Chính vì vậy, việc thiết kế một quy trình công nghệ tối u có một ý nghĩa rất quan trọng trong thiết kế, sản suất, chế tạo.Nắm vững đặc tính công nghệ của quy trình sản xuất giúp cho ngời
Trang 1
Lời nói đầu:
Thiết kế chế tạo là một tập hợp những nhiệm vụ liên tục nối tiếp lẫn nhau.Mỗi một công đoạn trong quá trình thiết kế chế tạo có một vai trò và nhiệm vụ riêng.Quá trình thiết kế chỉ đợc coi là hoàn thiện khi mà các ý tởng nhà thiết kế đa ra phải có tính
u việt về tính năng sử dụng, tính kinh tế, tính phổ cập và cuối cùng là tính công nghệ
Tính công nghệ của sản phẩm là tính chất của mô hình nhà thiết kế đa ra có cấu tạo sao cho khả năng công nghệ của đất nớc có thể thực hiện đợc và hạn chế thấp nhất giá thành chế tạo.Tính công nghệ của mô hình thiết kế có ý nghĩa vô cùng quan trọng
đối với mỗi sản phẩm chế tạo
Giá thành chế tạo sản phẩm phụ thuộc rất nhiều vào công nghệ sản suất.Công nghệ sản suất đơn giản sẽ giảm thời gian sản xuất, giảm hao mòn máy móc dẫn tới giảm đợc giá thành chế tạo Chính vì vậy, việc thiết kế một quy trình công nghệ tối u
có một ý nghĩa rất quan trọng trong thiết kế, sản suất, chế tạo.Nắm vững đặc tính công nghệ của quy trình sản xuất giúp cho ngời kỹ s có một cái nhìn tổng quát làm cho các
ý tởng thiết kế của ngời kỹ s phù hợp với khả năng công nghệ đảm bảo chắc chắn ý t-ởng có thể thực hiện đợc
Đồ án công nghệ chế tạo máy không nằm ngoài mục đích nh vậy.Làm đồ án công nghệ chế tạo máy là một dịp để sinh viên làm quen với các quy trình chế tạo là cơ sở cho các ý tởng thiết kế sau này
Trong đồ án trình bày thiết kế quy trình gia công chi tiết “nắp đỡ” với các nội dung sau:
- 01 bản vẽ A0 trình bày các nguyên công
- 01 bản vẽ A1 thể hiện đồ gá cho nguyên công chuốt
- 01 bản vẽ A3 thể hiện bản vẽ chi tiết
- 01 bản vẽ A3 thể hiện bản vẽ lồng phôi
- 01 bản thuyết minh A4
Tôi xin chân thành cảm ơn thầy giáo Nguyễn Đức Phơng thuộc bộ môn chế tạo máy đã tận tình hớng dẫn để đồ án đợc hoàn thành đúng tiến độ và công việc
ợc giao với chất lợng đảm bảo Do thời gian còn hạn chế nên đồ án không thể tránh
đ-ợc các thiếu sót, rất mong đđ-ợc sự đóng góp ý kiến sửa sai của các thầy giáo và các bạn
Học viên
Đỗ Văn Hội
Phần I: Phân tích sản phẩm và chọn phôi 1.1-Phân tích yêu cầu kỹ thuật của chi tiết
Chi tiết cần gia công trong đồ án là nắp đỡ thuộc nhóm chi tiết dạng bạc bích có các đặc điểm kỹ thuật nh sau:
Chi tiết gồm hai phần cơ bản : đoạn trụ và mặt bích
- Trên đoạn trụ có:
+ lỗ côn Ra2.5
+ 1 rãnh cắt đứt ,một vát
Học Viên Thực Hiện :Đỗ Văn Hội 1
Trang 2
+mặt bích có 3 lỗ Φ14/Φ9 cách đều 1200
+ 2 mặt phẳng vát
- Các bề mặt còn lại cần đạt Rz 20
- Vật liệu chế tạo chi tiết là thép 40Cr
- Chi tiết có các bề mặt làm việc là mặt trụ Φ62 và mặt đáy
1.2- Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết
Từ hình dạng, kích thớc và yêu cầu kỹ thuật của chi tiết ta có nhận xét nh sau:
- Chi tiết yêu cầu phải nhiệt luyện đạt độ cứng HRC từ 48…52, nhiệt luyện sẽ làm giảm cấp chính xác và cấp độ nhám , tại mặt trụ trong Φ12 và 2 mặt bên hình khối chữ nhật yêu cầu cấp độ nhám cấp 8 đây là một yêu cầu cao.Ta có hai phơng án để lựa chọn
+Gia công chi tiết đạt cấp độ nhám 9-10 tại mặt trụ trong Φ12 và 2 mặt bên hình khối chữ nhật, sau đó nhiệt luyện
+Gia công chi tiết theo yêu cầu, sau đó nhiệt luyện, cuối cùng mài các mặt trụ trong Φ12 và 2 mặt bên hình lập phơng để đạt cấp độ nhám cấp 8
Ta chọn phơng án sau, bởi vì đạt đợc cấp độ nhám cấp 9-10 là rất khó và không kinh tế
- Chi tiết có kích thớc nhỏ, dạng hình khối cơ bản là khối chữ nhật
- Vật liệu là thép C45 có cơ tính tơng đối phù hợp cho các nguyên công cắt gọt
- Hình dạng cơ bản là khối chữ nhật, lỗ tròn và lỗ vuông nên chọn phơng pháp phay, khoan, khoét, doa và taro
- Do yêu cầu nhiệt luyện chi tiết đạt độ cứng (48…52 ) HRC, cấp độ nhám cấp 8,
ta cần phải thực hiện nguyên công mài sau nhiệt luyện
1.3-Chọn phôi và phơng pháp chế tạo phôi
Căn cứ vào hình dáng, kích thớc, vật liệu của chi tiết, căn cứ vào dạng sản xuất
là loạt vừa ta có thể dùng các phơng pháp tạo phôi sau:
a>Phôi đúc.
Trong sản xuất công nghiệp nói chung và công nghiệp quốc phòng nói riêng phôi đúc chiếm (85-90)% lợng phôi Trong đó có tới 80% các chi tiết đợc đúc từ khuôn cát –một phơng pháp chế tạo phôi rất phổ biến và đa năng Phơng pháp chế tạo phôi này có thể cho những phôi kim loại có kích thớc hình dáng khác nhau từ các vật liệu khác nhau và đặc biệt quan trọng là giá thành thấp Căn cứ vào hình dáng kích thớc chi tiết có một lỗ côn chiều sau bên trong tơng đối lớn do vặy chọn phôi đúc sẽ giảm đợc đáng kể vật liệu
b>Phôi rèn tự do.
Phôi có dạng hình trụ nên việc rèn tự do cũng không gặp khó khăn nhiều nhng thời gian chế tạo phôi dài không phù hợp với dạng sản xuất hàng loạt, hơn nữa chi tiết
có hai bậc trụ chênh lệch về kích thớc khá lớn Do vậy, với sản xuất loạt vừa ta không
sử dụng loại phôi này
c>Phôi cán (phôi thanh)
Với loại phôi này, khi gia công tạo phôi cho chi tiết tơng đối nhanh, chi phí cho tạo phôi ít.Tuy nhiên, hệ số sử dụng vật liệu không cao nên nếu sử dụng phôi này sẽ tốn vật liệu, kéo dài quá trình công nghệ gia công chi tiết dẫn tới tổn hao nhiều về máy, dụng cụ…Kết quả làm tăng chi phí sản xuất
d>Phôi dập.
Phơng pháp này tạo phôi nhanh, độ chính xác hình dạng kích thớc đảm bảo, chất l-ợng phôi tốt, hệ số sử dụng vật liệu cao, chi phí cho gia công ít nhất, phù hợp với sản xuất hàng loạt.Tuy nhiên còn phụ thuộc vào trang bị máy móc hiện tại của nhà máy
Qua quá trình phân tích trên ta chọn phôi đúc,đúc trong mẫu gỗ.Với phơng pháp này phôi đúc đạt đợc cấp chính xác II
Trang 3
Phần 2:Thiết kế quy trình công nghệ 2.1- Tiến trình công nghệ
Các ngyên công để gia công chi tiết tay đòn kẹp cầu đạt đợc các yêu cầu đề ra:
Nguyên công 1 : Tiện mặt côn và mặt trụ nhỏ
Nguyên công 2 : Tiện mặt trụ lớn
Nguyên công 3 : Khoan 3 lỗ
Nguyên công 4 : Phay 2 mặt vát
Nguyên công 5 : Nhiệt luyện
Nguyên công 6 : mài mặt côn ,trụ và mặt đáy
2.2-Thiết kế nguyên công
Chọn máy tiện :
Chọn máy tiện của Nga, kiểu 1K62
Các thông số cơ bản của máy
-Đờng kính lớn nhất của chi tiết gia công trên thân máy mm 400
-Số cấp tốc độ trục chính 26
-Tốc độ trục chính khi quay thuận vg/ph 12.5-2000 -Phạm vi bớc tiến dọc mm/vg 0.07-4.16
-Phạm vi bớc tiến ngang mm/vg 0.035-2.8
-Công suất động cơ truyền động chính Kw 7.5-10
Đồ gá
Đồ gá trên mâm cặp 3 chấu
Dao
Học Viên Thực Hiện :Đỗ Văn Hội 3
Trang 4
Theo bảng 4.4-4.22 (Trang 373 , STCNCTM-Tập I), chọn loại dao :
+Dao tiện lỗ các thông số cơ bản của dao:
h=16;
b=16;
L=120;
p=25;
n=3.5;
l=8mm
+Dao tiện ngoài thân cong các thông số cơ bản của dao:
H=16;
B=10;
L=100;
m=8;
a=8;
r=0.5mm
+Dao tiện định hình :thiết kế
Các bớc thực hiện nguyên công và sơ đồ gá đặt
Trang 5
Hình 1: Nguyên công 1
Đồ gá:
- Định vị bằng mặt trụ định vị của đồ gá là mặt trụ của mâm cặp 3 chấu - hạn chế bốn bậc tự do
- Định vị bằng mặt đầu, bề mặt định vị của đồ gá là mặt bán cầu của chốt định vị mặt phẳng - hạn chế một bậc tự do
Bớc1: Tiện lỗ côn
Bớc2: Tiện mặt trụ ngoài φ62
Bớc 3:Tiện mặt đầu.
Bớc 4:Vát mép
Chọn máy tiện :
Chọn máy tiện của Nga, kiểu 1K62
Các thông số cơ bản của máy
-Đờng kính lớn nhất của chi tiết gia công trên thân máy mm 400
-Số cấp tốc độ trục chính 26
-Tốc độ trục chính khi quay thuận vg/ph 12.5-2000 -Phạm vi bớc tiến dọc mm/vg 0.07-4.16
-Phạm vi bớc tiến ngang mm/vg 0.035-2.8
-Công suất động cơ truyền động chính Kw 7.5-10
Đồ gá
Đồ gá trên mâm cặp 3 chấu
Dao
Theo bảng 4.4-4.22 (Trang 373 , STCNCTM-Tập I), chọn loại dao :
Dao tiện mặt ngoài thân cong thông số nh trên
Các bớc thực hiện nguyên công và sơ đồ gá đặt
Học Viên Thực Hiện :Đỗ Văn Hội 5
Trang 6
Hình 2: Nguyên công 2 Lần gá: - Định vị bằng mặt gờ đáy, bề mặt định vị của đồ gá là mặt phẳng trên -hạn chế ba bậc tự do - Định vị bằng mặt trụ, bề mặt định vị của đồ gá là mặt trụ trong của mâm cặp 3 chấu hai bậc tự do B ớcthực hiện: Bớc 1:Tiện mặt ngoài φ100 Bớc 2:Tiện mặt đầu Nguyên công 3: khoan +khoét 3 lỗ φ9+φ14 Chọn máy Chọn máy khoan đứng 2H125 của Nga, 9+812có các thông số sau: - Đờng kính lớn nhất khoan đợc mm: 25
- Số cấp tốc độ trục chính 15
- Phạm vi tốc độ trục chính vg/ph: 45-2000 - Số cấp bớc tiến : 9
- Phạm vi bớc tiến mm/vg: 0.1-1,6
- Lực tiến dao KG : 900
- Mô men xoắn KGcm: 2500
- Công suất động cơ truyền dẫn chính, kW: 2.2
Trang 7
Đồ gá
Đồ gá thiết kế
Dao
Chọn mũi khoan ruột gà thép gió theo bảng (4.41 STCNCTM T1)với các thông
số nh sau:
-Mũi khoan
d=9mm;
L=175mm;
l=115mm
d=14mm;
L=220mm;
l=144mm
-Mũi khoét
D=14mm;
L=168-339mm;
l=87-190mm
Các bớc thực hiện nguyên công và sơ đồ gá đặt
Học Viên Thực Hiện :Đỗ Văn Hội 7
Trang 8
Hình 3: Nguyên công 3 Gá chi tiết:
- Định vị bằng mặt phẳng hạn chế ba bậc tự do
- Định vị bằng mặt côn tự lựa hạn chế hai bậc tự do
- Lực kẹp là lực sinh ra do tay vặn trên phiến tỳ
Β ớc:
-Bớc 1: Khoan balỗ φ9
-Bớc 2: khoét ba lỗ φ14
Chọn máy phay :
Chọn máy phay công xôn (vạn năng, ngang, đứng) của Nga, kiểu 6H81
Trang 9
- Bớc tiến bàn máy thẳng đứng, mm/s: (0,2-6,3)
- Số cấp tốc độ trục chính: 16
- Phạm vi tốc độ trục chính, vg/ph: (65-1800)
- Công suất động cơ chính: 4,5 kW
- Công suất động cơ chạy dao: 1,7 kW
- Số cấp bớc tiến bàn máy: 16
- Bớc tiến bàn máy dọc : (35-980)
- Bớc tiến bàn máy ngang: (25-765)
- Khoảng cách a từ đờng trục chính tới bàn máy, mm: (30-380)
- Khoảng cách b từ sống trợt thân máy tới tâm bàn máy, mm: (170-370)
- Khoảng cách c từ đờng trục chính tới sống trợt thẳng đứng thân máy, mm: 270
Đồ gá
Đồ gá thiết kế
Dao
Theo bảng 4-92 (Trang 373 , STCNCTM-Tập I), chọn loại dao phay mặt đầu bằng thép gió, các thông số cơ bản của dao
D(Js)=63;
L=40;
d(H7)=27;
Số răng z=14
Các bớc thực hiện nguyên công và sơ đồ gá đặt
Học Viên Thực Hiện :Đỗ Văn Hội 9
Trang 10
Hình 4: Nguyên công 4 Gá chi tiết: - Định vị bằng mặt phẳng -hạn chế 3 bậc tự do - Định vị bằng chốt trụ hạn chế 2 bậc tự do - Định vị bằng chốt chám hạn chế 1 bậc tự do Lần gá1: B ớc 1: Phay mặt vát thứ nhất Lần gá1: B ớc2: Phay mặt vát thứ hai. Nguyên công 5: nhiệt luyện Tôi cao tần Nguyên công 6: mài mặt trụ và mặt đáy Chọn máy: Chọn máy mài mặt phẳng 3E710A có bàn hình chữ nhật của Nga, có các thông số sau: - Kích thớc làm việc của bàn: 400x125 - Kích thớc lớn nhất của phôi đợc gia công: 400x125x320 - Khối lợng phôi đợc gia công, không lớn hơn, kg: 150
- Khoảng cách lớn nhất từ tâm trục chính tới mặt bàn và của ụ mài: +dọc: 490
+ngang: 170
+thẳng đứng: 170
- Tốc độ quay của trục chính đá mài, vg/ph: 35
- Tốc độ dịch chuyển dọc của bàn, m/ph: 2-35 - Công suất động cơ truyền dẫn chính, kW: 4
Đồ gá :
Dùng mâm cặp ba chấu
Chọn đá mài:
Dựa vào bảng 4-169 (Trang 459, STCNCTM Tập I), chọn:
Loại đá : ∏Β
Các kích thớc cơ bản của đá:
- Đờng kính ngoài: D=120
- Chiều dài đá: H=400
- Đờng kính lỗ đá: d=32
- Vật liệu mài: 2A
- Độ hạt: 20
Trang 11
Hình 6: Nguyên công 6
Gá chi tiết:
-Định vị bằng mâm cặp ba chấu định vi 4 bậc tự do
-Mặt đáy đồ định vi là chốt tỳ hạn chế một bậc tự do
B
ớc thực hiện: Thực hiện trong một bớc
Phần 3:chọn lợng d gia công Tính lợng d gia công cho bề mặt trụ φ 62±0.01 đảm bảo các yêu cầu sau:
Độ nhám bề mặt Ra=0.63àm
Vật liệu thép hợp kim 40Cr, độ cứng 45…48HRC
Độ không vuông góc mặt trụ với mặt đầu 0.02àm
Quá trình gia công bề mặt trụ φ62 của chi tiết nắp đỡ gồm các nguyên công nh sau :
1.Tiện thô từ phôi đúc
2.Tiện tinh
3.Mài thô
4.Mài tinh
Các nguyên công trên đều có chuẩn định vị là mặt trụ φ100
Tra lợng d gia công cho các nguyên công :
Căn cứ vào yêu cầu công nghệ của chi tiết và loại phôi ,kích thớc phôi ,theo bảng
bảng P5.1-P5.2 tr155+156 HĐTKACNCTM
Nguyên
Học Viên Thực Hiện :Đỗ Văn Hội 11
Trang 12
6 Vát mép ngoài 1.5x450
7 Vát mép trong 1.5x450
2 Tiện tinh trụ ngoài φ100 0.6
4 Vát mép 1x450
3 Khoét 3 lỗ φ14
6 1 Mài thô mặt trụ φ62 và mặt đầu 0.2
2 Màitinh mặt trụ φ62 và mặt đầu 0.04
Phần 4: chọn chế Độ cắt
2.4.Xác định chế độ cắt trong nguyên công 4:
- Xác định lợng d gia công cho các bề mặt căn cứ vào :
• Vật liệu chi tiết
• Phôi và phơng pháp chế tạo phôi
• Tiến trình công nghệ gia công các bề mặt
• Sơ đồ gá đặt chi tiết khi gia công bề mặt
• Kích thớc, yêu cầu kỹ thuật đối với bề mặt gia công
2.4.1 Tính chế độ cắt:
b3.142[1] lợng d gia công:t=3mm
gia công thô: z1=2mm
gia công tinh: z2=1mm
a.Gia công thô:
b5-119[1] : Sz=0,12(mm/răng)
⇒ S=z.Sz=1,2(mm/v)
tốc độ cắt: v=
p u z y x m
q v
Z B S t T
D c
v
trong đó:
b5-39[1] cv=41; q=0,25; y=0,4; m=0,2, p=0; x=0,1; n=0,15;
b5-40[1] T=120(p)
kv=kMv.knv kuv
b5-1[1] kMv=1,2
b5-5[1] knv=0,8
b5-6[1] kuv=0,3
⇒ kv=0,96
z y x m
q v
Z B S t T
D c
kv=88,73(m/p)
Trang 13
Số vòng quay trục chính: nt=
D
v t
1000
π =706,1(v/p) Chọn theo máy: nm=750(v/p)
Tốc độ cắt thực tế:
vtt=ntt1000
.D
π
=94,25(m/p)
*Tính lực cắt P z ( N) ; mômen xoắn M x (N.m) và công suất cắt N e (kw).
b5-41[1] cp=82,5; x=0,95; y=0,8; u=1,1=q; w=0; kMp=0,94; z=10; n=150;
+Pz=
m q
n y z
x p
n D
z B s t c
Mp=50,53,N
+Mx=
100 2
.D
P z =10,11(N.m)
+Ne=
60 1020
.v
P z =0,62(kw)
Rõ ràng là Ne<N.η nên máy đã chọn thoả mãn
b.Gia công tinh:
Lợng d gia công: z=1mm
b5-119[1] : Sz=0,12(mm/răng)
⇒ S=z.Sz=1,2(mm/v)
tốc độ cắt: v=
p u z y x m
q v
Z B S t T
D c
v
trong đó:
b5-39[1] cv=41; q=0,25; y=0,4; m=0,2, p=0; x=0,1; n=0,15;
b5-40[1] T=120(p)
kv=kMv.knv kuv
b5-1[1] kMv=1,2
b5-5[1] knv=0,8
b5-6[1] kuv=0,3
⇒ kv=0,96
z y x m
q v
Z B S t T
D c
kv=95,10(m/p)
Số vòng quay trục chính: nt=
D
v t
1000
π =756,77(v/p) Chọn theo máy: nm=950(v/p)
Tốc độ cắt thực tế:
vtt=ntt1000
.D
π
=119,38(m/p)
*Tính lực cắt P z ( N) ; mômen xoắn M x (N.m) và công suất cắt N e (kw).
b5-41[1] cp=82,5; x=0,95; y=0,8; u=1,1=q; w=0; kMp=0,94; z=10; n=150;
+Pz=
m q
n y z
x p
n D
z B s t c
Mp=26,16(N)
+Mx=
100 2
.D
P z =5,23(N.m)
+Ne=
60 1020
tt
z v
Học Viên Thực Hiện :Đỗ Văn Hội 13
Trang 14
Rõ ràng là Ne<N.η nên máy đã chọn thoả mãn
Tra chế độ cắt cho các nguyên công
Quá trình tra chế độ cắt đợc tiến hành nh sau:
- Đầu tiên ta tiến hành chọn chế độ cắt phù hợp với các yêu cầu về độ nhám bề mặt, yêu cầu nâng cao về năng suất…
- Tra lợng chạy dao
- Tra tốc độ cắt: Khi tra đợc tốc độ cắt đã tính đến các hệ số điều chỉnh ta tính ra số vòng quay tính toán, sau đó chọn số vòng quay theo máy
- Từ các thông số trên ta tra công suất cắt cần thiết cho chế độ cắt đã cho
- So sánh công suất cắt cần thiết với công suất của máy nếu thấy nhỏ hơn thì thoả mãn, nếu không thì phải chọn lại
- Tính thời gian máy
Theo trình tự nh vậy, ta tiến hành tra chế độ cắt lần lợt cho các nguyên công nh sau, kết quả sau khi tính toán đã thoả mãn đợc cho dới dạng bảng
4.1>Tra chế độ cắt cho nguyên công 1
Chế độ cắt
4.2>Tra chế độ cắt cho nguyên công 2
Chế độ cắt
4.3>Tra chế độ cắt cho nguyên công 3
Chế độ cắt
4.4>Tra chế độ cắt cho nguyên công 4
Chế độ cắt
4.5>Tra chế độ cắt cho nguyên công 6