THIẾT kế QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ tạo CHI TIẾT 14 VAN của VAN CHẮN

Thiết kế đồ án CNCT máy THIẾT KẾ ĐỒ ÁN CNCT MÁY Tên đồ án: Thiết kế quy trình chế tạo chi tiết số 2 trong bản vẽ số 20. 1. Chức năng làm việc của chi tiết : Trục đứng cố 2 chức năng là truyền chuyển động quay. Trên truc có gắn then để lắp bánh răng trụ. Đầu trên của trục nối với động cơ điện, đầu dưới được lắp vào bơm dầu bôi trơn cho máy . 2.Phân tích công nghệ trong kết cấu của chi tiết. - Các bề mặt trục là các mặt tròn xoay cho nên có thể gia công trục bằng các dao thông thường . -Trục có các bậc, đường kính trục bậc giảm dần về 2 đầu để dễ lắp ghép các chi tiết và làm cho trục gần giống với dầm chịu ứng suất gần tương đương nhau. - Cần phải giảm đường kính trục đến mức có thể mà vẫn đảm bảo mọi chức năng làm việc của trục. -Có thể gia công trục trên máy vạn năng hoặc là máy thuỷ lực. -Trong quá trình gia công cần phải xem xét đến độ cứng vững của trục. Nếu gia công đồng thời bằng nhiều dao thì phải chọn tỷ số L/D nhỏ hơn 10. Rãnh then trên trục là rãnh then kín. Gia công rãnh then kín là khó khăn hơn và năng suất thấp hơn so với gia công rãnh then hở. Tuy nhiên trong trường hợp này chúng ta không thể thay rãnh then kín bằng rãnh then hở. 3.Xác định dạng sản xuất. Để xác định dạng sản xuất ta dựa vào sản lượng hàng năm và trọng lượng của chi tiết. -Sản lượng lượng hàng năm là 4000 chi tiết/năm. - Trọng lượng chi tiết: Q = V . γ Trong đó: γ _ Trọng lượng riêng của vật liệu Với thép CT5 ta có γ = 7,852 kG/dm 3 V _Thể tích của chi tiết: V = V 1 + V 2 + V 3 + V 4 + V 5 + V 6 Với: V 1 = Π .R 1 2 .h 1 = Π .55 2 .144 = 1368478 mm 3 V 2 = Π .R 2 2 .h 2 = Π .58 2 .184 = 1944570 mm 3 V 3 = Π .R 3 2 .h 3 = Π .64 2 .180 = 2316233 mm 3 V 4 = Π .R 4 2 h 4 = Π .68 2 .40 = 581069 mm 3 V 5 = Π .R 5 2 .h 5 = Π .60 2 .68 = 769062 mm 3 V 6 = Π .R 6 2 .h 6 = Π .20 2 .80 = 100531 mm 3 1 Thiết kế đồ án CNCT máy ⇒ V = 6989943 mm 3 Trọng lượng của chi tiết là: Q = V.γ = 6989943.10 -6 .7,852 = 54,9 kg Tra bảng 2 trang [1] ta được dạng sản xuất hàng loạt lớn 4.Chọn phương pháp chế tạo phôi: Với trục chế tạo bằng thép CT5 chúng ta có thể chọn phôi dập, phôi thép thanh hay là phôi rèn tự do. Nhưng tốt nhất là chọn phôi thép thanh. 5. Lập trình công nghệ: a. Xác định chuẩn thanh định vị để gia công chi tiết: Chi tiết gia công là chi tiết dạng trục, yêu cầu về độ đồng tâm giữa các ổ trục là rất quan trọng. Để đảm bảo yêu cầu này khi gia công cần phải dùng chuẩn tinh thống nhất. Chuẩn tinh thống nhất khi gia công các chi tiết dạng trụ là hai lỗ tâm côn ở hai đầu trục. b. Chọn phương pháp định vị: Dùng hai lỗ tâm làm chuẩn và định vị trên hai mũi chống tâm để gia công các mặt ngoài. Khi đó sẽ không có sai số chuẩn cho kích thước đường kính các cổ trục, vì lúc đó chuẩn định vị trùng với chuẩn đo lường (chuẩn đó chính là tâm quay). Tuy nhiên làm như vậy sẽ xuất hiện sai số chuẩn theo hướng trục. Để khắc phục sai số này dùng chốt tỳ vào mặt đầu và mũi tâm tuỳ động ( mũi tâm có lò xo đẩy ). Sơ đồ định vị trục trên mũi tâm tuỳ động được trình bày như hình vẽ: 2 Thiết kế đồ án CNCT máy b. Lập thứ tự các nguyên công: (sơ bộ) * Gia công chuẩn bị : - Cắt đứt phôi theo kích thước chiều dài trên máy cưa, máy tiện hoặc máy cắt tự động chuyên dùng. - Khoả hai mặt đầu và khoan hai lỗ tâm. Nếu trục dài phải dùng luy net thì cần phải có nguyên công gia công cổ đỡ. * Gia công trước nhiệt luyện: - Tiện thô và bán tinh các mặt trụ trên máy tiện ( thường dùng hai lần giá để gia công hai đầu). - Tiện tinh các mặt trụ. Nếu là trụ rỗng thì sau khi tiện thô và bán tinh phải khoan và doa rồi mới gia tinh mặt ngoài. - Mài thô một số cổ trục để đỡ chi tiết khi phay. - Nắn thẳng trục có φ < 100 và 10 > d L - Gia công các mặt định hình, rãnh then, chốt, rãnh trên trục. - Gia công các lỗ vuông hoặc làm thành một góc với đường tâm gia công các mặt có ren, mặt không quan trọng. * Nhiệt luyện: Ủ để giảm độ cứng của thép để gia công sau khi nhiệt luyện được dễ dàng hơn. * Năn thẳng sau khi nhiệt luyện để khắc phục biến dạng. * Gia công tinh sau khi luyện: - Mài thô và tinh các cổ trục. - Mài thô và tinh các mặt định hình. - Đánh bóng: Đánh bóng các mặt trụ và hai mặt đầu bằng giấy nhám để tăng độ bóng bề mặt của chi tiết. * Tổng kiểm tra: Việc kiểm tra cần phải tiến hành ngay sau những nguyên công cụ thể để giảm khả năng gây ra phế phẩm, loại bỏ những chi tiết bị lỗi, bị hư hỏng để tiết kiệm thời gian và công sức, giảm chi phí nhiên liệu. Tính lượng dư gia công : Lượng dư gia công được xác định hợp lý sẽ làm giảm giá thành chế tạo phôi, làm giảm thời gian gia công và làm giảm giá thành sản xuất. Lượng dư gia công có thể xác định bằng kinh nghiệm, tra bảng hay là tính toán chính xác. Ở đây chúng ta phải chọn phương pháp tính lượng dư cho một bề mặt và tra lượng dư cho các bề mặt còn lại. Ta chon mặt trụ Φ136 để tính toán. 3 Thiết kế đồ án CNCT máy Quy trình công nghệ gia công mặt trụ Φ136 gồm hai nguyên công tiện thô mài tinh. Chi tiết được định vị bằng hai lỗ tâm, kẹp chặt bằng hai mũi và luy nét động. Để tiện cho việc tính toán ta lập bảng sau. Bảng tính lượng dư gia công và kích thước giới hạn Bước R z (μm) T i (μm) ρ(μm) ε (μm) Z mt (μm) d t (mm) δ(μm) d min (mm) d max (mm) 2Z min (mm) 2Z max (mm) phôi 200 300 360.2 137.964 4 3000 137.96 140.96 tiện thô 50 50 22 0 2860.2 136.244 400 136.24 136.28 1720 4680 Mài tinh 5 15 0 2122 136 20 136 136.02 240 260 Tra bảng 10trang 39 [1] ta chọn: R z = 200( m µ ) T i = 300( m µ ) Sau khi gia công mặt ngoài tra bảng 12 trang 40[1] ta chọn được: R z nhận các giá trị 50( m µ ) và 5( m µ ) T i nhận các giá trị 50( m µ ) và 15( m µ ) Sai lệch không gian tổng cộng được xác định theo công thức: 22 ltp k ∆+ ∑ ∆= ρ Trong đó: - 2 lt ∆ là độ lệch tâm do khoan lỗ tâm 2 lt ∆ = 0,25 1 2 + T 2 lt ∆ T25,0 ≈ khi T 1 > Tra bảng 3-91 trang 248[2] ta chọn T = 40( m µ ) 104025,0 =×=∆⇒ lt ( m µ ) - L k k ×∆= ∑ ∆ Tra bảng 15 trang 43 [1] ta chọn )/(5,0 mmm k µ =∆ L là chiều dài trục 3607205,0 =×=×∆= ∑ ∆ L k k ( m µ ) 2,36010360 22 =+=⇒ p ρ ( m µ ) Sai lệch không gian còn lại sau khi tiện thô là: 222,36006,006,0 1 =×=×= p ρρ ( m µ ) Vì gia công có chống tâm nên sai số gá đặt 0 = gd ε → trong công thức tính Z min không còn sai số gá đặt. Lượng dư gia công nhỏ nhất được xác định theo công thức: )(22 min aazab TRZ ρ ++×= Nguyên công tiện thô: 2,8602)2,360300200(22 min ×=++×= b Z ( m µ ) Nguyên công mài tinh: 1222)225050(22 min ×=++×= b Z ( m µ ) 4 Thiết kế đồ án CNCT máy Cột ghi kích thước tính toán được xác định như sau: Ghi kích thước của chi tiết vào hàng cuối cùng còn ở các hàng khác thì lấy kích thước ở nguyên công trước đó cộng với lượng dư tính toán nhỏ nhất. như vậy ta có: - Tiện thô: d 1 = 136 + (2 × 122) m µ = 136,244 (mm) - Phôi: d 0 = 136,244 + (2 × 860,2) m µ = 137,9644 (mm) Xác định kích thước giới hạn nhỏ nhất bằng cách làm tròn số của kích thước tính toán theo hàng số có nghĩa của dung sai. Xác định kích thước giới hạn lớn nhất bằng cách cộng kích thước giới hạn nhỏ nhất với dung sai; - Mài tinh: d 2 = 136+0,02 = 136,02 (mm) - Tiện thô: d 1 = 136,24 + 0,4 = 136,28 (mm) - phôi: d 0 = 137,96 + 3 = 140,96 (mm) Xác định lượng dư giới hạn: Z bmax là hiệu các kích thước giới hạn lớn nhất Z bmin là hiệu các kích thước giới hạn nhỏ nhất Ta có: - Mài tinh: 2Z bmax = 136,28 – 136,02 = 0,26(mm) = 260( m µ ) 2Z bmin = 136,24 – 136 = 0,24(mm) = 240( m µ ) - Tiện thô: 2Z bmax = 140,96 – 136,28 = 4,68(mm) = 4680( m µ ) 2Z bmin = 137,96 – 136,24 = 1,72(mm) = 1720( m µ ) Xác định lượng dư tổng cộng : - Lượng dư tổng cộng lớn nhất là tổng các lượng dư trung gian lớn nhất: Z 0max = 49402604680 1 max =+= ∑ n b Z ( m µ ) - Lượng dư tổng cộng nhỏ nhất là tổng các lượng dư trung gian nhỏ nhất: Z 0min = 19602401720 1 min =+= ∑ n b Z ( m µ ) d. Thiết kế các nguyên công cụ thể: 1. Nguyên công 1 : Cắt mặt đầu thứ nhất và khoan lỗ tâm thứ nhất. - Định vị: Chi tiết được định vị ở mặt trụ giới hạn 6 bậc tự do của chi tiết. - Kẹp chặt: Để kẹp chặt chi tiết ta sử dụng mâm cặp 3 chấu ( các chấu cách đều nhau, tạo với nhau bằng một góc 120 o ). Sơ đồ giá đặt được trình bày như hình vẽ: 5 Thiết kế đồ án CNCT máy - Chọn máy: Tra bảng 4 trang 169 [1] ta chọn máy tiện ren vít ký hiệu là 1A616: Các đặc tính kỹ thuật là: + Đường kính gia công (max): 320 (mm). + Khoảng cách giữa hai mũi tâm: 750 (mm). + Sơ cấp tốc độ: 21. + Giới hạn số vòng quay/phút: 18 – 1800. + Công suất động cơ: 4 (Kw). Kích thước máy: 852 × 2335. - Chọn dao: + Để cắt mặt đầu ta có thể chọn dao tiện gắn mảnh hợp kim cứng. Tra bảng 4-4 trong 295 [2] ta chọn dao tiện có các thông số là: H = 16; B = 10; L = 100 m = 8; a = 8; r = 0.5 + Để khoan lỗ tâm ta tra bảng 4- 40 trang 319[2] chọn mũi khoan đuôi trụ kích thước nhỏ loại ngắn có các thông số: Đường kính: d = 0.1 ÷ 1.5; Chiều dài: L = 14 ÷ 32; Chiều dài phần làm việc: l = 0.6 ÷ 9. - Lượng dư gia công: Tra bảng 3-124 trang 269 [2] ta chọn lượng dư a = 1,4mm - Xác định chế độ cắt : a. Khi cắt mặt đầu trên máy tiện: + Chiều sâu cắt: Khi cắt mặt đầu ta chọn t = 2 (mm). + Lượng chọn dao: 6 Thiết kế đồ án CNCT máy Tra bảng 5-15 trang 13[3] ta chọn lượng chạy dao khi cắt là S t = 0.25 (mm). Với chiều rộng rãnh cắt khoảng 10 (mm). Khi dao cắt đi đến gần tâm khoảng 0.5 (mm) bán kính thì ta giảm lượng chạy dao xuống còn 0.15 (mm). + Tốc độ cắt: Tốc độ cắt được tính theo công thức: v yxm v t K StT C v × ×× = Tra bảng 5-17 trang 25[1] ta chọn T = 50 (phút). ubnvMVV KKKK ××= Tra bảng 5-1 trang 6[3] ta có: nv b nMV KK       = σ 750 Tra bảng 5-2 trang 6[3] ta được: K n = 1; n v = -1 1 750 750 750 ===⇒ b MV K σ Tra bảng 5-5 và 5-6 trang 8[3] ta chọn K nv = 1 và K uv = 1. )/(53 25.0250 147 8.03.02.0 phutmv t = ×× × =⇒ 120 96,140 531000 1000 = × = × =⇒ ππ D v n t t (vòng/phút) b. Khi khoan lỗ tâm: + Chọn chiều sâu lỗ là: L= 6(mm) + Chiều sâu cắt: Chọn đường kính lỗ tâm là: D = 2 (mm)  Chiều sâu cắt: )(1 2 2 2 mm D t === Lượng chạy dao: Tra bảng 5-25 trang 21[3] ta chọn: )/(54.06.009.0 vongmmS =×= + Tốc độ cắt: v ym v K ST DC v × × × = 4 Tra bảng 5-30 trang 24[3] chọn T = 15 (phút). Tra bảng 5-28 trang 23[3] ta được: C v = 0.7; q = 0.4; y = 0.7; m = 0.2 lvuvMVv KKKK ××= Tra bảng 5-31 trang 24[3] ta chọn L lv = 1. 7 Thiết kế đồ án CNCT máy )/(15.41 054.015 27.0 7.02.0 4.0 phutmv t =× × × =⇒ Số vòng quay trục chính là: )/(5.660 2 15.41000 1000 phutv D v n t t = ×Π × = ×Π × = 2.Nguyên công thứ 2 : Cắt mặt đầu thứ 2 và khoan lỗ tâm thứ 2. Vì hai mặt đầu và hai lỗ tâm có tính chất là đối xứng nhau cho nên ở nguyên công này chúng ta tiến hành giống như ở nguyên công thứ nhất. 3. Nguyên công thứ 3: Tiện thô và bán tinh các bề mặt trụ: - Định vị: Để định vị chi tiết ta sử dụng hai mũi chống tâm ở hai đầu sẽ hạn chế được 6 bậc tự do. - Kẹp chặt: Để kẹp chặt ta cũng sử dụng hai mũi chống tâm và luy net động. Sơ đồ kẹp chặt: - Chọn máy: Dựa vào điều kiện sản xuất thực tế của xưởng kết hợp với bảng 4 trang 169[1] ta chọn máy tiện ren vít ký hiệu máy là 1A616. Các đặc tính kỹ thuật của máy là: + Đường kính gia công (max): 320 (mm). + Khoảng cách giữa hai mũi tâm: 750 (mm). + Số cấp tốc độ: 21. + Giới hạn số vòng quay/phút: 18-18000. + Công suất động cơ: 4(KW). + Kích thước máy: 852 x 2335 Ở nguyên công này chúng ta có thể chia ra làm các bước như sau: * Bước 1: Tiện thô mặt trụ φ136. - Chọn dao: Chọn dao tiện có gắn mảnh hợp kim cứng. Tra bảng 4-4 trang 295[2] ta chọn dao tiện có các thông số là: H = 16; B = 10; L = 100; m = 8; a = 8; r = 0.5 - Lượng dư gia công: Chọn lượng dư gia công: 2a = 140.96 – 136 = 4.96mm - Chế độ cắt: + Chiều sâu cắt: Chọn chiều sâu cắt: t = 0.25 + Lượng chạy dao: Tra bảng 5-11 trang 11[3] ta chọn: S o = 1 (mm/vòng). + Tốc độ cắt: 8 Thiết kế đồ án CNCT máy )/( phm StT KC v YvXvm vv t ×× × = Tra bảng X-10: 1 75 755.7 === b v K σ Tra bảng 5-17 trang 14[3] ta chọn: C v =340; x x =0.15; y v = 0.45 m = 0.2; T = 50 )/(191 125.050 1340 45.015.02.0 phmv t = ×× × =⇒ Số vòng quay trục chính là: )/(448 1000 phv D v n t t = × = π * Bước 2: Tiện thô mặt trụ φ128 - Chọn dao tiện có gắn mảnh hợp kim cứng, tra bảng 4-4 trang 295[2] ta chọn dao tiện có các thông số là: H = 16; B = 10; L = 100 M = 8; a = 8; r = 0.5 - Lượng dư các gia công: 2a = 136 - 128 = 8 (mm) - Xác định chế độ cắt: + Chiều sâu cắt: Chọn chiều sâu cắt: t = 0.5 + Lượng chạy dao: Tra bảng 5-11 trang 11[3] ta chọn lượng chạy dao: S o = 1 (mm/vòng). + Tốc độ cắt: )/(173 15.050 1340 )/( 45.015.02.0 phmphm StT KC v YvXvm vv t = ×× × = ×× × = Số vòng quay trục chính là: n t = 429 (v/phút) * Bước 3: Tiện thô mặt trụ φ120 - Chọn dao: 9 Thiết kế đồ án CNCT máy Chọn dao tiện có gắn mảnh hợp kim cứng. Tra bảng 4-4 trang 295[2] ta chọn dao tiện có các thông số: H = 16; B = 10; L = 100 M = 8; a = 8; r = 0.5 - Lượng dư các gia công: 2a = 136 - 128 = 8 (mm) - Xác định chế độ cắt: + Chiều sâu cắt: Chọn chiều sâu cắt: t = 0.5 + Lượng chạy dao: Tra bảng 5-11 trang 11[3] ta chọn lượng chạy dao: S o = 1 (mm/vòng). + Tốc độ cắt: )/( phm StT KC v YXm vv t ×× × = Tuổi bền: T = 50 (phút) Tra bảng 5-1; 5-2; 5-5; và 5-6 ta tính được K v =1 Tra bảng 5-17 trang 14[3] ta chọn: C v = 340; x = 0.15; y = 0.45; m = 0.2 => )/(173 15.050 1340 )/( 45.015.02.0 phmphm StT KC v YXm vv t = ×× × = ×× × = Số vòng quay trục chính là: n t = 429 (v/phút) * Bước 4: Tiện thô mặt trụ φ116 - Chọn dao: Chọn dao tiện có các thông số: H = 16; B = 10; L = 100 M = 8; a = 8; r = 0.5 - Lượng dư các gia công: 2a = 120-116 = 4 (mm) - Xác định chế độ cắt: + Chiều sâu cắt: Chọn chiều sâu cắt: t = 0.5 + Lượng chạy dao: 10 . Thiết kế đồ án CNCT máy THIẾT KẾ ĐỒ ÁN CNCT MÁY Tên đồ án: Thiết kế quy trình chế tạo chi tiết số 2 trong bản vẽ số 20. 1. Chức năng làm việc của chi tiết. chọn phôi thép thanh. 5. Lập trình công nghệ: a. Xác định chuẩn thanh định vị để gia công chi tiết: Chi tiết gia công là chi tiết dạng trục, yêu cầu về độ