đồ án kỹ thuật gia công cơ khí đề tài thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết càng

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (857.67 KB, 19 trang )

Trang 1<div class="page_container" data-page="1">

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOTRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI

Giảng viên hướng dẫn : Thầy Ngô Xuân Quang

Sinh viên thực hiện : Nguyễn Đăng Sơn

Lớp : 63CK-QLM

MSV : 2151052626

</div>Trang 2<div class="page_container" data-page="2">

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC KỸ THUẬT GIA CÔNG CƠ KHÍ

Họ và tên: Nguyễn Đăng Sơn MSSV: 2151052626Ngành: Kỹ thuật cơ khíLớp: 63CK - QLM

Tên đề tài: Thiết kế quy trình cơng nghệ gia cơng chi tiết: CàngI-Số liệu cho trước: - Sản lượng: N1=…9999…. chiếc/năm

- Điều kiện thiết bị: tự chọn

II- Nội dung thiết kế

1. Phân tích chức năng làm việc của chi tiết.

2. Phân tích tính cơng nghệ trong kết cấu của chi tiết. 3. Xác định dạng sản xuất.

4. Chọn phôi và phương pháp chế tạo phôi. Xây dựng bản vẽ chi tiết lồng phôi. 5. Lập thứ tự các nguyên công, các bước (vẽ sơ đồ gá đặt, ký hiệu định vị, kẹp chặt,

chọn máy, chọn dao, vẽ ký hiệu chiều chuyển động của dao, của chi tiết).6. Tính lượng dư cho một bề mặt (mặt tròn trong, tròn ngồi, mặt phẳng):

……… … … ………… cịn tất cả các bề mặt khác tra theo sổ tay công nghệ chế tạo máy.

7. XĐ chế độ cắt

III. Các bản vẽ

- Bản vẽ chi tiết lồng phôi:……….…1 bản (A1 hoặc A0) - Bản vẽ sơ đồ nguyên công: ……..……….…..1 bản (A0)

Ngày giao nhiệm vụ: 2/5/2024

Ngày hoàn thành nhiệm vụ: …6/6/2024……….

Sinh viên thực hiện

(Ký tên)

Giáo viên hướng dẫn

(Ký tên)

</div>Trang 3<div class="page_container" data-page="3">

Phần 1: Phân Tích Chức Năng Làm Việc Của Chi Tiết

Càng gạt là chi tiết dạng càng. Chi tiết dạng càng thường có chức năng biến đổichuyển động thẳng của chi tiết này ( Piston của động cơ đốt trong ) thành chuyểnđộng quay của chi tiết khác ( trục khuỷu ). Ngồi ra chi tiết dạng càng cịn dùng đểđẩy bánh răng ( khi cần thay đổi tỉ số truyền trong hộp tốc độ ).

Trên chi tiết dạng càng ngồi những lỗ cơ bản cần được gia cơng chính xác cịncó những lỗ dùng để kẹp chặt, các mặt đầu của lỗ và những yếu tố khác cần đượcgia cơng.

Phần 2: Phân Tích Tính Cơng Nghệ Trong Kết CấuCủa Chi Tiết

Vật liệu chế tạo chi tiết càng là gang xám 15-32. Đây là loại vật liệu có tính đúctốt, ta có thể sử dụng phương pháp đúc để chế tạo phôi.

Chiều dầy của càng là 10-15 mm, do vậy tính cứng vững của chi tiết khơng cao.Vì vậy khi gia công càng cần phải chú ý đến vấn đề kẹp chặt chi tiết.

Do các mặt đầu của càng không cùng nằm trên một mặt phẳng, do vậy khi giacông ta phải gá đặt nhiều lần (không gia công được các mặt đầu trong một lần gá),điều này ảnh hưởng đến năng suất gia cơng.

Độ chính xác của các lỗ chính cao, bề mặt lỗ 10, 20 cần gia công đạt độnhám Ra = 2,5 (6), với dung sai 10 là 0,03( tương ứng với cấp chính xác

</div>Trang 4<div class="page_container" data-page="4">

H7); 20 là 0,035 (tương ứng với cấp chính xác H7). Để đạt được yêu cầu này taphải gia công qua các bước khoan-khoét-doa.

Các bề mặt đầu cần gia công đạt độ nhám Rz = 20 (5), ta có thể gia cơng đạtđược u cầu này bằng phương pháp gia công phay, qua các bước phay thô vàphay tinh.

Độ không song song giữa bề mặt C và B là 0,03; độ khơng vng góc giữa bềmặt D và A là không quá 0,03; độ không song song của các tâm lỗ cơ bản khôngquá 0,03/100mm chiều dài. Các yêu cầu kỹ thuật này ta hồn tồn có thể đạt đượckhi gia cơng trên các máy vạn năng hay các máy chuyên dùng.

Phần 3: Xác Định Dạng Sản Xuất

3.1.Xác định khối lượng của chi tiết

Với vật liệu GX 15-32 ta sử dụng phần mềm solidworks để tính được khối lượngcủa chi tiết: m=750(g)=0,75(kg)

3.2.Tính số lượng chi tiết cần chế tạo trong một năm:

N = No.m.(1+).(1+) chi tiết/năm.

No : Số lượng sản phẩm yêu cầu (sản phẩm/năm).m : Số chi tiết đang xét có trong một sản phẩm.Tỉ lệ phế phẩm không tránh khỏi.

 = (36)  lấy = 5  : Tỉ lệ dự trữ trong sản xuất.

 = (57)   lấy  = 6 Với N0 = 9999

m = 1

</div>Trang 5<div class="page_container" data-page="5">

 N = 9999.1.(1+5 ).(1+6 ) = 11129 chi tiết/năm.Tra bảng 2 [4]  Dạng sản xuất là HÀNG LOẠT LỚN.

Phần 4: Chọn Phôi Và Phương Pháp Chế Tạo Phôi.Xây Dựng Bản Vẽ Chi Tiết Lồng Phôi.

4.1.Chọn phôi và phương pháp chế tạo phôi

Với chi tiết càng gạt này có kết cấu khơng q phức tạp ta có thể có một số phương án chế tạo phơi sau:

Trạng thái ứng suất của phơi dập nói chung là nén khối, do vậy kim loại có tính dẻo tốt hơn, biến dạng triệt để hơn nên cơ tính của phơi dập cao hơn rèn, vì vậy mà dễ cơ khí hoá và tự động hoá nâng cao được năng suất.

Tuy nhiên, phương pháp chế tạo phơi dập có một số nhược điểm sau:Thiết bị sử dụng cho dập có cơng suất lớn, chuyển động địi hỏi chính xác cao, chế tạo khuôn đắt tiền.

*Phôi đúc.

Do vật liệu chế tạo phôi là gang xám 15-32, đây là loại vật liệu có tính đúc tốt. Đúc có thể tạo ra các sản phẩm đúc phức tạp, giá thành của sản phẩm đúc hạ hơn các dạng sản xuất khác.

Tuy nhiên, sản phẩm đúc có những nhược điểm sau: + Sản phẩm đúc dễ bị rỗ co, rỗ khí, nứt và lẫn tạp chất,...

+ Khi đúc trong khn cát, độ chính xác về kích thước và độ bóng thấp.+ Tiêu hao một phần khơng nhỏ lượng kim loại ở hệ thống rót, đậu hơi, đậu ngót, ....

</div>Trang 6<div class="page_container" data-page="6">

Do dạng sản xuất của ta là dạng sản xuất hàng loạt lớn, phơi có kích thước khơng lớn, kết cấu khơng q phức tạp, có một số bề mặt khơng cần gia công, mặt khác vật liệu chế tạo phôi là gang xám 15-32 - đây là loại vật liệu có tính đúc tốt, nên ta

chọn phương pháp chế tạo phôi là đúc, phôi đúc được đúc trong khuôn cát, làm

khuôn trên máy ép và máy rằn.

4.2.Xây dựng bản vẽ chi tiết lồng phôi

Tra bảng 3-94[1] , với vật liệu đúc cấp chính xác 1  lượng dư gia công cho các bề mặt bên và dưới là : 2,0 mm.

Tra bảng 3-3[1]  dung sai cho phép của vật liệu đúc.

Tra bảng 3-13[1]  độ nhám bề mặt chi tiết đúc: Rz = 40 m (4).

Phần 5: Lập thứ tự các nguyên công, các bước

</div>Trang 7<div class="page_container" data-page="7">

1.Xác định các bề mặt cần gia công

 Các bề mặt A,B,C,D Các lỗ ∅10,∅20,∅ 6,∅ 12

2.Thứ tự các nguyên công

 Nguyên công I: gia công bề mặt C. Nguyên công II: gia công bề mặt B. Nguyên công III: gia công bề mặt A. Nguyên công IV: gia công bề mặt D. Nguyên công V: gia công hai lỗ 10. Nguyên công VI: gia công lỗ 20. Nguyên công VII: Vát mép các lỗ trụ. Nguyên công VIII: gia công hai lỗ 6. Nguyên công IX: gia công lỗ 12 Nguyên công X: Tổng kiểm tra.1, Nguyên Công I: gia công bề mặt C.

Để gia công bề mặt C có bề rộng 25 ta chọn dao phay mặt đầu, vật liệu chế tạo daolà thép gió.

Tra bảng 4.92[1]  chọn dao phay mặt đầu liền khối đuôi côn loại 1:Các kích thước cơ bản của dao phay:

Đường kính dao phay: D = 40 mmBề dầy dao phay: L = 26 mmSố răng dao phay: 10

Đường kính lỗ lắp trục: d = 16mm.

Tra bảng 7[4]  tuổi bền của dao T = 130 phút.

 Sơ đồ gá đặt

</div>Trang 8<div class="page_container" data-page="8">

2, Nguyên Công II: gia công bề mặt B. Chọn máy.

- Để gia công bề mặt B ta sử dụng phương pháp phay trên máy phay đứngVH-320.

 Gá đặt

- Định vị: Hạn chế phôi năm bậc tự do: phiến tì đặt tại mặt phẳng C hạnchế ba bậc tự do, một khối V ngắn đặt tại vành ngoài của khối trụ 25,hạn chế hai bậc tự do

- Kẹp chặt: Lực kẹp được đặt tại mặt phẳng A, lực kẹp W được sinh ra từcơ cấu kẹp ren-đai ốc.

 Chọn dụng cụ cắt

- Để gia công bề mặt B có bề rộng 25 ta chọn dao phay mặt đầu, vật liệuchế tạo dao là thép gió.

 Sơ đồ gá đặt

</div>Trang 9<div class="page_container" data-page="9">

3, Nguyên Công III: gia công bề mặt A. Chọn máy.

- Để gia công bề mặt A ta sử dụng phương pháp phay trên máy phay đứngVH-320.

</div>Trang 10<div class="page_container" data-page="10">

- Kẹp chặt: Lực kẹp tại mặt C, lực kẹp W được sinh ra từ cơ cấu kẹp liênđộng ren-đai ốc. Để tăng cứng vững, và tránh làm biến dạng phơi trongq trình gia cơng ta đặt thêm chốt tỳ phụ tại mặt phẳng B.

- Kẹp chặt: Lực kẹp W được đặt ở trên bề mặt A, lực kẹp W được sinh ratừ cơ cấu kẹp ren-đai ốc thơng qua địn kẹp. Để tăng cứng vững cho phôita sử dụng thêm chốt tỳ phụ, chốt tỳ phụ được đặt tại bề mặt D.

</div>Trang 11<div class="page_container" data-page="11">

+ Khoét lỗ 9,8 dùng mũi khoét, vật liệu chế tạo thép gió.+ Doa lỗ 10  dùng dao doa, vật liệu chế tạo là thép gió. Sơ đồ gá đặt

6.Nguyên công VI : Khoan-khoét-doa lỗ 20.. Chọn máy.

- Ta sử dụng máy khoan đứng 2H135 Gá đặt

- Định vị phôi bằng phiến tỳ (hạn chế ba bậc tự do) đặt ở mặt phẳng D, vàhai chốt định vị ở hai lỗ 10 ta đã gia công ở nguyên công trước. ở đây tadùng một chốt trụ (hạn chế hai bậc tự do) và một chốt chám (hạn chế mộtbậc tự do).

- Kẹp chặt: Lực kẹp W được đặt tại bề mặt B. Cơ cấu kẹp ở đây ta sửdụng hệ thống đòn kẹp liên động.

 Chọn dụng cụ cắt

- Để gia công lỗ 20 đạt 6  ta tiến hành khoan-khoét-doa:+ Khoan lỗ 19.

+ Khoét lỗ 19,8+ Doa lỗ 20. Sơ đồ gá đặt

</div>Trang 12<div class="page_container" data-page="12">

7. Nguyên công VII: Vát mép của các lỗ trụ.

Tại nguyên công này ta tiến hành vát mép một đầu cho lỗ trụ 20 và hai lỗ trụ 10.Sơ đồ định vị và kẹp chặt được xác định như nguyên công 6 khi vát mép lỗ trụ20, và như nguyên công 5 khi vát mép lỗ trụ 10.

Các chế độ cắt ta lấy như của bước khoét tương ứng với nguyên công VI vànguyên công V:

Vát mép lỗ trụ 20:

S = 0,63 mm/vòng V = 44,2 m/phút n = 710,64 vòng/phút. Vát mép lỗ trụ10:

S = 0,7 mm/vòng V = 26,17 m/phút n = 650 vòng/phút. 8. Nguyên công VIII: Khoan hai lỗ 6.

- Kẹp chặt: Lực kẹp W được tác động từ đòn kẹp của cơ cấu kẹp liên độngren-đai ốc, lực kẹp được đặt tại bề mặt B.

 Chọn dụng cụ cắt:

Để khoan lỗ 6 đạt độ nhám Rz = 40 ta dùng mũi khoan ruột gà đi trụ loạitrung bình, vật liệu chế tạo mũi khoan là thép gió.

</div>Trang 13<div class="page_container" data-page="13">

- Định vị: Hạn chế sáu bậc tự do của phôi, dùng một phiến tỳ phẳng (hạn chếba bậc tự do) đặt tại bề mặt D, một chốt trụ ngắn đặt tại lỗ 20 (hạn chế haibậc tự do), một chốt chám (hạn chế một bậc tự do) đặt tại lỗ 10.

- -Kẹp chặt: Lực kẹp W được đặt ở bề mặt A, lực kẹp W được tác động từ đònkẹp của cơ cấu kẹp ren-đai ốc.

 Chọn dụng cụ cắt:

Do cần gia công lỗ 12 đạt độ nhám Rz40, nên ta chỉ tiến hành khoan là đạtyêu cầu. Chọn mũi khoan ruột gà đi trụ loại trung bình, vật liệu chế tạo mũikhoan là thép gió.

 Sơ đồ định vị và kẹp chặt:

</div>Trang 14<div class="page_container" data-page="14">

10.Nguyên công X: Tổng kiểm tra.

- Kiểm tra độ không song song giữa bề mặt C và bề mặt B.

- Kiểm tra độ không vng góc giữa đường tâm lỗ trụ 20 và bề mặt A.- Kiểm tra độ không song song giữa các đường tâm lỗ trụ 10 và 20.

Phần 6. Tính Lượng Dư Gia Cơng

1. Tính lượng dư cho một bề mặt

Tính lượng dư gia công bề mặt C

 Theo bảng 9-[1], xác định lượng dư nhỏ nhất theo công thức :

Z

i min

=(R

zi−1

+T

i−1

+ρ

i−1

+ε

i

)

 Tra bảng 10 trang 39-[1] chất lượng bề mặt của các loại phơi khác nhau tacó:

Rz = 250 (μm)m)Ti = 350 (μm)m)

Tổng giá trị Ri và Ti bằng 600μmm, đối với gang sau bước thứ nhất cóthể loại bỏ Ti, còn Rz giá trị này bằng 50 μmm và 25 μmm (bảng 3-69,stctm1).

 Sai lệch không gian

</div>Trang 15<div class="page_container" data-page="15">

ρp =

√

ρc2+ρ2cm

Trong đó: ρc – Sai số do độ cong vênh của chi tiết sau khi đúc ρc = ∆k.dTra bảng 15 [4] đối với phơi đúc thì độ cong giới hạn ∆k=0,7 (μm)m) Vậy: ρc = 0,7.20 = 14 (μm)m) , ρcm = 700 μm)m

Xác định lượng dư nhỏ nhất theo công thức:

Z

i min

=(R

zi−1

+T

i−1

+ρ

i−1

+ε

i

)

Lượng dư nhỏ nhất khi phay thô là:

Zmin1=(250+350+700+120) = 1420 (μm)m) = 1,42 (mm)Lượng dư nhỏ nhất khi phay tinh là:

Zmin1=(50+25+42+7,2) = 124,2 (μm)m) = 0,124 (mm) Kích thước tính tốn:

- Phay tinh: l2 = 20,05 (mm)

- Phay thô : l1 = 20,05 + 0,124 = 20,174 (mm)- Phôi : lp = 20,174 + 1,42 = 21,594 (mm) Kích thước giới hạn lớn nhất:

- Phay tinh: l2 = 20,05 (mm)- Phay thô : l1 = 20,174 (mm)- Phôi : lp = 21,594 (mm)

*Dung sai của các bước là: 1 = 100 (μm)m); 2 = 200 (μm)m); ph = 800 (μm)m) Kích thước giới hạn nhỏ nhất:

- Phay tinh: l2 = 20,05 - 0,1 = 19,95(mm)- Phay thô : l1 = 20,169 - 0,2 = 19,969 (mm)- Phôi : lp = 21,594 - 0,8 = 20,794(mm) Lượng dư giới hạn:

</div>Trang 16<div class="page_container" data-page="16">

- Khi phay tinh:

 Zmax = 20,169 – 20,05 = 0,119 (mm) Zmin = 19,969 – 19,95 = 0,019 (mm)- Khi phay thô:

 Zmax = 21,594 – 20,174 = 1,42 (mm) Zmin = 20,794 – 19,969 = 0,825 (mm)- Lượng dư tổng cộng

 Zomax = 0,119 + 1,42 = 1,539 (mm) Zomin = 0,019 + 0,825 = 0,844 (mm)

2. Tra lượng dư cho các ngun cơng cịn lại:

 Ngun Cơng I, II, III, IV: Phay mặt đầu lần lượt các mặt C, B, A và D.Từ bảng 3.94[1]  lượng dư gia công của phôi đúc: Zb = 2 mm.

Phay thô: Zb = 1,9 mm.Phay tinh:Zb = 0,1 mm.

 Nguyên công V: gia công hai lỗ 10.Bảng 3-131[1] :

- Khoan lỗ 8- Khoét lỗ 9,8- Doa lỗ 10

 Nguyên công VI: gia công lỗ 20.- Khoan lỗ 19.

- Khoét lỗ 19,8- Doa lỗ 20.

 Nguyên công VIII: gia công hai lỗ 6.

- Do ta chỉ khoan lỗ 6 từ phôi đặc nên ta không phải tra lượng dư chonguyên công khoan này

 Nguyên công IX: gia công lỗ 12

- Do ta chỉ khoan lỗ 12 từ phôi đặc nên ta không phải tra lượng dưcho nguyên công khoan này

</div>Trang 17<div class="page_container" data-page="17">

Với: k1: Hệ số phụ thuộc vào cơ tính của vật liệu gia cơng. k2: Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt gia công. k3: Hệ số phụ thuộc vào góc nghiêng chính.

k4: Hệ số phụ thuộc vào chu kỳ bền của dao. k5: Hệ số phụ thuộc vào bề rộng phay.

k6: Hệ số phụ thuộc vào dạng gia công.

Tra bảng 5.20[2]  k1 = 1,15 k2 = 1,0 k3 = 0,89 k4 = 1,0 k5 = 1,0 k6 = 1,0

Vt = 34.1,15.1,0.0,89.1,0.1,0.1,0 = 34.1,0235 = 34,799 m/phútSố vòng quay trục chính:

Tốc độ cắt thực:Vtt =

nm. π . D

1000 =

234 .3,14 . 40

1000 =29 , 4 m/phút.* Phay tinh:

Từ bảng 5.119[2]  lượng chạy dao tinh S0 = 1,40,5 mm/vòng Chọn S0 = 1 mm/vòng

 Lượng chạy dao răng: Sz = S0/Z = 1/10 =0,1 mm/răng.Từ bảng 5.121[2]  tốc độ cắt là: Vb = 49 m/phút

Tốc độ tính tốn là: Vt = Vb.k1.k2.k3.k4.k5.k6

Tra bảng 5.20[2]  k1 = 1,15 k2 = 1,0 k3 = 0,89 k4 = 1,0 k5 = 1,0 k6 = 0,8

</div>Trang 18<div class="page_container" data-page="18">

Vt = 49.1,15.1,0.0,89.1,0.1,0.0,8 = 49.0,8188 = 40,1212 m/phút. Số vòng quay trục chính:

Tốc độ cắt thực:Vtt =

nm. π. D

1000 =

300 .3,14. 40

1000 =37 ,699 m/phút.2.Nguyên Công II: gia công mặt B

Do ngun cơng phay bề mặt B có kích thước và lượng dư như bề mặt C,nên ta chọn máy, chọn dụng cụ cắt và chế độ cắt hoàn toàn giống nguyên công I.Chế độ cắt khi phay thô:

t = 1,5 mm ; Sz = 0,2 mm/răng ; nm = 234 vòng/phút ; Vt = 29,4m/phút.Chế độ cắt khi phay tinh:

t = 0,5 mm ; S0 = 1 mm/vòng ; nm = 300 vòng/phút ; Vt = 37,699 m/ph.

TÀI LIỆU THAM KHẢO.

1. Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1 -PGS.TS Nguyễn Đắc Lộc-PGS.TS Lê Văn Tiến-PGS.TS Ninh Đức Tốn-TS Trần Xuân Việt. Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật-2001. [1]

2. Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2 -PGS.TS Nguyễn Đắc Lộc-PGS.TS Lê Văn Tiến-PGS.TS Ninh Đức Tốn-TS Trần Xuân Việt. Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật-2001. [2]

3. Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 3-Nhà xuất bản khoa học và kỹ 2003. [3]

thuật-4. Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy -PGS.TS Trần Văn Địch Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật -2002. [4]

5. Giáo trình Cơng nghệ chế tạo máy tập 1-2-Trường đại học Bách Khoa HàNội-khoa Cơ khí -Bộ mơn cơng nghệ chế tạo máy. Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật 2002.

</div>