thiết kế qtcn gia công chi tiết trục có lỗ côn

Tính công nghệ của sản phẩm là tính chất của mô hình nhà thiết kế đa ra cócấu tạo sao cho khả năng công nghệ của đất nớc có thể thực hiện đợc và hạn chếthấp nhất giá thành chế tạo.. Tính

Nội dung bản thuyết minh

Lời nói đầu:

Thiết kế chế tạo là một tập hợp những nhiệm vụ liên tục nối tiếp lẫn nhau.Mỗi một công đoạn trong quá trình thiết kế chế tạo có một vai trò và nhiệm vụriêng Quá trình thiết kế chỉ đợc coi là hoàn thiện khi mà các ý tởng nhà thiết kế đa

ra phải có tính u việt về tính năng sử dụng, tính kinh tế, tính phổ cập và cuốicùng là tính công nghệ

Tính công nghệ của sản phẩm là tính chất của mô hình nhà thiết kế đa ra cócấu tạo sao cho khả năng công nghệ của đất nớc có thể thực hiện đợc và hạn chếthấp nhất giá thành chế tạo Tính công nghệ của mô hình thiết kế có ý nghĩa vôcùng quan trọng đối với mỗi sản phẩm chế tạo

Giá thành chế tạo sản phẩm phụ thuộc rất nhiều vào công nghệ sản suất.Công nghệ sản suất đơn giản sẽ giảm thời gian sản xuất, giảm hao mòn máymóc dẫn tới giảm đợc giá thành chế tạo Chính vì vậy việc thiết kế một quytrình công nghệ tối u có một ý nghĩa rất quan trọng trong thiết kế, sản suất, chế tạo.Nắm vững đặc tính công nghệ của quy trình sản xuất giúp cho ngời kỹ s có một cáinhìn tổng quát làm cho các ý tởng thiết kế của ngời kỹ s phù hợp với khả năng côngnghệ đảm bảo chắc chắn ý tởng có thể thực hiện đợc

Đồ án công nghệ chế tạo máy không nằm ngoài mục đích nh vậy Làm đồ áncông nghệ chế tạo máy là một dịp để sinh viên làm quen với các quy trình chế tạo

là cơ sở cho các ý tởng thiết kế sau này

Trong đồ án trình bày thiết kế quy trình gia công chi tiết “ống suốt bộ

điều tốc” với các nội dung sau:

- 01 bản vẽ Ao trình bày các nguyên công

- 01 bản vẽ A1 thể hiện đồ gá cho nguyên công khoan

- 01 bản vẽ A3 thể hiện bản vẽ chi tiết

- 01 bản vẽ A3 thể hiện bản vẽ lồng phôi

- 01 bản thuyết minh A4

Tôi xin chân thành cảm ơn thầy giáo Nguyễn Văn Hoài thuộc bộ môn chếtạo máy đã tận tình hớng dẫn để đồ án đợc hoàn thành đúng tiến độ và côngviệc đợc giao với chất lợng đảm bảo Do thời gian còn hạn chế nên đồ án không thểtránh đợc các thiếu sót, rất mong đợc sự đóng góp ý kiến sửa sai của các thầy giáo

và các bạn

Học viên

Trần Văn Sơn

I.Phân tích sản phẩm , chọn phôi

1.Phân tích kết cấu yêu cầu kỹ thuật

Chi tiết quai ròng rọc cần trục dùng để cố định ròng rọc trong không gian Dovậy nó chịu lực uốn là chủ yếu nên đòi hỏi độ bền uốn và độ cứng cao

Đặc điểm của chi tiết là có dạng trục bậc, gồm có ba bậc : Bậc vuông có kíchthớc 6060, hai bậc tròn có kích thớc 40 0 009

020 0



 và 50 0 011

005 0



 Chiều dài lớn nhấtcủa chi tiết là 240 mm , ở đoạn trụ vuông còn có xẻ rảnh dài để lắp ghép với ròngrọc và có lỗ ren để cố định ròng rọc, đoạn trụ 50 0 011

005 0



 dùng để lắp gép với ổ lăn,

ở đoạn trụ  40 0 009

020 0



 có đoạn ren dài 45 mm để lắp ghép với giá bệ ròng rọc,

đoạn trơn dài 5 mm dùng để lắp bạc chặn Mỗi bậc có các yêu cầu kỹ thuật khácnhau:

- Bậc trụ vuông 6060 : Chiều dài 150 mm , ở giửa có xẻ rãnh

+ Không yêu cầu cấp chính xác

+ Độ nhám cấp 4 (Rz =40 )

+ Độ không đối xứng 0.04 mm

- Bậc ttụ tròn  50 0 011

005 0



 : Chiều dài 50 mm , trên đó có đoạn ren dài 45

mm, đoạn trơn 5 mmvới yâu cầu kỹ thuật :

+Dung sai kích thớc  = 0.011mm tơng đơng với cấp chính xác 5

Từ các yêu cầu kỹ thuật đã phân tích trên ta chọn các phơng pháp công nghệgia công nh sau:

- Bậc trụ vuông 6060 : để gia công đoạn trụ này ta có các phơng pháp giacông: Phay mặt phẳng, mài , bào Vì chiều dài ngắn và yêu cầu độ nhám thấp caonên chọn phơng pháp phay thô là hợp lý hơn

- Bậc trụ tròn  50 0 011

005 0



 : để gia công đoạn trụ này ta có các phơngpháp :Tiện , mài Nhng vì yêu cầu độ cứng cao và độ nhẵn bóng bề mặt cao nênphơng pháp mài tinh sau nhiệt luyện là hợp lý nhất

- Bậc trụ tròn 40 0 009

020 0



 : có cấp chính xác 5, độ nhám bề mặt cấp 4 là khônghợp lý, vì với cấp chính xác 5 thì chi tiết gia công có độ chính xác tơng đối cao chỉ

có phơng pháp mài tinh sau nhiệt luyện mới đạt đợc Độ chính xác càng cao thì độnhẵn bóng bề mặt càng cao Do vậy để phù hợp với yêu cầu công nghệ thì chọn lạicấp độ nhám bề mặt là cấp 6 là hợp lý (Ra= 2.5) và chọn phơng pháp gia công làmài tinh sau nhiệt luyện

- Rảnh có chiều dài 120 mm, chiều rộng 22 mm để gia công rảnh này ta cócác phơng pháp : phay, mài , chuốt Nhng vì không yêu cầu độ nhám bề mặt và độchính xác nên chọn phơng pháp phay là đơn giản hơn

- Đoạn ren M40: Ta có các phơng pháp gia công ren : Tiện , ta rô, mài , phayren Do ren lớn nên ta chọn phơng pháp tiện ren sau đó nhiệt luyện là hợp lý hơn

+Phôi cán : Khi gia công tạo phôi cho chi tiết tơng đối nhanh Tuy nhiên chi tiết có

độ chênh kích thớc khá lớn: 60 60, 50, 40 nên sử dụng phơng này sẽ tốn vậtliệu dẫn tới tăng chi phí sản xuất

+Phôi đúc: Chi tiết chế tạo có chất lợng bề mặt xấu nh: rỗ khí , xù xì, nứt dẫn tớilàm tăng thời gian sản xuất, la,mf cho dụng cụ cắt nhanh hỏng , làm tăng giá thànhsản phẩm

+Rèn tự do: Đơn giản ,không cần máy móc nhng chi tiết chế tạo có chất lợng bềmặt kém , độ chính xác không cao phụ thuộc vào tay nghề công nhân, chỉ thích hợpvới sản xuất đơn chiếc,loạt nhỏ

+Dập nóng:Phơng pháp này có u điểm là hệ số sử dụng vật liệu cao, cơ tính vật liệutốt, phôi có hình dạng gần giống với hình dạng chi tiết, chất lợng bề mặt tốt, có thể

đạt cấp chính xác có thể đạt từ 48 và đọ nhám bề mặt từ cấp 36 Năng suất cao

đ-ợc sử dụng rộng rãi trong công nghiệp hiện đại Thao tác đơn giản không đòi hỏitay nghề thợ cao

Nhợc điểm là chi phí ban đầu lớn do phải đầu t thêm máy móc và dụng cụcần thiết , tuy nhiên do sản xuất hàng loạt nên chi phí này không đàn kể có thểchấp nhận đợc

Từ những phân tích trên ta nhận thấy phơng pháp tạo phôi dập nóng là hợp lýhơn Phơng pháp dập nóng đợc thực hiện trên máy búa.

 Nguyên công 4: Tiện tinh  50,  40 và tiện ren M40

 Nguyên công 5: Tiện cắt đứt và tiện góc R3

 Nguyên công 6: Phay xẻ rãnh

 Nguyên công 7: Khoan lỗ và ta rô lỗ ren M16

 Nguyên công 8: Nhiệt luyện

 Nguyên công 9: Mài tròn các mép cạnh R=3 mm

 Nguyên công 10: Mài tinh mặt trụ  50 0 011

005 0



 dài 40 mm

 Nguyên công 11: mài tinh mặt trụ  40 0 009

020 0

-Vị trí 2: Thực hiện phay mặt dầu

-Vị trí 3: Thực hiện khoan tâm với mũi khoan chuyên dùng

Mỗi vị trí đợc xác định bằng cách quay bàn máy đi 1200.(Bảng 25-phần phụlục ,tài liệu 7)

Các thông số kỹ thuật của máy:

- Đờng kính chi tiết gia công :25 –80 mm

- Chiều dài chi tiết gia công : 500 – 1000 mm

- Giới hạn số vòng quay của dao : 1255 vg/ph

- Công suất của động cơ phay – khoan :5,5 kW

 Chọn sơ đồ gá đặt:

Dùng 2 khối chữ V tì vào bậc trục để khống chế chuyển dộng dọc trục ,kếthợp với chốt tỳ phụ

 Chọn dụng cụ cắt ,vật liệu làm dao cắt:

+Chọn dao phay mặt đầu bằng vật liệu thép gió (Bảng 4-92-STCNCTM Tập1).Các kích thớc của dao:

- đờng kính ngòai ; D= 80 mm

- Chiều dài :L= 40 mm

- Số răng :z= 14

- Đờng kính lỗ trục dao d = 32 mm

+ Khoan mũi tâm: Dùng mũi khoan chuyên dùng dể khoan lỗ tâm , kích thớc củamũi khoan :

D =8 mm, L = 60 mm, d = 4 mm, l = 8 mm

 Các bớc thực hiện nguyên công và sơ đồ gá đặt:

 Định vị chi tiết:

Chi tiết định vị bằng mặt trụ tròn  40,  50 và mặt chuyển tiếp giữa  40,

50 Bề mặt định vị của dồ gá là bề mặt trong của 2 khối chữ V và tỳ vào bậc trụchạn chế 5 bậc tự do

Thông sổ kỹ thuật cua máy :

- Đờng kính lớn nhất của chi tiết gia công đợc trên máy:400 mm

- Khoảng cách giã hai đầu tâm : 710 mm

- Đờng kính lớn nhất của chi tiết gia công đợc trên bàn dao : 220 mm

- Chiều dài lớn nhất tiện trên hai đầu tâm :930 mm

- Công suất động cơ của truyền động chính :7,5-10 kW

 Chọn sơ đồ gá đặt:

ùng 2 mũi tâm (Hình vẽ)

 Chọn dụng cụ cắt ,vật liệu làm dụng cụ cắt:

Chọn dao tiện ngoài thân cong làm bằng thép gío P18, kích thớc của dao (mm)

không đồng tâm đạt 0,02 mm.

2.3.Nguyên công 3: Phay mặt phẳng

 Chọn máy: 6632 của Nga

Thông số kỹ thuật của máy:

- Khoảng cách từ trục trục chính tới bàn máy : 150-830 mm

- Khẩng cách c từ đờng tâm trục chính ngang tới bề mặt làm việc của bànmáy :100-600 mm

- Kích thớc bè mặt làm việc của bàn: Rộng 450 mm, dài 1600 mm

- Khồi lợng lớn nhất của chi tiết gia công đựoc : 1500 kg

- Tốc độ dịch chuyển nhanh của bàn khi chạy thuận nghịch: 3000 mm/ph

 Chọn dụng cụ cắt ,vật liệu làm dao cắt:

Chọn 2 dao phay mặt đầu răng chắp mảnh hợp kim cứng gắng trên cùng mộttrục,với kích thớc(mm):

Chuẩn tinh là hai mặt trụ 50, 40 ,bậc chuyển tiếp 50, 40

Kẹp chặc bằng lực xiết của đai ốc

2.4.Nguyên công 4: Tiện tinh  50 , 40 và tiện ren M40.

 Chọn máy: 1K62

Thông số kỹ thuật cuả máy tiện:

- đờng kính lớn nhất của chi tiết gia công đợc trên thân máy :400 mm

- Đờng kính lớn nhất cuae chi tiết gia công đợc trên bàn dao :220 mm

- Khoảng cách hai đầu tâm :710 mm

- Chiều dài lớn nhất tiện trên hai đầu tâm :930 mm

- Công suất động cơ của truyền động chính :7,5-10 kW

- Phạm vi bớc cắt ren đợc (ren hệ mét) :1-192 mm

 Chọn sơ đồ gá đặt:

Dùng 2 mũi tâm

 Chọn dụng cụ cắt , vật liệu làm dao cắt:

+ Dao tiện tinh : Chọn dao tiện có gắng mảnh hợp kim cứng.kích thớc dao (mm) :

 Bớc 2:Tiện tinh  40,15 (Dài 50 mm)

 Bớc 3: Tiện tinh  40 ( Đoạn cắt ren dài 45 mm)

 Bớc 4:Tiện ren M40 (dài 45 mm)

 Khả năng đạt đợc : Cấp chính xác 8, cấp độ nhám 6(Ra = 2,5)

2.5.Nguyên công 5: Cắt đứt đoạn trụ chứa lỗ tâm và tiện góc R=3 mm

Dùng mâm cặp 4 chấu kết hợp với dỡng để hạn chế chuyển động dọc trục

 Chọn dụng cụ cắt ,vật liệu làm dao cắt:

+Dao tiện cắt đứt làm bằng thép gió, kích thớc dao(mm)

HB =2516140 , l=60 , a= 5, r=0.2, đờng kính gia công lớn nhất D =50(Bảng 4-10 STCNCTM tập 1)

+ Dao tiện góc : Dùng dao tiện định hình có góc tròn R = 3 mm làm bằng thép gióP18, kích thớc dao (mm):

Chuẩn tinh là 4 mặt trụ vuông

chi tiết đợc kẹp chặc bằng lực kẹp của mâm cặp

 Chọn máy: 6632 của Nga

Các thông số kỹ thuật của máy:nh mục 2.3

 Chọn sơ đồ gá đặt:

Sử dụng đồ gá chuyên dùng

 Chọn dụng cụ cắt ,vật liệu làm dao cắt:

Dao phay đĩa 3 mặt răng gắn mảnh hợp kim cứng kích thớc của dao (mm):

- Đờng kính ngoài của dao D = 315 mm

+Lần gá 1:

 Bớc 1:Phay rãnh rộng 22 , dài 120 mm

 Khả năng đạt dợc : Cáp chính xác 12, cấp độ nhám 5(Rz = 20)

2.7.Nguyên công 7: Khoan lỗ và ta rô lỗ ren M16.

 Chọn máy:Máy khoan đứng Nga 2H150

Các thông số kỹ thuật của máy khoan :

- đờng kính lớn nhất khoan đựoc : 50 mm

- Khoảng cách từ đơng tâm trục chính tới trụ : 350 mm

- Khoảng cách lớn nhất từ mút trục chính tới bàn :800 mm

Sử dụng dồ gá chuyên dùng,có bạc dẫn hớng khoan và ta rô

 Chọn dụng cụ cắt ,vật liệu làm dao cắt:

+ Mũi khoan :Chọn mũi khoan ruột gà loại I làm bằng thép gió, kích th ớc của mũikhoan:

- Đờng kính d = 12,6 mm

- Chiều dài mũi khoan L = 205 mm

- Chiều dài phần làm việc l = 134mm(Bảng 4-41 STCNCTM tập 1)

+ Ta rô: Ta rô đai ốc làm bằng thép hợp kim BK3 kiểu 2, kích thớc của ta rô :

chi tiết đợc định vị bằng mặt phẳng đáy hạn chế 3 bậc tự do , mặt bên hạn chế 2bậc tự do , mặt đầu hạn chế 1 bậc tự do

Chuẩn tinh là các mặt phẳng của đoạn trụ vuông

2.8.Nguyên công 8: Nhiệt luyện bề mặt

Tôi thể tích đạt độ cứng từ 35 45 HRC

 Khả năng đạt đợc sau nhiệt luyện:Cấp chính xác tăng một cấp vàcấp độ nhám giảm 1-2 cấp.Cụ thể:

Mặt trụ 40,50 đạt cấp chính xác 9,cấp độ nhám 5(Rz = 20)

Mặt phẳng đoạn trụ vuông đạt cấp chính xác 13, cấp độ nhám 4 (Rz = 40)

2.9.Nguyên công 9: Mài tròn các mép cạnh R3

 Chọn máy:

Sử dụng máy mài phẳng có bàn hình chữ nhật 3722, các thống số kỹ thuật củamáy mài:

- Kích thớc lớn nhất của phôi mài :1600320400 mm

- Khoảng cách lớn nhất từ tâm trục chính tới mặt bàn:1200 mm

- Dịch chuyển lớn nhất của bàn và ụ mài :

 Chọn dụng cụ cắt ,vật liệu làm dao cắt:

Dùng đá mài định hình có góc lõm R=3 mm , chất kết dính là bakêlít ,( Bảng 4-166STCNCTM tập 1),kích thớc đá mài :

Chi tiết đợc định vị bằng đoạn trụ vuông hạn chế 6 bậc tự do , trong đó mặt phẳng

đáy hạn chế 3 bậc tự do , mặt bên hạn chế 2 bậc tự do , mặt đầu hạn chế 1 bậc tự do.Chuẩn tinh là các mặt phẳng của đoạn trụ vuông

2.10.Nguyên công 10: Mài tinh mặt trụ  50 dài 40 mm.

 Chọn máy: Máy 3Y12B

Thông số kỹ thuật của máy :

- Kích thớc lớn nhất của phôi mài :

Đờng kính : 200 mm

Chiều dài : 500 mm

- đờng kính lớn nhất khi mài ngoài : 60 mm

- chiều dài lớn nhất khi mài ngoài : 450 mm

- Chiều cao từ tâm tới bàn máy : 125 mm

- Kích thớc lớn nhất của đá mài :

Đờng kính ngoài : 400 mm

Chiều cao : 40 mm

- Số vòng quay của trục chính mang phôi điều chỉnh vô cấp : 55-900 vg/ph

- Tốc dộ quay trục chính mang đá mài , khi mài (ngoài) : 2390,2000,1670vg/ph

- Tốc độ chạy dao ngang của ụ mài : 0,025 – 15 mm/ph

- ` Công suất động cơ truyền dẫn: 5,5 kW

 Chọn sơ đồ gá đặt:

Dùng mâm cặp đàn hồi có dỡng hạn chế thêm bậc tự do dọc trục

 Chọn dụng cụ cắt ,vật liệu làm dao cắt:

Dùng đá mài định hình có góc tròn R = 3mm, chất kết dính là kêramit ,kích thớccủa đá mài:

2.11 Nguyên công 11: Mài tinh mặt trụ  40 dài 5 mm.

 Chọn máy: Máy 3Y12B

Thông số kỹ thuật của máy :Nh trên mục 2.10

 Chọn sơ đồ gá đặt:

Dùng mâm cặp đàn hồi có dỡng hạn chế thêm bậc tự do dọc trục.(Hình vẽ)

 Chọn dụng cụ cắt ,vật liệu làm dao cắt:

Dùng đá mài định hình có góc tròn R = 3mm, chất kết dính là kêramit ,kích thớccủa đá mài:

chi tiết đợc định vị bằng bốn mặt phẳng hình trụ trên mâm cặp đàn hồi hạn chế 4bậc tự do và mặt đầu tỳ vào dỡng hạn chế một bậc tự do

Chuẩn tinh làcác mặt phẳng của đoạn trụ vuông

2.12 Nguyên công 12: Kiểm tra

- Kiểm tra chiều dài của các đoạn trụ và chiều dài chi tiết bằng thớc cặp

- kiểm tra các kích thớc 50 và 40 , đoạn trụ vuông 60x60 bằng thớc cặp

- Kiểm tra độ đối xứng của các mặt phẳng đối xứng đoạn trụ vuông bằng dỡngkiểm tra , yêu cầu độ không đối xứng không vợt quá 0,04 mm

- Kiểm tra độ không đồng tâm của hai đoạn trụ 50 và 40 bằng dỡng kiểmtra độ đồng tâm, yêu cầu không vợt quá 0,02 mm

2 Tiện tinh 40,15 dài 50 mm 0,45 Bảng 3-120

3 Tiện tinh 40 dài 45 mm 0,35 Bảng 3-120

4 Tiện ren M40 dài 45 mm 3,4 Bảng 3-120

1000

.

3 2

1   

(ph)Trong dó :l1,l2 ,l3, lnlà chiều dài của các lần cắt 1,2,3, n

Tra bảng chế độ cắt cho các nguyên công :

4.1 Nguyên công 1:Khoả mặt đầu –khoan tâm.

Tra bảng 5-33 xác định đợc S(mm/vg), bảng 5-120 xác định V theo t, bảng 5-123xác định Nc,từ đó ta tính đợc n và T0 theo các công thức trên

V(m/ph)

n(vg/ph) Nc

(kW) T(ph)0

4.2 Nguyên công 2:Tiện thô  50, 40 và tiện rãnh.

Tra bảng 5-11,72 xác định đợc S(mm/vg) theo t, bảng 5-63 ,73axác định V , bảng5-67 xác định Nc,từ đó ta tính đợc n và T0 theo các công thức trên

n(vg/ph) Nc

III.tính toán thiết kế đồ gá

Thiết kế đồ gá cho nguyên công : Khoan lỗ và ta rô lỗ ren M16.

Nội dung : Thiết kế , nguyên lý làm việc của dồ gá.Đồ gá khoan và ta rô dùngtrên máy khoan để xác định vị trí tơng đối giữa phôi và mũi khoan (ta rô) , đồngthời kẹp chặc chi tiết để khoan và ta rô

1 Thiết kế đồ gá.

1.1 Xác dịnh máy.

Chọn máy:Máy khoan đứng Nga 2H150

Các thông số kỹ thuật của máy khoan :

- đờng kính lớn nhất khoan đựoc : 50 mm

- Khoảng cách từ đơng tâm trục chính tới trụ : 350 mm

- Khoảng cách lớn nhất từ mút trục chính tới bàn :800 mm