Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết Thân van 4 ngả (H23)

Lời nói đầu Hiện nay, các ngành kinh tế nói chung và ngành cơ khí nói riêng đòi hỏi kỹ sư cơ khí và cán bộ kỹ thuật cơ khí được đào tạo ra phải có kiến thức sâu rộng, đồng thời phải biết vận dụng những kiến thức đó để giải quyết những vấn đề cụ thể thường gặp trong sản xuất, sửa chữa và sử dụng. Mục tiêu của môn học là tạo điều kiện cho người học nắm vững và vận dụng có hiệu quả các phương pháp thiết kế, xây dựng và quản lý các quá trình chế tạo sản phẩm cơ khí về kỹ thuật sản xuất và tổ chức sản xuất nhằm đạt được các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật theo yêu cầu trong điều kiện và qui mô sản xuất cụ thể. Môn học còn truyền đạt những yêu cầu về chỉ tiêu công nghệ trong quá trình thiết kế các kết cấu cơ khí để góp phần nâng cao hiệu quả chế tạo chúng. Đồ án môn học công nghệ chế tạo máy nằm trong chương trình đào tạo của ngành chế tạo máy thuộc khoa cơ khí có vai trò hết sức quan trọng nhằm tạo cho sinh viên hiểu một cách sâu sắc về những vấn đề mà người kỹ sư gặp phải khi thiết kế một qui trình sản xuất chi tiết cơ khí. Sau khi nhận được đề tài:”Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết Thân van 4 ngả (H23) ”. Với sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo hướng dẫn, các thầy cô trong khoa cùng với sự cố gắng lỗ lực của bản thân. Em đã làm việc một cách nghiêm túc, cùng với sự tìm tòi nghiên cứu tài liệu và sự đóng góp ý kiến của bạn bè đồng nghiệp đến nay đề tài của em đã được hoàn thành. Trong quá trình thực hiện, không tránh khỏi những sai sót do trình độ cũng như kinh nghiệm còn hạn chế. Vì vậy em rất mong sự chỉ bảo và giúp đỡ của thầy cô và bạn bè đồng nghiệp để đề tài của em được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo và bạn bè đã giúp đỡ em hoàn thành đề tài này.

Trang 1

Nhận xét của giáo viên hớng dẫn

-

-Lời nói đầu

Hiện nay, các ngành kinh tế nói chung và ngành cơ khí nói riêng đòi hỏi kỹ s cơ khí

và cán bộ kỹ thuật cơ khí đợc đào tạo ra phải có kiến thức sâu rộng, đồng thời phải biết vận dụng những kiến thức đó để giải quyết những vấn đề cụ thể thờng gặp trong sản xuất, sửa chữa và sử dụng

Mục tiêu của môn học là tạo điều kiện cho ngời học nắm vững và vận dụng có hiệu quả các phơng pháp thiết kế, xây dựng và quản lý các quá trình chế tạo sản phẩm cơ khí về

Trang 2

kỹ thuật sản xuất và tổ chức sản xuất nhằm đạt đợc các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật theo yêu cầutrong điều kiện và qui mô sản xuất cụ thể Môn học còn truyền đạt những yêu cầu về chỉ tiêucông nghệ trong quá trình thiết kế các kết cấu cơ khí để góp phần nâng cao hiệu quả chế tạochúng.

Đồ án môn học công nghệ chế tạo máy nằm trong chơng trình đào tạo của ngành chếtạo máy thuộc khoa cơ khí có vai trò hết sức quan trọng nhằm tạo cho sinh viên hiểu mộtcách sâu sắc về những vấn đề mà ngời kỹ s gặp phải khi thiết kế một qui trình sản xuất chitiết cơ khí

Sau khi nhận đợc đề tài:”Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết Thân van 4ngả (H23) ” Với sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo hớng dẫn, các thầy cô trong khoa cùngvới sự cố gắng lỗ lực của bản thân Em đã làm việc một cách nghiêm túc, cùng với sự tìm tòinghiên cứu tài liệu và sự đóng góp ý kiến của bạn bè đồng nghiệp đến nay đề tài của em đã

đợc hoàn thành

Trong quá trình thực hiện, không tránh khỏi những sai sót do trình độ cũng nh kinhnghiệm còn hạn chế Vì vậy em rất mong sự chỉ bảo và giúp đỡ của thầy cô và bạn bè đồngnghiệp để đề tài của em đợc hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo và bạn bè đã giúp đỡ em hoàn thành đềtài này

Phần I Phân tích chức năng, điều kiện làm việc của chi tiết

Dựa vào bản vẽ chi tiết ta thấy Thân van 4 ngả là chi tiết dạng hộp

Đặc điểm của chi tiết dạng hộp: Chi tiết dạng hộp thờng có hình dạng phức tạp vớihình khối rỗng có thành vách xung quanh, trên các vách có nhiều gân và có phần lồi lõmkhác nhau Trên hộp có một số lợng lớn các mặt phẳng phải gia công với độ chính xác khácnhau và cũng có một số lợng những mặt phẳng không phải gia công.Đặc biệt, trên hộp thờng

có một hệ lỗ có vị trí tơng quan chính xác và cũng có một số lợng lớn các lỗ nhỏ để kẹp chặtcác chi tiết khác lên hộp

Thân van 4 ngả có nhiệm vụ dùng để chia nguồn thuỷ lực khí nén ra làm ba đờng nhánhnhỏ hơn Nó gồm có 4 đầu 1 đầu vào lớn và 3 đầu ra có kích thớc nhỏ hơn, ở các đầu có giacông ren để nối với ống dẫn

Trang 3

Thân van 4 ngả có nhiều mặt phải gia công với độ chính xác khác nhau và cũng có một

số bề mặt không phải gia công.Các bề mặt làm việc chủ yếu ở đây là các lỗ trụ φ14;φ6 cácmặt và ren M20, M12, M16 ở các đầu

Cần gia công mặt phẳng trên để làm chuẩn tinh gia công Đảm bảo sự tơng quan của lỗ

φ14 với lỗ φ6 với các bề mặt gia công.Khoảng cách từ tâm lỗ φ14đến một mặt bên trái là :

30+0,05; từ tâm lỗ φ6 đến mặt bên phải là: 30+0.05 và từ tâm lỗ φ6 đến mặt trên là: 17+0.1, 15+0.05 Chi tiết làm việc trong điều kiện chịu áp lực lớn

Vật liệu sử dụng là : GX 15-32 , có các thành phần hoá học sau :

C = 3  3,7 Si = 1,2  2,5 Mn = 0,25  1,00

S < 0,12 P =0,05  1,00

[δ]bk = 150 MPa [δ]bu = 320 MPa (Trang 225, sách Vật liệu học)

Phần II Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết

Từ bản vẽ chi tiết ta thấy:

Kết cấu của chân đế bao gồm: Bên trên là khối hộp hình chữ nhật, phía dới có một khốitrụ, bên trong khối trụ và khối hộp chữ nhật là những bề mặt lỗ và ren, đó là những bề mặtlàm việc

Mặt trên của chân đế có đủ độ cứng vững để khi gia công không bị biến dạng có thể dùngchế độ cắt cao , đạt năng suất cao

Các bề mặt làm chuẩn có đủ diện tích nhất định để cho phép thực hiện nhiều nguyêncông khi dùng bề mặt đó làm chuẩn và đảm bảo thực hiện quá trình gá đặt nhanh

Trang 4

Chi tiết Thân van 4 ngả đợc chế tạo bằng phơng pháp đúc Kết cấu tơng đối đơngiản , tuy nhiên khi gia công các lỗ làm việc chính φ14; φ6 cần phải đảm bảo khoảng cáchgiữa các đờng tâm lỗ với nhau, độ vuông góc giữa các đờng tâm lỗ với mặt phẳng đáy phảichính xác đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật.

N - Số chi tiết đợc sản xuất trong một năm(bao gồm cả phế phẩm)

N1- Số sản phẩm đợc sản xuất trong một năm (cái thành phẩm)

6 + ) = 16500 chi tiết /năm.

Trang 5

2.Tính trọng lợng của chi tiết:

Trọng lợng của chi tiết đợc xác định theo công thức:

Q = V.γ (kg)

Trong đó:

Q - Trọng lợng chi tiết

γ - Trọng lợng riêng của vật liệu γgang xám= 6,8 ữ 7,4 Kg/dm3

V - Thể tích của chi tiết:

Trang 6

Dạng sản xuất

Q1 – Trọng lợng của chi tiết > 200kg 4-200kg <4kgSản lợng hàng năm của chi tiết(chiếc)

<10 10-200 200-500 500-1000 >5000

<100 100-500 500-5000 5000-50000 >50000 với Q = 1,36 (kg)

Lợng d quá nhỏ sẽ không đủ để bớt đi các sai lệch của phôi để biến phôi thành chitiết hoàn thiện, làm ảnh hởng tới các bớc nguyên công và các bớc gia công

Nh vậy, việc xác định phơng pháp tạo phôi dựa trên hình dáng của chi tiết và đảm bảolợng d gia công để nhằm tiết kiệm nguyên vật liệu, quy trình công nghệ đơn giản, giảm đợcthời gian gia công cơ bản trong quá trình chế tạo cơ bản trong quá trình chế tạo chi tiết, tăngnăng xuất lao động nhng vẫn đảm bảo số lợng và chất lợng sản phẩm đồng thời không bị phếphẩm dẫn đến giá thành hạ

Trong công nghệ chế tạo máy thờng sử dụng các phơng pháp tạo phôi sau:

1.1 Phôi dập.

Phôi dập thờng dùng cho các loại chi tiết sau: trục răng côn, trục răng thẳng, các loạibánh răng khác, các chi tiết dạng càng, trục chữ thập, trục khuỷu có các đặc điểm:

Sử dụng một bộ khuôn có kích thớc lòng khuôn gần giống vật gia công

Độ chính xác của vật dập cao, đặc biệt là các kích thớc theo chiều cao và sai lệch giữahai nửa khuôn Thông thờng độ bóng của dập thể tích đạt đợc từ ∆ 2 ữ∆ 4, độ chính xác

đạt đợc ±0.1, ± 0 05

Trạng thái ứng suất vật gia công nói chung là nén khối, do đó kim loại có tính tốthơn, biến dạng triệt để hơn, cơ tính sản phẩm cao hơn và có thể gia công vật phức tạp

Dễ cơ khí hóa nên năng suất cao

Hệ số sử dụng vật liệu cao

Thiết bị sử dụng có công suất lớn, chuyển động chính xác, chế tạo khuôn đắt tiền

Do những đặc điểm trên nên dập thể tích chỉ dùng trong sản xuất hàng loạt và hàngkhối

1.2 Rèn tự do.

- Ưu điểm của rèn tự do:

+ Thiết bị rèn đơn giản, vốn đầu t ít

+ Có khả năng loại trừ các khuyết tật đúc nh rỗ khí, rỗ co….Biến tổ chức hạt thành tổchức thớ, tạo đợc các tổ chức thớ uốn xoắn do đó làm tăng cơ tính của sản phẩm

Trang 7

+ Lợng hao phí kim loại khi rèn ít hơn khi gia công cắt gọt.

- Các nhợc điểm của rèn tự do:

+ Độ chính xác kích thớc, độ bang bề mặt kém

+ Chất lợng vật rèn không đồng đều trong từng thành phần của chi tiết và giữa cácloạt gia công, chất lợng gia công còn phụ thuộc vào trình độ tay nghề của ngời côngnhân và trình độ tổ chức nơi làm việc

+ Năng suất lao động thấp, lợng d, dung sai và thời gian gia công lớn, hiệu quả kinh

tế không cao

+ Sử dụng trong sản xuất đơn chiếc, loạt nhỏ, phục vụ công nghiệp sửa chữa, chế tạomáy

1.3 Đúc trong khuôn kim loại.

Có thể tạo ra sản phẩm có chất lợng cao, kích thớc chính xác, độ bóng bề mặt cao, cókhả năng cơ khí hóa, tự động hóa cao

Giá thành sản phẩm đúc nói chung hạ hơn so với các dạng sản xuất khác

Vật đúc dễ tồn tại các rỗ co, rỗ khí, nứt……

Tiêu hao một phần kim loại do hệ thống đậu rót, đậu ngót

Khi đúc trong khuôn kim loại, tình dẫn nhiệt của khuôn cao nên khả năng điền đầykém Mặt khác có sự cản cơ của khuôn kim loại nên dễ gây ra nứt

1.4 Đúc áp lực

Đúc đợc các vật liệu đúc phức tạp có thành mỏng, đúc đợc các lỗ nhỏ có kích thớckhác nhau, có độ bang và chính xác cao, cơ tính của vật liệu tốt, năng suất cao.Nhngkhuôn chóng bị mòn do kim loại nóng bào mòn khi đợc dẫn ở áp lực cao

1.6 Đúc trong khuôn mẫu chảy

1.8 Đúc trong khuôn vỏ mỏng.

Đạt đợc độ bóng và chính xác cao, vật đúc ít rỗ và khuyết tật Giảm chi phí kim loại,quá trình đúc dễ cơ khí hóa và tự động hóa Chu trình làm khuôn dài, giá thành gia côngkhuôn cao

Thân đò gá có khối lợng khá lớn và sản suất hàng loạt lớn nên ta chọn phôi là phôi

đúc và đúc trong khuôn kim loại Bởi lẽ sau khi so sánh các phơng án tạo phôi ta thấy

đúc trong khuôn kim loại có những u điểm sau:

Trang 8

- Có thể tạo ra sản phẩm có chất lợng cao, kích thớc chính xác, độ bóng bề mặt cao,

có khả năng cơ khí hóa và tự động hóa cao

- Giá thánh vật đúc nói chung hạ hơn so với các phơng pháp tạo phôi khác

- Cơ tính vật đúc cao, tuổi bền kim loại cao

- Đúc trong khuôn kim loại cho phép nâng cao năng suất và tránh những sai hangtrong khi tạo phôi

2 Chọn phơng pháp chế tạo phôi.

Căn cứ vào những phơng pháp tạo phôi ta có các điều kiên sau:

- Vật liệu làm phôi là GX15-32

- Kích thớc của chi tiết không quá nhỏ, hình dạng của chi tiết không quá phức tạp

- Dung sai của bề mặt không gia công là nhỏ ± 0 1

- Dạng sản xuất là dạng sản xuất hàng loạt lớn

Để thỏa mãn đợc những điều kiện trên thì ta chọn phơng pháp tạo phôi là đúc trongkhuôn cát

Đúc trong khuôn cát có u điểm:

Có thể đúc đợc tất cả các loại kim loại và hợp kim có thành phần khác nhauThể đúc đợc các chi tiết có hình dạng, kết cấu phức tạp mà các phơng phápkhác khó hoặc không thể chế tạo đợc

1 Xác định đờng lối công nghệ

Xác định đờng lối công nghệ là xác định phơng pháp thực hiện công việc gia công chitiết sao cho tốn ít thời gian nhất, đạt hiệu quả kinh tế cao nhất mà vẫn đảm bảo độ chính xácgia công Quá trình gia công chi tiết phải qua nhiều nguyên công, nhng phải phân chia cáchthực hiện nguyên công đó nh thế nào để đạt đợc các yêu cầu nói trên? Chúng ta có thể chọnphơng án tập trung nguyên công hay phân tán nguyên công

Tuy nhiên việc chọn cách phân chia nguyên công còn phụ thuộc vào dạng sản xuất, độcứng vững và độ chính xác của chi tiết và điều kiện sản xuất của nớc ta hiện nay Đối vớidạng sản xuất hàng loạt lớn muốn chuyên môn hoá cao có thể đạt đợc độ chính xác cao thìnên chọn phơng án phân tán nguyên công tức là quy trình công nghệ đợc phân ra thành cácnguyên công đơn giản.Ta dùng các máy vạn năng kết hợp với đồ gá chuyên dùng

2 Chọn phơng pháp gia công

Theo bảng 4 [4]:

Trang 9

- Gia công mặt phẳng đáy bằng phơng pháp phay, dùng dao phay mặt đầu, đầu tiên là phaythô sau đó là phay tinh.

- Gia công các mặt phẳng trụ bằng phơng pháp phay, dùng dao phay mặt đầu, đầu tiên làphay thô sau đó là phay tinh

- Gia công lỗ φ14 đạt Ra= 0.5 bằng phơng pháp khoan, khoét , doa thô và doa tinh

Do đó, đối với chi tiết “thân van 4 ngả” ta có phơng án thiết kế nguyên công nh sau: Phơng án 1

1 Nguyên công I : Gia công mặt phẳng đáy A bằng phơng pháp phay

2 Nguyên công II : Gia công mặt phẳng trụ bằng phơng pháp phay

3 Nguyên công V : Phay hai mặt phẳng song song B

4 Nguyên công VI : Phay hai mặt phẳng song song C

5 Nguyên công III : Gia công φ14 bằng phơng pháp khoan, khoét, doa và taro ren M20

6 Nguyên công IV : Gia công lỗ φ6 bằng phơng pháp khoan, khoét, doa và taro ren M12

7 Nguyên công VII : : Gia công lỗ φ6 bằng phơng pháp khoan, khoét, doa và taro ren M16

8 Nguyên công VIII : : Gia công lỗ φ6 bằng phơng pháp khoan, khoét, doa và taro ren M16

Phơng án 2

1 Nguyên công I : Gia công mặt phẳng đáy A bằng phơng pháp phay

2 Nguyên công II : Gia công mặt phẳng trụ bằng phơng pháp phay

3 Nguyên công III : Gia công φ14 bằng phơng pháp khoan, khoét, doa và taro ren M20

4 Nguyên công IV : Gia công lỗ φ6 bằng phơng pháp khoan, khoét, doa và taro ren M12

5 Nguyên công V : Phay mặt phẳng song song B 1

6 Nguyên công VI : Phay mặt phẳng song song B 2

7 Nguyên công VII : Phay mặt phẳng song song C1

8 Nguyên công VIII : Phay mặt phẳng song song C2

9 Nguyên công IX : : Gia công lỗ φ6 bằng phơng pháp khoan, khoét, doa và taro ren M16

10 Nguyên công X : : Gia công lỗ φ6 bằng phơng pháp khoan, khoét, doa và taro ren M16

Ta thấy phơng án 1 hợp lý hơn bởi vì thời gian gia công giảm, giảm đợc một số nguyêncông vì vậy năng suất tăng

Trang 10

4 Lập thứ tự các nguyên công:

Nguyên công I : Phay thô, phay tinh mặt đáy A

*Sơ đồ định vị và kẹp chặt:

Trang 11

Chi tiết đợc định vị 5 bậc tự do:trong đó 2 phiến tỳ khía nhám ở mặt D hạn chế 3 bậc tựdo,2 chốt cầu ở mặt C hạn chế 2 bậc tự do

Chi tiết đợc kẹp chặt bằng 1 bu lông

*Chọn máy: Máy phay đứng vạn năng 6H12

Tra bảng 9-38 T74 [3] ta có:

Mặt làm việc của bàn máy: 320 x 1250 mm

Công suất động cơ chạy dao : N = 1,7 kw

Tốc độ trục chính 18 cấp: 30; 37,5; 47,5; 60; 75; 95; 118; 150; 190; 235; 300; 375; 475;600; 750; 950; 1180; 1500

Chi tiết đợc kẹp chặt từ trên vuông góc xuống bằng đòn kẹp liên động

Trang 12

Trang 13

Chi tiết đợc kẹp chặt từ trên vuông góc xuống bằng đòn kẹp liên động.

Trang 14

D= 125mm; B= 16mm; d(H7)= 32mm; số răng= 14

*Sơ đồ định vị và kẹp chặt:

Chi tiết đợc định vị 6 bậc tự do:Trong đó 1 phiến tỳ lớn ở mặt đáy A hạn chế 3 bậc tự do;

2 chốt tỳ cầu ở mặt bên B của chi tiết hạn chế 2 bậc tự do, và 1 chốt tỳ cầu ở mặt C hạn chế

1 bậc

Trang 15

*Chọn dao: Tra bảng (4- 40)T319 (4-41 )T326 và (4- 47) T332 [ 1] ta có:

- Ta chọn mũi khoan ruột gà bằng thép gió, chuôi côn có d = 13,8mm; L= 189mm; l= 108

- Chọn mũi khoét thô chuôi côn liền khối có D=14mm; L= 180mm; l= 100mm

- Chọn mũi khoan ruột gà bằng thép gió, chuôi côn có d= 17,8mm; L= 105mm;

L= 40mm

- Chọn mũi khoét thô chuôi côn có D= 18,1mm; L= 160mm; l= 80mm

- Chọn mũi taro ren có d= 20mm; p= 2mm; L= 102mm; l= 32mm

Nguyên công VI: Khoan, khoét và taro ren M12

*Định vị và kẹp chặt:

Trang 16

n3

Chi tiết đợc định vị 6 bậc tự do: Trong đó 1 phiến tỳ lớn ở mặt trụ đã gia công hạn chế 3 bậc

tự do; 2 chốt trụ cầu ở mặt bên hạn chế 2 bậc tự do; một trụ cầu khác ở mặt C hạn chế 1 bậc

tự do chống xoay của chi tiết

* Chọn máy : : Máy phay đứng vạn năng 6H12

Tra bảng 9-38 [3] ta có:

*Chọn dao: Tra bảng (4- 40) T319 và (4- 47) T332 (4- 136) T421 [ 1] ta có:

- Ta chọn mũi khoan ruột gà bằng thép gió , chuôi côn có d= 6mm sâu 32mm

- Ta chọn mũi khoan ruột gà bằng thép gió, chuôi côn có d = 9,8mm; L= 110mm; l= 50mm

- Chọn mũi khoét thô chuôi côn liền khối có D=10,1mm; L= 160mm; l= 80mm

- Chọn mũi taro ren có d= 12mm; p= 2mm; L= 102mm; l= 32mm

Trang 17

Nguyªn c«ng VII: Khoan, khoÐt vµ taro lç ren M16x2

*§Þnh vÞ vµ kÑp chÆt:

Trang 18

Chi tiết đợc định vị 6 bậc tự do: Trong đó phiến tỳ lớn ở mặt phẳng đáy A đã gia công hạnchế 3 bậc tự do; 2 chốt cầu ở mặt bên vừa gia công hạn chế 2 bậc tự do; một chốt cầu ở mặttrớc vừa gia công hạn chế một bậc tự do của chi tiết

* Chọn máy : Máy phay đứng vạn năng 6H12

- Ta chọn mũi khoan ruột gà bằng thép gió, chuôi côn có d = 13,8mm; L= 105mm; l=30 mmsâu 15mm

- Chọn mũi khoét thô chuôi côn liền khối có D=14,1mm; L= 160mm; l= 80mm sâu 15mm

- Chọn mũi taro ren có d= 16mm; p= 2mm; L= 102mm; l= 32mm sâu 15mm

Nguyên công VIII: Khoan, khoét và taro lỗ ren M16x2

*Định vị và kẹp chặt:

Trang 19

Chi tiết đợc định vị 6 bậc tự do: Trong đó 2 phiến tỳ ở mặt phẳng đáy A đã gia công hạn chế

3 bậc tự do; 2 chốt trụ cầu ở mặt bên vừa gia công hạn chế 2 bậc tự do; một chốt trụ cầu ởmựt trớc vừa gia công hạn chế một bậc tự do của chi tiết

* Chọn máy : Máy phay đứng vạn năng 6H12

Tra bảng 9-38 [3] ta có:

- Ta chọn mũi khoan ruột gà bằng thép gió, chuôi côn có d = 13,8mm; L= 105mm; l=30 mmsâu 15mm

- Chọn mũi khoét thô chuôi côn liền khối có D=14,1mm; L= 160mm; l= 80mm sâu 15mm

- Chọn mũi taro ren có d= 16mm; p= 2mm; L= 102mm; l= 32mm sâu 15mm

Định dạng
Số trang	39
Dung lượng	731 KB