Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết bích nối

Đồ án: Công nghệ chế tạo máy Đào
Mạnh Lân
Khoa cơ khí Cộng hoà x hội chủ nghĩa Việt Namã
Bộ môn chế tạo máy Độc lập - tự do - hạnh phúc
Nhiệm vụ đồ án
Họ và tên: Đào Mạnh Lân.
Lớp: CNCT Vũ Khí K35.
1. Tên đồ án: Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết Bích nối.
2. Các số liệu ban đầu:
+ Bản vẽ chi tiết số: 071.
+ Trang thiết bị công nghệ: tự chọn.
+ Dạng sản xuất: loạt vừa.
3. Nội dung chính bản thuyết minh:
I - Phân tích sản phẩm:
+ Chức năng của bích nối.
+ Phân tích kết cấu, yêu cầu kỹ thuật.
+ Phân tích tính công nghệ của sản phẩm.
II Phơng pháp chế tạo phôi:
III- Quy trình công nghệ:
+ Thiết kế tiến trình công nghệ.
+ Thiết kế nguyên công.
IV- Tính toán thiết kế đồ gá:
+ Lựa chọn và kiểm bền cho kết cấu đồ gá.
+ Sai số gá đặt của chi tiết.
4. Bản vẽ.
01 bản vẽ chi tiết đã điều chỉnh(Khổ A3).
01 bản vẽ chi tiết lồng phôi(Khổ A3).
01 bản vẽ nguyên công(Khổ A3).
01 bản vẽ lắp đồ gá(Khổ A2).
5.Tài liệu kèm theo:
01 tập phiếu công nghệ.

6. Ngày nộp đồ án: 04/05/2004.

Hà Nội, ngày 20 tháng 03 năm 2004.
Giáo viên hớng dẫn:
Nguyễn Đức Phơng.
3
Đồ án: Công nghệ chế tạo máy Đào
Mạnh Lân
Mục lục
Nội dung: Trang
Lời nói đầu.
05
Chơng I: Phân tích sản phẩm.
07
Chơng II:

Phơng pháp chế tạo phôi.
09
Chơng III: Quy trình công nghệ.
1. Lập tiến trình công nghệ.
11
2.

Thiết kế nguyên công:
Phay thô mặt bích nhỏ.
12
Phay thô mặt bích lớn.
13
Khoan, Doa và vát mép hai lỗ 16.
15

Khoan, Doa sáu lỗ 10.
18
Khoét sáu bậc 14.
20
Khoan, Doa hai lỗ 6.
21
Mài mặt bích lớn sau nhiệt luyện đạt Ra = 1,25.
23
Chơng IV: Tính toán thiết kế đồ gá.
25
Kết luận.
33
Tài liệu tham khảo.
34
4
Đồ án: Công nghệ chế tạo máy Đào
Mạnh Lân
Lời nói đầu.
Hiện nay, trình độ khoa học chung của thế giới phát triển rất cao, trên rất
nhiều lĩnh vực. Điều này đòi hỏi ngời cán bộ kỹ thuật cần phải có nền tảng
kiến thức tơng xứng, nắ chắc kiến thức cơ bản và vận dụng sáng tạo trong
công tác
Là học viên chuyên nghành CNCT Vũ Khí, trớc thực tế đất nớc đang ngày
một cố gắng nghiên cứu và sản xuất các loại trang thiết bị vũ khí mới, nhằm
bổ xung và nâng cao cho các đơn vị chiến đấu, đáp ứng yêu cầu nhiệm vụ,
nhận thấy, một kỹ s chế tạo Vũ Khí không những cần trình độ chuyên môn
cao mà đồng thời phải nắm vững yếu tố công nghệ, nhằm có khả năng tổ chức
và thiết kế chế tạo vũ khí trên cơ sở khả thi công nghệ, đảm bảo yêu cầu về
chất lợng với hiệu quả kinh tế cao, thể hiện đợc tính sáng tạo.
Đồ án môn học Công nghệ chế tạo máy là một đồ án có tính tổng hợp

cao, vận dụng đợc hầu hết các kiến thức của những môn học khác nhau nhằm
nâng cao cơ sở lý luận và thực tiễn cho mỗi học viên trong việc thiết kế một
quy trình công nghệ để sản xuất ra một chi tiết máy bất kỳ theo yêu cầu cho
trớc.
Trong phạm vi đồ án của mình, bản thân em có sự vận dụng nhất định
những kiến thức đã học. Nội dung đồ án đã thể hiện đợc phần nào yêu cầu
đề ra, ban đầu có sự hợp lý trong việc kết hợp yếu tố kết cấu và yếu tố công
nghệ.
Tuy nhiên, do còn thiếu thực tế, việc nắm vững kiến thức môn học còn cha
thực sự sâu cho nên trong quá trình hoàn thiện, nội dung đồ án không tránh
khỏi những sai sót nhất định. Em kính mong có đợc những nhận xét cụ thể, sự
chỉ bảo tận tình của các thầy để em kịp thời bổ xung và sửa chữa.
5
Đồ án: Công nghệ chế tạo máy Đào
Mạnh Lân
Cũng qua đây cho em đợc gửi lời cảm ơn tới thầy giáo Nguyễn Đức Phơng
cùng các thầy giáo trong bộ môn CNCT Máy đã tận tình gúp đỡ em hoàn
thiện đồ án này.
HVKTQS, ngày.tháng 05 năm 2004
Học viên thực hiện
Đào Mạnh Lân
6
Đồ án: Công nghệ chế tạo máy Đào
Mạnh Lân
chơng I: phân tích sản phẩm
1. Tìm hiểu chức năng làm việc của sản phẩm:
Bích nối là một trong những chi tiết tơng đối phổ biến trong ngành chế tạo máy. Nó
đợc hình thành nhằm liên kết hai trục chuyển động ngợc chiều nhau thông qua các
chi tiết khác nh cặp bánh răng hay bộ truyền ma sát. Đồng thời nó còn có tác dụng
bịt kín để chi tiết máy làm việc an toàn, không bị văng té dầu mỡ ra ngoài.

2. Phân tích yêu cầu kỹ thuật, tính công nghệ và những điểm cần lu ý:
Thông qua phân tích bản vẽ chi tiết và tìm hiểu thực tế trong ngành chế tạo máy, ta
thấy: bích nối là chi tiết dạng tấm có kết cấu khá đơn giản với các yêu cầu kỹ thuật
cần đạt không quá cao.
Đặc điểm của Bích nối là làm việc ở chế độ chịu lực thấp, lực va đập không cao, bề
mặt bên ngoài không yêu cầu độ chính xác cao(Rz80) mà chỉ yêu cầu về độ thẩm
mỹ. Do đó, khi chế tạo phôi ta chọn phơng án hợp lý thì không cần gia công lại.
Bề mặt làm việc chính là hai lỗ 16 có độ nhẵn bóng Ra=2,5 và cấp chính xác 7.
Một trong hai lỗ có dung sai cho phép 16
+0,019
.
Bề mặt bích lớn yêu cầu độ bóng tơng đối cao Ra=1,25 nhằm đẩm bảo sự bịt kín.
Có 6 lỗ 10
0,036
để liên kết bích nối với vỏ hộp máy. Các lỗ này đạt độ chính xác
cấp 7. Mặt ngoài có bậc sâu 1(mm) và đờng kính 14.
Hai lỗ định vị 6
030,0
015,0
+

, cấp chính xác 7.
Một số yêu cầu khác:
+ Chi tiết chế tạo không bị nứt, rỗ và các khuyết tật khác.
+ Vê tròn cạnh sắc.
+ Nhiệt luyện đạt HRC 45 50.
Chi tiết đợc chế tạo từ Thép C45 với thành phần nh sau:

Đây là loại vật liệu tơng đối phù hợp với gia công cắt gọt. Cộng với các yêu cầu kỹ
thuật nêu trên, ta chọn các phơng án Phay, Khoan, Khoét, Doa, Mài để gia công chi

tiết là hoàn toàn hợp lý.
3. Đờng lối công nghệ và phơng pháp công nghệ:
Nguyên tố C Si Mn S P Ni Cr
Thành phần% 0,4ữ0,5 0,17ữ0,37 0,5ữ0,8
0,045 0,045
0,30 0,30
7
Đồ án: Công nghệ chế tạo máy Đào
Mạnh Lân
Theo yêu cầu kỹ thuật và phân tích tính công nghệ nh trên, ta lựa chọn sự kết hợp
giữa hai phơng án: vừa tập trung nguyên công vừa phân tán nguyên công. Ta không
nên dùng riêng từng phơng án bởi vì, từ kết cấu chi tiết và yêu cầu sản xuất loạt vừa
nên để đảm bảo nhịp sản xuất và năng suất thì ta không nên tập trung nguyên công,
nghĩa là không dùng một loại máy vạn năng để gia công chi tiết. Mặt khác, nếu phân
tán nguyên công thì chi phí gia công lại quá lớn không thích hợp gia công loạt vừavà
chi tiết đơn giản.
Thực tế, trong chi tiết có những phần có thể gia công liên tiếp đợc nh các lỗ 10.
Chỉ cần thiết kế đồ gá phù hợp là có thể gia công các lỗ này mà không cần thay dao,
gá đặt lại. Nhng cũng có những bề mặt gia công muốn tập trung thì phải thay nhiều
dao và gá đặt nhiều lần.
Bởi vậy, việc gia công kết hợp mới mới phù hợp với việc xác định hợp lý nguyên
công, đảm bảo tăng năng suất lao động, rút ngắn chu kỳ sản xuất và giảm chi phí
trong quá trình gia công.
8
Đồ án: Công nghệ chế tạo máy Đào
Mạnh Lân
Chơng ii: phơng pháp chế tạo phôi
Muốn chế tạo một chi tiết máy đạt yêu cầu kỹ thuật và chỉ tiêu kinh tế đòi hỏi có
phơng pháp xác định kích thớc của phôi và chọn phôi cho thích hợp. Hiện nay, trong
ngành chế tạo máy sử dụng rộng rãi các loại phôi nh: phôi đúc, phôi rèn, phôi dập,

phôi cán Bích nối là chi tiết dùng thép C45, có kết cấu đã phân tích nêu trên. Qua
đó ta có thể dùng mọt trong các phơng pháp tạo phôi sau:
1. Phôi rèn và dập nóng:
Phôi và dập nóng là loại phôi đợc chế tạo bởi phơng pháp rèn và dập nóng.
Phôi chế tạo từ phơng pháp rèn có u điểm là độ chính xác và độ bóng cao, năng
suất tạo phôi nhanh, có thể tạo các chi tiết lớn. Tuy nhiên, nhợc điểm cơ bản của ph-
ơng pháp rèn là chỉ thích hợp tạo phôi đơn giản, không phù hợp với sản xuất loạt, l-
ợng d gia công khá lớn. Do đó, nếu chọn phơng án chế tạo phôi bằng phơng pháp rèn
sẽ rất tốn kém, không hạn chế vật liệu.
Phôi chế tạo từ phơng pháp dập nóng đợc thực hiện trên máy búa hoặc máy ép,
trong khuôn kín và khuôn hở. Phơng pháp này có thể chế tạo các chi tiết có hình
dáng phức tạp, hình dạng gần giống với kết cấu thực của sản phẩm. Tuy nhiên, quá
trình tạo phức tạp, đòi hỏi phải có máy móc chuyên dùng, tạo khuôn khó khăn dẫn
đến chi phí rất cao. Phơng pháp này chỉ thực sự phát huy trong sản xuất loạt lớn.
2. Phôi cán:
Cho phép tạo phôi có cơ tính và độ chính xác cao, kết cấu đa dạng. Phổ biến là phôi
cán tròn, phôi ống, phôi tấm. Khi sử dụng phôi tấm để chế tạo bích nối thì lợng d gia
công lớn, hao phí kim loại. Bên cạnh đó phơng pháp này đòi hỏi thiết bị tạo phôi
phức tạp, chi phí cao
3. Phôi đúc:
Phôi chế tạo theo phơng pháp đúc đợc sử dụng rất rộng rãi trong sản xuất công
nghiệp nói chung và trong công nghiệp quốc phòng nói riêng: chiếm 80ữ90% lợng
phôi, trong đó có 80%các chi tiết đợc đúc từ khuôn cát.
Phôi đúc có những u điểm nh sau:
+ Kết cấu đa dạng, hình dáng gần giống với kết cấu thực của sản phẩm, và có thể
đạt đợc kích thớc từ nhỏ đến lớn mà các phơng pháp không có đợc.
+ Khả năng tiết kiệm vật và chi phí trong quá trình cắt gọt tốt, rất phù hợp với chi
tiết cần chế tạo.
9
Đồ án: Công nghệ chế tạo máy Đào

Mạnh Lân
Tuy nhiên, chế tạo phôi đúc cũng có một số nhợc điểm sau:
+ Tốn kim loại bởi hệ thống rót, đậu ngót đậu hơi .
+ Sản phẩm có nhiều khuyết tật khó kiểm tra, chất lợng bề mặt và cơ tính thấp.
Căn cứ vào u nhợc điểm của từng phơng pháp tạo phôi, kết cấu của chi tiết cần chế
tạo, nhận thấy: việc tạo phôi bằng phơng pháp đúc là hợp lý hơn cả. Ta chọn phơng
pháp đúc trong khuôn kim loại, mẫu kim loại. Vì:
+ Độ nhẵn bóng bề mặt yêu cầu Rz=80 hoàn toàn đạt đợc mà không cần gia công
lại.
+ Độ nghiêng 10
0
của bề mặt bích nhỏ là hoàn đạt đợc.
+ Hình dạng phôi gần giống với hình dạng chi tiết, các góc lợn không cần phải
gia công lại.
+ Lợng d gia công nhỏ.
Hình dáng phôi đúc cần tạo ra:
+ Lợng d gia công dới(mặt bích nhỏ):
t
1
= 1,6(mm)
+ Lợng d gia công trên(mặt bích lớn):
t
2
= 2,2(mm)
+ Bán kính góc lợn:
R = 3(mm)
(Lấy theo bảng 3.110.Sổ tay CNCTM.Tập 1)
10
Đồ án: Công nghệ chế tạo máy Đào
Mạnh Lân

chơng iii: quy trình công nghệ.
1. lập tiến trình công nghệ.
Trên cơ sở kết cấu chi tiết và yêu cầu kỹ thuật cùng với phôi đúc tạo ra, ta phân quá
trình gia công chi tiết thành các nguyên công sau:
1. Nguyên công 1:
Phay thô mặt bích nhỏ.
2. Nguyên công 2:
Phay thô mặt bích lớn.
3. Nguyên công 3:
Khoan, Doa và vát mép hai lỗ 16.
4. Nguyên công 4:
Khoan, Doa sáu lỗ 10.
5. Nguyên công 5:
Khoét sáu bậc 14.
6. Nguyên công 6:
Khoan, Doa hai lỗ 6.
7. Nguyên công 7:
Vê tròn cạnh sắc.
8. Nguyên công 8:
Nhiệt luyện đạt độ cứng HRC 45 50.
9. Nguyên công 9:
Mài mặt bích lớn sau nhiệt luyện đạt Ra = 1,25.
11
Đồ án: Công nghệ chế tạo máy Đào
Mạnh Lân
2. Thiết kế nguyên công.
I. Nguyên công 1: Phay thô mặt bích nhỏ.
1. Chọn máy gia công:
Chọn máy phay đứng năng Côngxôn 610 có các thông số sau:
+ Đờng kính lỗ trục chính: 17 mm.

+ Độ côn trục chính: côn mooc N
0
2.
+ Đờng kính trục gá dao: 22ữ27 mm.
+ Số cấp tốc độ trục chính: 12 cấp.
+ Phạm vi tốc độ trục chính: 50ữ2240 v/p.
+ Công suất động cơ trục chính: 2,8 KW.
+ Công suất động cơ chạy dao: 0,6 KW.
+ Kích thớc bàn máy: 200x800 mm.
2. Dụng cụ cắt:
Dao phay mặt đầu bằng thép gió với các thông số:
+ Đờng kính ngoài: D = 50 mm.
+ Đờng kính lỗ: d = 22 mm.
+ Chiều dày dao: L = 36 mm.
+ Số răng: z = 12 răng.
+ Góc nghiêng rãnh thoát phoi: = 30
0
.
3. Quá trình gá đặt:
Chuẩn định vị là chuẩn thô: đó là bề mặt bích lớn.
Đồ gá gồm một khối V cố định và một khối V di động, định vị bề mặt trụ hai bên
chi tiết.
Lực kẹp đợc tác dụng thông qua khối V di động. Chi tiết đợc hạn chế sáu bậc tự do.
4. Tính toán chế độ cắt:
Vì bề mặt này yêu cầu độ nhám Rz80 nên tiến hành phay một lần với chiều sâu cắt
chính bằng lợng d gia công:
t = 1,6 mm.
12
Đồ án: Công nghệ chế tạo máy Đào
Mạnh Lân

Chiều rộng cắt:
B = 34 mm.
Từ bảng 5.119 Sổ tay CNCT Máy.Tập 2 ta đợc lợng chạy dao răng:
S
Z
= 0,05 mm/răng.
Từ bảng 5.120 Sổ tay CNCT Máy.Tập 2 ta đợc tốc độ cắt:
V = 50 m/ph.
Số vòng quay:
)/(318
50.
50.10
.
.10
33
phv
D
V
n
===

Lợng chạy dao phút:
S
Ph
= S
Z
.z.n = 0,05.12.318 = 190,8 (mm/ph).
Lực cắt:
Nk
nD

zBStC
P
MV
wq
n
y
Z
x
P
Z
1700.
.
.....10
==
Công suất cắt:
KW
VP
N
Z
C
4,1
60.1020
50.1700
60.1020
.
===
Thời gian máy:
)(39,0
8,190
744

0
ph
S
L
T
Ph
==
+
=
5. Sơ đồ gá đặt:
13
Đồ án: Công nghệ chế tạo máy Đào
Mạnh Lân
II. Nguyên công 2: Phay thô mặt bích lớn.
1. Chọn máy gia công:
Chọn máy phay ngang Côngxôn 610 nh nguyên công 1.
2. Dụng cụ cắt:
Dao phay trụ bằng thép gió với các thông số:
+ Đờng kính ngoài: D = 80 mm.
+ Đờng kính lỗ: d = 27 mm.
+ Chiều rộng dao: L = 100 mm.
+ Số răng: z = 8 răng.
+ Góc nghiêng rãnh thoát phoi: = 30
0
.
3. Quá trình gá đặt:
Tơng tự nguyên công 1, chuẩn định vị là bề mặt bích nhỏ.
Đồ gá gồm một khối V cố định và một khối V di động, định vị bề mặt trụ hai bên
chi tiết. Lực kẹp đợc tác dụng thông qua khối V di động. Chi tiết đợc hạn chế sáu bậc
tự do.

4. Tính toán chế độ cắt:
Sau khi nhiệt luyện, cần phải mài để đạt Ra1,25 nên để lại lợng d cho nguyên công
này là = 0,05 mm. Vậy chiều sâu cắt:
t = 2,2 0,05 = 2,15 mm
Chiều rộng cắt:
B = 84 (mm).
Từ bảng 5.131 Sổ tay CNCT Máy.Tập 2 ta đợc lợng chạy dao răng:
S
Z
= 0,05 mm/răng.
Từ bảng 5.132 Sổ tay CNCT Máy.Tập 2 ta đợc tốc độ cắt:
V = 50 ( m/ph).
Số vòng quay:
)/(15,159
100.
50.10
.
.10
33
phv
D
V
n
===

Lợng chạy dao phút:
S
Ph
= S
Z

.z.n = 0,05.10.159,15= 79,6 (mm/ph).
Lực cắt:
Nk
nD
zBStC
P
MV
wq
n
y
Z
x
P
Z
2150.
.
.....10
==
Công suất cắt:
KW
VP
N
Z
C
76,1
60.1020
50.2150
60.1020
.
===

Thời gian máy:
14
Đồ án: Công nghệ chế tạo máy Đào
Mạnh Lân
)(45,1
6,79
1262
0
ph
S
L
T
Ph
==
+
=
5. Sơ đồ gá đặt:
III. Nguyên công 3: Khoan, Doa và vát mép hai lỗ 16.
1. Chọn máy gia công:
Chọn máy khoan cần 2H53 của Nga với các thông số:
+ Đờng kính lớn nhất gia công đợc: 35 mm.
+ Độ côn trục chính: côn mooc N
0
4.
+ Số cấp tốc độ trục chính: 12 cấp.
+ Phạm vi tốc độ trục chính: 25ữ2500 v/p.
+ Số cấp bớc tiến dao: 12 cấp
+ Phạm vi bớc tiến dao: 0,006ữ1,22 mm/v.
+ Công suất động cơ trục chính: 2,8 KW.
+ Công suất động cơ nâng cần: 1,7 KW.

+ Kích thớc bàn máy: 750x1230 mm.
2. Dụng cụ cắt:
a. Chọn dao khoan ruột gà bằng thép gió đuôi côn kiểu I có:
+ Đờng kính mũi khoan: D = 15 mm.
+ Chiều dài mũi khoan: L = 290 mm.
+ Chiều dài phần làm việc: l = 190 mm.
+ Góc sau: = 12
0
.
15