh mặt lỗ Ø47, Ø52 đạt Ra1.25, Tiện thô và bán tinh mặt trụ ngoài Ø61, mặt đầu, mặt bậc đạt Rz 20

- Nguyên công 3 : Tiện thô và bán tinh mặt lỗ Ø30, mặt đầu đạt Ra1.25, Rz20

- Nguyên công 4 : Khoan, khoét, doa 4 lỗ Ø8 - Nguyên công 5 : Phay mặt đầu đoạn trụ R13,5 - Nguyên công 6 : Khoan, taro lỗ M16

- Nguyên công 7 : Khoan lỗ xiên Ø6 - Nguyên công 8 : Kiểm tra

3.2.1 Nguyên công 1 : Làm sạch phôi

1 Dụng cụ chuẩn bị - Cưa, đục, máy mài 2 Phương pháp tiến hành

- Dùng cưa cưa đứt đậu ngót, đậu hơi - Đục, máy mài để làm sạch cát, bavia

3.2.2 Nguyên công 2 : Tiện thô và tinh mặt lỗ Ø47, Ø52 đạt Ra1.25, Tiệnthô và bán tinh mặt trụ ngoài Ø61, mặt đầu, mặt bậc đạt Rz 20

- Chọn máy tiện T620, đặc tính kỹ thuật như sau : + Công suất động cơ : 10 kW

+ Số vòng quay trục chính : 44  1980 vòng/ phút + Lượng tiến dọc : 0,06  3,24 mm/vòng

+ Lượng tiến ngang : 0,04 2,45 mm/vòng

3 Chọn dao :

Chọn dao tiện hợp kim cứng BK8.

4 Tra lượng dư gia công :

Căn cứ vào phương pháp chế tạo phôi và các kích thước của phôi tra bảng ta có :

+ Kích thước lớn nhất của chi tiết : 89 mm + Kích thước danh nghĩa : 61mm

+ Vị trí bề mặt khi rót kim loại : dưới

Bước 1 : Tiện mặt đầu:

Bước thô: chiều sâu cắt: =2mm(theo bảng 5.65(2))

Lượng chạy dao vòng: S=0,4mm/vòng ; mặt đầu V=195 m/ph.

= = =196,8m/ph

Bước 2 : tiện mặt trụ Ø61 :

Bước thô: chiều sâu cắt: =2 mm(theo bảng 5.65(2)).

Lượng chạy dao vòng: S=0,4 mm/vòng ; tiện trong V=140 m/ph

Vậy

Tra theo máy thì =630v/ph Từ đó vận tốc cắt thực tế sẽ là:

Bước tinh: chiều sâu cắt: =0,5 mm; (theo bảng 5.65(2))

Lượng chạy dao vòng: S=0,25mm/vòng ; tiện trong V=177 m/ph.

Bước thô: chiều sâu cắt: =2 mm(theo bảng 5.65(2)).

Lượng chạy dao vòng: S=0,4 mm/vòng ; tiện trong V=140 m/ph

Vậy

Tra theo máy thì =630v/ph Từ đó vận tốc cắt thực tế sẽ là:

Bước tinh: chiều sâu cắt: =0,5 mm; (theo bảng 5.65(2))

Lượng chạy dao vòng: S=0,25mm/vòng ; tiện trong V=177 m/ph.

Bước thô: chiều sâu cắt: =2 mm(theo bảng 5.65(2)).

Lượng chạy dao vòng: S=0,4 mm/vòng ; tiện trong V=140 m/ph

Vậy

Tra theo máy thì =630v/ph Từ đó vận tốc cắt thực tế sẽ là:

= = =45,5m/ph

Bước tinh: chiều sâu cắt: =0,5 mm; (theo bảng 5.65(2))

Lượng chạy dao vòng: S=0,25mm/vòng ; tiện trong V=177 m/ph.

chiều sâu cắt: =2 mm(theo bảng 5.65(2))

Lượng chạy dao vòng: S=0,4mm/vòng ; mặt đầu V=195 m/ph.

- Chọn máy tiện T620, đặc tính kỹ thuật như sau : + Công suất động cơ : 10 kW

+ Số vòng quay trục chính : 44  1980 vòng/ phút + Lượng tiến dọc : 0,06  3,24 mm/vòng

+ Lượng tiến ngang : 0,04 2,45 mm/vòng

3 Chọn dao :

Chọn dao tiện hợp kim cứng BK8.

4 Tra lượng dư gia công :

Căn cứ vào phương pháp chế tạo phôi và các kích thước của phôi tra bảng 3.103

256 [ IV ] ta có :

+ Kích thước lớn nhất của chi tiết : 165 mm + Kích thước danh nghĩa : 92mm

+ Vị trí bề mặt khi rót kim loại : dưới => Do đó ta chọn lượng dư là z = 3 mm

Quá trình tiện được chia thành 2 bước như sau : - Tiện thô : t1 = 2mm

- Tiện tinh : t2 = 1mm

5 Tra chế độ cắt :Bước 1 : Tiện mặt đầu:

Bước thô: chiều sâu cắt: =2mm(theo bảng 5.65(2))

Lượng chạy dao vòng: S=0,4mm/vòng ; mặt đầu V=195 m/ph.

Bước 2 : tiện mặt lỗ Ø30 :

Bước thô: chiều sâu cắt: =2 mm(theo bảng 5.65(2)).

Lượng chạy dao vòng: S=0,4 mm/vòng ; tiện trong V=140 m/ph

Vậy

Tra theo máy thì =630v/ph Từ đó vận tốc cắt thực tế sẽ là:

Bước tinh: chiều sâu cắt: =0,5 mm; (theo bảng 5.65(2))

Lượng chạy dao vòng: S=0,25mm/vòng ; tiện trong V=177 m/ph.

- Dùng 1 chốt trụ ngắn để định vị mặt lỗ Ø27 , khống chế 2 bậc tự do.(1

bậc tịnh tiến theo Oy và 1 bậc quay quanh Oz).

- Dùng 1 chốt tì đầu chuẩn cầu để định vị mặt bên, khống chế 1 bậc tự do.

(tịnh tiến theo Ox).

- Kẹp chặt : lực kẹp có phương, chiều, điểm đặt như hình vẽ.

+ Công suất đông cơ chính : 4 kW + Khối lượng máy : 4100 kg

+ Kích thước phủ bì của máy : dài×rộng×cao = 2530×1000×3320 mm

3 Chọn dao :

- Tra bảng chọn mũi khoan ruột gà đuôi côn,bằng thép gió, kiểu II, có các thông số như sau :

+ Đường kính dao : D = 7,5 mm + Chiều dài dao : 150 mm

+ Chiều dài phần làm việc của dao : 69 mm

- Tra bảng chọn mũi khoét chuôi côn thép gió liền khối, có các thông số như sau :

+ Đường kính dao : D = 7,8 mm + Chiều dài dao : 160 mm

+ Chiều dài phần làm việc của dao : 80 mm

- Tra bảng chọn mũi doa chuôi côn thép gió liền khối, có các thông số như sau :

+ Đường kính dao : D = 8 mm + Chiều dài dao : 100 mm

+ Chiều dài phần làm việc của dao : 52 mm

4 Tra lượng dư :

6 Tính thời gian gia công :

Áp dụng công thức tính thời gian cơ bản khi khoan theo bảng : phút

Với L: chiều dài bề mặt gia công L = 27 mm L1: chiều dài ăn dao

Tổng thời gian gia công : T = 4.(0,278+0,075+0,19) = 2,172 phút

3.2.5 Nguyên công 5 : Phay mặt đầu đoạn trụ R13,5

- Dùng 1 phiến tì phẳng để định vị mặt phẳng đầu, khống chế 3 bậc tự do

(1 bậc tịnh tiến theo Oz, 2 bậc quay quanh Ox và Oy).

+ Cơng suất của động cơ chính : 4,5 kW

+ Cơng suất động cơ chạy dao : 1,7 kW

+ kích thước lm việc của bn my : 250×1000 mm + Khối lượng máy : 2100 kg

+ Kích thước phủ bì của máy : dài×rộng×cao = 2100×1940×1600mm

190 [ IV ] chọn lượng dư gia công đối với các phương pháp đúc : + Lượng dư 1 phía lấy từ (0,6÷1,2) đến (3,0÷6,4) → ta chọn lượng dư 1 phía cho chi tiết là 2mm

- Quá trình phay gia công với chiều sâu cắt t = 2mm