Đồ án công nghệ chi tiết máy tay biên

GVHD: TRẦN DOÃN SƠN SVTH: NGUYỄN DUY ĐIỀN MỤC LỤC Trang Lời nói đầu 2 Chương I: Xác đònh dạng sản xuất 3 ChươngII: Phân tích chi tiết gia công 4 Chương III: Chọn phôi 5 Chương IV: Chọn tiến trình gia công 7 Chương V: Thiết kế nguyên công 12 Chương VI: Xác đònh lượng dư trung gian và kích thước trung gian 15 Chương VII: Xác đònh chế độ cắt 22 Chương VIII: Tính toán và thiết kế đồ gá 29 Kết luận 34 Tài liệu tham khảo 35 Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy Trang 1 GVHD: TRẦN DOÃN SƠN SVTH: NGUYỄN DUY ĐIỀN LỜI NÓI ĐẦU Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy là kết sau cùng của nhiều môn học như Công Nghệ Chế Tạo Máy và Gia Công Kim Loại, … Qua đồ án này giúp cho sinh viên làm quen với những quy trình công nghệ hiện đại trước khi làm luận án tốt nghiệp Việc thiết lập quy trình công nghệ gia công chi tiết nhằm ứng dụng được những công nghệ gia công mới, loại bỏ những công nghệ lạc hậu không đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, chất lượng kém. Ngoài ra việc thiết lập quy trình công nghệ gia công giúp người chế tạo giảm được thời gian gia công và tăng năng suất làm việc để đáp ứng sản phẩm theo yêu cầu sử dụng Một sản phẩm có thể có nhiều phương án công nghệ khác nhau. Việc thiết lập quy trình công nghệ gia công còn là sự so sánh có chọn lựa để tìm ra một phương án công nghệ hợp lý nhằm đảm bảo những yêu cầu chất lượng, giá thành, thời gian gia công cho sản phẩm nhằm đáp ứng nhu cầu xã hội Sinh viên thực hiện Nguyễn Duy Điền Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy Trang 2 GVHD: TRẦN DOÃN SƠN SVTH: NGUYỄN DUY ĐIỀN Chương I: XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT - Mục đích của chương này là xác đònh hình thức tổ chức sản xuất (đơn chiếc, hàng loạt nhỏ, hàng loạt vừa, hàng loạt lớn, hàng khối) để từ đó cải thiện tính công nghệ của chi tiết, chọn phương pháp chế tạo phôi thích hợp, chọn thiết bò hợp lý để gia công chi tiết - Để thực hiện điều này trước hết ta cần xác đònh sản lượng chi tiết cần chế tạo trong một năm của nhà máy theo công thức sau [1, trang 23, công thức 2.1]:       +×       +××= 100 1 100 1 0 βα mNN với: + 0 N : số sản phẩm trong một năm theo kế hoạch 20000 0 = N + m : số lượng chi tiết như nhau trong một sản phẩm 1 = m + α : số phần trăm dự kiến cho chi tiết máy trên dùng làm phụ tùng thay thế %15 = α + β : số phần trăm chi tiết phế phẩm trong quá trình chế tạo %4 = β - Vậy: ( ) năm chiếc 23920 100 04.0 1 100 15.0 1120000 =       +×       +××= N - Khối lượng của chi tiết: ( ) kgm 25.0 = - Vậy theo bảng thống kê [1, trang 21] thì dạng sản xuất của chi tiết là loạt vừa - Vì dạng sản xuất ở đây không phải là sản xuất hàng loạt lớn hay hàng khối nên ta không cần phải xác đònh nhòp sản xuất Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy Trang 3 GVHD: TRẦN DOÃN SƠN SVTH: NGUYỄN DUY ĐIỀN Chương II: PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG - Mục đích của phần này là xem kết cấu và các điều kiện kỹ thuật cho trong bản vẽ chi tiết có phù hợp hay không đối với chức năng phục vụ và khả năng chế tạo 2.1/ Phân tích chi tiết gia công: - Chi tiết tay biên (thanh truyền) là một chi tiết dạng càng, là bộ phận thường gặp trong các hệ thống truyền động cơ khí - Chi tiết dạng càng thường có chức năng biến chuyển động thẳng của chi tiết này thành chuyển động quay của chi tiết khác. Ngoài ra chi tiết dạng càng còn dùng để đẩy bánh răng (khi cần thay đổi tỷ số truyền trong các hộp tốc độ) - Thông thường ta gặp chi tiết tay biên trong động cơ đốt trong. Khi đó chi tiết là bộ phận trung gian để biến chuyển động thẳng của Piston thành chuyển động quay của cốt máy 2.2/ Phân tích kỹ thuật: - Vật liệu chế tạo tay biên là: Gang Xám 18 – 36 - Độ cứng HB: 182…199 - Giới hạn kéo:       = 2 18 mm kg k σ - Giới hạn uốn:       = 2 36 mm kg u σ - Khối lượng của chi tiết: ( ) kgm 25.0 = - Gang xám là hợp kim Sắt với Cacbon và có chứa một số nguyên tố như (0.5÷4.5)% Si, (0.4÷0.6)% Mn, 0.8% P, 0.12% S và một số nguyên tố khác như: Cr, Ni, Cu, Al … - Gang xám có độ bền nén cao, chòu mài mòn, tính đúc tốt, có góp phần làm giảm rung động nên được sử dụng nhiều trong chế tạo máy - Trong quá trình làm việc tay biên chủ yếu là chòu nén nên chi tiết được làm bằng gang xám là phù hợp Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy Trang 4 GVHD: TRẦN DOÃN SƠN SVTH: NGUYỄN DUY ĐIỀN Chương III: CHỌN PHÔI 3.1/ Chọn dạng phôi: - 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 3.1.1/ Phôi rèn dập: - Phôi rèn dập bằng tay hay bằng máy đều cho độ bền cơ tính cao, tạo nên ứng suất dư trong chi tiết nhưng lại tạo cho chi tiết dẻo và tính đàn hồi tốt - Chi tiết đã cho làm bằng gang xám nên việc chế tạo phôi theo phương pháp này là không hợp lý vì gang xám có tính dòn nên khi rèn làm cho chi tiết dễ làm cho chi tiết bò hiện tượng nứt nẻ 3.1.2/ Phôi cán: - Chi tiết làm bằng phôi cán cũng có cơ tính gần giống như phôi rèn dập 3.1.3/ 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 bò 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 như trên, 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 gang xám - Vậy ta chọn phương pháp để tạo ra chi tiết (tay biên) là dạng phôi đúc Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy Trang 5 GVHD: TRẦN DOÃN SƠN SVTH: NGUYỄN DUY ĐIỀN 3.2/ Phương pháp chế tạo phôi: - Trong đúc phôi có những phương pháp như sau: 3.2.1/ Đúc trong khuôn cát mẫu gỗ: - Chất lượng bề mặt vật đúc không cao, giá thành thấp, trang thiết bò đơn giản, thích hợp cho dạng sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ - Loại phôi này có cấp chính xác: 1716 ITIT ÷ - Độ nhám bề mặt: mR z µ 160 = 3.2.2/ Đúc trong khuôn cát mẫu kim loại: - Nếu công việc thực hiện bằng máy thì có cấp chính xác khá cao, giá thành cao hơn so với đúc trong khuôn mẫu bằng gỗ. Loại này phù hợp với dạng sản xuất hàng loạt vừa và lớn - Loại phôi này có cấp chính xác: 1615 ITIT ÷ - Độ nhám bề mặt: mR z µ 80 = 3.2.3/ Đúc trong khuôn kim loại: - Độ chính xác cao nhưng giá thành thiết bò dầu tư lớn, phôi có hình dáng gần giống với chi tiết. Giá thành sản phẩm cao. Loại này phù hợp với dạng sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối - Loại phôi này có cấp chính xác: 1514 ITIT ÷ - Độ nhám bề mặt: mR z µ 40 = 3.2.4/ Đúc ly tâm: - Loại này chỉ phù hợp với chi tiết dạng tròn xoay, đặc biệt là hình ống, hình xuyến 3.2.5/ Đúc áp lực: - Dùng áp lực để điền đầy kim loại trong lòng khuôn. Phương pháp này chỉ thích hợp với chi tiết có độ phức tạp cao, yêu cầu kỹ thuật cao. Trang thiết bò đắt tiền nên giá thành sản phẩm cao 3.2.6/ Đúc trong vỏ mỏng: - Loại này tạo phôi chính xác cho chi tiết phức tạp được dùng trong sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy Trang 6 GVHD: TRẦN DOÃN SƠN SVTH: NGUYỄN DUY ĐIỀN * 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 cát, mẫu kim loại, làm khuôn bằng máy” + Phôi đúc đạt cấp chính xác là: II + Cấp chính xác kích thước: 1615 ITIT ÷ + Độ nhám bề mặt: mR z µ 80 = 3.3/ Tạo phôi – Thông số về phôi: - Chi tiết tay biên được chế tạo bằng gang xám, được đúc trong khuôn cát mẫu kim loại, làm khuôn bằng máy, mặt phân khuôn X-X + Lượng dư phía trên: 3.5mm + Lượng dư phía dưới và mặt bên: 3mm + Góc nghiêng thoát khuôn: 3 0 + Bán kính góc lượn: 3mm Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy Trang 7 GVHD: TRẦN DOÃN SƠN SVTH: NGUYỄN DUY ĐIỀN Chương IV: CHỌN TIẾN TRÌNH GIA CÔNG 4.1/ Mục đích: - Xác đònh trình tự gia công hợp lý nhằm đảm bảo độ chính xác về kích thước, vò trí tương quan, hình dạng hình học, độ nhám, độ bóng của bề mặt theo yêu cầu của chi tiết cần chế tạo 4.2/ Nội dung: - Chọn phương pháp gia công các bề mặt phôi - Chọn chuẩn công nghệ và sơ đồ gá đặt - Chọn trình tự gia công các bề mặt chi tiết 4.2.1/ Chọn phương pháp gia công các bề mặt phôi: - Sử dụng các thiết bò như: Máy phay, khoan, khoét, doa, tiện… 4.2.2/ Chọn chuẩn công nghệ: - Khi phân tích chi tiết tay biên ta nhận thấy rằng các bề mặt làm việc là hai lỗ φ14 và φ10 (tương ứng với hai bề mặt 3 và 7) + Hai lỗ này phải đạt dung sai về kích thước + Độ không vuông góc với mặt đầu của lỗ - Qua phân tích các nguyên tắc chọn chuẩn thô và tinh ta chọn chuẩn công nghệ như sau: + Chuẩn thô: Dùng bề mặt 10 làm chuẩn thô để gia công thô và tinh hai bề mặt 1 và 12 + Chuẩn tinh: Dùng hai bề mặt 1 và 12 làm chuẩn tinh để gia công các bề mặt còn lại 4.2.3/ Chọn tiến trình gia công các bề mặt phôi: - Từ sự phân tích chuẩn trên đây, các nguyên công để gia công chi tiết tay biên bao gồm: + Gia công hai bề mặt đầu + Gia công thô và tinh hai lỗ cơ bản + Kiểm tra Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy Trang 8 GVHD: TRẦN DOÃN SƠN SVTH: NGUYỄN DUY ĐIỀN 4.2.3.1/ Gia công các bề mặt 1, 12 và 5, 8: - Trạng thái phôi ban đầu: + Cấp chính xác kích thước: mRIT z µ 80,15 = + Phôi có dạng mặt phẳng - Chi tiết cần đạt yêu cầu: + Độ nhám bề mặt: mR a µ 2.3 = - Ta chia làm hai bước: gia công thô và gia công tinh 4.2.3.1.1/ Gia công thô và gia công tinh hai mặt 1 và 12: A/ Gia công thô: - Theo [1, trang 144, phụ lục 11] ta có thể dùng các phương án sau: + Phương án 1: Tiện thô • Cấp chính xác kích thước: IT 12 ÷ 14 • Độ nhám bề mặt: R a = 6.3 ÷ 12.5 µ m + Phương án 2: Bào thô • Cấp chính xác kích thước: IT 12 ÷ 14 • Độ nhám bề mặt: R a =12.5 ÷ 25 µ m + Phương án 3: Xọc thô • Cấp chính xác kích thước: IT 14 ÷ 15 • Độ nhám bề mặt: R a =12.5 ÷ 25 µ m + Phương án 4: Phay thô • Cấp chính xác kích thước: IT 12 ÷ 14 • Độ nhám bề mặt: R a = 6.3 ÷ 12.5 µ m * Phân tích để so sánh và lựa chọn giữa các phương án: - Phương án 1: + Vì mặt gia công là mặt phẳng, chi tiết lại không có dạng tròn xoay nên khi gá đặt trên máy tiện sẽ gặp nhiều khó khăn, đồ gá phức tạp + Tiện chỉ cho năng suất cao khi chi tiết có hình dạng tròn xoay + Vậy ta không nên chọn phương án này - Phương án 2: + Đối với chi tiết dạng này thì khi gá đặt trên máy xọc không khó khăn lắm nhưng năng suất thu được thì không cao Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy Trang 9 GVHD: TRẦN DOÃN SƠN SVTH: NGUYỄN DUY ĐIỀN + Xọc chỉ phù hợp với dạng sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ + Vậy ta không nên chọn phương án này - Phương án 3: + Máy bào chỉ đạt được năng suất cao khi chi tiết nhỏ và dài (dạng thanh) vì có hành trình chạy không của dao + Thường thì bào chỉ phù hợp với dạng sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ + Phương pháp bào cũng gia công được nhưng ít dùng vì bề mặt đầu nhỏ, rải rác nên năng suất thấp + Vậy ta không nên chọn phương án này - Phương án 4: + Phay là phương pháp gia công rất phổ biến, gia công rất tốt các mặt phẳng và lại cho năng suất cao + Phay hầu như thích hợp với tất cả các dạng sản xuất từ đơn chiếc đến hàng loạt + Với chi tiết tay biên này thì khi gia công thô không cần độ chính xác cũng như độ bóng bề mặt cao nên phương án phay rất phù hợp + Vậy ta chọn phương án phay gia công mặt B/ Gia công tinh: - Theo [1, trang144, phụ lục 11] ta có thể dùng các phương án sau: + Phương án 1: Tiện tinh • Cấp chính xác kích thước: IT 7 ÷ 9 • Độ nhám bề mặt: R a = 3.2 ÷ 6.3 µ m + Phương án 2: Bào tinh • Cấp chính xác kích thước: IT 11 ÷ 13 • Độ nhám bề mặt: R a = 3.2 ÷ 6.3 µ m + Phương án 3: Mài thô • Cấp chính xác kích thước: IT 8 ÷ 11 • Độ nhám bề mặt: R a = 3.2 µ m Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy Trang 10 . LỜI NÓI ĐẦU Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy là kết sau cùng của nhiều môn học như Công Nghệ Chế Tạo Máy và Gia Công Kim Loại, … Qua đồ án này giúp. trình công nghệ hiện đại trước khi làm luận án tốt nghiệp Việc thiết lập quy trình công nghệ gia công chi tiết nhằm ứng dụng được những công nghệ gia công