Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết trục then hoa

Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết trục then hoa TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP KHOA CƠ KHÍ __________________________ THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CƠ KHÍ Chuyên ngành: Cơ khí Chế tạo máy Đề tài: Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết trục then hoa. Thiết kế: VƯƠNG CHÍ DŨNG Lớp: K46CCM3 Hướng dẫn khoa học: Th.S : HOÀNG VĂN QUYẾT THÁI NGUYÊN NĂM 2015 TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP KHOA CƠ KHÍ __________________________ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CƠ KHÍ Chuyên ngành: Cơ khí Chế tạo máy Đề tài: Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết trục then hoa. Yêu cầu: 1. Thuyết minh: .... trang. 2. Bản vẽ: ........ bản A0 3.Chuyên đề: Thiết kế: VƯƠNG CHÍ DŨNG Lớp: K46CCM3 Ngày nhận đề tài: ......102015 Ngày hoàn thành: .............2015 Thái Nguyên, ngày tháng năm 2015 Hướng dẫn Trưởng bộ môn TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP KHOA CƠ KHÍ __________________________ NỘI DUNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chuyên ngành : Cơ khí Chế tạo máy Đề tài: Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết trục then hoa. Thuyết minh: 1. Phần I: Phân tích chi tiết gia công. 2. Phần II: Xác định dạng sản xuất. 3. Phần III: Chọn phôi và phương pháp chế tạo phôi. 4. Phần IV: Thiết kế qui trình công nghệ 5. Phần V: Tra lượng dư cho các bề mặt. 6. Phần VI: Tra chế độ cắt cho các nguyên công. Bản vẽ: 1. Bản vẽ chi tiết lồng phụi: ... bản khổ giấy A0 2. Sơ đồ nguyên công thể hiện ở dạng kết cấu: ... bản khổ giấy A0 Bản đồ án tốt nghiệp đó được thông qua ngày…. thỏng…. năm 2015 Hướng dẫn Trưởng bộ môn NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………….…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… LỜI NÓI ĐẦU Hiện nay các ngành khoa học kỹ thuật nói chung và ngành kỹ thuật cơ khí nói riêng đang có một một bước phát triển lớn. Hầu hết các sản phẩm của cơ khí có mặt trong tất cả các hoạt động đời sống xó hội, mang lại những lợi ích to lớn cho con người cả về vật chất lẫn tinh thần. Các sản phẩm cơ khí được xem như là xương sống của ngành kinh tế, phục vụ các nhu cầu sản xuất và phát triển kinh tế của con người trên thế giới. Để thực hiện mục tiêu “Công nghiệp hóa và hiện đại hóa Đất nước” Đảng đó chủ trương đào tạo nguồn nhân lực kỹ thuật tại các trường kỹ thuật trong cả nước. Với sinh viên ngành chế tạo máy, việc quan trọng đòi hỏi sinh viên là phải hiểu và lập được bản vẽ thiết kế và gia công các chi tiết máy. Đồng thời phải hiểu được nguyên lý làm việc của các chi tiết máy để đưa ra được phương án chế tạo hợp lý nhất, đảm bảo yêu cầu về kinh tế kỹ thuật. Thái Nguyên, ngày ... tháng ...năm 2015 Sinh viên thực hiện Vương Chí Dũng Đồ án tốt nghiệp Công nghệ chế tạo máy có mục đích giúp cho sinh viên làm quen với các nhiệm vụ ngoài thực tế yêu cầu sau khi ra trường. Để thực hiện tốt công việc được giao sinh viên phải tích cực tìm hiểu, tham khảo các tài liệu công nghệ mà thực tế sản xuất đang sử dụng. Thông qua đồ án này sinh viên chúng em có thể củng cố lại tất cả các kiến thức đó được học để thiết kế, tính toán chế tạo các chi tiết máy. Với đề tài: “Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết trục then hoa.” . Do kiến thức cũng hạn chế nên không thể tránh khỏi những sai sút rất mong các Thầy cụ chỉ bảo thêm cho em. Trong quá trình làm đồ án, em đó nhận được sự giúp đỡ của Thầy hướng dẫn. Em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của thầy ThS. Hoàng Văn Quyết Bộ môn Chế tạo máy, Khoa cơ khí, trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp giúp em hoàn thành đồ án này. MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU 5 PHẦN I: PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG 8 1.1. Phân tích chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết gia công. 8 1.2. Phân tích yêu cầu kỹ thuật và định ra phương pháp gia công tinh lần cuối…………………………………………………………………………. 9 1.3. Biện pháp công nghệ để đạt được các YCKT quan trọng. 10 1.4. Phân tích và đánh giá tính công nghệ trong kết cấu chi tiết Trục răng 10 PHẦN II: XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT 11 2.1. Ý nghĩa của việc xác định dạng sản xuất. 11 2.2. Xác định dạng sản xuất. 11 PHẦN III: CHỌN PHÔI VÀ PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI 14 3.1. Cơ sở chọn phôi. 14 3.2. Chọn phương pháp tạo phôi tối ưu nhất. 14 PHẦN IV: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 17 4.1. Chọn chuẩn định vị. 17 4.1.1. Vấn đề chuẩn định vị khi gia công. 17 4.1.2. Chọn chuẩn tinh. 17 4.1.3. Chọn chuẩn thụ. 19 4.2. Thiết kế quy trình công nghệ. 20 4.2.1. Lập trình tự công nghệ. 20 4.2.2. Bản vẽ sơ đồ nguyên công. 21 PHẦN V: TRA LƯỢNG DƯ CHO CÁC BỀ MẶT 39 5.1. Tra lượng dư cho cỏc bề mặt. 39 5.2. Phân bố lượng dư. 40 PHẦN VI: TÍNH VÀ TRA CHẾ ĐỘ CẮT 42 6.1. Nguyên công I: Tôi cải thiện……………………………………………42 6.2. Nguyên công II: Phay mặt đầu và khoan lỗ tâm………………………42 6.3. Nguyên công III:Tiện thô mặt trụ 40, 45, 64, góc lượn R5………43 6.4. Nguyên công IV:Tiện thô mặt trụ 20, 30, 40, 45, góc lượn ……46 6.5. Nguyên công V: Tiện thô và tinh bề mặt côn 20 38’33”( 30 24) …49 6.6. Nguyên công VI : Tiện tinh 20, 40 ,Vát mép 20, 40, 64 và Xấn rãnh……………………………………………………………………50 6.7. Nguyên công VII: Tiện tinh 40, 64. Vát mép 40, 64……………54 6.8. Nguyên công VIII: Phay răng…………………………………………55 6.9. Nguyên công IX: Phay rãnh then………………………………………56 6.10. Nguyên công X: Tiện ren M20x1,5…………………………………57 6.11. Nguyên công XI: Nhiệt luyện………….……………………………58 6.12. Nguyên công XII: Mài cổ trục 40……………………………………58 6.13. Nguyên công XIII: Mài cổ trục 40……………………..……………59 6.14. Nguyên công XIV: Mài thô mặt côn…………………………………60 6.15. Nguyên công XV: Mài tinh cổ trục 40……………………………….61 6.16. Nguyên công XVI: Mài tinh cổ trục 40……………………………61 6.17. Nguyên công XVII: Tổng kiểm tra, đóng gói, bảo quản………………61 TÀI LIỆU THAM KHẢO 62 Phần I : PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG. I.Nhiệm vụ nguyên lý làm việc, đặc điểm của chi tiết gia công : Chi tiết gia công là trục then hoa có nhiều rãnh với prôphin hình thang. Hai đầu trục có then hoa và số lượng rãnh then khác nhau. Chiều dài trục là 250(mm) ,có hai vị trí để lắp ổ bi tiêu chuẩn là vị trí có đường kính 30(mm) chiều dài ngõng trục 17 (mm) và vị trí có đường kính 40 (mm). Trục có vai trục để ngăn chặn di chuyển dọc trục. Hai đầu trục có các rãnh then với số lượng và thông số khác nhau. Trục then hoa có thể để lắp bánh răng di trượt (đầu trục có chiều dài then lớn hơn). Đầu trục còn lại có chiều dài then ngắn hơn có thể để lắp vào vành trong của moayơ bánh răng. Trục then hoa có tác dụng truyền mômen xoắn ,truyền chuyển động cho bánh răng. Để lắp bánh răng di trượt truyền mô men xoắn và chuyển động. II.Yêu cầu kĩ thuật chi tiết gia công : Chi tiết gia công là trục then hoa hình thang dùng để truyền chuyển động cho bánh răng nên chịu tác động của mômen xoắn và mômen uốn. Và rãnh then hay mòn theo 2 mặt bên ( bề mặt làm việc). Vì vậy phải đảm bảo các điều kiện sau : Độ không đồng tâm giữa các bậc trục không quá 0,02 (mm). Độ không song song giữa đường răng và đường tâm trục ≤ 0,025 (mm). Độ cứng sau nhiệt luyện đạt 38 HRC. Độ nhám vị trí ngõng trục để lắp ổ lăn (Ra = 2,5) đạt cấp chính xác 6. Bề mặt làm việc của rãnh then (Ra=4) đạt cấp chính xác 7. Bề mặt đihr then đạt cấp chính xác 6. Độ song song của rãnh then hay then hoa so với đường sinh ≤ 0,1μmmmm. Độ cong của trục không quá 0,02 mm Phần II: XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT. I.Ý nghĩa : Dạng sản xuất là 1 khái niệm đặc trưng có tính chất tổng hợp giúp cho việc xác định hợp lý đường lối biện pháp công nghệ và đề ra phương án sản xuất để tạo ra sản phẩm đạt chỉ tiêu kinh tế và kĩ thuật. Mỗi dạng sản xuất có những đặc điểm riêng phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau . Tuy nhiên ở đây ta không đi nghiên cứu sâu vào phương pháp xác định chúng theo tính toán. II.Sản lượng cơ khí hàng năm : Sản lượng cơ khí được tính theo công thức : (ctnăm). Theo bài ra ta có sản lượng kế hoạch là 1000 chiếcnăm. Trong đó : Ni : Sản lượng cơ khí ctnăm. N : Sản lượng kế hoạch ctnăm. mi : Số chi tiết trong một loại sản phẩm .  : Hệ số dự phòng kể đến phế phẩm .  : Hệ số kể đến hư hỏng mất mát. Thông thường  =  = 2  3 lấy  =  = 2 : mi = 1 => ta có : (ctnăm). III.Tính khối lượng chi tiết gia công: Được xác định theo công thức Q = V.γ Trong đó : Q : khối lượng của chi tiết gia công (Kg). V : Thể tích của chi tiết gia công (dm3). V = V¬1 + V¬2 +V¬3 +V¬4. ss (dm3). (dm3). (dm3). (dm3).  V = 0,32542 (dm3). γ : Khối lượng riêng của vật liệu. Đối với chi tiết gia công vật liệu thép C45 : γ= 7,852 kg dm3. = >Khối lượng chi tiết gia công là : Q = 0,32542 . 7,852 =2,56 (kg). Dựa vào Q và Ni Theo bảng 2 (TKDACNCTM) :` Ta tra được dạng sản xuất là loạt vừa. Phần III: PHƯƠNG PHÁP TẠO PHÔI. I.Cơ sở chọn phôi : Với chi tiết dạng trục làm việc chịu tải trọng mômen tốt nhất là tổ chức kim loại nêm chặt. Có thể chọn phương pháp gia công là cán, rèn, dập, đúc… Việc xác định phương pháp tạo phôi hợp lý sẽ đảm bảo yêu cầu kỹ thuật của chi tiết kích thước của phôi phải đảm bảo phân bố đủ lượng dư cho quá trính gia công hình dáng của phôi càng giống chi tiết càng tốt. Yêu cầu này cho phép giảm số lần chạy dao giảm thời gian gia công giảm sai số in dập dẫn đến tăng năng xuất, hạ giá thành sản phẩm. Căn cứ vào bản vẽ chi tiết ta so sánh các phương pháp tạo phôi sau: II. Phương pháp tạo phôi : Việc tạo phôi phải phù hợp với việc chế tạo chi tiết phải căn cứ vào các yếu tố sau : Vật liệu : C có tính vật liệu mà chi tiết gia công. Dạng sản xuất : Tính chất xản xuất, trang thiết bị, dụng cụ gia công . Khả năng đạt được độ chính xác gia công chọn phôi hợp lý. 1. Phương pháp chọn cán: Chỉ dùng với các loại phôi đơn giản, không cản được thép cán có tổ chức kim loại chặt, đều trong suốt chìm dài, phôi thớ kim loại liên tục có lớp ứng xuất dư. Thép cán được tiêu chuẩn hoá nên khi chọn phôi phải chọn phôi có đường kính lớn hơn đường kính lớn nhất của chi tiết gia công sẽ mất nhiều thời gian cắt gọt mất nhiều kim loại giảm năng xuất dẫn đến giá thành cao. 2. Phương pháp đúc: Ưu điểm : Đúc được loại phôi phức tạp có đường kính lớn. Nhược điểm : Tổ chức kim loại đúc kém, lắm khuyết tật, đòi hỏi kỹ thuật cao. 3. Phương pháp rèn : a. Rèn tự do: Với đầu tư thấp trang thiết bị đơn giản nhưng độ chính xác phụ thuộc vào tay nghề người công nhân thời gian gia công lâu, việc chế tạo rất nhỏ độ chính xác thấp do đó với sản xuất lớn nhỏ chế tạo, khó đáp ứng. + Ưu điểm : Có tính tương đối tốt. Tổ chức kim loại bền chặt. Chịu uốn chịu xoắn tốt. + Nhược điểm : Năng xuất không cao. Tiêu hoa nhiều năng lượng, vật liệu. Hiệu quả thấp. Điều kiện lao động cực nhọc, hay bị biến cứng bề mặt, lượng dư lớn. b. Phôi rèn khuôn. Phôi có độ chính xác cao hơn phôi rèn tự do, lượng gia công nhỏ độ bóng cao, hình dáng phôi rèn giống như hình dáng chi tiết như vậy sẽ đạt năng xuất cao hơn, giảm phế phẩm và độ chính xác phôi cao phù hợp với sản xuất lớn những phương pháp này vật liệu chế tạo khuôn phức tạp thiết bị đòi hỏi vốn lớn. + Rèn trong khuôn kín : Thường áp dụng cho vật rèn có hình dáng phức tạp và thiết bị. + Rèn trong khuôn hở : Sản phẩm thường rèn từ phôi cán cho độ bóng và độ chính xác cao. 4. Dập nóng : Theo phương pháp này phôi có tính chất cơ tính tốt chế tạo phôi có hình dáng phức tạp. + ưu điểm : Cơ tính vật liệu cao. Năng xuất cao. Có thể dập phôi tự động. => Qua phân tích các phương pháp tạo phôi với loại sản phẩm là trục then hoa sản xuất ở dạng sản xuất loạt vừa, ta chọn phôi dập là phù hợp vì tiết kiệm thời gian và nguyên công và các nguyên vật liệu. Phần IV : THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT I.Phân tích việc chon chuẩn: Định nghĩa: Chuẩn là một tập hợp đường, điểm, bề mặt của chi tiết được dùng làm căn cứ để xác định vị trí của một tập hợp đường, điểm, bề mặt khác của chi tiết đó hay của các chi tiết khác trong cùng một mối quan hệ lắp ráp nhất định. Việc phân tích chọn chuẩn định vị có ý nghĩa quan trọng nó quyết định tới chất lượng chi tiết gia công do vậy việc chọn chuẩn phải thoả mãn 2 yêu cầu sau : Phân bố lượng dư trên toàn chi tiết trong suốt quá trình gia công độ đồng đều. Năng suất và giá thành hạ. Nguyên tắc chọn chuẩn : Chọn chuẩn xuất phát từ nguyên tắc 6 điểm để không chế tốt bậc tự do, cần tránh hiện tượng siêu định vị. Chọn chuẩn sao cho không bị lực cắt, lực kẹp làm biến dạng chi tiết quá nhiều Chọn chuẩn sao cho thiết kế đồ gá đơn giản thích hợp với loại hình sản xuất đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật đặt ra. 1. Chọn chuẩn tinh : Yêu cầu : Phân bố đủ lượng dư cho các bề mặt gia công. Đảm bảo độ chính xác tương quan giữa các bề mặt. Lời khuyên : 1.Cố gắng chọn chuẩn tinh là chuẩn tinh chính. Thực hiện lời khuyên này sẽ đơn giản hoá quá trình gia công, lắp giáp vì chi tiết có vị trí tương ứng như khi làm việc chọn như vậy để phải gia công thêm chuẩn tinh phụ. 2.Chọn chuẩn sao cho tính trùng chuẩn càng cao càng tốt. (CKX ≡ CĐL ≡ CĐV ≡ CCD ≡ CCS). 3.Cố gắng chọn chuẩn tinh là chuẩn tinh thống nhất .Trong quá trình gia công chọn như vậy sẽ giảm được chủng loại đồ gá do đó giảm được thời gian thiết kế và chế tạo đồ gá. Phương án 1: Chuẩn tinh là 2 lỗ tâm. Chuẩn tinh là hai mũi tâm dùng truyền mô men, sơ đồ định vị như dưới. Phương án này khống chế năm bậc tự do chỉ còn duy nhất một bậc tự do quay quanh ox. Ưu điểm: Không gian gia công rộng Là chuẩn tinh thống nhất dùng gia công các bề mặt ngõng trục,then hoa. Nhược điểm: Độ cứng vững thấp. Phải gia công thêm chuẩn tinh phụ. Phương án 2: Chuẩn tinh là mặt trụ ngoài. Chọn chuẩn tinh là hai mặt trụ ngoài sẽ khống chế được 4 bậc tự do, bậc tự do thứ 5 cần khi khống chế mặt bậc của chi tiết. Bậc thứ 6 không cần khống chế. Ưu điểm: Có độ gá đặt cao. Độ cứng vững cao. Nhược điểm: Phải chế tạo đồ gá nên phương án này đắt tiền. Ta sử dụng phương án này để làm chuẩn tinh khi phay rãnh then. Phương án 3: Chuẩn tinh là mặt trụ ngoài kết hợp lỗ tâm. Ưu điểm: Gá đặt nhanh. Độ cứng vững cao hơn dùng hai mũi tâm. Khống chế được sai số dọc trục. Nhược điểm: Giảm độ chính xác tương quan giữa các bề mặt. Định vị mặt trụ ngoài. Bằng mâm cặp ba chấu tự định tâm và mặt đầu chống tâm. Phương án này bị hạn chế bởi sự chính sác của mâm cặp làm giảm độ chính xác tương quan giữa các bề mặt =>Dựa vào các lời khuyên khi chọn chuẩn tinh và do sản xuất dạng loạt vừa nên ta chọn chuẩn tinh theo phương án 1. 2.Chọn chuẩn thô : Yêu cầu : 1. Đảm bảo độ chính xác về vị trí tương quan giữa các bề mặt không gia công với các bề mặt gia công. 2. Phân phối đủ lượng dư cho các bề mặt sẽ gia công. Lời khuyên : 1.Theo một phương kích thước nhất định, nếu trên chi tiết gia công có một bề mặt không gia công thì nên chọn bề mặt đó làm chuẩn thô. 2.Theo một phương kích thước nhất định, nếu trên chi tiết gia công có hai hay nhiều bề mặt không gia công thì nên chọn bề mặt nào yêu cầu độ chính xác về vị trí tương quan so với bề mặt gia công là cao nhất là chuẩn thô. 3.Theo một phương kích thước nhất định, nếu trên chi tiết gia công có tất cả các bề mặt đều gia công thì nên chọn bề mặt nào yêu cầu lượng dư nhỏ và đồng đều nhất làm chuẩn thô. 4.Nếu có nhiều bề mặt đủ tiêu chuẩn làm chuẩn thô thì chọn bề mặt bằng phẳng trơn tru nhất làm chuẩn thô. 5.Ứng với một bậc tự do cần thiết thì chuẩn thô chỉ được chọn và sử dụng không quá một lần trong cả quá trình gia công. Nếu vi phạm lời khuyên này thì gọi là phạm chuẩn thô, khi đó sẽ làm cho sai số về vị trí tương quan giữa các bề mặt là rất lớn. = > Chọn chuẩn thô là bề mặt thô của hai ngõng trục : II Lập quy trình công nghệ : 1.Trình tự các nguyên công : Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết ta phải xác định hợp lý tiến trình công nghệ ứng với các bề mặt gia công và căn cứ vào

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

KHOA CƠ KHÍ

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CƠ KHÍ

Chuyên ngành: Cơ khí Chế tạo máy

Đề tài: Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết trục then hoa.

Thiết kế: VƯƠNG CHÍ DŨNGLớp: K46CCM3

Hướng dẫn khoa học: Th.S : HOÀNG VĂN QUYẾT

THÁI NGUYÊN - NĂM 2015 TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

KHOA CƠ KHÍ

ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CƠ KHÍ

Chuyên ngành: Cơ khí Chế tạo máy

Đề tài: Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết trục then hoa.

Thiết kế: VƯƠNG CHÍ DŨNGLớp: K46CCM3

Ngày nhận đề tài: /10/2015Ngày hoàn thành: / /2015

Hướng dẫn Trưởng bộ môn

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

KHOA CƠ KHÍ

NỘI DUNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Chuyên ngành : Cơ khí Chế tạo máy

Đề tài: Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết trục then hoa.

Thuyết minh:

1 Phần I: Phân tích chi tiết gia công

2 Phần II: Xác định dạng sản xuất

3 Phần III: Chọn phôi và phương pháp chế tạo phôi

4 Phần IV: Thiết kế qui trình công nghệ

5 Phần V: Tra lượng dư cho các bề mặt

6 Phần VI: Tra chế độ cắt cho các nguyên công

Bản vẽ:

1 Bản vẽ chi tiết lồng phụi: bản khổ giấy A0

2 Sơ đồ nguyên công thể hiện ở dạng kết cấu: bản khổ giấy A0

Bản đồ án tốt nghiệp đó được thông qua ngày… thỏng… năm 2015

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

LỜI NÓI ĐẦU

Hiện nay các ngành khoa học kỹ thuật nói chung và ngành kỹ thuật cơ khínói riêng đang có một một bước phát triển lớn Hầu hết các sản phẩm của cơ khí cómặt trong tất cả các hoạt động đời sống xó hội, mang lại những lợi ích to lớn chocon người cả về vật chất lẫn tinh thần Các sản phẩm cơ khí được xem như làxương sống của ngành kinh tế, phục vụ các nhu cầu sản xuất và phát triển kinh tếcủa con người trên thế giới

Để thực hiện mục tiêu “Công nghiệp hóa và hiện đại hóa Đất nước” Đảng đóchủ trương đào tạo nguồn nhân lực kỹ thuật tại các trường kỹ thuật trong cả nước.Với sinh viên ngành chế tạo máy, việc quan trọng đòi hỏi sinh viên là phải hiểu vàlập được bản vẽ thiết kế và gia công các chi tiết máy Đồng thời phải hiểu đượcnguyên lý làm việc của các chi tiết máy để đưa ra được phương án chế tạo hợp lýnhất, đảm bảo yêu cầu về kinh tế kỹ thuật

Đồ án tốt nghiệp Công nghệ chế tạo máy có mục đích giúp cho sinh viênlàm quen với các nhiệm vụ ngoài thực tế yêu cầu sau khi ra trường Để thực hiệntốt công việc được giao sinh viên phải tích cực tìm hiểu, tham khảo các tài liệucông nghệ mà thực tế sản xuất đang sử dụng Thông qua đồ án này sinh viên chúng

em cóthểcủng

cố lạitất cả các kiến thức đó được học để thiết kế, tính toán chế tạo các chi tiết máy

Với đề tài: “Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết trục then hoa.”

Do kiến thức cũng hạn chế nên không thể tránh khỏi những sai sút rất mongcác Thầy cụ chỉ bảo thêm cho em Trong quá trình làm đồ án, em đó nhận được sựgiúp đỡ của Thầy hướng dẫn Em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình củathầy ThS Hoàng Văn Quyết - Bộ môn Chế tạo máy, Khoa cơ khí, trường Đại học

Kỹ thuật Công nghiệp giúp em hoàn thành đồ án này

MỤC LỤC

Thái Nguyên, ngày tháng năm 2015

Sinh viên thực hiện Vương Chí Dũng

Phần I :

PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG.

I.Nhiệm vụ nguyên lý làm việc, đặc điểm của chi tiết gia công :

Chi tiết gia công là trục then hoa có nhiều rãnh với prôphin hình thang

Hai đầu trục có then hoa và số lượng rãnh then khác nhau

Chiều dài trục là 250(mm) ,có hai vị trí để lắp ổ bi tiêu chuẩn là vị trí có đườngkính 30(mm) chiều dài ngõng trục 17 (mm) và vị trí có đường kính 40 (mm) Trục

có vai trục để ngăn chặn di chuyển dọc trục

Hai đầu trục có các rãnh then với số lượng và thông số khác nhau

Trục then hoa có thể để lắp bánh răng di trượt (đầu trục có chiều dài then lớnhơn) Đầu trục còn lại có chiều dài then ngắn hơn có thể để lắp vào vành trong củamoay-ơ bánh răng

Trục then hoa có tác dụng truyền mômen xoắn ,truyền chuyển động cho bánhrăng Để lắp bánh răng di trượt truyền mô men xoắn và chuyển động.

II.Yêu cầu kĩ thuật chi tiết gia công :

Chi tiết gia công là trục then hoa hình thang dùng để truyền chuyển động chobánh răng nên chịu tác động của mômen xoắn và mômen uốn Và rãnh then haymòn theo 2 mặt bên ( bề mặt làm việc) Vì vậy phải đảm bảo các điều kiện sau :-Độ không đồng tâm giữa các bậc trục không quá 0,02 (mm)

-Độ không song song giữa đường răng và đường tâm trục ≤ 0,025 (mm)

-Độ cứng sau nhiệt luyện đạt 38 HRC

-Độ cong của trục không quá 0,02 mm Phần II:

XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT.

I.Ý nghĩa :

Dạng sản xuất là 1 khái niệm đặc trưng có tính chất tổng hợp giúp cho việc xácđịnh hợp lý đường lối biện pháp công nghệ và đề ra phương án sản xuất để tạo rasản phẩm đạt chỉ tiêu kinh tế và kĩ thuật Mỗi dạng sản xuất có những đặc điểmriêng phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau Tuy nhiên ở đây ta không đi nghiêncứu sâu vào phương pháp xác định chúng theo tính toán

II.Sản lượng cơ khí hàng năm :

Sản lượng cơ khí được tính theo công thức :

)1001)(

1001(Nm

Ni = i + α + β

(ct/năm)

Theo bài ra ta có sản lượng kế hoạch là 1000 chiếc/năm

Trong đó :

- Ni : Sản lượng cơ khí ct/năm

- N : Sản lượng kế hoạch ct/năm

- mi : Số chi tiết trong một loại sản phẩm

100

2 1 ( ) 100

2 1 ( 1

III.Tính khối lượng chi tiết gia công:

Được xác định theo công thức

Q = V.γ

Trong đó :

Q : khối lượng của chi tiết gia công (Kg).

V : Thể tích của chi tiết gia công (dm3)

V = V1 + V2 +V3 +V4.

ss

11932 , 0 95 , 0 2

4 , 0 14 , 3

2

1

2 1

49 , 0 14 , 3

2

2

2 2

42 , 0 14 , 3

2

3

2 3

3 , 0 14 , 3

2

4

2 4

γ : Khối lượng riêng của vật liệu

Đối với chi tiết gia công vật liệu thép C45 : γ= 7,852 kg/ dm3

= >Khối lượng chi tiết gia công là : Q = 0,32542 7,852 =2,56 (kg)

Dựa vào Q và Ni Theo bảng 2 (TKDACNCTM) :`

Ta tra được dạng sản xuất là loạt vừa

số lần chạy dao giảm thời gian gia công giảm sai số in dập dẫn đến tăng năng xuất,

hạ giá thành sản phẩm

Căn cứ vào bản vẽ chi tiết ta so sánh các phương pháp tạo phôi sau:

II

Phương pháp tạo phôi :

Việc tạo phôi phải phù hợp với việc chế tạo chi tiết phải căn cứ vào các yếu tốsau :

- Vật liệu : C có tính vật liệu mà chi tiết gia công

- Dạng sản xuất : Tính chất xản xuất, trang thiết bị, dụng cụ gia công

- Khả năng đạt được độ chính xác gia công chọn phôi hợp lý

1 Phương pháp chọn cán:

Chỉ dùng với các loại phôi đơn giản, không cản được thép cán có tổ chức kimloại chặt, đều trong suốt chìm dài, phôi thớ kim loại liên tục có lớp ứng xuất dư.Thép cán được tiêu chuẩn hoá nên khi chọn phôi phải chọn phôi có đường kínhlớn hơn đường kính lớn nhất của chi tiết gia công sẽ mất nhiều thời gian cắt gọtmất nhiều kim loại giảm năng xuất dẫn đến giá thành cao

2 Phương pháp đúc:

- Ưu điểm : Đúc được loại phôi phức tạp có đường kính lớn

- Nhược điểm : Tổ chức kim loại đúc kém, lắm khuyết tật, đòi hỏi kỹ thuật cao

3 Phương pháp rèn :

a Rèn tự do:

Với đầu tư thấp trang thiết bị đơn giản nhưng độ chính xác phụ thuộc vào taynghề người công nhân thời gian gia công lâu, việc chế tạo rất nhỏ độ chính xácthấp do đó với sản xuất lớn nhỏ chế tạo, khó đáp ứng

+ Nhược điểm :

- Năng xuất không cao

- Tiêu hoa nhiều năng lượng, vật liệu

- Cơ tính vật liệu cao

- Năng xuất cao

- Có thể dập phôi tự động

=> Qua phân tích các phương pháp tạo phôi với loại sản phẩm là trục then hoasản xuất ở dạng sản xuất loạt vừa, ta chọn phôi dập là phù hợp vì tiết kiệm thờigian và nguyên công và các nguyên vật liệu

Phần IV :

THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT

I.Phân tích việc chon chuẩn:

Định nghĩa:

Chuẩn là một tập hợp đường, điểm, bề mặt của chi tiết được dùng làm căn cứ đểxác định vị trí của một tập hợp đường, điểm, bề mặt khác của chi tiết đó hay củacác chi tiết khác trong cùng một mối quan hệ lắp ráp nhất định

Việc phân tích chọn chuẩn định vị có ý nghĩa quan trọng nó quyết định tới chấtlượng chi tiết gia công do vậy việc chọn chuẩn phải thoả mãn 2 yêu cầu sau :

- Phân bố lượng dư trên toàn chi tiết trong suốt quá trình gia công độ đồng đều

- Năng suất và giá thành hạ

Nguyên tắc chọn chuẩn :

- Chọn chuẩn xuất phát từ nguyên tắc 6 điểm để không chế tốt bậc tự do, cầntránh hiện tượng siêu định vị

- Chọn chuẩn sao cho không bị lực cắt, lực kẹp làm biến dạng chi tiết quá nhiều

- Chọn chuẩn sao cho thiết kế đồ gá đơn giản thích hợp với loại hình sản xuấtđáp ứng được yêu cầu kỹ thuật đặt ra

1 Chọn chuẩn tinh :

Yêu cầu :

- Phân bố đủ lượng dư cho các bề mặt gia công

- Đảm bảo độ chính xác tương quan giữa các bề mặt

Lời khuyên :

1.Cố gắng chọn chuẩn tinh là chuẩn tinh chính Thực hiện lời khuyên này sẽđơn giản hoá quá trình gia công, lắp giáp vì chi tiết có vị trí tương ứng như khilàm việc chọn như vậy để phải gia công thêm chuẩn tinh phụ

2.Chọn chuẩn sao cho tính trùng chuẩn càng cao càng tốt

(CKX ≡ CĐL ≡ CĐV ≡ CCD ≡ CCS)

3.Cố gắng chọn chuẩn tinh là chuẩn tinh thống nhất Trong quá trình gia côngchọn như vậy sẽ giảm được chủng loại đồ gá do đó giảm được thời gian thiết

kế và chế tạo đồ gá

* Phương án 1: Chuẩn tinh là 2 lỗ tâm.

Chuẩn tinh là hai mũi tâm dùng truyền mô men, sơ đồ định vị như dưới.Phương án này khống chế năm bậc tự do chỉ còn duy nhất một bậc tự do quayquanh ox

Ưu điểm:

- Không gian gia công rộng

- Là chuẩn tinh thống nhất dùng gia công các bề mặt ngõng trục,then hoa

Nhược điểm:

- Độ cứng vững thấp

- Phải gia công thêm chuẩn tinh phụ.

* Phương án 2: Chuẩn tinh là mặt trụ ngoài.

Chọn chuẩn tinh là hai mặt trụ ngoài sẽ khống chế được 4 bậc tự do, bậc tự dothứ 5 cần khi khống chế mặt bậc của chi tiết Bậc thứ 6 không cần khống chế

Ưu điểm:

- Có độ gá đặt cao

- Độ cứng vững cao

Nhược điểm:

- Phải chế tạo đồ gá nên phương án này đắt tiền Ta sử dụng phương án này để

làm chuẩn tinh khi phay rãnh then

* Phương án 3: Chuẩn tinh là mặt trụ ngoài kết hợp lỗ tâm.

Giảm độ chính xác tương quan giữa các bề mặt.

Định vị mặt trụ ngoài Bằng mâm cặp ba chấu tự định tâm và mặt đầu chốngtâm Phương án này bị hạn chế bởi sự chính sác của mâm cặp làm giảm độ chínhxác tương quan giữa các bề mặt

=>Dựa vào các lời khuyên khi chọn chuẩn tinh và do sản xuất dạng loạt vừanên ta chọn chuẩn tinh theo phương án 1

2.Theo một phương kích thước nhất định, nếu trên chi tiết gia công có hai haynhiều bề mặt không gia công thì nên chọn bề mặt nào yêu cầu độ chính xác về vịtrí tương quan so với bề mặt gia công là cao nhất là chuẩn thô.

3.Theo một phương kích thước nhất định, nếu trên chi tiết gia công có tất cả các bềmặt đều gia công thì nên chọn bề mặt nào yêu cầu lượng dư nhỏ và đồng đềunhất làm chuẩn thô

4.Nếu có nhiều bề mặt đủ tiêu chuẩn làm chuẩn thô thì chọn bề mặt bằng phẳngtrơn tru nhất làm chuẩn thô

5.Ứng với một bậc tự do cần thiết thì chuẩn thô chỉ được chọn và sử dụng khôngquá một lần trong cả quá trình gia công Nếu vi phạm lời khuyên này thì gọi làphạm chuẩn thô, khi đó sẽ làm cho sai số về vị trí tương quan giữa các bề mặt làrất lớn

= > Chọn chuẩn thô là bề mặt thô của hai ngõng trục :

II- Lập quy trình công nghệ :

1.Trình tự các nguyên công :

Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết ta phải xác định hợp lý tiến trìnhcông nghệ ứng với các bề mặt gia công và căn cứ vào yêu cầu sau :

- Xác định và thực hiện nguyên công chọn chuẩn thô, tính căn cứ vào độ nhẵnbóng và độ chính xác bề mặt mà áp dụng biện pháp gia công lần cuối cho thíchhợp.

- Đảm bảo chọn chuẩn tinh thống nhất

- Chú ý những nguyên công có thể gây phế phẩm

- Cố gắng giảm số lần gá đặt

Dựa vào các phương án chọn chuẩn thô và chuẩn tinh đã chọn, căn cứ vàotrạng thái bề mặt cuối cùng của chi tiết gia công , ta lập được thứ tự gia công các

bề mặt như sau:

TT NC Tên Nguyên Công Máy Dao

III

Tiện thô mặt trụ Ø42 Tiện thô mặt trụ Ø37,5Tiện thô mặt trụ Ø30

IV

Tiện thô mặt trụ Ø49Tiện thô mặt trụ Ø40Tiện thô mặt trụ Ø39

V

Tiện tinh mặt trụ Ø40Tiện thô mặt trụ Ø39

VI

Tiện tinh mặt trụ Ø42Tiện thô mặt trụ Ø30Vát mép Ø49Vát mép Ø42

IX Tôi toàn bộ chi tiết đạt HRC=38

14A20K3

14A20K3XII Tổng kiểm tra và đánh giá

2 Bản vẽ sơ đồ nguyên công:

Phần V:

PHÂN PHỐI LƯỢNG DƯ CHO CÁC BỀ MẶT

5.1.Mục đích của việc tra lượng dư :

Trong quá trình chế tạo phôi, để đạt độ chính xác cao và hợp lý phần lớn phụthuộc vào việc xác định lượng dư gia công Lượng dư gia công được xác định hợp

lý về trị số và dung sai có ý nghĩa rất lớn trong việc hạ giá thành sản phẩm, nângcao năng suất Nếu lượng dư quá lớn thì tốn nguyên vật liệu, chi phí cho máy, daocũng tăng dẫn đến việc tăng giá thành Nếu lượng dư quá bé thì không đủ hớt đilượng dư gia công, không đảm bảo độ chính xác gia công Điều này có thể đượcgiải thích bằng hệ số in dập K: sai lệch của chi tiết và phôi

Như vậy sai lệch sẽ giảm dần sau mỗi lần gia công Vì vậy trong quy trìnhcông nghệ phải chia thành nhiều nguyên công, nhiều bước để hớt dần đi lượng dư,

do đó lượng dư phải đủ để thực hiện các nguyên công Khi lượng dư quá nhỏ cònxảy ra hiện tượng trượt giữa dao và chi tiết gia công làm cho dao mòn ảnh hưởngđến chất lượng bề mặt gia công

Trong chế tạo máy thường tính lượng dư theo hai phương pháp:

+ Phương pháp tính toán phân tích

+ Phương pháp thống kê kinh nghiệm (tra bảng)

Trong đồ án này ta sử dụng phương pháp tra bảng để xác định lượng dư cho cácnguyên công

5.2:Các phương pháp tính lượng dư :

a) Phương pháp thống kê kinh nghiệm.

Theo phương pháp này lượng dư gia công được xác định theo kinh nghiệm,được rút ra từ thực tế sản xuất, chúng được thống kê lại và ghi trong các sổ taygiúp cho việc tra cứu

Ưu điểm: dễ tra cứu, sử dụng đơn giản.

Nhược điểm: lượng dư gia công thường không tính cho điều kiện cụ thể với chi

tiết cụ thể

b) Phương pháp tính toán phân tích.

Phương pháp này dựa trên lý thuyết biến dạng đàn hồi của hẹ thống công nghệdưới tác động của tải trọng thay đổi

Ưu điểm: Phương pháp này cho phép xác định lượng dư gia công cho chi tiết cụ

thể và tối ưu nhất với điều kiện sản xuất của nhà máy Đảm bảo tínhkinh tế kỹ thuật của sản phẩm chế tạo

Nhược điểm: tính toán phức tạp

5.3:Tính và tra lượng dư :

Trong đồ án này ta sử dụng phương pháp tra bảng để xác định lượng dư cho cácnguyên công Với phôi được rèn trên máy rèn ngang ta sẽ tra lượng dư trong bảng3.9(II)

5.3: Tra lượng dư cho các bề mặt :

Tra bảng 3.9(II) với G = 2,56 (kg)

Vậy lượng dư tổng cộng cho mặt trụ φ39 là: 2Zb = 3,6(mm)

Vậy lượng dư tổng cộng cho mặt đầu là : 2Zb = 4,2(mm )

5.3.2: Phân bố lượng dư :

* Mặt trụ φ40 :

- Tiện thô: 2,2 (mm)

- Tiện tinh: 1,0 (mm)

- Mài : 0,4 (mm)

PHẦN VI

TÍNH VÀ TRA CHẾ ĐỘ CẮT

Chế độ cắt của quá trình gia công cắt gọt phụ thuộc vào nhiều yếu tố như vậtliệu gia công, kết cấu dụng cụ cắt, vật liệu và thông số của dụng cụ cắt, phươngpháp gá, dung dịch trơn nguội và tình trạng của hệ thống công nghệ

Việc xác định chế độ cắt hợp lý là một trong những biện pháp nâng cao năngsuất cắt và tăng chất lượng bề mặt gia công

Có nhiều phương pháp để tính chế độ cắt nhưng trong thực tế sản xuất người tathường dùng phương pháp tra bảng theo kinh nghiệm:

Tham khảo các Sổ tay công nghệ chế tạo máy, tính toán và tra bảng ta có thông

số của chế độ cắt như sau:

6.1 Nguyên công I: Tôi cải thiện

6.2 Nguyên công II: Phay mặt đầu, Khoan tâm

* Bước 1: Khoả mặt đầu t = 2,1 (mm)

Tra bảng 5.108[II] Với Thép 45C có sb = 80(KG/mm2); Nhãn hiệu hợp kim cứng T15K6 ⇒ Sb = 0,11 (mm/vg)

Lượng chạy dao tính toán Stt :

Stt = Sb.K1.K2

K1,K2 : Hệ số phụ thuộc đồ gá dao và góc nghiêng chính

+ Dao gá cân Tra bảng 5.109(II) có: K1 = 1