Trong chương trình đào tạo kỹ sư cơ khí tại trường đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Đà Nẵng, sinh viên được trang bị rất nhiều kiến thức cơ sở của ngành Công nghệ chế tạo máy. Nhằm mục đích cụ thể hóa và thực tế hóa những kiến thức mà sinh viên được trang bị, đồ án công nghệ chế tạo máy giúp sinh viên làm quen với cách sử dụng tài liệu, sổ tay công nghệ, các tiêu chuẩn… và có khả năng vận dụng kiến thức lý thuyết vào thực tế sản xuất. Mặt khác khi thiết kế đồ án, sinh viên sẽ có dịp phát huy tối đa tính độc lập sáng tạo, những ý tưởng mới lạ để giải quyết một vấn đề công nghệ cụ thể.Trong chương trình đào tạo kỹ sư cơ khí tại trường đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Đà Nẵng, sinh viên được trang bị rất nhiều kiến thức cơ sở của ngành Công nghệ chế tạo máy. Nhằm mục đích cụ thể hóa và thực tế hóa những kiến thức mà sinh viên được trang bị, đồ án công nghệ chế tạo máy giúp sinh viên làm quen với cách sử dụng tài liệu, sổ tay công nghệ, các tiêu chuẩn… và có khả năng vận dụng kiến thức lý thuyết vào thực tế sản xuất. Mặt khác khi thiết kế đồ án, sinh viên sẽ có dịp phát huy tối đa tính độc lập sáng tạo, những ý tưởng mới lạ để giải quyết một vấn đề công nghệ cụ thể.
Trang 1LỜI NÓI ĐẦU
Trong những năm gần đây, chúng ta đã chứng kiến sự phát triển mạnh mẽcủa các ngành công nghiệp mới dựa trên nền tảng của các ngành khoa học cơ
sở, một trong những ngành đó chính là ngành cơ khí Là một ngành đã ra đời từlâu với nhiệm vụ thiết kế và chế tạo máy móc phục vụ cho các ngành côngnghiệp khác, do vậy ngành đòi hỏi kỹ sư và cán bộ ngành phải tích lũy đầy đủ,không ngừng nâng cao vốn kiến thức của mình, và quan trọng nhất là phải biếtvận dụng những kiến thức đó để giải quyết những vấn đề cụ thể thường gặptrong quá trình sản xuất thực tiễn
Trong chương trình đào tạo kỹ sư cơ khí tại trường đại học Sư Phạm KỹThuật Đà Nẵng, sinh viên được trang bị rất nhiều kiến thức cơ sở của ngànhCông nghệ chế tạo máy Nhằm mục đích cụ thể hóa và thực tế hóa những kiếnthức mà sinh viên được trang bị, đồ án công nghệ chế tạo máy giúp sinh viênlàm quen với cách sử dụng tài liệu, sổ tay công nghệ, các tiêu chuẩn… và cókhả năng vận dụng kiến thức lý thuyết vào thực tế sản xuất Mặt khác khi thiết
kế đồ án, sinh viên sẽ có dịp phát huy tối đa tính độc lập sáng tạo, những ýtưởng mới lạ để giải quyết một vấn đề công nghệ cụ thể Do tính quan trọng của
đồ án mà môn học này bắt buộc với sinh viên chuyên ngành cơ khí và một sốnghành có liên quan.Qua một thời gian tìm hiểu với sự hướng dẫn chỉ bảo nhiệt
tình của Thầy Huỳnh văn Sanh, em đã hoàn thành đồ án môn học Công nghệ chế tạo máy với đề tài: “Thiết lập quy trình công nghệ chế tạo chi tiết dạng Trục” Với kiến thức được trang bị và quá trình tìm hiểu các tài liệu có liên
quan và cả trong thực tế, em đã cố gắng hoàn thành theo yêu cầu, tuy nhiênkhông tránh khỏi những sai sót ngoài ý muốn do thiếu kinh nghiệm Nên em rấtmong được sự chỉ bảo của thấy cô và sự đóng góp của bạn bè để hoàn thiện hơn
đồ án của mình
Em xin chân thành cảm ơn!
Đà Nẵng,Ngày 15 Tháng 04 năm 2020
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Văn Tài
Đinh Hoàng Anh
Trang 2
PHẦN I : PHÂN TÍCH ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC
VÀ YÊU CẦU CỦA SẢN PHẨM
1 Phân tích chi tiết gia công
1.1 Công dụng của chi tiết:
• Để các chi tiết máy như: lắp mũi khoan, lắp buli
• Để truyền momen xoắn
• Để đỡ chi tiết máy đồng thời truyền mô men xoắn
1.2 Điều kiện làm việc:
Chi tiết trục làm việc trong điều kiện chịu mài mòn cao, trục có nhiệm vụnâng đỡ chi tiết máy như bánh răng đĩa xích… Nên có độ bền và độ cứngcao
1.3 Yêu cầu kỹ thuật:
1.4 Vật liệu chi tiết:
Chi tiết “trục” được làm bằng thép C45 đây là một loại thép cacbon.Kết cấu
Có chất lượng tốt độ cứng vừa phải, sử dụng làm chi tiết trục là phù hợp
S0.045
P 0.045
Ni0.30
Cr0.30 Thép C45 có HB=197, giới hạn bền b=610kG/mm2 Loại thépnày phù hợp với công dụng của trục dùng để lắp ghép
1.5 Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết:
Tính công nghệ của một sản phẩm hay một chi tiết là đảm bảo những yêucầu và chức năng của chi tiết hay sản phẩm đó mà tốn ít nhiên liêu nhất,hợp lí hóa kết cấu của chi tiết dể tháo lắp, tận dụng được thời gian gia công
và thời gian lắp ráp, tiết kiệm được vật liệu trong suốt quá trình gia công Sử
Trang 3dụng các phương pháp gia công tiên tiến nhất nâng cao chất lượng và hạ giáthành sản phẩm.
Từ bản vẽ chi tiết ta thấy:
- Các bề mặt trục có khả năng gia công bằng các dao tiện thông thường
- Đường kính các cỗ trục giảm dần về hai phía
- Kết cấu của trục không đối xứng vì vậy không thể gia công trên máy chéphình thủy lực
- Ta có l/d=450/50<10 nên trục đủ độ cứng vững
- Khi gia công chúng ta phải gia công hai lỗ tâm hai đầu làm chuẩn định vị
- Không thể thay thế trục bậc bằng trục trơn được vì chúng ta phải có nhữngbậc để lắp ổ lăn hay lắp trục với các bộ phận khác của máy
- Trục bắt buộc phải gia công trước khi mài khả năng bị biến dạng khi nhiệtluyện là có nhưng vẫn có thể chấp nhận được
Trang 4PHẦN II: ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT.
Trong ngành chế tạo máy người ta phân biệt ra làm 3 dạng sản xuất:
- Sản xuất đơn chiếc
- Sản xuất hàng loạt
- Sản xuất hàng khối
Mục đích của chương này là xác định được dạng sản xuất cho chi tiết(đơnchiếc hàng loạt và hàng khối) để từ đó xác định tính công nghệ gia côngchi tiết một cách có hiệu quả và kinh tế nhất
m : Số lượng chi tiết trong một sản phẩm chế tạo (m=1)
: số chi tiết được chế tạo thêm để dự trữ do sai hỏng khi tạo phôi
2.2 Tính khối lượng chi tiết và chọn dạng sản xuất
Ta có khối lượng của chi tiết được tính theo công thức:
Q1 = V (kg)
Trang 5Trong đó:
- Q1: là khối lượng của chi tiết (kg)
-: là khối lượng riêng của vật liệu (kg/dm3).=7,852 (kg/dm3)
- V: là thể tích của chi tiết (dm3)
Để tính thể tính ta chia chi tiết ra làm nhiều khối khác nhau:như hình vẽ
Ta có thể tích của chi tiết là: V =.2.l
PHẦN III :LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO
PHÔI VÀ TÍNH TOÁN LƯỢNG DƯ
3.1 Phương pháp chế tạo phôi:
Trang 6Trong ngành chế tạo máy thì tùy theo dạng sản xuất mà chi phí về phôiliệu chiếm từ 30-60% tổng chi phí Chế tạo phôi hợp lí sẽ đưa ra hiệu quảkinh tế cao Việc xác định phương án chế tạo phôi dựa trên các cơ sở sau:
- Kết cấu, hình dáng của chi tiết
- Vật liệu và đặc tính làm việc của chi tiết
- Sản lượng hàng năm của chi tiết
- Hoàn cảnh và khả năng cụ thể của xí nghiệp
- Khả năng đạt được độ chính xác và yêu cầu kỹ thuật của phương án tạophôi
Loại phôi được xác định theo kết cấu của chi tiết, loại vật liệu điều kiện sảnxuất cụ thể của xí nghiệp Chon phôi tức là chọn phương án chế tạo phôi,xác định lượng dư, kích thước và dung sai của phôi Nhưng khi chon phảichú ý sao cho hình dáng của phôi gần giống với hình dáng của chi tiết Cónhiều phương án tạo phôi như sau:
3.1.1 Phôi cán:
Cho cơ tính tốt, bề mặt đồng đều,thép cán có hình dạng, kích thước, tiết diệnngang và chiều dài theo tiêu chuẩn độ chính xác cao và thành phần hóa họctương
đối ổn định
Sử dụng phôi cắt từ thép cán cho hệ số sử dụng vật liệu thấp, do đóthường chỉ dùng trong sản xuất đơn chiế Đối với các bề mặt gia côngbằng phương pháp tiện lượng dư gia công được chọn theo phương pháp chế tạo phôi Tra bản 3/195[1] ta có : lượng dư gia công cho bề mặt là 2mm, dung sai là:
Từ đó ta thấy rằng chon phôi dập nóng là tốt nhất vì phôi này đảm bảo được những tiêu chuẩn như: hình dáng phôi gần với chi tiết gia công, lượng dư hợp lý có thể sản xuất phôi hàng loạt vừa.
t hoặc dùng trong sản xuất hàng loạt với điều hình dạng, kích thước, tiếtdiện ngang của phôi gần giống với tiết diện ngang của chi tiết
3.1.2 Phôi đúc
- Phương pháp đúc trong khuôn cát
Trang 7+ Đúc được các loại vật liệu kim loại khác nhau, có khối lượng từ vài hụcgam tới vài chục tấn Đúc được các chi tiết có hình dạng phức tạp mà cácphương pháp khác khó hoặc không thể gia công được Tính chất sản xuấtlinh hoạt, thích hợp với các dạng sản xuất Đầu tư ban đầu thấp, dể cơ khíhóa và tự động hóa.
+ Nhưng độ chính xác không cao lượng dư gia công lớn, thường có rỗ khírỗ xỉ chất lượng bề mặt thấp
- Phương pháp đúc trong khuôn kim loại
+ Độ chính xác về hình dáng và kích thước cao, chất lượng bề mặt tốt dể
cơ khí hóa và tự động hóa, năng suất sao
+ Khối lượng vật đúc hạn chế, khó chế tạo vật đúc có hình dáng phức tạp
và có thành mỏng
3.1.3 Phôi dập:
- Cơ tính của vật liệu được cải thiện, độ chính xác về hình dáng, kíchthước,chất lượng bề mặt phôi cao Do đó, giảm được thơi gian gia công
- Rút ngắn được các bước của quá trình công nghệ
- Dể cơ khí hóa và tự động hóa năng suất cao
* Như vậy, với 3 phương pháp chế tạo phôi ở trên, ta thấy; phương phápchế tạo phôi bằng phương pháp dập nóng là tốt nhất và tối ưu nhất Bởi vì,Nếu đúc: + Trong khuôn cát thì chất lượng phôi kém
+Trong khuôn kim loại thì phải chế tạo khuôn
Nếu cán: Thì lượng phoi hớt đi lớn Khi sử dụng phôi dập có lượng dư nhỏnên hiệu quả kinh tế cao hơn Phương pháp dập nóng là hợp lí nhất
Trang 83.2 Phân tích lượng dư.
Việc tính toán lượng dư gia công cho chi tiết là công việc quan trọng và cầnthiết làm cơ sở sau này cho công việc chế tạo phôi, nếu xác định lượng dư giacông không hợp lý sẽ gây ảnh hưởng cho công việc sau này, ảnh hưởng tớikinh tế cho nhiều mặt, là cơ sở tính toán cho chế độ cắt
+ Nếu lượng dư quá lớn thì sẽ tốn nguyên vật liệu, phải qua nhiều lần cắt gọt, ảnh hưởng tới dụng cụ cắt, độ rung động trong quá trình gia công và đồ gá, ảnh hướng đến chi tiết và hiệu quả không cao.
+ Nếu lượng dư gia công mà quá nhỏ thì sẽ không đủ để hớt đi các sai lệch hình dáng hình học của chi tiết, chi tiết sẽ trở thành phế phẩm và bị hỏng.
Do vậy việc xác định lượng dư hợp lý là rất quan trọng vì nó ảnh hưởng đến những sai lệch và yêu cầu cho các chi tiết.
+ Nếu lượng dư quá lớn thì sẽ tốn nguyên vật liệu, phải qua nhiều lần cắtgọt, ảnh hưởng tới dụng cụ cắt, độ rung động trong quá trình gia công và đồ
gá, ảnh hướng đến chi tiết và hiệu quả không cao
+ Nếu lượng dư gia công mà quá nhỏ thì sẽ không đủ để hớt đi các sai lệchhình dáng hình học của chi tiết, chi tiết sẽ trở thành phế phẩm và bị hỏng
Trang 9Do vậy việc xác định lượng dư hợp lý là rất quan trọng vì nó ảnh hưởng đếnnhững sai lệch và yêu cầu cho các chi tiết.
Đối với các bề mặt gia công bằng phương pháp tiện lượng dư gia côngđược chọn theo phương pháp chế tạo phôi Tra bản 3/195[1] ta có :lượng dư gia công cho bề mặt là 2.5mm, dung sai là:
Từ đó ta thấy rằng chon phôi dập nóng là tốt nhất vì phôi nàyđảm bảo được những tiêu chuẩn như: hình dáng phôi gần với chi tiếtgia công, lượng dư hợp lý có thể sản xuất phôi hàng loạt vừa
3.2.1.1 Sai lệch về vị trí không gian của phôi được xác định theo công thức:
Trong đó : độ lệch của khuôn dập ( phôi trong khuôn bị lệch )so với tâmdanh nghĩa của phôi là 1mm
- độ cong vênh của phôi thô.=.= 0.05 mm
- là độ cong đơn vị trên 1 mm chiều dài, lc là chiều dài mặt gia công( lc=50mm)
- sai lệch do tạo lỗ tâm, được tính theo công thức sau: =
- dung sai của đường kính mặt chuẩn phôi dùng để gia công lỗ tâm, mm 25 – sai số do điều chỉnh máy khi khoan lỗ tâm
Trang 102=2()Như vậy ta có:
- Tiện thô: 2=2(150+250+1617) = 4034 m
- Tiện tinh: 2 = 2(50+50+97) = 394 m
- Mài thô: 2 = 2(30+30+65) = 250 m
- Mài tinh: 2 = 2(10+20+32) = 124 m
3.2.1.3 Cột kích thước tính toán được xác định như sau:
Ghi kích thước của chi tiết (kích thước nhỏ nhất theo bản vẽ) vào ô cuốicùng Các kích thước khác hình thành bằng cách lấy kích thước tính toáncủa bước ngay sau nó cộng với lượng dư tính toán nhỏ nhất Như vậy ta có:
+ Dung sai phôi =2500 m
+ Dung sai sau bước tiện thô:=250 m
+ Dung sai sau bước tiện tinh:=100 m
+ Dung sai sau bước mài thô:=25 m
+ Dung sai sau bước mài tinh:=15 m
3.2.1.5 Xác định kích thước giới hạn lớn nhất bằng cách công kích thước giới hạn nhỏ nhất với dung sai :
- 3.2.1.6 Xác định lượng dư giới hạn :
- - hiệu các kích thước giới hạn lớn nhất
- - hiệu các kích thước giới hạn nhỏ nhất
Trang 11- Kết quả kiểm tra tính toán: - =7295 – 4810 = 2500 – 15.
- Kết quả được ghi vào bảng tính lượng dư của trục như sau:
Kích thước tính toán (mm)
Dung sai (
Kích thước giới hạn, mm
Lượng dư giới hạn, m
Phôi 150 250 1617 0 - 25,805 2500 29,81 32,31 - Tiện
-thô 50 50 97 0 4040 25,765 250 25,77 26,02
4040 6290
Tiện
tinh 30 30 65 0 394 25,371 100 25,38 25,48 390 540Mài
thô 10 20 32 0 250 25,121 25 25,12 25,145 260 335Mài
tinh 5 15 - 0 124 24,997 15 25 25,015 120 130
3.2.2 Tra lượng dư cho các mặt còn lại:
- Tra lượng dư cho chiều dài 410 : tra bảng 3-125 (sổ tay CNCTM)
Lượng dư cho việc tiện mặt đầu: 2a= 1,2 mm
- Tra lượng dư cho bề mặt : Tra bảng 3-120(sổ tay CNCTM)
Lượng dư tiện tinh sau khi tiện thô: 2a= 1,2 mm
Trang 12- Tra lượng dư cho bề mặt : Lượng dư : 2a= 1,2 mm.
- Tra lượng dư cho bề mặt : Lượng dư :2a =1,2 mm
PHẦN IV: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CƠ
4.1 Chọn chuẩn định vị khi gia công:
* Yêu cầu chọn chuẩn : chọn chuẩn là công việc rất quan trong trong suốt quá
trình thuyết kế, nên phải thỏa mãn các yêu cầu sau:
- Chọn chuẩn sau cho đảm bảo chất lượng gia công
- Chọn chuẩn sao cho năng suất cao, giá thành hạ
* Nguyên tắc chọn chuẩn:
- Chọn chuẩn phải tuân theo nguyên tắc 6 điểm khi định vị phải không chế hết
số bậc tự do cần thiết một cách hợp lý nhất Tránh các hiện tượng thiếu và siêuđịnh vị trong một số trường hợp siêu định vị một cách không cần thiết
- Chọn chuẩn sao cho lực cắt, lực kẹp không làm chi tiết đồ gá biến dạng congvênh đồng thời lực kẹp phải nhỏ để giảm sức lao động cho công nhân
- Chọn chuẩn sao cho kết cấu đồ gá đơn giản, gọn nhẹ và sử dụng thuận lợithích hợp với từng loại sản xuất
* Chọn chuẩn tinh:
Trang 13- Cố gắn chọn chuẩn tinh là chuẩn tinh chính.
- Cố gắn chọn chuẩn tinh sao cho có tính trùng chuẩn càng cao càng tốt
Như vậy sẽ đảm bảo cho sai số gá đặt nhỏ nhất
- Cố gắng chọn chuẩn tinh là chuẩn tinh thống nhất cho một hay nhiều lần gáđặt trong toàn bộ quá trình gá đặt gia công chi tiết Như vậy giảm bớt được sai
số do thay đổi chuẩn và gá đặt , giảm bớt được số chủng loại đồ gá
+ Phương án chọn chuẩn tinh: Chọn chuẩn tinh là 2 lỗ tâm khống chế 5 bậc
tự do một bậc tự do quay quanh trục của chi tiết không cần khống chế
Ưu điểm :
- Có thể gia công trong nhiều lần gá đặt Có thể gia công hầu hết các bề mặtchi tiết đảm bảo độ chính xác về vị trí tương quan giữa các bề mặt trụ với mặtđầu và giữa các bề mặt trụ
- Tính trùng chuẩn cao Việc thực hiện gá đặt diển ra nhanh chóng và có thểdùng trong kiểm tra và sữa chửa
- Không có sai số đường kính vì chuẩn định vị trùng với chuẩn đo lường làđường tâm quay
Nhược điểm: Độ cứng vững kém khi cắt ở tốc độ cao gây rung động ảnhhưởng tới độ chính xác gia công do đó chịu lực và nhiệt lớn nên mũi tâm chóngmòn
* Chọn chuẩn thô:
+ Yêu cầu về chọn chuẩn thô:
Trang 14- Đảm bảo độ chính xác về vị trí tương quan giữa các bề mặt gia công với các
bề mặt không gia công
- Phân bố đều lượng dư cho các bề mặt sẽ gia công
+ Nguyên tắc: Theo một phương kích thước nhất định nếu trên chi tiết gia
công có một bề mặt không gia công thì nên chọn bề mặt đó làm chuẩn thô
+ Phương án chọn chuẩn thô : là 2 bề mặt trụ ngoài định vị trên 2 khối V
ngắn khống chế 4 bậc tự do, kết hợp với vai trục khống chế 1 bậc tự do
4.2 Trình tự các nguyên công, phương pháp gia công Chọn máy, dao, trang bị công nghệ cho mỗi nguyên công:
- Khi xác định thứ tự các nguyên công cần chú ý các nguyên tắc sau:
+Nguyên công bước sau phải giảm được sai số và tăng được độ bóng
của nguyên công trước để lại
+Trước hết phải hớt hết lớp gia công những bề mặt dùng làm chuẩn cho
các nguyên công sau
+Tiếp theo gia công những bề mặt có lượng dư lớn nhất để cố định khả
năng phát hiện những biến dạng của chi tiết
+Những nguyên công có khả năng gây khuyết tật bên trong, gây biến
dạng thì nên gia công đầu tiên
+Các bề mặt còn lại nên gia công theo trình tự sau: bề mặt càng chính
xác thì càng được gia công sau
4.2.1 Lập thứ tự các nguyên công, các bước (vẽ sơ đồ gá đặt, ký hiệu định
vị, kẹp chặt, chọn máy, chọn dao, vẽ chiều chuyển động của dao, của chi
tiết):
*Lập sơ bộ các nguyên công:
Nguyên công 1: Khỏa mặt đầu và khoan hai lỗ tâm
Nguyên công 2: Tiện thô, bán tinh, tinh phần bên phải 25,30,,vạt
cạnh
Nguyên công 3: Tiện thô, bán tinh, tinh phần bên trái 30,vạt cạnh
Nguyên công 4: Phay rãnh then ở giữa trục,phay rãnh then bên
phải trục
Nguyên công 5: Mài các cổ trục
Nguyên công 6: Kiểm tra
*Thiết kế nguyên công:
Trang 15Nguyên công 1: Khỏa mặt dầu, khoan lỗ tâm
+ Đường kính chi tiết gia công : 25…125(mm)
+ Chiều dài chi tiết gia công: 200…500(mm)
+ Giới hạn số vòng quay của dao: 125…712 vòng/p
+ Công suất động cơ phay- khoan: 7.5-2.2 kw
- Trình tự các bước nguyên công:
Bước 1: Khỏa mặt đầu
Bước 2: Khoan lỗ tâm
Bước 3: Vát mép
Nguyên công 2: tiện thô, tiện tinh mặt 25, 30 và vát mét 2x450