thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết thân đồ gá sản lượng 1800

Chi tiết nồng phôi: 01 bản.A3 hoặc A4 Giáo viên hớng dẫn: Phan Ngọc ánh 1 -Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đức Cờng- Lớp CKK4LC... Giáo viên hớng dẫn: Phan Ngọc ánh 2 -Sinh viên thực hiện:

Trang 1

Bộ giáo dục và đào tạo

Trờng đại học SPKT - Hng Yên

Họ và tên sinh viên: Nguyễn Đức Cờng

Lớp: 204051 Khoá: 2006-2007 Nghành đào tạo: cơ khí chế tạo

I Đầu đề thiết kế: Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết Số:

Thân đồ gá.

II Các số liệu ban đầu:

- Sản lợng hàng năm: 1800 (chiếc/năm)

- Điều kiện sản xuất: Tự chọn

III Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:

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 phơng pháp chế tạo phôi

5 Lập thứ tự các nguyên công(vẽ sơ đồ gá đặt, ký hiệu định vị, kẹpchặt, chọn máy, chọn dao, ký hiệu chuyển động của dao, của chi tiết,…)

6 Tính lợng d cho một bề mặt(do giáo viên hớng dẫn chỉ định) và tra ợng d cho các bề mặt còn lại

l-7 Tính chế độ cắt cho một nguyên công(do giáo viên hớng dẫn chỉ

định) và tra chế độ cắt cho các nguyên công còn lại

8 Tính thời gian gia công cơ bản cho tất cả các nguyên công

9 Tính và thiết kế đồ gá(lập sơ đồ gá đặt, tính lực kẹp, thiết kế các cơcấu của đồ gá, tính sai số chuẩn, sai số kẹp chặt, sai số mòn, sai số điềuchỉnh, sai số chế tạo cho phép của đồ gá, yêu cầu kỹ thuật của đồ gá, lậpbảng kê khai các chi tiết của đồ gá)

IV Vẽ bản vẽ:

1 Bản vẽ chi tiết: 01 bản (A4).Nộp file CAD(chỉnh sửa theo bản gốc nếu cần)

2 Chi tiết nồng phôi: 01 bản.(A3 hoặc A4)

Giáo viên hớng dẫn: Phan Ngọc ánh 1

-Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đức Cờng- Lớp CKK4LC

Trang 2

3 Sơ đồ nguyên công: 01 bản (A0)(vẽ bằng tay)

Lời nói đầu

Môn học công nghệ chế tạo máy đóng vai trò quan trọng trong chơngtrình đào tạo kỹ s và cán bộ kỹ thuật về thiết kế và chế tạo các loại máy, cácthiết bị phục vụ các ngành công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải

Đồ án môn học công nghệ chế tạo máy là một trong các đồ án có tầmquan trọng nhất đối với một sinh viên khoa cơ khí Đồ án giúp cho sinh viênhiểu những kiến thức đã học không những môn công nghệ chế tạo máy màcác môn khác nh: Dung sai, vẽ kỹ thuật, máy công cụ, dụng cụ cắt, Đồ áncòn giúp cho sinh viên đợc hiểu dần về thiết kế và tính toán một qui trìnhcông nghệ chế tạo một chi tiết cụ thể

Đợc sự giúp đỡ và hớng dẫn tận tình của thầy Phan Ngọc ánh và các

thầy cô giáo trong khoa cùng với sự sự nỗ lực cố gắng tìm tòi nghiên cứu củabản thân, em đã làm việc một cách nghiêm túc cho đến nay đồ án môn họccủa em đã đợc hoàn thành

Trang 3

Trong quá trình thực hiện mặc dù đã cố gắng hết sức nhng do trình độ của em còn hạn chế cùng những kinh nghiệm còn ít nên không tránh khỏi những sai sót Em rất mong đợc sự chỉ bảo giúp đỡ của các thầy cô để đồ án môn học của em đợc hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn thầy Phan Ngọc ánh cùng các thầy cô đã

giúp đỡ em hoàn thành công việc đợc giao

Hng Yên, ngày 17/12/2007 Sinh viên thực hiện

Nguyễn Đức Cờng

Nhận xét của giáo viên hớng dẫn

Trang 4

Thuyết minh đồ án môn học

công nghệ chế tạo máy (chi tiết thân đồ gá)

I/ Phân tích chức năng làm việc của chi tiết:

Chi tiết dạng hộp đợc sử dụng rất rộng rãi trong chế tạo cơ khí Trong tấtcả các loại máy móc, bên cạnh đó còn đợc sử dụng rất nhiều trong kết cấucủa đồ gá,…

Thân đồ gá là một chi tiết dạng hộp, nó có tác dụng để gá đỡ chi tiết tronggia công hoặc kiểm tra

Yêu cầu kĩ thuật chính của chi tiết Thân đồ gá đã cho gồm:

- Độ phẳng của mặt đáy A và mặt định vị chi tiết B là 0.2 mm

- Độ song song của mặt B so với mặt A không quá 0,02 (mm) trên 100(mm) chiều dài

- Hai lỗ chính φ30 có độ nhám bề mặt Ra=1,25, mặt A yêu cầu độ nhám

Rz = 20, mặt B yêu cầu độ nhám Rz = 20, Dung sai khoảng cách tâm giữa 2

lỗ chính là ±0 mm 1 ( )

- Dung sai kích thớc đờng kính của 2 lỗ chính là :± 0,05 (mm)

- Dung sai khoảng cách của 2 lỗ của 2 tai cơ cấu lắp trục truyền lực kepliên động φ12 là :± 0,1 (mm)

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

Đây là một cơ cấu thân đồ gá liên động dùng định vị và kẹp nhanh chi tiết

Bề mặt làm việc chính của thân đồ gá là lỗ 2 chính φ30 và bề mặt A chọnlàm bề mặt chuẩn Kết cấu của thân đồ gá gồm đế có sẻ 2 rãnh để bắt bulông định vị thuận tiện cho việc chọn chuẩn và gá đặt gia công cho cácnguyên công về sau, phần thân gồm có 2 lỗ định vị chính để lắp ghép cơ cấukẹp với yêu cầu lắp ghép di trợt và 2 tai có phay bề mặt và khoan lỗ để lắpghép cơ cấu liên động kẹp nhanh chi tiết và bề mặt B dùng lắp ghép phiến tỳ

định vi chi tiết

Với kết cấu của chi tiết này về mặt công nghệ ta có thể tạo thêm gân đểtăng thêm độ cứng vững cho thân và tạo cho các mặt bên của thân có độnghiêng so với đáy là 2 độ để dễ đúc

Là một chi tiết chịu lực nên việc sử dụng vật liệu gang xám 15-32 nh

là hợp lý

Kết cấu chi tiết nh trên thuận tiện cho việc chọn chuẩn để tiến hành giacông phay mặt A, B và 2 rãnh dẫn hớng cho mỏ kẹp, phay 2 rãnh dùngGiáo viên hớng dẫn: Phan Ngọc ánh- 4 -

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đức Cờng- Lớp CKK4LC

Trang 5

làm chuẩn tinh chính cho quá trình gia công cũng nh để bắt bu lông định

vị sau này, khoan lỗ φ14 khoét doa lỗ φ30

Hình dáng hình học và kích thớc của chi tiết bảo đảm bảo đủ cứngvững dới tác dụng của lực cắt, lực kẹp

III/ Xác định dạng sản xuất:

Trong chế tạo máy có ba dạng sản xuất chính là:

- Sản xuất đơn chiếc, loạt nhỏ

- Sản xuất hàng loạt lớn

- Sản xuất hàng khối

Mỗi dạng sản xuất có đặc điểm riêng, phụ thuộc vào nhiều yếu tố khácnhau Với sản lợng hàng năm là 1800 chi tiết thì để xác định dạng sản xuất tacần tính thêm trọng lợng của chi tiết:

Để tính trọng lợng của chi tiết một cách chính xác nhất cùng với việc ứng dụng của công nghệ hiện nay ta có thể xác định đợc chính xác trọng lợng củachi tiết nhờ vào phần mềm ứng dụng thiết kế sản phẩm cơ khí 3D

(SolidWorks) với việc ta chỉ cần thiết kế chi tiết dạnh khối và nhập số liệu vềtrọng lợng riêng của vật liệu ở đây là vật liệu GX 15-32 thì trọng lợng riêng γ

= 6,8 đến 7,4 (kg/dm3)

Chọn γ = 7(kg/dm3) = 0,007(g/mm3).khi đó phần mềm sẽ tự động tính toán cho ta trọng lợng của cả chi tiết

Đoạn chơng trình tính toán dùng phần mềm ứng dụng thiết kế sản phẩmcơ khí 3D (SolidWorks):

Mass properties of Part6 ( Part Configuration - Default )

Output coordinate System: default

Density = 0.01 grams per cubic millimeter

Mass = 20982.64 grams ≈21 kg( )

Volume = 2997520.55 cubic millimeters

Surface area = 236260.62 square millimeters

Center of mass: ( millimeters )

Moments of inertia: ( grams * square millimeters )

Taken at the center of mass and aligned with the output coordinate system.

Lxx = 258022623.35 Lxy = -129639.12 Lxz = 35174.87

Lyx = -388917.37 Lyy = 1865982496.41 Lyz = 241483.49

Trang 6

Lzx = 105524.61 Lzy = 241483.49 Lzz = 2046954599.88

Moments of inertia: ( grams * square millimeters )

Taken at the output coordinate system.

Ixx = 2418531219.26 Ixy = 4577062.03 Ixz = -766.74

Iyx = 4577062.03 Iyy = 1866750528.04 Iyz = -34940337.97

Izx = -766.74 Izy = -34940337.97 Izz = 3690679923.89

Vậy qua tính toán ta có trọng lợng của chi tiết là 21kg

Dựa vào bảng 2 thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy [4]:

Với sản lợng 1800 chi tiết / năm và Q= 21(kg) nằm trong khoảng Q1=

4-200 (kg) ta chọn dạng sản xuất hàng loạt lớn

IV/ Chọn phơng pháp chế tạo phôi :

Vật liệu chi tiết là gang xám GX15-32 và kết cấu có tính chất đối xứng, ítthành vách nên ta chọn phơng pháp chế tạo phôi là phơng pháp đúc

Việc chế tạo phôi bằng phơng pháp đúc đợc sử dụng rộng rãi hiện nay vìphôi đúc có hình dạng kết cấu phức tạp và có thể đạt đợc các kích thớc từnhỏ đến lớn mà các phơng pháp khác nh rèn, dập, khó đạt đợc Cơ tính củavật đúc phụ thuộc vào phơng pháp đúc và kỹ thuật làm khuôn

Trong sản xuất hàng loạt lớn ta chọn phơng pháp đúc trong khuôn kimloại độ chính xác vật đúc đạt cấp 2 Sau khi đúc cần có nguyên công làmsạch và cắt ba via

Trang 7

*B¶n vÏ chÕ t¹o ph«i :

Rz20

Rz20 Rz80

*B¶n vÏ lång ph«i :

Gi¸o viªn híng dÉn: Phan Ngäc ¸nh 7

-Sinh viªn thùc hiÖn: NguyÔn §øc Cêng- Líp CKK4LC

Trang 8

Sau khi phân tích em thấy có một số phơng án gia công nh sau:

• Phơng án 1: Gia cônng mặt A trớc sau đó lấy mặt A làm chuẩntinh thống nhất gia công các bề mặt còn lại

Trang 9

Nguyên công I : Phay mặt A

Nguyên công II : Phay 2 rãnh C và D(R12)

Nguyên công III : Phay 2 mặt rãnh C và D

Nguyên công IV : Phay mặt lắp phiến tỳ B

Nguyên công V : Khoan 2 lỗ φ14,khoét- doa 2 lỗ φ30

Nguyên công VI : Phay rãnh E dẫn hớng cho mỏ kẹp chi tiết

Nguyên công VII : Khoan 2 lỗ φ12 để lắp cơ cấu trục truyền lực kẹp Nguyên công VIII : Phay 2 mặt tai R16 lắp cơ cấu trục truyền lực kẹp

VI/ thiết kế tính toán các nguyên công:

A/ Nguyên công I : Phay mặt A.

1/ Phân tích định vị và kẹp chặt:

Để gia công mặt A đảm bảo song song và đạt kích thớc chiều cao L=192

nh yêu cầu so với mặt B ta chỉ cần định vị mặt B lên 2 phiến tỳ phẳng hạnchế 3 bậc tự do và tiến hành gia công Việc chọn B làm chuẩn có u điểm làtăng đợc độ cứng vững của hệ thống do khoảng cách giữa mặt định vị và mặtgia công là nhỏ đồng thời tránh gây biến dạng cho 2 thành bên của chi tiết.Ngoài ra để tiện cho việc gá đặt và gia công một cách nhanh chóng giúp tăngnăng suất lao động cũng nh tăng chất lợng bề mặt gia công ta hạn chế 5 bậc

tự do, mặt G hạn chế 2 bậc tự do bằng 2 chốt trụ

Để kết cấu đồ gá đỡ cồng kềnh đảm bảo độ cứng vững, thực hiện kẹp chặt

và nhanh chi tiết bằng 1tấm kẹp có cơ cấu tay vặn ở trên mặt H, lực kẹp từ cơcấu kẹp chặt bằng tấm kẹp - ren vít

*Sơ đồ nguyên lý định vị và kẹp chặt:

Trang 10

W W

S

n A

B

S

n Rz20

2/ Chọn máy, chọn dao:

Với độ bóng bề mặt A yêu cầu Rz20, tra bảng 5 [4] tơng ứng với cấp nhẵn

bóng 5, tra tiếp bảng 4 [4] ta có các phơng pháp gia công đạt cấp nhẵn bóng

5 là tiện ngoài, bào bán tinh, phay tinh Trờng hợp này ta chọn phơng pháp

phay là hợp lý vì mặt A khá rộng, thích hợp với đặc điểm công nghệ của

ph-ơng pháp phay đảm bảo cả về năng suất và chất lợng Để đạt độ chính xác và

độ bóng yêu cầu ta chia nguyên công ra làm hai bớc: phay thô và phay tinh

+Chọn máy gia công: sử dụng máy phay đứng vạn năng 6H11 vì vừa đảm

bảo đợc chất lợng gia công vừa phù hợp với trang bị công nghệ của các nhà

máy cơ khí nớc ta hiện nay Các thông số chính của máy đợc tra theo bảng

9-38 Sổ tay công nghệ chế tạo máy 3 [3]:

Chọn dao D = 160mm vì khi gia công bằng dao phay mặt đầu, để đảm

bảo gia công một lần hết chiều rộng phay, tránh tạo vết trên bề mặt do chạy

dao hai lần thì D phải chọn theo công thức D = (1,25 đến 1,5 ) B , trong đó D

=150 là chiều rộng cần phay

Trang 11

B/Nguyên công II : Phay 2 rãnh C và D(R12).

1/ Phân tích định vị, kẹp chặt

Để gia công 2 rãnh bên C, D (R12) , dùng mặt A định vị bằng 2 phiến tỳhạn chế 3 bậc tự do, 2 mặt bên dùng 3 chốt tỳ hạn chế 3 bậc tự do để khốngchế đủ 6 bậc tự do cho chi tiết Kẹp chặt chi tiết bằng lực kẹp từ cơ cấu kẹpchặt bằng tấm kẹp - ren vít

+ Công suất động cơ chạy dao: Nd=1,7 Kw

Trang 12

- Chọn dao : Với chiều rộng rãnh 24mm, chiều sâu rãnh 30mm, và tạobán kính R12 của rãnh ta sử dụng dao phay định hình bán nguyệt với cácthông số dao tra trong bảng 4-90 [1] với các thông số dao nh sau:

Yêu cầu kĩ thuật của nguyên công:

- Mặt rãnh chỉ cần gia công tơng đối để dùng làm mặt chuẩn bắt bu lông

định vị cho đồ gá sau này

- Bề mặt rãnh gia công cần đạt kích thớc là H = 30 với Rz20

Với yêu cầu kĩ thuật nh trên ta định vị chi tiết bằng cách: định vị lên mặt

A bằng phiến tỳ phẳng hạn chế 3 bậc tự do là đủ, nhng để tiện lợi cho việc gá

đặt chi tiết đợc nhanh chóng ta dùng 2 chốt tỳ định vị vào mặt G hạn chế 2bậc tự do và một chốt tỳ vào mặt F hạn chế nốt bậc tự do còn lại của chi tiết,

nh vậy ta chỉ việc đặt chi tiết lên và kẹp chặt mà không cần điều chỉnh chitiết khi định vị giúp nhanh chóng trong quá trình gá đặt

Để kẹp chặt chi tiết ta dùng cơ cấu đòn kẹp liên động, mỏ kẹp đợc đặt vàomặt H

Trang 13

- Chọn máy: chọn máy phay đứng 6H11 nh nguyên công I.

- Chọn dao: Dao phay mặt đầu thép gió, với chiều rộng phay B=36mm

ta chọn dao có các thông số cho trong bảng 4-92[1] nh sau:

D = 40mm, L = 2mm, d = 16mm , Z = 1 0 răng

D/ Nguyên công IV: Phay mặt lắp phiến tỳ B.

1/Phân tích định vị, kẹp chặt:

Để gia công mặt B đảm bảo song song và cách mặt A một khoảng 144± 0.1

ta chọn mặt A đã gia công làm chuẩn tinh, định vị lên phiến tì phẳng hạn chế

3 bậc tự do

Để kẹp chặt chi tiết ta dùng cơ cấu đòn kẹp liên động, mỏ kẹp đợc đặt vàomặt H Ngoài ra để tiện lợi cho việc gá đặt đợc nhanh chóng ta dùng 1 chốttrụ định vị vào rãnh G hạn chế 2 bậc tự do, một chốt trám định vị vào rãnh F

hạn chế 1 bậc tự do Nh vậy chi tiết gia công đợc hạn chế cả 6 bậc tự do

*Sơ đồ nguyên lý định vị và kẹp chặt:

S n

2/Chọn máy, dao:

-Máy : máy phay đứng 6H11 nh nguyên công I

-Dao : dao phay mặt đầu mảnh hợp kim cứng BK6 có cơ cấu kẹp tròn nhbảng 4-96 (STCNCTM1) Với chiều rộng B = 114

D = 63 L = 197 Z = 6 côn mooc số 4

E/ Nguyên công V: Khoan 2 lỗ φ14± 0 1,khoét-doa 2 lỗ φ30± 0 05.

Yêu cầu kĩ thuật của nguyên công gồm:

Trang 14

- Kích thớc đờng kính 2 lỗ khoan là φ14± 0.1

- Độ bóng bề mặt Rz =40

- Độ bóng bề mặt Ra =1.25

Với các yêu cầu nh trên ta chọn phơng án định vị nh sau: Chi tiết đợc gá

đặt trên đồ gá nh nguyên công IV Để gia công lỗ đảm bảo yêu cầu kỹ thuật

ta sử dụng dẫn hớng để định tâm và tăng độ cứng vững cho dụng cụ cắt

S n

Rz40 1.25

2/ Chọn máy, dao:

-Chọn máy : gia công trên máy khoan đứng 2A135 các thông số máy tra

trong chế độ cắt gia công cơ khí [5]

• Chọn máy : Máy doa toạ độ của Nga 2B430

+ Đờng kính lớn nhất có thể gia doa đợc φ 80mm

+ Đờng kính lớn nhất có thể gia khoan đợc φ 16mm

+ Công suất động cơ chính: N = 1,7Kw

Trang 15

+ Phạm vi tốc độ trục chính: 46-2880(vòng/phút)

-Chọn dao:

+ Khoan φ 14mm bằng mũi khoan ruột g thép gió P18à

+ Khoét lỗ φ 28 , 8mmbằng mũi khoét thép gió P18

+ Doa thô lỗ φ 30mm bằng dao doa thép gió P18

F/ Nguyên công VI : Phay 2 rãnh dẫn hớng cho mỏ kẹp chi tiết.

Hai rãnh dẫn hớng cho mỏ kẹp của chi tiết yêu cầu phải đạt kích thớc B =

30 và H = 12, do đó để gia công chi tiết đạt yêu cầu ta chọn phơng án định vị

và kẹp chặt cho chi tiết nh đối với nguyên công V

+ Chọn máy : -Máy : máy phay đứng 6H11 nh nguyên công I.

+ Chọn dao: tra bảng 4-66[1] chọn dao phay ngón thép gió có:

d = 30 mm , L = 147 mm , l = 45 mm , Z = 5 răng, côn moóc số 3

Trang 16

H/ Nguyên công VII : Khoan 2 lỗ φ12 để lắp cơ cấu trục truyền lực kẹp.

Yêu cầu kĩ thuật của nguyên công gồm:

- Độ bóng bề mặt Rz =40

Với các yêu cầu nh trên ta chọn phơng án định vị nh sau: Chi tiết đợc gá

đặt trên đồ gá tơng tự nh nguyên công VI Để gia công lỗ đảm bảo yêu cầu

kỹ thuật ta sử dụng dẫn hớng để định tâm và tăng độ cứng vững cho dụng cụcắt.Để tăng cứng cho chi tiết khi gia công tăng cứng cho chi tiết bằng việcthêm một chốt tỳ tự lựa

Trang 17

2/Chọn máy, dao:

+ Chọn máy : máy phay đứng 6H11 nh nguyên công I.

+ Chọn dao: tra bảng 4-66 [1] chọn dao phay ngón thép gió có:

d = 25 mm , L = 147 mm , l = 45 mm , Z = 5 răng, côn moóc số 3

Trang 18

1-Tính lợng d khi gia công khoét- doa 2 lỗ φ30± 0 05.

Độ chính xác phôi cấp 2 khối lợng phôi 21 kg ,vật liệu Gang xám

GX15-32 Quy trình công nghệ gồm 4 bớc :khoan, khoét , doa thô, doa tinh Chi tiết

đợc định vị bằng mặt đáy và 2 rãnh bán nguyệt có bề rộng 24.Qui trình côngnghệ gồm hai hai bớc : khoét và doa Chi tiết đợc định vị mặt phẳng đáy hạnchế 3 bậc tự do, chốt trụ ngắn ở rãnh bán nguyệt có bề rộng 24 hạn chế 2 bậc

RZa : Chiều cao nhấp nhô tế vi do bớc công nghệ sát trớc để lại

Ta : Chiều sâu lớp h hỏng bề mặt do bớc công nghệ sát trớc để lại

ρa : Sai lệch về vị trí không gian do bớc công nghệ sát trớc để lại (

độ cong vênh, độ lệch tâm, độ không song song …)

εb : Sai số gá đặt chi tiết ở bớc công nghệ đang thực hiện.

Theo bảng 10 – Thiết kế Đồ án công nghệ Chế tạo Máy, ta có:

Rz = 250 àm

Ti = 350 àm

Trang 19

Sai lệch vị trí không gian tổng cộng đợc xác định theo công thức sau:

Trong đó:

- ∆k lấy theo bảng 15 –Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy.

- l,d là chiều dài và đờng kính lỗ

Giá trị ρcm (Độ xê dịch phôi đúc ) đợc tra theo bảng 3.98 – Sổ tay Côngnghệ Chế Tạo Máy tập 1, ρcm = 0,5 mm = 500àm

εc : sai số chuẩn ( khi gốc kích thớc không trùng với chuẩn định vị)

Sai số chuẩn trong trờng hợp này xuất hiện là do chi tiết bị xoay khi định

vị vào hai chốt mà hai chốt có khe hở với lỗ định vị

013 , 0 018 , 0

2

+

=0,0005Vậy sai số chuẩn trên chiều dài lỗ gia công là :

εc = L tgα = 66.0,0005 = 0,033 mm = 33 àm

Định dạng
Số trang	39
Dung lượng	1,6 MB