THIẾT kế QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ tạo CHI TIẾT 14 VAN của VAN CHẮN

Xác định chuẩn thanh định vị để gia công chi tiết: Chi tiết gia công là chi tiết dạng trục, yêu cầu về độ đồng tâm giữa các ổtrục là rất quan trọng.. Chuẩn tinh thống nhất khi gia công c

THIẾT KẾ ĐỒ ÁN CNCT MÁY

Tên đồ án: Thiết kế quy trình chế tạo chi tiết số 2 trong

bản vẽ số 20.

1 Chức năng làm việc của chi tiết :

Trục đứng cố 2 chức năng là truyền chuyển động quay Trên truc cógắn then để lắp bánh răng trụ Đầu trên của trục nối với động cơ điện,đầu dưới được lắp vào bơm dầu bôi trơn cho máy

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

- Các bề mặt trục là các mặt tròn xoay cho nên có thể gia công trục bằngcác dao thông thường

-Trục có các bậc, đường kính trục bậc giảm dần về 2 đầu để dễ lắp ghépcác chi tiết và làm cho trục gần giống với dầm chịu ứng suất gần tươngđương nhau

- Cần phải giảm đường kính trục đến mức có thể mà vẫn đảm bảo mọichức năng làm việc của trục

-Có thể gia công trục trên máy vạn năng hoặc là máy thuỷ lực

-Trong quá trình gia công cần phải xem xét đến độ cứng vững của trục.Nếu gia công đồng thời bằng nhiều dao thì phải chọn tỷ số L/D nhỏ hơn 10 Rãnh then trên trục là rãnh then kín Gia công rãnh then kín là khó khănhơn và năng suất thấp hơn so với gia công rãnh then hở Tuy nhiên trongtrường hợp này chúng ta không thể thay rãnh then kín bằng rãnh then hở

3.Xác định dạng sản xuất.

Để xác định dạng sản xuất ta dựa vào sản lượng hàng năm và trọnglượng của chi tiết

-Sản lượng lượng hàng năm là 4000 chi tiết/năm

- Trọng lượng chi tiết:

Q = V  Trong đó:

 _ Trọng lượng riêng của vật liệu Với thép CT5 ta có  = 7,852 kG/dm3

V _Thể tích của chi tiết:

 V = 6989943 mm3

Trọng lượng của chi tiết là:

Q = V. = 6989943.10-6.7,852 = 54,9 kg

Tra bảng 2 trang [1] ta được dạng sản xuất hàng loạt lớn

4.Chọn phương pháp chế tạo phôi:

Với trục chế tạo bằng thép CT5 chúng ta có thể chọn phôi dập, phôi thépthanh hay là phôi rèn tự do Nhưng tốt nhất là chọn phôi thép thanh

5 Lập trình công nghệ:

a Xác định chuẩn thanh định vị để gia công chi tiết:

Chi tiết gia công là chi tiết dạng trục, yêu cầu về độ đồng tâm giữa các ổtrục là rất quan trọng Để đảm bảo yêu cầu này khi gia công cần phảidùng chuẩn tinh thống nhất

Chuẩn tinh thống nhất khi gia công các chi tiết dạng trụ là hai lỗ tâm côn

ở hai đầu trục

b Chọn phương pháp định vị:

Dùng hai lỗ tâm làm chuẩn và định vị trên hai mũi chống tâm để gia côngcác mặt ngoài Khi đó sẽ không có sai số chuẩn cho kích thước đườngkính các cổ trục, vì lúc đó chuẩn định vị trùng với chuẩn đo lường (chuẩn

đó chính là tâm quay) Tuy nhiên làm như vậy sẽ xuất hiện sai số chuẩn theo hướng trục

Để khắc phục sai số này dùng chốt tỳ vào mặt đầu và mũi tâm tuỳ động( mũi tâm có lò xo đẩy )

Sơ đồ định vị trục trên mũi tâm tuỳ động được trình bày như hình vẽ:

b Lập thứ tự các nguyên công: (sơ bộ)

* Gia công chuẩn bị :

- Cắt đứt phôi theo kích thước chiều dài trên máy cưa, máy tiện hoặc máycắt tự động chuyên dùng

- Khoả hai mặt đầu và khoan hai lỗ tâm Nếu trục dài phải dùng luy netthì cần phải có nguyên công gia công cổ đỡ

* Gia công trước nhiệt luyện:

- Tiện thô và bán tinh các mặt trụ trên máy tiện ( thường dùng hai lần giá

để gia công hai đầu)

- Tiện tinh các mặt trụ Nếu là trụ rỗng thì sau khi tiện thô và bán tinhphải khoan và doa rồi mới gia tinh mặt ngoài

- Mài thô một số cổ trục để đỡ chi tiết khi phay

- Nắn thẳng trục có  < 100 và  10

d L

- Gia công các mặt định hình, rãnh then, chốt, rãnh trên trục

- Gia công các lỗ vuông hoặc làm thành một góc với đường tâm gia côngcác mặt có ren, mặt không quan trọng

* Nhiệt luyện:

Ủ để giảm độ cứng của thép để gia công sau khi nhiệt luyện được dễdàng hơn

* Năn thẳng sau khi nhiệt luyện để khắc phục biến dạng

* Gia công tinh sau khi luyện:

- Mài thô và tinh các cổ trục

- Mài thô và tinh các mặt định hình

- Đánh bóng: Đánh bóng các mặt trụ và hai mặt đầu bằng giấy nhám đểtăng độ bóng bề mặt của chi tiết

* Tổng kiểm tra:

Việc kiểm tra cần phải tiến hành ngay sau những nguyên công cụ thể đểgiảm khả năng gây ra phế phẩm, loại bỏ những chi tiết bị lỗi, bị hư hỏng

để tiết kiệm thời gian và công sức, giảm chi phí nhiên liệu

Tính lượng dư gia công :

Lượng dư gia công được xác định hợp lý sẽ làm giảm giá thành chế tạophôi, làm giảm thời gian gia công và làm giảm giá thành sản xuất

Lượng dư gia công có thể xác định bằng kinh nghiệm, tra bảng hay làtính toán chính xác Ở đây chúng ta phải chọn phương pháp tính lượng

dư cho một bề mặt và tra lượng dư cho các bề mặt còn lại Ta chon mặttrụ Φ136 để tính toán

Quy trình công nghệ gia công mặt trụ Φ136 gồm hai nguyên công tiện

thô mài tinh Chi tiết được định vị bằng hai lỗ tâm, kẹp chặt bằng hai mũi

và luy nét động Để tiện cho việc tính toán ta lập bảng sau

, 0

1   p   

Vì gia công có chống tâm nên sai số gá đặt gd  0

 trong công thức tính Zmin không còn sai số gá đặt

Lượng dư gia công nhỏ nhất được xác định theo công thức:

) (

2

2Z bmin  R za T a  a

Nguyên công tiện thô:

2 , 860 2 ) 2 , 360 300 200 ( 2

2Z bmin       (m)Nguyên công mài tinh:

122 2 ) 22 50 50 ( 2

2Z bmin       (m)Cột ghi kích thước tính toán được xác định như sau:

Ghi kích thước của chi tiết vào hàng cuối cùng còn ở các hàng khácthì lấy kích thước ở nguyên công trước đó cộng với lượng dư tính toán nhỏnhất như vậy ta có:

Xác định lượng dư giới hạn:

Zbmax là hiệu các kích thước giới hạn lớn nhất

Zbmin là hiệu các kích thước giới hạn nhỏ nhất

- Lượng dư tổng cộng lớn nhất là tổng các lượng dư trung gian lớnnhất:

d Thiết kế các nguyên công cụ thể:

1 Nguyên công 1 : Cắt mặt đầu thứ nhất và khoan lỗ tâm thứ nhất.

- Định vị: Chi tiết được định vị ở mặt trụ giới hạn 6 bậc tự do của chi tiết

- Kẹp chặt: Để kẹp chặt chi tiết ta sử dụng mâm cặp 3 chấu ( các chấucách đều nhau, tạo với nhau bằng một góc 120o )

Sơ đồ giá đặt được trình bày như hình vẽ:

- Chọn máy:

Tra bảng 4 trang 169 [1] ta chọn máy tiện ren vít ký hiệu là 1A616: Cácđặc tính kỹ thuật là:

+ Đường kính gia công (max): 320 (mm)

+ Khoảng cách giữa hai mũi tâm: 750 (mm)

Chiều dài phần làm việc: l = 0.6  9

- Lượng dư gia công: Tra bảng 3-124 trang 269 [2] ta chọn lượng dư

Khi dao cắt đi đến gần tâm khoảng 0.5 (mm) bán kính thì ta giảm lượngchạy dao xuống còn 0.15 (mm).

+ Tốc độ cắt:

Tốc độ cắt được tính theo công thức:

v y x m

v

S t T

Tra bảng 5-2 trang 6[3] ta được: Kn = 1; nv = -1

1 750

0 2 50

1 47

8 0 3

0 2

53 1000 1000

Tra bảng 5-31 trang 24[3] ta chọn Llv = 1

) / ( 15 4 1 054 0 15

2 7 0

7 0 2

0

4 0

phut m

) / ( 5 660 2

15 4 1000 1000

phut v D

2.Nguyên công thứ 2 : Cắt mặt đầu thứ 2 và khoan lỗ tâm thứ 2.

Vì hai mặt đầu và hai lỗ tâm có tính chất là đối xứng nhau cho nên ởnguyên công này chúng ta tiến hành giống như ở nguyên công thứ nhất

3 Nguyên công thứ 3: Tiện thô và bán tinh các bề mặt trụ:

+ Đường kính gia công (max): 320 (mm)

+ Khoảng cách giữa hai mũi tâm: 750 (mm)

+ Số cấp tốc độ: 21

+ Giới hạn số vòng quay/phút: 18-18000

+ Công suất động cơ: 4(KW)

+ Kích thước máy: 852 x 2335

Ở nguyên công này chúng ta có thể chia ra làm các bước như sau:

* Bước 1: Tiện thô mặt trụ 136.

- Lượng dư gia công:

Chọn lượng dư gia công: 2a = 140.96 – 136 = 4.96mm

- Chế độ cắt:

+ Chiều sâu cắt: Chọn chiều sâu cắt: t = 0.25

+ Lượng chạy dao: Tra bảng 5-11 trang 11[3] ta chọn: So = 1 (mm/vòng).+ Tốc độ cắt:

) / (m ph S

Tra bảng X-10: 1

75

75 5 7







b v

K

Tra bảng 5-17 trang 14[3] ta chọn:

Cv =340; xx =0.15; yv = 0.45

m = 0.2; T = 50

) / ( 191 1

25 0 50

1 340

45 0 15 0 2

1000

ph v D

v



* Bước 2: Tiện thô mặt trụ 128

- Chọn dao tiện có gắn mảnh hợp kim cứng, tra bảng 4-4 trang 295[2] tachọn dao tiện có các thông số là:

+ Chiều sâu cắt: Chọn chiều sâu cắt: t = 0.5

+ Lượng chạy dao:

Tra bảng 5-11 trang 11[3] ta chọn lượng chạy dao: So = 1 (mm/vòng).+ Tốc độ cắt:

) / ( 173 1

5 0 50

1 340 )

/ (m ph 0.2 0.15 0.45 m ph S

t

T

K C

+ Chiều sâu cắt: Chọn chiều sâu cắt: t = 0.5

+ Lượng chạy dao:

Tra bảng 5-11 trang 11[3] ta chọn lượng chạy dao: So = 1 (mm/vòng).+ Tốc độ cắt: (m/ph)

S t T

K C

1 340 )

/ (m ph 0.2 0.15 0.45 m ph S

t T

K C

+ Chiều sâu cắt: Chọn chiều sâu cắt: t = 0.5

+ Lượng chạy dao:

Tra bảng 5-11 trang 11[3] ta chọn lượng chạy dao: So = 1 (mm/vòng)

+ Tốc độ cắt: (m/ph)

S t T

K C

1 340 )

/ (m ph 0.2 0.15 0.45 m ph S

t T

K C

+ Chiều sâu cắt: Chọn chiều sâu cắt: t = 0.5

+ Lượng chạy dao:

Tra bảng 5-11 trang 11[3] ta chọn lượng chạy dao: So = 1 (mm/vòng).+ Tốc độ cắt: (m/ph)

S t T

K C

1 340 )

/ (m ph 0.2 0.15 0.45 m ph S

t T

K C

+ Chiều sâu cắt: Chọn chiều sâu cắt: t = 2 (mm)

+ Lượng chạy dao:

Tra bảng 5-11 trang 11[3] ta chọn lượng chạy dao: So = 0.5 (mm/vòng).+ Tốc độ cắt: (m/ph)

S t T

K C

1 350 )

/ (m ph 0.2 0.15 0.45 m ph S

t

T

K C

+ Chiều sâu cắt: Chọn chiều sâu cắt: t = 1

+ Lượng chạy dao:

Tra bảng 5-11 trang 11[3] ta chọn lượng chạy dao: So = 0.4 (mm/vòng).+ Tốc độ cắt: (m/ph)

S t T

K C

1 350 )

/ (m ph 0.2 0.15 0.45 m ph S

t T

K C

- Định vị: Vẫn định vị chi tiết bằng hai mũi chống tâm, để tránh nhữngsai số mắc phải khi tháo lắp chúng ta để nguyên chi tiết như ở nguyêncông thứ 3.

- Kẹp chặt: Sử dụng luôn chi tiết đã được đặt như ở nguyên công thứ 3

K C

1 340

45 0 15 0 2

5 Nguyên công 5 : Phay các rãnh then 36 x 20 x80

- Định vị: Khi gia công rãnh then trục được định vị trên khối V

- Giá đặt: Khi giá đặt phải bảo đảm đường sinh của trục song song vớihướng chạy dao Sơ đồ giá đặt được trình bày như hình vẽ:

Để phay các rãnh then chúng ta chia ra hai bước nhỏ Đó là khoan các lỗthoát dao và phay rãnh then

Bước 1: Khoan các lỗ thoát dao 36

.

0

4 0

ph m

Bước 2: Phay các rãnh then:

-Chọn máy: Tra bảng 17 trang 175 [1] ta chọn máy phay then hoa ký hiệu

5350 có các đặc tính kỹ thuật:

+ Đường kính gia công (mm): 400

+Khoảng cách giữa các mũi tâm (mm): 750

Chiều dài gia công lớn nhất (mm): 6

-Chọn dao: Tra bảng 4-74 trang 363 [2] ta chọn dao phay rãnh then chuôicôn có các thông số: D = 35,7 L = 134 l = 32

-Lượng gia công: Zb = 10 mm

-Xác định chế độ cắt:

+ Chiều sâu cắt : Chọn t = 0,5 mm

+ Lượng chạy dao: Tra bảng 5-38 trang 31 [3] ta chọn

S0 = 0,55 (mm/vòng)+ Vận tốc cắt:

v m

q v

S t T

D C

36 12

25 , 0 3 , 0 26 , 0

3 , 0

6 Nguyên công 6: Gia công rãng then nhỏ 6 x 4 x 10

- Định vị: Tương tự như ở nguyên công 5 ta định vị trên khối V

- Gá đặt : Khi gá đặt phải bảo đảm đường sinh của trục song song vớihướng chạy dao Sơ đồ gá đặt được định vị như hình vẽ trên

Để gia công rãnh then nhỏ này ta cũng tiến hành theo 2 bước nhỏ, đólà: Khoan 2 lỗ thoát dao và phay rãnh then

(*) Bước 1: Khoan 2 lỗ thoát dao  6

- Chọn máy:

Tra bảng 9-21 trang 45 [4] ta chọn máy khoan đứng kiểu máy Nga với

ký hiệu máy 2H150

- Chọn dao:

Tra bảng 4-40 trang 319 [2] ta chọn mũi khoan ruột gà bằng thép gió đuôitrụ loại ngắn có d = 6mm.

q v

S T

D C

.

.

Tra bảng 5-28 trang 23 [3] ta chọn:

6 7

7 , 0 2 , 0

4 , 0

(*) Bước 2 : Phay rãnh then 6 x 4 x 10

- Chọn máy: Tra bảng 17 trang 175 [1] ta chọn máy phay then hoa ký hiệu

5350 có các đặc tính kỹ thuật:

Đường kính gia công (mm) : 400

Khoảng cách giữa các mũi tâm (mm) : 750

.Chiều dài gia công lớn nhất (mm) : 675

Công suất động cơ (Kw) : 6

q v

Z B S t T

D C





.

Tra bảng 5-39 trang 32 [3] ta chọn :

Cv = 12 ; q = 0,3 ; x = 0,3 ; y = 0,25

U = 0 ; p = 0 ; m = 0,26 Tra bảng 5-40 trang 34 [3] ta chọn tuổi bền T = 120 phút

Tra bảng 5-1  5-4 ; bảng 5-5 và 5-6 ta tính được Kv = 1

 1 15

3 , 0 1 , 0 120

75 , 5 12

3 , 0 25 , 0 26 , 0

3 , 0

7 Nguyên công 7: Gia công lỗ có ren

- Định vị: Ta định vị chi tiết ở mặt trụ, sử dụng mâm cặp ba chấu hạn chế

6 bậc tự do của chi tiết ( mâm cặp 3 chấu cấu tạo các chấu cách đều nhau,tạo với nhau một góc 120 0)

- Gá đặt: Khi gá đặt phải chú ý bảo đảm trục của chi tiết trùng với trụccủa máy công cụ

Để gia công lỗ có ren ta tiến hành theo 3 bước nhỏ sau:

(*) Bước 1: Khoan lỗ tâm  12mm.

Công suất động cơ : 4 Kw

- Chọn dao: Tra bảng 4-40 trang 319 [2] ta chọn mũi khoan ruột gàbằng thép do đuôi trụ loại dài có kích thước cơ bản: d = 12 mm ; L =

m

q v

S T

D C

.Tra bảng 5-28 trang 23 [3] ta chọn:

Cv = 7,0 ; q = 0,4 ; y = 0,7 ; m = 0,2Tra bảng 5-30 trang 24 [3] ta chọn t = 45 phút

Tra bảng 5-1  5-4 ; bảng 5-6 và 5-31 [3] ta tính được Kv = 0,85

25 85 , 0 18 , 0 45

12 7

7 , 0 2 , 0

4 , 0

(*) Bước 2: Tiện rãnh thoát dao

Chọn chiều sâu tiện là 5mm, chiều dài tiện là 10mm

- Chọn máy:

Tra bảng 4 trang 169 [1] ta chọn máy tiện ren vít ký hiệu máy là1A616

- Chọn dao:

Tra bảng 4-13 trang 301 [2] ta chọn dao tiện lỗ có góc nghiêng chính

 = 60 0, gắn mảnh hợp kim cứn kiểu 2 với các kích thước:

S t T

K C v

.

.



172 9 , 0 1 25 , 0 50

1 340

45 , 0 15 , 0 2 ,

(*) Bước 3: Ta rô ren trong:

- Chọn máy: Tra bảng 23 trang 178 [1] ta chọn máy ta rô ren bán tự động

mm

Lượng chạy dao: S = P = 2,5 (mm/vòng)

Vận tốc cắt:

v y m

q

S T

D C

.

Tra bảng 5-49 trang 40 [3] ta chọn

Cv = 64,8 ; y = 0,5 ; q = 1,2 ; m = 0,9 Tuổi bền T = 90 phút

Hệ số điều chỉnh tổng quát : Kv = KMV KUV KTV

Tra bảng 5-50 trang 40 [3] ta chọn:

KMN = 1 ; KUV = 1; KTV = 1 => KV = 1

23 5

, 2 90

1 18 8 , 64

5 , 0 9 , 0

2 , 1





Số vòng quay trục chính là: nt= 610 (vòng/ph)

8 Nguyên công 8: Nhiệt luyện

Sau khi đã gia công thô các mặt cần thiết rồi chúng ta phải làm giảm độđứng của vật liệu để công đoạn gia công tinh được tiến hành dễ dàng hơn

Để đáp ứng yêu cầu này ta chọn phương pháp nhiệt luyện là thường hoá.Nung nóng thép đến trạng thái hoàn toàn Austenit (cao hơn đường Ac1)giữ nhiệt rồi làm nguội trong không khí tĩnh để đạt được tổ chức cân bằngvới độ cứng tương đối thấp

Khi nhiệt luyện ta nung nóng các trục dài ở thể treo để tránh bị biến dạngcong vênh

9 Nguyên công 9: Nắn thẳng sau nhiệt luyện.

Khi nhiệt luyện trong thép xuất hiện ứng suất bên trong Ứng suất bêntrong lớn hơn giới hạn chảy làm cho trục bị biến dạng, cong vênh Để khắcphục biến dạng này sau khi nhiệt luyện chúng ta đem trục ra nắn thẳng, épnóng hoặc nguội

10 Nguyên công 10: Mài công các mặt trụ.

- Định vị: Định vị trục bằng hai lỗ tâm Vì thế trước khi định vị cần phảikiểm tra và sửa lại lỗ tâm để khắc phục những sai hỏng do bề mặt lỗ tâm bị ô

xy hoá hay bị cháy trong quá trình nhiệt luyện

- Gá đặt: Trục được gá đặt trên hai mũi chống tâm

Sơ đồ gá đặt như hình vẽ:

- Chọn máy:

Tra bảng 10 trang 162 [1] ta chọn máy mài tròn ngoài ký hiệu máy là3A151 Các đặc tính kỹ thuật cơ bản:

+ Đường kính gia công lớn nhất (mm): 200

+ Chiều dài gia công lớn nhất (mm): 750

+ Côn móc ụ trước: No4

+ Đường kính đá mài (mm): 450; 600

+ Số vòng quay trục chính (vòng/phút): 1080; 1240

+ Tốc độ của bàn máy (mm/phút): 0.1- 6

+ Dịch chuyển ngang lớn nhất của ụ mài: 200

+ Chạy dao ngang theo hành trình kép của bàn máy (mm): 0.1-0.05

+ Số cấp tốc độ của đầu mài: vô cấp

35 1000 1000

11 Nguyên công 11: Mài tinh các rãnh then: 36 x 20 x 80

Để mài tinh rãnh then ta định vị trục cần gia công trên hai mũi tâm cứng.Ngoài ra còn phải khống chế vị trí góc của then bằng dưỡng Sơ đồ định vịnhư hình vẽ:

Để mài rãnh then ta chọn đá tròn định hình

12 Nguyên công 12: Kiểm tra trục.

Đối với trục cần kiểm tra kích thước và hình dáng của các bề mặt:

- Kiểm tra kích thước bao gồm: kích thước đường kính và chiều dài cácbậc trục, kích thước then và ren trên trục Để kiểm tra chiều dài ta dùngthước dài, để kiểm tra đường kính ta dùng thước kẹp panme