ĐỒ án CHUYÊN NGÀNH kỹ THUẬT CHẾ tạo CHƯƠNG 1 xác ĐỊNH DẠNG sản XUẤT

LỜI NÓI ĐẦUĐồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy là môn học mang tính tổng hợp kiếnthức đã học về cơ khí để áp dụng vào quá trình sản xuất chi tiết thực tế.. Thông qua các tài liệu và sổ t

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

TP HCM – 2020

Mục lục

CHƯƠNG 1: XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT 2

1.2 Khối lượng chi tiết 2

1.3.Dạng sản xuất và đặc trưng của nó 2

CHƯƠNG 2 – PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG 4

2.1 Công dụng của chi tiết 4

2.2 Điều kiện làm việc 4

2.3 Các yêu cầu kỹ thuật 4

CHƯƠNG 3 – CHỌN DẠNG PHÔI VÀ PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO 7

3.1 Dạng phôi 7

3.2 Chọn phương pháp chế tạo phôi 7

3.3 Bản vẽ chế tạo phôi 7

CHƯƠNG 4 – CHỌN TIẾN TRÌNH GIA CÔNG 9

4.1 Chọn các phương pháp gia công các bề mặt của phôi 9

4.3 Chọn trình tự gia công các bề mặt của phôi 12

CHƯƠNG 5 – THIẾT KẾ NGUYÊN CÔNG 16

5.1 Nguyên công 1: phay thô mặt phẳng 2, 5 16

5.2 Nguyên công 2: Phay thô và tinh CNC mặt 8, 10, 11, khoan lỗ 13, lỗ 15, vát mép 9, mép 12 17

5.3 Nguyên công 3: vát mép mặt 3, 6: 25

5.4 Nguyên công 4: phay thô và tinh mặt 17, khoan lỗ 7, vát mép mặt 16: 27

5.5 Nguyên công 5: phay thô và tinh mặt 19, vát mép mặt 20: 32

CHƯƠNG 6 - XÁC ĐỊNH LƯỢNG DƯ GIA CÔNG VÀ KÍCH THƯỚC TRUNG GIAN 36

7.1.1 Phay thô mặt 2, 5 43

7.1.2 Phay tinh mặt 2, 5 45

7.2 Xác định chế độ cắt bằng phương pháp tra bảng 48

7.2.1 Chế độ cắt cho nguyên công phay thô, phay tinh 8, 10, 11 48

7.2.2 Chế độ cắt cho nguyên công vát mép mặt 3, 6: 49

7.2.3 Chế độ cắt cho nguyên công phay thô và tinh mặt 17, khoan lỗ 7, vát mép mặt 16: 49

7.2.4 Chế độ cắt cho nguyên công phay thô và tinh mặt 19, vát mép mặt 20: 50

CHƯƠNG 8 – THIẾT KẾ ĐỒ GÁ CÔNG NGHỆ 52

8.1 Hình thành nhiệm vụ thiết kế đồ gá 52

8.2 Tính lực kẹp cần thiết cho nguyên công 4 52

8.3 Xác định sai số chế tạo đồ gá 57

8.6 Tính giá thành chi tiết 59

8.6.1 Giá thành phôi 59

8.6.2 Chi phí tính cho từng nguyên công 59

TÀI LIỆU THAM KHẢO 64

LỜI NÓI ĐẦU

Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy là môn học mang tính tổng hợp kiếnthức đã học về cơ khí để áp dụng vào quá trình sản xuất chi tiết thực tế Đây là môn họccực kì quan trọng, nó giúp cho sinh viên có cái nhìn tổng quan hơn về quy trình để thiết

kế ra một sản phẩm

Để có thể hoàn thành tốt được đồ án môn học này, đòi hỏi sinh viên phải có sự tìmhiểu sâu về các quy trình gia công kim loại, nhằm đáp ứng được các yêu cầu về năngsuất, chất lượng cũng như giá thành sản phẩm để có thể cạnh tranh trên thị trường

Thông qua các tài liệu và sổ tay tham khảo, sinh viên có thể chọn được các quytrình gia công phù hợp với tình hình sản xuất thực tế của nhà máy Có thể nói, đây là mônhọc quan trọng đối với những sinh viên sắp ra trường, giúp cho sinh viên hiểu rõ hơn vềcông việc sau khi ra trường, bên cạnh đó đây cũng là những hành trang cực kì quý báu đểgiúp cho sinh viên đúc kết được những kinh nghiệm sau này

Do đây là lần đầu tiên, nhóm chúng em được trực tiếp thiết kế một quy trình côngnghệ nên sẽ không tránh khỏi những sai sót Mong thầy cô và các bạn góp ý để chúng emrút kinh nghiệm và ngày càng hoàn thiện về kiến thức của mình hơn

Cuối cùng, nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Trần Hải Nam đã giúp đỡ

và hướng dẫn tận tình để chúng em có thể hoàn thành tốt đồ án môn học này

CHƯƠNG 1: XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT 1.1.Sản lượng chế tạo

Theo [1, trang 24, công thức (2.1)] ta có: sản lượng chi tiết cần chế tạo trong một năm của nhà máy theo công thức:

N=N o m(1+ α

100)chiếc /năm

Trong đó:

- N0 = 10000 sản phẩm/năm: số sản phẩm trong một năm theo kế hoạch

- m = 1 chi tiết: số lượng chi tiết như nhau trong một sản phẩm

- α = 10 – 20 % số % chi tiết dùng làm phụ tùng, chọn α = 10%

- β = 3-5% số % chi tiết phế phẩm trong quá trình chế tạo, chọn β=5%

Do đó, sản lượng chi tiết cần chế tạo trong 1 năm là:

N=10000 × 1×(1+ 10

1.2 Khối lượng chi tiết

- Theo đề bài cho, ta có khối lượng của chi tiết M = 896,75 (gram)

1.3.Dạng sản xuất và đặc trưng của nó

Tra Bảng 2.1 (trang 25, [1]), ứng với M = 896,75 (gram) (nằm trong khoảng < 1 kg) và N

= 11500 (chiếc/năm) ta xác định được dạng sản xuất của nhà máy là hàng loạt vừa

Đặc trưng của dạng sản xuất này là :

 Sản lượng hàng năm không quá ít

 Sản phẩm chế tạo thành từng loạt, có chu kỳ ổn định

 Sản phẩm tương đối ổn định

 Sử dụng thiết bị chuyên dùng và máy vạn năng.

 Máy móc được bố trí theo quy trình công nghệ

Tính năng công nghệ của chi tiết: Hình dạng và kết cấu của chi tiết hoàn toàn đảm bảo khả năng làm việc theo yêu cầu thiết kế Với dạng sản xuất là hàng loạt vừa, kết cấu của chi tiết là hợp lý

CHƯƠNG 2 – PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG 2.1 Công dụng của chi tiết

- Là loại chi tiết có chức năng liên kết các trục theo phương song song và vuông góc, xác định vị trí tương đối giữa các trục trong không gian nhằn thực hiện nhiệm vụ động học nào đó

2.2 Điều kiện làm việc

Điều kiện làm việc :

Về kích thước: được chế tạo với cấp chính xác là IT8.(theo tài liệu [4] trang 177)

* Theo tài liệu [4] bảng 8 phụ lục 2 trang 191 ta có :

- Dung sai độ song song giữa tâm lỗ Φ 16 và tâm lỗΦ 14 là 0,1mm trên chiều dài 100mm đạt cấp chính xác là 10

- Dung sai độ vuông góc giữa tâm lỗ Φ 16 và mặt đáy là 0,1mm trên chiều dài

100mm đạt cấp chính xác là 10

- Dung sai độ vuông góc giữ tâm lỗ Φ 18 và tâm lỗ Φ 16 là 0,1mm trên chiều dài 100mm đạt cấp chính xác là 10.

- Khoảng các giữ tâm lỗ Φ 16 và tâm lỗ Φ 14 là 56±0.1mm đạt cấp chính xác 11,tâm

lỗ Φ 14 và tâm lỗ Φ 18 là 38±0.1mm đạt cấp chính xác 11 Theo phụ lục 17 trang

154 tài liệu [1]

 Với các dung sai trên thì dung sai kích thước của 3 lỗ 3 lỗ Φ 14, Φ 16, Φ 18 là khắc khe nhất Theo bảng 3.6 trang 65 tài liệu [4] ta chỉ cần gia công lổ đạt cấp chính xác kích thước là 8 ,đạt độ nhám Ra=1,6 µm , các bề mặt thô chỉ cần đạt độ nhám Ra=12,5

µm cấp chính xác 12,và bề mặt không gia công đạt Rz=80 µm thì có thể đảm bảo được sai lệch hình dạng của chi tiết

- Các kích thước không ghi dung sai lấy theo Js12

- Bán kính góc lượn chi tiết đúc còn lại R3

* Phương pháp kiểm tra các yêu cầu kĩ thuật

- Sử dụng thước cặp và panme để kiểm tra dung sai

- Sử dụng máy dò profin để kiểm tra nhám bề mặt

- Sử dụng đồng hồ so kết hợp dùng khối V để kiểm tra độ song song và vuông góc.Vật liệu

- Vật liệu chế tạo chi tiết là : GX 15-32

Bảng 2.1 Cơ tính của Gang xám GX 15-32:

Số hiệu Giới hạn Độ giãn Giới hạn Độ võng uốn theo Giới hạn Độ cứng Dạng

CHƯƠNG 3 – CHỌN DẠNG PHÔI VÀ PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO

3.1 Dạng phôi

- Chi tiết dạng càng Vật liệu chế tạo là gang xám GX15-32, có tính đúc tốt, gia công cắt gọt dễ dàng, chế tạo đơn giản và được sử dụng rộng rãi

- Hình dạng phôi đúc có thể phức tạp, kích thước bất kỳ, sản lượng không hạn chế

Vì những lý do nêu trên ta thấy phôi đúc là thích hợp nhất trong trường hợp này

3.2 Chọn phương pháp chế tạo phôi

- Ứng với dạng sản xuất loạt vừa ta dùng phương pháp đúc trong khuôn cát, mẫu kim loại, làm khuôn bằng máy (Đúc chính xác cấp II) Loại phôi này có cấp chính xác kích thước IT15-IT16, độ nhám Rz = 80 μmm (trang 28, [1])

- Tra các bảng 3.3 và 3.11 theo [2], ta có:lượng dư phía trên là 4 mm, lượng dư phíadưới là 3mm và mặt bên là 3,5mm

- Theo bảng 3.7 tài liệu [2] trang 177 ,góc nghiêng thoát khuôn là: 00°45’, bán kính góc lượn là 3mm

3.3 Bản vẽ chế tạo phôi

Từ kích thước trên bản vẽ chi tiết ta có kích thước cho bản vẽ phôi là:

- Kích thước phôi = kích thước chi tiết + kích thước lượng dư

- Các góc lượn lấy R = 3mm

- Góc nghiêng hình thành mặt ngoài của mẫu hoặc mặt trong của lõi xác định dựa vào Bảng 3-7 (trang 177, [1]) Ta nhận thấy góc nghiêng ứng với các bề mặt không lớn và thay đổi trong khoảng nhỏ Để đơn giản ta lấy góc thoát khuôn bằng

00°45’

- Chọn vật liệu đúc thích hợp

- Bố trí hệ thống rãnh hợp lý, cũng như phương pháp đổ kim loại thích hợp tránh để thiếu hụt, hay đông đặc kim loại quá sớm dẫn tới hư hỏng vật đúc

Mô hình đúc bằng khuôn cát

CHƯƠNG 4 – CHỌN TIẾN TRÌNH GIA CÔNG 4.1 Chọn các phương pháp gia công các bề mặt của phôi

Hình 4.1 Đánh số bề mặt gia công chi tiết.

Bảng 4.1 Các phương pháp có thể gia công bề mặt của phôi

Sai lệch vị trítương quan

và kích thướcliên quan

Độnhám

Ra

(µm)

Cấpchín

h xácIT

Phương án

có thể giacông

Cấpchínhxácđạtđược

Độnhámđạtđược Ra

(µm)

13 Ø16+0.030 0,03

Dung sai độ song song giữa đường tâm lỗ 1

và đường tâm

lỗ 3 là 0,1mm.Khoảngcách tâm lổ 1

và lổ 3 là 56±0,1

Thô-Khoan 10-11 6,3-

12,5

Tinh-Doa tinh-Chuốt tinh-Mài tinh-Cắt dây CNC

7-87-866

1,6-3,20,8-3,20,8-1,60,5

15 Ø14+0.030 0,03

Dung sai độ song song giữa đường tâm lỗ 1

và đường tâm

lỗ 3 là 0,1mm

Khoảng cách tâm lổ 1 và lổ 3

là 56±0,1

Thô-Khoan 10-11 6,3-

12,5

Tinh-Doa tinh-Chuốt tinh-Mài tinh-Cắt dây CNC

7-87-866

1,6-3,20,8-3,20,8-1,60,5

17,1

-Phay thô-Bào thô-Chuốt

12-1412-148-9

12,512,5-256,3

12,512,5-256,3

6,3-7

Ø18+0.030 0,03

Dung sai độ vuông góc giữađường tâm lỗ 1

và đường tâm

lỗ 14 là 0,1mm

Khoảng cách tâm lổ 3 và lổ

14 là 38±0,1

Thô-Khoan 10-11 6,3-

12,5

Tinh-Doa tinh-Chuốt tinh-Mài tinh-Cắt dây CNC

7-87-866

1,6-3,20,8-3,20,8-1,60,5

-Phay thô-Bào thô-Chuốt

12-1412-148-9

12,512,5-256,3

6,3-10,1

-Phay thô-Bào thô-Chuốt

12-1412-148-9

12,512,5-256,3

6,3-4.2 Chọn chuẩn công nghệ

Đối với phôi có những bề mặt không gia công , chuẩn công nghệ cho nguyên công

Cố gắng chọn chuẩn sao cho tính trùng chuẩn càng cao càng tốt( Chuẩn khởi xuất ≡Chuẩn chỉnh dao ≡ Chuẩn cơ sở ≡ Chuẩn định vị ≡ Chuẩn đo lường )

Cố gắng chọn chuẩn tinh là chuẩn tinh thống nhất( tức là nguyên công 1 lấy 1 mặt làm chuẩn tinh thì nguyên công 2 cũng lấy mặt đó làm chuẩn tinh)

Theo các nguyên tắc trên ta chọn chuẩn tinh là bề mặt 13 hoặc 15 tùy theo phương án gia công

4.3 Chọn trình tự gia công các bề mặt của phôi

Đánh giá các phương pháp:

- Gia công lỗ trên máy khoan là hình thức gia công lỗ cơ bản nhất từ trước tới nay, với ưu điển rẻ, đơn giản vận hành, tạo lỗ trên máy khoan vẫn tạo được hiệu quả kinh tế trong gia công cơ khí chính xác tuy chất lượng bề mặt thấp  Phù hợp gia công lổ thô trên chi tiết

- Phương thức gia công lỗ trên máy cắt dây : gia công lỗ trong gia công cơ khí chính xác bằng máy cắt dây đang được sử dụng tương đối nhiều Đối với máy cắt dây đồng gia công lổ độ chính xác cao, đường kính lỗ có thể cắt được rất linh hoạt với

độ chính xác có thể đạt tới 0.005, độ bóng cao gần như mài, đối với những máy cắt dây hiện đại, độ bóng đạt được như mài, tuy nhiên giá thành cắt dây để tạo lỗ lại khá cao  Không phù hợp với chi tiết do độ chính xác đạt được lớn hơn nhiều so với chi tiết dẫn đến tốn kém chi phí

- Phương thức gia công lỗ trên máy doa: doa là một phương thức tạo lỗ tinh, với độ bóng cao Tuy nhiên tốc độ vòng quay của máy doa vẫn thấp, nên thời gian gia công vẫn cao, chưa đáp ứng được nhu cầu ngày càng cao hiện nay Tuy nhiên ta có thể áp dụng phương pháp doa trên máy phay CNC  Phù hợp với chi tiết

- Gia công lổ trên máy chuốt : Dao chuốt khó chế tạo, đắt tiền, nhất là dao dài

Nhiều lưỡi cắt cùng tham gia cắt nên lực chuốt lớn vì vậy yêu cầu máy phải có công suất lớn,.Khi chuốt áp lực tác động theo phương vuông góc với thành lỗ rất lớn, nếu chi tiết có thành dày không đều hoặc thành mỏng thì biến dạng đàn hồi và

dẻo theo phương hướng kính lớn và khác nhau nên sẽ gây ra sai số hình dáng hình học sau khi chuốt  Với tỉ lệ chiều sâu của lổ so với đường kính lớn nên phương pháp chuốt không phù hợp để gia công chi tiết

- Phương thức gia công lỗ bằng máy mài : Mài là phương thức tạo lỗ với độ chínhxác cao nhất, chất lượng bề mặt tốt nhất, tuy nhiên máy mài chỉ đáp ứng được màivới các chi tiết tròn xoay  Không phù hợp với chi tiết

Với các phân tích trên ta có các phương án gia công sau :

1 Phay thô, phay tinh 2, 5 8, 10, 11, 18, 14 Phay vạn năng

2 Phay thô, phay tinh, khoan

Phương án 1: Tập trung nguyên công

- Trong 1 lần gá duy nhất thực hiện gia công được nhiều bề mặt Giảm thiểu dụng

cụ gá đặt

- Đảm bảo được sai số kích thước trung gian giữa tâm lỗ 13 và tâm lỗ 15 do sai số

gá đặt gây ra

- Không đảm bảo được sai số kích thước giữa tâm lổ 13 và tâm lổ 15 do sai số gá đặt gây ra.

- Phải tính toán bù trừ dụng cụ cắt

- Thời gian gia công chi tiết lâu hơn đồng thời chi phí thiết kế đồ gá cao

 Như vậy để hạn chế sai số các kích thước trung gian do quá trình gá đặt gây ra ta chọn phương án 1 để thiết kế nguyên công

1 Phay thô, phay tinh 2, 5 8, 10, 11, 18, 14 Phay vạn năng

2 Phay thô, phay tinh, khoan

3 Phay mặt đầu thô, phay

6 Khoan, khoét thô, khoét

3 Phay mặt đầu thô, phay

4 Khoan, khoét thô, khoét

6 Khoan, khoét thô, khoét

CHƯƠNG 5 – THIẾT KẾ NGUYÊN CÔNG 5.1 Nguyên công 1: phay thô mặt phẳng 2, 5

Sơ đồ gá đặt:

Sơ đồ gá đặt nguyên công 1

- Dạng máy: Máy phay đứng vạn năng 6M83 của Nga có các thông số:

+ Công suất truyền động chính: 10 kW

Hình 5.1: Thông số dao phay thô mặt 2, 5

- Dụng cụ kiểm tra: Thước cặp điện tử 0-150mm x 0,02 mm

- Dung dịch trơn nguội: Khan

- Đồ gá: Bàn gá, chốt tỳ

5.2 Nguyên công 2: Phay thô và tinh CNC mặt 8, 10, 11, khoan lỗ 13, lỗ 15, vát mép

9, mép 12

Sơ đồ gá đặt:

Sơ đồ gá đặt nguyên công 2

- Chọn máy công nghệ: Máy phay CNC 3 trục MAZAKO FVP800

 Phay thô mặt đầu, phay tinh mặt 8, 11: dao phay D50

Dụng cụ cắt thô: Tra theo catalog dao phay của hãng SECO [9, trang 168], ta chọndao phay mặt đầu gắn mảnh hợp kim với mã sản phẩm R220.43-0050-07W có 4 răng, chiều sâu cắt lớn nhất là 5 mm, loại hạt dao là OET70405TN-M16MK1500 Bước tiến khuyên dùng là 0,3 – 0,5 mm/răng

Hình 5.2: Thông số dao phay thô mặt 8, 11

 Phay thô mặt đầu, phay tinh mặt 10: dao phay D10

Thông số dao phay mặt D10 JS554100D3C.0Z4C-SIRA

 Khoan lỗ: mũi khoan D15.5 cho mặt lỗ 12, mũi khoan D13.5 cho mặt lỗ 14

Thông số mũi khoan D13.5 SD203A-13.5-37-14R1-M

Thông số mũi khoan D15.5 SD203A-1550-040-16R1-MS

Doa tinh: dao doa D16 cho lỗ 12, dao doa D14 cho lỗ 14

Dao doa D14 PMX5-14H7-EB45 RX2000

Dao doa D16

Vát mép: dao vát mép APMXS 4mm cho lỗ 14 và APMXS 5mm cho lỗ 12

Dao vát mép R215.49-1609.3-06

Dao vát mép R217.49-1216.RE-XO12-60.2A

- Dụng cụ kiểm tra: Thước cặp điện tử 0 -150mm x 0,02 mm

- Dung dịch trơn nguội: Khan

- Đồ gá: Bàn gá, chốt tỳ

5.3 Nguyên công 3: vát mép mặt 3, 6:

Sơ đồ gá đặt:

Sơ đồ gá đặt nguyên công 3

- Dạng máy: Máy phay đứng vạn năng 6M83 của Nga có các thông số:

+ Công suất truyền động chính : 10 kW

+ Kích thước bàn máy : 400 x 1600 mm

+ Phạm vi tốc độ quay trục chính : 315 – 1600 vòng/phút

- Dụng cụ cắt:

 Vát mép mặt 16: dao vát mép

Dao vát mép R217.49-1216.RE-XO12-60.2A

- Dụng cụ kiểm tra: Thước cặp điện tử 0 -150mm x 0,02 mm

- Dung dịch trơn nguội: Khan

- Đồ gá: Bàn gá, chốt tỳ

5.4 Nguyên công 4: phay thô và tinh mặt 17, khoan lỗ 7, vát mép mặt 16:

Sơ đồ gá đặt:

Sơ đồ gá đặt nguyên công 4

- Dạng máy: Máy phay đứng vạn năng 6M83 của Nga có các thông số:

+ Công suất truyền động chính : 10 kW

+ Kích thước bàn máy : 400 x 1600 mm

+ Phạm vi tốc độ quay trục chính : 315 – 1600 vòng/phút

- Dụng cụ cắt:

 Phay thô mặt đầu, phay tinh: dao phay D50

Dụng cụ cắt thô: Tra theo catalog dao phay của hãng SECO [9, trang 168], ta chọndao phay mặt đầu gắn mảnh hợp kim với mã sản phẩm R220.43-0050-07W có 4 răng, chiều sâu cắt lớn nhất là 5 mm, loại hạt dao là OET70405TN-M16MK1500 Bước tiến khuyên dùng là 0,3 – 0,5 mm/răng

Hình 5.3: Thông số dao phay thô mặt 17

- Dụng cụ kiểm tra: Thước cặp điện tử 0-150mm x 0,02 mm

- Dung dịch trơn nguội: Khan

- Đồ gá: Bàn gá, chốt tỳ

 Khoan lỗ: mũi khoan D17 cho mặt lỗ 7

Thông số mũi khoan D17 SD572-17-34-25R7

 Doa tinh: dao doa D18 cho lỗ 7

Dao doa D18 PMX5-18H7-EB45 RX2000

- Dụng cụ kiểm tra: Thước cặp điện tử 0 -150mm x 0,02 mm

- Dung dịch trơn nguội: Khan

- Đồ gá: Bàn gá, chốt tỳ

 Vát mép mặt 16: dao vát mép