thiết kế quy trình gia công chi tiết ống bảo vệ

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

mục lục trang

Lời nói đầu

Chơng I : Phân tích sản phẩm và chọn phôi

I Phân tích sản phẩm

II Chọn phôi

Chơng II : Lập qui trình công nghệ gia công cơ chi tiết

I.Lập tiến trình công nghệ

II.Tính và tra lợng d

III.Tra chế độ cắt

Chơng III : Tính toán và thiết kế đồ gá

I Thiết kế đồ gá

II Nguyên lý làm việc của đồ gá

Kết luận

Tài liệu tham khảo

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 vụ riêng Quá

trình thiết kế chỉ đợc coi là hoàn thiện khi mà các ý tởng nhà thiết kế đa ra phải có sự

-u việt về tính năng sử dụng, tính kinh tế, tính phổ cập và c-uối cùng là tính công

nghệ.

Tính công nghệ của sản phẩm là tính chất của mô hình nhà thiết kế đa ra có cấu

tạo sao cho khả năng công nghệ của đất nớc có thể thực hiện đợc và hạn chế thấp nhất

giá thành chế tạo Tính công nghệ của mô hình thiết kế có ý nghĩa vô cùng 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 máy móc dẫn

tới giảm đợc giá thành chế tạo Chính vì vậy việc thiết kế một quy trình công nghệ tối

u có một ý nghĩa rất quan trọng trong thiết kế, sản xuất, chế tạo Nắm vững đặc tính

công nghệ của quy trình sản xuất giúp cho ngời kỹ s có một cái nhìn tổng quát làm cho

Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy

các ý tởng thiết kế của ngời kỹ s phù hợp với khả năng công nghệ 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 án

công 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, chế tạo sau này

Trong đồ án trình bày thiết kế quy trình gia công chi tiết “ống bảo vệ với”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 lỗ 6, và khoan lỗ để

gia công lỗ ren M5

- 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.

Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn thầy giáo Đại tá, TS Lại Anh Tuấn đã

tận tình hớng dẫn, và cho những lời khuyên quý báu để đồ án đợc hoàn thành đúng

tiến độ với chất lợng đảm bảo Do trình độ có hạn nên đồ án không thể tránh đợc các

thiếu sót, rất mong đợc sự đóng góp ý kiến phê bình của các thầy giáo và các bạn.

Học viên

Nguyễn Cảnh Hng

chơng I: Phân tích sản phẩm và chọn phôi

I Phân tích sản phẩm:

1.1 Phân tích kết cấu và yêu cầu kỹ thuật của chi tiết:

Chi tiết cần gia công trong đồ án là ''ống bảo vệ'' có các đặc điểm kết cấu và kỹ

thuật nh sau:

- Chi tiết thuộc dạng trục trơn thờng: L/d=5.5, có lỗ rỗng 13 ở giữa(không

xuyên suốt chi tiết)

- Chi tiết gồm các phần cơ bản : trụ rỗng 18, dài 80mm, ở giữa có phần vát

- Đầu lỗ có ren M14x1, hai lỗ 5 và 3 vuông góc với đờng tâm của chi tiết

trong đó lỗ 5 dùng để lắp với chi tiết khác Đầu kia có mặt phẳng tạo ra khi cắt vát

một phần trụ.Trên mặt phẳng đó có một lỗ 6 và một lỗ ren M5

- Một lỗ 13, cấp độ nhám 7, độ chính xác kích thớc IT6, đồng tâm với mặt trụ

18 Phần ren có cấp độ nhám 7

- Mặt trụ ngoài 18 có độ nhám cấp 8

- Mặt phẳng vát có độ không vuông góc đờng trục của các lỗ gia công trên nó nhỏ

hơn 0.1 mm

- Các bề mặt còn lại cần đạt Rz = 20

- Vật liệu chế tạo chi tiết là thép C45

- Vật liệu thay thế là thép C40, C35

- Các kích thớc còn lại theo dung sai cấp 8 TCVN42-63

- Độ cứng sau nhiệt luyện cần đạt đợc là 28 32 HRC

- Sau khi gia công xong, ống cần đợc làm cùn cạnh sắc Trong khi nhiệt luyện cần

chú ý đến sự biến dạng của trục Khi nhiệt luyện cần đảm bảo ống luôn luôn ở t thế

thẳng đứng

- Các bề mặt gia công chính xác cần đợc gia công làm hai bớc thô và tinh Khi

khoan các lỗ vuông góc với đờng trục cần có bạc dẫn hớng

- Chi tiết có các bề mặt làm việc là mặt trụ 18 và mặt lỗ 13, mặt ren M14x1

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

ống bảo vệ là chi tiết dạng trục đợc sử dụng rộng rãi trong chế tạo máy dùng kẹp

chặt chi tiết khi vận chuyển

Từ hình dạng, kích thớc và yêu cầu kỹ thuật của chi tiết ta có nhận xét nh sau:

- Tỉ lệ L/d=5.5 nên ống đợc coi là đủ cứng vững.

- Chi tiết yêu cầu phải nhiệt luyện đạt độ cứng HRC từ 28  32, (thực tế bản thân

thép C45 cũng có thể đạt độ cứng đó) Nhiệt luyện sẽ làm giảm cấp chính xác và cấp

độ nhám , tại mặt trụ ngoài 18 yêu cầu cấp độ nhám 8, mặt trong lỗ 13 và mặt ren

M14x1 yêu cầu cấp độ nhám 7 và độ chính xác kích thớc cấp IT6 , đây là một yêu cầu

cũng khá cao

- Chi tiết có kích thớc nhỏ(dài 100mm, đờng kính 18), dạng hình khối cơ bản là

tròn xoay Ngoài ra có thêm hai phần mặt vát

- Vật liệu là thép C45 có cơ tính tơng đối phù hợp cho các nguyên công cắt gọt

- Hình dạng cơ bản là tròn xoay và lỗ tròn nên chọn phơng pháp tiện và khoan

khoét, doa Các lỗ ren dùng phơng pháp tarô Các mặt vát dùng phơng pháp phay

- Phần mặt trụ 18 với cấp độ nhám 8, dừng lại ở bớc công nghệ mài tinh Do yêu

cầu nhiệt luyện chi tiết đạt độ cứng (2832 ) HRC, để đảm bảo kích thớc đờng kính lỗ

đạt IT6, cấp độ nhám cấp 7, ta cần phải thực hiện nguyên công doa

- Mặt phẳng vát ở đầu và ở giữa dùng phơng pháp phay

II Chọn phôi và ph ơng pháp chế tạo phôi:

Căn cứ vào hình dạng, kích thớc, vật liệu của chi tiết, căn cứ vào dạng sản xuất

là loạt lớn ta có thể dùng các phơng pháp tạo phôi sau:

a Phôi cán : (phôi thanh)

Với loại phôi này, khi gia công tạo phôi cho chi tiết tơng đối nhanh

Đảm bảo tổ chức đồng đều trong tinh thể kim loại

Phôi cán không đòi hỏi nhiều thiết bị và công nghệ

Đờng kính và chiều dài trục không lớn lắm

Hệ số sử dụng vật liệu trên 70 %

b Phôi đúc:

Nếu sử dụng phôi đúc, khi đợc chế tạo ra có chất lợng bề mặt xấu nh rỗ khí, xù

xì, nứt, đậu hơi, đậu ngót cha đợc lấy hết… Do đó dùng phôi đúc sẽ làm cho các dụng

cụ cắt nhanh hỏng, chế độ cắt khi gia công bị hạn chế, dẫn đến làm tăng giá thành sản

phẩm Trong sản xuất loạt lớn điều này sẽ rất đáng kể

c Phôi rèn tự do:

Phôi có dạng tròn xoay nên việc rèn tự do là khó khăn.Do vậy với sản xuất loạt

lớn, loạt vừa ta không sử dụng loại phôi này

d Phôi dập:

Phơng pháp này tạo phôi nhanh, độ chính xác hình dạng kích thớc đảm bảo, chất

lợng phôi tốt, ít tốn vật liệu, chi phí cho gia công ít nhất, phù hợp với sản xuất hàng

loạt

Qua quá trình phân tích trên ta chọn phôi thanh phù hợp với loại trục trơn, phần

kim loại cắt bỏ đi so với toàn bộ phôi không lớn

chơng ii: Thiết kế quy trình công nghệ

I Tiến trình công nghệ:

I.1 Tiến trình công nghệ:

Các nguyên công để gia công chi tiết ống bảo vệ đạt đợc các yêu cầu đề ra:

 Nguyên công 1: Khoả mặt đầu và khoan lỗ chống tâm

 Nguyên công 2: Tiện thô mặt trụ 18

 Nguyên công 3: Tiện tinh mặt trụ 18

 Nguyên công 4: Khoan 13, khoét, doa mặt lỗ 13, ta rô ren M14x1,

khoan lỗ 3

 Nguyên công 5: Khoan lỗ 5, 3

 Nguyên công 6: Phay vát mặt trụ giữa

 Nguyên công 7: Phay mặt phẳng

 Nguyên công 8: Khoan lỗ 6, khoan và tarô lỗ ren M5

 Nguyên công 9: Nhiệt luyện

Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy

 Nguyên công 10: Mài

 Nguyên công 11: Kiểm tra

I.2 Thiết kế nguyên công:

Nguyên công 1: khoả mặt đầu và khoan hai lỗ tâm

Hai lỗ tâm đợc dùng làm chuẩn định vị Sau khi cắt đứt phôi thì khoả mặt đầu và

khoan hai lỗ tâm phải đợc tiến hành tiếp theo ngay Có thể thực hiện theo cách sau:

trên một nguyên công đồng thời phay mặt đầu và khoan lỗ tâm ở cả hai phía trên máy

chuyên dùng Sơ đồ gia công đợc trình bày nh sau:

Nguyên công 2: Tiện thô mặt trụ ngoài 18

Chọn máy tiện : 1A616 có các thông số:

+ Đờng kính lớn nhất của chi tiết gia công đợc trên máy 320 mm

+ Khoảng cách hai đầu tâm 710 mm

+ Đờng kính lớn nhất của chi tiết gia công đợc trên bàn dao 180 mm

+ Công suất: N = 4 KW

+ Số vòng quay trục chính : n = 12,5; 16; 20; 31,5; 40 ; 50; 63; 80; 100; 125;

160; 200; 250; 315; 400; 500; 630; 800; 1000; 1250; 1600,2000

Đồ gá:

Dùng đồ gá kiểu chống tâm kẹp tốc:dùng hai mũi tâm, một đầu có kẹp tốc

Dao:

Chọn loại dao tiện ngoài thân cong có gắn mảnh thép gió P18

Các thông số cơ bản của dao:

+Góc nghiêng chính 

+Góc nghiêng phụ 1 = 100

h=20 mm, b=12

mm, L=120 mm

n=5 mm, l=16 mm, R=1 mm

(Bảng 4-6 trang297 Sổ tay CNCTM tập I)

Các b ớc thực hiện nguyên công và sơ đồ gá đặt:

Lần gá 1:

- Định vị là chuẩn tinh-bề mặt côn của lỗ tâm đã khoan ở nguyên công 1, bề mặt

định vị của đồ gá là mặt côn của 2 mũi tâm – mũi có kẹp tốc hạn chế 3 bậc tự

do, mũi còn lại hạn chế 2 bậc tự do

- Chống một đầu vào mũi tâm có kẹp tốc sau đó tống mũi tâm di động còn lại vào

lỗ tâm còn lại

- Khóa chặt ụ chống tâm lại

- iện thô mặt trụ 18

Lần gá 2:

Đổi đầu gá

Chuẩn định vị vẫn là 2 mũi tâm đã gia công ở trên - Chuẩn tinh

Tiện thô mặt trụ 18 còn lại

Chi tiết chuyển động quay còn dao chuyển động tịnh tiến

Nguyên công 3: tiện tinh bề mặt trụ 18

Chọn máy

Dùng máy tiện ở nguyên công 1

Đồ gá

Gá trên hai mũi tâm nh ở nguyên công 2 có kẹp tốc

Dao

Chọn loại dao tiện ngoài thân cong có gắn mảnh thép gió P18

Các thông số cơ bản của dao :+Góc nghiêng chính 

Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy +Góc nghiêng phụ 1=100

h=20 mm ,b=12 mm

,L=120 mm

+n=5 mm,l=16 mm, R=1 mm

Các b ớc thực hiện nguyên công và sơ đồ gá đặt:

Gá chi tiết:

Các bớc tiến hành gá đặt nh ở nguyên công 2

Chi tiết quay, dao chuyển động tịnh tiến

Nguyên công 4: Khoan, khoét, doa mặt lỗ 13, ta rô ren M14x1:

Chọn máy tiện :

Dùng máy ở nguyên công một

Đồ gá

Gá trên mâm cặp 3 chấu tự định tâm

Dao

Bớc công nghệ cuối cùng là roa lỗ 13 và ta rô ren M14x1Do lỗ 13 sẽ đợc

dùng làm chuẩn tinh để gia công tinh các bề mặt khác và do yêu cầu của lỗ sau khi doa

lỗ cần đạt độ chính xác IT6 và cấp độ nhám 7 ở nguyên công này

Đối với lỗ 3 do không có yêu cầu gì đặc biệt nên chỉ cần 1 lần khoan

Theo Bảng 3-130 (Trang 273, STCNCTM-Tập1) Để gia công lỗ 13 từ vật liệu

đặc đạt cấp chính xác 5-6, ta phải qua 4 bớc công nghệ khoan, khoét, doa thô và doa

tinh Chỉ một lần khoan

Mũi khoan : ruột gà thép gió đuôi côn có:

d =12 ; L= 260 ;l=180 (Bảng 4-42 trang 327,STCNCTM-Tập1)

Mũi khoét: Mũi khoét gắn mảnh hợp kim cứng để gia công chi tiết bằng thép,có:

D=12,85; L=182 ; l=101 (Bảng 4-47 ,trang 332 , STCNCTM-Tập1)

Mũi doa : Mũi doa máy thép gió:

+doa thô: d=12,95; L=182, l=101

+doa tinh: d=13; L=; l=140, l=16,góc trớc =6 độ, góc nghiêng của răng

mũi doa =10 độ

Mũi tarô ngắn có chuôi chuyển tiếp dùng cho ren hệ mét

+d=14;L=95;l=30;l1=12;

Mũi khoan ruột gà, thép gió:

d=3, L=100, l=66 (Bảng 4-41,Trang 325, STCNCTM-Tập 1)

Các b ớc thực hiện nguyên công và sơ đồ gá đặt

Lần gá 1:

- Định vị bằng mặt trụ  bề mặt định vị của đồ gá là mặt trụ trong của mâm

cặp ba chấu -hạn chế bốn bậc tự do

- Định vị bằng mặt đầu 18, bề mặt định vị của đồ gá là mặt đầu của mâm cặp

ba chấu– hạn chế một bậc tự do

Vặn chặt mâm cặp 3 chấu để tạo lực kẹp

Bớc1:

Khoan lỗ 12

Bớc2:

Khoét lỗ 12.85

Bớc3:

Doa thô lỗ 12,95

Bớc 4:

Doa tinh lỗ 

Ta rô ren M14x1

Lần gá 2:

Chuẩn định vị là mặt trụ 18 và mặt đầu 18

Bớc5:

Khoan lỗ 

Nguyên công 5: kHoan lỗ 5, 3.

Chọn máy

Dùng máy khoan Liên Xô 2H135

Các thông số cơ bản của máy :

+Đờng kính lớn nhất khoan đợc 35 mm

+Khoảng cách lớn nhất từ mút trục chính tới bàn 750 mm

+Kích thớc bề mặt làm việc bàn máy 450500

+Hành trình lớn nhất của trục chính 170 mm

+Số cấp tốc độ trục chính 12

+Phạm vi tốc độ (31,5I1400) vg/ph

+Số cấp bớc tiến 9

+Phạm vi bớc tiến (0,1I1,6)mm

+Lực tiến dao 1500 kG

+Mô men xoắn 4000 kG.cm

+Công suất chính 4 kW

Đồ gá

Gá trên một khối chữ V dài hạn chế 4 bậc tự do, ngoài ra còn một mấu hãm để

định vị đợc rễ dàng cũng có tác dụng chống chuyển động dọc trục

Dao

Mũi khoan : +Đuôi trụ

Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy +d=5; L=132 ;l=87 (Trang 328 , STCNCTM-Tập1)

+d=3; L=100;l=66

Các b ớc thực hiện nguyên công và sơ đồ gá đặt

Gá chi tiết:

- Định vị bằng mặt ngoài trụ 18, chi tiết định vị của đồ gá là một khối V dài,

hạn chế 4 bậc tự do

- Định vị bằng mặt đầu hình trụ 18, chi tiết định vị của đồ gá là mấu tì –hạn

chế 1 bậc tự do, chống chuyển động dọc trục

- Cơ cấu kẹp thể hiện trên hình vẽ, lực đợc tạo ra khi vặn chặt đai ốc

B

ớc 1: Khoan lỗ 

B ớc 2: Khoan lỗ 

Nguyên công 6: phay mặt vát trụ giữa.

Chọn máy:

Chọn máy phay công xôn (vạn năng, ngang, đứng) của liên xô, kiểu 6H81

- Bớc tiến bàn máy thẳng đứng: (0,2I6,3)mm/s

- Số cấp tốc độ trục chính: 16

- Phạm vi tốc độ trục chính: (65I1800) vg/ph

- Công suất động cơ chính 4,5 kW

- Công suất động cơ chạy dao 1,7 kW

- Số cấp bớc tiến bàn máy 16

- Bớc tiến bàn máy dọc: (35I980)

- Bớc tiến bàn máy ngang: (25I765)

Đồ gá

Gá trên đồ gá chuyên dùng, định vị bằng khối V dài hạn chế 4 bậc tự do Một

chốt định vị dùng để chống chuyển động dọc trục, một chống xoay

Dao

Tra bảng 4-90 (trang 372,STCNCTM tập 1)

Có các kích thớc cho dao phay định hình bán nguyệt nh sau:

R=3, D=63, B=6, d=22, số răng 12

Tra bảng 4-85( trang 367, STCNCTM tập 1) ta có :

Kích thớc dao phay đĩa 3 mặt răng gắn mảnh hợp kim cứng

D=100, B=22, d(H7)=32, số răng 8

Dao thứ 2:

D=125, B=25, d(H7)=40, số răng 10

Các b ớc thực hiện nguyên công và sơ đồ gá đặt

Gá chi tiết:

Chi tiết đợc gá trên ống kẹp đàn hồi, bề mặt định vị của chi tiết là mặt trụ trong

của lỗ Chốt định vị có bế mặt định vị là mặt lỗ goài ra có thêm chốt tì phụ

để tăng độ cứng vững khi gia công của chi tiết

B

ớc thực hiện:

B

ớc 1: Phay thô bằng dao phay đĩa để cắt đi một rãnh trên chi tiết tạo điều kiện

cho dao phay định hình làm việc

B ớc 2: Phay tinh bằng dao phay định hình đã chọn ở trên.

B

ớc 3: Phay thô mặt phẳng đầu trục( 2 lần).

B

ớc 4: Phay tinh

Nguyên công 7 : phay mặt phẳng.

Chọn máy:

Chọn máy phay công xôn (vạn năng, ngang , đứng) của liên xô, kiểu 6H81

- Bớc tiến bàn máy thẳng đứng : (0,2I6,3)mm/s

- Số cấp tốc độ trục chính :16

- Phạm vi tốc độ trục chính : (65I1800) vg/ph

- Công suất động cơ chính 4,5 kW

- Công suất động cơ chạy dao 1,7 kW

- Số cấp bớc tiến bàn máy 16

- Bớc tiến bàn máy dọc : (35I980)

- Bớc tiến bàn máy ngang : (25I765)

Đồ gá

Gá trên khối 2 khối V ngắn hạn chế 4 bậc tự do, 1 đầu có chốt tì để hạn chế

chuyển động chiều trục Để chống chuyển động quay quanh trục thì ta dùng chốt

chống xoay

Dao

Tra bảng 4-90 (trang 372,STCNCTM tập 1)

Có các kích thớc cho dao phay định hình bán nguyệt nh sau:

R=3, D=63, B=6, d=22, số răng 12

Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy

Các b ớc thực hiện nguyên công và sơ đồ gá đặt

Gá chi tiết:

Chi tiết đợc định vị trên khối V dài và chốt tì hạn chế chuyển động chiều trục

- Định vị bằng mặt trụ 18, chi tiết định vị là khối V dài–hạn chế bốn bậc tự do

- Định vị bằng mặt đầu hình trụ 18, bề mặt định vị của đồ gá là mặt đầu chốt tì

hạn chế một bậc tự do.Bề mặt vát trụ giữa hạn chế chuyển động quay

- Lực kẹp đợc tạo ra khi vặn đai ốc, cơ cấu kẹp đợc thể hiện trên hình vẽ.Viêc

kẹp chỉ xảy ra ở phần trụ đặc còn khối Vgiữa chỉ để định vị

Nguyên công 8: khoan lỗ 6, tarô ren M5

Chọn máy

Chọn máy khoan nh ở nguyên công 5

Đồ gá

Gá trên khối 2 khối V ngắn hạn chế 4 bậc tự do, 1 đầu có chốt tì để hạn chế

chuyển động chiều trục Để chống chuyển động quay quanh trục thì ta dùng chốt

chống xoay

Dao

Theo Bảng 3-131 (Trang 274, STCNCTM-Tập1)

Mũi khoan : +Đuôi trụ

d=6; L=139; l=91 (Trang 328 , STCNCTM-Tập1)

d=4; L=119; l=78

Mũi tarô: +Mũi tarô ngắn có cổ dùng cho ren hệ met

d=5; L=66; l=19

Các b ớc thực hiện nguyên công và sơ đồ gá đặt