Đồ án chuyên ngành cơ khí chế tạo máy tên đề tài thiết kế chi tiết vành chặn

Theo giáotrình Công nghệ chế tạo máy 2 ta xếp chi tiết gia công vào họ chi tiết dạng đĩa - Điều kiện làm việc: Chi tiết này là vành chặn vì vậy công dụng chủ yếu là để che chắn, định vị

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

KHOA CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH

CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

Tên đề tài: “Thiết kế chi tiết vành chặn”

Sinh viên thực hiện : TRẦN TRUNG KIÊN

Lớp : 53CM3

MSSV : K175520103117

Giảng viên hướng dẫn : TH.S HOÀNG VĂN QUYẾT

THÁI NGUYÊN – NĂM 2021

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 4

TÀI LIỆU THAM KHẢO 5

CHƯƠNG I: PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG 6

1.1 Phân tích chi tiết gia công .6

1.1.1 Phân tích đặc điểm, chức năng, điều kiện làm việc và phân loại chi tiết gia công… ……….6

1.1.2 Phân tích yêu cầu kỹ thuật, chọn ra phương pháp gia công tinh lần cuối và biện pháp công nghệ gia công chi tiết… ……….6

1.1.3 Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết: ………7

1.2 Dạng sản xuất ……… 8

1.2.1 Khái niệm dạng sản xuất: ……… 8

1.2.2 Ý nghĩa của dạng sản xuất: ……….8

1.2.3 Xác định dạng sản xuất .9

1.3 Chọn phôi và phương pháp chế tạo phôi……….10

1.3.1 Phân tích cơ sở chọn phôi và chọn phôi… ……… 10

1.3.2 Chọn phương pháp chế tạo phôi .11

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT 15

2.1 Xác định chuẩn, định vị trong quá trình gia công chi tiết .15

2.1.1 Yêu cầu chung khi chọn chuẩn 15

2.1.2 Chọn chuẩn tinh cho chi tiết gia công .15

2.1.3 Chọn chuẩn thô cho chi tiết .18

2.2 Trình tự nguyên công 20

2

2.2.1 Bảng trình tự nguyên công .20

2.3 Tra lượng dư gia công 26

2.3.1 Khái niệm về lượng dư gia công 26

2.3.2 Tính lượng dư cho mặt ngoài 27

2.3.3 Tra dượng lư cho các bề mặt còn lại : 28

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ NGUYÊN CÔNG I: KHuA MĂvT ĐẦU TIÊvN THÔ, TIÊvN TINH 400, 537,,VÁT MÉP 31 ∅ ∅

3.1 Phân tích lựa chọn máy 31

3.1.1 Lựa chọn kiểu loại máy 31

3.1.2.Thông số ký thuật cơ bản của máy .32

3.2 Phân tích lựa chọn đồ gá và dụng cụ đo 34

3.2.1 Đồ gá: 34

3.2.2 Dụng cụ đo 34

3.3 Phân tích lựa chọn DCC 37

3.3.1 Lựa chọn vật liệu dụng cụ cắt 37

3.3.2 Lựa chọn kết cấu dụng cụ cắt 37

3.3.3 Xác định chế độ cắt 43

3.4 Xây dựng bản vẽ kết cấu nguyên công 45

Sau thời gian học tập tại trường và học tập môn học Công Nghệ Chế TạoMáy, em được nhận đề tài Đồ án chuyên nghành chế tạo máy chi tiết Vành chặn dothầy giáo Th.S Hoàng Văn Quyết hướng dẫn Trong quá trình thực hiện đề tài vớinhững kiến thức đã được trang bị, cùng với sự chỉ bảo tận tình của thầy giáo hướngdẫn cùng các thầy cô khác trong bộ môn và trong trường Bản thân em đã cố gắng tìmtòi, học hỏi và thiết kế, đến nay em đã hoàn thành đề tài của mình.

Đề tài thiết kế mà em được thầy giao cho là một chi tiết điển hình trong các loạimáy móc cơ khí, qua đề tài em hiểu được phần nào về quá trình chế tạo chi tiết và em

có thể hiểu một số về cách lắp ghép chi tiết này

Tuy nhiên trong quá trình tiến hành làm đồ án môn học công nghệ chế tạo máy,với trình độ và kinh nghiệm của em còn hạn chế nên đồ án của em chắc chắn khôngtránh khỏi những thiếu sót Em rất mong các thầy cô giáo trong bộ môn chỉ bảo để emkhắc phục những thiếu sót của em và đồ án của em được hoàn thiện hơn nữa

Thái Nguyên, Ngày 09 Tháng 07 Năm 2021

Sinh Viên Thực Hiện

Kiên

Trần Trung Kiên

4

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]: Dung sai và đo lường kỹ thuật

Tác giả: A.N.ZURA VLEV

NXB công nhân kỹ thuật Hà Nội 1987

[2]: Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy

Tác giả: Trần Văn Địch

NXB khoa học và kỹ thuật Hà Nội 1999

[3]: Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1,2,3

Tác giả: Nguyễn Đắc Lộc, Lê Văn Tiến

Ninh Đức Tốn, Trần Xuân Việt

NXB Khoa học và kỹ thuật Hà Nội 2006

[4]: Sổ tay nhiệt luyện

Tác giả: N.A FILINOP, I.V.FILGER

Dịch: Đặng Lê Toàn, Tạ Anh Tuấn, Nguyễn Dư

Ngọc Lê Thức, Hà Kim Thành

NXB Khoa học và kỹ thuật Hà Nội 1979

[5]: Công nghệ chế tạo máy 1,2

Trường đại học Kỹ thuật Công nghiệp- Đại học Thái Nguyên

[6]: Sổ tay công nghệ chế tạo máy

Tác giả: Trần Văn Địch

Trường đại học Bách khoa Hà Nội-Bộ môn công nghệ chế tạo máy Hà Nội 2000

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIÊT

1.1.1 Phân tích đặc điểm, chức năng, điều kiện làm việc và phân loại chi tiết gia công.

- Chi tiết gia công là chi tiết có dạng tròn xoay, có tỷ số L/D < 0,357 Theo giáotrình Công nghệ chế tạo máy 2 ta xếp chi tiết gia công vào họ chi tiết dạng đĩa

- Điều kiện làm việc: Chi tiết này là vành chặn vì vậy công dụng chủ yếu là để che chắn, định vị và hướng các chi tiết nằm bên trong hoặc bên trong máy Chi tiết vành chặn này thuộc loại nắp ổ hở, dung để lắp trục xuyên xuyên qua Bề mặt yêu cầu chính xác nhất là bề mặt lỗ Ø400

- Chi tiết gia công được chế tạo bằng vật liệu thép CT3 có thành phần hóa họcnhư sau:

1.1.2 Phân tích yêu cầu kỹ thuật, chọn ra phương pháp gia công tinh lần cuối và biện pháp công nghệ gia công chi tiết.

- Bề mặt lỗ Ø400 Bề mặt này sẽ được lắp ghép với chi tiết bạc thông qua mối

ghép trung gian

Cấp chính xác đạt cấp 10 () Cấp độ nhám đạt Ra ≤ 2,5µm

+ Đảm bảo độ phẳng của 2 mặt bên ≤ 0.025 (m)

6

+ Đảm bảo độ song song của 2 mặt bên ≤ 0.025 (m)

 Chọn phương án gia công tinh lần cuối là tiện tinh

- Bề mặt ngoài Ø449 Bề mặt này không tham gia vào quá trình lắp ghép cũng

như làm việc của chi tiết gia công

Cấp chính xác đạt cấp 10 () Cấp độ nhám đạt Ra ≤ 10 µm

 Chọn phương án gia công tinh lần cuối là tiện thô

- Bề mặt ngoài Ø473 Bề mặt này không tham gia vào quá trình lắp ghép cũng

như làm việc của chi tiết gia công

- Cấp chính xác đạt cấp 12 () Cấp độ nhám đạt Ra ≤ 10µm

 Chọn phương án gia công tinh lần cuối là tiện thô

- Bề mặt ngoài Ø493 Bề mặt này không tham gia vào quá trình lắp ghép cũng

như làm việc của chi tiết gia công

- Cấp chính xác đạt cấp 12 () Cấp độ nhám đạt Ra ≤ 10 µm.

 Chọn phương án gia công tinh lần cuối là tiện thô

- Bề mặt ngoài Ø517 Bề mặt này không tham gia vào quá trình lắp ghép cũng

như làm việc của chi tiết gia công

- Cấp chính xác đạt cấp 12 () Cấp độ nhám đạt Ra ≤ 10 µm.

 Chọn phương án gia công tinh lần cuối là tiện thô

- Bề mặt ngoài Ø537 Bề mặt này không tham gia vào quá trình lắp ghép và

làm việc của chi tiết gia công

Cấp chính xác đạt cấp 9 () Cấp độ nhám đạt Ra ≤ 10 µm

 Chọn phương án gia công tinh lần cuối là tiện thô

1.1.3 Phân tích tính công nghệ trong kết cấu.

- Trong thiết kế:

Chi tiết có kết cấu tương đối đơn giản Có thể s‡ dụng các phương pháp gia côngthông thường và máy công cụ vạn năng trong quá trình gia công tˆ đó giảm chi phíđầu tư trang thiết bị máy móc

Đối với chi tiết dạng đĩa phải đảm bảo các yêu cầu kĩ thuật như: độ đồng tâmgiữa mặt lỗ và mặt ngoài, độ vuông góc giữa đường tâm lỗ và mặt đầu,… Để đảm bảo

độ chính xác về vị trí tương quan của các bề mặt lỗ chính cần gia công trên 1 lần gá

- Trong quá trình gia công:

Kết cấu của chi tiết tương đối đơn giản, có thể s‡ dụng đồ gá vạn năng trong quátrình gia công giŠp giảm chi phí chế tạo đồ gá

Đô ‹ cứng và kết cấu của chi tiết gia công có thể s‡ dụng dụng cụ cắt thông thường

để gia công tˆ đó giảm chi phí chế tạo dụng cụ cắt và giảm chi phí chế tạo chi tiết

1.2.1 Khái niệm và ý nghĩa của dạng sản xuất.

- Khái niệm dạng sản xuất:

Dạng sản xuất là một khái niệm kinh tế, kĩ thuật tổng hợp phản ánh mối quan hệqua lại giữa các đặc trưng về kĩ thuật, về công nghệ của nhà máy với các hình thức tổchức sản xuất, hạch toán kinh tế được s‡ dụng trong quá trình đó nhằm taọ ra các sảnphẩm đảm bảo chỉ tiêu kinh tế-kĩ thuật Đặc trưng của dạng sản xuất là sản lượng hàngnăm, tính ổn định của sản phẩm, tính lặp lại của quá trình sản xuất và mức độ chuyênmôn hóa của quá trình sản xuất

Có nhiều quan điểm xác định dạng sản xuất Trong thực tế người ta chia dạng sảnxuất ra 3 loại chính:

+ Dạng sản xuất đơn chiếc

+ Dạng sản xuất hàng loạt

+ Dạng sản xuất hàng khối

- Ý nghĩa của dạng sản xuất:

Dạng sản xuất là một yếu tố quan trọng trong việc thiết kế quy trình công nghệ,

vì nếu biết dạng sản xuất sẽ biết được được các điều kiện cho phép về vốn đầu tư,trang thiết bị, nhân lực…để tổ chức sản xuất có hiệu quả cao

- Có nhiều cách để xác định dạng sản xuất như:

8

+ Xác định theo hệ số chuyên môn hóa

+ Xác định theo khối lượng sản phẩm

+ Xác định theo sản lượng hàng năm và khối lượng sản phẩm

Ở đây sẽ s‡ dụng cách xác định dang sản xuất theo sản lượng hàng năm và tronglượng sản phẩm

1.2.2 Xác định dạng sản xuất.

Sản lượng hàng năm của chi tiết gia công được xác định theo công thức:

N=Ni.m.(1 + 100

 )Trong đó:

N: Số lượng chi tiết cần phải gia công

Ni: Số lượng chi tiết cần chế tạo trong một năm theo kế hoạch (ct/năm)

Ni = 1 (ct/năm)

m: Số lượng chi tiết có ở trong 1 sản phẩm

m = 1 (ct)

Hệ số dự phòng do sai hỏng trong quá trình chế tạo, = 2 5 % 

: Hệ số dự phòng do quá trình vận chuyển lưu kho bị mất mát, = 3 6%.Chọn = 2 , = 3

N = 1.1.(1 +)= 1 (ct/năm)

b Xác định trọng lượng của chi tiết.

Trọng lượng của chi tiết được xác định theo công thức:

Q = V.γ (kG)

Trong đó:

Q: Trọng lượngcủa chi tiết (kg)

V: Thể tích của chi tiết (dm3)

: Trọng lượng riêng của vật liệu (kg/dm3)

Với thép = 7,852 (kg/dm ) 3

● Ta có thông số kĩ thuật của vành chặn:

 Kết luâ v n: Theo bảng 1.1[1] có DSX của chi tiết gia công là dạng sản xuất hàng

đơn chiếc

1.3.1 Phân tích cơ sở chọn phôi và chọn phôi.

Phôi được xác định theo kết cấu của chi tiết, vật liệu, điều kiện, dạng sản xuất cụthể của tˆng nhà máy, xí nghiệp Chọn phôi tức là chọn phương pháp chế tạo, xác địnhlượng dư, kích thước và dung sai của phôi

Việc xác định phương pháp chế tạo phôi hợp lí sẽ đảm bảo đủ lượng dư cho quátrình gia công Hình dáng của phôi càng giống hình dáng của chi tiết bao nhiêu thìcàng giảm được lượng dư gia công, yêu cầu này cho phép giảm số lần chạy dao, giảmthời gian gia công, tăng năng suất, giảm giá thành sản phẩm

Việc tạo phôi phù hợp với việc chế tạo chi tiết trước hết phải căn cứ vào các yêucầu sau:

Vật liệu và cơ tính mà chi tiết gia công đòi hỏi

Hình dáng kết cấu và kich thước của chi tiết gia công

10

Dạng sản xuất cụ thể

Khả năng đạt độ chính xác gia công, chọn phôi hợp lí

Điều kiện cụ thể của cơ sở sản xuất

Các phương pháp chế tạo phôi cho chi tiết gia công:

Chi tiết gia công được chế tạo bằng vật liệu là thép CT3

Các phương pháp chế tạo phôi có thể s‡ dụng để tạo phôi cho chi tiết gia công.+ ĐŠc:

Phương pháp đŠc phù hợp khi chế tạo những chi tiết có hình dạng và biên dạngphức tạp ĐŠc trong khuôn cát phù hợp với dạng sản xuất đơn chiếc, loạt nhỏ ĐŠctrong khuôn kim loại phù hợp cho dạng sản xuất hàng khối, loạt lớn

 Kết luận: Chọn phôi để chế tạo chi tiết là phôi cán.

1.3.2 Chọn phương pháp chế tạo phôi.

Phương pháp cán

Thực chất

Quá trình cán là cho kim loại biến dạng giữa hai trục cán quay ngược chiều nhau

có khe hở nhỏ hớn chiều cao của phôi, kết quả làm cho chiều cao phôi giảm, chiều dài

và chiều rộng tăng Hình dạng của khe hở giữa hai trục cán quyết định hình dáng củasản phẩm Quá trình phôi chuyển động qua khe hở trục cán là nhờ ma sát giữa hai trục

Sơ đồ cán

Sản phẩm cán

Sản phấm cán được s‡ dụng rất rộng rãi trong tất cả các ngành kinh tế quốc dânnhư: ngành chế tạo máy, cầu đường, công nghiệp ôtô, máy điện, xây dựng, quốcphòng bao gồm kim loại đen và kim loại màu Sản phẩm cán có thế phân loại theothành phần hoá học, theo công dụng của sản phấm, theo vật liệu Tuy nhiên, chủ yếungười ta phân loại dựa vào hình dáng, tiết diện ngang của sản phẩm và chŠng đượcchia thành 4 loại chính sau:

a. Thép hình

Là loại thép đa hình được s‡ dụng rất nhiều trong ngành Chế tạo máy, xây dựng, cầu đường và được phân thành 2 nhóm:

12

4 Thép dẹt có cạnh của tiết diện: h X b = (4 - 60) X (12 - 200) mm2.

5 Thép tam giác có 2 loại: cạnh đều và không đều:

Thép tấm mỏng: s = 0,2 - 4 mm; B = 600 - 2.200 mm

- Thép tâm rất mỏng (thép lá cuộn): s = 0,001 - 0,2 mm; B = 200 - 1.500 mm;

L = 4000 - 60.000 mm

sẽ tiết kiệm được vật liệu hơn thay vì cắt phôi vuông và cắt plasma lỗ trước sẽ giŠp ta tiết kiệm được các nguyên công khoan khoét lỗ

14

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT

2.1.1 Yêu cầu chung khi chọn chuẩn

 Nguyên tắc chung khi chọn chuẩn:

Việc phân tích chọn chuẩn khi định vị có ý nghĩa quan trọng , nó quyết định đếnchất lượng chi tiết gia công

 Yêu cầu khi chọn chuẩn:

Bảo đảm chất lượng của sản phẩm ổn định trong suốt quá trình gia công Nâng cao năng suất, hạ giá thành gia công

 Lời khuyên khi chọn chuẩn:

Chọn chuẩn phải tuân thủ nguyên tắc 6 điểm, để khống chế hết số bậc tự do cầnthiết một cách hợp lý nhất Tuyệt đối tránh hiện tượng thiếu và siêu định vị và trongmột số trường hợp là thˆa định vị một cách không cần thiết

Chọn chuần sao cho lực cắt, lực kẹp không làm chi tiết đồ gá bị biến dạng congvênh đồng thời lực kẹp phải nhỏ để giảm nhẹ sức lao động cho công nhân

Chọn chuẩn sao cho kết cấu đồ gá đơn giản, gọn nhẹ, s‡ dụng thuận lợi và thíchhợp với tˆng loại hình sản xuất nhất định

2.1.2 Chọn chuẩn tinh cho chi tiết gia công.

● Bản vẽ chi tiết

 Yêu cầu khi chọn chuẩn tinh:

Chọn chuẩn tinh bảo đảm độ chính xác về vị trí tương quan giữa các bề mặt giacông với nhau

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

 Lời khuyên khi chọn chuẩn tinh:

Cố gắng chọn chuẩn là chuẩn tinh chính như vậy sẽ làm cho chi tiết có vị trítương tự như lŠc làm việc.Thực hiện lời khuyên này sẽ đơn giản hóa quá trình côngnghệ và lắp ráp đỡ phải gia công thêm chuẩn tinh phụ

Cố gắng chọn chuẩn có tính trùng chuẩn cao (Chuẩn khởi xuất trùng với chuẩn

cơ sở, trùng với chuẩn chỉnh dao, trùng với chuẩn định vị trùng với chuẩn đo lường)

-Cố gắng chọn chuẩn tinh là chuẩn tinh thống nhất

 Chọn chuẩn tinh cho chi tiết gia công:

- Phương án 1: Chọn chuẩn tinh là bề mặt Ø400 khống chế 2 bậc tự do kết

họp mặt đầu khống chế 3 bậc tự do

Ưu điểm:

+ Chuẩn tinh là chuẩn tinh chính

16

+ Chuẩn tinh không phải chuẩn tinh thống nhất.

+ Độ cứng vững của chi tiết gia công không cao

- Phương án 2: Chọn chuẩn tinh để gia công chi tiết là bề mặt trụ ngoài Ø540

 Kết luận: Sau khi phân tích và so sánh 2 phương án chọn chuẩn tinh ta chọnphương án 1 làm chuẩn tinh để gia công chi tiết

2.1.3 Chọn chuẩn thô cho chi tiết.

 Yêu cầu khi chọn chuẩn thô:

Chọn chuẩn thô phải đảm bảo phân phối đủ lượng dư cho các bề mặt sẽ gia công.Chọn chuẩn thô phải đảm bảo độ chính xác cần thiết về vị trí tương quan giữacác bề mặt không gia công với các bề mặt gia công

 Những lười khuyên khi chọn chuẩn thô:

Theo phương kích thước nhất định, nếu chi tiết gia công có một bề mặt không giacông thì nên chọn bề mặt đó làm chuẩn thô

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 vị trítương quan so với bề mặt gia công là cao nhất làm chuẩn thô

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 lương dư nhỏ và đồng đều nhất làmchuẩn thô

18

 Chọn chuẩn thô cho chi tiết gia công:

- Phương án 1: Chọn chuẩn tinh để gia công chi tiết là bề mặt trụ ngoài Ø540

khống chế 2 bậc tự do kết hợp mặt đầu khống chế 3 bậc tự do

Ưu điểm:

+ Độ cứng vững của chi tiết gia công cao

+ Không gian gia công rộng

+ Đảm bảo gia công được bề mặt làm chuẩn tinh

Nhược điểm:

+ Bề mặt định vị có kích thước tương đối lớn cần chọn máy và dụng cụ cókích thước phù hợp gây lãng phí

 Kết luận: Sau khi phân tích và so sánh phương án chọn chuẩn thô ta chọn phương

án 1 làm chuẩn thô để gia công chuẩn tinh cho chi tiết

- Nguyên công sau phải giảm được các sai số và giảm được độ nhám bề mặt sovới các nguyên công trước.

- Trước tiên phải gia công các bề mặt dùng làm chuẩn cho các nguyên công sau

- Các bề mặt càng chính xác càng được gia công sau

- Các nguyên công dễ gây phế phẩm đưa lên trước để tránh mất thời gian giacông những chi tiết đã bị phế phẩm

- Để giảm thời gian gá đặt nhiều lần và thời gian phục vụ khác, quan điểm côngnghệ là tập trung nguyên công, s‡ dụng đồ gá chuyên dùng nhiều dao cho phép giacông nhiều bề mặt trên cùng một lần gá để tăng năng suất và phù hợp với dạng sảnxuất

Dựa vào các nguyên tắc và đặc điểm kết cấu của chi tiết ta sắp xếp tiến trìnhcông nghệ cho chi tiết gia công như sau:

4 NEG

Mâm că ‹p

3 chấu tựđịnh tâm

Bưc 1: Kha măt đuBưc 2: Tiên thô 1/2

mặt ngoài Bưc 3: Tiên thô ∅400Bưc 4: Tiên tinh

∅400 Bưc 5: Tiện vát mép 2x45º

Bưc 1: Kha măt đuBưc 2: Tiên thô 1/2

mặt ngoài còn lạiBưc 3: Tiên thô ∅449Bưc 4: Tiện vát mép 2x45º

Bưc 5: Tiện vát mép

Thước cặp

20

Bưc 1: Tiện rãnh

∅12 Bưc 2: Tiện rãnh

22

Quyết

`