Đồ án công nghê chế tạomáy phần thuyết minh tham khảo

Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo cơ cấu bích. Điều kiện làm việc tự do. Phân tích điều kiện làm việc. Định dạng sản xuất. Lựa chọn phương án chế tạo phôi. Thiết kế đô gá cho nguyên công. Hình vẽ gá đặt. 42 trang

PHẦN I: PHÂN TÍCH ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC VÀ ĐIỀU KIỆN

LÀM VIỆC CỦA SẢN PHẨM

I.1 Phân tích chức năng làm việc của chi tiết:

I.2 Yêu cầu kỹ thuật

Theo đề bài thiết kế

Thiết kế qui trình công nghệ chế tạo cơ cấu bích, với sản lượng 12000 chi tiết/ năm, điều kiện làm việc tự do

Dựa vào bản vẽ ta thấy bích là chi tiết dạng hộp Thân máy dạng hộp có nhiều dạng kết cấu khác nhau nhưng cần phải bảo các tính năng nhiệm vụ của chi tiết

Trên bích có nhiều mặt phải gia công với độ chính xác khác nhau và cũng có nhiều bề măt không phải gia công Bề mặt làm việc chủ yếu làm việc chủ yếu là 2 mặt bên của bích để lắp chi tiết

Chi tiết dạng bích việc này việc với tải trọng không cao Môi trường làm việc không quá khắc nghiệt

Ma sát giữa hai bề mặt của bích lắp với các chi tiết khác nhau lớn

Vật liệu sử dụng là thép C45

[bk] = 180 MPa

[bu] = 360 Mpa

I.1 Phân tích chức năng làm việc của chi tiết:

I.2 Yêu cầu kỹ thuật

Từ bản vẽ chi tiết ta thấy:

Độ không vuông góc giữa Ø10 và hai mặt bên ≤ 0.03/100mm

Độ không song song giữa hai mặt bên ≤ 0.05/100mm

Độ cứng bề mặt đat từ 50- 55 HRC

Các lỗ chi tiết là các lỗ thẳng (không có dạng bậc) nên việc tạo các lỗ được đơn giản cũng không cần độ chính xác cao

II.1 Khái niệm và phân loại dạng sản xuất

Dạng sản xuất là một khái niệm đặc trưng có tính tương đối tùy thuộc vào nhiều thông số như chủng loại chi tiết, số chi tiết và điều kiện sản xuất, khối lượng sản phẩm sẽ giúp cho việc xác định hợp lý đường lối, biện pháp công nghệ và tổ chức sản xuất để tạo

ra sản phẩm đạt các chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật

Tùy theo sản lượng hàng năm và mức độ ổn định của sản phẩm mà người ta chia ra

Mỗi dạng sản xuất có những đặc điểm riêng, phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác

nhau, tuy nhiên ở đây chúng ta không đi sâu nghiên cứu những đặc điểm của từng dạng sản xuất mà chỉ nghiên cứu phương pháp xác định chúng theo tính toán

Muốn xác định dạng sản xuất trước hết phải biết sản lượng hàng năm của chi tiết gia công Sản lượng hàng năm được xác định theo công thức sau:

Sản lượng chi tiết hàng năm:

N= N1.m.(1+∝+𝛽

100 )

Trong đó:

N: Số chi tiết được sản xuất trong 1 năm

N1: Số sản phẩm được sản xuất trong 1 năm.( N1= 7000 chi tiết/năm)

m: Số chi tiết trong 1 sản phẩm.( m= 1)

𐐜: Trọng lượng riêng của vật liệu Vật liệu là thép nên 𐐜= 7,852 (Kg/dm3)

V: Thể tích của chi tiết (dm3)

Do hình dạng, kết cấu chi tiết dạng bích này tương đối phức tạp nên để tính dễ dàng thể tích ta tính thể tích của chi tiết thông qua ứng dụng của phần mềm PRO.E 5.0: Hình dạng chi tiết:

Bảng tính thể tích có được:

V= 7,5951689x104 (mm3) = 0.075951689 (dm3)

Vậy: Q1 = 7,852 x 0.07591689= 3,046 (KG)

Tra bảng 2 (sách Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy) có :

- Số lượng chi tiết sản xuất trong một năm: N = 7700 ( chiếc)

- Trọng lượng chi tiết: Q1 = 3,046 (kG)

=> Dạng sản xuất là dạng sản xuất hàng loạt lớn, điều nay có ý nghĩa rất lớn trong

việc quy định các kết cấu của chi tiết

PHẦN III: LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI

III.1 Các loại phôi và đặc điểm

Tùy thuộc vào và điều kiện cụ thể, chi tiết càng có thể được tạo phôi bằng nhiều

phương pháp như đúc, rèn, dập

Càng có kích thước vừa và nhỏ, nếu sản lượng ít thì phôi được chế tạo bằng rèn tự do; nếu sản lượng nhiều thì dùng phương pháp dập sau đó ép tinh trên máy ép để vừa tăng cơ tính vừa chống cong vênh cho càng Tùy theo kết cấu của càng mà có thể dập phôi từng đôi chi tiết một để tăng năng suất Phôi dập dùng thuận tiện cho các chi tiết càng có mặt đầu lỗ lồi lên Kết cấu phôi như vậy thì diện tích gia công sau này sẽ giảm

Phôi đúc dùng cho càng bằng gang, kim loại màu và cả bằng thép Tùy theo điều kiện sản xuất và sản lượng mà có thể đúc trong khuôn cát, khuôn kim loại, khuôn mẫu chảy Càng loại lớn nếu sản lượng chủ yếu dùng phôi hàn, sản lượng nhiều hơn thì kết hợp dùng hàn và dập tấm

Loại phôi được xác định theo kết cấu của chi tiết, vật liệu, điều kiện dạng sản xuất và điều kiện sản xuất cụ thể của từng nhà máy, xí nghiệp, địa phương Chọn phôi tức là chọn phương pháp chế tạo phôi, xác định lượng dư, kích thước và dung sai của phôi Khi chọn phôi phải chú ý sao cho hình dáng của phôi gần với hình dáng của chi tiết Dưới đây là một số loại phôi thường dùng trong ngành công nghệ chế tạo máy

1 Phôi thép thanh

Phôi thép thanh hay dùng để chế tạo các loại chi tiết như con lăn, chi tiết kẹp chặt, các loại trục, xilanh, piton, bạc, bánh răng có đường kính nhỏ… Trong sản xuất hàng loạt vừa, loạt lớn, hàng khối thì dung sai của thép thanh có thể được lấy theo bảng sau:

2 Phôi dập

Phôi dập thường dùng cho các loại chi tiết sau đây: Trục răng côn, trục răng thẳng, các loại bánh răng khác, các dạng chi tiết càng, trục chữ thập, trục khuỷu,… Các loại chi tiết này được dập trên máy búa nằm ngang hoặc máy dập đứng Đối với các loại chi tiết đơn giản thì dập không có bavia, còn chi tiết phức tạp sẽ có bavia (lượng bavia khoảng 0.5÷ 1% trọng lượng của phôi)

3 Phôi rèn tự do

Trong sản xuất đơn chiếc và hàng loạt nhỏ, người ta thay phôi bằng phôi rèn tự do

Ưu điểm chính của phôi rèn tự do trong điều kiện sản xuất nhỏ là giá thành hạ (không phải chế tạo khuôn dập) nhưng có nhược điểm là không rèn được những phôi có hình dáng phức tạp, dung sai rèn lớn…

4 Phôi đúc

Phôi đúc được dùng cho các loại chi tiết như: Các gối đỡ, các chi tiết dạng hộp, các loại càng phức tạp, các loại trục chữ thập,… Vật liệu dùng cho phôi đúc là gang, thép, đồng, nhôm và các loại hợp kim khác

Đúc được thực hiện trong các loại khuôn cát, khuôn kim loại, trong khuôn vỏ mỏng

và các phương pháp đúc ly tâm, đúc áp lực, đúc theo mẫu chảy Tùy theo dạng sản xuất, vật liệu, hình dáng và khối lượng chi tiết mà chọn phương pháp đúc cho hợp lý

III.2 Phân tích vật liệu: Thép C45

Vật liệu chi tiết là thép C45 [Tra bảng 3-8, sách Thiết kế chi tiết máy] ta có:

III.3 Xác định phương pháp chế tạo phôi

Do chi tiết dạng bích làm bằng vật liệu thép C45có các đặc điểm sau:

 Số chi tiết sản xuất trong 1 năm : N =7700 chi tiết/ năm

 Dạng sản xuất hàng loạt lớn

 Kết cấu càng không quá phức tạp

 Kích thước trung bình, càng dạng đối xứng nên dễ làm khuôn

Với những đắc điểm nêu trên nên ta chọn phương pháp dập nóng để tạo phôi

Bản vẽ khuôn dập:

1/ nữa khuôn trên 2/ chi tiết 3/ rãnh Bavia 4/ nữa khuôn dưới

III.4 Tra lượng dư cho các bề mặt gia công

- Phôi đạt được sau khi dập:

Tra bảng 3.18 Sổ tay công nghệ chế tạo máy 1 ta có:

+ Lượng dư về một phía kích thước dài: 20÷ 100 mm là: 3÷ 5 mm

Như vậy ta có bản vẽ lồng phôi như sau:

IV.1 Phân tích đặc điểm về yêu cầu kỹ thuật bề mặt gia công

Các bề mặt của phôi được đánh số như sau:

Yêu cầu kỹ thuật các bề mặt gia công:

 Độ nhám các bề mặt 1 , 2 và lỗ 8 là Ra1.25 ( tương đương với Rz20)

 Độ nhám các bề mặt còn lại là Rz= 150

IV.2.3 Trình tự gia công các nguyên công

Trình tự gia công tổng quát của chi tiết dạng càng:

 Gia công mặt đầu

 Gia công thô và tinh các lỗ cơ bản

 Gia công các lỗ khác như lỗ ren…

 Cân bằng trọng lượng (nếu có)

 Kiểm tra

Cụ thể:

Nguyên công 1: Phay mặt 1

Nguyên công 2: Phay mặt 2

Nguyên công 3: Khoan, doa lỗ 3

Nguyên công 4: Phay mặt 5

Nguyên công 5: Phay mặt 4

Nguyên công 6: Phay mặt 6

Nguyên công 7: Khoan taro ren lỗ nghiêng 7

Nguyên công 8: Nguyên công kiểm tra

Nguyên công 1: Phay mặt 1:

1 Sơ đồ gá đặt:

*Định vị và kẹp chặt:

- Định vị mặt phẳng số 2 bằng 2 phiến tỳ cố định, tương ứng với hạn chế 3 bậc tự do

- Định vị mặt 4 bằng 2 chốt tỳ đầu cầu, hạn chế 2 bậc tự do

- Kẹp chặt: Hướng từ phải sang trái, vuông góc với mặt số 4

2 Chọn máy

Máy phay đứng vạn năng 6H12

- Công suất truyền dẫn chính: 1,7 Kw

- Công suất trục chính : 7 Kw

- Bàn máy cỡ số 2 kích thước: 320 x 1250 mm

- Số cấp tốc độ : 18 cấp gồm: 30; 37,5; 47,5; 60; 75; 95; 118; 150; 190; 235; 300; 375; 475; 600; 750; 950; 1180; 1500

- Số cấp chạy dao: 18 cấp

- Lượng chạy dao dọc: Sd = 23,5 ÷ 1180 mm/phút

- Lượng chạy dao ngang: Sn = 23,5 ÷ 1180 mm/phút

3 Chọn dao

- Dao phay mặt đầu thép gió có D (đường kính)/ Z (số răng)= 70/12

Nguyên công 2: Phay mặt 2:

1 Sơ đồ gá đặt

*Định vị và kẹp chặt:

- Định vị mặt phẳng số 1 bằng 2 phiến tỳ cố định, tương ứng với hạn chế 3 bậc tự do

- Định vị mặt 4 bằng 2 chốt tỳ đầu cầu, hạn chế 2 bậc tự do

- Kẹp chặt: Hướng từ phải sang trái, vuông góc với mặt số 4

2 Chọn máy

Giống bước 1: Chọn máy phay đứng 6H12

3 Chọn dao

Dao phay mặt đầu có gắng mảnh hợp kim cứng có D/Z= 70/12

Nguyên công 3: Khoan, doa lỗ Ø10

*Định vị và kẹp chặt:

- Định vị mặt phẳng đáy bằng 2 phiến tỳ cố định, hạn chế 3 bậc tự do

- Định vị mặt 4 bằng 2 chốt tỳ đầu cầu, hạn chế 2 bậc tự do

- Định vị mặt 5 thêm 1 chốt tỳ đầu cầu hạn chế 1 bậc tự do

- Kẹp chặt: Hướng vuông góc vào mặt phẳng 4 và 5

2 Chọn máy

Chọn máy khoan 2C135 với các thông số kỹ thuật cơ bản :

- Công suất động cơ chính: 2,2 Kw

- Dường kính lớn nhất khoan được: 25 mm

- Chiều dài phần làm việc l=47mm

* Mũi doa liền khối chuôi trụ Ø10 có L= 95mm và l= 15mm chế tạo bằng thép gió

Nguyên công 4: Phay mặt số 5

Chọn máy phay vạn năng6H82

Các thông số kỹ thuật của máy:

+ Số cấp tốc độ trục chính: 18

+ Phạm vi tốc độ trục chính : 30-1500v/ph bao gồm : 30; 37.5; 47.5; 60; 75; 95; 118; 150; 190; 235; 300; 375; 475; 600; 750; 950; 1180; 1500

+ Công suất động cơ chính: 7KW

+ Công suất động cơ chạy dao: 1,7KW

+ Kích thước làm việc của bàn máy: 320x1250mm

+ Bước tiến bàn máy dọc : 22,4-1000mm/ph

+ Bước tiến bàn máy ngang: 16-710mm/ph

Nguyên công 6: Phay mặt 6:

Nguyên công 7: Khoan, taro lỗ nghiêng 9

Sơ đồ gá đặt

*Định vị và kẹp chặt:

- Định vị mặt phẳng số 1 bằng 2 phiến tỳ cố định, hạn chế 3 bậc tự do

- Định vị trong lỗ 3 bằng 1 chốt trụ ngắn hạn chế 2 bậc tự do và 1 chốt tỳ đầu bằng ở mặt 4 hạn chế 1 bậc tự do như hình vẽ

- Kẹp chặt: Chiều lực kẹp hướng từ ngoài vào trong vuông góc với mặt phẳng 1

2 Chọn máy

Chọn máy doa ngang 2615 với các đặc tính kỹ thuật sau:

- Đường kính trục chính (mm): 80

- Côn móc trục chính: N05

- Khoảng cách từ tâm trục chính đến bàn máy (mm): 120

- Giới hạn chạy dao trục chính (mm/phút): 2,2-1760

- Giới hạn chạy dao của bàn máy (mm/phút): 1,4 -1110

- Số cấp tốc độ của trục chính: 12

- Giới hạn vòng quay trục chính (mm/phút): 20-1600

- Công suất động cơ (Kw): 5

IV.3 Tra lượng dư gia công

Lượng dư gia công cơ khí là lớp kim loại được cắt gọt thành phoi trong quá trình gia công cơ khí

Trong công nghệ chế tạo máy người ta thường dùng 2 phương pháp để xác định lượng

dư gia công

- Phương pháp thống kê kinh nghiệm

- Phương pháp tính toán phân tích

Trong trường hợp này ta chỉ sử dụng phương pháp tra bảng để xác định lượng

dư cho các bề mặt gia công

Theo bảng 3-17[1] ta có lượng dư về một phía đối với các chi tiết dập trên máy búa có trọng lượng dưới 40kG và kích thước dưới 800mm thì lấy từ 0,6-1,2 đến 3,0-6,4mm

Ta chọn lượng dư là 2mm, với dung sai 0,1mm Tra bảng 3-142[1] ta sẽ tiến hành gia công các mặt phẳng này theo 2 bước với lượng dư để lại cho gia công tinh 0,5mm ta chọn là 0,5mm, vậy lượng gia công thô sẽ là 2,5mm

Đối với các bề mặt còn lại có dạng lỗ, do đường kính bé hơn 30mm nên lỗ không được hình thành từ các phương pháp chế tạo phôi mà là lỗ đặc

+ Lỗ 10: Ta khoan lỗ 7, sau đó khoét đạt 9, doa đạt 10

+ Lỗ ren 4 ta khoan 3 sau đó taro theo yêu cầu

Nguyên công 7: Kiểm tra

Sơ đồ gá đặt:

Kiểm tra độ không song song giữa 2 mặt bên không vượt quá 0.05/100 mm

IV.4 Chế độ cắt

1 Nguyên công 1: Phay mặt 1

Do mặt phẳng 1 là mặt phẳng ta chọn làm chuẩn tinh thống nhất nên ta gia công thô và tinh

Bước 1: Phay thô

Kv = 1.39x0.9x1 = 1.25

Tra bảng 5-39 trang32 sổ tay CNCTM tập 2 có các hệ số mũ sau:

Cv= 64.7; q=0.25;x=0.1;y=0.2;u=0.15;p=0;m=0.2

 Lượng chạy dao phút Sph = S.n= 1.2× 235= 282 mm/phút

 Chọn theo số cấp bước tiến dao của bàn máy Sph = 300 mm/phút

Kv = 1.39x0.9x1 = 1.25

Tra bảng 5-39 trang32 sổ tay CNCTM tập 2 có các hệ số mũ sau:

Cv= 64.7; q=0.25; x=0.1;y=0.2;u=0.15;p=0;m=0.2

- Lượng chạy dao phút Sph= S.n= 0,36 300= 108 mm/phút

 Chọn theo số cấp bước tiến dao của bàn máy Sph = 118 mm/phút

- Tính lực cắt: Pz = 10.Cp.tx.Sz Bu.Z.Kuv/Dq.nw

Kuv = (𝜎𝑏

750)n = 520

750 = 0.7 Tra bảng 5-41 (tr34- sổ tay CNCTM tâp2): Cp = 82.5;x=0.95;y=0.8;u=1.1;q=1.1;w=0

2 Nguyên công 2: Phay mặt 2

- Chiều sâu cắt khi phay thô: t= 2mm

- Lượng chạy dao: Tra bảng 5-119 (tr108- sổ tay CNCTM tâp2) ta có Sz= 0.1mm/răng, suy ra S = Sz.Z= 0,1x12=1.2 mm/vòng

- Chu kỳ bền của dao: T= 180 phút ( bảng 5-40 sổ tay CNCTM tâp2)

Kv = 1.39x0.9x1 = 1.25

Tra bảng 5-39 trang32 sổ tay CNCTM tập 2 có các hệ số mũ sau:

Cv= 64.7; q=0.25;x=0.1;y=0.2;u=0.15;p=0;m=0.2

- Lượng chạy dao phút Sph= S.n= 1.2 x 235= 282 mm/ph

 Chọn theo số cấp bước tiến dao của bàn máy Sph = 300 mm/phút

- Tính lực cắt: Pz = 10.Cp.tx.Sz Bu.Z.Kuv/Dq.nw

Kuv = (𝜎𝑏

750)n = 520

750 = 0.7 Tra bảng 5-41 (tr34- sổ tay CNCTM tâp2): Cp = 82.5;x=0.95;y=0.8;u=1.1;q=1.1;w=0

- Lượng chạy dao: Tra bảng 5-25 (tr21- sổ tay CNCTM tâp2) ta có S =0,2 mm/vg

- Tốc độ cắt: Tra bảng 5-86 (tr83- sổ tay CNCTM tâp2) ta có

V = 32 m/phút Suy ra vận tốc vòng: n = 1000×𝑣

 Chọn theo dãy cấp tốc độ của máy n= 1000 vòng/phút

- Lượng chạy dao phút Sph= S.n= 0,2*1000= 200 mm/ph

Tra bảng 5-225 tr200 sổ tay CNCTM tâp2 ta có: Kv =1.34

Tra bảng 5-29 tr23 sổ tay CNCTM tâp2 có các hệ số mũ sau: Cv = 10.5, q=0.3, x=0.2, y=0.65, m=0.4

Thay các giá trị vào ta được V = 15.3m/phút

suy ra vận tốc vòng: n = 1000×𝑣

 Chọn theo dãy cấp tốc độ của máy n= 500 vòng/phút

- Lượng chạy dao phút Sph= S.n= 0,8.500= 400 mm/ph

4 Nguyên công 4: Phay mặt 5

Chiều sâu cắt khi phay thô: t= 1,5mm phay tinh: t=0,5mm

Bước 1: Phay thô

- Lượng chạy dao: Tra bảng 5-119 ( tr108- sổ tay CNCTM tâp2) ta có

- Lượng chạy dao phút Sph= S.n= 1.8x190= 342 mm/ph

 Chọn theo số cấp bước tiến dao của bàn máy Sph = 375mm/phút

Bước 2: Phay tinh

- Lượng chạy dao: Tra bảng 5-119 ( tr108- sổ tay CNCTM tâp2) ta có

- Lượng chạy dao phút Sph= S.n= 0,36x375= 135 mm/ph

 Chọn theo số cấp bước tiến dao của bàn máy Sph = 150mm/phút

5 Nguyên công 5: Phay mặt 4

- Lượng chạy dao phút Sph= S.n= 1.8 190= 342 mm/ph

 Chọn theo số cấp bước tiến dao của bàn máy Sph = 375 mm/phút

6 Nguyên công 6: Khoan taro lỗ nghiêng 7

 Chọn theo dãy cấp tốc độ của máy n= 1250 vòng/phút

- Lượng chạy dao phút Sph= S.n= 0,25 1250= 312.5 mm/ph

 Chọn theo số cấp bước tiến dao của bàn máy Sph = 315 mm/phút

- Lượng chạy dao S=1,25mm/vòng

- Vận tốc cắt: Tra bảng 5-188 ( tr171- sổ tay CNCTM tâp2) ta có V=9 m/phút

Suy ra vận tốc vòng: n = 1000×𝑣

 Chọn theo dãy cấp tốc độ của máy n= 315vòng/phút

- Lượng chạy dao phút Sph= S.n= 1,25 315= 393,75 mm/ph

 Chọn theo số cấp bước tiến dao của bàn máy Sph = 400 mm/phút

IV.5 Thời gian cơ bản

L2= 5 mm: Chiều dài thoát dao

L2= 5 mm: Chiều dài thoát dao