ĐỒ án CÔNG NGHỆ CHẾ tạo máy thiết kế quy trình công nghệ gia công càng

Phần I: Phân tích chức năng làm việc của chi tiết...1 Phần II: Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết...1 Phần III: Xác định dạng sản xuất...2 Phần IV: Chọn phương pháp chế

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH DOANH VÀ CÔNG NGHỆ HÀ NỘI

KHOA CƠ ĐIỆN

ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Chí Quang

Sinh viên: Lê Công Tân

Mã sinh viên : 19140845

Lớp: CD24.01

Hà Nội – 2022

Trong công cuộc đổi mới hiện nay, đất nước ta đang phát triển hết sức mạnh mẽtheo con đường Công nghệ hóa hiện đại hóa đất nước theo định hướng XHCN.Trong đó, ngành công nghiệp đóng vai trò hết sức quan trọng trong việc phát triểnnền kinh tế và giải phóng sức lao động của con người Để làm được điều đó chúng

ta phải có một nên công nghiệp vững mạnh, hệ thống máy móc hiện đại cùng độingũ cán bộ kĩ thuật đủ năng lực

Việc học tập, thiết kế đồ án cũng như làm bài tập lớn là một công việc hết sứcquan trọng , nó giúp cho người sinh viên hiểu sâu, hiểu kĩ hơn, có kinh nghiệm hơntrong quá trình học tập cũng như khi làm việc Mọi máy móc trong các ngànhcông nghiệp đều được lắp ghép từ các chi tiết máy, do đó có thể hiể và tính toán,thiết kế những chi tiết theo yêu cầu về độ chính xác , độ bền , độ chống mài mòn còn phải chú ý đến việc nâng cao năng suất lao động, giảm giá thành sản phẩm vàchất lượng sản phẩm Chính vì lý do này ngoài việc học ra thì việc thiết kế đồ áncông nghệ là một việc không thể thiếu của mỗi sinh viên trong ngành cơ khí

Là sinh viên khoa cơ khí, em đã được thực hiện đồ án công nghệ chế tạo máy với

nội dung "Thiết kế quy trình công nghệ gia công càng" dưới sự hướng dẫn của

thầy Nguyễn Chí Quang, với kiến thức đã được học cùng sự giúp đỡ tận tình củathày và sự đóng góp trao đổi xây dưng của các bạn cùng lớp nên đồ án em đượchoàn thành

Song với hiểu biết còn hạn chế cùng với kinh nghiệm thức tế không nhiều nên đồ

án của em chắc chắn không thể tránh khỏi những thiết sót Nên, em rất mong thầy

cô cùng các bạn đọc góp ý, xây dựng để đồ án của em hoàn thiện hơn

Cuối cùng, em xin trân thành cảm ơn thầy cô trong bộ môn Cơ khi và đặc biệt là sự

hướng dẫn tận tình của thày Nguyễn Chí Quang đã giúp em hoàn này đồ án này.

Hà Nội, ngày 19 tháng 08 năm 2022

Sinh viên thực hiện

Lê Công Tân

Lời nói đầu

Đề bài

Mục lục

Phần I: Phân tích chức năng làm việc của chi tiết 1

Phần II: Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết 1

Phần III: Xác định dạng sản xuất 2

Phần IV: Chọn phương pháp chế tạo phôi 3

Phần V: Thiết kế quy trình gia công chi tiết 8

Phần VI: Tính lượng dư cho một bề mặt và tra lượng dư cho các bề mặt còn lại .22 Phần VII: Tính chế độ cắt cho một nguyên công và tra chế độ cắt công còn lại 23

Phần VIII: Tính và thiết kế đồ gá 35

Tài liệu tham khảo 43

PHẦN I: PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG LÀM VIỆC

CỦA CHI TIẾT

+ Chi tiết gia công là một chi tiết thuộc dạng càng Trên càng có hai lỗ cơ bản là ∅13 và lỗ ∅20 có đường tâm vuông góc với nhau.

+ Chức năng làm việc của đòn quay tay gạt làm nhiệm vụ cần gạt trong các hệ thống bánh răng

+ Bề mặt làm việc chính là bề mặt trụ ∅30 và ∅24 để lắp các chi tiết khác Vì vậy khi gia công cần đảm bảo chính xác khoảng cách giữa 2 lỗ ∅30 và ∅24

là 60 ±0,1

Các điều kiện cần đảm bảo khi gia công chi tiết dạng càng:

+ Kích thước các lỗ cơ bản phải đạt độ chính xác cấp 7 ÷ 9

+ Sau khi gia công các mặt đầu và lỗ ∅20 ta dùng chung để làm chuẩn tinh thống nhất để gia công tấ cả các bề mặt, lỗ còn lại.

1

III XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

Để xác định dạng sản xuất trước hết ta phải xác định sản lượng hàng năm của chitiết, sản lượng hàng năm được xác định theo công thức sau:

N= N 0 m.(1+ +β100 )

m: Là số lượng chi tiết trong một sản phẩm => m=1

α: Lượng phế phẩm trong các phân xưởng đúc

α: 3% ÷ 6 % chọn α = 4%

β: Số chi tiết được chế tạo thêm để dự trữ

β = 5% đến 7% Chọn β = 6%

N: Số chi tiết được sản xuất trong một năm

N 0 : Số sản phẩm được sản xuất trong một năm,N 0 =6400

=> N= 6400.1.(1+1004+6 ) =7040 chi tiết/ năm.

Trọng lượng chi tiết: Q= γ.V

Trong đó: γ là khối lượng riêng của vật liệu làm chi tiết, với GX15-32 thì γ =7,2(kg/3)

V: Là thể tích của chi tiết, từ kết cấu của chi tiết có:

Theo bảng ta được dạng sản xuất là: Hàng loạt lớn

PHẦN IV CHỌN PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI

4.1 Chọn phôi

Chọn phôi nghĩa là chọn vật liệu chế tạo, phương pháp hình thành phôi, xác địnhlượng dư gia công cho các bề mặt, tính toán kích thước và quyết định sai cho quátrình chế tạo phôi

-Phôi dập: dùng cho trục răng côn, trục răng thẳng, các loại bánh răng khác, cácchi tiết càng các loại chi tiết này được dập trên máy búa nằm ngang hoặc máy dập đứng

3

-Phôi rèn tự do: dùng trong sản xuất đơn chiếc và hàng loạt nhỏ.

-Phôi đúc: dùng cho các gối đỡ, các chi tiết dạng hộp, các laoji trục chữ

thập vật liệu dùng phôi đúc là thép, gang

Theo bài, với gang xám 15-32 ta có thể chọn phương pháp phôi đúc, phôi dập.Khi chọn phôi phải chú ý hình dáng và chất lượng bền mặt phôi gần chi tiết thực nhằm giảm tiêu hóa kim loại, khối lượng gia công trên máy, giảm tiếu hóa dụng cụcắt, năng lượng và tiêu hóa khác

4.2 Các phương pháp chế tạo phôi

Đáp ứng được mục đích:

-Đáp ứng được nhu cầu kĩ thuật của sản phẩm

-Đảm bảo chi phí gia công nhỏ nhất, góp phần giảm chi phí sản xuất

Khi chế tạo phôi cần chú ý:

-Lượng dư quá lớn sẽ tốn vật liệu tiêu hoa lao động để gia công nhiều, tốn nănglượng, dụng cụ cắt, vận chuyển nặng dẫn tới giá thành tăng

-Lượng dư quá nhỏ không đủ để hớt đi các sai lệch phôi để biến phôi thành chi tiếthoàn thiện, làm ảnh hướng tới các bước nguyên công và các bước gia công

-Chọn phương pháp chế tạo phôi là phương pháp đúc vật liệu của chi tiết đúc làGX15-32

-Việc chế tạo phôi bằng phương pháp đúc được sử dụng rộng rãi hiện nay vì phôiđức có hình dạng kết cấu phức tạp và có thể đạt được các kích thước từ nhỏ đếnlớn mà các phương pháp như rèn, dập khó đạt được Cơ tính của vật đúc phụ thuộc

và phương pháp đúc và kĩ thuật làm khuôn

-Trong sản xuất hàng loạt lớn ta chọn phương pháp đúc trong khuôn kim loại độchính xác vật đúc đạt gấp đôi

-Bản vẽ lồng phôi:

Gia công chuẩn bị phôi:

-Làm sạch bề mặt bằng chổi sạch

-Làm sạch ba via bằng đũa

-Đối với mặt đầu của chi tiết ta chọn làm chuẩn thô để có thể mài sơ bộ lớp vỏ trên

đá mài hai đá để đủ lượng dư gia công cho chi tiết

-Hai mặt bên của chi tiết không được gia công, được mài nhẵn bằng máy mài tay hoặc máy mài hai đá hoặc có thể dùng đũa để làm sạch

5

TRÌNH TỰ CÁC NGUYÊN CÔNG Nguyên công 1: Phay mặt đáy

thứ nhất ∅30

Nguyên công 2: Phay mặt đáy tiếp theo

Nguyên công 3: Khoan, khoét, doa lỗ vát mép lỗ ∅20

Nguyên công 4: Phay 2 mặt đầu còn lại ∅24

Nguyên công 5: Khoan, khoét, doa lỗ vát mép lỗ ∅13

Nguyên công 6: Tổng kiểm tra

1 Chế tạo phôi

-Bản vẽ chế tạo phôi:

6

2.Gia công chuẩn bị phôi

2.1-Cắt bavia, đậu rót, đậu ngót:

-Ba via vật đúc được làm sạch bằng đục hoặc máy mài cầm tay đậu ngót, đậu rótcủa vật đúc được cắt bằng búa tay

- Do nguội nhanh và không đồng đều giữa các phần kim loại bề mặt phôi đúc

và phần kim loại bên trong lớp kim loại bề mặt vật đúc thường cứng và có ứng suất do

đó cần phải ủ phôi để làm đồng đều cơ tính và giảm ứng suất lớp bề mặt

-Chế độ ủ phôi bao gồm: tốc độ nung, thời gian ủ, tốc độ nguôi và phụ thuộc vàothành phần hóa học, hình dạng, kích thước của phôi

PHẦN V: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI

TIẾT

5.1 - Xác định đường lối công nghệ

Trong các dạng sản xuất hàng loạt lớn hà hàng khối, quy trình công nghệ đượcxây dựng theo nguyên tắc phân tán hoặc tập trung nguyên công

Theo nguyên tắc phân tán nguyên công thì quy trình công nghệ được chia ra

các nguyên công đơn giản có thời gian như nhau hoặc bội số của nhịp Tại đây mỗi máy thực hiện một nguyên công nhất định, đồ gá được sử dụng là đồ gá

chú ý đến dạng sản xuất Vậy với yêu cầu của đề bài được giao, dạng sản xuất là hàng loạt vừa do đó đường lối gia công công nghệ cho tiết tiết"càng gạt" này phântán nguyên công, đồ án sử dụng ở đây là đồ gá chuyên dụng.

5.2 - Chọn phương pháp gia công

Đối với chi tiết đã cho "gia công càng gạt" và dạng sản xuất hàng loạt vừa, muốn chuyên môn hóa cao để có thể đạt năng suất cao trong điều kiện sản xuất Việt Namthì đường lối công nghệ thích hợp nhất là phân tán nguyên công(ít bước công nghệtrong một nguyên công) Ở đây chúng ta dùng các loại máy vạn năng kết hợp với

đồ gá chuyên dụng và các máy chuyên dụng để chế tạo

5.2.1 - Thiết kế nguyên công

Từ kế cấu yêu cầu gia công ta có các phương án sau:

Phương pháp:

Nguyên công 1: Phay mặt đáy thứ nhất ∅30

Nguyên công 2: Phay mặt đáy tiếp theo

Nguyên công 3: Khoan, khoét, doa lỗ vát mép lỗ ∅20

Nguyên công 4: Phay 2 mặt đầu còn lại ∅24

Nguyên công 5: Khoan, khoét, doa lỗ vát mép lỗ ∅13

Nguyên công 6: Tổng kiểm tra

Sau khi đã nghiên cứu chức năng làm việc của chi tiết, tính công nghệm vật

liệu, kết cấu cũng như dạng sản xuất của chi tiết, so sánh các phương án trên ta thấy phương án này là hợp lý nhất do đảm bảo được yêu cầu kĩ thuật của chi tiếtgia công, đảm bảo tính công nghệ chi tiết, nên ta chọn phương án này

8

5.2.2 - Thực hiện các nguyên công sau:

Nguyên công 1: Phay mặt đầu thứ nhất ∅30

Lượng dư gia công:

Kích thước cần đạt của nguyên công là 31 với độ nhám bề mặt R z = 20 Tra bảng 2.34HD, tương ứng với cấp độ nhám 5

Nguyên công này cần 2 bước gia công

- Phay thô với lượng dư Z=1,5mm

9

- Phay tinh với lượng dư Z=0,5mm

Thông số máy, dao:

-chọn máy: Chọn máy đứng vạn năng 6H82 (bảng 9.38-ST3)

-Chọn dao

Theo bảng 4.94-ST1: Chọn vật liệu dao là BK8(kim cương cứng)

Chọn dao phay mặt đầu có gắn mảnh hợp kim cứng BK8

Chọn dao theo tiêu chuẩn ta có:

D=100, B=40, d=32, Z=10(răng)

Nguyên công 2: Phay mặt đáy còn lại

Định vị:

Chọn mặt phẳng vừa gia công ở trên nguyên công I làm chuẩn, chit iết được định

vị trên phiến tì không chế 3 bậc tự do, một khối V ngắn khống chế 2 bậc tự do, mộtđịnh vị được định vị ngoài càng

Lượng dư gia công:

Kích thước cần đạt của nguyên công là 31 với độ nhám bề mặt R z = 20 Tra bảng 2.34HD, tương ứng với cấp độ nhám 5

Nguyên công này cần 2 bước gia công

- Phay thô với lượng dư Z=1,5mm

- Phay tinh với lượng dư Z=0,5mm

-chọn máy: Chọn máy phay nằm ngang 6H82T (bảng 9.38-ST3)

-Chọn dao: Dùng 2 dao phay mặt đầu bằng thép gió

Theo bảng 4.92-ST1 ta chọn theo thông số sau:

1 =62mm, 1 =8, 1 =45mm,

2 =80mm, 2 =8, 2 =45mm

11

Khi gia công thì các dao khoan, khoét, doa được dẫn hướng nhờ bạc thay nhanh

và then dẫn hướng dùng để định vị trên đồ gá bàn máy

12

Tính toán và tra lượng dư:

Sau khi gia công bề mặt lỗ bóng với R a = 1,25 ứng với cấp độ bóng 7 để đạt cấp độ chính xác thì ta cần khoét và doa thô

Thông số máy, dao

-Khoan

Chọn máy đứng 2H125 có

Đường kính trung bình mũi khoan lớn nhất Công suất máy N m = 2,2KW

Chọn dao: theo bảng 4.40 ST1

Chọn mũi khoan ruột gà, đuôi côn, kiểu 1

Đường kính mũi khoan là d=19 mm

Chiều dài L=250mm, chiều dài phần làm việc là l=170mm

Chọn vật liệu cho mũi khoan là thép gió BK8

-Khoét

Ta tiến hành trên máy khoan 2H125

Chọn dao khoét:

Chọn mũi khoét có lắp mảnh hợp kim cứng

Theo bảng 4-47 ST1, ta chọn dao có thông số:

D=19,5 mm, L=180÷355 mm, l=80 mm

Vật liệu mũi khoan là: Thép gió P18

-Doa

Ta tiến hành doa trên máy khoan2H125

Chọn dao liền khối đuôi côn

13

Định vị:

Chi tiết định vị nhờ phiến tì (hạn chế 3 bậc tự do), một chốt trụ ngắn (hạn chế 2 bậc tự do) định vị vào ∅30 và một chốt chám chống xoay (hạn chế 1 bậc tự do) định vị vào càng ngoài

Kẹp chặt: chi tiết được kẹp chặt bằng đia ốc và bạc chữ C

Để xác định chính xác gá dao ta dùng cữ so dao, và 2 then dẫn hướng dùng để định

vị đồ gá trên bàn máy

Lượng dư gia công:

Kích thước cần đạt của nguyên công là 15mm, với độ nhám bề mặt là R z = 20, tương ứng độ nhám cấp 5 Nguyên công này cần 2 bước gia công:

- Phay thô với lượng dư Z=1,5mm

-Phay tinh với lượng dư Z=0,5mm

Chọn máy: theo bảng 9.38 ST3 ta chọn máy phay đứng vạn năng 6H82

Chọn dao:

Theo bảng 4.94 ST1 chọn vật liệu dao là BK8(hợp kim cứng)

Chọn dao phay mặt đầu có gắng mảnh hợp kim cứng BK8

Chọn dao tiêu chuẩn có:

D=100, B=40, d=32, Z=10 răng

15

Định vị:

Chi tiết định vị nhờ phiến tì (hạn chế 3 bậc tự do), một chốt trụ ngắn (hạn chế 2 bậc tự do) định vị vào mặt ∅20 và một chốt chám chống xoay (hạn chế 1 bậc tự do) định vị vào mặt càng

Kẹp chặt: chi tiết được kẹp chặt bằng đia ốc và bạc chữ C ở lỗ ∅30, chốt ren vít có tay quay dùng để tăng độ cứng vững cho chi tiết

Khi gia công thì các khoan được dẫn hướng nhờ bạc thay nhanh và 2 then dẫnhướng dùng để định vị đồ gá trên bàn máy

Tính toán và tra lượng dư:

Sau khi gia công bề mặt lỗ bóng với R a = 1,25 ứng với cấp độ bóng 7 để đạt cấp độ chính xác thì ta cần khoét và doa thô

16

Thông số máy, dao

-Khoan

Chọn máy đứng 2H125 có

Đường kính trung bình mũi khoan lớn nhất Công suất máy N m = 2,2KW

Chọn dao: theo bảng 4.40 ST1

Chọn mũi khoan ruột gà, đuôi côn, kiểu 1

Đường kính mũi khoan là d=12 mm

Chiều dài L=250mm, chiều dài phần làm việc là l=170mm

Chọn vật liệu cho mũi khoan là thép gió BK8

-Khoét

Ta tiến hành trên máy khoan 2H125

Chọn dao khoét:

Chọn mũi khoét có lắp mảnh hợp kim cứng

Theo bảng 4-47 ST1, ta chọn dao có thông số:

D=12,5 mm, L=180÷355 mm, l=80 mm

Vật liệu mũi khoan là: Thép gió P18

-Doa

Ta tiến hành doa trên máy khoan2H125

Chọn dao liền khối đuôi côn

Theo bảng 4.47 ST1 chọn d=12 mm

Chiều dài toàn dao là: L=170mm

17

Nguyên công 6: Tổng kiểm tra

Kiểm tra độ vuông góc của 2 lỗ tâm: Ta cho 2 trục vào 2 lỗ kiểm tra độ khôngvuông góc Ở đây ta dùng trục có đường kính nhỏ hơn lỗ trục, và dùng thêm bạccôn để triệt tiêu khe hở

Đặt trục kiểm tra ở lỗ lớn lên hai khối V giống nhau, ở đầu kia đầu kia được đỡbằng 1 chốt định vị, chi tiết được định vị 5 bậc tự do để kiểm tra

Cho đồng hồ so đo bên đầu trục kiểm, chỉnh đồng hồ so về số 0 Sau đó cho đồng

hồ sang đo ở đầu bên kia, chỉ số đo của đồng hồ là độ vuông góc của 2 lỗ càng

Để thực hiện được chính xác việc đo, mũi dò của đồng hồ so là phải đo đúngđường sinh trên cùng, người ta sẽ thay mũi dò của đồng hồ có dạng nghiêng nhưdao tiện cắt đứt

PHẦN VI : TÍNH LƯỢNG DƯ CHO MỘT MẶT CẦN GIA

CÔNG VÀ TRA CHO CÁC BỀ MẶT CÒN LẠI 6.1 Lượng dư gia công:

Tính lượng dư của bề mặt ∅30 +0.018 Vật liệu chế tạo là gang xám GX15-32, phương pháp chế tạo phôi là phương pháp đúc.

Quy trình công nghệ gồm 3 bước: Khoan, doa thô và doa tinh lỗ ∅30+0.018 Công thức tính lượng dư cho bề mặt trụ trong đối xứng ∅30+0.018.

= + +√ρ 2 +√ε 2

Trong đó:

: chiều cao nhô tế vi do bước công nghệ sát trước để lại

: chiều sâu lớp hư hỏng bề mặt do bước gia công sát trước để lại

: sai lệch về vị trí không gian so bước công nghệ sát trước để lại (độ cong, độvênh, độ lệch tâm, độ song song)

: sai số gá đặt chi tiết bước công nghệ đang thực

hiện 6.2 Tra lượng dư cho các nguyên công còn lại

Để xác định lượng dư gia công cho các bề mặt, ngoài phương pháp tính toán như trên, trong thực tế sản xuất người ta còn dùng phương pháp tra bảng để có được thông số lượng dư cho từng dạng bề mặt với kích thước cụ thể

Theo bảng 3.142 ST1 trang 282, với 2 nguyên công:

Nguyên công 1: Phay mặt đáy thứ nhất ∅30

Nguyên công 2: Phay mặt đáy tiếp theo

Nguyên công 4: Phay 2 mặt đầu còn lại ∅24

19

Thì lượng dư gia công =0,5mm dung sai lượng dư cho các bề mặt trên là

+0,3mm

-Nguyên công 3: Khoan, khoét, doa lỗ vát mép lỗ ∅20

Lượng dư khoan : 4,9mm

Lượng dư doa : 0,1mm

Lượng dư gia công: 1mm.

- Nguyên công 5: Khoan, khoét, doa lỗ vát mép lỗ ∅13

Lượng dư khoan : 4,9mm

Lượng dư doa : 0,1mm

Lượng dư gia công: 1mm.

PHẦN VII: TÍNH CHẾ ĐỘ CẮT CHO MỘT NGUYÊN CÔNG VÀ TRA CHẾ ĐỘ CẮT CHO CÁC NGUYÊN

CÔNG CÒN LẠI

Xác định chế độ cắt cho là việc rất quan trọng Vì chế đọ cắt ảnh hưởng trực tiêp tới năng suất, chất lượng gia công, khả năng công nghệ của máy do đó nó ảnh hưởng tới giá thành sản phẩm.Xác định được một chế độ cắt hợp lý cho các bề mặtgia công làm giá thành gia công sản phẩm giảm, đạt được hiệu quả kinh tế

Đối với dạng sản xuất của chi tiết này là hàng khối ta sử dụng các máy cho phépgia công đồng thời nhiều dao cho phép nâng cao năng suất

Chế độ cắt phụ thuộc vào vật liệu gia công, kết cấu của dụng cụ, vật liệu và cácthông số của dụng cụ cắt, phương pháp gá dụng cụ cắt, dung dịch trơn nguội vàtình trạng của hệ thống công nghệ