thiết kế quy trình gia công chi tiết tay đòn kẹp cầu

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

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 tính

u việt về tính năng sử dụng, tính kinh tế, tính phổ cập và cuối 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 suất, 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 các

ý tởng thiết kế của ngời kỹ s phù hợp với khả năng công nghệ đảm bảo chắc chắn ý t-ởng 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 sau này

Trong đồ án trình bày thiết kế quy trình gia công chi tiết “TAY Đòn kẹp cầu” với các nội dung sau:

- 01 bản vẽ A0 trình bày các nguyên công

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

- 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 Tạ Đăng Doanh thuộc bộ môn chế tạo máy đã tận tình hớng dẫn để đồ án đợc hoàn thành đúng tiến độ và công việc đợc giao với chất lợng đảm bảo Do thời gian còn hạn chế nên đồ án không thể tránh đợc các thiếu sót, rất mong đợc sự đóng góp ý kiến sửa sai của các thầy giáo và các bạn

Học viên:

Tăng Xuân Long

Phần I: Phân tích sản phẩm và chọn phôi 1.1-Phân tích yêu cầu kỹ thuật của chi tiết

Chi tiết cần gia công trong đồ án là tay đòn kẹp cầu thuộc nhóm chi tiết dạng càng

có các đặc điểm kỹ thuật nh sau:

Chi tiết gồm hai phần cơ bản : hình khối lập phơng(115,35,22) và bán cầu (R45)

- Trên khối lập phơng có:

+ 2 lỗ ren M12

+ 1 lỗ trụ 12 Ra 0,63

+ 2 rãnh

+ 1 lỗ chữ nhật

+ 2 mặt phẳng bên(22,115) có Ra 0,63

- Các bề mặt còn lại cần đạt Rz 20

- Vật liệu chế tạo chi tiết là thép C45

- Chi tiết có các bề mặt làm việc là mặt trụ 12 và hai mặt bên(22,115)

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

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

- Chi tiết yêu cầu phải nhiệt luyện đạt độ cứng HRC từ 48…52, nhiệt luyện sẽ làm giảm cấp chính xác và cấp độ nhám , tại mặt trụ trong 12 và 2 mặt bên hình khối chữ nhật yêu cầu cấp độ nhám cấp 8 đây là một yêu cầu cao.Ta có hai phơng án để lựa chọn

+Gia công chi tiết đạt cấp độ nhám 9-10 tại mặt trụ trong 12 và 2 mặt bên hình khối chữ nhật, sau đó nhiệt luyện

+Gia công chi tiết theo yêu cầu, sau đó nhiệt luyện, cuối cùng mài các mặt trụ trong 12 và 2 mặt bên hình lập phơng để đạt cấp độ nhám cấp 8

Ta chọn phơng án sau, bởi vì đạt đợc cấp độ nhám cấp 9-10 là rất khó và không kinh tế

- Chi tiết có kích thớc nhỏ, dạng hình khối cơ bản là khối chữ nhật

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

- Hình dạng cơ bản là khối chữ nhật, lỗ tròn và lỗ vuông nên chọn phơng pháp phay, khoan, khoét, doa và taro

- Do yêu cầu nhiệt luyện chi tiết đạt độ cứng (48…52 ) HRC, cấp độ nhám cấp 8,

ta cần phải thực hiện nguyên công mài sau nhiệt luyện

1.3-Chọn phôi và phơng 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 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 … Hơn nữa, do chi tiết chế tạo có kích thớc nhỏ và vật liệu chi tiết là thép C45 rễ bị ảnh hởng của các yếu tố này.Do đó dùng phôi đúc khó

đảm bảo cơ tính của vật liệu, làm tăng thời gian sản xuất, làm cho các dụng cụ cắt nhanh hỏng, dẫn đến làm tăng giá thành sản phẩm.Trong sản xuất loạt lớn điều này

sẽ rất đáng kể

b>Phôi rèn tự do.

Phôi có dạng hình khối chữ nhật nên việc rèn tự do cũng không gặp khó khăn nhiều nhng thời gian chế tạo phôi dài không phù hợp với dạng sản xuất hàng loạt.Do vậy, với sản xuất loạt lớn ta không sử dụng loại phôi này

c>Phôi cán (phôi thanh)

Với loại phôi này, khi gia công tạo phôi cho chi tiết tơng đối nhanh, chi phí cho tạo phôi ít.Tuy nhiên, hệ số sử dụng vật liệu không cao nên nếu sử dụng phôi này sẽ tốn vật liệu, kéo dài quá trình công nghệ gia công chi tiết dẫn tới tổn hao nhiều về máy, dụng cụ…Kết quả làm tăng chi phí sản xuất

d>Phôi dập.

Phơng pháp này tạo phôi nhanh, độ chính xác hình dạng kích thớc đảm bảo, chất l-ợng phôi tốt, hệ số sử dụng vật liệu cao, chi phí cho gia công ít nhất, phù hợp với sản xuất hàng loạt.Đây là phơng án tạo phôi hợp lý nhất

Qua quá trình phân tích trên ta chọn phôi dập, dùng phơng pháp dập nóng để tạo phôi

2

Phần 2:Thiết kế quy trình công nghệ 2.1- Tiến trình công nghệ

Các ngyên công để gia công chi tiết tay đòn kẹp cầu đạt đợc các yêu cầu đề ra:

 Nguyên công 1 : Phay mặt đáy

 Nguyên công 2 : Phay lỗ chữ nhật

 Nguyên công 3 : Chuốt lỗ chữ nhật

 Nguyên công 4 : Phay 2 rãnh giữa

 Nguyên công 5 : Phay 2 mặt bên và mặt trên

 Nguyên công 6 : Phay 2 mặt đầu

 Nguyên công 7 : Khoan, khoét, vát mép, doa lỗ 12

 Nguyên công 8 : Phay định hình bán trụ R45

 Nguyên công 9 : Phay mặt trên

 Nguyên công 10: Khoan,vát mép và taro 2 lỗ ren M12

 Nguyên công 11: Phay vát mép 4 cạnh

 Nguyên công 12: Nhiệt luyện

 Nguyên công 13: Mài 2 mặt bên sau nhiệt luyện

 Nguyên công 14: Mài khôn lỗ 12 sau nhiệt luyện

2.2-Thiết kế nguyên công

 Nguyên công 1: Phay mặt đáy

Chọn máy phay :

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

- Bớc tiến bàn máy thẳng đứng, mm/s: (0,2-6,3)

- Số cấp tốc độ trục chính: 16

- Phạm vi tốc độ trục chính, vg/ph: (65-1800)

- 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 : (35-980)

- Bớc tiến bàn máy ngang: (25-765)

- Khoảng cách a từ đờng trục chính tới bàn máy, mm: (30-380)

- Khoảng cách b từ sống trợt thân máy tới tâm bàn máy, mm: (170-370)

- Khoảng cách c từ đờng trục chính tới sống trợt thẳng đứng thân máy, mm: 270

Đồ gá

Đồ gá thiết kế

Dao

Theo bảng 4-92 (Trang 373 , STCNCTM-Tập I), chọn loại dao phay mặt đầu bằng thép gió, các thông số cơ bản của dao :

+ D=63; L=40; d=27; z=14

Các bớc thực hiện nguyên công và sơ đồ gá đặt

Hình 1: Nguyên công 1

Đồ gá:

- Định vị bằng mặt trên bề mặt định vị của đồ gá là mặt phẳng trên - hạn chế ba bậc tự do

- Định vị bằng mặt đầu, bề mặt định vị của đồ gá là 2 mặt bán cầu của 2 chốt định

vị mặt phẳng - hạn chế hai bậc tự do

- Vặn chặt cơ cấu kẹp tay đòn để tạo lực kẹp

Bớc1: Phay thô mặt trên

Bớc2: Phay tinh mặt trên

 Nguyên công 2 : Phay lỗ chữ nhật

Chọn máy phay :

Dùng máy ở nguyên công một

Đồ gá

4

Nh nguyên công một

Dao

Theo bảng 4-66 (Trang 357, STCNCTM-Tập I), chọn loại dao phay ngón đuôi côn, các thông số cơ bản của dao:

D=14; L=96; l=26; z=4

Các bớc thực hiện nguyên công và sơ đồ gá đặt

Hình 2: Nguyên công 2 Lần gá:

- Định vị bằng mặt đáy bề mặt định vị của đồ gá là mặt phẳng trên -hạn chế ba bậc tự do

- Định vị bằng mặt đầu, bề mặt định vị của đồ gá là 2 mặt cầu của 2chốt định vị hạn chế hai bậc tự do

Vặn chặt vít hãm để tạo lực kẹp

B

ớcthực hiện: Thực hiện một bớc

Chọn máy

Chọn máy chuốt ngang bán tự động Б của Nga, có các thông số sau:

- Lực chuốt danh nghĩa, kN: 100

- Hành trình lớn nhất của bàn trợt : 1250

- Kích thớc của bề mặt làm việc của tấm đỡ: 450x450

- Đờng kính lỗ:

+trong tấm đỡ, dới mâm cặp: 160

+trong mâm cặp: 125

- Tốc độ làm việc của hành trình chuốt, m/ph: 1,5-11,5

- Tốc độ chạy ngợc lại của hành trình chuốt, mm/ph: 20-25

- Công suất động cơ truyền dẫn chính, kW: 18,5

Đồ gá

Gá trên đồ gá chuyên dùng, định vị 5 bậc tự do, có khớp cầu tự định tâm

Dao

Dùng dao thiết kế: Cấu tạo bởi 2 con dao chuốt rãnh then với phần dẫn hớng có profin trùng với profin của bề mặt lỗ gia công ở nguyên công 2

Các bớc thực hiện nguyên công và sơ đồ gá đặt

Hình 3: Nguyên công 3 Gá chi tiết:

Cần định vị hạn chế bậc tự do của chi tiết đối với bạc dẫn hớng tuỳ động

- Định vị bằng mặt trụ của dao chuốt -hạn chế bốn bậc tự do

- Định vị bằng mặt phẳng của chi tiết tuỳ động -hạn chế 1 bậc tự do (do trùng với liên kết ở trên)

- Lực kẹp là lực chuốt



ớc : Thực hiện một bớc

Chọn máy

Dùng máy phay ở nguyên công 1

Đồ gá

Gá trên đồ gá chuyên dùng

Dao

Theo bảng 4-82 (Trang 366 ,STCNCTM-Tập I), chọn loại dao phay đĩa ba mặt có các thông số sau:

D=80; B=14; d=27; z=18

Các bớc thực hiện nguyên công và sơ đồ gá đặt

6

Hình 4: Nguyên công 4 Gá chi tiết:

- Định vị bằng lỗ chữ nhật, chi tiết định vị là 2 chốt trụ ngắn -hạn chế 3 bậc tự do

- Định vị bằng mặt đáy, bề mặt định vị của đồ gá là mặt phẳng -hạn chế 3 bậc tự do

Lần gá1:

B

ớc 1: Phay rãnh thứ nhất

Lần gá1:

B

ớc2: Phay rãnh thứ hai

Chọn máy

Dùng máy phay ở nguyên công 1

Đồ gá

Gá trên đồ gá chuyên dùng

Dao:Dùng dao tổ hợp gồm hai cặp dao phay đĩa ba mặt

Tra bảng 4-82 (Trang 366, STCNCTM-tập I), chọn 2 dao có các thông số sau: D=50; B=13; d=16; z=14

Tra bảng 4-82 (Trang 366, STCNCTM-tập I), chọn 2 dao có các thông số sau: D=125 ;B= 25 ,d=32 ,số răng z=22

Các bớc thực hiện nguyên công và sơ đồ gá đặt

Hình 5: Nguyên công 5 Gá chi tiết:

- Định vị bằng lỗ chữ nhật, chi tiết định vị là 2 chốt trụ ngắn -hạn chế 3 bậc tự do

- Định vị bằng mặt đáy, bề mặt định vị của đồ gá là mặt phẳng trên -hạn chế ba bậc tự do

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

B

ớc: Thực hiện một bớc

 Nguyên công 6: phay hai mặt đầu

Chọn máy:

Dùng máy phay ở nguyên công 1

Đồ gá

Dao

Tra bảng 4-82 (Trang 372, STCNCTM-tập I), chọn dao phay mặt đầu bằng thép gió có các thông số sau:

D=100; L=50; d=32; z=18

Các bớc thực hiện nguyên công và sơ đồ gá đặt

Hình 6: Nguyên công 6

Gá chi tiết:

B

ớc thực hiện: Thực hiện trong một bớc

8

Chọn máy:

Chọn máy khoan đứng 2H125 của Nga, có cá thông số sau:

- Đờng kính lớn nhất khoan đợc, mm: 25

- Khoảng cách từ đờng tâm trục chính tới trụ, mm: 250

- Khoảng cách lớn nhất từ mút trục chính tới bàn, mm: 700

- Kích thớc bề mặt làm việc của bàn máy, mm: 375x500

- Dịch chuyển lớn nhất của trục chính, mm: 175

- Số cấp tốc độ trục chính: 9

- Phạm vi tốc độ trục chính, vg/ph: 97-1360

- Sơ cấp bớc tiến: 9

- Phạm vi bớc tiến, mm/vg: 0,1-0,81

- Lực tiến dao,kG: 900

- Mômen xoắn, kGcm: 2500

- Công suất động cơ chính, kW: 2,8

Đồ gá :

dùng đồ gá chuyên dùng

Chọn dao:

Chọn các dao có các thông số sau:

Mũi khoan : +Đuôi côn

+d=10; L=85; l=50 (Bảng 4-40, trang 319, STCNCTM-Tập I)

Mũi khoét: +Mũi khoét liền khối, chuôi côn

+d=11,6; L=80; l=40 (Bảng 4-47 trang 332, STCNCTM-Tập I)

Mũi doa : +Mũi doa máyliền khối

+d=11,9; L=90; l=25 (Bảng 4-49 ,trang 336, STCNCTM-Tập I)

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

Hình 7: Nguyên công 7 Gá chi tiết:

- Định vị bằng mặt đáy, chi tiết định vị là mặt phẳng của 2 chốt định vị mặt phẳng -hạn chế bậc tự do

- Định vị bằng mặt đáy, bề mặt định vị của đồ gá là mặt phẳng bên-hạn chế 3 bậc tự do

- Định vị bằng mặt của lỗ vuông, chi tiết định vị là chốt định vị – hạn chế một bậc tự do

- Lực kẹp đợc tạo ra khi vặn vít hãm

Lần gá1:

B

ớc 1: Khoan lỗ 10

B

ớc 2: Khoét lỗ 11,6

B

ớc3 : Vát mép lỗ 11,6

Lần gá2:

B

ớc 4: Vát mép lỗ 11,6

B

ớc5 : Doa lỗ 11,9

Chọn máy:

Dùng máy ở nguyên công 1

Đồ gá :

Dùng đồ gá chuyên dùng

Chọn dao:Dao thiết kế

Các bớc thực hiện nguyên công và sơ đồ gá đặt

Hình 8: Nguyên công 8 Gá chi tiết:

-Định vị bằng mặt bên, bề mặt định vị của đồ gá là mặt phẳng của thành bên -hạn chế

ba bậc tự do

-Định vị bằng mặt trụ trong , bề mặt định vị của đồ gá là chốt trám -hạn chế một bậc tự do

-Định vị bằng mặt đáy, bề mặt định vị của đồ gá là 2 chốt định vị mặt phẳng có vít

điều chỉnh -hạn chế hai bậc tự do

B

ớc thực hiện: Thực hiện một lần

Chọn máy:

Dùng máy ở nguyên công 1

Đồ gá :

Dùng đồ gá chuyên dùng

Chọn dao:

10

Dựa vào bảng 4-92 (Trang 373, STCNCTM Tập I), chọn dao phay mặt đầu bằng thép gió có các thông số sau:

D=50; L=36; d=22; z=12

Các bớc thực hiện nguyên công và sơ đồ gá đặt

Hình 9: Nguyên công 9 Gá chi tiết:

-Định vị bằng mặt đáy, bề mặt định vị của đồ gá là mặt phẳng trên -hạn chế ba bậc tự do

-Định vị bằng mặt trong của lỗ vuông, bề mặt định vị của đồ gá là mặt trụ ngoài của hai chốt trụ ngắn-hạn chế ba bậc tự do

-Vặn chặt vít hãm để tạo lực kẹp

B

ớc thực hiện: Thực hiện một lần

Chọn máy:

Dùng máy ở nguyên công 7

Đồ gá :

Dùng mâm cặp 3 chấu tự định tâm

Chọn dao:

Chọn các dao sau:

+Mũi khoan: Mũi khoan ruột gà bằng thép gió đuôi côn có: d=10; L=80; l=30 (Bảng 4-40, trang 319, STCNCTM Tập 1)

+Đầu taro: Taro ngắn có chuôi chuyển tiếp: d=12; p=1,75; L=89; l=29 (Bảng

4-136, trang 459, STCNCTM-Tập I)

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

Hình 10: Nguyên công10 Gá chi tiết:

-Định vị bằng mặt bên, bề mặt định vị của đồ gá là mặt phẳng trên -hạn chế ba bậc tự do

-Định vị bằng mặt trụ , bề mặt định vị của đồ gá là chốt chám -hạn chế một bậc tự do

-Định vị bằng mặt đáy, bề mặt định vị của đồ gá là 2 chốt định vị mặt phẳng -hạn chế hai bậc tự do

Lần gá 1:

B

ớc 1: Khoan lỗ 8.6

B

ớc 2: Vát mép 0.5x450

Lần gá 1:

B

ớc 3: Vát mép 0.5x450

B

ớc 4: Taro tạo ren M12

Chọn máy:

Dùng máy phay ở nguyên công 1

Đồ gá :

Dùng đồ gá chuyên dùng

Chọn dao: Dao tổ hợp gồm hai dao phay góc

Dựa vào bảng 4-88 (Trang 371, STCNCTM-Tập I), chọn dao có:D=40; B=8; d=16; =450

Các bớc thực hiện nguyên công và sơ đồ gá đặt

12

Hình 11: Nguyên công11 Gá chi tiết: -Định vị bằng mặt đáy, bề mặt định vị của đồ gá là mặt phẳng trên -hạn chế ba bậc tự do -Định vị bằng mặt phẳng trong của lỗ chữ nhật, bề mặt định vị của đồ gá là mặt trụ ngoài của 2 chốt trụ ngắn -hạn chế ba bậc tự do Lần gá 1: B ớc 1: Phay hai cạnh trên Lần gá 2: B ớc 2: Phay hai cạnh dới  Nguyên công 12: nhiệt luyện Tôi cao tần  Nguyên công13: màI hai mặt bên Chọn máy: Chọn máy mài mặt phẳng 3E710A có bàn hình chữ nhật của Nga, có các thông số sau: - Kích thớc làm việc của bàn: 400x125 - Kích thớc lớn nhất của phôi đợc gia công: 400x125x320 - Khối lợng phôi đợc gia công, không lớn hơn, kg: 150

- Khoảng cách lớn nhất từ tâm trục chính tới mặt bàn và của ụ mài: +dọc: 490

+ngang: 170

+thẳng đứng: 170

- Tốc độ quay của trục chính đá mài, vg/ph: 35

- Tốc độ dịch chuyển dọc của bàn, m/ph: 2-35 - Công suất động cơ truyền dẫn chính, kW: 4

Đồ gá :

Dùng bàn từ

Chọn đá mài:

Dựa vào bảng 4-169 (Trang 459, STCNCTM Tập I), chọn:

Loại đá : 

Các kích thớc cơ bản của đá:

- Đờng kính ngoài: D=120