Đồ án tốt nghiệp: Dụng cụ cắt kim loại

Trong công cuộc xây dựng và phát triển đất nước ta hiện nay, để tiến hành công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước thì cần phảI có một nền công nghiệp hùng mạnh. Ngành Cơ khí chế tạo máy đóng một vai trò hết sức quan trọng, bởi nó thúc đẩy nền kinh tế quốc dân phát triển. Đảng ta coi việc xây dựng một hệ thống công nghiệp hiện đạI là nhiệm vụ trọng tâm trong suốt thời kỳ quá độ đI lên CNXH. Trình độ khoa học kỹ thuật của một nước trước hết được xác định bởi sự phát triển của ngành cơ khí chế tạo máy đó là ngành chủ dạo của nền công nghiệp. Ngành cơ khí chế tạo máy giữ một vai trò quan trọng vì nó tạo ra các chi tiết máy, bộ phận và các máy để phục vụ cho cuộc sống con người. Xã hội ngày càng phát triển thì đòi hỏi máy móc – công cụ càng phải hiện đại và chính xác cao. Trong thời gian học tập tại trường, mỗi sinh viên ngành cơ khí chế tạo máy được trang bị những kiến thức cơ bản về thiết kế dụng cụ cắt kim loại. Sau ….năm học tập tại trường em được giao đề tài tốt nghiệp : ….. của thầy giáo Nguyễn Quốc Tuấn và các thầy cô giáo trong Bộ môn “ Nguyên lý – dụng cụ cắt kim loại ”. Sau….tháng làm việc nghiêm túc dưới sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo hướng dẫn Nguyễn Quốc Tuấn cùng các thầy cô giáo trong bộ môn và sự giúp đỡ của các bạn bè đồng sự đến nay đồ án tốt nghiệp của em cơ bản đã hoàn thành. Tuy nhiên do kiến thức còn có hạn, kinh nghiệm thực tế còn ít nên bản đồ án của em chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến quý báu của các thầy cô giáo và các bạn bè đồng nghiệp để bản đồ án của em được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn TháI Nguyên, ngày tháng năm 2001 Sinh viên : Dương Kim Long. Phần II Lập quy trình công nghệ gia công mũi doa máy ? 25 H7. I Phân tích chi tiết gia công. Chi tiết cần chế tạo là mũi doa máy tiêu chuẩn ? 25 H7 chức năng và nhiệm vụ của nó là dùng để gia công những lỗ có độ chính xác cao từ cấp 6 ? 9 độ nhẵn bề mặt đạt từ Ra = 0,16 ? 1,25 do vậy mà mũi doa là một chi tiết có độ chính xác cao, cho nên khi chế tạo mũi doa phải qua nhiều nguyên công gia công chính xác như mài tinh, mài nghiền. Ngoài ra dao doa là dụng cụ gia công định hình kích thước do đó độ chính xác của dao doa sẽ quyết định đến độ chính xác cũng như chất lượng của lỗ gia công. Như vậy dung sai của đường kính mũi doa phải được tính toán hợp lý (nhỏ và đủ lượng dự trữ mòn) nhằm nâng cao tuổi thọ của dao. Phần lưỡi cắt phải được mài thật sắc và có độ bóng cao để có thể hớt đI một lượng kim loại mỏng. Đặc biệt là độ bóng của cạnh viền phải cao hơn độ bóng yêu cầu của bề mặt lỗ gia công. Các răng cắt được chế tạo sao cho tránh sự in dập của lưỡi cắt lên bề mặt lỗ gia công và tạo đIều kiện cho việc đo kiểm đường kính bằng panme được dễ dàng. Dao doa máy ? 25 H7 là chi tiết dạng trục nên trong quá trình gia công cũng phải tuân theo đầy đủ quy trình công nghệ gia công của chi tiết họ trục. II. Tính công nghệ trong kết cấu. Kết cấu của mũi doa gồm 3 phần chính : phần làm việc, phần cổ dao và phần chuôi. Phần làm việc : Là phần chính của mũi doa. Trên phần làm việc có các răng cắt và răng sửa đúng. Các răng được bố trí đối xứng nhưng bước răng không đều. Tuy nhiên nó vẫn đảm bảo cho tính gia công cao và còn tạo điều kiện cho việc đo kiểm được dễ dàng. Phần cổ dao và cán dao chủ yếu là các bề mặt tròn xoay đơn giản, dễ dàng đạt được bằng các biện pháp thông thường như : tiện, phay … Như vậy chi tiết đảm bảo kết cấu dễ gia công. II Xác định dạng sản xuất Dạng sản xuất là một yếu tố quan trọng trong việc thiết kế quy trình công nghệ. Xác định được dạng sản xuất thì chúng ta sẽ biết được đIều kiện cho phép về vốn đầu tư, trang thiết bị, máy móc….để từ đó có các biện pháp kỹ thuật cũng như tổ chức quản lý hợp lý nhất. Các yếu tố đặc trưng của dạng sản xuất. Sản lượng hàng năm Số lượng chi tiết Tính lặp lạI của quá trình sản xuất Do vậy để xác định được dạng sản xuất phảI biết được khối lượng và sản lượng cơ khí hàng năm của chi tiết cần gia công. 1.Xác định sản lượng cơ khí hàng năm : Theo công thức: Ni = N . mi (1 + ) chi tiết năm. Trong đó : Ni – sản lượng cơ khí N – sản lượng kế hoạch ( N = 15.000 chi tiết năm ) mi – số lượng chi tiết cùng tên trong sản phẩm mi = 1. ? số % dự trữ hư hỏng ? = 5% ? số % dự trữ đề phòng do mất mát, quản lý, vận chuyển ? = 3% Vậy ta có : Ni = 15.000 . 1 ( 1 + ) = 16201 chi tiết năm Việc xác định sản lượng cơ khí nhằm xác định lượng phôi cần tạo ra để đảm bảo đủ sản lượng theo kế hoạch. 2.Tính khối lượng chi tiết Theo công thức : G = ? . V Trong đó : G – khối lượng của chi tiết ? khối lượng riêng của vật liệu chi tiết ? = 8,65 kgdm3 V thể tích của chi tiết Chi tiết dao doa có hình dạng đơn giản, ta chia thành 3 phần: Phần làm việc : ?1 Phần cổ dao : ?2 Phần chuôi : ?3 V = v1 + v2 + v3 V1 = V2 = V1 = V = v1 + v2 + v3 = 0,08706 dm3 G = ? . V = 8,65 . 0,08706 = 0,76 kg Theo bảng 2 – TKĐACNCTM với sản lượng là 16201 CTnăm và G = 0,76 kg. => Ta có dạng sản xuất là loạt lớn. III Chọn phôi và phương pháp chế tạo phôi. 1 Cơ sở của việc chọn phôi. + Việc chọn phôi và phương pháp chế tạo phôi là phải phù hợp với việc chế tạo chi tiết. Căn cứ vào các yếu tố sau : Vật liệu : Cơ tính vật liệu mà chi tiết yêu cầu Dạng sản xuất, tính chất sản xuất, trang thiết bị, dụng cụ gia công. Nói chung việc chọn phôi có kích thước, hình dáng hình học càng giống với chi tiết gia công càng tốt vì nó có thể tiết kiệm được vật liệu chế tạo, giảm thời gian gia công và góp phần làm tăng năng suất, giảm giá thành. Ta có một số phương pháp tạo phôi như sau : a.Phương pháp cán : Thực hiện với các dạng phôi đơn giản, thép cán có tổ chức kim loại mịn, chặt đều trên toàn bộ chiều dài, thớ kim loại liên tục, có lớp ứng suất dư trên bề mặt. Độ chính xác của phôi tương đối cao so với dập thể tích thì thấp hơn. Phôi cán thích hợp với dạng sản xuất loạt lớn và chi phí chế tạo phôi thấp hơn nhiều so với dập thể tích. b.Phương pháp đúc : Phương pháp này cho phép đúc những chi tiết có hình dạng phức tạp mà các phương pháp khác không đạt được. Phương pháp này có thể đúc được những vật có kích thước từ rất nhỏ đến rất lớn. Tuy nhiên độ nhẵn bề mặt và độ chính xác của phôi đúc đạt được phụ thuộc vào quy trình làm khuôn. Nhược điểm : Tỷ lệ phôi phế phẩm cao Khó kiểm tra các khuyết tật bêb trong Đúc trong khuôn kim loại thường có cơ tính không đồng đều 3. Rèn tự do Dụng cụ sử dụng trong rèn tự do đơn giản, rẻ tiền, phôi có cơ tính tốt, tổ chức kim loại mịn, bền chặt, chi tiết sau khi rèn chịu uốn, xoắn tốt. Nhược điểm : Lượng dư gia công để lại lớn Tổ chức lớp kim loại bề mặt bị chai cứng Độ chính xác phôi phụ thuộc tay nghề của người thợ Quy mô sản xuất nhỏ, năng suất thấp, phù hợp với dạng sản xuất đơn chiếc, loạt nhỏ. 4. Rèn khuôn. Phôi có độ chính xác cao hơn rèn tự do, lượng dư gia công nhỏ hơn, độ bóng cao, hình dáng phôi gần giống với chi tiết => do vậy nó tạo điều kiện để tăng năng suất, giảm phế phẩm và phôi có độ chính xác cao, năng suất tạo phôi cao, phù hợp với dạng sản xuất loạt lớn. Nhược điểm : Vật liệu chế tạo khuôn phức tạp Thiết bị sản xuất đòi hỏi phải có vốn lớn Tóm lại : Từ việc phân tích các phương pháp tạo phôi, dựa vào yêu cầu kỹ thuật của chi tiết, kết cấu, hình dạng và dạng sản xuất của chi tiết, điều kiện kỹ thuật và trang thiết bị kỹ thuật hiện có ta chọn phương pháp tạo phôi là cán nóng. Kích thước phôi lấy theo bảng tiêu chuẩn. IV Lập quy trình công nghệ A. Chọn chuẩn : 1.Chuẩn định vị khi gia công chi tiết: Chọn chuẩn là một vấn đề có ý nghĩa quan trọng, nó ảnh hưởng đến độ phức tạp của quá trình công nghệ. Chọn chuẩn hợp lý sẽ giảm được sai số chuẩn và do vậy sẽ cho độ chính xác gia công cao. Việc chọn chuẩn bao gồm các bước sau : +Chọn chuẩn thô +Chọn chuẩn tinh Các yêu cầu khi chọn chuẩn : Đảm bảo quan hệ giữa bề mặt gia công và bề mặt không gia công đạt được yêu cầu cần thiết. Mục đích là đạt được các yêu cầu kỹ thuật của chi tiết. Đảm bảo mối quan hệ giữa các bề mặt gia công với nhau đạt được yêu cầu chính xác cần thiết. Đảm bảo phân bố đủ lượng dư đồng đều cho các bề mặt sẽ gia công . Ngoài ra nó còn phải thoả mãn nâng cao năng suất, gá đặt nhanh, thuận lợi, đồ gá đơn giản, hạ giá thành sản phẩm. 2. Lời khuyên khi chọn chuẩn: Khi chọn chuẩn phải đảm bảo các nguyên tắc chung sau : Chọn chuẩn phải suất phát từ nguyên tắc 6 điểm định vị, phải chọn chuẩn sao cho hạn chế hết số bậc tự do cần thiết, tuyệt đối tránh siêu định vị và thiếu định vị. Chọn chuẩn sao cho khi gia công chi tiết ít bị biến dạng do ảnh hưởng của lực cắt, lực kẹp, đồng thời cố gắng làm cho lực kẹp cần thiết là nhỏ nhất. Chọn chuẩn sao cho kết cấu của đồ gá đơn giản và thuận tiện khi sử dụng. 3.Chọn chuẩn tinh Việc chọn chuẩn tinh cần thiết phải tuân thủ các lời khuyên đã nêu ở trên và đồng thời phải dựa vào các yêu cầu sau : Nên chọn chuẩn tinh sao cho chuẩn tinh là chuẩn tinh chính. Thực hiện lời khuyên này nhằm bảo đảm tính thống nhất giữa quá trình gia công và quá trình lắp ráp, sử dụng. Nếu điều kiện gá đặt và quy trình công nghệ cho phép thì nên chọn chuẩn tinh sao cho tính trùng chuẩn là cao nhất ( chuẩn khởi xuất trùng chuẩn cơ sở trùng chuẩn định vị ). Lời khuyên này nhằm giảm sai số tích luỹ từ các nguyên công trước để lại. Chọn chuẩn tinh thống nhất cho quá trình gia công. Lời khuyên này nhằm đảm bảo đơn giản hoá việc lựa chọn

Bộ giáo dục đào tạo đạI học tháI nguyên trờng đạI học kỹ thuật công nghiệp Đồ án tốt nghiệp Giáo viên hớng dẫn : Nguyễn Quốc Tuấn Sinh viên thiết kế Kim Long Bộ giáo dục đào tạo _ _ trờng đhkt công nghiệp tháI nguyên - céng hoµ x· héi chđ nghĩa việt nam Độc lập tự hạnh  : D¬ng 1.Tiện thô : Tiện từ phôi gá hai mũi tâm Tra bảng VII STCNCTM T1 Rza = 150 µm Ta = 150 µm ρa = ∆ K L Trong ®ã : ∆K - ®é cong vênh đơn vị phôi L chiều dài cđa chi tiÕt gia c«ng L = 175 (mm) Tra b¶ng VII – – STCNCTM T1 ∆K = 0,15 => ρa = 0,15 175 = 26,25 µm Tiện thô : Vì gá hai mũi tâm nên sai số chuẩn (c) sai số kẹp chặt (K) = Do sai số gá đặt độ lệch tâm hai lỗ tâm b = lt = 0,25 D D - dung sai đờng kính phôi Tra b¶ng V – – STCNCTM - T1 δD = 280 µm => εb = 0,25 280 = 70 àm Thay số vào công thức ta đợc : 2Zbmin = ( 150 + 150 + 26,25 + 70 ) = 749,5( àm) Tiện thô đạt cấp xác : Độ bóng cấp (Ra = 40) Rza = 60 µm Ta = 60 µm Theo b¶ng VII – – STCNCTM - T1 Tiện tinh : Sau tiện thô ta có thông số : Rza = 60 àm Ta = 60 àm Sai số gá đặt tính theo công thức : εb = 0,25 δD = 0,25 140 = 35 àm D - dung sai đờng kính phôi sau tiƯn Theo b¶ng V –1 – STCNCTM - T1 D = 140 àm Sai số vị trí không gian nguyên công tiện thô để lại a = 0,06 ρph = 0,06 26,25 = 1,575 µm VËy : 2Zbmin = ( 60 + 60 + 1,575 + 35 ) = 310( µm) Sau tiện tinh đạt CCX6 Rza = 30 àm Ra = 10 µm Ta = 30 µm NhiƯt luyện : - Sau nhiệt luyện độ xác bị giảm cấp, độ nhẵn giảm 1ữ cấp, chi tiết bị cong vênh nên giá trị tơng øng sau nhiƯt lun lµ : Rza = 60 µm Ta = 60 µm ρa = ∆k L ∆k - độ cong vênh sau nhiệt luyện Bảng VII –10 – STCNCTM - T1 ∆ = 2,0 L – chiều dài chi tiết gia công => a = 175 = 350 àm Mài thô : chi tiết đợc gá hai mũi tâm - Sau nhiệt luyện ta không xét đến độ sâu lớp kim loại bị h hỏng nguyên công trớc để lại (Ta) Theo b¶ng VII –9 – STCNCTM – ta cã: Rza = 60 µm ρa = 0,06 ρth Víi phôi thô : th = 2,025 àm => a tinh = 0,06 2, 025 = 0,1215 µm Sai sè gá đặt : b = 0,25 45 = 11,25 µm VËy : 2Zbmin = ( 60 + 0,12155 + 11,25 ) = 143( µm) Sau mài thô : Chi tiết đạt CCX : Rza = 10 µm Ra = 2,5 Ta = 20 µm Mài tinh : Chi tiết đợc gá hai mũi tâm Theo bảng VII STCNCTM - T1 – ta cã: Rza = 10 µm Ta = 20 b¶ng V –1 – STCNCTM - T1 δD = 21 àm Sai số gá đặt : b = 0,25 D = 5,25 àm Sai số không gian : th = 0,4 ρath ρath = 2,025 µm ρa = 0,4 2, 025 = 0,081µm VËy : 2Zbmin = ( 10 + 0,0812 + 5,25 ) = 30,5( àm) Sau mài tinh chi tiết đạt CCX = Độ nhẵn đạt cấp ( Ra = 0,63 ) Rza = µm Ta = 15 µm Mài nghiền : nguyên công ta cần làm giảm thông số nhấp nhô Tế vi (Rza ) nên lợng d gia công đợc xác định chiều cao nhấp nhô Tế vi sai số liên quan đến việc điều chỉnh dụng cụ cắt độ mòn chúng không vợt 1/2 dung sai cđa bíc ®ang thùc hiƯn 2Zbmin = Rza + 0,5 D Lúc sai lệch không gian = Tra b¶ng V – STCNCTM – T1 δD = 14 àm Rza = àm bảng VII - STCNCTM – T1 2Zbmin = + 0,5 14 = 17 µm Sau mµi nghiền chi tiết đạt CCX = Độ nhẵn đạt cÊp ( Ra = 0,32 ) Dung sai bớc gia công : Theo bảng V STCNCTM – T1 Sau mµi nghiỊn : δD = 14 µm = 0,014 mm Sau mµi tinh : δD = 21 àm = 0,021 mm Sau mài thô : D = 45 µm = 0,045 mm Sau tiƯn tinh : D = 140 àm = 0,140 mm Sau tiện thô : δD = 280 µm = 0,280 mm Sau tiƯn phôi : D = 400 àm = 0,400 mm Kích thớc tính toán : Đợc xác định cách lấy kích thớc chi tiết lần lợt cộng với lợng d nhá nhÊt D chi tiÕt D mµi tinh = 25,01 + 0,017 = 25,027 ≈ 25,03 (mm) D mµi th« = 25,03 + 0,030 = 25,060 (mm) D tiƯn tinh = 25,06 + 0,143 = 25,203 ≈ 25,2 (mm) D tiƯn th« = 25,2 + 0,310 = 25,51 (mm) D ph«i = 25,01 (mm) = 25,51 + 0,755 = 26,265 ≈ 26,27 (mm) 10 KÝch thíc giíi h¹n : Đợc xác định cách làm tròn số kích thớc tính toán tới giá trị có nghĩa dung sai ta đợc kích thớc giới hạn nhỏ Sau lÊy kÝch thíc giíi h¹n nhá nhÊt céng víi dung sai ta đợc kích thớc giới hạn lớn Mài nghiÒn D max = 25,01 + 0,014 = 25,024 mm ≈ 25,03 (mm) Mµi tinh D max = 25,03 + 0,021 = 25,05 (mm) Mài thô D max = 25,05 + 0,045 = 25,11 (mm) TiÖn tinh D max TiÖn th« D max Ph«i D max = 25,20 + 0,14 = 25,34 (mm) = 25,51 + 0,28 = 25,79 (mm) = 26,27 + 0,4 = 26,67 (mm) 11.TÝnh lỵng d giới hạn bớc gia công Lợng d đợc xác định nh sau: - Zbmax hiệu kích thớc giới hạn lớn - Zmax = Dmax thô - Dmax tinh - Zmin hiệu kích thớc giới hạn nhỏ - Zbmin = Dmin thô - Dmin tinh * Mài nghiền : Zbmax = 25,05 – 25,02 = 0,03 mm = 30 µm Zbmin = 25,03 – 25,01 = 0,02 mm = 20 µm * Mµi tinh : Zbmax = 25,11 – 25,05 = 0,06 mm = 60 µm Zbmin = 25,06 – 25,03 = 0,03 mm = 30 àm * Mài thô : Zbmax = 25,34 – 25,11 = 0,23 mm = 230 µm Zbmin = 25,20 – 25,06 = 0,14 mm = 140 µm * TiƯn th« : Zbmax = 25,79 – 25,34 = 0,45mm = 450 µm Zbmin = 25,51 – 25,20 = 0,31 mm = 310 µm * TiƯn th« : Zbmax = 25,67 – 25,79 = 0,88mm = 880 µm Zbmin = 26,27 – 25,51 = 0,76 mm = 760 àm 12 Lợng d tổng cộng : Z0max = 30 + 60 + 230 + 450 + 880 = 1650µm Z0min = 20 + 30 + 140 + 310 + 760 = 1260µm 13 Kiểm tra lại kết tính toán : Z0max - Z0min = 1650 – 1260 = 390 µm δph«i - δchi tiÕt = 400 – 10 = 390 àm Nh kết tính toán Bảng tính lợng d cho bề mặt trụ 25 +0 , 015 + , 005 Thứ tự nguyên Các yếu tố tạo thành lợng Lợng d Kích thớc Dung công bớc công d trung gian (àm) tính toán tính toán sai 2Zbmin (mm) (àm) nghệ mặt trụ φ25 I II III Ph«i TiƯn th« TiƯn tinh Rza 150 60 30 ρa εb Ta 150 33,7 60 33,7 70 30 2,02 Kích hạn (àm) 26,265 4000 Min 26,26 0,755 25,51 280 25,51 35 0,310 25,203 140 25,20 IV NhiƯt 60 60 450 V lun Mµi th« 10 20 0,12 11,2 0,143 25,06 45 25,06 VI Mµi tinh 15 15 0,08 5,25 0,030 25,027 21 25,03 VII Mµi 1,5 0,017 25,01 14 25,01 nghiền Theo bảng 14 STCN - ĐHBK 2000 Phôi có đờng kính tiêu chuẩn = 28 0,8 (mm) Chiều dài phôi L = 175 + = 181 (mm) ... phÐp cđa lùc chiỊu trục tác dụng lên cấu chạy dao Pm = 3600 N + t = chiều sâu cắt t = 0,825 mm CPx hệ số tính đến lực cắt Px XPx – sè mị xÐt tíi ¶nh hëng cđa chiều sâu cắt đến Px XPx = 1,0 YPx... Chiều dài phôi L = 175 + = 181 (mm) Phần V Tính tra chế độ cắt A/Tính chế độ cắt cho nguyên công tiện thô phần sửa Xác định chế độ cắt biện pháp nâng cao suất chất lợng bề mặt gia công I/ Chọn... lợng d gia công đợc xác định chiều cao nhấp nhô Tế vi sai số liên quan đến việc điều chỉnh dụng cụ cắt độ mòn chúng không vợt 1/2 dung sai cđa bíc ®ang thùc hiƯn 2Zbmin = Rza + 0,5 D Lúc sai