QTCN gia công chi tiết bạc trục tăng áp có bản vẽ

Chi tiết được thiết kế là chi tiết bánh xe chủ động Sản lượng hằng năm là: 2000 chiếc, điều kiện sản xuất tự chọn Vật liệu là thép C45 Bánh xe chủ động để truyền động cho các loại xe. Khi làm việc chịu moment xoắn lớn, phức tạp từ trục và chịu tải trọng lớn của xe. Việc thay đổi liên tục các moment sẽ tạo ứng suất tập trung cục bộ tại vành bánh xe Những kích thước quan trọng là những bề mặt lắp ghép, đòi hỏi độ chính xác cao về hình dáng hình học và vị trí tương quan. Đó là các mặt trụ trong ϕ100. Những bề mặt này đòi hỏi phải đảm bảo độ bóng bề mặt, độ đồng tâm, ngoài ra còn yêu cầu độ chính xác các mặt bên Các yêu cầu kỹ thuật của chi tiết là: Độ đồng tâm giữa mặt ngoài ϕ315 và mặt trong A là 0.08 Độ vuông góc giữa măt đầu với mặt A là 0.05 Đường kính mặt trong A đạt cấp chính xác H7 Độ nhám cắt gọt mặt A là 1.25 Độ nhám mặt bên và mặt trụ ngoài là 2.5 Các mặt còn lại là Rz40 Vật liệu chế tạo bánh xe: thép C45. Là kim loại có cơ tính tổng hợp cao, chịu tải trọng nặng, độ bền cao và độ dai va đập. Giá thành khá rẻ Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết Kết cấu của bánh xe ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất, chất lượng gia công, ảnh hưởng đến độ bền làm việc và tính kinh tế.Vì vậy ngay khi thiết kế cần chú ý tới các mặt, phân biệt rõ mặt gia công và mặt không gia công Chi tiết được thêm các gân trợ lực để tăng độ cứng vững khi gia công Kết cấu mặt bên lồi ra gây khó khăn cản trở trong quá trình chạy dao Phần rãnh bề mặt trụ ngoài cùng các lỗ được gia công sau Xác định dạng sản xuất Sản lượng sản xuất hằng năm N=2000 sản phẩm Xác định khối lượng sản phẩm: M = V γ Trong đó γ =7,852 kgdm3 = 7,852 .106 kgmm3

MỤC LỤC

1 Chức năng, điều kiện làm việc của chi tiết 3

2 Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết 3

3 Xác định dạng sản xuất 4

4 Chọn phương pháp chế tạo phôi 5

5 Thứ tự nguyên công 6

a Đánh số các bề mặt chi tiết gia công 6

b Thiết kế sơ bộ nguyên công 7

 Nguyên công 1: Định vị mặt 4, 11 gia công các bề mặt 1, 2, 3 7

 Nguyên công 2: Định vị mặt 1,2 gia công 6, 10, 11 và 7 9

 Nguyên công 3: Định vị mặt 1, 2 gia công các mặt 4 ,5 ,8 10

 Nguyên công 4: gia công lỗ  =12, và khoét lỗ  = 25 11

 Nguyên công 5: gia công lỗ ren M6 11

 Nguyên công 6: gia công lỗ ren M6 mặt còn lại 12

6 Tính lượng dư gia công : 13

7 Tính chế độ cắt cho nguyên công khoan lỗ ∅ 12 17

8 Tra chế độ cắt và tính thời gian gia công cho các nguyên công 20

8.1 Nguyên công 1 20

8.2 Nguyên công 2 24

8.3 Nguyên công 3 26

8.4 Nguyên công 4 28

8.5 Nguyên công 5: gia công lỗ ren M6 29

8.6 Nguyên công 6 : Gia công lỗ ren M6 mặt còn lại 31

8.7 Thời gian gia công cơ bản 31

9 Thiết kế đồ gá cho nguyên công gia công lỗ 12 và khoét lỗ 25 31

9.1 Nhiệm vụ của đồ gá 31

9.2 Phân tích sơ đồ gá đặt và yêu cầu kỹ thuật của đồ gá 31

9.3 Xác định lực kẹp W 32

9.4 Chọn cơ cấu kẹp và cơ cấu sinh lực 34

9.5 Cơ cấu định vị 35

9.6 Cơ cấu dẫn hướng 35

9.7 Xác định sai số chế tạo đồ gá 35

9.8 Yêu cầu kỹ thuật của đồ gá 37

1 Chức năng, điều kiện làm việc của chi tiết

- Chi tiết được thiết kế là chi tiết bánh xe chủ động

Sản lượng hằng năm là: 2000 chiếc, điều kiện sản xuất tự chọn

Vật liệu là thép C45

- Bánh xe chủ động để truyền động cho các loại xe Khi làm việc chịu

moment xoắn lớn, phức tạp từ trục và chịu tải trọng lớn của xe Việc thay đổi liên tục các moment sẽ tạo ứng suất tập trung cục bộ tại vành bánh xe

- Những kích thước quan trọng là những bề mặt lắp ghép, đòi hỏi độ

chính xác cao về hình dáng hình học và vị trí tương quan Đó là các mặt trụ trong ϕ100 Những bề mặt này đòi hỏi phải đảm bảo độ bóng

bề mặt, độ đồng tâm, ngoài ra còn yêu cầu độ chính xác các mặt bên

- Các yêu cầu kỹ thuật của chi tiết là:

- Độ đồng tâm giữa mặt ngoài ϕ315 và mặt trong A là 0.08

- Độ vuông góc giữa măt đầu với mặt A là 0.05

- Đường kính mặt trong A đạt cấp chính xác H7

- Độ nhám cắt gọt mặt A là 1.25

- Độ nhám mặt bên và mặt trụ ngoài là 2.5

- Các mặt còn lại là Rz40

- Vật liệu chế tạo bánh xe: thép C45 Là kim loại có cơ tính tổng hợp cao,

chịu tải trọng nặng, độ bền cao và độ dai va đập Giá thành khá rẻ

2 Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết

- Kết cấu của bánh xe ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất, chất lượng gia

công, ảnh hưởng đến độ bền làm việc và tính kinh tế.Vì vậy ngay khi thiết kế cần chú ý tới các mặt, phân biệt rõ mặt gia công và mặt không

- Chi tiết được thêm các gân trợ lực để tăng độ cứng vững khi gia công

- Kết cấu mặt bên lồi ra gây khó khăn cản trở trong quá trình chạy dao

- Phần rãnh bề mặt trụ ngoài cùng các lỗ được gia công sau

V2' V3'

V4' V4''

   

  =117,81.103 mm3

V4 –V4’–V4’’=

2

340 270

90 2

 Dạng sản xuất loạt lớn( tra bảng 2 T13 [6] )

4 Chọn phương pháp chế tạo phôi

- Do chi tiết có gân phức tạp và có kích thước tương đối lớn nên ta chọn phương pháp đúc

- Vật liệu chi tiết đúc là thép C45 có tính đúc kém hơn vì nhiệt độ nóng

chảy cao, nhiệt độ quá lớn, chảy loãng kém, dễ hòa tan khí, độ co lớn Vì vậy khi đúc thép cần bố trí hệ thống rót, đậu hơi, đậu ngót hợp lý, khuôn đúc: phải đảm bảo tính bền nhiệt, tính thông khí và tính lún tốt

- Ta chọn phương pháp đúc trong khuôn vỏ mỏng Độ chính xác đạt cấp

- Nếu sử dụng phương pháp chế tạo phôi tự động hóa có thể đạt 450 nửa khuôn sau một giờ

- Chọn mặt phân khuôn: mặt phân khuôn đi qua tiết diện lớn nhất, chọn lòng khuôn trên nông hơn

- Mặt rãnh và các lỗ được gia công sau

T

D T

6 8

9

13 12

b Thiết kế sơ bộ nguyên công

Nguyên công 1: Định vị mặt 4, 11 gia công các bề mặt 1, 2, 3

Chi tiết được định vị và kẹp chặt bằng chấu cặp ngược

Chọn máy: máy tiện 1K62 , công suất động cơ điện 10kW, hiệu suất 0,8 Chọn dao:

- Dùng dao tiện lỗ thông suốt để tiện thô mặt trong lỗ bậc:

H =25, B=25, L=200, l=80, d=25, h=21, m = 12.5

- Để tiện tinh lỗ bậc ta sử dụng dao tiện tinh lỗ:

Máy 1k62

Nguyên công 3: Định vị mặt 1, 2 gia công các mặt 4 ,5 ,8

- Gia công mặt 4 dùng dao tiện ngoài đầu cong gắn mảnh hợp kim cứng

như ở các nguyên công trước

- Gia công mặt 5 dùng dao tiện định hình: b = 35 , r = 3, thực hiện tiện 2

S1 S2

M6

Định vị: bằng chốt trụ ngắn và phiến tỳ tại 6, 7 và chốt trụ trám tại lỗ  12

Chọn máy: máy khoan cần 2M75

Chọn dao: theo tài liệu sổ tay gia công cơ T 362 ta chọn

- Mũi khoan ruột gà thép gió đuôi trụ loại nhỏ d=6, L=60,l=30

- Taro d=6 s=1, L=60, l =18, l1 = 3, d1=6, p= 15

Nguyên công 6: gia công lỗ ren M6 mặt còn lại

Chọn máy dao như nguyên công 5

S1 S2

6 Tính l ượng dư gia công : ng d gia công : ư

Ta tính lượng dư khi gia công lỗ Ø100H7, còn tất cả các bề mặt gia côngkhác ta tra bảng

*Yêu cầu kĩ thuật của bề mặt cần gia công :

Vật liệu: vật liệu gia công là thép C45

Độ nhẵn bóng bề mặt sau khi gia công : Ra = 1,25

Để đảm bảo yêu cầu kĩ thuật trên, cần thực hiện gia công qua 2 bước công nghệ là:

+ Gia công thô: Ra= 8020

+ Gia công tinh: Ra=1,250,32

Tính toán lượng dư

Bề mặt gia công là mặt tròn trong đối xứng nên lượng dư nhỏ nhất là :

RZi-1 : Chiều cao nhấp nhô tế vi do bước công nghệ sát trước để lại;

Ti-1 : Chiều sâu lớp hư hỏng bề mặt do bước công nghệ sát trước để lại;

Tra bảng 3.2 T39 [7] ta có : RZi-1 =40 m , Ti-1 = 260 m

Sai lêch không gian ρd của phôi được xác định :

ρ = ρ + ρd 2cv lk2

+ρlk : sai số do lệch thao đúc tạo lỗ có giá trị bằng dung sai kích thước tính từ mặt gia công tới đường tâm trên các lỗ, ρlk = δb = 0,6 mm=600m (bảng 2.11[7])

+ρcv: sai số do độ cong vênh của mặt lỗ sau khi đúc,xác định theo hai

d: đường kính lỗ gia công d = 100 mm

l: chiều dài lỗ gia công l = 30 mm

Rzi-1 sau tiện thô là 50m

Ti-1 sau tiện thô là 50m

Sai lệch không gian còn lại sau khi tiện thô là: ρ = K ρ cl cx ph

ρph: sai số không gian tổng cộng của phôi

Xác định cột kích thước: Kích thước tính toán khi tiện thô sẽ bằng

kích thước tính toán khi tiện tinh trừ đi lượng tối thiểu khi tiện tinh, còn kích

thước tính toán của phôi sẽ bằng kích thước tính toán khi tiện thô trừ đi lượng dư tối thiểu khi tiện thô :

Khi tiện tinh d1 = 100,035 (mm)

Khi tiện thô d2 = 100,035 - 0,3 = 99,735 (mm)

dmax = 100,035 ( mm ) ; dmin = 100,035 – 0,035 =100 (mm)

Khi tiện thô :

dmax = 99,735 (mm) ; dmin = 99,735 - 0,14 = 99,595 (mm)

Phôi:

dmax = 97,525 (mm) ; dmin = 97,525 – 0,22 = 97,305 (mm)

+ Lượng dư giới hạn được xác định như sau :

Khi tiện tinh :

Lượng dư danh nghĩa:Z = 2.Z 0dn 0min + T - T = 2510 + 220 - 35 = 2695(μm)m) ph ct

Trong đó : Tct, Tph là giới hạn trên của dung sai chi tiết và phôi có giá trị lần lượt bằng Tct = 220(m)

Tph = 35 (m)

Kiểm tra độ chính xác của các kích thước tính toán đã thực hiện:

Tiện tinh: Zmax - Zmin = 405 – 300 = 105 (m);

δthô - δtinh = 140 – 35= 105 (m)

Tiện thô: Zmax - Zmin = 2290 – 2210 = 80 (m);

δphôi - δthô = 220 – 140 = 80 (m)

Kích trước giới hạn

- Lượng chạy dao: S (mm/vòng)Tra bảng 5.25 [2] T21 ta có S = 0,27 mm/vòng với HB = 229

Với máy 2M57, ta có phạm vi bước tiến là 0,063 – 3,15 mm/vg, số cấp là 18

D C

.

.

( m/phút )

Trong đó :

Các hệ số : Cv= 9,8; q = 0,4; y = 0,5; m = 0,2 (tra bảng 5.28 T23 [2]) Chu kì bền T = 45 ( phút ) (Tra bảng 5.30 T24 [2])

Kv = kMV kuv klv

+ kMV: Hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công, tra bảng 5.1 [2]

kMV = kn

750

v n



  = 0.83Trong đó:

 Vt =

0,4 0,2 0,5

Máy 2M75 ta có nmin =12,5 , nmax = 1600, m = 22

=>

1 maxmin

x n



=

.12.1008 1000

0,8

M

C q y

n b

Với n = 1

Mx = 10.0,0345.122.0,270,8 0.813 = 14,17 (N.m)

Lực chiều trục: 0 10 q y

P  C D S K Tra bảng [5-32] ta có:

68 1 0,7

p

C q y

=> Vậy máy khoan cần 2M57 đủ công suất để khoan lỗ Ø12

8 Tra chế độ cắt cho các nguyên công và tính thời gian gia công

8.1 Nguyên công 1

- Tiện mặt đầu Ø340

Tiện thô :

+ Lấy t=1,5 mm+ Sb=0,6 mm/vòng, tra bảng 2.62 [4]

Tra theo máy thì nm = 80 v/ph

L L L

 0,875 (phút)

L L L

L L L

 0,2 (phút)

L L L

 (phút)

t L

60

t L

mm

Ta có: L = 30 mm; L2 = 2 mm; S = 0,195 (mm/vg); n = 500 (vg/ph)

 Tcb32 =

30 1,28 2 0,21.500



0,333 (phút)

8.2 Nguyên công 2

- Chế độ cắt và thời gian gia công cơ bản mặt đầu Ø340

Giống như nguyên công 1

- Chế độ cắt cho mặt Ø270 – Ø170

Tiện thô :

+ Lấy t=1,5 mm+ S=0,6 mm/vòng, tra bảng 2.62 [4]

L L L

 0,727 (phút)

Tiện tinh :

- Lấy t= 0,5 mm, Ra =2,5 => Rz = 10 => S = 0,21 mm/vòng, V =

160 m/ph

nt =

t

1000.V 1000.160

188,72 π.D  3,14.270  v/phTra theo máy thì nm = 160 v/ph

L L L



(phút)

- Chế độ cắt và thời gian gia công cơ bản mặt đầu Ø130 – Ø100

Giống nguyên công 1

- Chế độ cắt và thời gian gia công cơ bản mặt trụ trong Ø100

Giống nguyên công1

Từ đó vận tốc cắt thực tế sẽ là:

L L L

Tra theo máy thì nm = 160 v/ph





(phút)

- Tiện vát mép

+ t=1,06 mm+ S=0,6 mm/vòng, tra bảng 2.62 [4]



 0,022 (phút)

8.4 Nguyên công 4

Gia công khoan lỗ Ø12

- Lượng chạy dao : So = 0,22 mm/vòng, tra bảng 2.100 [4]

Tra theo máy 2M57 ta có Sm = 0,2

- Vận tốc cắt : V = vb.k1.k2.k3 = 23.0,9.1,15.1 = 23,805 m/ph, tra theo bảng 2.106 T215 [4]

Công suất cắt khi khoan: N = 1,4 kW

- Thời gian gia công cơ bản

12 cot (0,5 2) cot 60 1



0,55(phút)

Gia công khoét lỗ Ø20 không thủng

- Lượng chạy dao : So = 0,2 mm/vòng, do khoét không thủng

- Thời gian gia công cơ bản

22 cot (0,5 2) cot 60 1

- Thời gian gia công cơ bản

1

.

cb

L L T

- Thời gian gia công cơ bản

1

.

cb

L L T

0 1

6 cot (0,5 2) cot 60 1

   477,7 m/ph Chọn theo máy nm = 400 m/ph

8.6 Nguyên công 6 : Gia công lỗ ren M6 mặt còn lại

Chế độ cắt và thời gian cơ bản như nguyên công 5

8.7 Thời gian gia công cơ bản

Thời gian gia công cơ bản

Ttc = Tcb + Tph + Tphv + Ttn

Ta có : Tcb = (0,875 + 1,64).2 + (0,2 + 0,37).2 + (0,727 + 1,672) + 2,857 + (0,55 + 0,186 + 0,046) + (0,118 + 0,154) 2 + (2,853+0,022) = 12,75 (phút)

 Đồ gá là trang bị công nghệ nhằm xác định vị trí chính xác giữa phôi

gia công với dụng cụ gia công đồng thời giữ vị trí đó ổn định trong quá trình gia công

 Đồ gá góp phần đảm bảo tính chất lắp lẫn của sản phẩm nâng cao trình

độ cơ khí hóa và tự động hóa của quá trình sản xuất cơ khí

9.2 Phân tích sơ đồ gá đặt và yêu cầu kỹ thuật của đồ gá

 Ta định vị chi tiết bằng mặt lỗ và mặt đầu: Cơ cấu phiến tỳ định vị 3

bậc tự do, chốt trụ định vị 2 bậc tự do, và sử dụng một chốt tỳ tại gân

của chi tiết hạn chế bậc tự do còn lại của chi tiết

 Khi khoan lực chạy dao và lực kẹp chặt tác dụng theo cùng một chiều

có xu hướng ấn chi tiết xuống mặt đinh vị nên lực kẹp không cần lớn, yêu cầu lực kẹp phải đảm bảo cho phiến dẫn kẹp chặt chi tiết tại thời

điểm mũi khoan bắt đầu cắt

Pc

McW

Dưới tác dụng của momen xoắn M (do lực cắt gây ra) chi tiết gia

công có khuynh hướng bị xoay quanh trục của mũi khoan Momen ma sát do lực cắt hướng trục P0 và lực kẹp Wx gây ra có xu hướng chống lại momen xoắn Do đó có phương trình cân bằng momen sau đây:

2 ( w).f.R

M

K R P

2 .

M K R

P

d f R 

Trong đó:

d là đường kính mũi khoan: d = 12 mm

R khoảng cách từ tâm mũi khoan đến tâm chi tiết gia công:

K0 là hệ số an toàn tính cho mọi trường hợp, K0 = 1,5

K1 là hệ số làm tăng lực cắt khi lượng dư gia công và độ nhám bề mặt khôngđồng đều, gia công thô => ta lấy K1 = 1,2

K2 hệ số làm tăng lực cắt khi dao bị mòn (1-1,8), ta lấy K2 = 1

K3 hệ số làm tăng lực cắt khi gia công gián đoạn K3 = 1,3

K4 hệ số tính đến sai số khi kẹp chặt K4 = 1

K5 hệ số tính đến mức độ thuận lợi của cơ cấu kẹp bằng tay K5 = 1

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

 M = 10 0,0345 122 0,220,8 0,813 = 12,0284 Nm = 1202,84

kG.mmVậy:





= 10764,84 kG = 1076,48 N

9.4 Chọn cơ cấu kẹp và cơ cấu sinh lực

Chọn cơ cấu kẹp bằng bulong đai ốc M20

+) L: Khoảng cách từ tâm ren vít tới điểm đặt lực, L = 14.d = 280 mm

+) rtb: bán kính trung bình của bulông, rtb = 10 mm

+) : góc nâng ren vít,  = 2030’

+) 1: góc ma sát giữa bulông và đai ốc, 1 = 6040’

+) f : hệ số ma sát giữa bạc C và bề mặt chi tiết, f = 0,15

+) R’: Bán kính trung bình của miếng kẹp

DN bán kính ngoài của mặt đầu đai ốc, DN = 32 mm

DT bán kính trong của mặt đầu đai ốc, DT = 24 mm

9.6 Cơ cấu dẫn hướng

- Chọn phiến dẫn là loại phiến dẫn tháo dời

- Bạc dẫn là loại bạc dẫn thay nhanh

9.7 Xác định sai số chế tạo đồ gá

+ ta có :

gđ = c2 k2 m2  dc2  ct2

Ở đây ta phải tính sai số chế tạo đồ gá, mà sai số gá đặt chưa biết nên ta

chọn trước sai số gá đặt theo sai số gá đặt cho phép

d

1 1 [ ]

H n

 1 : là dung sai kích thước lỗ , Ø100H7 Ø100350   1 = 35(m)

 2 : là dung sai kich thước chốt , Ø100 6n Ø1004523



  2 = 22 (m) ∆min khe hở bán kính nhỏ nhất giữa chốt gá và lỗ chuẩn

min  min min

- k: sai số kẹp chặt phôi, lực kẹp vuông góc với phương kích thước

 k = 0

- m : sai số mòn do đồ gá bị mòn gây ra Sai số mòn được xác định theo

công thức sau đây: m   N (m)

Trong đó  : là hệ số phụ thuộc vào kết cấu đồ định vị,  = 0,2

N : là số lượng chi tiết được gia công trên đồ gá , N = 2000

 m   N = 0,2 2000 = 8.9 (m)

- đc : là sai số điều chỉnh được sinh ra trong quá trình lắp ráp và điều chỉnh

đồ gá Sai số điều chỉnh phụ thuộc vào khả năng điều chỉnh và dụng cụ để điều chỉnh khi lắp ráp Chọn đc = 10 (m)

- gđ : sai số gá đặt, khi tính toán đồ gá ta lấy giá trị sai số gá đặt cho phép:

[gđ] = 3

1

 với  : dung sai của kích thước nguyên công cần cho thiết kế đồ gá

 = 220 (m) (tra theo cấp chính xác 11 với l = 112,5 mm)

 [gđ] = 73,33 (m)

- ct : sai số chế tạo cho phép đồ gá [ct] Sai số này cần được xác định khi

thiết kế đồ gá Do đa số các sai số phân bố theo qui luật chuẩn và phương của chúng khó xác định nên ta sử dụng công thức sau để tính sai số gá đặt cho phép:

[ct]=  2  2 2 2 2 

dc m k c

9.8 Yêu cầu kỹ thuật của đồ gá

- Độ không song song giữa đầu phiến tỳ với mặt đáy đồ gá <0,024 mm

- Độ không vuông góc giữa tâm các bạc dẫn và các mặt đầu chốt tỳ <0,024 mm

Tài liệu tham khảo

[1] Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1 - GS.TS Nguyễn Đắc Lộc

[2] Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2 - GS.TS Nguyễn Đắc Lộc

[3] Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 3 - GS.TS Nguyễn Đắc Lộc

[4] Sổ tay gia công cơ

[5] Sổ tay dụng cụ cắt

[6] Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy - GS.TS.Trần Văn Địch

[7] Hướng dẫn thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy –

GS.TS Nguyễn Đắc Lộc

[8] Đồ gá - GS.TS Trần Văn Địch

[9] Atlat đồ gá - GS.TS Trần Văn Địch