Thiết kế quy trình công nghệ gia công trục máy rung

Đại học kỹ thuật cơng nghiệp Thái Ngun GVHD: HỒNG VĂN QUYẾT NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN LỜI NÓI ĐẦU Sinh viên thực hiện: Vũ Xuân Toản Đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Ngun GVHD: HỒNG VĂN QUYẾT Trong cơng cơng nghiệp đại hố đất nước, nghành khí có vai trò quan trọng phát triển kinh tế quốc dân Trong nghành chế tạo máy đóng vai trò then chốt đảm bảo thiết kế, sản xuất chi tiết máy, trang thiết bị dụng cụ lao động, máy móc cơng cụ cho ngành kinh tế khác Để đáp ứng nhu cầu nghành kinh tế quốc dân, với phát triển Khoa học-Kĩ thuật ngày cao lĩnh vực khoa học cơng nghệ chế tạo máy cần phải đầu tư phát triển Mục tiêu cuối công nghệ chế tạo máy nhằm đạt chất lượng tốt, sản phẩm uy tín, độ tin cậy, xuất cao, giá thành hạ Do mà cán ngành kỹ thuật nói chung cơng nhân ngành kỹ thuật phải nhận thức đắn, hiểu biết sâu rộng Đặc biệt sinh viên với đồ án tốt nghiệp nội dung mà sinh viên đại học ngành kỹ thuật phải thực hoàn thành sau trường Đồ án tốt nghiệp nhằm tổng kết lại cách bản, toàn kiến thức trang bị cho sinh viên năm học, đồng thời giúp sinh viên ý thức công việc người cán kỹ thuật Có thể nói đồ án nói chung đồ án tốt nghiệp nói riêng, làm cho sinh viên vững kiến thức chuyên ngành trưởng thành nhiều việc áp dụng kiến thức học vào thực tế Với đồ án “Thiết kế quy trình cơng nghệ gia cơng trục máy rung” mà tiến hành mang lại cho nhiều điều bổ ích Nó giúp ơn lại kiến thức học như:  Công nghệ chế tạo máy  Máy dụng cụ  Cơ học vật liệu  Chi tiết máy  … Ngồi động lực để sinh viên phát huy tính sáng tạo cho Tạo điều kiện thuận lợi cho sinh viên vận dụng kiến thức học thực tế Những điều mà sinh viên học tập nhà trường bổ ích cho vươn lên Sinh viên thực hiện: Vũ Xuân Toản Đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên GVHD: HỒNG VĂN QUYẾT thân Cái sinh viên nhận thức khả suy nghĩ, biết phân tích vấn đề, tìm tòi biết vận dụng tiến khoa học kỹ thuật để phục vụ sống Với kiến thức nhiều khuyết thiếu, tài liệu tham khảo hạn chế, giúp đỡ tận tình thầy giáo hướng dẫn thầy giáo, cô giáo, bạn bè lỗ lực thân, tơi hồn thành đồ án tốt nghiệp chuyên ngành công nghệ chế tạo máy Việc làm đồ án tốt nghiệp q trình học tập mang tính tổng hợp, tơi mong thầy, giúp đỡ, đóng góp ý kiến để đồ án tơi hồn thiện Tôi xin chân thành cảm ơn Thầy giáo Thạc sĩ Hoàng Văn Quyết toàn thể thầy mơn tồn thể bạn giúp tơi hồn thành đồ án Sinh viên thực Vũ Xuân Toản Sinh viên thực hiện: Vũ Xuân Toản Đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên GVHD: HỒNG VĂN QUYẾT MỤC LỤC LỜI NĨI ĐẦU….………………… …………………………………………………… MỤC LỤC……………………… ……………………………………………………….4 PHẦN I: PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG………… ………………………………6 1.1 Đặc điểm, điều kiện làm việc nhận dạng chi tiết gia công…………… 1.2 Yêu cầu kỹ thuật phương pháp gia công tinh lần cuối…….…………….7 1.3 Biện pháp công nghệ để đạt yêu cầu kỹ thuật vị trí tương quan bề mặt quan trọng……………………………………….……8 1.4 Tính cơng nghệ kết cấu chi tiết gia công……….……………… PHẦN II: XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT…………………… …………………… 10 2.1 Khái niệm ý nghĩa dạng sản xuất………………….………………… 10 2.2 Xác định dạng sản xuất………………….……………………………… 10 2.2.1 Sản lượng khí……………………………………………………10 2.2.2 Khối lượng chi tiết gia công……………………………………… 11 2.2.3 Xác định dạng sản xuất…………………………………………… 12 PHẦN III: CHỌN PHÔI VÀ PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHƠI.……… ……………13 3.1 Cơ sở chọn phơi………………………………….……………………… 13 3.2 Chọn phôi phương pháp chế tạo phôi………………………….………14 PHẦN IV: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ GIA CƠNG CHI TIẾT…… … 16 4.1 Phân tích chọn chuẩn định vị…………………………………………….16 4.1.1 Chuẩn định vị gia công…………………………………………16 4.1.2 Chọn chuẩn tinh…………………………………………………….16 4.1.3 Chọn chuẩn thơ…………………………………………………… 19 4.2 Lập quy trình công nghệ.…………………………………………… …21 4.2.1 Chọn biện pháp công nghệ 21 4.2.2 Chọn phương pháp gia công 21 4.2.3 Thiết kế quy trình cơng nghệ 22 4.2.4 Trình tự gia công trục .22 SƠ ĐỒ GIA CƠNG TRỤC…………………………………………………………… 23 PHẦN V: TÍNH VÀ TRA LƯỢNG DƯ……………………………………… ………25 5.1 Khái niệm định nghĩa………….………………………………………25 5.2 Ý nghĩa………………………….…………………… …………………25 5.3 Lượng dư gia công bề mặt lại……… ………………… 26 Ngun cơng I…………………………………………………….…27 Nguyên công II………………………………………………………27 Nguyên công III…………………………………………………… 27 Nguyên công IV…………………………………………………… 27 Nguyên công V………………………………………………………27 Sinh viên thực hiện: Vũ Xuân Toản Đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Ngun GVHD: HỒNG VĂN QUYẾT Ngun cơng VI…………………………………………………… 28 Ngun công VII…………………………………………………….28 Nguyên công VIII……………………………………………………28 Nguyên công IX………… …………………………………………28 Nguyên công X….……… …………………………………………28 Nguyên công XI………… …………………………………………28 Nguyên công XII………… …………………………………………28 PHẦN VI: TRA CHẾ ĐỘ CẮT VÀ THỜI GIAN NGUYÊN CÔNG……… ……… 29 6.1 Cơ sở xác định chế độ cắt……………………………………………….29 6.2 Cách xác định chế độ cắt.……………………………………………….30 6.3 Tra chế độ cắt.……………….………………………………………….32 Nguyên công I………………………….…………………………….32 Nguyên công II………………………………………………………36 Nguyên công III…………………………………………………… 37 Nguyên công IV…………………………………………………… 39 Nguyên công V…… ……………………………………………….42 Nguyên công VI…………………………………………………… 48 Nguyên công VII…………………………………………………….55 Nguyên công VIII……………………………………………………56 Nguyên công IX…… ………………………………………………57 Nguyên công X….……… …………………………………………58 Nguyên công XI………… …………………………………………59 Nguyên công XII………… …………………………………………60 Phần VII: TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ ĐỒ GÁ……………… ……………….…… 61 7.1 Tổng quan đồ gá khí……………………………………………… 61 7.1.1 Vai trò đồ gá……………………………………………………61 7.1.2 Yêu cầu chung đồ gá gia cơng………………………………… 61 7.2 Tính tốn thiết kế đồ gá………………………………………………… 61 7.2.1 Phân tích sơ đồ gá đặt……………………………………………….61 7.2.2 Tính tốn lực kẹp chi tiết…………………………………………62 7.2.3 Xác định sai số chế tạo đồ gá……………………………………………64 TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………………………………….…66 Phần I PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CƠNG Sinh viên thực hiện: Vũ Xuân Toản Đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên 1.1 GVHD: HOÀNG VĂN QUYẾT Đặc điểm, điều kiện làm việc nhận dạng chi tiết gia cơng Hình 1.1 – Trục máy rung - Đặc điểm: Trục có dạng tròn xoay, phải gia cơng bề mặt trụ ngoài, mặt đầu, then lỗ ren +0.1 ±0.05 Trục gồm mặt trụ φ1500 lệch tâm so với đường tâm chung khoảng e = 18 Trên đầu trục có lỗ ren M12(25/30), đầu trục φ 75−0.04 gia công rãnh rãnh then Kích thước: đường kính φmax = 150 mm, chiều dài l = 1640 mm L 1640 = = 11 Tỷ số: D 150 >3.5 - Điều kiện làm việc: làm việc với tốc độ cao, chịu va đập => Từ đặc điểm xếp chi tiết gia công thuộc dạng trục - Vật liệu chế tạo chi tiết Thép 45 có : +Thành phần hóa học %( theo TCVN) sau: C Cr 0.42-0.49 St = Sm 200 = = 0,22 n 890 Theo máy chọn Sm = 200 mm/ph L + L1 T0 = St n i - Thời gian theo [1] : Trong : L - Chiều dài gia công L = 30 mm L1 - Lượng ăn tới L1 = t.cotgϕ + = 5,25cotg45° = 7,25 (mm) i - số lỗ phải khoan, i = ⇒ T0 = 30 + 7,25 = 0,4 0,22.890 (phút) Bước 2: Taro ren M12 tay Bảng chế độ cắt Nguyên công XI: Khoan – Taro Bước 3-UM P18 Máy Dao 0,9 5,1 t(mm) 80 S(mm/ph) 1,75 0,06 S(mm/vg Sinh viên thực hiện: Vũ Xuân Toản Bằng tay 1400 n(vg/ph) 0,4 T0(ph) 60 Đại học kỹ thuật cơng nghiệp Thái Ngun GVHD: HỒNG VĂN QUYẾT ) Ngun cơng XII: Tổng kiểm tra - Bao gói – nhập kho Sinh viên thực hiện: Vũ Xuân Toản 61 Đại học kỹ thuật cơng nghiệp Thái Ngun GVHD: HỒNG VĂN QUYẾT PHẦN VII: TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ ĐỒ GÁ 7.1 Tổng quan đồ gá khí 7.1.1 Vai trò đồ gá Đồ gá trang bị cơng nghệ cần thiết q trình gia cơng, kiểm tra lắp rắp Các loại đồ gá sử dụng đồ gá gia cơng chiếm 80 ÷ 90% Đồ gá góp phần đảm bảo tính chất lắp lẫn sản phẩm, nâng cao mức độ khí hóa tự động hóa q trình sản xuất khí Đồ gá gia cơng tạo điều kiện mở rộng khả làm việc máy công cụ; giảm thời gian phụ nhờ gá đặt phôi nhanh gọn; giảm thời gian máy gá đặt nhiều phơi gia cơng đồng thời; góp phần hạ giá thành sản phẩm; giảm chi phí sản xuất giảm nhẹ sức lao động công nhân gá đặt phôi 7.1.2 Yêu cầu chung đồ gá gia công Kết cấu đồ gá đơn giản, tận dụng kết cấu theo tiêu chuẩn để tạo điều kiện thuận lợi cho trình chế tạo Đảm bảo đủ cứng vững để chống lại lực tác dụng q trình gia cơng, góp phần nâng cao độ xác suất gia cơng Dễ sử dụng, thuận tiện an tồn cho người vận hành, góp phần giảm sức lao động cho người lao động => Như tính tốn thiết kế đồ gá gia công khâu quan trọng chuẩn bị sản xuất 7.2 Tính tốn thiết kế đồ gá Nguyên công VII : Phay rãnh then A 7.2.1 Phân tích sơ đồ gá đặt - Ngun cơng chi tiết sử dụng chuẩn bề mặt chi tiết Các bề mặt chuẩn có diện tích đủ lớn đảm bảo cho việc gá đặt nhanh, có độ cứng vững cao - Sơ đồ: + Sử dụng khối V ngắn chế tạo theo tiêu chuẩn để định vị bậc tự đảm bảo cứng vững gá đặt đơn giản + Sử dụng chốt tỳ chống xoay chi tiết để định vị gia cơng rãnh then hình dáng hình học + Mặt đáy F sử dụng phiến tỳ phẳng khống chế bậc tự Sinh viên thực hiện: Vũ Xuân Toản 62 Đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên GVHD: HOÀNG VĂN QUYẾT + Mặt bên A mặt C khống chế bậc tự lại Mặt A có điện tích lớn sử dụng chốt tỳ để khống chế bậc tự do, mặt C sử dụng chốt tỳ khống chế bậc tự + Phiến tỳ chốt chế tạo theo tiêu chuẩn lắp ghép thân đế đò gá vít bulơng + Để kẹp chặt chi tiết gia công sử dụng cấu kẹp tự lựa - Nguyên lý gá đặt chi tiết: + Chi tiết đặt lên bề mặt định vị đồ gá, điều chỉnh cho bề mặt chi tiết tiếp xúc với bề mặt định vị khối V chốt tỳ + Việc kẹp chi tiết thực má kẹp (1) (2) xiết đai ốc (3) cấu kẹp tự lựa, lực kẹp truyền qua đòn kẹp + Khi gia công xong ta xoay đai ốc (3) để đẩy kẹp má kẹp khỏi chi tiết 7.2.2 Tính tốn lực kẹp chi tiết - Tính lực kẹp phay: + Chi tiết định vị mặt khối v kẹp mỏ kẹp tự lựa: Sinh viên thực hiện: Vũ Xuân Toản 63 Đại học kỹ thuật cơng nghiệp Thái Ngun GVHD: HỒNG VĂN QUYẾT Trường hợp có xuất lực ma sát bổ sung mặt đầu ∅75 Nếu P/3 > f1Q, (trong f1 = 0,78 hệ số ma sát phơi dịc chuyển dọc khối V) lực kẹp Q xác định từ điều kiện sau: Q= KM − f R1P fR − f1 f R1 Trong đó: R – khoảng cách từ lực cắt tới tâm xoay, R = 37,5 mm f – hệ số ma sát chi tiết khối V, f = 0,78 f2 – ma sát mặt đầu ∅75 mặt đầu khối V, f2 = 0,78 R1 – Bán kính trung bình mặt tiếp xúc, R1 = 19,5 K - Hệ số an toàn, K = *Lực cắt P tính theo cơng thức: x P = y u C p t p S z p B p Z q D p n ωp K p , KG Theo Bảng 3.5_[6]: C p = 68,2; x p = 0,86; y p = 0,72; u p = 1; ω p = 0; q p = 0,86 Theo Bảng 12.1_[6]: np K p = Kmp σ  = ÷  75  ; Theo Bảng 13.1_[6]: n p = 0,75 K p = K mp p  σb   61  = ÷ = ÷  75   75  n 0,75 = 0,86 Thay vào công thức: x P = y u C p t p S z p B p Z q D p n ωp 68,2.90,86.0,120,72.221.4 K p = 0,86 = 520 N 220,86.5000 Mô men M: M = P.R = 520.37,5 = 19500 N.mm Từ đó, tính lực kẹp Q: Q= KM − f R1P 2.19500 − 0,78.19,5.520 = = 596 N fR − f1 f R1 3.0,78.37,5 − 3.0,78.0,78.19,5 Sinh viên thực hiện: Vũ Xuân Toản 64 Đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên GVHD: HOÀNG VĂN QUYẾT 7.2.3 Xác định sai số chế tạo đồ gá Sai số chế tạo đồ gá ảnh hưởng đến sai số kích thước gia cơng, phần lớn ảnh hưởng đến sai số vị trí tương quan bề mặt gia công bề mặt chuẩn Sai số gá đặt tính theo cơng thức: ε = gd ε dg ε +ε +ε ε = 2 c k dg ct + ε m + ε dc 2 ε gd = ε c + ε k + ε ct + ε m + ε dc ε ε ct = 2 gd 2 2 − (ε k + ε c + ε m + ε dc ) 2 2 Trong đó: ε +ε +ε +ε +ε +ε +ε + gd - sai số gá đặt c - sai số chuẩn k - sai số kẹp chặt dg - sai số đồ gá ct - sai số chế tạo đồ gá m - sai số mòn đồ gá dc - sai số điều chỉnh đồ gá ε a Sai số chuẩn c Sai số chuẩn chọn chuẩn sử dụng chuẩn sinh tính theo công thức: ε =∆ c cosθ ± ∆ ktc.cos β mdv Vậy ta tính ε c , đó: = ε b Sai số kẹp chặt k Sai số kẹp chặt gây Do phương lực kẹp vng góc với phương kích ε =0 c Sai số mòn đồ gá ε thước thực => k m Sinh viên thực hiện: Vũ Xuân Toản 65 Đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên GVHD: HOÀNG VĂN QUYẾT ε Sai số mòn đồ gá xác định theo cơng thức: Với: m =β N , β - hệ số phụ thuộc vào kết cấu đồ định vị, β = 0,2- 0,4, lấy β = 0,2 N- số lượng chi tiết gia công đồ gá N = 1(chi tiết) Vậy : ε m = β N = 0,2 ≈ 0,2( µ m) ε d Sai số điều chỉnh đồ gá dc Là sai số sinh trình lắp ráp điều chỉnh đồ gá Sai số điều chỉnh phụ thuộc vào khả điều chỉnh dụng cụ dùng để điều chỉnh lắp ráp Theo lời khuyên lấy ε dc = – 10 ( µ m) Chọn ε dc = 10 ( µ m) ε e Sai số gá đặt gd Khi tính tốn lấy giá trị sai số gá đặt cho phép: ε  = T  gd  , đó: T- dung sai ngun cơng, T = 0,1 (mm)= 100 ( µ m) ε  = T 100  gd  = ≈ 33,3 ( µ m) Vậy ε  f Sai số chế tạo cho phép đồ gá  ct  Sai số xác định thiết kế đồ gá: [ε ct ] = ε gd − (ε k + ε c + ε m + ε dc ) 2 2 = 33,33 2 − (0,2 + 10 ) Sinh viên thực hiện: Vũ Xuân Toản = 31,8 ( µ m) 66 Đại học kỹ thuật cơng nghiệp Thái Ngun GVHD: HỒNG VĂN QUYẾT Tài liệu tham khảo [1] GS TS Nguyễn Đác Lộc – Lưu Văn Nhang: Hướng dẫn thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy - NXB Khoa học kỹ thuật – 2009 [2] GS TS Trần Văn Địch: Hướng dẫn thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy - NXB Khoa học kỹ thuật – 2007 [3] GS TS Nguyễn Đắc Lộc – PGS TS Lê Văn Tiến – PGS TS Ninh Đức Tốn – PGS TS Trần Xuân Việt: Sổ tay Công nghệ chế tạo máy - tập I – NXB Khoa học kỹ thuật – 2007 [4] GS TS Nguyễn Đắc Lộc – PGS TS Lê Văn Tiến – PGS TS Ninh Đức Tốn – PGS TS Trần Xuân Việt: Sổ tay Công nghệ chế tạo máy - tập II – NXB Khoa học kỹ thuật – 2007 [5] PGS TS Trần Văn Địch: Sổ tay & Atlas đồ gá - NXB Khoa học kỹ thuật – 2000 [6] Nguyễn Ngọc Đào – Trần Thế San – Hồ Viết Bình: Chế độ cắt gia cơng khí - NXB Đà Nẵng – 2002 [7] PGS TS Ninh Đức Tốn – GVC Nguyễn Thị Xn Bảy: Gíao trình dung sai lắp ghép kỹ thuật đo lường - NXB Gíao dục [8] Trịnh Khắc Nghiêm: Hướng dẫn đồ án môn học nguyên lý dụng cụ cắt – Thái Nguyên – 2002 [9] PGS TS Trần Minh Đức – ThS Hoàng Văn Quyết: Bài giảng môn học công nghệ chế tạo máy [10] PGS TS Trần Minh Đức – ThS Hoàng Văn Quyết: Bài giảng môn học công nghệ chế tạo máy Sinh viên thực hiện: Vũ Xuân Toản 67 ... chọn phương pháp gia công tiện tinh mỏng - Đoạn trục để đạt độ xác k6 chọn phương pháp gia công mài tinh - Phay rãnh then gia công máy phay 4.2.3 Thiết kế quy trình cơng nghệ: Thiết kế ngun cơng... Lập quy trình cơng nghệ. …………………………………………… …21 4.2.1 Chọn biện pháp công nghệ 21 4.2.2 Chọn phương pháp gia công 21 4.2.3 Thiết kế quy trình cơng nghệ 22 4.2.4 Trình tự gia. .. thực tế Với đồ án Thiết kế quy trình cơng nghệ gia công trục máy rung mà tiến hành mang lại cho tơi nhiều điều bổ ích Nó giúp ôn lại kiến thức học như:  Công nghệ chế tạo máy  Máy dụng cụ  Cơ