ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY Đề tài: Thiết kế quy trình công nghệ gia công tay biên

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY Đề tài: Thiết kế quy trình công nghệ gia công tay biên Sinh viên: Nguyễn Thành Phúc Lớp: Cơ khí 4 Khóa: 13 Khoa: C

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

Đề tài: Thiết kế quy trình công nghệ gia công tay biên Sinh viên: Nguyễn Thành Phúc

Lớp: Cơ khí 4 Khóa: 13 Khoa: Cơ khí Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy

Giảng viên hướng dẫn: Th.S Phạm Thị Thiều Thoa

Hà Nội, 2021

Trang 4

1

MỤC LỤC 1

DANH MỤC HÌNH ẢNH 4

DANH MỤC BẢNG BIỂU 5

BẢN NHẬN XÉT ĐỒ ÁN 6

LỜI NÓI ĐẦU 7

CHƯƠNG 1 PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT 8

1.1 Phân tích chi tiết gia công và điều kiện làm việc của chi tiết 8

1.1.1 Đặc điểm, chức năng của chi tiết tay biên 8

1.1.2 Yêu cầu kỹ thuật 8

1.2 Phân tích tính công nghệ trong kết cấu 9

1.2.1 Yêu cầu về kết cấu khi chế tạo chi tiết tay biên 9

1.2.2 Nhận xét về kết cấu của chi tiết cần gia công 9

1.3 Xác định dạng sản xuất 10

CHƯƠNG 2 XÁC ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI VÀ THIẾT KẾ BẢN VẼ LỒNG PHÔI 13

2.1 Xác định phương pháp chế tạo phôi 13

2.2 Thiết kế bản vẽ lồng phôi 14

2.3 Tính toán giá thành phôi 18

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT 20 3.1 Xác định đường lối công nghệ 20

3.2 Chọn phương pháp gia công 20

3.3 Lập tiến trình công nghệ 23

Trang 5

2

3.3.1 Tiến trình 1 23

3.3.2 Tiến trình 2 23

3.3.3 Phân tích và lựa chọn tiến trình 24

- Tiến trình 1: 24

- Tiến trình 2: 33

3.4 Thiết kế nguyên công 43

3.4.1 Nguyên công 1: Đúc phôi 43

3.4.2 Nguyên công 2: Phay mặt A 44

3.4.3 Nguyên công 3: Phay mặt C 50

3.4.4 Nguyên công 4: Phay đồng thời 2 mặt B,D 52

3.4.5 Nguyên công 5: Khoan, doa lỗ  16  0.018 59

3.4.6 Nguyên công 6: Khoan, doa lỗ  11  0.018 66

3.4.7 Nguyên công 7: Phay đồng thời hai mặt đạt kích thước 28 0,1  72

3.4.8 Nguyên công 8: Phay rãnh B=8mm 79

3.4.9 Nguyên công 9: Khoan, doa lỗ  110.018 86

3.4.1 Nguyên công 10: Kiểm tra độ song song, độ vuông góc 87

CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỒ GÁ PHAY MẶT C 89

4.1 Phân tích sơ đồ gá đặt và yêu cầu kỹ thuật của nguyên công 89

4.1.1 Phân tích sơ đồ gá 89

4.1.2 Phân tích yêu cầu kỹ thuật của nguyên công 90

4.2 Tính toán thiết kế và lựa chọn cơ cấu gá đặt của đồ gá 90

4.2.1 Chọn cơ cấu định vị 90

4.2.2 Phân tích sơ đồ lực tác dụng lên chi tiết 92

4.2.3 Tính lực kẹp cần thiết 93

4.2.4 Xác định cơ cấu kẹp 95

Trang 6

3

4.3 Xác định sai số chế tạo cho phép của đồ gá 95

4.3.1 Tính sai số chế tạo đồ gá cho phép của đồ gá 95

4.3.2 Yêu cầu kỹ thuật của đồ gá 96

4.4 Xác định các cơ cấu khác của đồ gá 97

4.5 Thiết kế bản vẽ lắp chung của đồ gá 104

(Đính kèm bản vẽ A3) 104

4.6 Điều kiện kỹ thuật của đồ gá 105

CHƯƠNG 5 TÍNH TOÁN GIÁ THÀNH NGUYÊN CÔNG PHAY MẶT C .106

5.1 Chi phí tiền lương: 106

5.2 Giá thành điện: 107

5.3 Chi phí dụng cụ: 107

5.4 Chi phí khấu hao máy: 108

5.5 Chi phí sửa máy: 108

5.6 Chi phí sử dụng đồ gá: 108

5.7 Giá thành chế tạo nguyên công 3: 109

TÀI LIỆU THAM KHẢO 110

Trang 7

4

Hình 1- 1 Kết cấu chi tiết tay biên 9

Hình 1- 2 Mô hình 3D chi tiết tay biên 11

Hình 2- 1 Chi tiết gia công 14

Hình 2- 2 Bản vẽ lồng phôi 18

Hình 3- 1 Sơ đồ chế tạo phôi 43

Hình 3- 2 Sơ đồ gá đặt nguyên công 2 44

Hình 3- 10 Sơ đồ kiểm tra độ không song song và độ không vuông góc 87

Hình 4- 1: Sơ đồ gá đặt 89

Hình 4- 2: Phiến tỳ 91

Hình 4- 3: Khối V ngắn 92

Hình 4- 4: Sơ đồ phân tích lực 93

Hình 4- 5: Phiến tỳ 97

Hình 4- 6: Khối V ngắn 98

Hình 4- 7: Thân đồ gá 99

Hình 4- 8: Then dẫn hướng 100

Hình 4- 9: Cữ so dao 101

Hình 4- 10: Bạc lót có ren 102

Hình 4- 11: Tấm đỡ 103

Trang 8

5

Bảng 1- 1 Bảng dạng sản xuất 12

Bảng 2- 1 Bảng lượng dư gia công 17

Bảng 3- 1 Bảng chế độ cắt nguyên công 2 50

Trang 9

6

Đề tài: Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết tay biên

Sinh viên:

Lớp: Khóa:

Giảng viên hướng dẫn:

Tổng quan chung:

Ưu điểm, nhược điểm của sinh viên về nội dung, hình thức, thái độ, trách nhiệm của sinh viên trong quá trình thực hiện đồ án:

Kết luận:

Hà Nội, ngày … tháng … năm …

Người nhận xét (Ký và ghi rõ họ, tên người hướng dẫn)

Trang 10

7

L ỜI NÓI ĐẦU

Hiện nay khoa học kỹ thuật ngày càng phát triển và hoàn thiện Nền kinh tế nước ta đang đổi mới chuyển mình theo nhịp độ chung của toàn thế giới, nó đòi hỏi

phải vận dụng những thành tựu khoa học kỹ thuật mới nhất, một cách linh hoạt Trong đó có ngành cơ khí đóng vai trò then chốt, có tính chất quyết định đến công

cuộc cải cách đất nước Chúng ta không thể phát triển một cách toàn diện nếu thiếu

vắng sự lớn mạnh, vững chắc của ngành cơ khí nói chung và ngành công nghệ chế

tạo máy nói riêng Đây là một lĩnh vực rất rộng, phức tạp và không ít khó khăn khichúng ta đi sâu nghiên cứu nó, nhưng bằng trí sáng tạo, trí thông minh và tính cần

cù của người Việt Nam đã có một số bước phát triển vượt bậc trong thời gian gần đây Để đáp ứng yêu cầu của xã hội, có thể dễ dàng hoà nhập với công nghệ mới đòi

hỏi mỗi kỹ sư ngành công nghệ chế tạo máy phải biết tận dụng mọi kiến thức được trang bị trong nhà trường áp dụng vào thực tế một cách hiệu quả

Trong ngành cơ khí thì không thể thiếu được chi tiết tay biên Tay biên là chi

tiết vô cùng quan trọng trong truyền động cơ khí Được sự phân công của cô Phạm

Thị Thiều Thoa, em sẽ “Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết tay biên” Trong thời gian làm đồ án, em đã cố gắng tận dụng kiến thức đã học vào thực

tế với nỗ lực của bản thân và với sự hướng dẫn tận tình của cô Phạm Thị Thiều Thoa

Em đã hoàn thành nhiệm vụ được giao với đầy đủ khối lượng và đúng thời gian Tuy nhiên do trình độ và thời gian còn hạn chế nên không tránh khỏi thiếu sót, em mong được các quý thầy trong bộ môn chỉ bảo giúp em hoàn thiện hơn kiến thức

Hà Nội, ngày tháng năm Sinh viên thực hiện

Nguyễn Thành Phúc

Trang 11

8

ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

1.1 Phân tích chi tiết gia công và điều kiện làm việc của chi tiết

1.1.1 Đặc điểm, chức năng của chi tiết tay biên

- Tay biên là một chi tiết thuộc loại chi tiết điển hình dạng càng có hai lỗ cơ

bản mà tâm của chúng song song nhau

- Chi tiết dạng càng có chức năng biến chuyển động thẳng của chi tiết này thành chuyển động quay của chi tiết khác Ngoài ra chi tiết dạng càng dùng

để đẩy các cặp bánh di trượt khi cần thay đổi tỉ số truyền trong hộp tốc độ

- Thông thường ta gặp chi tiết tay biên trong động cỏ đốt trong.Khi đó chi tiết

là bộ phận trung gian để biến chuyển động thẳng của piston thành chuyển động quay của máy

- Bề rộng rãnh sau khi phay đạt cấp 14

- Độ không song song cho phép giữa hai tâm lỗ  0.05(mm)

- Độ không vuông góc giữa mặt đầu và tâm lỗ trong khoảng  0.05 (mm)

Trang 12

9

- Vật liệu chi tiết gia công: Đối với chi tiết tay biên do phải chịu va đập nên

phải được chế tạo bằng vật liệu gia công tương đối tốt Do đó chi tiết tay biên được chế tạo bằng thép cacbon như thép 45

0,4-0,5 0,17-0,37 0,5-0,8 0,045 0,045 0,30 0,30

1.2 Phân tích tính công nghệ trong kết cấu

1.2.1 Yêu cầu về kết cấu khi chế tạo chi tiết tay biên

- Hình dạng kết cấu phải đơn giản

- Chiều dài các lỗ cơ bản nên đảm bảo kích thước và các mặt đầu của chúng

nằm trên hai mặt phẳng song song với nhau

- Kết cấu các mặt phẳng song song với nhau ta phải gia công cúng một lúc,

và các lỗ cơ bản ta phải dùng khoan khoét dao trên cùng một đồ gá

- Kết cấu tay biên nên thiết kế để có thể gia công nhiều dao một lúc

1.2.2 Nhận xét về kết cấu của chi tiết cần gia công

Hình 1- 1 Kết cấu chi tiết tay biên

Trang 13

Sản lượng chi tiết gia công:

Muốn xác định dạng sản xuất trước hết phải biết sản lượng hàng năm của chi

- N: Số lượng chi tiết sản xuất trong một năm

- N1: Số sản phẩm (số máy) được sản xuất trong một năm

- β: Số chi tiết được chế tạo thêm để dự trữ (5 đến 7%)

- m: Số chi tiết trong một sản phẩm (m = 1)

Nếu tính đến  % phế phẩm chủ yếu trong các phân xưởng đúc hoặc rèn thì ta

Trang 14

11

Trọng lượng của chi tiết:

Q V   

Trong đó :

- Q: Trọng lượng chi tiết

- V: Thể tích của chi tiết

-  : Khối lượng riêng của vật liệu

- Chi tiết tay biên được chế tạo bằng thép có  = 7,852 kg/dm3

Thể tích V:

Hình 1- 2 Mô hình 3D chi tiết tay biên

Ta xây dựng mô hình chi tiết tay biên trên phần mềm Autodesk Inventor và xác định được thể tích chi tiết là 0,031 (dm3)

Vậy trọng lượng của chi tiết là: Q V   0,031.7,852 0,24(kg)

Từ khối lượng và sản lượng chi tiết gia công như trên ta có thể xác định được

dạng sản xuất theo bảng sau:

Trang 15

Loạt sản xuất là hàng loạt lớn

Trang 16

13

XÁC ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO

2.1 Xác định phương pháp chế tạo phôi

Trong ngành công nghệ chế tạo máy có khá nhiều dạng phôi Sử dụng dạng phôi nào còn tùy thuộc vào loại chi tiết, hình dáng chi tiết Vì vậy, nên chọn phôi có hình dáng gần giống với chi tiết gia công nhất để đơn giản hóa quá trình gia công cũng như giảm thời gian gia công, tăng năng suất và hạ giá thành sản phẩm

- Phôi đúc: dùng với các chi tiết gối đỡ, chi tiết dạng hộp, dạng càng phức

tạp, các loại trục chữ thập… Vật liệu dùng cho phôi đúc là gang, thép,đồng, nhôm và các loại hợp kim khác

- Sau khi đã nghiên cứu các dạng phôi phổ biến ta đưa ra phương pháp chế

tạo phôi dựa trên các yếu tố sau:

+ Vật liệu chi tiết gia công là thép C45

+ Ta có dạng sản xuất là hàng loạt lớn, hình dạng chi tiết đơn giản

 Ta chọn phương pháp chế tạo phôi là phương pháp đúc trong khuôn cát dùng

mẫu kim loại, chi tiết đúc đạt độ chính xác cấp I

Trang 17

Tính lượng dư gia công phay bề mặt C:

Hình 2- 1 Chi tiết gia công Quy trình công nghệ gồm 2 bước: phay thô và phay tinh

Lượng dư gia công được tính theo công thức: Zmin Rzi 1 Ti 1    i 1 i

Trang 18

15

Tra bảng 10  2 ta có: Ri=250 (µm); Ti=350 (µm)

Tra bảng 12  2 ta có: sau phay tinh Ri=10 (µm); Ti=15(µm)

Sai lệch vị trí không gian tổng cộng: 2 2

Trong đó:  klấy theo bảng 15  2

L là chiều dài phôi

Sai lệch còn lại sau phay thô:  1 0,06. 0,06.1417 85,02( m). 

Sai lệch còn lại sau phay tinh:  1 0,05. 0,05.1417 70,85 ( m). 

Sai số gá đặt chi tiết iở bước nguyên công đang thực hiện xác định bằng tổng vector sai số chuẩn cvà sai số kẹp chặt nếu không xét đến sai số đồ gá

Trang 19

16

Vậy i  c2 k2  200 2  50 2  206,16m

i

 khi phay tinh được lấy bằng i  0,05.206,16 10,31  m

Vậy lượng dư nhỏ nhất của phay thô:

Lượng dư giới hạn:

Trang 20

17

Vậy kết quả tính toán chính xác

Bảng 2- 1 Bảng lượng dư gia công

Zb

(µm)

Dung sai δ(µm)

Kích thước

giới hạn (mm)

Lượng dư giới

Vậy kết quả tính toán chính xác

Lượng dư của bề mặt C là: 3 (mm) Theo bảng 3.95  1 lượng dư các bề mặt còn

lại lấy là 3

Trang 21

18

Bản vẽ lồng phôi:

Hình 2- 2 Bản vẽ lồng phôi 2.3 Tính toán giá thành phôi

 K1, K2, K3, K4, K5 - các hệ số phụ thuộc vào cấp chính xác, vật liệu, độ

phức tạp của phôi, khối lượng và sản lượng phôi

 Q – khối lượng của phôi (kg)

 q – khối lượng của chi tiết (kg)

 S – giá thành 1 kg phôi phế phẩm (đồng)

Trang 23

20

3.1 Xác định đường lối công nghệ

Đối với dạng sản xuất loạt vừa, hàng loạt lớn và hàng khối, muốn chuyên môn hóa cao để có thể đạt năng suất cao trong điều kiện sản xuất ở nước ta hiện nay thì đường lối công nghệ thích hợp nhất là phân tán nguyên công ( ít bước công nghệ trong một nguyên công) Như tính toán dạng sản suất ở chương 1, dạng sản xuất của

ta là loạt lớn nên ta chọn phân tán nguyên công Ở đây, chúng ta dùng máy vạn năng

kết hợp với đồ gá chuyên dùng và các máy chuyên dùng

3.2 Chọn phương pháp gia công

Trang 24

21

Gia công hai mặt đầu A,C của đầu càng to: mặt đầu trên và mặt đầu dưới gia công đạt kích thước 20 0.1 

+ Dung sai: T=0.2 (mm), tra bảng 3-91  1 ta có cấp chính xác 7

+ Độ bóng: Rz20tương ứng với cấp nhẵn bóng  5 ( theo bảng 5  2 ) + Tra bảng 3-69 1 các phương pháp gia công có thể là:

o Phay tinh

o Bào tinh + Do bề mặt gia công không liên tục và nhỏ nên phương pháp gia công cuối cùng là phay tinh qua các bước:

o Phay tinh

o Phay thô

o Phay tinh

 Đạt cấp chính xác 7 - Rz20

Trang 25

22

Gia công lỗ  160.021

+ Vật liệu gia công thép C45

+ Độ nhám bề mặt Ra  1.25  m

+ Độ bóng: Rz3.2tương ứng với cấp nhẵn bóng  8 ( theo bảng 5  2 ) + Tra bảng 3-69 1 chọn phương án gia công cuối cùng là doa tinh qua các bước trung gian là khoan lỗ, doa lỗ Các kích thước mũi khoan doa được tra ở bảng 3-131  1 :

o Khoan lỗ  10

o Doa lỗ  11

 Đạt cấp chính xác 7 - Ra1,25

Trang 26

23

Gia công rãnh có B  8  0.05

o Phay tinh

Nguyên công 1: Đúc phôi

Nguyên công 2: Phay mặt A

Nguyên công 3: Phay mặt C

Nguyên công 4: Phay đồng thời 2 mặt B,D

Nguyên công 5: Khoan, doa lỗ 16

Nguyên công 7: Phay đồng thời 2 mặt đạt kích thước 28 0.1 

Nguyên công 8: Phay rãnh B=8mm

Nguyên công 10: Kiểm tra

3.3.2 Tiến trình 2

Nguyên công 2: Phay mặt A,B

Trang 27

24

Nguyên công 3: Phay mặt C,D

Nguyên công 6: Phay rãnh B=8

Nguyên công 9: Kiểm tra

3.3.3 Phân tích và lựa chọn tiến trình

- Tiến trình 1:

Nguyên công 2: Phay mặt A

Trang 29

26

- Định vị: +, Phiến tỳ định vị ở vành ngoài đầu to hạn chế 3 bậc tự do

+, Khối V định vị ở vành tròn đầu nhỏ hạn chế 2 bậc tự do

- Kẹp chặt: Kẹp chặt bằng bu lông

Nguyên công 4: Phay đồng thời 2 mặt B,D

Trang 30

27

+, Chốt tỳ định vị ở mặt bên đầu to hạn chế 2 bậc tự do

+, Chốt chống xoay hạn chế 1 bậc tự do

Nguyên công 5: Khoan,doa lỗ  16

Trang 31

28

- Định vị: +, Phiến tỳ định vị ở vành ngoài đầu to hạn chế 3 bậc tự do +, Khối V định vị ở vành tròn đầu nhỏ hạn chế 2 bậc tự do +, Chốt tỳ định vị ở mặt bên đầu to hạn chế 1 bậc tự do

Trang 32

29

- Định vị: +, Phiến tỳ định vị ở vành ngoài đầu nhỏ hạn chế 3 bậc tự do

+, Khối V ngắn hạn chế 2 bậc tự do

+, Chốt trám định vị ở lỗ  16 hạn chế 1 bậc tự do

- Kẹp chặt: Kẹp chặt 2 đòn kẹp lên khối trụ của càng

Trang 36

33

- Tiến trình 2:

Trang 37

34 Nguyên công 2: Phay đồng thời 2 mặt A,B

Trang 39

36

+, Khối V định vị ở vành tròn đầu nhỏ hạn chế 2 bậc tự do

Trang 40

37

- Định vị: +, Phiến tỳ định vị ở vành ngoài đầu to hạn chế 3 bậc tự do +, Khối V định vị ở vành tròn đầu nhỏ hạn chế 2 bậc tự do +, Chốt tỳ định vị ở mặt bên đầu to hạn chế 1 bậc tự do

Định dạng
Số trang	242
Dung lượng	14,03 MB