Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo chi tiết càng

NỘI DUNG THUYẾT MINH VÀ TÍNH TOÁN ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY I:Phân tích chức năng làm việc của chi tiết: Dựa vào đặc điểm kết cấu của chi tiết ta thấy đây là chi tiết dạng càng chúng là một loại chi tiết có một hoặc một số lỗ cơ bản mà tâm của chúng song song với nhau hoặc tạo với nhau một góc nào đó. Chi tiết dạng càng thường có chức năng biến chuyển động thẳng của chi tiết này (thường là piston của động cơ) thành chuyển động quay của chi tiết khác như là trục khuỷu hoặc ngược lại. Ngoài ra chi tiết dạng càng còn dùng để đẩy bánh răng khi cần thay đổi tỉ số truyền trong các hộp tốc độ. Trên chi tiết dạng càng ngoài những lỗ cơ bản cần được gia công chính xác còn có những lỗ dùng để kep chặc các rãnh then, các mặt đầu của lỗ và những yếu tố khác cần được gia công. Như vậy trong trường hợp này chi tiét đã cho là tay biên trong động cơ đốt trong có nhiệm vụ biến chuyển động tịnh tiến của pittong thành chuyển động quay cua trục khuỷu, đây là chi tiết điển hình nhất của chi tiết dạng càng. Khi làm việc tay biên chịu: + lực khí thể + lực quán tính của nhóm pittông và lực quán tính của bản thân tay biên. + các lực trên đều là lực tuần hoàn,va đập.

Trang 1

Lêi nãi ®Çu

Trang 2

Nội dung thuyết minh và tính toán Đồ án môn học

Công Nghệ Chế Tạo Máy

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

Dựa vào đặc điểm kết cấu của chi tiết ta thấy đây là chi tiết dạng càng chúng là một loại chi tiết có một hoặc một số lỗ cơ bản mà tâm của chúng song song với nhau hoặc tạo với nhau một góc nào đó

Chi tiết dạng càng thờng có chức năng biến chuyển động thẳng của chi tiết này (thờng là piston của động cơ) thành chuyển động quay của chi tiết khác nh là trục khuỷu hoặc ngợc lại Ngoài ra chi tiết dạng càng còn dùng để

đẩy bánh răng khi cần thay đổi tỉ số truyền trong các hộp tốc độ

Trên chi tiết dạng càng ngoài những lỗ cơ bản cần đợc gia công chính xác còn

có những lỗ dùng để kep chặc các rãnh then, các mặt đầu của lỗ và những yếu

tố khác cần đợc gia công

Nh vậy trong trờng hợp này chi tiét đã cho là tay biên trong động cơ đốt trong

có nhiệm vụ biến chuyển động tịnh tiến của pittong thành chuyển động quay cua trục khuỷu, đây là chi tiết điển hình nhất của chi tiết dạng càng

Khi làm việc tay biên chịu: + lực khí thể

+ lực quán tính của nhóm pittông và lực quán tính của bản thân tay biên

+ các lực trên đều là lực tuần hoàn,va đập

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

Trang 3

Bề mặt làm việc chủ yếu của tay biên là hai bề mặt trong của hai lỗ,do vậy càn đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật sau:

+Kích thớc các lỗ đợc gia công đạt cấp chính xác 7-9, độ nhám bề mặt Ra= 0,63-0,32

+Độ song song của các tâm các lỗ cơ bản trong khoảng 0,03-0,05 mm trên

0,05-+Các mặt làm việc của chi tiết đợc nhiệt luyện đạt độ cứng 50-55 HRC

Từ các yêu cầu kỹ thuật ta có thể đa ra một số nét công nghệ điển hình khi gia công chi tiết tay bien nh sau:

Trang 4

+ Kết cấu của chi tiết phải thuận lợi cho việc gia công nhiều chi tiết cùng một lúc.

+ Hình dáng của chi tiết phải thuận lợi cho việc chọn chuẩn thô và chuẩn tinh thống nhất

Với tay biên , nguyên công đầu tiên gia công hai mặt đầu cùng một lúc

để đảm bảo độ song song của 2 mặt đầu và để làm chuẩn cho các nguyên công sau ( gia công hai lỗ chính ) nên chọn chuẩn thô là hai mặt thân biên không gia công Và thứ tự gia công của hai mặt đầu là phay bằng hai dao phay

đĩa 3 mặt sau đó mài phẳng để đạt yêu cầu

.

1

β α

m N

N

Trong đó:

N : Số chi tiết tổng cộng đợc sản xuất trong một năm

N1:Số sản phẩm đợc sản xuất trong một năm theo kế hoạch,N1=20.000 chi tiết

m : Số chi tiết trong một sản phẩm

α: lọng sản phẩm dự phòng do sai hỏng khi tạo phôi đúc gây ra (α = 3%-6%).Chọn α = 4%

β : Số chi tiết đợc chế tạo thêm để dự trữ (β = 5% - 7%) Chọn β = 6%Thay số ta có:

100

6 4 1 1

V ≈ 31.292.80.673 = 5,24 dm3

Trang 5

γ = 7,852 kg/dm3

⇒ Q = V γ = 5,24.7,852 = 41 kg

Theo bảng 2 trang 13 - HD thiết kế đồ án CNCTM, ta có:

Dạng sản suất: Hàng khối

IV: Xác định ph ong pháp chế tạo phôi:

Phơng pháp tạo phôi phụ thuộc vào tất nhiều vấn đề nh chức năng và kết cấu của chi tiết máy trong cụm máy ,vật liệu sử dụng ,yêu cần kỹ thuật ,hình dáng

bề mặt và kích thớc của chi tiết,quy mô và tính loạt của sản xuất.Chọn phôi nghĩa là chọn loại vật liệu chế tạo ,phơng pháp hình thành phôi ,xác định lợng

d gia công cho các bề mặt ,tính toán kích thớc và quyết định dung sai cho quá trình chế tạo phôi Chọn phôi là một bài toán không dễ dàng Phơng án cuối cùng chỉ có thể đợc quyết định sau khi đã tính toán giá thành của phôi và giá thành của sản phẩm sau khi gia công cơ

Trong khuôn khổ một đò án môn học không thể trình bày một cách đầy đủ

ph-ơng pháp chế tạo phôi

Dựa vào kết cấu của chi tiết với đặc trng là chi tiết rát lớn cũng nh những yêu cầu kỹ thuật và tính kinh tế của sản phẩm Ta chọn vật liệu chế tạo phôi là thép 45 và phơng pháp chế tạo phôi là phơng pháp đúc trong khuông cát.

Ta chọn cấp chính xác của phôi là cấp chính xác 1 (bảng 2.12) và sai lệch kích thớc của phôi đúc đợc tra theo bảng 2.11 và đợc trình bày trong bản vẽ lồng phôi

Sau khi phôi đợc đúc xong ta thực hiện cắt tỉa ba via, làm sạch phôi và kiểm tra kích thớc phôi đúc

Trang 6

V: Lập thứ tự các nguyên công: (vẽ sơ đồ gá đặt, ký hiệu định vị, kẹp chặt,

chọn máy, chọn dao, vẽ chiều chuyển động của dao, của chi tiết)

1 Lập sơ bộ các nguyên công:

- Nguyên công 1: Nhiệt luyện

- Nguyên công 2: Kiểm tra phôi

- Nguyên công 3 : Phay hai mặt đầu, gia công trên máy phay ngang bằng hai dao phay đĩa 3 mặt sau đó có thể mài phẳng ( đạt đợc độ nhám RZ

40 - cấp độ bóng cấp 9) để làm chuẩn định vị cho các nguyên công sau

- Nguyên công 4 : Gia công lỗ nhỏ tay biên và vát mép lỗ, gia công trên máy khoan bằng dao tiện trong dao tiện vát mép

- Nguyên công 6: Gia công mặt lắp bu lông đầu to của càng, gia công trên máy phay đứng bằng dao phay mặt đầu

- Nguyên công 7: Gia công mặt lắp ghép đầu to tay biên và vấu khoan lỗ tâm gia công trên máy phay nằm ngang bằng dao phay đĩa

- Nguyên công 8 : Gia công 2 lỗ lắp bu lông đầu to, gia công trên máy khoan bằng mũi khoan, khoét và vát mép

- Nguyên công 9 : Mài mặt ghép tay biên trên máy mài đạt độ nhám 2,5

- Nguyên công 10: Nguội, lắp ráp nắp biên

- Nguyên công 11: Tiện thô và tinh lỗ đầu to trên máy tiện

- Nguyên công 12: Mài phẳng lại hai mặt đầu của tay biên trên máy mài

- Nguyên công 13: ép bạc vào lỗ đầu nhỏ

- Nguyên công 14: Tháo chi tiết

- Nguyên công 15: Phay rãnh định vị (vấu lỡi gà)

- Nguyên công 16: Khoan lỗ dẫn dầu

- Nguyên công 17: Nguội, lắp ráp

- Nguyên công 18: Tiện tinh lại lỗ đầu to

- Nguyên công 19 : Kiểm tra và nghiệm thu

2 Thiết kế cụ thể các nguyên công:

2.1 Nguyên công 1 : Nhiệt luyện

Trang 7

Nội dung nguyên công Trang bị công nghệ

1.Tôi cải thiện đạt 26…30 HRC, chênh

lệch về độ cứng không quá 4 đơn vị

2.Trên tay biên không cho phép có vết

nứt ,trai, gấp nếp, cháy, rỗ, bavia và các

khuyết tật khác.

Máy thử độ cứng

2.2 Nguyên công 2 : Kiểm tra phôi

2.3.Nguyên công 3: Phay hai mặt đầu

Lập sơ đồ gá đặt: Hai mặt đầu tay biên cần đảm bảo độ song song và cần phải

đối xứng qua mặt phẳng đối xứng của chi tiết, bởi vậy ta sử dụng cơ cấu kẹp

tự định tâm hạn chế cả 6 bậc tự do, và má kẹp có khía nhám định vị vào hai mặt phẳng của thân tay biên bởi đây là chuẩn thô

Kẹp chặt: Dùng hai miếng kẹp để kẹp chặt chi tiết, hớng của lực kẹp từ hai

phía cùng tiến vào, phơng của lực kẹp cùng phơng với phơng của kích thớc thực hiện Để đảm bảo độ phẳng của hai mặt đầu ta cần gia công hai mặt của hai đầu biên trong cùng một nguyên công bởi vậy ta dùng cơ cấu bàn phân độ

Trang 8

Chọn máy: Máy phay nằm ngang 6H82

Chọn dao: Phay bằng hai dao phay đĩa ba mặt răng gắn mảnh thép gió, có các

kích thớc sau( Tra theo bảng 4 - 84 Sổ tay CNCTM tập 1):

D = 315 mm, d = 50 mm, B = 40 mm, số răng Z = 28 răng

2.4 Nguyên công 4 : Gia công lỗ nhỏ tay biên và vát mép lỗ, gia công trên

máy doa toạ độ bằng mũi khoét, doa và dao vát mép

Lập sơ đồ gá đặt: Gia công lỗ biên đầu nhỏ cần đảm bảo độ đồng tâm tơng

đối giữa hình trụ trong và hình tròn ngoài của phôi và độ vuông góc của tâm

lỗ và mặt đầu bởi vậy ta định vị nhờ một mặt phẳng hạn chế 3 bậc tự do định

vị vào mặt đầu và bạc côn chụp vào đầu biên nhỏ hạn chế 2 bậc tự do và có tác dụng định tâm (hoặc một khối V cố định định vị vào mặt trụ ngoài của đầu

nhỏ tay biên hạn chế 2 bậc tự do)

Kẹp chặt: Dùng cơ cấu trụ trợt thanh răng và kẹp từ trên xuống.

Chọn máy: Máy doa toạ độ 2B440A có thể gia công đợc đờng kính lớn nhất

φmax = 250mm

Chọn dao: Mũi khoét,mũi doa và dao vát mép

2.5 Nguyên công 5: Phay mặt đầu hai lỗ bu lông.

Lập sơ đồ gá đặt: Định vị bằng mặt đầu hạn chế 3 bậc tự do, chốt trụ ngắn ở

lỗ φ103 hạn chế 2 bậc tự do Một chốt tỳ hạn chế 1bậc tự do ở đầu lỗ tay biên

Trang 9

Kẹp chặt: Dùng cơ cấu đòn kẹp, phơng của lực kẹp thẳng đứng Dồn kẹp đợc

đặt ở ngay trên đầu to của tay biên để tăng độ cứng vững

Chọn máy: Máy phay nằm đứng vạn năng 6H82 Công suất của máy Nm = 10kW

Chọn dao: Chọn dao phay ngón bằng thép gió có: D = 80 m

2.6 Nguyên lông 6: Gia công mặt lắp ghép hai nửa tay biên trên máy phay

Trang 10

Lập sơ đồ gá đặt: Để đảm bảo sự đồng phẳng của cả hai bên mặt lắp ghép do

đó khi gia công ta phay một lần cho cả hai phía Dùng dao phay mặt đầu để phay nên ta có sơ đồ định vị nh sau: Định vị bằng mặt đầu hạn chế 3 bậc tự

do Dùng chốt trụ ngắn ở lố đầu nhỏ tay biên hạn chế 2 bậc tự do Và một chốt tỳ ở đầu to tay biên để hạn chế 1 bậc tự do

Chọn máy: Máy phay nằm đứng vạn năng 6H82 Công suất của máy Nm = 10kW

Chọn dao: Phay bằng dao phay mặt đầu bằng thép gió, có các kích thớc sau

( Tra theo bảng 4-69 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 2):

D = 80 mm, số răng Z = 16 răng, L = 45 mm

Trang 11

2.7 Nguyên công 7: Gia công lỗ lắp bu lông

Lập sơ đồ gá đặt: Lỗ lắp bu lông vừa là lỗ lắp ghép, vừa là lỗ định vị hai nửa

tay biên nên nó cần đợc gia công với độ chính xác cấp 7, độ bóng cấp 6

Để đảm bảo độ vuông góc của 2 lỗ với mặt lắp ghép, ta dùng sơ đò định vị

nh sau: Dùng mặt phẳng hạn chế 3 bậc tự do dịnh vị vào mặt đầu của tay biên Dùng 1 mặt phẳng nữa để hạn chế 2 bậc tự do Một chốt trám hạn chế 1 bậc tự

do định vị vào lỗ đầu nhỏ của tay biên

Kẹp chặt: Dùng cơ cấu đòn kẹp để kẹp chặt chi tiết gia công ngay tại đầu to

của chi tiết

Chọn máy: Máy khoan nằm đứng 2A125 Công suất của máy Nm = 2,8kW.

Chọn dao: Chọn dao theo bộ kiến nghị gia công lỗ ta có:

Trang 12

2.8 Nguyên công 8 : Mài thô mặt ghép tay biên trên máy mài

Lập sơ đồ gá đặt: Định vị bằng mặt đầu hạn chế 3 bậc tự do Dùng chốt trụ

ngắn ở lố đầu nhỏ tay biên hạn chế 2 bậc tự do Và một chốt tỳ ở đầu to tay biên để hạn chế 1 bậc tự do

Chọn máy: Máy mài phẳng 2Π722 có bàn chữ nhật Công suất của máy Nm

= 15kW

Chọn dao: Đá mài

2.9.Nguyên công 9: Nguội, lắp ráp nắp biên

Trang 13

2.10 Nguyên công 10: Gia công lỗ đầu to ,gia công trên máy doa toạ độ bằng

mũi khoét, doa và dao vát mép

Trang 14

chế 1 bậc tự do chống xoay( hoặc một khối V di động định vị vào mặt trụ ngoài của đầu to tay biên hạn chế 1 bậc tự do và chốt trụ ngắn định vị lỗ đầu nhỏ hạn chế hai bậc t do còn lại)

Kẹp chặt: Dùng cơ cấu trụ trợt thanh răng và kẹp từ trên xuống

Chọn máy: Máy doa toạ độ 2B440A có thể gia công đợc đờng kính lớn nhất

φmax = 250mm

Chọn dao: Mũi khoét,mũi doa và dao vát mép

2.11 Nguyên công 11: Mài phẳng lại hai mặt đầu

3.Panme 4.Bộ căn lá

5.Bàn máp

2.12 Nguyên công 12: ép bạc vào lỗ đầu nhỏ

4.Tháo chi tiết

5.Lấy chi tiết kiểm tra

1.Bu lông và thanh kẹp rời 2.Dũa mịn

3.Chày ép

2.13 Nguyên công 13: Tháo chi tiết

Trang 15

của chi tiết

Chọn máy: Máy phay 6H82

Chọn dao: Dao phay rãnh then 10x∅50

2.15 Nguyên công 15: Khoan lỗ dẫn dầu

Lập sơ đồ gá đặt: Ta dùng sơ đồ định vị nh sau: Dùng mặt phẳng hạn chế 3

bậc tự do dịnh vị vào mặt đầu của tay biên Dùng 1 mặt phẳng nữa để hạn chế

2 bậc tự do Một chốt trám hạn chế 1 bậc tự do định vị vào lỗ đầu nhỏ của tay biên

của chi tiết

Chọn máy: Máy khoan nằm đứng 2A125 Công suất của máy Nm = 2,8kW.

Chọn dao: Chọn dao theo bộ kiến nghị gia công lỗ ta chọn mũi khoan ruột gà

φ15 mm

Trang 16

2.17 Nguyên công 17: Tiện tinh lại lỗ đầu to

Lập sơ đồ gá đặt: Ta định vị nhờ một mặt phẳng hạn chế 3 bậc tự do định vị

vào mặt đầu, một bạc côn chụp vào đầu biên to hạn chế hai bậc tự do và có tác dụng định tâm và một chốt chám định vị vào lỗ nhỏ vừa gia công ở nguyên công trớc hạn chế 1 bậc tự do chống xoay( hoặc một khối V di động định vị vào mặt trụ ngoài của đầu to tay biên hạn chế 1 bậc tự do và chốt trụ ngắn

định vị lỗ đầu nhỏ hạn chế hai bậc t do còn lại)

Kẹp chặt: Dùng cơ cấu trụ trợt thanh răng và kẹp từ trên xuống

Chọn máy: Máy khoan-phay-doa liên hợp của Nga 2A622MΦ2

Trang 17

Chän dao: Dao tiÖn lç

2.19 Nguyªn c«ng 19: Söa nguéi, lµm s¹ch

Néi dung nguyªn c«ng Trang bÞ c«ng nghÖ

1.Dòa s¹ch c¸c bavia cßn l¹i tõ nguyªn

c«ng tríc.

2.Lau chi tiÕt b»ng giÎ lau s¹ch,thæi b»ng

khÝ nÐn,l¸y s¹ch phoi trong lç dÇu vµ c¸c

r·nh.

3.Th¸o vµ lÊy chi tiÕt

1.Dòa mÞn 2.GiÎ lau 3.Vßi khÝ nÐn

2.20 Nguyªn c«ng 20: KiÓm tra vµ nghiÖm thu

Trang 18

+Vật liệu phôi: Thép 45.

Qui trình công nghệ gồm hai bớc nguyên công : khoét và doa Chi tiết đợc

định vị mặt phẳng đầu (hạn chế 3 bậc tự do), chốt trụ ngắn ở lỗ φ103+ 0 , 087 (hạn chế 2 bậc tự do), khối V tuỳ động định vị vào đờng kính ngoài của đầu biên lớn (hạn chế 1 bậc tự do)

Công thức tính lợng d cho bề mặt trụ trong đối xứng φ103+ 0 , 087:

2.Zi.min = 2 (Rz.i-1 + Ta.i-1 + 2 2

ρ +− )Trong đó :

Rz.i-1 : Chiều cao nhấp nhô tế vi do bớc công nghệ sát trớc để lại

Ta.i-1 : Chiều sâu lớp h hỏng bề mặt do bớc công nghệ sát trớc để lại

ρi-1 : Sai lệch về vị trí không gian do bớc công nghệ sát trớc để lại ( độ cong vênh, độ lệch tâm, độ không song song )

εi : Sai số gá đặt chi tiết ở bớc công nghệ đang thực hiện.

Theo bảng 3.2 - Thiết kế Đồ án công nghệ Chế tạo Máy, ta có:

Rz.i-1+ Ta.i-1 = 600 àmSai lệch vị trí không gian tổng cộng đợc xác định theo công thức sau:

Trong đó:

- ∆k lấy theo bảng 3.7 - HDTKĐACNCTM

- l,d là chiều dài và đờng kính lỗ

Giá trị ρlk sai lệch do độ lệch thao đúc:

Trang 19

Sai lệch không gian còn lại sau khi khoét là:

ρ1 = k.ρ đối với gia công lỗ thì k = 0,05, đối với gia công thô (hệ số chính xác hoá)

ρ1 = 0,05.294,6 =14,7 àm

Sai số gá đặt chi tiết εb ở bớc nguyên công đang thực hiện đợc xác định bằng tổng véctơ sai số định vị εđv và sai số kẹp chặt εk, nếu không xét đến sai số đồ gá:

Bây giờ ta có thể xác định lợng d nhỏ nhất theo công thức:

2.Zi.min = 2 (Rz.i-1 + Ta.i-1 + 2 2

Trang 20

TiÖn tinh: dmax2 = 103,087 mm; d2min= 103,087-0,087 = 103 mm

TiÖn th«: dmax1 = 102,843 mm; d2min = 102,843-0,22 = 102,623 mm

Ph«i: dmaxph = 100,773 mm; dminph = 100,773-0,8 = 99,973 mm

Gi¸ trÞ lîng d nhá nhÊt giíi h¹n Zgh

min b»ng hiÖu cña kÝch thíc lín nhÊt trªn nguyªn c«ng ®ang thùc hiÖn vµ nguyªn c«ng tríc nã Cßn gi¸ trÞ lîng d lín nhÊt giíi h¹n Zgh

max b»ng hiÖu cña c¸c kÝch thíc giíi h¹n nhá nhÊt trªn nguyªn c«ng ®ang thùc hiÖn víi nguyªn c«ng kÒ ngay tríc nã

KhoÐt: Zgh

2 min = 103,087-102,843 = 0,244 mm = 244 µm

Zgh

2 max = 103-102,623 = 0,377 mm = 377µm

Trang 21

Doa thô: Zgh

1 min = 102,843-100,773 = 2,07 mm = 2070 àm

Zgh

1 max = 102,623 - 99,973 = 2,65 mm = 2650 àmKiểm tra kết quả tính toán:

+ Sau khi khoét: 2Zmax - 2Zmin = 377 - 244 = 133 àm

Kích

th-ớc tính toán

Dung sai δ

Kích thớc giới hạn

Bảng lợng d của các bề mặt còn lại tra theo bảng sau

VII Tính chế độ cắt của một bề mặt nào đó, còn tất cả các bề mặt gia công

Trang 22

D C

.

Ta có : T = 100

-Hệ số dịch chỉnh chung tốc độ cắt, phụ thuộc vào các điều kiện cắt cụ thể:

KV = Knv.KMV.KuvKmv: hệ số phụ thuộc vào chất liệu của vật gia công Theo bảng 5 - 1

(Sổ tay CNCTM tập II)

v

n

B n

KmV = 1

Knv: Hệ số điều chỉnh bổ sung phụ thuộc vào tình trạng bề mặt phôi Theo bảng5 - 5 (Sổ tay CNCTM tập II)

Knv = 0,8

Định dạng
Số trang	23
Dung lượng	403,5 KB