Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo chi tiết mâm đĩa

Đây là lần đầu tiên giải quyết một vấn đề cụ thể là một quy trình công nghệ để gia công chi tiết hoàn chỉnh và thời gian thì không nhiều nên trong quá trình hoàn thành đồ án không tránh

LỜI NÓI ĐẦU

Thiết kế đồ án môn học công nghệ chế tạo máy là một nhiệm vụ quan trọng trong chương trình đào tạo kỹ sư cơ khí của trường Đại học Bách Khoa

Đà Nẵng, nhằm tạo cho sinh viên hệ thống lại các môn học: Vẽ kỹ thuật, Công nghệ chế tạo máy, Nguyên lý cắt, Kỹ thuật đo từ đó giúp cho mỗi sinh viên nâng cao khả năng làm việc độc lập, làm quen với các nhiệm vụ thường ngày của một kỹ sư trước khi ra ra trường.

Nhận biết được tầm quan trọng của đồ án công nghệ chế tạo máy, cùng

với sự hướng dẫn tận tình của thầy Lưu Đức Bình và nỗ lực của bản thân em cũng đã hoàn thành nhiệm vụ “Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo chi tiết

mâm đĩa”.

Đây là lần đầu tiên giải quyết một vấn đề cụ thể là một quy trình công nghệ để gia công chi tiết hoàn chỉnh và thời gian thì không nhiều nên trong quá trình hoàn thành đồ án không tránh khỏi những sai sót, em rất mong được

sự chỉ bảo tận tình của giáo viên hướng dẫn để em có thể hoàn thành tốt đề tài của mình và có thêm những kiến thưc vững chắc về công nghệ chế tạo máy sau khi ra trường

Đà Nẵng, ngày 1 tháng 3 năm 2019

Sinh viên thực hiện

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 1

PHẦN I: PHÂN TÍCH ĐIỀU KIỆN KỸ THUẬT VÀ ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT 2

PHẦN II: ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT 4

PHẦN III: PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI 6

PHẦN IV: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CHI TIẾT 8

PHẦN V: THIẾT KẾ ĐỒ GÁ CHO NGUYÊN CÔNG GIA CÔNG MẶT TRÊN 23 Tài Liệu Tham Khảo 26

MỤC LỤC 27

PHẦN I PHÂN TÍCH ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC

VÀ YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA CHI TIẾT

1 Phân tích điều kiện làm việc và yêu cầu kỹ thuật của chi tiết:

1.1.Công dụng của chi tiết

Chi tiết mâm đĩa là một chi tiết dạng hộp, là chi tiết cơ sở để lắp các chi tiếtkhác lên nó, nên nó có nhiều mặt phẳng phải gia công để làm bề mặt tiếp xúc vàtrên hộp có nhiều lỗ phải gia công chính xác để thực hiện các mối lắp ghép

được là đường kính lỗ 30, khoảng cách giữa 2 mặt phẳng A và B(80mm), khoảngcách từ tâm đĩa đến mặt phẳng lắp ghép (29mm).

1.2.Yêu cầu kỹ thuật:

Yêu cầu kỹ thuật cơ bản của một chi tiết dạng hộp:

 Độ không phẳng và độ không song song của các bề mặt chính trongkhoảng 0,05÷0,1 mm trên toàn bộ chiều dài, Ra=5÷1,25

 Các lỗ có độ chính xác cấp 6÷8, Ra=2,5÷0,63 Sai số hình dáng các lỗ

là 0,5÷0,7 dung sai đường kính lỗ

 Dung sai khoảng cách tâm giữa các lỗ phụ thuộc vào chức năng của

nó, nếu là lỗ lắp trục bánh răng thì dung sai khoảng cách tâm là0,02÷0,1mm Dung sai độ không song song của các tâm lỗ bằng dungsai khoảng cách tâm Độ không vuông góc của các tâm lỗ khi lắp bánhrăng côn và trục vít - bánh vít là 0,02÷0,06 mm

 Dung sai độ không đồng tâm của các lỗ bẵng ½ dung sai đường kính

lỗ nhỏ nhất

 Độ không vuông góc giữa mặt đầu và tâm lỗ trong khoảng 0,01÷0,05trên 100mm bán kính

Từ đó, ta có yêu cầu kỹ thuật cho chi tiết mâm đĩa cần gia công:

 Độ không vuông góc giữa đường tâm lỗ ∅30 và mặt bên không vượtquá 0,04/100mm

 Độ không song song giữa mặt A và mặt B không vượt quá0,1/100mm

 Độ không song song giữa mặt C và mặt D không vượt quá0,1/100mm

 Thấm cacbon và tôi đạt độ cứng 40÷50 HRC.

PHẦN II XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

2 Xác Định dạng sản xuất:

2.1 Dạng sản xuất của chi tiết:

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 ba dạng sản xuất sau

 Sản xuất đơn chiếc

 Sản xuất hàng loạt

 Sản xuất hàng khối

Mỗi dạng sản xuất có những đặc điểm riêng phụ thuộc vào các yếu tố khác nhau

2.2.Xác định dạng sản xuất:

Để xác định dạng sản xuất ta có nhiều phương pháp Xác định được dạng sản

xuất thì ta phải xác định được khối lượng chi tiết cần gia công và số lượng chi tiết

tổng cộng cần chế tạo trong một năm tạo điều kiện cho quá trình sản xuất công

nghệ

Muốn xác định dạng sản xuất trước hết phải biết sản lượng hằng năm của chi

tiết gia công

Theo đề sản lượng hàng năm của chi tiết là: N = 10.000 chi tiết/năm

Sau khi biết được sản lượng hàng năm của chi tiết ta cần phải xác định trọng

lượng của chi tiết Trọng lượng của chi tiết được xác định theo công thức sau đây:

V: thể tích của chi tiết (dm3)

: trọng lượng riêng của vật liệu ( kG/dm3)

thép = 7,85 (kg/dm 3)

Sử dụng phần mềm CAD/CAM ta tính được thể tích của chi tiết:

V = 0,17002167.106 (mm3) = 0,17002167 (dm3)Thay vào ta có :

Q1= 0,17002167.7,85 = 1,33 (kg)Trả bảng 2 (trang 13 tài liệu [1] ):

 Số lượng chi tiết sản xuất trong một năm: N = 10.000 chi tiết/năm

 Trọng lượng chi tiết: Q1 = 1,33 (kg) < 4 (kg)

=> Dạng sản xuất là dạng sản xuất hàng loạt lớn

PHẦN III PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI

3 Phân tích và lựa chọn phương pháp chế tạo phôi:

Vật liệu để chế tạo chi tiết là thép 20X (thép 20Cr), chi tiết dạng hộp cùngvới dạng sản xuất hàng loạt lớn nên ta có thể chọn một trong các loại phôi sau:

 Phôi đúc

 Phôi dập

Khi xác định loại phôi và phương pháp chế tạo phôi cho chi tiết ta cần phảiquan tâm đến đặc điểm kết cấu và yêu cầu chịu tải khi làm việc của chi tiết (hìnhdạng, kích thước, chức năng làm việc, vật liệu ) Mặt khác khi xác định phươngpháp tạo phôi cho chi tiết cần quan tâm đặc tính của các loại phôi và lượng dư giacông ứng với từng loại phôi

PHẦN IV THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CHI TIẾT

4.1 Phân tích các đặc điểm về yêu cầu kỹ thuật bề mặt cần gia công

Theo phân tích khối lượng chi tiết và sản lượng hằng năm như trên, dạng sảnxuất là hàng loạt lớn, đường lối công nghệ được xác định là phù hợp nhất là phântán nguyên công(ít bước công nghệ trong một nguyên công) Ta dùng các loại máyvạn năng kết hợp với đồ gá chuyên dùng và các máy chuyên dùng dễ chế tạo

Dựa vào các thông số, yêu cầu kỹ thuật, dung sai, độ nhám ta phân tíchđặc điểm của từng bề mặt cần gia công như sau:

 Mặt đáy C của chi tiết là bề mặt cần làm chuẩn định vị, đạt cấp chính xácIT8, độ nhám Ra=2,5 Có các phương pháp gia công như tiện tinh, phay tinhbằng dao phay mặt đầu, phay tinh mỏng bằng dao phay trụ, bào tinh…

 Mặt trên D của chi tiết đạt cấp chính xác IT8, độ nhám Ra=2,5 Có cácphươong pháp gia công như tiện tinh, phay tinh bằng dao phay mặt đầu, phaytinh mỏng bằng dao phay trụ, bào tinh…

 Các mặt bên A, B là các mặt lắp ghép, yêu cầu độ chính xác cao, đạt cấpchính xác IT8, Ra=2,5 có thể bào tinh, phay tinh bằng dao phay đĩa…

 Các mặt E,F yêu cầu đạt cấp chính xác IT8, độ nhám Ra=2,5 có thể bào tinh,phay tinh bằng dao phay đĩa…

 Bề mặt lỗ 30 cần làm chuẩn định vị, đạt cấp chính xác IT7, độ nhámRa=1.25 có thể dùng phương pháp tiện tinh, doa tinh bằng mũi doa 1 lưỡihoặc nhiều lưỡi

 Các lỗ lắp ghép M6 không cần chính xác, có thể dùng phương pháp khoanrồi taro ren

4.2 Trình tự các nguyên công gia công

Trình tự các nguyên công gia công:

 Nguyên công 1: Tiện mặt đáy D, lỗ 

 Nguyên công 2: Tiện mặt trụ ngoài

 Nguyên công 3: Phay mặt C

 Nguyên công 4: Phay rãnh thoát dao

 Nguyên công 5: Phay các mặt A, B, E, F

 Nguyên công 6: Khoan và taro 2 lỗ ren trên mặt A

 Nguyên công 7: Khoan và taro 2 lỗ ren trên mặt B

4.2.1 Nguyên công 1: Tiện mặt đáy D và lỗ .

 Định vị: Mặt trụ ngoài, 4 bậc tự do bằng mâm cặp 3 chấu tự định tâm

 Kẹp chặt: Mâm cặp 3 chấu tự định tâm

 Máy: Máy tiện T616

4.2.2 Nguyên công 2: Tiện mặt trụ ngoài.

4.2.3 Nguyên công 3: Phay mặt C

 Định vị: Mặt D định vị 3 bậc tự do bằng 2 phiến tì

Mặt trụ 140 định vị 2 bậc tự do bằng khối V

 Kẹp chặt: Kẹp chặt bằng xylanh khí nén, phương của lực kẹp vuông góc vớiphương kích thước, chiều của lực kẹp từ phải sang trái

 Máy: Máy phay đứng vạn năng

 Dao: Chọn dao phay mặt đầu răng chắp mảng thép gió

 Sơ đồ gá đặt:

4.2.4 Nguyên công 4: Phay rãnh thoát dao.

 Để gia công đạt năng suất cao, ta ghép 2 chi tiết lại với nhau để gia côngcùng lúc

 Định vị: Mặt D định vị 3 bậc tự do bằng 2 phiến tì

Lỗ 30 định vị 2 bậc tự do bằng chốt trụ ngắn

Mặt G định vị 1 bậc tự do bằng chốt tì

 Kẹp chặt: kẹp chặt bằng cơ cấu kẹp bằng khí nén, phương vuông góc với mặt

D, chiều từ trên xuống dưới

 Máy: Máy phay vạn năng nằm ngang 6H12

Mặt lỗ 30 định vị 2 bậc tự do bằng chốt trụ ngắn.

Mặt G định vị 1 bậc tự do bằng chốt tì

 Kẹp chặt: kẹp chặt bằng cơ cấu kẹp bằng khí nén, phương vuông góc với mặt

D, chiều từ trên xuống dưới

 Máy: Máy phay vạn năng nằm ngang 6H82

 Dao: Dao phay đĩa 3 mặt răng gắn mảnh thép gió (Bảng 4-84 trang 369, tài

Mặt lỗ 30 định vị 2 bậc tự do bằng chốt trụ ngắn.

 Dao: Mũi khoan ruột gà đuôi trụ 5 (Bảng 4-41 trang 326, tài liệu [2])

 Sơ đồ gá đặt:

4.2.8 Nguyên công 8: Kiểm tra

Tra lượng dư các bề mặt gia công

Tra bảng 3-17 trang 190, tài liệu [2] ta có lượng dư gia công cho phôi dậpnóng

 Mặt C: Chọn lượng dư trên bề mặt C là 2mm

 Lượng dư bước gia công thô là 1.5mm

 Lượng dư còn lại cho bước gia công tinh là 0.5mm

 Mặt D: Chọn tương tự như mặt C

 Mặt A: Chọn lượng dư trên bề mặt A là 2mm

 Lượng dư bước gia công thô là 1mm

 Lượng dư gia công tinh sau thô là 0.5mm

 Lượng dư gia công tinh lần cuối là 0.5mm

 Mặt B: Chọn tương tự như mặt A

 Mặt lỗ 30:

+ Lượng dư bước gia công thô là 0.5mm

+ Lượng dư gia công tinh sau thô là 0.5 mm

4.3 Tra chế độ cắt các nguyên công gia công

4.3.1 Nguyên công 1: Tiện mặt đáy D và lỗ 30

Tra bảng 5-61 trang 53, tài liệu [2]:

Tra bảng 5-61 trang 53, tài liệu [2]:

4.3.3 Nguyên công 3: Phay mặt trên D

Tra bảng 5-120 trang 109, tài liệu [2]:

4.3.4 Nguyên công 4: Phay rãnh thoát dao

Tra bảng 5-182 và 5-183 trang 165-166, tài liệu [2]

 V = 58m/ph

 S = 0.08mm/vòng

4.3.7 Nguyên công 7: Khoan và taro 2 lỗ ren trên mặt B

Tương tự nguyên công 6

4.4 Tính toán thời gian cơ bản cho tất cả các nguyên công gia công

4.4.1 Nguyên công 1: Tiện mặt đáy D và lỗ 30

 Tiện thô: Tra bảng 31, tài liệu [1]

i n S

L L L

2 1 0





L1= t(D t) +(0,5+3)mmL2= (2÷5)mm

Trong đó:

L1= 1.5x(100 1.5)+3.5=15.7mm

 T0 = 2.5 (phút)

 Tiện tinh: Tra bảng 31, tài liệu [1]

i n S

L L L

2 1 0





L1= t(D t)+(0,5+3)mmL2= (2÷5)mm

Trong đó:

L1= 0.5x(100 0.5)+3.5=10.6mmL2= 3mm

i = 2

 T0 = 12.6 (phút)

4.4.2 Nguyên công 2: Tiện mặt trụ ngoài

Tương tự như nguyên công 1

4.4.3 Nguyên công 3: Phay mặt trên C

 Phay thô: Tra bảng 31, tài liệu [1]

i n S

L L L

2 1 0





L1= t(D t) +(0,5+3)mmL2= (2÷5)mm

Trong đó:

L1= 1.5x(100 1.5)+3.5=15.7mmL2= 3mm

 T0 = 2.5 (phút)

Trong đó:

L1= 0.5x(100 0.5)+3.5=10.6mmL2= 3mm

i = 2

 T0 = 12.6 (phút)

4.4.4 Nguyên công 4: Phay rãnh thoát dao

Tra bảng 28, tài liệu [1]

i n S

L L L

2 1 0





L1= t(D t)+(0,5+3)mmL2 = (2÷5)mm

Trong đó:

L1= 1.5x(1001.5)+3.5 = 15.7mmL2 = 3mm

 T0 = 0.166 (phút)

4.4.5 Nguyên công 5: Phay các mặt A, B, E, F

 Phay thô: Tra bảng 31, tài liệu [1]

i n S

L L L

2 1 0





L1= t(D t)+(0,5+3)mmL2= (2÷5)mm

Trong đó:

L1= 1.5x(1601.5)+3.5=19mmL2= 3mm

 T0 = 0.62 (phút)

i n S

L L L

2 1 0





L1= t(D t)+(0,5+3)mmL2= (2÷5)mm

Trong đó:

L1= 0.5x(160 0.5)+3.5 = 12mmL2= 3mm

 T0 = 2.5 (phút)

4.4.6 Nguyên công 6: Khoan và taro 2 lỗ ren trên mặt A

 Khoan trước taro: Tra bảng 28, tài liệu [1]

i n S

L L

1 0



0.5÷2

cot.2

1 d g 

Trong đó:

140cot.2

5,5

L L n

S

L L

1 1

L1= 2mm

PHẦN V THIẾT KẾ ĐỒ GÁ CHO NGUYÊN CÔNG GIA CÔNG MẶT PHẲNG C

5.1 Xây dựng sơ đồ nguyên lý của đồ gá

5.1.1 Định vị

 Chi tiết được định vị 5 bậc tự do:

 Mặt đáy D khống chế 3 bậc tự do nhờ 2 phiến tì, phiến tì đầu tiên khốngchế 2 bậc tự do, phiến tì thứ 2 khống chế 1 bậc tự do Tra bảng 8-3 trang

395, tài liệu [2] ta chọn phiến tì kiểu II có các thông số sau theo bảngsau:

 Phương vuông góc với đường tâm lỗ 30

 Chiều hướng từ phải sang trái

5.1.4 Lực cắt và Momen cắt

Lực cắt Pz được tính như sau:

u y

z

x p

K n

D

B Z S t C

Sz là lượng chạy dao răng: Sz = 0,2 (mm/răng)

Z là số răng dao phay: Z = 8

B là bề rộng phay: B = 16 mm

KMV là hệ số điều chỉnh cho chất lượng của vật liệu gia công KMV = 0.96Các giá trị x, y, n, w, q là các số mũ tra bảng 5.41, sổ tay CNCTM II, ta có:

K0: hệ số an toàn cho tất cả các trường hợp , K0 = 1,5.

K1: hệ số tính đến trường hợp tăng lực cắt khi độ bóng thay đổi, K1 = 1,2.K2: hệ số tăng lực cắt khi dao mòn, K2 = 1

K3: hệ số tăng lực cắt khi gia công gián đoạn, K3 = 1,2

K4: hệ số tính đến sai số của cơ cấu kẹp chặt, K4 = 1

K5: hệ số tính đến mức độ thuận lợi của cơ cấu kẹp, K5 = 1

K6: hệ số tính đến momen làm quay chi tiết, K6 = 1

Vậy hệ số an toàn: K = 1,5 1,2 1 1,2  1 1  1 = 2,16

W = 2,16 x 21( + ) = 310,71 N

Hệ số ma sát f = 0,2 Suy ra: W = 1553.55 N

5.3Tính toán các chi tiết cơ bản của cơ cấu kẹp

a Chọn cơ cấu kẹp và tính toán nguồn sinh lực

Với dạng sản xuất hàng loạt lớn ta sử dụng cơ cấu sinh lực bằng khí nén vì nó cónhững ưu điểm sau:

- Nâng cao năng suất lao động, giảm bớt thời gian kẹp chặt và tháo chi tiết

- Giảm nhẹ sức lao động của công nhân

- Lực kẹp đủ lớn, dễ kiểm tra điều chỉnh

Tra bảng (Sổ tay CNCTM2-Nguyễn Đắc Lộc) ta chọn cơ cấu kẹp như hình :Thay vào ta có :

+ Chọn đường kính xilanh D = 25mm, xác định áp lực của khí nén với hiệu suất

7,60.4

.4

Tài Liệu Tham Khảo

[1] GS.TS Trần Văn Địch, Thiết Kế Đồ Án Công Nghệ Chế Tạo Máy, Nhà xuất bản

Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội, 2007

[2] GS TS Nguyễn Đắc Lộc, Sổ Tay Công Nghệ Chế Tạo Máy (tập I, II), Nhà xuất

bản Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội, 2005

[4] GS.TS Trần Văn Địch, Atlas Đồ Giá, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật

[5] GS.TS Lưu Đức Bình, Công nghệ chế tạo máy, Trường Đại học Bách khoa Đà

Nẵng