Đồ án chế tạo máy chi tiết dạng trục , đồ án trục

Chi tiết đã cho dạng trục bậc 1 được dùng trong máy dệt. Một đầu có được xẻ rãnh và có ren gắn cố định vào một chi tiết khác. Đầu còn lại có lỗ và rãnh thông dùng để liên kết với chi tiết khác.Bề mặt làm việc chủ yếu là bề mặt rãnh 11. Ngoài ra, vì trục có một đầu có ren và là trục bậc nên trục phải đạt được độ cứng cần thiết để không bị gãy khi làm việc

Trang 1

SẢN PHẨM

I.1 Phân tích điều kiện làm việc của sản phẩm

Các chi tiết dạng trục được dùng rất phổ biến trong ngành chế tạo máy, bề mặt chính cần gia công là bề mặt tròn xoay Có các loại trục khác nhau:

Bề mặt làm việc chủ yếu là bề mặt rãnh 11 Ngoài ra, vì trục có một đầu có ren và

là trục bậc nên trục phải đạt được độ cứng cần thiết để không bị gãy khi làm việc

I.2 Yêu cầu kỹ thuật của chi tiết

I.2.1 Dung sai và độ nhám bề mặt

 Bề mặt ngõng trục gia công đạt độ chính xác cấp 7÷8

 Độ côn bằng 0.25÷0.5 dung sai đường kính lỗ

 Nhám mặt đầu trục ren Rz = 40

 Nhám các bề mặt còn lại Ra = 2.5

 Rãnh then được gia công theo chiều rộng đạt độ chính xác cấp 4÷6

 Bề mặt ren được gia công đạt độ chính xác cấp 7÷8 đối với ren

I.2.2 Độ chính xác vị trí tương quan giữa các bề mặt

 Sai lệch của cổ trục ren M20x1.5 so với tâm chung của trục cho phép trong giới hạn 0.05÷0.1mm

 Độ không đối xứng của rãnh 11 đối với không quá 0.03 trên 100mm chiều dài

 Độ không vuông góc giữa và không quá 0.05 trên 100mm chiều dài

 Độ cứng sau nhiệt luyện đạt từ 45÷50HRC

I.3 Tính công nghệ trong kết cấu’

 Các bề mặt của trục có thể được tiện bằng phương pháp tiện thông thường Đối với rãnh

11 ta có thể dùng phương pháp xọc gá phôi nghiêng để gia công Riêng rãnh 12 ta có thểdùng phương pháp phay

 Trục phải đảm bảo được độ cứng vững khi làm việc

 Vì là chi tiết nhỏ, phần lắp rãnh 12 có chỉ phù hợp với những kết cấu cứng vững vừa nênchọn vật liệu thép C45 có thành phần hóa học như sau:

Trang 2

PHẦN IIĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

II.1 Định dạng sản xuất

Trong chế tạo máy người ta phân biệt 3 dạng sản xuất:

 Sản xuất đơn chiếc

 Sản xuất hàng loạt

 Sản xuất hàng khối

Muốn xác định dạng sản xuất trước hết phải biết sản lượng hàng năm của chi tiết giacông

Sản lượng hàng năm là : 4000chiếc/năm

Sau đó cần xác định trọng lượng Q1 của chi tiết:

Q1 = V.γTrong đó: Q1 : Trọng lượng của chi tiết (kg)

Trang 3

24 30

23 27

Tra bảng 2[1] (“Hướng dẫn đồ án công nghệ chế tạo máy – Nguyễn Quang Tuyến) ta cóđược dạng sản xuất là hàng loạt vừa

Trang 4

PHẦN IIILỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI

III.1 Lựa chọn phương pháp chế tạo phôi

Đối với chi tiết nhỏ, vật liệu để chế tạo trục là thép C45 nên ta có thể dùng phôithanh hoặc phôi dập

Đối với phôi thanh, dạng trụ trơn, khi gia công sẽ gây ra lượng dư khá lớn do chitiết trục bậc 1

Trang 5

pháp này là khá tốn kém chi phí ban đầu cho máy dập và máy ép công suất.

Tuy nhiên, đối với dạng sản xuất hàng loạt vừa trở lên cho chi tiết nhỏ, ta chọnphương pháp dập

III.2 Thiết kế bản vẽ lồng phôi

Phần IVTHIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CHI TIẾT

IV.1 Phân tích các đặc điểm về yêu cầu kĩ thuật các bề mặt cần gia công

Trang 6

Chi tiết có dạng trục nên ta dùng phương pháp gia công tiện cho các nguyên công.Các bề mặt trục Ø28, rãnh 2x2 ta có thể dùng phương pháp tiện để đạt kích thước và độnhám yêu cầu.Đối với ren ngoài M20x1,5, trước tiên ta tiện thô rồi sau đó taro ren hoặctiện ren Ta dùng phương pháp phay rãnh mồi để có được lỗ Ø10 Đối với rãnh 11 có độnghiêng thì ta dùng phương pháp xọc, đồng thời gá đặt phôi sao cho bề mặt cần gia côngthẳng đứng Rãnh 12 thì ta dùng phương pháp phay để đạt hình dạng và kích thước cầnthiết.

IV.2 Phân chia trình tự các nguyên công

A.Trình tự các nguyên công gia công:

Chi tiết có chiều dài không lớn lắm, độ chênh lệch giữa các đường kính bề mặt trụkhông quá nhiều nên ta có thể không cần nhiệt luyện trước khi gia công Từ những phôinày ta gia công theo trình tự sau để được chi tiết

Trình tự các nguyên công:

 Nguyên công 1: Khỏa mặt đầu và khoan 2 lỗ tâm

 Nguyên công 2: Tiện mặt trụ Ø28 và vát đầu trục

 Nguyên công 3: Tiện rãnh 2x2, tiện mặt trụ Ø20, vát đầu trục và tiện ren M20x1,5

 Nguyên công 4: Phay rãnh 24x12

 Nguyên công 5: Khoan lỗ Ø10

 Nguyên công 6: Phay rãnh 11

 Nguyên công 7: Xọc 4 mặt nghiêng của rãnh 11

 Nguyên công 8: Nhiệt luyện

 Nguyên công 9: Kiểm tra

B Lập quy trình công nghệ, chọn máy, dao cho từng nguyên công.

IV.2.1 Nguyên công 1: Khỏa mặt đầu và khoan 2 lỗ tâm.

- Sơ đồ định vị kẹp chặt:

+ Định vị 5 bậc tự do bằng 1 khối V dài và 1 chốt tỳ + Kẹp chặt bằng mỏ kẹp Lực kẹp có điểm đặt, phương chiều như hình vẽ

Trang 7

70+0.2

- Chọn máy: máy phay và khoan tâm bán tự động MP-71M

+ Công suất động cơ phay - khoan là 7,5 - 2,2 (kW)

- Chọn dao: Theo bảng 4-92/(STCNCTM-I): chọn dao phay mặt đầu bằng thépgió, kích thước: D = 40 mm, số răng: z = 10 răng Theo bảng 4-40/(STCNCTM-I): chọnmũi khoan ruột gà thép gió

+ Tuổi bền của dao: theo bảng 2-82/(STGCC), T = 180 (ph)

IV.2.2 Nguyên công 2: Tiện Ø28 và vát đầu trục.

Trang 8

- Chọn máy: máy tiện T6M16 công suất động cơ là 4,5(kW)

- Chọn dao: Theo bảng 4-6/(STCNCTM-I): chọn dao tiện ngoài thân cong bằngthép gió, kích thước: b=16 mm, h=10 mm, L=100 mm, φ=10o Tuổi bền của dao: theobảng 2-82/(STGCC), T = 120 (ph)

IV.2.3 Nguyên công 3: Tiện rãnh 2x2, tiện mặt trụ Ø20,vát đầu trục và tiện ren

- Chọn máy: máy tiện T6M16 công suất động cơ là 4,5 (kW)

- Chọn dao: Theo bảng 4-6/(STCNCTM-I): chọn dao tiện ngoài thân cong bằngthép gió, kích thước: b=10 mm, h=16 mm, L=100 mm

Theo bảng 4-8/(STCNCTM-I): chọn dao tiện rãnh thân cong bằng thép gió,kích thước: b=10 mm, h=16 mm, L=100 mm

Theo bảng 4-12/(STCNCTM-I): chọn dao tiện ren gắn mảnh hợp kim cứng,kích thước h=20 mm, b=12 mm, L=120 mm

IV.2.4 Nguyên công 4: Phay rãnh có kích thước 24x12.

+ Định vị 5 bậc tự do bằng 1khối V dài và 1 chốt tỳ ở đầu trục

+ Kẹp chặt bằng mỏ kẹp

Trang 9

- Chọn máy: máy phay 6H82 công suất động cơ là 4,5(kW)

- Chọn dao: Theo bảng 4-91/(STCNCTM-I): chọn dao phay đĩa 2 phía gắn mảnhhợp kim cứng, kích thước: D=100 mm, B=18 mm, d=32 mm, số răng 8 Tuổi bền daoT=180 ph

IV.2.5 Nguyên công 5: Khoan lỗ Ø10.

+ Định vị 6 bậc tự do bằng 2 khối V ngắn, 1 chốt tỳ ở đầu trục và 1 chốt tỳ ởmặt trong của rãnh

Trang 10

- Chọn máy: máy khoan K135 công suất động cơ là 4(kW)

- Chọn dao: Theo bảng 4-40/(STCNCTM-I): chọn mũi khoan ruột gà thép gió,kích thước: d=10 mm, L=100 mm Tuổi bền dao T=120 ph

IV.2.6 Nguyên công 6: Phay rãnh 11 vuông góc với lỗ Ø10.

+ Định vị 6 bậc tự do bằng 2 khối V ngắn, 1 chốt tỳ ở đầu trục và 1 chốt trám

lỗ Ø10

Trang 11

70+0.2

- Chọn máy: máy phay đứng 6H12 công suất động cơ là 4,5(kW)

- Chọn dao: Theo bảng 4-71/(STCNCTM-I): chọn dao phay ngón hợp kim cứng,kích thước: D=11 mm, l=20 mm, L=50 mm, số răng 5 Tuổi bền dao T=180 ph

IV.2.7 Nguyên công 7: Xọc 4 mặt nghiêng của rãnh 11.

Trang 12

- Chọn máy: máy xọc 7A412 công suất động cơ là 1,5 (kW)

- Chọn dao: Theo (STCNCTM-I): chọn dao xọc bằng thép gió, kích thước: b=11

Khäng khê

Trang 13

IV.3 Tra lượng dư cho từng bước công nghệ.

* Tra theo bảng 3-17/(STCNCMT-I): lượng dư đối với các phôi dập trên máy ép cóthể đạt từ 0,1-0,6mm

* Theo bảng 3-3-/STCNCMT-I: lượng dư và dung sai đối với trục bậc dập nguội quaytròn a = 0,5±0,1mm

* Tra bảng 3-125/(STCNCTM-I) lượng dư cho việc phay mặt phẳng a=1mm, dungsai T=+0,3mm

* Tra bảng 3-120/(STCNCTM-I) lượng dư cho tiện tinh trục sau khi tiện thô là2a=0,9mm  a=0,45mm

IV.4 Tra chế độ cắt cho từng bước công nghệ.

Trang 14

- Chọn chế độ cắt khi phay mặt phẳng bằng dao phay mặt đầu thép gió

với D = 40 mm, số răng z = 10

- Lượng chạy dao răng Sz = 0,12mm/răng (bảng 5-119/STCNCTM-I)

 Lượng chạy dao vòng S = Sz.n = 0,12.10 = 1,2 mm/vòng

- Tốc độ cắt Vb = 43 m/ph

- Số vòng quay trục chính 40. 342( / )

43.1000

1000

ph vòng D

V

ππ

1000

ph vòng D

V

ππ

 chọn theo máy n = 1500 vòng/phút

- Công suất cắt N = 1,5 kW

IV.4.2 Nguyên công 2: Tiện mặt trụ Ø28 và vát đầu trục

* Bước 1: Tiện thô Ø28

- Chiều sâu cắt t = 1 mm

- Chọn chế độ cắt khi tiện thô mặt ngoài bằng dao tiện thép gió

- Lượng chạy dao S = 0,53 mm/vòng (bảng 5-60/STCNCTM-II)

- Tốc độ cắt V = 52 m/phút

 Số vòng quay trục chính 28. 591( / )

52.1000

1000

ph vòng D

V

ππ

Trang 15

54.1000

1000

ph vòng D

V

ππ

1000

ph vòng D

V

ππ

- Chọn chế độ cắt khi tiện rãnh bằng dao tiện thép gió

- Vận tốc cắt V = 42 m/ph (bảng 5-73a/STCNCTM-II)

42.1000

1000

ph vòng D

V

ππ

Trang 16

52.1000

1000

ph vòng D

V

ππ

1000

ph vòng D

V

ππ

- Chọn chế độ cắt khi phay thép bằng dao phay đĩa thép gió

- Với D = 100 mm, số răng z = 8 răng

- Lượng chạy dao răng Sz = 0,1 mm/răng (bảng 5-163/STCNCTM-II)

 Lượng chạy dao vòng S = Sz.z = 0,1.8 = 0,8 mm/vòng

- Tốc độ cắt V = 45 m/phút (bảng 5-164/STCNCTM-II)

45.1000

1000

ph vòng D

V

ππ

 lượng chạy dao phút Sph = 0,8.175 = 140 mm/ph

- Công suất cắt N = 2,2 kW (bảng 5-167/STCNCTM-II)

* Phay tinh:

Trang 17

Với D = 100 mm, số răng z = 8 răng

- Lượng chạy dao răng Sz = 0,08 mm/răng (bảng 5-163/STCNCTM-II)

50.1000

1000

ph vòng D

V

ππ

- Công suất cắt N = 1,9 kW(bảng 5-181/STCNCTM-II)

IV.4.5 Nguyên công 5: Khoan lỗ Ø10

- Chọn chế độ cắt khi khoan thép bằng mũi khoan ruột gà thép gió

24.1000

1000

ph vòng D

V

ππ

IV.4.6 Nguyên công 6: Phay rãnh 11

* Bước 1: Phay thô

- Chọn chế độ cắt khi phay thép bằng dao phay ngón thép gió

- Với D = 10 mm, số răng z = 5

- Lượng chạy dao răng S = 0,035 mm/răng (bảng 5-153/STCNCTM-II)

Trang 18

* Bước 2: Phay tinh

- Chiều sâu cắt t = 0,5 mm

- Chọn chế độ cắt khi phay thép bằng dao phay ngón thép gió

- Với D = 11 mm, số răng z = 5

- Lượng chạy dao răng S = 0,025 mm/răng (bảng 5-153/STCNCTM-II)

35.1000

1000

ph vòng D

V

ππ

IV.4.7 Nguyên công 7: Vát 4 mặt nghiêng của rãnh 11

- Chiều sâu cắt t = 3 mm

- Lượng chạy dao S = 0,15 mm/hành trình kép (bảng 5-83/STCNCTM-II)

- Tốc độ cắt V = 12,6 m/phút (bảng 5-84/STCNCTM-II)

- Công suất cắt N = 1,2 kW

IV.5 Thời gian cơ bản cho từng nguyên công.

IV.5.1 Nguyên công 1:

* Bước 1: Khỏa 2 mặt đầu

- Công thức tính thời gian là: S.n

LLL

+ L là chiều dài bề mặt gia công, L = 28 mm

+ L1 là chiều dài ăn dao, L1 = t ( D − t ) + 0 , 5 ÷ 3

+ L2 = 2÷5 mm, chọn L2=4

t = 4 mm⇒L1= t(D−t)+0,5÷3= 4(40−4)+2=14mm

)(11,0350.10.12,0

41428

⇒

Trang 19

+ L là chiều dài bề mặt gia công, L = 1,5 mm

+ L1 là chiều dài ăn dao, 2cot 60 (0,5 2) 3

6)25,0(cot2

0

mm+ L2 = 1÷3 mm, chọn L2=2

)(03,01500.16,0

235,1

1 0

+

=+ L là chiều dài bề mặt gia công, L = 28 mm

+ L1 là chiều dài ăn dao,

25,0

ϕ

tg

t L

+ L2 = 1÷3 mm, chọn L2 = 2, i = 1

* Tiện thô

t = 2 mm, φ = 10o

5,2210

125,0

tg tg

t L

)(12,01.500.53,0

25,228

tg tg

t L

 0,15.500 .1 0,46( )

28,428

* Vát đầu trục:

Trang 20



)(12,01.500.53,0

25,228

* Tiện rãnh 2x2, tiện mặt trụ Ø20,vát đầu trục và tiện ren M20x1,5.

- Công thức tính thời gian là: S n i

L L

1 0

+

=+ L là chiều dài bề mặt gia công

+ L1 là chiều dài ăn dao,

25,0

ϕ

tg

t L

+ L2 = 1÷3 mm, chọn L2 = 2, i = 1

* Tiện rãnh 2x2:

t = 0,25 mm, φ = 10o , L = 2 mm,

325,010

25,025,0

tg tg

t L



)(14,01.500.1,0

232

125,0

tg tg

t L

)(14,01.500.53,0

25,728

tg tg

t L



)(042,01.500.5,0

25,71

5,125,0

tg tg

t L



)(12,01.475.75,0

25,1028

Trang 21

- Công thức tính thời gian là: S.n

+ L1 là chiều dài ăn dao, L1 = t ( D − t ) + 0 , 5 ÷ 3

42424

41224

Thời gian cho cả nguyên công là T=T01+T02=1,44+1,25=2,69 (phút)

* Khoan lỗ Ø10

LLL

+ L1 là chiều dài ăn dao, 2 cot 60 (0,5 2) 4,5

10)25,0(cot2

25,428

L+ +

Trang 22

45,428

Thời gian cho cả nguyên công là T=T01+T02=0,25+0,3=0,55 (phút)

IV.5.7 Nguyên công 7: Xọc 4 mặt nghiêng của rãnh 11

- Công thức tính

)(13,01137.15,0

2.11

n S

i B

+ B = 11 mm, S = 0,15 mm/ht kép

+

11372

.5,14

1000.33)1(

1000

=

=+

=

m L

V

 T = 4T1 = 4.0,13 = 0,52 ph

Trang 23

đó, đồ gá cũng tạo ra lực kẹp đủ lớn để đảm bảo giữ chặt chi tiết trong quá trình giacông.

- Qua những yếu tố trên, đồ gá cần phải đảm bảo những yêu cầu sau:

+ Kết cấu định vị phải phù hợp với kết cấu và độ bóng của chi tiết+ Kết cấu định vị cần đảm bảo lâu dài về vị trí tương quan, các kích thước tương quan

+ Kết cấu định vị đảm bảo độ bền qua nhiều lần sử dụng

+ Cơ cấu kẹp chặt phải tạo ra lực kẹp cần thiết để đảm bảo độ cứng vững trong quá trình gia công

+ Cơ cấu kẹp chặt phải có kích thước gọn, đủ bền, phù hợp với thang

Trang 24

,1.6,12.15,0.3.247.10V

08 , 1 0 , 1 0 , 1 0 , 1 08 , 1

.

Các hệ số trên tra theo bảng 5-22/STCNCTM-II

Lực cắt tạo với lực kẹp 1 góc có tgα=2/14  α~8,13o, bao gồm 2 thành phần: lực

P01=P0.cosα có phương trùng với phương lực kẹp và P02=P0.sinα có phương dọc trục nên

ta có:

200313

,8cos.12003

,015,0

13,8sin.1200.16,2cos.sin

2 1

+

=+

+

f f

P K W

Trang 25

K3- hệ số tăng lực cắt khi gia công gián đoạn, K3=1,2

K4- hệ số tính đến sai số của cơ cấu kẹp chặt, K4=1

K5- hệ số tính đến mức độ thuận lợi cơ cấu kẹp, K5=1

K6- hệ số tính đến mômen là quay chi tiết, K6=1

f1: hệ số ma sát giữa mỏ kẹp và chi tiết, f1=0,1÷0,15  chọn f1=0,15

f2: hệ số ma sát giữa mặt chuẩn của chi tiết và chi tiết định vị,

f2=0,1÷0,3  chọn f2=0,3

d Lực kẹp:

Đối với dạng sản xuất hàng loạt vừađòi hỏi tính cơ khí hoá cao Do đó ta phải chọn cơ cấu kẹp chặt có tính cơ động cao, tháo lắp chi tiết phải nhanh, gá lắp chi tiết phải nhanh, chính xác Để đáp ứng những đòi hỏi trên ta chọn cơ cấu kẹp chặt là mỏ kẹp, kẹp bằng cơcấu thanh kẹp trượt và bulông (cơ cấu kẹp ren vít – Atlas đồ gá, bảng 4-2)

e Tính toán nguồn sinh lực:

- Sơ đồ nguyên lý cơ cấu kẹp:

Lực dọc trục bulông Q sinh ra khi xiết chặt đai ốc:

l

L W

Q= ×

Trang 26

Theo bảng 8-51/(STCNCTM-II), với Q = 6386N, ta chọn bulông có đường kính d

= 16(mm).Với chiều dài tay vặn 190 mm và lực tác động vào tay vặn là 100 N Theobảng 8-30-(STCNCTM-II), ta xác định kích thước cơ bản của thanh kẹp trượt: L = 125(mm), l = 56 (mm)

Trang 27

xuất bản khoa học kỹ thuật-2004

[2] Hướng dẫn thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy_Gs.Ts Nguyễn Đắc Lộc-Lưu Văn Nhang Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật-2004

[3] Giáo trình công nghệ chế tạo máy_trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng 2005

[4] Trang bị công nghệ và cấp phôi tự động_thầy Châu Mạnh Lực-Phạm Văn Song.Trường ĐHBK Đà Nãng 2003

[5] Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1 Nhà xuất bản khoa học kỹ 1999

[6] Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2 Nhà xuất bản khoa học kỹ 2007

[7] Atlas đồ gá_ Gs.Ts Trần Văn Địch.Nhà xuất bản khoa học kỹ 2004

[8] Nguyên lý cắt kim loại_ Gs.Ts Trần Văn Địch.Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật-2006

[9] Dung sai lắp ghép_PGS.TS Ninh Đức Tốn.Nhà xuất bản giáo dục 2007

[10] Kỹ thuật đo lường -kiểm tra trong chế tạo cơ khí_Pgs.Ts Nguyễn Tiến Thọ-Gvc Nguyễn Thi Xuân Bảy-Ths Nguyễn Thị Cẩm Tú.Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật-2004

[11] Đồ gá cơ khí hóa & tự động hóa Gs.Ts Trần Văn Địch-Pgs.Ts Lê V

ăn Tiến- Pgs.Ts Trần Xuân Việt.Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật-2003

Định dạng
Số trang	28
Dung lượng	590,83 KB