Thiết kế quy trình chế tạo, gia công và đồ gá càng gạt c15

dạng càng còn dùng để đẩy bánh răng khi cần thay đổi tỉ số truyền tronghộp tốc độ .Trên chi tiết dạng càng ngoài những lỗ cơ bản cần được gia công chínhxác còn có những lỗ dùng để kẹp c

CHƯƠNG I:

PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

I Phân tích chức năng làm việc của chi tiết.

Càng gạt là chi tiết dạng càng Chi tiết dạng càng thường có chức năngbiến đổi chuyển động thẳng của chi tiết này ( Piston của động cơ đốt trong )thành chuyển động quay của chi tiết khác ( trục khuỷu ) Ngoài ra chi tiết

dạng càng còn dùng để đẩy bánh răng ( khi cần thay đổi tỉ số truyền tronghộp tốc độ ).

Trên chi tiết dạng càng ngoài những lỗ cơ bản cần được gia công chínhxác còn có những lỗ dùng để kẹp chặt, các mặt đầu của lỗ và những yếu tốkhác cần được gia công

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

Vật liệu chế tạo chi tiết càng gạt C15 là gang xám 15-32 Đây là loại vậtliệu có tính đúc tốt, ta có thể sử dụng phương pháp đúc để chế tạo phôi.Chiều dầy của càng là 10-15 mm, do vậy tính cứng vững của chi tiếtkhông cao Vì vậy khi gia công càng cần phải chú ý đến vấn đề kẹp chặt chitiết

Do các mặt đầu của càng không cùng nằm trên một mặt phẳng, do vậykhi gia công ta phải gá đặt nhiều lần (không gia công được các mặt đầutrong một lần gá), điều này ảnh hưởng đến năng suất gia công

Độ chính xác của các lỗ chính cao, bề mặt lỗ 10, 20 cần gia công đạt

độ nhám Ra = 2,5 (6), với dung sai ), với dung sai 10 là 0,03( tương ứng với cấpchính xác H7); ); 20 là 0,035 (tương ứng với cấp chính xác H7); ) Để đạtđược yêu cầu này ta phải gia công qua các bước khoan-khoét-doa

Các bề mặt đầu cần gia công đạt độ nhám Rz = 20 (5), ta có thể giacông đạt được yêu cầu này bằng phương pháp gia công phay, qua các bướcphay thô và phay tinh

Độ không song song giữa bề mặt C và B là 0,03; độ không vuông gócgiữa bề mặt D và A là không quá 0,03; độ không song song của các tâm lỗ

cơ bản không quá 0,03/100mm chiều dài Các yêu cầu kỹ thuật này ta hoàntoàn có thể đạt được khi gia công trên các máy vạn năng hay các máychuyên dùng

III Xác định dạng sản xuất.

- Xác định trọng lượng của chi tiết:

Ta có:

Q = V. (kg)Trong đó:

Q : Trọng lượng của chi tiết (kg)

2  2 = 35437); ,16), với dung sai 5 mm3

V3 = 25546), với dung sai ,7); 2/cos280 = 28933,45 mm3

 V= 2.7); 822,56), với dung sai 6), với dung sai + 35437); ,16), với dung sai 5 +2.28933,45 =108949,197); mm3

 Q = 7); ,1.0,10895 = 0,7); 7); 3 kg

- Tính số lượng chi tiết cần chế tạo trong một năm:

M : Số chi tiết đang xét có trong một sản phẩm

 N = 10000.1.(1+5 ).(1+6), với dung sai ) = 11130 chi tiết/năm

Tra bảng 2 [4]  dạng sản xuất là hàng loạt lớn

CHƯƠNG II:

XÁC ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI

VÀ THIẾT KẾ BẢN VẼ CHI TIẾT LỒNG PHÔI.

I Xác định phương pháp chế tạo phôi.

Với chi tiết càng gạt C15 có kết cấu không quá phức tạp ta có thể cómột số phương án chế tạo phôi sau:

Trạng thái ứng suất của phôi dập nói chung là nén khối, do vậy kimloại có tính dẻo tốt hơn, biến dạng triệt để hơn nên cơ tính của phôi dập caohơn rèn, vì vậy mà dễ cơ khí hoá và tự động hoá nâng cao được năng suất.

Tuy nhiên, phương pháp chế tạo phôi dập có một số nhược điểm sau:Thiết bị sử dụng cho dập có công suất lớn, chuyển động đòi hỏi chínhxác cao, chế tạo khuôn đắt tiền

2 Phôi đúc

Do vật liệu chế tạo phôi là gang xám15-32, đây là loại vật liệu có tínhđúc tốt Đúc có thể tạo ra các sản phẩm đúc phức tạp, giá thành của sảnphẩm đúc hạ hơn các dạng sản xuất khác

Tuy nhiên, sản phẩm đúc có những nhược điểm sau:

II Thiết kế bản vẽ chi tiết lồng phôi.

Tra bảng 3-94[1] , với vật liệu đúc cấp chính xác1  lượng dư giacông cho các bề mặt bên và dưới là : 2,0 mm

Tra bảng 3-3[1]  dung sai cho phép của vật liệu đúc

Tra bảng 3-13[1]  độ nhám bề mặt chi tiết đúc: Rz = 40 m (4)

Ta có bản vẽ chi tiết lồng phôi:

CHƯƠNG III:

THIẾT KẾ QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT

I Xác định đường lối công nghệ:

Dạng sản xuất của ta là dạng sản xuất hàng loạt lớn nên ta chọn quitrình công nghệ xây dựng theo nguyên tắc phân tán nguyên công, tức quitrình công nghệ được chia thành các nguyên công đơn giản có thời gian như

nhau ( nhịp ) hoặc bội số của nhịp Mỗi máy thực hiện một nguyên côngnhất định, đồ gá được sử dụng là đồ gá chuyên dùng.

II Chọn phương pháp gia công.

Ta sử dụng các máy vạn năng và các máy chuyên dùng kết hợp với đồ

gá chuyên dùng

Để gia công các bề mặt đầu ( A,B,C,D ) đạt Rz = 20 (5) , ta có thể

sử dụng phương pháp phay để gia công, phay được tiến hành qua hai bước:phay thô và phay tinh

Để gia công các lỗ 10 và 20 đạt Ra = 2,5 (6), với dung sai ) ta tiến hành khoét- doa

khoan-Để gia công các lỗ 6), với dung sai và 12 đạt Rz = 40 (4) ta tiến hành khoan

III Lập tiến trình công nghệ.

1 Chọn chuẩn

Do càng gạt C15 là chi tiết dạng càng, có các đường tâm lỗ chính (

10 và 20 ) yêu cầu độ song song cao và độ vuông góc giữa đường tâm lỗ

20 và mặt đầu A(D) là 0.03 và yêu cầu độ song song giữa các bề mặt C và

B là 0.03 Để đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật đó ta có thể có các phương ánchọn chuẩn tinh như sau:

+ Chọn chuẩn tinh thống nhất là bề mặt C và hai lỗ 10

Nếu chọn chuẩn tinh như trên thì ta chọn chuẩn thô là bề mặt A vàvành ngoài 25 để gia công bề mặt C và hai lỗ 10 Khi kẹp chặt chi tiết lựckẹp chặt chi tiết W được tác động qua khối V di động (tác động bên ngoài

25) Mặt khác do càng có kết cấu kém cứng vững, vật liệu chế tạo càng làgang xám 15-32, như vậy nếu lực kẹp lớn có thể gây ra biến dạng càng, sốlượng phế phẩm tăng

+ Chọn chuẩn tinh thống nhất là bề mặt D và lỗ 20

Nếu chọn chuẩn tinh như vậy thì ta chọn chuẩn thô để gia công chuẩntinh là mặt A và vành ngoài 40 Với cách chọn như vậy thì lực kẹp sẽ đượcđặt gần vành ngoài 40 để gia công chuẩn tinh, lực kẹp sẽ không gây biếndạng phôi Khi gia công các bề mặt phẳng còn lại ta có thể gia công đồngthời được các bề mặt C và D bằng dao phay đĩa

2 Lập tiến trình công nghệ

1 Nguyên công 1: gia công bề mặt C

2 Nguyên công 2: gia công bề mặt B

3 Nguyên công 3: gia công bề mặt A

4 Nguyên công 4: gia công bề mặt D

Các bề mặt C, B, A, D là các mặt phẳng cần gia công đạt độ nhám

Rz = 20, ta có thể dùng phương pháp phay để gia công Phay đượctiến hành qua hai bước: phay thô và phay tinh

5 Nguyên công 5: gia công hai lỗ 10.

6), với dung sai Nguyên công 6), với dung sai : gia công lỗ 20

Các lỗ 10 và 20 cần gia công đạt độ nhám Ra = 2,5(6), với dung sai )đạt đượcyêu cầu này ta tiến hành khoan, khoan được tiến hành qua ba bước:khoan-khoét-doa

7); Nguyên công 7); : vát mép các lỗ

8 Nguyên công 8: gia công hai lỗ 6), với dung sai

9 Nguyên công 9: gia công lỗ 12

Các lỗ 6), với dung sai và 12 cần gia công đạt độ nhám Rz = 40 (4), ta chỉcần tiến hành khoan

10 Nguyên công 10: tổng kiểm tra

Kiểm tra độ không vuông góc giữa bề mặt D, A với đường tâm lỗ

20

Kiểm tra độ không song song giữa các đường tâm lỗ 10 và 20.Kiểm tra độ không song song giữa các mặt B và C

IV Thiết kế nguyên công.

1 Nguyên công I: Phay bề mặt C

1.1 Sơ đồ gá đặt

Để phay bề mặt C ta hạn chế ba bậc tự do ở bề mặt B, ở đây ta sử dụngchốt tỳ khía nhám Lực kẹp W được đặt ở bề mặt D, lực kẹp được sinh ra

từ cơ cấu kẹp ren-đai ốc

Phạm vi tốc độ 301500 vòng/phút.

Công suất động cơ chính: 1,7); Kw

Kích thước làm việc của bàn máy: BxL = 320x250

Đường kính dao phay: D = 40 mm

Bề dầy dao phay: L = 26), với dung sai mm

Số răng dao phay: 10

Đường kính lỗ lắp trục: d = 16), với dung sai mm

Tra bảng 7); [4]  tuổi bền của dao T = 130 phút

1.4 Tra lượng dư

Để phay mặt C đạt Rz = 20 ta tiến hành phay, phay gồm hai bước:

1.5 Tra chế độ cắt

Chiều sâu phay thô: t = 1,5 mm

Chiều sâu phay tinh: t = 0,5 mm

* Phay thô:

Với dao phay mặt đầu, tra bảng 5.119[2]

Tốc độ tính toán Vt = Vb.k1.k2.k3.k4.k5.k6), với dung sai

k6), với dung sai : Hệ số phụ thuộc vào dạng gia công

Tốc độ cắt thực:

1000

40 14 , 3 234 1000

.

Tốc độ tính toán là: Vt = Vb.k1.k2.k3.k4.k5.k6), với dung sai

k6), với dung sai : Hệ số phụ thuộc vào dạng gia công

.

Để gia công mặt B ta hạn chế phôi năm bậc tự do: phiến tì đặt tại mặtphẳng C hạn chế ba bậc tự do, một khối V ngắn đặt tại vành ngoài của khốitrụ 25, hạn chế hai bậc tự do Lực kẹp được đặt tại mặt phẳng A, lực kẹp Wđược sinh ra từ cơ cấu kẹp ren-đai ốc.

Do nguyên công phay bề mặt B có kích thước và lượng dư như bề mặt

C, nên ta chọn máy, chọn dụng cụ cắt và chế độ cắt hoàn toàn giống nguyêncông I

Chế độ cắt khi phay thô:

29,4m/phút

Chế độ cắt khi phay tinh:

3 Nguyên công III: Phay mặt đầu A

3.1 Sơ đồ định vị và kẹp chặt:

W

W W

Để phay mặt đầu A ta định vị phôi trên phiến tỳ (hạn chế ba bậc tựdo), các phiến tỳ được đặt tại mặt phẳng C Để kẹp chặt chi tiết ta đặt lựckẹp tại mặt B, lực kẹp W được sinh ra từ cơ cấu kẹp liên động ren-đai ốc Đểtăng cứng vững, và tránh làm biến dạng phôi trong quá trình gia công ta đặtthêm chốt tỳ phụ tại mặt phẳng D.

Từ bảng 4.92[1]  các kích thước của dao phay mặt đầu:

Đường kính dao : D = 6), với dung sai 3 mm

Đường kính lỗ lắp trục : d = 27); mm

Chiều dầy dao: L = 40 mm

Số răng dao: Z = 14 răng

Tra bảng 7); [4]  tuổi bền của dao T = 130 phút

3.4 Tra lượng dư

Để phay mặt A đạt Rz = 20 ta tiến hành phay, phay gồm hai bước:

3.5 Tra chế độ cắt:

Với dao phay mặt đầu, tra bảng 5.119[2]

Tốc độ tính toán Vt = Vb.k1.k2.k3.k4.k5.k6), với dung sai

k6), với dung sai : Hệ số phụ thuộc vào dạng gia công

k5 = 1,0 k6), với dung sai = 1,0

 Tốc độ cắt tính toán:

.

Tốc độ tính toán là: Vt = Vb.k1.k2.k3.k4.k5.k6), với dung sai

k6), với dung sai : Hệ số phụ thuộc vào dạng gia công

.

Do hai mặt đầu A và D là giống nhau (là hai đầu của một khối trụ).Mặt khác theo bảng3.94[1]  lượng dư cho bề mặt A và D là

Chọn máy: 6), với dung sai H82

Dụng cụ cắt: dao phay mặt đầu thép gió liền khối có:

D=6), với dung sai 3mm ; L = 40 mm ; d = 27); mm

Chế độ cắt khi phay thô:

Vt = 37); ,6), với dung sai 05 m/phút

Chế độ cắt khi phay tinh:

5 Nguyên công V: Khoan-khoét-doa hai lỗ 10

5.1 Sơ đồ định vị và kẹp chặt:

Để gia công hai lỗ 10 ta định vị phôi bằng hai phiến tỳ ở mặt phẳng

B, phiến tỳ hạn chế ba bậc tự do, và hai khối V, một khối V cố định hạn chế

W W

W

hai bậc tự do, một khối V di động hạn chế một bậc tự do Hai khối V này đặt

ở vành ngoài khối trụ 25 Lực kẹp W được đặt ở trên bề mặt A, lực kẹp Wđược sinh ra từ cơ cấu kẹp ren-đai ốc thông qua đòn kẹp Để tăng cứng vữngcho phôi ta sử dụng thêm chốt tỳ phụ, chốt tỳ phụ được đặt tại bề mặt D.5.2 Chọn máy

Để gia công hai lỗ 10 cách nhau một khoảng 180mm, ta tiến hànhgia công trên máy khoan cần

Tra bảng 9.22[3]  chọn máy khoan cần 2H53

Một số thông số chính của máy khoan cần 2H53:

Số cấp tốc độ trục chính: 12

Phạm vi tốc độ trục chính: 252500 (vòng/phút)

Dịch chuyển ngang lớn nhất của đầu khoan: 900 mm

Công suất của động cơ chính: 2,8 kw

Kích thước bàn máy: bxl = 500x6), với dung sai 30

Đường kính lớn nhất khoan được: 35 mm

chiều dài phần làm việc : l = 16), với dung sai 0 mm

+ Khoét lỗ 9,8dùng mũi khoét, vật liệu chế tạo thép gió

Tra bảng 4.48[1]  các thông số của mũi khoét:

0 = 6), với dung sai 080

0 = 3006), với dung sai 00

01 = 300

+ Doa lỗ 10 dùng dao doa, vật liệu chế tạo là thép gió

Tra bảng 4.49[1]  các kích thước của mũi doa:

Đối với kiểu mũi doa liền khối ,chuôi trụ:

Đường kính mũi doa: D= 216), với dung sai mm

Chiều dài toàn bộ mũi doa: L = 4917); 0 mm

Chiều dài phần làm việc của mũi doa: l = 1152 mm

5.4 Tra lượng dư và chế độ cắt

K1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào tỉ số giữa chu kỳ bền thực

8

5 , 17);

1000

 = 6), với dung sai 96), với dung sai ,303 vòng/phút

 Chọn nm = 6), với dung sai 50 vòng/phút

 Tốc độ khi khoan thực tế là:

V= 16), với dung sai , 34

1000

8 6), với dung sai 50 1000

.

Tra bảng 5.104[2]  lượng chạy dao S = 0,7); mm/vòng

Tra bảng 5.106), với dung sai [2]  tốc độ cắt khi khoét: V = 27); ,5 m/phút

.

Tra bảng 5.112[2]  lượng chạy dao S = 1,7); mm/vòng

Tra bảng 5.113[2]  tốc độ cắt khi dao V = 45 m/phút

10

4 1000

.

Để khoan-khoét-doa lỗ 20,ta định vị phôi bằng phiến tỳ (hạn chế babậc tự do) đặt ở mặt phẳng D, và hai chốt định vị ở hai lỗ 10 ta đã gia công

ở nguyên công trước ở đây ta dùng một chốt trụ (hạn chế hai bậc tự do) vàmột chốt chám (hạn chế một bậc tự do) Lực kẹp W được đặt tại bề mặt B

Cơ cấu kẹp ở đây ta sử dụng hệ thống đòn kẹp liên động

6.2 Chọn máy

Ta sử dụng máy khoan đứng 2H135

Một số thông số của máy khoan đứng 2H135:

- Đường kính lớn nhất khoan được: 35mm

- Khoảng cách lớn nhất từ mút trục chính tới bàn máy: 7); 50 mm

- Số cấp tốc độ trục chính: 12

- Phạm vi tốc độ trục chính: 31,51400 vòng/phút

- Phạm vi bước tiến: 0,10,6), với dung sai mm/vòng

- Lực tiến dao: 1500 kg

- Mô men xoắn: 4000 kg.cm

- Công suất động cơ chính: 4 kw

chiều dài phần làm việc : l = 210 mm

- Mũi khoét: ta dùng mũi khoét được chế tạo bằng thép gió, mũi khoét số 1

Tra bảng 4.48 [2]  các thông số của mũi khoét:

0 = 7); 0 ; 0 = 90 ; 0 = 3006), với dung sai 00 ; 0

mm

- Mũi doa: Chọn mũi doa được chế tạo từ thép gió

Tra bảng 4.49[1]  Xác định được các thông số của mũi doa:

Dùng mũi doa liền khối đuôi côn:

Đường kính mũi doa: D = 20 mm

Chiều dài toàn bộ mũi doa: L = 138344 mm  chọn L = 200mm.Chiều dài phần làm việc của mũi doa: l = 26), với dung sai 50 mm  chọnl=40mm

6.4 Tính lượng dư gia công.

Khoan-khoét-doa Phôi ban đầu là phôi đặc, do vậy bước đầu khoan ta không phảitính lượng dư gia công

Ban đầu ta khoan lỗ 19 từ phôi đặc, sau đó khoét-doa

Do bề mặt gia công là mặt trong đối xứng nên ta dùng công thức tínhlượng dư sau:

- Khoan lỗ 19:

Do ban đầu là phôi đặc nên ta không tính lượng dư cho bước này.Tra bảng 3.87); [1]  sau khi khoan lỗ chất lượng bề mặt lỗ đạt được :Cấp chính xác 12

 Góc xoay lớn nhất của chi tiết: tg =

0  

 Sai số chuẩn trên chiều dài lỗ: c = L.tg = 42.0,00035 = 14,7); m

Sai số kẹp chặt: Do lực kẹp W vuông góc với phương kích thước thực

a1 = 0,05.a = 0,05.45,319 = 2,26), với dung sai 6), với dung sai m

Sai số gá đặt còn lại sau khoét:

2Zbmin = 2.(40 + 2 , 26), với dung sai 6), với dung sai 2  0 , 7); 5 2 ) = 85m

BẢNG TÍNH LƯỢNG DƯ KHI KHOAN-KHOÉT-DOA LỖ 20:

Kích thước giới hạn (m)

Trị số giới hạn lượng

m) 3

a (

m) 4

b (

m) 5

2.Zbmi n (m) 6), với dung sai

Kích thướ c (mm ) 7);

8

Max 9

Min 10

2Zma x

(m)11

2Zmi n

(m)12

Kho

an 50 7); 0 45 19,6), với dung sai 15 210 19,6), với dung sai 1 19,40

ét 40 0 2,27); 15 335 19,95 84 19,950 19,86), với dung sai 6), với dung sai 46), với dung sai 6), với dung sai 340

Kiểm tra kết quả tính toán:

Khoét: 2Zmax - 2Zmin = 46), với dung sai 6), với dung sai -340 = 126), với dung sai (m)

2 - 1 = 210 – 84 = 126), với dung sai (m)

 Vậy kết quả tính toán là đúng

6.5 Tính toán chế độ cắt

* Khoan lỗ 19:

- Chiều sâu cắt: t = D/2 = 19/2 = 9,5 mm

- Lượng chạy dao: S

Tra bảng 5.89[2]  S = 0,520,6), với dung sai 4 mm/vòng

 Chọn S = 0,6), với dung sai mm/vòng

- Tốc độ cắt:V

S T

D C

.

19 1 , 17);

4 , 0 125 , 0

25 , 0

= 26), với dung sai ,25 m/phút

19

25 , 26), với dung sai 1000

 = 439,7); 96), với dung sai vòng/phút

= 1,836), với dung sai kw

Ne = 1,836), với dung sai kw < Nđc chính = 4 kw

 Máy đủ công suất cắt

* Khoét lỗ 19,8:

2

19 8 , 19

S t T

D C

.

m = 0,125Tra bảng 5.30[2]  T = 30 phút