Đồ Án Chế Tạo Máy Quy Trình Gia Công Trục Côn

Trong đồ án công nghệ chế tạo máy này, em được giao nhiệm vụ thiết kế chi tiết Trục gá côn.. Phân tích chức năng làm việc của chi tiết .Trong tất cả các loại máy móc từ công cụ, máy phát

LỜI NÓI ĐẦU

Ngành chế tạo máy đóng một vai trò quan trọng trong công cuộc côngnghiệp hoá và hiện đại hoá đất nước hiện nay, với nhiệm vụ chính là thiết

kế, chế tạo những các thiết bị, phương tiện máy móc phục vụ cho sản xuất

và trong sinh hoạt Để làm được điều này người kỹ sư cần có kiến thức đủsâu và rộng để có thể phân tích, đề xuất những phương án nhằm giải quyếttốt nhữnh vấn đề trong thiết kế cũng như chế tạo

Nhằm giúp cho những sinh viên ngành cơ khí chế tao máy nói riêngcũng như các sinh viên các ngành kĩ thuật khác nói chung, bước đầu làmquen với những vấn đề trong thực tế sản xuất Đồ án công nghệ chế tạomáy là cơ hội để sinh viên phải nghiêm túc phát huy tối đa tính độc lậpsáng tạo đồng thời làm quen với cách sử dụng tài liệu, sổ tay, tiêu chuẩntrên cơ sở tổng hợp các kiến thức đã học để so sánh cân nhắc để giải quyếtmột vấn đề công nghệ cụ thể

Trong đồ án công nghệ chế tạo máy này, em được giao nhiệm vụ thiết

kế chi tiết Trục gá côn Đây là một chi tiết có hình dạng phức tạp, có yêucầu về độ chính xác khá cao Trong quá trình thực hiện đồ án, mặc dù đã cốgắng tìm tòi nghiên cứu tài liệu làm việc một cách nghiêm túc và cũng

được sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo ABC, tuy nhiên, do còn thiếu

kinh nghiệm trong thực tế và kiến thức còn hạn chế nên không thể tránhkhỏi những thiếu sót.Vì vậy, em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy côgiáo và sự đóng góp ý kiến bạn bè để hoàn thiện hơn đồ án cũng như vốnkiến thức của mình

abc, ngày 23 tháng 6 năm 2016

Sinh viên thực hiện

XYZ

CHƯƠNG I : PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT 1.1 Phân tích chức năng làm việc của chi tiết

Trong tất cả các loại máy móc từ công cụ, máy phát động lực, máy lâmnghiệp, máy ngư nghiệp, các máy chuyên dùng cho đến các hệ thống dẫn độngchuyên dùng băng tải đều có một chi tiết máy không thể thiếu được, là cỏc chitiết dạng trục

Trục là một chi tiết quan trọng trong nhiều sản phẩm trong ngành chếtạo máy.Trục là chi tiết dùng chủ yếu để truyền chuyển động, biến chuyểnđộng quay thành chuyển động tịnh tiến và ngược lại.Trục có bề mặt cơ bản cầngia công là các bề mặt trụ tròn xoay ngoài.Các bề mặt tròn xoay thường dùnglàm mặt lắp ghép Do vậy các bề mặt này thường được gia công với các độchính xác khác nhau và cũng có nhiều bề mặt không phải gia công

Với vật liệu làm bằng thép C45 có thành phần như sau:HB=127;σb=1000(N/mm 2);

σc=800(N/mm 2);

C=0.45% Mn=0,50.8

Si=0,170.37% Cr=0.8-1.1% B=0.002-0.005%

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

Chi tiết gia công là chi tiết dạng trục

Các bề mặt trục có khả năng gia công bằng các dao tiện thông thườngĐường kính các cổ trục giảm dần về hai phía

Kết cấu của trục không đối xứng vì vậy không thể gia công trên máychép hình thuỷ lực

Ta có l/d=660/130 <10 nên trục đủ độ cứng vững

Khi gia công trục chúng ta phải gia công hai lỗ tâm hai đầu làm chuẩnđịnh vị

Không thể thay thế trục bậc bằng trục trơn được bởi vì đây là trục vítchúng ta phải có những bậc để lắp ổ lăn hay lăp trục với các bộ phận khác củamáy.

1.3.Những yêu cầu kỹ thuật chủ yếu khi chế tạo chi tiết máy dạng trục.

Khi chế tạo các chi tiết dạng trục cần đảm bảo các điều kiện kỹ thuật sau :

- Kích thước đường kính các cổ lắp ghép yêu cầu cấp chính xác 7-10

- Độ chính xác hình dáng hình học như độ côn, độ ô van của các trục nằmtrong giới hạn 0.25-0.5 dung sai đường kính cổ trục

- Bảo đảm dung sai chiều dài mỗi bậc trục trong khoảng 0.05-0.2 mm

- Độ đảo của các cổ trục lắp ghép không vượt quá 0.01-0.03 mm

- Độ nhám của các cổ trục lắp ghép đạt Ra =1.25-1.16, của các mặt đầu

,ta có sản lượng thực tế hàng năm :

1

0

β α

m N

N

(Chiếc/năm)

Với N0 = 15000 chiếc/năm : số sản phẩm một năm theo kế hoạch

m = 1 chiếc : số lượng chi tiết như nhau trong một sản phẩm

α = (10÷20) % : số phần trăm dự trữ cho chi tiết dùng làm phụtùng, ta chọn α = 10%

β = (3÷5)% : số phần trăm chi tiết phế phẩm trong quá trình chếtạo, ta chọn β = 4%

Vậy ta có số chi tiết thực tế cần sản xuất trong một năm :

=> Khối lượng chi tiết : m = V.γ

với γ = 0,00007848 kg/mm3 : Khối lượng riêng chi tiết

: ta thấy chi tiết thuộc dạng sản xuất loạt lớn

1.5.Xác định phương pháp chế tạo phôi.

1.5.1 Phân tích tính công nghệ trong kết cấu

Đối với các chi tiết dạng trục yêu cầu về độ đồng tâm giữa các cổ trục

là rất quan trọng Để đảm bảo yêu cầu này, khi gia công trục cần phải dùngchuẩn tinh thống nhất

Chuẩn thống nhất khi gia công các chi tiết dạng trục là hai lỗ tâm côn ởhai đầu của trục.Dùng hai lỗ tâm côn làm chuẩn có thể hoàn thành việc giacông thô và tinh hầu hết các bề mặt trục

Khi gia công tinh ta lại lấy chuẩn là hai lỗ tâm,thực hiện bằng cáchchống tâm hai đầu,để chống xoay chúng ta dùng thêm một cái tốc ở một đầu

Khi gia công các phần khác của trục như then,lỗ chúng ta dùng chuẩn làmặt ngoài của trục nhưng được thực hiện bằng cách dùng khối V kết hợp vớicác chốt tỳ để khống chế đủ số bậc tự do cần thiết

1.5.2 Chọn phương pháp chế tạo phôi.

Đối với các chi tiết dạng trục ta dùng vật liệu bao gồm thép các bon nhưthép 35,40,45; thép hợp kim như thép crôm,crôm-niken;40X;40Γ;50Γ

Trong bài này ta chọn vật liệu để gia công chi tiết trục là thép C45

Việc chọn phôi để chế tạo trục phụ thuộc vào hình dáng, kết cấu và sảnlượng của loại trục đó.Ví dụ đối với trục trơn thì tốt nhất dùng phôi thanh.Vớitrục bậc có đường kính chênh nhau không lớn lắm dùng phôi cán nóng

Trong sản xuất nhỏ và đơn chiếc phôi của trục được chế tạo bằng rèn tự dohoặc rèn tự do trong khuôn đơn giản, đôi khi có thể dùng phôi cán nóng Phôicủa loại trục lớn được chế tạo bằng cách rèn tự do hoặc hàn ghép từng phầnTrong sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối phôi của trục được chế tạo bằng dậpnóng trên máy dập hoặc ép trên máy ép,với trục bậc có thể rèn trên máy rènngang và cũng có thể chế tạo bằng phương pháp đúc

Đối với chi tiết trục bánh xe ta không nên chọn phôi là phôi đúc vì phôiđúc cho chất lượng bề mặt không tốt với lại chi tiết đúc thường có cơ tínhkhông cao.Chúng ta có thể chọn phôi thanh với độ chính xác có thể chấp nhậnđược nhưng nhược điểm lớn nhất của loại phôi này là rất tốn vật liệu

Từ đó ta thấy rằng chọn phôi cán nóng là tốt nhất bởi vì loại phôi nàyđảm bảo được những tiêu chuẩn như:hình dáng phôi gần với chi tiết gia công,lượng dư hợp lí, có thể sản xuất phôi hàng loạt,…

2.2 Phân tích các đặc điểm yêu cầu kỹ thuật của các bề mặt gia công.

- Khỏa mặt đầu, khoan tâm

- Tiện thô và tinh nửa trục côn

- Tiện thô và tinh nửa trục còn lại

- Phay 2 mặt phẳng

- Tiện ren

- Nhiệt luyện

- Mài tinh trục côn

2.3 Chọn trình tự gia công các bề mặt của phôi.

Phương án 1 :

- Tạo phôi, làm sạch phôi

- Khỏa mặt đầu, khoan tâm

- Tiện thô và tinh nửa trục côn

- Tiện thô và tinh nửa trục còn lại

Phương án 2 :

- Tạo phôi, làm sạch phôi

- Khỏa mặt đầu, khoan tâm

- Tiện thô và tinh nửa trục côn

- Tiện thô và tinh nửa trục còn lại, tiện ren

- Phay 2 mặt phẳng

- Nhiệt luyện

- Mài tinh trục côn

2.4 Lập quy trình công nghệ :

Qua 2 phương án nêu trên ta thấy phương án 2 số nguyên công giảm hơn

so với phương án 1, tuy nhiên ở phương án 2 quá trình gá đặt chi tiết là khókhăn hơn phương án 1, do phần trục tiện ren không thể dùng làm mặt định vị.Nhược điểm này đươc khắc phục nếu sử dụng phương án 1 Qua phân tích trên

ta chọn phương án 1 làm quy trình công nghệ gia công cơ :

1.Nguyên công 1: Chế tạo phôi bằng phương pháp cán nóng

2 Nguyên công 2: Khoả mặt đầu và khoan tâm

3 Nguyên công 3: Tiện thô và tinh nửa trục

4 Nguyên công 4 : Tiện thô và tinh nửa trục còn lại

5 Nguyên công 5 : Phay 2 mặt bậc

6.Nguyên công 6: Tiện ren M32x3

7 Nguyên công 7: Nhiệt luyện bề mặt

8 Nguyên công 8: Mài cổ trục

9 Nguyên công 9: Tổng kiểm tra

Phôi được chế tạo bằng phương pháp cán nóng

- Đảm bảo yêu cầu về bề mặt

- Đảm bảo độ chính xác bề mặt của chi tiết

- Đảm bảo lấy được mẫu dễ dàng

Căn cứ yêu cầu kỹ thuật của chi tiết và kết cấu của chi tiết chọn như hình

vẽ sẽ lấy mẫu dễ ràng

3.2 Nguyên công 2: Khoả mặt và khoan tâm

1.Sơ đồ gá đặt

2.Định vị

C hi tiết gia công được định vị trên hai khối V ngắn định vị 4 bậc tự do ,ngoài ra để chống sự dịch chuyển theo chiêù dọc trục ta tỳ sát bậc trục vào thành khôi V định vị bậc tự do thứ năm

3 Chọn máy

Ta chọn máy gia công là máy phay và khoan tâm có kí hiệu MP-71M, có cácthông số:

Đường kính gia công 25-125(mm)

Chiều dài chi tiết gia công 200-700(mm)

Giới hạn chạy dao của dao phay 20-400(mm/ph)

Số cấp tốc độ của dao phay 6

Giới hạn số vòng quay của dao phay 125-712(vòng/phút)

Số cấp tốc độ của dao khoan 6

Giới hạn số vòng quay của dao khoan 20-300(mm/ph)

Công suất động cơ phay-khoan 7.5-12.2(KW)

+Chế độ cắt:

Khi gia công mặt đầu ta chọn chiều sâu cắt t=2mm

Bảng 5-125 ,ta chọn bước tiến dao Sz=0.13(mm/răng)

Lượng chạy dao vòng S0=0,13.6=0.78(mm/vòng)

Bảng 5-126 ta chọn tốc độ cắt Vb =260(m/ph)

Các hệ số hiệu chỉnh :

-Hệ số phụ thuộc vào độ cứng của chi tiết gia công k1=0.9 (theo bảng 5.3)-Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt k2=0.8 (theo bảng 5.5)

-Hệ số phụ thuộc vào tuổi bền của dao k3=1 (theo bảng 5.7)

Như vậy tốc độ tính toán là Vt=Vb.k1.k2.k3=0.9x0.8x1x260 =187.2(m/phút)

Số vòng quay của trục chính theo tính toán là:

) / ( 3 , 90 660

.

1000

ph v

100 660 143

,

3

ph m

=

Lượng chạy dao Sp=0,78.100=78(mm/vòng)

Theo máy ta chọn Sp=80(mm/vòng)

Bước 2:Khoan tâm

Chọn mũi khoan là mũi khoan tâm đuôi trụ làm bằng vật liệu T15K6,có cáckích thước như sau: d =10mm; L=132mm; l = 87mm

-Hệ số phụ thuộc vào tuổi bền của dao k3=1 (theo bảng 5.7)

Như vậy tốc độ tính toán là Vt=Vb.k1.k2.k3=0.9x0.8x1x32 =23.04(m/phút)

Số vòng quay của trục chính theo tính toán là:

) / ( 7 , 733 10

.

1000

ph v

750 10 143

,

3

ph m

=

5 Thời gian nguyên công

+Thời gian phay mặt đầu

T1=

i n

2 2 , 19

55 + +

=1,95 (phút)

L1=

2 )

(D−t +

t

=

2 ) 2 150 (

=19,2mmL2=2 mm

T=T1+T2=0,06+1,95 =2,01(phút)

Bảng chế độ cắt

Bước Máy v

(mm/phút) n (vg/phút)

Spmm/vòng) t (mm)

3 Chọn máy : máy 1K62

+Chiều cao tâm máy 200mm

+Đường kính lớn nhất của phôi gia công: ∅90mm

+Khoảng cách giữa hai tâm có 3 cỡ 710; 1000; 1100mm

+Công suất động cơ chính N1=10Kw, n= 1450v/p hiệu suất máy η =0.75

+Động cơ chay nhanh N2=1Kw; n =1410 v/p

+Đường kính lỗ suất trục chính 45mm, côn moóc số 5

+Số vòng quay trục chính <v/p> có z= 23 cấp tốc độ

=

1000.195 3,14.90

=414 v/phTra theo máy thì m

m

n π D

=

2000.3,14.72 1000

Chọn dao tiện ngoài thân cong có góc nghiêng chính 90°,vật liệu T15K6 Theo bảng 4-6 STCNCTM I ,ta chọn kích thước của dao như sau:

H=16;B=10;L=100;l=40;ϕ=60°,n=4;l=10;r=0.5

+Chế độ cắt:

Khi gia công thô∅90 ta chọn chiều sâu cắt t=2mm

Bảng 5-60 ,ta chọn bước tiến dao s=0.76;

Bảng 5-63 ta chọn tốc độ cắt Vb =37(m/ph)

Các hệ số hiệu chỉnh :

-Hệ số phụ thuộc vào độ cứng của chi tiết gia công k1=0.9 (theo bảng 5.3)-Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt k2=0.8 (theo bảng 5.5)

-Hệ số phụ thuộc vào tuổi bền của dao k3=1 (theo bảng 5.7)

Như vậy tốc độ tính toán là Vt=Vb.k1.k2.k3=0.9x0.8x1x37 =26.64(m/phút)

Số vòng quay của trục chính theo tính toán là:

1000.26,64

90( / ) 3,14.94

* Gia công phần trục côn :

Gia công thô phần trục có đường kính ∅32mm

Đường kính cần đạt được là ∅33mm

+Chọn dụng cụ cắt như dao tiện ∅90

+Chế độ cắt:

Khi gia công thô ∅32 ta chọn chiều sâu cắt t=2mm

Bảng 5-60 ,ta chọn bước tiến dao s=0.35;

Bảng 5-63 ta chọn tốc độ cắt Vb =62(m/ph)

Các hệ số hiệu chỉnh :

-Hệ số phụ thuộc vào độ cứng của chi tiết gia công k1=0.9 (theo bảng 5.3)-Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt k2=0.8 (theo bảng 5.5)

-Hệ số phụ thuộc vào tuổi bền của dao k3=1 (theo bảng 5.7)

Như vậy tốc độ tính toán là Vt=Vb.k1.k2.k3=0.9x0.8x1x62 =44.64(m/phút)

Số vòng quay của trục chính theo tính toán là:

1000.44,64

473,9( / ) 3,14.36

450 31 143

,

3

ph m

Lượng chạy dao vòng: S=0,2 mm/vòng ; mặt đầu V=248 m/ph

π

=

1000.248 3,14.72

=526 v/phTra theo máy thì m

m

n π D

=

500.3,14.72 1000

=235,5m/ph

* Gia công tinh phần trục có đường kính ∅90mm và mặt đầu

- Bước 1:Tiện tinh nửa trục

-Tiện tinh ∅90mm

Đường kính cần đạt được là ∅90mm

+Chọn dụng cụ cắt :

Chọn dao tiện ngoài thân cong có góc nghiêngchính 90°,vật liệu T15K6

Theo bảng 4-6 STCNCTM I ,ta chọn kích thước của dao như sau:

+Chế độ cắt:

Khi gia công tinh ∅90 ta chọn chiều sâu cắt t=0.5mm

Bảng 5-62 ,ta chọn bước tiến dao s=0.26mm/vòng;

Bảng 5-63 ta chọn tốc độ cắt Vb =89(m/ph)

Các hệ số hiệu chỉnh :

-Hệ số phụ thuộc vào độ cứng của chi tiết gia công k1=0.9 (theo bảng 5.3)-Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt k2=0.8 (theo bảng 5.5)

-Hệ số phụ thuộc vào tuổi bền của dao k3=1 (theo bảng 5.7)

Như vậy tốc độ tính toán là Vt=Vb.k1.k2.k3=0.9x0.8x1x89 =64.08(m/phút)

Số vòng quay của trục chính theo tính toán là:

1000.64,08

194, 4( / ) 3,14.90

200 105 143

,

3

ph m

Khi gia công tinh ∅32ta chọn chiều sâu cắt t=0.5mm

Bảng 5-62 ,ta chọn bước tiến dao s=0.16mm/vòng;

Bảng 5-63 ta chọn tốc độ cắt Vb = 106(m/ph)

Các hệ số hiệu chỉnh :

-Hệ số phụ thuộc vào độ cứng của chi tiết gia công k1=0.9 (theo bảng 5.3)-Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt k2=0.8 (theo bảng 5.5)

-Hệ số phụ thuộc vào tuổi bền của dao k3=1 (theo bảng 5.7)

Như vậy tốc độ tính toán là Vt=Vb.k1.k2.k3=0.9x0.8x1x106 =76.32(m/phút)

Số vòng quay của trục chính theo tính toán là:

1000.76,32

810, 2( / ) 3,14.32

800 30 143

,

3

ph m

=

5 Thời gian cơ bản khi tiện

*Thời gian cơ bản khi tiện thô đạt kích thước ∅92

T0=T01+T02+T03+T04 + T05= 0,46+0,3+0,46+0,3+0,47=1,99(phút)

3.4 Nguyên công 4: Tiện thô và tinh nửa trục phần ren :

1 Sơ đồ gá đặt

2 Định Vị

Chi tiết được định vị bằng 2 mũi chống tâm ở 2 đầu trục 1 mũi chốngtâm có vai được kẹp vào mâm cặp Ngoài ra ra sử dụng tốc kẹp để truyền mômen cho trục

3 Chọn máy : máy 1K62

+Chiều cao tâm máy 200mm

+Đường kính lớn nhất của phôi gia công: ∅90mm

+Khoảng cách giữa hai tâm có 3 cỡ 710; 1000; 1100mm

+Công suất động cơ chính N1=10Kw, n= 1450v/p hiệu suất máy η =0.75

+Động cơ chay nhanh N2=1Kw; n =1410 v/p

+Đường kính lỗ suất trục chính 45mm, côn moóc số 5

+Số vòng quay trục chính <v/p> có z= 23 cấp tốc độ

=

1000.195 3,14.90

=414 v/phTra theo máy thì m

m

n π D

=

2000.3,14.72 1000

=188,4m/ph

* Gia công phần trục ren :

Gia công thô phần trục có đường kính ∅32mm

Đường kính cần đạt được là ∅33mm

+Chọn dụng cụ cắt như dao tiện ∅90

+Chế độ cắt:

Khi gia công thô ∅32 ta chọn chiều sâu cắt t=2mm

Bảng 5-60 ,ta chọn bước tiến dao s=0.35;

Bảng 5-63 ta chọn tốc độ cắt Vb =62(m/ph)

Các hệ số hiệu chỉnh :

-Hệ số phụ thuộc vào độ cứng của chi tiết gia công k1=0.9 (theo bảng 5.3)-Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt k2=0.8 (theo bảng 5.5)

-Hệ số phụ thuộc vào tuổi bền của dao k3=1 (theo bảng 5.7)

Như vậy tốc độ tính toán là Vt=Vb.k1.k2.k3=0.9x0.8x1x62 =44.64(m/phút)

Số vòng quay của trục chính theo tính toán là:

1000.44,64

473,9( / ) 3,14.36

450 31 143

,

3

ph m

Lượng chạy dao vòng: S=0,2 mm/vòng ; mặt đầu V=248 m/ph

π

=

1000.248 3,14.72

=526 v/phTra theo máy thì m

m

n π D

=

500.3,14.72 1000

=235,5m/ph

* Gia công tinh phần trục ren :

Khi gia công tinh ∅32ta chọn chiều sâu cắt t=0.5mm

Bảng 5-62 ,ta chọn bước tiến dao s=0.16mm/vòng;

Bảng 5-63 ta chọn tốc độ cắt Vb = 106(m/ph)

Các hệ số hiệu chỉnh :

-Hệ số phụ thuộc vào độ cứng của chi tiết gia công k1=0.9 (theo bảng 5.3)-Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt k2=0.8 (theo bảng 5.5)

-Hệ số phụ thuộc vào tuổi bền của dao k3=1 (theo bảng 5.7)

Như vậy tốc độ tính toán là Vt=Vb.k1.k2.k3=0.9x0.8x1x106 =76.32(m/phút)

Số vòng quay của trục chính theo tính toán là:

1000.76,32

810, 2( / ) 3,14.32

800 30 143

,

3

ph m

=

5 Thời gian cơ bản khi tiện

* Thời gian cơ bản khi tiện mặt đầu :

L= 2

D d−

=

90 32 2

tg

+2=3,5≈4(mm)

2

L

=(0,5…5)=5(mm) Bước thô:

T0=T01+T02+T03 = 0,47+0,3+0,3=1,07(phút)

26 26