Thiết kế qui trình công nghệ chế tạo cơ cấu gạt

Phân tích chức năng làm việc của chi tiết: Theo đề bài thiết kế: ” Thiết kế qui trình công nghệ chế tạo cơ cấu gạt ” Với sản lợng 800 chi tiết/năm, điều kiện sản xuất tự do.. Trên gối

Nội dung thuyết minh và tính toán Đồ án môn học

Công Nghệ Chế Tạo Máy

1 Phân tích chức năng làm việc của chi tiết:

Theo đề bài thiết kế:

” Thiết kế qui trình công nghệ chế tạo cơ cấu gạt ”

Với sản lợng 800 chi tiết/năm, điều kiện sản xuất tự do

Dựa vào bản vẽ chi tiết ta thấy gối đỡ là chi tiết dạng hộp

Thõn mỏy dạng hộp cú nhiều hỡnh dạng kết cấu khỏc nhau , nhưng cần phảiđảm bảo cỏc tớnh năng nhiệm vụ của chi tiết

Do gối đỡ là loại chi tiết quan trọng trong một sản phẩm có lắp trục Gối

đỡ làm nhiệm vụ đỡ trục của máy và xác định vị trí tơng đối của trục trongkhông gian nhằm thực hiện một nhiệm vụ động học nào đó gối đỡ cũn làmnhiệm vụ của ổ trượt

Trên gối đỡ có nhiều mặt phải gia công với độ chính xác khác nhau vàcũng có nhiều bề mặt không phải gia công Bề mặt làm việc chủ yếu là lỗ trụ

22v à 34 Cần gia công mặt phẳng A và các lỗ 20 chính xác để làmchuẩn tinh gia công cỏc lỗ khoan trờn vũng chặn và trục làm cho trục khụng

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

Từ bản vẽ chi tiết ta thấy :

- Mặt trong của chi tiết cú dạng ống trũn nờn việc tạo lừi rất đơn giản

- Cỏc lỗ trờn chi tiết là cỏc lỗ thẳng (khụng cú dạng bậc ) nờn việc tạo lỗđược đơn giản hơn tuy nhiờn hai lỗ đỡ trục cần độ chớnh xỏc , độ nhẵn búng ,

độ đồng tõm cao nờn ta cần phải khoan khoột và doa

-việc tạo hai lỗ bụi trơn là đơn giản vỡ là lỗ dạng trũn (dựng khoan )khụng cần độ chớnh xỏc cao

-Gối đỡ có gõn đủ độ cứng vững để khi gia công không bị biến dạng cóthể dùng chế độ cắt cao , đạt năng suất cao

-Các bề mặt làm chuẩn có đủ diện tích nhất định để cho phép thực hiệnnhiều nguyên công khi dùng bề mặt đó làm chuẩn và đảm bảo thực hiện quátrình gá đặt nhanh

3 , Định dạng sản suất

Số lượng chi tiết tổng cộng cần chế tạo trong một năm được xỏc định

1





m N N

Trong đú N1 ; số lượng sản phẩm cần chế tạo trong năm theo kế hoạch

m số lượng chi tiết trong một sản phẩm m=1

α : lượng sản phẩm dự phũng do hao hỏng khi chế tạo phụi 3%

β ; lượng sản phẩm dự trự do hỏng húc 5%

864

100

5 3 1

Trọng lượng của chi tiết Q=V.γ

Trong đú V thể tớch chi tiết

γ trọng lượng riờng của vật liệu =( 6,8 ữ7,2 ) 3

dmm kg

  2  3

2

5 , 27 2

155 55 140

2

2

5 , 27 2

2 4

Từ đó tra bảng 2,6 { hướng dẫn …} => dạng sản suất hàng loạt }

4 , chọn phương pháp chế tạo phôi

Trong các phương pháp chế tạo phôi ta thấy có rất nhiều phương pháp

như phối đúc , phôi cán ,phôi rèn, phôi dập trong đó ta thấy phương pháp đúc là hợp lý nhất

- chi tiết là gang xám co tính đúc tốt

- giá thành sản xuất nói chung hạ hơn các dạng sản xuất khác

- có khả năng cơ khí hoá và tự động hoá cao trong sản xuất

Do bề mặt không làm việc không cần chính xác và ứng với sản xuất hàngloạt lớn nên ta chọn phương pháp đúc trong khuôn cát.Làm khuôn bằng máysau khi đúc cần có nguyên công làm sạch

Bản vé chế tạo phôi

Đ?u ho i Đ?u hoi

Đ?u rót

Bản vẽ lồng phôi

5 , Lượng dư của bề mặt gia công lỗ ø34

Phôi có dạng đúc cấp chính xác 1

Tiến trình gia công lỗ ø34H6(ø34+0,016) gồm các nguyên công sau

khoét thô- khoét tinh –doa thô –doa tinh , giá trị tổng cộng dặc trưng cho phôi đúc cấp 1 bằng 600μm (bảng 3.2 ) sau bước đầu tiên với vật liệu gang m (bảng 3.2 ) sau bước đầu tiên với vật liệu gang đúcTa không còn nữa , do vậy sau khi khoét thô khoét tinh –doa thô –doa tinh chỉ còn Rz tra bảng 3.5 ta có Rz sau khi khoét thô là 50μm (bảng 3.2 ) sau bước đầu tiên với vật liệu gang m , sau khi khoét tinh là 30μm (bảng 3.2 ) sau bước đầu tiên với vật liệu gang m , sau khi doa thô là 10μm (bảng 3.2 ) sau bước đầu tiên với vật liệu gang m , sau khi doa tinh là 5 μm (bảng 3.2 ) sau bước đầu tiên với vật liệu gang m

Công thức tính lượng dư

 2 2

Trong đó Rza ;chiều cao nhấp nhô tế vi do bước công nghệ sát trước để lại

Ti ; chiều sâu lớp kim loại bề mặt bị hư hỏng do bước công nghệsát trước để lại

ph sai lệch vị trí không gian do bước công nghệ sát trước để lại (độ cong vênh ,độ lệch tâm ,độ không song song …)

b sai số gá đặt chi tiết ở bước công nghệ đang thực hiện

Sai lệch không gian tổng cộng được xác định

2 2

lk cv



kd ; độ cong vênh đơn vị tính theo bảng 3.7 k  0 , 7,

d ; đường kính lỗ gia công d= 34 mm

l chiều dài của lỗ gia công l= 50 mm

Do đó cv  0 , 7 502 0 , 7 342  42m

lk

 - sai số do độ lệch thao đúc tạo lỗ , theo hướng đứng hoặc ngang ta có dung sai kích thức của phôi đúc cấp chính xác cấp 1   400 tra bảng {3-3 theo [5] }

lk 283m

2

400 2

c  0 , 005 286  1 , 43m

Sai số gá đặt khi khoét thô là 2 2

k c

Sai số định vị trong trường hợp này suất hiện do chi tiết bị xoay trong mặt phẳng ngang khi ga đặt trên chi tiết định vị với khe hở , hơ hở lớn nhất giưa chốt và lỗ là

ma x  A  B   min

Trong đó δA dung sai của , lỗ δA=21 theo { Bảng 2-8 [4] }

B dung sai của chốt B =21 { theo Bảng 2-7 [4] }

δmin khe hở bé nhất giữa chốt và lỗ δmin=20 (μm (bảng 3.2 ) sau bước đầu tiên với vật liệu gang m) theo{ Bảng 2-4 [4 ] } Góc quay lớn nhất của chi tiết so với vị trí trung gian là

80 240

02 , 0 021 , 0 021 , 0

Sai số kẹp chặt phôi k  110 tra Bảng 23 { trần văn địch }

Sai số gá đặt khoét thô sẽ có giá trị

dg  45 2  110 2  119  m

Do khi khoét tinh –doa thô – doa tinh không thay đổi đồ gá nên , sai số

gá đặt còn sót lại là (sau khoét thô )

gd2  0 , 05 gd  pd  0 , 005 119  0 , 6m

( εpđộ=0 do không có đầu phân độ )

Sau khi khoét tinh gd3  0 , 005 gd  0 , 005 0 , 6  0 , 003m

Sai số gá đặt sau khi doa thô – doa tinh là qua nhỏ nên ta bỏ qua

Lượng dư tối thiểu được xác định theo công thức sau

1 1

1

2Z  R zi T i  i  i

Khi khoét thô 2Z 2600 286 2 119 2 2 909m

Khi doa tinh 2Zmin  2 10  2 10m

Cột kích thước tính toán được xác định như sau

Ghi kích thước của chi tiết (kích thước nhỏ nhất theo bản vẽ ) vào ô cuối cùng các kích thước khác hình thành bằng cách lấy kích thước tính toán của bước ngay sau đó cộng với kích thước tính toán nhỏ nhất như vậy ta có

Doa thô dt3=34,016-0,01=34,006 (μm (bảng 3.2 ) sau bước đầu tiên với vật liệu gang m)

Khoét tinh dt2=34,006-0,02 = 33,986 (μm (bảng 3.2 ) sau bước đầu tiên với vật liệu gang m)

Khoét thô dt1=33,986=0,104=33,882 (μm (bảng 3.2 ) sau bước đầu tiên với vật liệu gang m )

Phôi dph=33,882 -1,1818 =32,064 (μm (bảng 3.2 ) sau bước đầu tiên với vật liệu gang m)

Dung sai các bước được lấy theo {Bảng 2-8 [5] }

δphôi =400(μm (bảng 3.2 ) sau bước đầu tiên với vật liệu gang m) ; δ1=160(μm (bảng 3.2 ) sau bước đầu tiên với vật liệu gang m)

δ2= 62(μm (bảng 3.2 ) sau bước đầu tiên với vật liệu gang m) ; δ3=25(μm (bảng 3.2 ) sau bước đầu tiên với vật liệu gang m) δ4=16(μm (bảng 3.2 ) sau bước đầu tiên với vật liệu gang m)

Các cột kích thước giới hạn dmax nhận được bằng cách làm chòn kích thước tính toán tới con số có nghĩa của dung sai của kích thước tương ứng theo chiều giảm , còn dmin nhận được bằng cách lấy hiệu của dmax với dung sai của bước tương ứng ;

Doa tinh dmax4=34,016 dmin4=34,016-0,016=34 mm

Doa thô dmax3=34,006 dminh =34-0,025 =33,981

Khoét tinh dmax2=33,986 dmin= 33,986-0,62=33,924

Khoét thô dmax1=33,882 dmin =33,882-0,16 =33,722 mm

dmax phôi = 33,064 dmin phôi=32,064 -0,4=31,664

Giá trị dư nhỏ nhất Zgh

min;Bằng hiệu của các kích thức lớn nhất trên nguyên công đang thực hiện và nguyên công trước nó

Giá trị lượng dư lớn nhất giới hạn Zgh

maxbằng hiệu của các kích thước giới hạn nhỏ nhất trên nguyên công đang thực hiện với nguyên công kề ngaytrước nó

với doa tinh 2Zmin4gh=34,016 -34,006 =0,01( mm) =10( μm (bảng 3.2 ) sau bước đầu tiên với vật liệu gang m)

Z0dn=Z0min+Tph-Tct=1957+400-16=1941 (μm (bảng 3.2 ) sau bước đầu tiên với vật liệu gang m)

D0dn=ddn-Z0dn=34-1,94=32,26 (μm (bảng 3.2 ) sau bước đầu tiên với vật liệu gang m)Kiểm tra độ chính xác của các tính toán đã thực hiện

9 10 19

4 min 4

Z

3 4  25  16  9

37 20 57

3 min 3

Z 2 3  62  25  37

98 104 202

2 min 2

Z 1 2  160  62  98

240 1818 2058

1 min 1

Ta có bảng sau

6 , Tiến trình công nghệ

6.1 Thứ tự các nguyên công ;

1 Xác định đường lối công nghệ

Với dạng sản suất loạt lớn và để phù hợp điều kiện ở nước ta là các máy chủ

yếu là máy vạn năng nên ta chọn phương pháp gia công tập trung nguyên

công và gia công tuần tự cavs bề mặt

2 Chọn chuẩn

3 Chọn phương pháp gia công

Ta cần phải chọn phương pháp gia công thích hợp để đặt được độ nhẵn

và độ nhám cho phép ;

+ Gia công mặt A làm chuẩn đặt cấp chính xác cấp 7 Rz=(0,63÷0,16) chọn phương pháp gia công tinh ( phay tinh )

+ Gia công lỗ Ø34H6 cấp chính xác cấp 6 Ra=0,8 μm (bảng 3.2 ) sau bước đầu tiên với vật liệu gang m {tra tài liệu

[6] }ta có phương pháp gia công sau khoét – doa thô – doa tinh –mài nghiền + Gia công lỗ Ø22H7 cấp chính xác cấp 7 Ra=1,6(μm (bảng 3.2 ) sau bước đầu tiên với vật liệu gang m) { tra bảng 3.6[6]}ta có phương pháp gia công : khoét – doa thô – doa tinh

+ Gia công các mặt C, F, D, C :bằng phay thô –phay tinh

+ Gia công các lỗ Ø20 bằng khoan- doa thô

riêng 2 lỗ chéo nhau nào đó cần các bước có thêm bước doa tinh để đặt độ chính xác cấp 7 : làm chuẩn tinh

+Gia công 2 lỗ tra dầu bằng khoan

4 Thứ tự nguyên công

- Nguyên công I ; phay mặt A , trên máy phay đứng ,dao phay mặt đầu qua hai bước phay thô và phay tinh để làm chuẩn cho nguyên công sau -Nguyên công II ; gia công 4 lỗ Ø20

Bước 1 khoan khoét 4 lỗ

Bước 2 gia công tinh 2 lỗ chéo nhau ; doa thô –doa tinh để làm chuẩn tinh cho nguyên công sau

-Nguyên công III ; phay các mặt phẳng E,F,C,D và 2 mặt lỗ tra dầu bằng dao phay đĩa

- Nguyên công IV; gia công 2 lỗ Ø22 và Ø34

Đối với lỗ Ø34 qua các khoét rộng thô –khoét rộng tinh –doa thô doa tinh Đối với lỗ Ø22

-Nguyên công V ;gia công 2 lỗ tra dầu bằng mũi khoan qua hai bước phay mặt bích và khoan lỗ

khoan –khoét –doa thô

- Nguyên công VI ;kiểm tra độ đồng tâm của các lỗ chính Ø22 và Ø34bằng máy kiểm tra độ đồng tâm

6.2 Thiết kế các nguyên công cụ thể

s

w w

Nguyên công I ; phay mặt A

Định vị ; chi tiết được định vị trên mặt M hạn chế 3 bậc tự do theo tịnh tiến theo phương oz , quay theo oy và ox

- gá đặt : sơ đồ gá đặt

Kẹp chặt ;chi tiết được kẹp chặt bằng mỏ kẹp ép từ hai bên vào theo phương ngang, phương của lực kẹp phải vuông góc với kích thứơc cần thực hiện

chọn máy ; ta dùng máy phay đứng vạn năng 6H17

Công suất N=7 (kw)

Mặt phẳng làm việc của bàn máy

Tốc độ trục chính 30 ÷1500 (vòng /phút )

lực cắt dọc trục lớn nhất tác động nên máy

Chọn dao ; dùng dao phay mặt đầu răng chắp mảnh hợp kim cứng

Các thông số của dao ( bảng 4-95 [5] )

Đường kính của dao D=200 (mm)

Lượng dư gia công cho mặt đầu Z =3,5 (mm )

Lượng dư bước phay thô Zb=2,5 (mm )

Lượng dư bước phay tinh Zb= 1 (mm )

Tính chế độ cắt cho bước phay thô

Chiều sâu dao t= 2,5 (mm )

Lượng chạy dao Sz=(0,14 – 0,24 ) lấy Sz=0,18 (mm/ răng ) (bảng 5-33 [5] ) =>lượng dư vòng Z= 0,18.20 = 3,64 ( mm/vòng )

Tốc độ cắt vb= 145 (mm /phút ) (bảng 127 )

Hệ số phụ thuộc vào độ cứng của gang k1=1

Hệ số phụ thuộc vào chu kỳ bền của dao k2=1

Hệ số phụ thuộc vào mác hợp kim k3=1

Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt gia công k4=1

145 1000

1000









Ta chọn số vòng quay theo máy nm=235 {vg/ph}

Như vậy số vòng quay thực tế là

Tính chế độ cắt cho bứoc phay tinh

Chiều sâu dao t= 1 (mm )

lượng chạy dao vòng S0=1,0 {mm/vg}

Tốc độ cắtvb=185 {m/ph} bảng 5-127 [5]

vận tốc tính toán {các hệ số như trên } vt=vb=185{m/ph}

Số vòng quay của trục chính theo tính toán là

185 1000

82 49

18 36

19 54





Nguyên công II ; gia công 4 lỗ ø20 ;

Định vị ; chi tiết được định vị trên mặt M hạn chế 3 bậc tự do theo tịnh tiến theo phương oz , quay theo oy và ox

- gá đặt : sơ đồ gá đặt

Kẹp chặt ;chi tiết được kẹp chặt bằng mỏ kẹp ép từ hai bên vào theo phương ngang, phương của lực kẹp phải vuông góc với kích thước cần thực hiện

chọn máy ; ta dùng máy khoan cần 2B56 { [6] }

Công suất N=5,5 (kw)

Tốc độ trục chính 55 ÷1140 (vòng /phút )

lượng cahỵ dao S = 0,15 ÷ 1,2 (mm/vong )

Chọn dao ; Mũi khoan ruột gà bằng thép gió đuôi trụ loại ngắn

Đường kính của dao d=0,5÷20 (mm)

Chiều dài L=20 ÷131 ( mm )

Chiều dài phần làm việc 3 ÷ 60 (mm ) ( bảng 3-131 [5] )

w w

w

Chế độ cắt bước 1 ; Khoan 4 lỗ ø18 ; ( Bảng 3-131[5] )

Chiều sâu dao t= 9 (mm )

Lượng chạy dao Sz=(0,41 – 0,47 )(mm/ vòng ) (bảng 5-25 [5] )

5 , 31 1000

1000









Ta chọn số vòng quay theo máy nm=548,6 (vg / phút ) { theo [6] }

Như vậy số vòng quay thực tế là

v D n m m ph

1000

6 , 548 18 14 , 3 1000

.





Lượng chạy dao Sz=(0,9 – 1,1 )(mm/ vòng ) (bảng 5-104 [5] )

5 , 24 1000

1000









Ta chọn số vòng quay theo máy nm=395 (vg / phút ) { theo [6] }

Như vậy số vòng quay thực tế là

v D n m m ph

1000

395 20 14 , 3 1000

.





Lượng chạy dao Sz=2,6(mm/ vòng ) (Bảng 5-112 [5] )

Tốc độ cắt vb= 6,5 (mm /phút ) (Bảng 5-114 [5] )

số vòng quay trục theo tốc độ tính toán là

5 , 6 1000

1000









Ta chọn số vòng quay theo máy nm=97,5 (vg / phút ) { theo [6] }

Như vậy số vòng quay thực tế là

v D n m m ph

1000

5 , 97 20 14 , 3 1000

.

Các thông số về máy ; Công suất động cơ chính Nc=7 (kw)

18 cấp vòng quay trục chính 30 -1500 (vg/phút) Chọn dao ; dao phay đĩa 2 mặt gắn mảnh thép gió

Thông số của dao Đường kính D =250 (mm)

Số răng Z = 22 ( răng )

Lượng dư gia công phay 2 lần ; phay thô 2Zb=5 (mm)

Phay tinh 2Zb=2 (mm)

Chế độ cắt bước 1 ; phay thô ( theo hình 5-3[5] )

Chiều sâu dao t= 55 (mm )

Bề rộng cắt B=2,5 (mm)

Lượng chạy dao Sz=0,24(mm/ răng ) (bảng 5-34 [5] )

Lượng chạy dao vòng S0=0,24.22=5,28 ( mm /vòng )

Tốc độ cắt vb= 17 (mm /phút ) (Bảng 5-172 [5] )

Hệ số phụ thuộc vào độ cứng của gang k1=1

Hệ số phụ thuộc vào chu kỳ bền của dao k2=1

Hệ số phụ thuộc vào dạng gia công k3=1

Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt gia công k4=1

17 1000

1000









Ta chọn số vòng quay theo máy nm=30 (vg / phút ) { theo [6] }

Như vậy số vòng quay thực tế là

v D n m m ph

1000

30 250 14 , 3 1000

.

Tra bảng 5-174 [5] ta có N0=3,6 kw < Nm= 5,5 kw ;

Chế độ cắt bước 2 ; phay tinh ( Rz=20 => Ra=5)

Chiều sâu dao ; t= 55 (mm )

0





Tốc độ cắt vb= 27 (mm /phút ) (Bảng 5-172 [5] )

số vòng quay trục chính theo tốc độ tính toán là

1000









Ta chọn số vòng quay theo máy nm=37,5 (vg / phút ) { theo [6] }

Như vậy số vòng quay thực tế là

v D n m m ph

1000

5 , 37 250 14 , 3 1000

.





 

Nguyên công IV ;gia công 2 lỗ ø22và ø34;

a , Định vị ;chi tiết được định vị mặt đáy 3 bậc tự do hai lỗ ø20 hạn chế