thiết kế quy trình gia công thanh lắc

TRƯỜNG CĐ CÔNG NGHỆ THỦ ĐỨCKHOA CƠ KHÍ-BỘ MÔN CN CHẾ TẠO MÁY CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM 1 đầu đề đồ án: -thiết kế quy trình gia công thanh lắc 2 số liệu đồ án: -bản vẽ chi tiết -

TRƯỜNG CĐ CÔNG NGHỆ THỦ ĐỨC

KHOA CƠ KHÍ-BỘ MÔN CN CHẾ TẠO MÁY

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

1 đầu đề đồ án: -thiết kế quy trình gia công thanh lắc

2 số liệu đồ án: -bản vẽ chi tiết

-sản lượng: 10000 chiếc/năm

3 nội dung các phần thuyết minh và tính toán:

• Xác định dạng sản xuất

• Phân tích chiết gia công

• Chọn phôi và phương án chế tạo

• Chọn tiến trình gia công

• Thiết kế nguyên công

• Xác định lượng dư trung gian và kíc thước trung gian

• Xác định chế độ cắt và thời gian gia công cơ bản

• Lập phiếu tổng hợp nguyên công

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

MỤC LỤC

Chương I: chọn dạng sản xuất

Chương II: phân tích chi tiết gia công

ChuongIV: phương pháp gia công các bề mặt của phôi

Chương V:thiết kế nguyên công, công nghệ chế độ cắt và thời gian gia công cơ bản tra lượng

dư bề mặt

Chương VI: thiết kế độ gá công nghệ

Tài liệu tham khảo…

LỜI NÓI ĐẦU

Trong sản xuất, gia công,việc đề ra quá trình công nghệ thíc hợp và có hiệu quả rấtquan trọng để đảm bảo đươc yêu cầu thiết kế, đạt tính công nghệ cao, việc đề ra quy trìnhcông nghệ thíc hợp là công việc phải được ưu tiên hàng đầu

Một chi tiết máy có thể có nhiều quy trình công nghệ khác nhau, việc thiết kế quytrình công nghệ được chọn trong đồ án này đã được chọn sao cho hợp lý nhất đồng thời đảmbảo yêu cầu về chất lượng, giá thành , thời gian, tăng năng suất

Chúng em xin chân thành quý thầy cô bộ môn, thầy BÙI QUANG KHẢI đã tận tìnhhướng dẫn chúng em hoàn thành đồ án này Tuy nhiên, đây là lần đầu thực hiện đồ án côngnghệ chế tạo máy, nên không thể tránh khỏi sai sót trong quá trình tính toán, thiết kế, kínhmong quý thầy cô chỉ bảo thêm cho chúng em được học tập

SV thực hiện đồ án

Võ Văn MinhPhạm Viết Sang

- N0 –chiếc, là số sản phẩm trong 1 năm, theo đề bài yêu cầu N0 =10000 chiếc

- m – số lượng chi tiết như nhau trong 1 sản phẩm, chọn m = 1

- α – số % dựng trữ làm phụ tùng cho chi tiết máy nói trên dành làm phụ tùng, chọn α = 15%

- β – số % chi tiết phế phẩm trong quá trình chế tạo, chọn β = 4%

100

41

=2900 chiếc /nămTheo[1, bảng 2.1, trang 24], dạng sản xuất hàng loạt vừa

Chương II: PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CƠNG

1. Cơng dụng của chi tiết:

Thanh lắc là một chi tiết dạng càng, chúng là 1 chi tiết cĩ 1 hoặc 1 số lỗ cơ bản mà tâm của chúng song song với nhau hoặc tạo với nhau một gĩc cơ bản nào đĩ

Do đĩ nĩ phải tuân theo các quy tắc gia cơng của chi tiết dạng càng

2. Điều kiện làm việc:

+Luơn chịu ứng suất thay đổi theo chu kì

+Luơn chịu lực tuần hồn, va đập

+Lực dọc tương đối lớn

3. Yêu cầu kỹ thuật :

Điều kiện làm việc chủ yếu của thanh lắc là 2 bề mặt trong của lỗ cụ thể ta cần đảm bảo điều kiện kĩ thuật sau đây:

Hai đường tâm của lỗ

40

φ

và 80

φ

phải song song với nhau và vuơng gĩc với mặt đầuthanh lắc.hai đường tâm của chúng phải đảm bảo khoảng cách A = 260-0.4+0.4mm

Độ cơn và ơ van của 2 lỗ là <=0.015mm

4. Vật liệu chi tiết:

Vật liệu là gang G18-36 có cơ tính như sau:

- Độ cứng HB: 182…199

- Giới hạn kéo: =18 2

mm

kg k

σ

- Giới hạn uốn: =36 2

mm

kg u

σ

Gang G18-36 có cơ tính trung bình, để làm các các chi tiết chịu tải trung bình vàchịu mài mòn ít

Chương III: CHỌN DẠNG PHÔI VÀ PHƯƠNG PHÁP

CHẾ TẠO PHÔI

3 Chọn Phôi Và Phương Pháp Chế Tạo Phôi:

3.1 Dạng phôi:

Trong gia công cơ khí các dạng phôi có thể là: phôi đúc, rèn, dập, cán Xác định loại

và phương pháp chế tạo phôi nhằm mục đích bảo đảm hiệu quả kinh tế-kỹ thuật chung củaquy trình chế tạo chi tiết, đồng thời tổng phí tổn chế tạo chi tiết kể từ công đoạn chế tạo phôicho tới công đoạn gia công chi tiết phải thấp nhất

Khi xác định loại phôi và phương pháp chế tạo phôi cho chi tiết ta cần phải quan tâmđến đặc điểm về kết cấu và yêu cầu chịu tải khi làm việc của chi tiết( hình dạng, kích thước ,vật liệu, chức năng, điều kiện làm việc….)

Sản lượng hàng năm của chi tiết

Điều kiện sản xuất thực tế xét về mặt kỹ thuật và tổ chức sản xuất ( khả năng về trangthiết bị, trình độ kỹ thuật chế tạo phôi….)

Mặt khác khi xác định phương án tạo phôi cho chi tiết ta cần quan tâm đến đặc tínhcủa các loại phôi và lượng dư gia công ứng với từng loại phôi Sau đây là một vài nét về đặctính quan trọng của các loại phôi thường được sử dụng:



Phôi đúc:

Khả năng tạo hình và độ chính xác của phương pháp đúc phụ thuộc vào cách chế tạokhuôn, có thể đúc được chi tiết có hình dạng từ đơn giản đến phức tạp ( chi tiết của ta có hìnhdạng khá phức tạp) Phương pháp đúc với cách làm khuôn theo mẫu gỗ hoặc dưỡng đơn giảncho độ chính xác của phôi đúc thấp Phương pháp đúc áp lực trong khuôn kim loại cho độchính xác vật đúc cao Phương pháp đúc trong khuôn cát, làm khuôn thủ công có phạm vi ứngdụng rộng, không bị hạn chế bởi kích thước và khối lượng vật đúc, phí tổn chế tạo phôi thấp,tuy nhiên năng suất không cao Phương pháp đúc áp lực trong khuôn kim loại có phạm vi ứngdụng hẹp hơn do bị hạn chế về kích thước và khối lượng vật đúc, phí tổn chế tạo khuôn cao vàgía thành chế tạo phôi cao, tuy nhiên phương pháp này lại có năng suất cao thích hợp cho sảnxuất hàng loạt vừa



Phôi rèn:

Phôi tự do và phôi rèn khuôn chính xác thường được áp dụng trong ngành chế tạomáy Phôi rèn tự do có hệ số dung sai lớn, cho đọ bền cơ tính cao, phôi có tính dẻo và đàn hồitốt Ở phương pháp rèn tự do, thiết bị, dụng cụ chế tạo phôi là vạn năng , kết cấu đơn giản,nhưng phương pháp này chỉ tạo được các chi tiết có hình dạng đơn giản, năng suất thấp Rènkhuôn có độ chính xác cao hơn, năng suất cao nhưng phụ thuộc vào độ chính xác của khuôn.Mặc khác khi rèn khuôn phải có khuôn chuyên dùng cho từng loại chi tiết do đó phí tổn tạokhuôn và chế tạo phôi cao Phương pháp này khó đạt được các kích thướt với cấp chính xác 7-

8 ở chi tiết có hình dạng phức tạp

Phôi cán:

Có profin đơn giản, thông thường là tròn, vuông, lục giác, lăng trụ và các thanh hìnhkhác nhau, dùng để chế tạo các trục trơn, trục bậc có đường kính ít thay đổi, hình ống, ốngvạt, tay gạt, trục then, mặt bít Phôi cán định hình phổ biến thường là các loại thép góc, théphình I, U, V… được dùng nhiều trong các kết cấu lắp Phôi cán định hình cho từng lĩnh vựcriêng, được dùng để chế tạo các loại hoa tàu, các máy kéo, máy nâng chuyển… Phôi cán ốngdùng chế tạo các chi tiết ống, bạc ống, then hoa, tang trống, các trụ rỗng… Cơ tính của phôicán thường cao, sai số kích thước của phôi cán thường thấp, độ chính xác phôi cán có thể đạt

từ 9 -> 12 Phôi cán được dùng hợp lý trong trường hợp sau khi cán không cần phải gia công

cơ tiếp theo, điều đó dặc biệt quan trọng khi chế tạo các chi tiết bằng thép và hợp kim khó giacông, đắt tiền…

 Chi tiết giá dẫn hướng có hình dạng khá phức tạp và có một số mặt có độ chính xác kích thướtkhá cao ( cấp 7-8), nên ta không dùng phương phương pháp cán để tạo phôi

o Ngoài ra trong thực tế sản xuất người ta còn dùng phôi hàn nhưng ở quy

mô sản xuất nhỏ, đơn chiếc

 Chọn phôi:

Dựa vào đặc điểm của các phương pháp tạo phôi ở trên , ta chon phương pháp đúc vì:

− Hình dạng của chi tiết khá phức tạp các phương pháp khác không thể thực hiệnđược

− Gía thành chế tạo vật đúc rẻ

− Thiết bị đầu tư ở phương pháp này tương đối đơn giản, cho nên đầu tư thấp

− Phù hợp với sản xuất hàng loạt vừa

− Độ nhám bề mặt, độ chính xác sau khi đúc có thể chấp nhận để có thể tiếp tục giacông tiếp theo

− Vật liệu làm chi tiết là gang 18-36 có tính đúc tốt

1.1 Dạng phôi:

Chi tiết dạng càng, vật liệu chế tạo chi tiết là gang 18-36 , đặc trưng cơ học là dòn ,chịu nén tốt nên dễ bị mõi do kéo Gang là vật liệu thích hợp với phương pháp đúc, hình dạngcủa phôi đúc có thể phức tạp , kích thước bất kỳ, sản lượng có thể rất lớn … nên chọn dạngphôi là phôi đúc.

1.2 Vật liệu:

Gang 18-36 là số hiệu gang có cơ tính trung bình ( thường có nền kim loại péclít –ferít với các tấm grafít tương đối thô) để làm các chi tiết chịu tải trung bình và chịu mài mònít

Thành phần hóa học của gang G 18-36:

%5

Gang có cơ tính tổng hợp không cao bằng thép nhưng có tính đúc tốt, gia công cắt gọt

dễ dàng, chế tạo đơn giản và giá thành rẻ

2 Chọn Phương Pháp Chế Tạo Phôi:

Vì dạng sản xuất là hàng loạt vừa và vật liệu chi tiết là gang GX 18-36 dùng phươngpháp đúc trong khuôn cát mẫu kim loại, làm khuôn bằng máy Với cấp cấp chính xác II Loạiphôi này có cấp chính xác kích thướt làIT16 (theo tài liệu HDTK ĐAMH CNCTM, trang 27)

XÁC ĐỊNH LƯỢNG DƯ TỔNG CỘNG CHO CÁC BỀ MẶT CHI TIẾT

Dung sai kích thướt cho chi tiết đúc:

Tra bảng lượng dư sổ tay công nghệ chế tạo máy

Do cấp chính xác đạt được của phương pháp đúc là cấp 8

Do khuôn làm bằng máy nên ta tra khuôn làm bằng tay nhân với hệ số 0.8

Theo tra bẳng 39.5 STCNCTM ta có lượng dư thể hiện trên hình lồng phôi

Các thông số phôi đúc

Phương pháp đúc trong khuôn cát được làm bằng máy

Kích thước lớn nhất cuả phôi đúc là 371 mm

Cấp chính xác của vật đúc là cấp II theo tiêu chuẩn TOCT 1855

Chất lượng bề mặt phôi đúc Rza + Ta = 0.7 mm

Góc nghiêng thoát khuôn 1°30

’

Bán kính góc lượng r=8 mm

Vật liệu đúc chi tiết càng gạt là gang

Dạng sản xuất là đơn chiếc

Ta có bảng vẽ phôi đúc

T

D

CHƯƠNG IV: CHỌN PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG

CÁC BỀ MẶT CỦA PHÔI

Các bề mặt của phôi được đánh số như sau:

Phân tích và chọn phương pháp gia công các bề mặt:

φ

Chi tiết gia côngđươc định vị trên 2phiến tỳ và các chốt 6

6

Chọn phương án 1:

- Đây là phương pháp gia công ngắn gọn

- Ít nguyên công nên đảm bảo độ chính xác cao

- Năng suất, ít tốn thời gian

CHƯƠNG V: THIẾT KẾ CÁC NGUYÊN CÔNG

VÀ THỜI GIAN HOÀN THÀNHI.Nguyên công 1: làm sạch phôi

II Nguyên công 2: Phay mặt 2 đầu của bề mặt

- Phương pháp gia công: Phay thô

Máy được chọn là máy phay 6P82

Chon kích thước dao.

Do bề rộng các chi tiết rộng B=40 mm tra bảng 4-92 sổ tay công nghệ chế tạo máy I tachọn đường kính dao D=50 mm đường kính lỗ dao d=22, số răng của dao (loại 1) Z=12 răng

Đây là dao tiêu chuẩn và thõa mãn điều kiên B≥0.6D

 40≥0.6×50=30mm

Sơ đồ gá dao

3.Lượng dư gia công

Phần lượng dư đúc để lại = 2.5 mm

q

z B s t T

D c V

Bảng 5-5

8.0

=

v

n k

~ 0,85

Bảng 5-6

7.2

=

v

u K

16.27.28.0

821000

z

S

S= z× × =0.25×12×528=1584 /

24.0528

z B S t

c

u y z

Lượng chạy dao cho răng Sz=0.2 – 0.25(tra bảng 5-141 sổ tay cnct máy 2 trang 127)

Hệ số phụ thuộc vào cách gá dao k1=1

Hệ số phụ thuộc vào góc nghiêng dao chính

90

=

β

độ nên k2=0.714

.07.012

Vận tốc cắt theo công thức

v p u y

=

Trong đó: - Cv; m; x; y; u; q; và p – hệ số và các số mũ cho ở bảng 5-39

Theo bảng (5-39 trang 33)

Bảng (5-5)

8.0

=

v

n k

Bảng (5-6)

4.1

=

v

u K

12,14.18.0

921000

1225

256.0586

D

z B S t

c

u y z

So với công xuất máy 6p82=7kw, máy làm việc bảo đảm an toàn

6. Thời gian gia công

Áp dụng công thức cho dao phay mặt đầu (bảng 31 thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy)

i n S

L L

D

t( − )+(0.5÷3)= 1.4(50−1.4)+2=10,25

mm t

D t tinh

52825,0

425,10230

×

++

=

giây phút

58625

,

0

47230

×

++

=

Tổng thời gian gia công= T0 thô + T0 tinh=3 phút 33 giây

III Nguyên công 3: Phay mặt đầu của bề mặt còn lại và khoan lỗ

10

φ

Phương pháp gia công: phay mặt đầu

- Phương pháp gia công: phay thô

- Máy được chọn là máy phay 6p82

- Thông số máy

- Kích thướt bàn máy (mm) 320x1250

- Số cấp chạy dao 18

Chi tiết được định vị 5 bậc tự do Mặt phẳng đáy khống chế 3 bậc tự do, má cố định khống chế 2 bậc lực kẹp êtô.

Lực kẹp cùng chiều với lực cắt với lực kẹp W > P ( lực cắt)

Giới hạn chạy dao (mm/vòng) 0.1-1.6

Công suất động cơ 4KW

1 Chiều sâu cắt: t=D/2=18/2=9mm.

2 Bước tiến S:

5,1190/)1834.7(/

)34

trong đó : kMV hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công (bảng 5-2>5-4)

kUV hệ số phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt ( bảng 5-6)

k hệ số phụ thuộc vào chiều sâu khoan (bảng 5-31)

Hệ số Cv và các số mũ dùng chi khoan cho ở bảng 5-28

=

MV k

kIV = 0,04Thay vào công thức

V=0,84 m/phút

Tính số vòng quay của mũi khoan:

148)/(

Máy làm việc an toàn

5 Công suất khi khoan

N=(Mx.n)/9750=(10,206.148)/9750=0,15kw (công thức trang 21 STCNCTM2)

6.Xác định số vòng quay của trục chính và lượng chạy dao của đầu khoan:

Quãng đường đi được của 1 điểm trên đầu khoan bằng quãng đường của 1 điểm trên lưỡi cắt chính của mũi khoan

Theo thuyết minh máy chọn lượng chay dao là 0,96

Chương VIII: THIẾT KẾ ĐỒ HỌA GÁ CÔNG NGHỆ

8.1 Hình thành nhiệm vụ thiết kế đồ gá

Vấn đề được chú ý khi thiết kế đồ gá là năng suất, chất lượng và giá thành gia công:+ Đồ gá phải đảm bảo sao cho quá trình định vị và kẹp chặt nhanh chóng, đảm bảothời gian gia công là ngắn nhất

+ Đồ gá phải góp phần đảm bảo độ chính xác gia công

+ Gía thành đồ gá phải rẻ, kết cấu đơn giản dễ chế tạo và lắp ráp, vật liệu phải dễkiếm, dễ thay thế, sử dụng phải dễ dàng thuận tiện

- Đồ gá được chọn là đồ gá cho nguyên công 2, doa lỗ

10

φ

- Để đảm bảo trong quá trình sản xuất chi tiết, trong sản xuất hàng loạt vừa Ta phảidùng đồ gá chuyên dùng phù hợp với kết cấu chi tiết nhằm nâng cao năng suất,nâng cao chất lượng chi tiết, hạ giá thành sản xuất chi tiết

Mặt khác sử dụng đồ gá chuyên dùng để gia công chi tiết ta còn thu được nhiều lợiđiểm hơn đồ gá trên máy vạn năng như:

Đồ gá chuyên dùng góp phần đảm bảo tính chất lắp ráp sản phẩm nâng cao trình độgia công cơ khí trong quá trình sản xuất chi tiết

 Đồ gá chuyên dùng trang bị cho công nghệ nhằm xác định chính xác vị trí giữa vịtrí phôi và dụng cụ gia công và đồng thời giữ ổn định vị trí đó khi gia công các chi tiết khác.

 Đồ gá chuyên dùng làm tăng khả năng làm việc của công nghệ, giảm thời gian phụ,

gá đặt nhanh, giảm thời gian máy khi gia công chi tiết và chi phí lương cho bậc thợ vì khôngcần bậc thợ cao mà vẫn đảm bảo kích thướt gia công cũng như hình dáng hình học của chitiết, trong suốt quá trình gia chi tiết

8.2 Nội dung thiết kế đồ gá

Ở nguyên công này ta cần gia công 2 lỗ

Chi tiết gia công được định vị trên 2 phiến tỳ phẳng 1,2 và các chốt 3,4 và 6

Việc kẹp chặt chi tiết được thực hiện nhờ mỏ kẹp

Như vậy chi tiết được khống chế 6 bậc tự do

Lực kẹp vuông góc với trục chính như hình dưới, phương từ trái qua

Điểm đặt lực, tai bề mặt bên trái chi tiết

Lưc cắt chính PzNhư đã tính ở phần chế độ cắt Pz=80KGTheo bảng 5-42 STCNCTM2

Lực cắt phụ Py:=0,3 – 0,3 PzChọn Py=0,4Pz=0,4x4764,3=21,3KGLực cắt phụ Ph:

Ph =0,3 -0,4Pz, chọn Ph=0,4, Pz=0,4x80=32kg

Lực cắt phụ Px:

Px=0,5-0,55Pz Chọn Px=0,5 Pz=0,5x80=40kgLực cắt phụ Pv:

Ph K f W P

K1- hệ số tính đến trường hợp tăng lực cắt khi độ bóng thay đổi khi gia công thô K1=1,2 khi gia công tinh K1=1

K2- hệ số tăng lực cắt khi mòn dao K2=1-1,8K3- hệ số tăng lực cắt khi gián đoạn K3=1,2K4- hệ số tính đến sai số kẹo chặt do kẹp chặt bằng tay nên chọn K4=1,3K5- hệ số tính đến khi kẹp chặt bằng tay thuận lợi K5=1

K6- hệ số tính đến momen làm quay chi tiết do định vị trên phiến tỳ nên K6=1,5

32316,

)(912

)(878.911523

.4

2)865.2(2)5.3(

2 2

2 1

Kg W

Kg Pz

Pz Pz

W W W

≈

=

=

×+

×

=+

=

Do bu lông chỉ chịu lực dọc trục do đó ta có

Bu lông bị nén do lực nén gây lên và chịu mô men do ma sát trên ren khi siết

đai ốc để tạo ra lực cần thiết là

)(

912 Kg

W ≈

Theo sách máy chi tiết tập 2

Gây lên ứng suất 2/4

3.13.1

4/2

d W d

πσ

350

4912043.14

3.1

πσ

d ≥

Do vậy ta chọn D=14(mm) ta sử dụng bu lôngSai số chế tạo cho phép của đồ gá :

=β

)(027.0)(2729005

10 m mm

đc = µ =ε

Sai số chế tạo cho phép của đồ gá

ct

ε

)(16.0]012.0027.000[1672.0

][

][

2

2 2 2 2 2

mm

đc m k c gđ ct

=+

++

−

=

+++

−

ε

6.Yêu cầu kỹ thuật của đồ gá:

+ Độ không vuông góc giữa tâm khối V và đế đồ gá ≤0.02

+ Độ cứng của khối V và chốt HRC 40….45

+ Độ bóng của bề mặt lắp ráp và định vị ∇8

+ Độ không song song giữa mp của các chốt và đế đồ gá ≤0.05

KẾT LUẬN