đồ án thiết kế chi tiết dạng càng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI KHOA CƠ KHÍ BỘ MÔN CÔNG NGHỆ CƠ KHÍ ĐỒ ÁN KỸ THUẬT GIA CÔNG CƠ KHÍ Chủ đề thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết GVHD T S Nguyễn Công Nguyên Sinh viên thực hiện Đỗ Thành Công Lớp 60CK KTO2 MSV 18510552353 Hà Nội, T42021 LỜI MỞ ĐẦU Hiện nay cùng với sự đi lên của ngành cơ khí, môn học công nghệ chế tạo máy thực sự là hành trang để mỗi một kĩ sư , một công nhân có thể dựa vào làm cơ sở thiết kế môn công nghệ chế tạo máy là môn học được đưa vào giảng dạy ở hầu hết c.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

KỸ THUẬT GIA CÔNG CƠ KHÍ

Chủ đề: thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết

GVHD: T.S Nguyễn Công Nguyên Sinh viên thực hiện: Đỗ Thành Công

Lớp: 60CK-KTO2 MSV: 18510552353

Hà Nội, T4/2021

1

Đối với sinh viên cơ khí ,đồ án môn học công nghệ chế tạo máy là môn học giúp làm quen với việc giải quyết các vấn đề tổng hợp của công nghệ chế tạo máy

đã được học ở trường qua các giáo trình cơ bản về công nghệ ché tạo máy Khi làm đồ án này ta phải làm việc với các tài liệu , cách sử dụng chúng , cách tra sổ tay cũng như so sánh thực tiễn với kiến thức đã học Để hoàn thành được dồ án

này , em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn của thầy Nguyễn Công Nguyên

Do đây là lần đầu chúng em được hoàn thành môn học này , lên không thể tránh được sai sót Chúng em rất mong có được sự chỉ bảo và giúp đỡ của các thầy và các bạn

Em xin chân thành cảm ơn !

sinh viên

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

Họ và tên: Nguyễn Viết Đức MSSV:

Tên đề tài: Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết dạng Càng

I Số liệu cho trước: - Sản lượng: 4000 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 công 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 ngoài, mặt phẳng):

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

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: ………

Ngày hoàn thành nhiệm vụ: ………

3

CHƯƠNG I:

PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG LÀM VIỆC , TÍNH CÔNG NGHỆ TRONG

KẾT CẤU VÀ ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

1.1 Phân tích chức năng làm việc của chi tiết càng

- Càng là bộ phận nối giữa trục điều khiển và các bánh răng Chi tiết này có nhiệm vụ điều chỉnh sự ăn khớp của các cặp bánh răng ở các vị trí ăn khớp khác nhau nhằm thay đổi tỉ số truyền của bộ truyền (khi cần thay đổi tỷ số truyền trong hộp tốc độ)

- Các bền mặt làm việc của chi tiết:

+ Mặt đầu của càng tiếp xúc với bánh răng khi gạt bánh răng

+ Mặt trụ trong của lỗ càng gạt được lắp ghép với trục gạt

+ Kích thước lỗ trục yêu cầu dung sai nhỏ độ đồng tâm cao với trục gạt

1.2.Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết

+) Nêu tính công nghệ

- Có độ cứng vững cao

- Chiều dài của các lỗ nên bằng nhau và các mặt đầu của chúng cùng nằm trên mặt phẳng để tiện gá đặt

- Kết cẩu của càng nên đối xứng qua một mặt phẳng nào đó

- Kết cấu của càng phải thuận tiện cho việc gia công nhiều chi tiết

5

- Hình dáng của càng phải thuận tiện cho việc chọn chuẩn

1.2.1 Về yêu cầu kỹ thuật

Với những yêu cầu kỹ thuật trên bản vẽ chi tiết là chưa phù hợp để đảm bảo chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết là tối ưu Đó là bề mặt trong lỗ

42 là có độ nhẵn Ra=2,5 là không hợp lý vì bề mặt này không làm việc không cọ sát nên có thể chỉ cần lấy là Rz = 40m

1.2.2 Về các phần tử kết cấu

a Đơn giản hoá kết cấu:

Ngoài những phần do đảm bảo chức năng làm việc không thể thay đổi được như mặt trụ, mặt làm việc, ta xét các bề mặt còn lại

-Gân trợ lực :

Do khi làm việc chi tiết có chịu va đập mà vật liệu làm bằng gang dễ vỡ đồng thời phần chuyển tiếp giữa phần trụ ở đầu và thân có kích thước thay đổi đột ngột nên tập trung ứng suất, do đó tại vị trí này chi tiết dễ bị gãy Đểtránh việc chi tiết bị phá huỷ cần có gân trợ lực, việc bỏ gân trợ lực để đơn giản kết cấu là không thể được

- Bố trí chi tiết đối xứng:

Do hình dạng của chi tiết nên ta ghép hai chi tiết lại thành một chi tiết có hình dạng đối xứng làm tăng độ cứng vững cho chi tiết khi gia công, đồng thời làm giảm số lượng các nguyên công (do chỉ gia công một chi tiết sau

đó có nguyên công cắt đứt sau cùng)

b Khả năng áp dụng các phương pháp gia công tiên tiến

Các phương pháp gia công bằng công nghệ tiên tiến đều không phù hợp với

điều kiện kỹ thuật và điều kiện sản xuất

- Gia công bằng phương pháp cắt dây và tia lửa điện cho năng suất không cao

và chất lượng bề mặt không đòi hỏi cao

- Gia công bằng phương pháp điều khiển số CNC không phù hợp với điều kiện sản xuất ở nước ta

m là số lượng chi tiết trong một sản phẩm do ta phải cắt đứt

ở chi tiết ra làm 2 sp nên lấy m= 1

α là số lượng sản phẩm dự phòng do sai hỏng khi tạo phôi đúc hoặc do rèn gây ra α = 3- 6 % lấy α = 3 %

β là lượng sản phẩm dự trù do sai hỏng và phế phẩm trong khi chế tạo β = 5- 7 % lấy β = 7 %

ϒ là khối lượng riêng của vật kiệu

7

Với vật liệu gang xám GX 15 – 32 ta có ϒ = ( 6,8 ÷7,4 ) kg /

dm3

Q1 là số lượng của chi tiết

V là thể tích của chi tiết ( cm3)

V= 0,074 dm3

Do đó ta có Q1 = 7.0,074 = 0,518 kg

Dựa vào giá trị tính toán của N và Q và tra bảng 2.6 ta xác định được dạng sản xuất là sản xuất hàng loạt vừa

CHƯƠNG II:

CHỌN PHÔI, PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI VÀ XÂY DỰNG BẢN

VẼ CHI TIẾT LỒNG PHÔI

2.1.Chọn phôi và phương pháp chế tạo phôi; xây dựng bản vẽ chi tiết lồng phôi.

2.1.1 Xác định phương pháp chế tạo phôi

Đối với chi tiết đã có, có thể áp dụng các phương pháp chế tạo phôi sau đây:

a Phôi dập:

- Phôi dập thường dùng cho các loại chi tiết sau đây: trục răng côn, trục răng thẳng, các loại bánh răng khác, các chi tiết dạng càng, trục chữ thập, trục khuỷu có các đặc điểm:+ Sử dụng một bộ khuôn có kích thước lòng khuôn gần giống vật gia công

+ Độ chính xác của vật dập cao, đặc biệt là các kích thước theo chiều cao và sai lệch giữa hai nửa khuôn Thông

thường độ bóng của dập thể tích đạt được từ  2  4,độ chính xác đạt được  0,1  0,05

+ Trạng thái ứng suất vật gia công nói chung là nén khối,

do đó kim loại có tính dẻo tốt hơn, biến dạng triệt để hơn,

cơ tính sản phẩm cao hơn và có thể gia công vật phức tạp.+ Dễ cơ khí hoá nên năng suất cao

b Rèn tự do.

- Ưu điểm của rèn tự do:

+ Thiết bị rèn đơn giản, vốn đầu tư ít

+ Có khả năng loại trừ các khuyết tật đúc như rỗ khí, rỗ

co Biến tổ chức hạt thành tổ chức thớ, tạo được các tổ chức thớ uốn xoắn, do đó làm tăng cơ tính sản phẩm

+ Lượng hao phí kim loại khi rèn ít hơn khi gia công cắt gọt

- Các nhược điểm của rèn tự do:

+Độ chính xác kích thước, độ bóng bề mặt kém

+ Chất lượng vật rèn không đồng đều trong từng phần của chi tiết và giữa các loạt gia công chất lượng gia công còn phụ thuộc vào trình độ công nhân và trình độ tổ chức nơi làmviệc

+ Năng suất lao động thấp, lượng dư, dung sai và thời gian gia công lớn, hiệu quả kinh tế không cao

+ Sử dụng trong sản xuất đơn chiếc, loạt nhỏ, phục vụ công nghiệp sửa chữa, chế tạo máy

c Đúc trong khuôn kim loại:

- Có thể tạo ra sản phẩm có chất lượng cao, kích thước chính xác, độ bóng bề mặt cao, có khả năng cơ khí hoá, tự động hoácao

- Giá thành sản xuất đúc nói chung hạ hơn so với các dạng sản xuất khác

- Vật đúc dễ tồn tại các dạng rỗ co, rỗ khí, nứt

- Tiêu hao một phần kim loại do hệ thống rót, đậu ngót

11

- Khi đúc trong khuôn kim loại, tính dẫn nhiệt của khuôn cao nên khả năng điền đầy kém Mặt khác có sự cản cơ của khuônkim loại lớn nên dễ gây ra nứt

d Xác định lượng dư gia công cơ:

Xác định lượng dư gia công cơ phụ thuộc hợp kim đúc, kích thước lớn nhất của vật đúc, tính chất sản xuất, mức độ phức tạp của chi tiết, phương pháp làm khuôn(bằng tay hay bằng máy ), vị trí bề mặt trong khuôn và cấp chính xác của vật đúc Với những vật đúc trong khuôn kim loại ta có cấp chính xác 2 Tra bảng (3-110)[7] ta được lượng dư gia công cơ là:

- Mặt không gia công cơ độ xiên lấy như sau:

+ Thành dày < 5mm độ xiên làm tăng chiều dày

+ Thành dày 5 10mm độ xiên tăng một phần và giảm một phần

+ Thành dày >10mm độ xiên làm giảm chiều dày

+ Trên các gân tăng cứng vững góc nghiêng thường lấy 5  8

- Bán kính giữa phần thân và gân: 4mm.

Kết Luận : Từ chức năng, điều kiện làm việc và sản lượng của chi

tiết ta chọn phương pháp chế tạo phôi đúc trong khuôn kim loại là phù hợp nhất

2.1.2 Bản vẽ chi tiết lông phôi

13

CHƯƠNG III:

LẬP THỨ TỰ CÁC NGUYÊN CÔNG

3.1 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).

3.1.1 Xác định đường lối công nghệ:

Với dạng sản xuất loạt lớn và để phù hợp điều kiện sản xuất ở nước ta là các máy chủ yếu là máy vạn năng nên ta chọn phương

án gia công tập trung nguyên công và gia công tuần tự các bề mặt

3.1.2 Chọn phương pháp gia công:

Chọn phương pháp gia công thích hợp để đạt độ bóng và độ

chính xác yêu cầu:

- Gia công lỗ 400,03 , độ bóng Ra=2,5m.:

Dung sai  0,03 ứng với cấp chính xác 14, độ bóng cấp 6 ,có thể áp dụng phương pháp gia công sau cùng là:

+ Khoét tinh

+ Tiện

- Gia công lỗ 14 +0,018 , độ bóng Ra= 2,5m:

Dung sai +0,018 ứng với cấp chính xác 7, độ bóng cấp 6

Có thể áp dụng phương pháp gia công cuối cùng là:

+ Doa

+ Tiện

+ Khoan

- Gia công kích thước 30 +0,125 độ bóng Rz=40m:

Dung sai +0,125 ứng với cấp chính xác 11, độ bóng cấp 4

Có thể áp dụng phương pháp gia công cuối cùng là:

+ Phay

+ Bào

15

+ Chuốt.

- Gia công kích thước 30 +0.04 , độ bóng Rz=40m:

Có thể áp dụng các phương pháp gia công cuối cùng là:

+Phay

+ Bào

- Gia công rãnh then bề rộng 2 ±0,015 mm, độ bóng Rz = 20m

Có thể áp dụng các phương pháp gia công cuối cùng là:

+ Xọc

+ Chuốt

- Gia công cắt đứt chi tiết

Có thể áp dụng các phương pháp gia công là:

+) Nguyên công 1: Đúc phôi.

- Thực hiện quá trình đúc phôi trong khuôn kim loại

+) Nguyên công 2: Phay mặt đầu thứ nhất.

- Định vị: chi tiết được định vị ở mặt đáy ba bậc tự do, để tăng độ cững vững của chi tiết ta dùng thêm chốt tì phụ để đỡ phần thân của chi tiết

- Kẹp chặt: chi tiết ta dùng hai khối chữ V ở hai bên đầu nhỏ Khối chứ V bên trái cố định, khối V bên phải kẹp chặt chi tiết nhờ bulông xiết vào tác dụng lực từ phải qua trái để chi tiết cố định trên bàn máy Lực kẹp của bulông có phương song song với phương của kích thước thực hiện.

*Chọn máy: Chọn máy phay đứng 6H10 với các thông số:

+kích thước danh nghĩa max = 80

→z b = 3(mm) Chia làm 2 bước công nghệ: Phay thô(3,5) vàphay tinh (0,5)

- Sơ đồ gá đặt :

17

- Để phay mặt đầu thứ nhất này ta chọn máy phay đúng vạn năng 6H10 với các đặc tính kĩ thuật sau:

+ Công suất của động cơ chính : 3kw

+ Kích thước danh nghĩa max = 80

→z b = 4 (mm) Chia làm 2 bước công nghệ: Phay thô (3,5) và phay tinh (0,5)

+) Nguyên công 3: Phay mặt đầu thứ hai.

- Định vị: chi tiết được định vị ở mặt đáy ba bậc tự do và hai khối chữ V ở hai bên đầu nhỏ, khối V bên trái cố định và khối V bên phải chuyển động để điều chỉnh ôm sát chi tiết.

- Kẹp chặt: chi tiết được kẹp chặt bằng miếng kẹp chi tiết ở hai bên của thân chi tiết Lực kẹp được hướng từ trên xuống dưới Phương của lực kẹp vuông góc với phương của kích thước thực hiện để chi tiết được cố định

+ Kích thước danh nghĩa max = 80

→z b = 4 (mm) Chia làm 2 bước công nghệ: Phay thô(3,5) và phay tinh (0,5)

+) Nguyên công 4: Phay mặt đầu thứ ba.

- Định vị: tương tự nguyên công 1

- Kẹp chặt: chi tiết được kẹp chặt bằng miếng kẹp chi tiết ở hai bên đầu nhỏ 33 Lực kẹp được hướng từ trên xuống dưới Phương của lực kẹp vuông góc với phương của kích thước thực hiện để chi tiết được cố định

- Sơ đồ gá đặt :

*Chọn máy: Chọn máy phay đứng 6H10 với các thông số:

+kích thước danh nghĩa max = 80

→z b = 3(mm) Chia làm 2 bước công nghệ: Phay thô(3,5) và phay tinh (0,5)

+) Nguyên công 5: Khoan , vát mép và xọc rãnh then lỗ rỗng 14

21

- Định vị: mặt đáy định vị ba bậc tự do đồng thời dùng một bạc côn vừa định tâm vừa khống chế ba bậc tự do và một bên đầu chi tiết được giữ bởi khối chữ V.

- Kẹp chặt: dùng đồ gá trụ trượt thanh khía và kẹp từ trên xuống dưới

- Gia công lỗ 14 +0,018 đạt các yêu cầu sau đây:

+ Độ nhám bề mặt : Rz=10m - Trình tự gia công bề mặt lỗ 14 của càng gạt gồm các nguyên công sau:

+ Khoan lỗ đặc

+ Doa tinh lỗ

+ Vát mép lỗ

- Sơ đồ gá đặt :

- Để khoan lỗ này ta dùng máy khoan đứng 2M112

+ Đường kính gia công lớn nhất (mm): 20

+ Khỏang cách từ trục chính tới bàn máy: 20-400

+ Số cấp tốc độ: 5

+ Giới hạn số vòng quay (vòng/phút): 450-4500

+ Số cấp chạy dao:

-+ Giới hạn chạy dao: bằng tay

+ Công suất động cơ: 0,6

+ Kích thước máy: 355x730

+ Độ phức tạp sửa chữa R: 7

- Chọn dao

+ Mũi khoét thép gió phi tiêu chuẩn φ13,8

+ Mũi doa thép gió φ14

+ Mũi vát mép phi tiêu chuẩn φ20

- Lượng dư

Lượng dư gia công lần lượt là:

- Lượng dư khoan: 13,8 mm

- Lượng dư doa tinh : 0,2 mm

- Lượng dư vát mép : 2x2

Các bước gia công:

Bước 1: Khoan thô lỗ đường kính φ 13,8 mm.

Bước 2: Doa tinh lỗ φ 14 mm

Bước 3: Vát mép lỗ

+) Nguyên công 6: Khoan , Doa và vát mép lỗ rỗng 14

- Định vị: mặt đáy định vị ba bậc tự do đồng thời dùng một bạc côn vừa định tâm vừa khống chế ba bậc tự do và một bên đầu chi tiết được giữ bởi khối chữ V

- Kẹp chặt: dùng đồ gá trụ trượt thanh khía và kẹp từ trên xuống dưới

- Gia công lỗ 14 +0,018 đạt các yêu cầu sau đây:

+ Độ nhám bề mặt : Rz=10m - Trình tự gia công bề mặt lỗ 14của càng gạt gồm các nguyên công sau:

+ Khoan lỗ đặc

+ Doa tinh lỗ

+ Vát mép lỗ

23

- Sơ đồ gá đặt :

- Để khoan lỗ này ta dùng máy khoan đứng 2M112

+ Đường kính gia công lớn nhất (mm): 20

+ Khỏang cách từ trục chính tới bàn máy: 20-400

+ Số cấp tốc độ: 5

+ Giới hạn số vòng quay (vòng/phút): 450-4500

+ Số cấp chạy dao:

-+ Giới hạn chạy dao: bằng tay

+ Công suất động cơ: 0,6

+ Kích thước máy: 355x730

+ Độ phức tạp sửa chữa R: 7

- Chọn dao

+ Mũi khoét thép gió phi tiêu chuẩn φ13,8

+ Mũi doa thép gió φ14

+ Mũi vát mép phi tiêu chuẩn φ20

- Lượng dư

Lượng dư gia công lần lượt là:

+Lượng dư khoan: 13,8 mm

+Lượng dư doa tinh : 0,2 mm

+Lượng dư vát mép : 2x2

Các bước gia công:

Bước 1: Khoan thô lỗ đường kính φ 13,8 mm.

Bước 2: Doa tinh lỗ φ 14mm

Bước 3: Vát mép lỗ

+) Nguyên công 7: Khoan , doa lỗ rỗng 40.

- Định vị: mặt đáy định vị ba bậc tự do đồng thời dùng một bạc côn vừa định tâm vừa khống chế ba bậc tự do và một bên đầu chi tiết được giữ bởi khối chữ V

- Kẹp chặt: dùng đồ gá trụ trượt thanh khía và kẹp từ trên xuống dưới

- Gia công lỗ 40 +0,018 đạt các yêu cầu sau đây:

+ Độ nhám bề mặt : Rz=10m - Trình tự gia công bề mặt lỗ 40 của càng gạt gồm các nguyên công sau:

- Chọn máy khoan đứng 2H150 với các thông số

+ Đường kính lớn nhất khoan được : 50 mm

+ Mũi doa thép gió φ40

+ Mũi khoét thép gió phi tiêu chuẩn φ39,8

- Lượng dư

+Lượng dư khoan: 39,8 mm

+Lượng dư doa tinh : 0,2 mm.

Các bước gia công:

Bước 1: Khoan thô lỗ đường kính φ 39,8 mm

Bước 2: Doa tinh lỗ φ 40 mm

+) Nguyên công 8: Xọc rãnh then

+Dọc ngang = 350 x 280 mm +Kích thước phủ bì của máy 1950 x980x1825

27

+Khối lượng 1200kg +Số hành trình kép 52, 67, 101, 210 HTK / phút

+Dọc ngang = 350 x 280 mm

+Kích thước phủ bì của máy 1950 x980x1825 +Khối lượng 1200kg

của chi tiết Cho đồng hồ dịch chuyển trên trục lắp cố định với chi tiết cần kiểm tra

ở lỗ φ 14 để kiểm tra độ song song của hai trục

- Sơ đồ gá đặt :

29