đồ án chế tạo thiết kế bạc lót

Tài liệu này mô tả thiết kế chế tạo chi tiết bạc lót, lựa chọn các nguyên công phù hợp để chế tạo. Áp dụng các kiến thức trong kỹ thuật để thiết kế, được phê duyệt chấm điểm từ các thầy của trường đại học.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA − ĐHQG TP.HCM

KHOA CƠ KHÍ – BỘ MÔN CHẾ TẠO MÁY

  

THUYẾT MINH

ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

Đề tài: THIẾT KẾ QUY TRÌNH GIA CÔNG BẠC

ĐỠ

Giáo viên hướng dẫn: Trần Nguyên Duy Phương

TpHCM, tháng 12 năm 2018

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc

KHOA: CƠ KHÍ NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC

BỘ MÔN: CHẾ TẠO MÁY

HỌ VÀ TÊN:

NGÀNH: Cơ khí chế tạo máy

1 Đầu đề đồ án: Thiết kế QTCN gia công bạc đỡ

2 Nhiệm vụ (yêu cầu về nội dung và số liệu ban đầu):

• Phân tích yêu đặc điểm, điều kiện làm việc, cầu kĩ thuật của chi tiết cần gia công

• Phân tích, tính sản lượng, xác định dạng sản xuất

• Phân tích và lựa chọn phương án tạo phôi

• Đưa ra hai phương án công nghệ và lựa chọn một phương án ( trong phương án công nghệ có ít nhất một nguyên công ứng dụng phần mềm CAD/CAM, sử dụng phần mềm mô phỏng và lập trình CNC, xác định lượng dư gia công cho một bề mặt chỉ định, tra lượng dư gia công cho các bề mặt còn lại

• Tra chế độ cắt cho các nguyên công

• Lập phiếu quá trình công nghệ

• Tính giá thành cho 1 nguyên công

3 Ngày giao nhiệm vụ: 26/8/2018

4 Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 5/12/2018

Nội dung và yêu cầu đồ án đã được thông qua Bộ môn

Ngày tháng 01 năm 2019 Ngày tháng 01 năm 2019

Lời nói đầu

Đồ án chuyên ngành chế tạo máy là một đồ án chuyên ngành chính của sinh viên ngành cơ khí Việc tính toán thiết kế qui trình gia công chi tiết cơ khí là nội dung không thểthiếu trong chương trình đào tạo kĩ sư cơ khí nhằm cung cấp các kiến thức quan trọng cho sinh viên về chế tạo máy

Đồ án chuyên ngành chế tạo máy đã giúp chúng em tìm hiểu qui trình gia công một chi tiết từ dạng phôi cán cho đến lúc thành sản phẩm, qua đó ta có thể củng cố lại các kiến thức đã học trong các môn học như Kỹ thuật chế tạo 2, CAD/CAM/CNC, Sức bền vật liệu, Dung sai lắp ghép, Chi tiết máy, Vẽ kỹ thuật ; và giúp chúng em có cái nhìn tổng quan về việc thiết kế cơ khí …Thêm vào đó, trong quá trình thực hiện chúng em có thể bổ sung và hoàn thiện kỹ năng Vẽ Cơ khí, đây là điều rất cần thiết với một sinh viên cơ khí

Em chân thành cảm ơn thầy Trần Nguyên Duy Phương, cùng các thầy/cô và các bạn trong khoa cơ khí đã giúp đỡ chúng em rất nhiều trong quá trình thực hiện đồ án

Với kiến thức còn hạn hẹp, vì vậy thiếu sót là điều không thể tránh khỏi, em rất mong

nhận được ý kiến từ thầy/cô và các bạn

CHƯƠNG 1 PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG

1.1 Phân tích các yêu cầu kĩ thuật:

− Vật liệu chi tiết là thép không gỉ SUS 304, tài liệu [3] Ta có các thông số sau:

• Ứng suất bền 520 N/mm2 (min)

• Khả năng dãn dài (min)

• Giới hạn chảy 205 N/mm2 (min)

30 ≤ L ≤ 120(mm)

120 ≤ L ≤ 315(mm)

CHƯƠNG 2 XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

2.1 Khối lượng chi tiết

Sử dụng phần mềm solidworks để dựng hình học 3D cho chi tiết Bạc

Từ đó, ta chọn thông số về vật liệu theo yêu cầu thì phần mềm sẽ trả về các thông

• Sử dụng máy vạn năng thiết bị và đồ gá chuyên dụng

• Chu kỳ chế tạo được xác định

CHƯƠNG 3 CHỌN DẠNG PHÔI VÀ PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI

3.1 Dạng phôi

Chi tiết có đặc điểm:

Vật liệu yêu cầu là thép không gỉ SUS 304

Chống ăn mòn,phù hợp theo yêu cầu sử dụng

+ Độ bóng bề mặt thích hợp

+ Dễ tạo hình

+ Có thể biến dạng nguội mà độ bền vẫn cao

+ Độ dẫn nhiệt kém

Có thể làm việc trong môi trường ăn mòn mạnh

Phù hợp với sản xuất hàng loạt vừa

Độ nhám bề mặt, độ chính xác sau khi cán có thể chấp nhận để có thể tiếp tục gia công tiếp

CHƯƠNG 4 CHỌN TIẾN TRÌNH CÔNG NGHỆ

4.1 Đánh số bề mặt gia công.

4.2 Phương pháp gia công các bề mặt.

Gia công bề mặt đáy 1,4 : Ta có thể bào, phay, tiện vì chi tiết nhỏ tròn nên ta chọn tiện.Gia công bề mặt 2,3,5,6,8,9,10,: Dùng phay, tiện dọc, để thuận tiện cho gia công chọn tiện

Gia công bề mặt 7 : Dùng khoan, phay, để thuận tiện cho gia công chọn khoan

Gia công bề mặt 11 : Dùng tiện, phay, mài để thuận tiện cho gia công chọn tiện

Gia công bề mặt 13 : Dùng phay, bào, để thuận tiện cho gia công chọn phay

Gia công bề mặt 14 : Dùng khoan, taro

Xét về thời gian gia công thì tiện sẽ nhanh hơn phay và bào Về mặt kinh tế thì giá nguyên công tiện rẻ hơn so với phay và bào trong cùng điều kiện Nên khi gia công, ta ưu tiên chọn phương pháp tiện để gia công, sau đó ưu tiên chọn phương pháp phay vì phay cho năng suất cao hơn bào Còn mặt 13, không yêu cầu nhiều nên ta chỉ cần chọn phương pháp khoan  taro trên máy để giảm bớt thời gian gia công

4.3 Phân tích và chọn được quy trình công nghệ như sau:

Với chi tiết dạng bạc thường tiến hành gia công các bề mặt trong 1 lần gá đặt, bao gồm như khỏa mặt đầu, gia công đường kính ngoài rồi gia công lỗ

Chuẩn thô: Do chi tiết là dạng bạc nên chọn chuẩn thô là mặt 1 (mặt phẳng) và mặt 2 (mặt trụ) để gia công mặt 4 và mặt 2

Chuẩn tinh: Sau khi xong chuẩn thô, ta quay chi tiết lại và chọn chuẩn tinh là mặt 4

(mặt phẳng) và 2 (mặt trụ) để gia công mặt 2 và bán tinh lỗ

4.4 Qui trình công nghệ.

Phương án 1Thứ tự

nguyên

công

Tênnguyên

công

Bước thựchiện

Bề mặtGiacông

Bề mặtđịnh vị

Cấpchính xác

Độ nhámRz

Dạng máycông nghệ

1 Tiện Tiện vạt mặt,

2 Tiện Tiện mặt thôKhoan lỗ

Tiện lỗ thô

1,2,5,68,9,10,

3 Tiện

Tiệnmặt,ngoài, lỗbán tinh

3,4 1,2

Tiện CNC

Tiện măt,ngoài bántinh

Phay trênmặt trònKhoan lỗ,tarô

nguyê

n công

Tênnguyên

công Bước thực hiện

Bề mặtgiacông

Bề mặtđịnh vị chính xácCấp

Độ nhámđạt đượcRz

Dạng máycông nghệ

1 Phay Phay vạt mặt thôPhay ngoài thô 2,4 1,2 14 100 Phay CNC

2 Phay Phay mặt/ngoài thôKhoan lỗ

5 Phay Phay trên mặt trònKhoan lỗ, tarô 12,13,14 2,4,1 12 25 Phay CNC

Đánh giá 2 phương án:

Phương án 1: Gia công trên mặt tròn lưỡi dao được cắt liên tục không bị đứt đoạn, đảm bảo

độ đồng tâm sau nhiều lần gá Định tâm theo chi tiết quay tròn

Phương án 2: Gia công bề mặt tròn cắt theo từng lớp nên không trội bằng phương pháp tiện,

gia công bề mặt phẳng tốt hơn Định tâm theo chạm dao vào chi tiết

Từ 2 phương án trên chọn phương án 1

CHƯƠNG 5 THIẾT KẾ NGUYÊN CÔNG CÔNG NGHỆ

5.1 Nguyên công 1: Tiện ngoài

Bước nguyên công:

 Bước 1: Tiện vạt mặt thô 4 cấp chính xác 14 RZ = 100

 Bước 2: Tiện ngoài thô 2 cấp chính xác 14 RZ = 100

 Chọn đồ gá:

- Định vị: Mâm cặp 5 chấu tự định tâm Khống chế 4 bậc tự do (Ox,

Oy, Oz, quay quanh Ox, quay quanh Oz)

γ: góc trước

 Chọn dung dịch tưới nguội: Emunxi

5.2 Nguyên công 2: Tiện mặt trong, ngoài

• Bước nguyên công:

 Bước 1: Tiện mặt ngoài thô 1,2 cấp chính xác 14

 Bước 2: Khoan lỗ

 Bước 3: Tiện lỗ thô 5,8,9 cấp chính xác 14 RZ = 100

Sơ đô gá đặt

 Kẹp chặt: Lực kẹp thủy lực giữ và truyền moment.

 Chọn dụng cụ cắt: [catalog SENCO trang 132/652]

• Dụng cụ tiện ngoài thô : C4-DCLNR-27050-12-M

− Dao tiện ngoài có gắn mảnh hợp kim cứng

0 0γ: góc trước

s

λ : góc xoắn

Mảnh hợp kim : Hiệu CNMG 120404-M5 [catalog SENCO trang 140/652]

Thông số của mũi khoan D = 24, a = 15.2 [Tra catalog SENCO 120/499]

• Dụng cụ tiện lỗ thô : [Tra catalog SENCO 273/652]

Cán dao : Hiệu A32T-PCLNR12

Bảng thông số cán dao tiện lỗ

min

0 0

12.7 0.08± 12.9 476 515 0.2-1.6

 Dụng cụ kiểm tra:

Panme 0-1500,01mm

 Chọn dung dịch tưới nguội: Emunxi

 Phiếu kiểm tra

5.3 Nguyên công 3: Tiện bán tinh.

• Bước nguyên công

 Bước 1: Tiện mặt ngoài, lỗ bán tinh cấp chính xác 10 Rz = 25

• Dụng cụ cho tiện mặt/ ngoài bán tinh [Tra catalog SENCO 133/652]

Hiệu: C4-DCLNR-27050-12-M

− Dao tiện ngoài có gắn mảnh hợp kim cứng

Bảng thông số của thân dao tiện.

• Chọn dụng cụ tiện lỗ bán tinh, vát cạnh tinh :

Cán dao : Hiệu A32T-PCLNR12 [Tra catalog SENCO 274/652]

Bảng thông số thân dao

min

0 0

 Dung dịch tưới nguội: Emunxi

 Phiếu kiểm tra

5.4 Nguyên công 4 : Tiện

• Bước nguyên công :

 Bước 1 : Tiện ngoài thô cấp chính xác 14 Rz= 50

• Chọn dụng cụ cho tiện ngoài thô :

• Dụng cụ tiện ngoài thô : C4-DCLNR-27050-12-M [Tra catalog SENCO

133/652]

− Dao tiện ngoài có gắn mảnh hợp kim cứng

Bảng thông số dao tiện

0 0

γ: góc trước

0

s

λ : góc xoắn

Mảnh hợp kim : Hiệu CNMG 120404-M5 [Tra catalog SENCO]

Bảng thông số mảnh hợp kim.

12.7 0.08± 12.9 476 515 0.2-1.6

• Chọn dụng cụ cho tiện mặt/ ngoài tinh :

• Dụng cụ cho tiện mặt/ ngoài bán tinh: C4-DCLNR-27050-12-M

− Dao tiện ngoài có gắn mảnh hợp kim cứng

Bảng thông số dao tiện

Với

0 0

γ: góc trước

0

s

λ : góc xoắn

Mảnh hợp kim : Hiệu CNMG120408-MF4 [Tra catalog SENCO]

 Dung dịch tưới nguội: Emunxi

 Phiếu kiểm tra

5.5 Nguyên công 5: Phay

Bước nguyên công:

 Bước 1: Phay mặt trên mặt tròn, cấp chính xác 7,

10

z

 Bước 2: Khoan định tâm hai lỗ cấp chính xác 5,

- Công suất động cơ trục chính: 5kW

 Chọn đồ gá: gá kẹp chi tiết trên khối V

 Chọn dụng cụ cắt

Dao phay mặt trên mặt tròn: hiệu JHP780140E2R040.0Z4 – M64

Bảng thông số dao phay

- Dao vát cạnh: hiệu 950060-MEGA-64

c

Bảng thông số dao vát cạnh.

c

- Chọn mũi khoan định tâm hai lỗ: Chọn mũi khoan hiệu LIST9600

Bảng thông số mũi khoan

Bảng thông số mũi taro.

 Dung dịch tưới nguội: Emuxi

5.6 Nguyên công 6: Khoan

 Bước nguyên công

 Bước 1: Khoan định tâm, cấp chính xác 5,

Bảng thông số mũi vát.

2

 Dụng cụ kiểm tra: Calip trục

 Dung dịch tưới nguội: Emuxi

CHƯƠNG 6 XÁC ĐỊNH LƯỢNG DƯ VÀ KÍCH THƯỚC TRUNG GIAN

6.1 Xác định lượng dư bằng phương pháp phân tích:

Thực hiện bằng phương pháp phân tích cho trục mặt 2 có đường kính có Ra=1,6µm.Lượng dư nhỏ một phía

Và hai phía:

Trong đó:

: Lượng dư bé nhất của bước công nghệ thứ i, µm

: Chiều cao nhấp nhô bề mặt (độ nhám) do bước gia công sát trước để lại, µm

: Chiều sâu lớp bề mặt bị hư hỏng do biến cứng ở bước gia công sát trước để lại, µm

: Sai số không gian của bề mặt gia công do bước gia công sát trước để lại, µm

Sai số không gian:

, với là sai số cong vênh của bề mặt gia công, là sai số vị trí tương quan giữa mặt gia công

và mặt chuẩn định vị, µm

Sai số gá đặt:

với là sai số chuẩn, là sai số do kẹp chặt và là sai số của đồ gá

Thực hiện phương pháp phân tích bề mặt 2 có độ nhám

- Theo phụ lục 11A trang 145 tài liệu [1] với vật liệu phôi cán SUS 304 thuộc cấp chính xác thường ta tra được:

- Do vật liệu phôi là SUS 304 nên các bước gia công kế tiếp T=0, theo phụ lục 11 trang 143 tài liệu [1]

Sai số gá đặt:

Sai số chuẩn do gá trên mâm cặp 3 chấu tự định tâm

Sai số kẹp chặt bảng 21 trang 47 tài liệu [] hướng dẫn thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy

Sai số đồ gá trong trường hợp này là do độ đảo trục chính Đây thuộc về sai số khi chế tạo máy nhưng rất bé Sai số này ảnh hưởng đến sai số hình dáng của chi tiết suakhi gia công, nhưng đối với nguyên công hiện tại thì sai số này không làm cho vị trí bề mặt phôi thay đổi bao nhiêu nên có thể cho rằng sai số đồ gá bằng 0 hoặc không đáng kể Vậy sai số gá đặt có thể cho bằng 0 : (trang 72 tài liệu [1])

Sai số gá đặt:

Vậy lượng dư nhỏ nhất cho cả hai phía:

Lượng dư cho bước gia công Tiện thô:

Lượng dư cho bước gia công Tiện bán tinh:

Kích thước bé nhất của chi tiết:

Kích thước trung gian bé nhất trước khi Tiện bán tinh:

Kích thước trung gian bé nhất trước khi Tiện thô:

Dung sai phôi:

Phụ lục 17 tài liệu [1] trang 154

Dung sai kích thước sau Tiện thô:

Dung sai kích thước sau Tiện bán tinh :

Kích thước trung gian nhỏ nhất của phôi:

Quy tròn các kích thước tính toán trên và tính kích thước lớn nhất:

Bước Tiện thô:

Bước Tiện bán tinh:

Lượng dư tổng cộng bé nhất và lớn nhất:

Thử lại kết quả:

Bảng kết quả xác định lượng dư:

Các yếu tố tạo thành

lượng dư (µm)

Lượng

dư tínhtoán2Zmin(µm)

Kíchthướctínhtoán(µm)

Dungsai

Kích thước giớihạn (mm)

Lượng dư giớihạn (mm)

6.2 Xác định lượng dư bằng phương pháp tra bảng

6.2.1 Xác định lượng dư trung gian cho mặt 1 – mặt 7

- Theo bảng 2.3 ta xác định lượng dư tổng cộng cho mặt 1,4 là 1.2mm ( lượng dư 1phía ) ; theo bảng 2.5 ta xác định dung sai kích thước là ( )0.4

0.75

+

−

- Vậy lượng dư tổng cộng 2 phía là : 2Z0 = 2 x 1.2 = 2.4 mm

- Kích thước của phôi : D = 28.5 + 2.4 = 30.9 mm

- Kích thước lớn nhất của phôi : Dmax0 = 30.9 + 0.4 = 31.3 mm

- Quá trình công nghệ gồm các bước sau :

+ Tiện thô, độ chính xác đạt được cấp chính xác 14, dung sai bằng 0.52mm.+ Tiện bán tinh, độ chính xác đạt được cấp chính xác 12, dung sai bằng 0.21mm

- Lượng dư cho tiện thô = 0.7 x 2.4 = 1.68 mm

- Lương dư cho tiện bán tinh = 0.3 x 2.4 = 0.72 mm

Bước công nghệ CCX Dung sai (mm) Lượng dư (mm)

Kích thướcghi trênbản vẽ(mm)Tiện thô 4 14 0.52 0.84 30.06+−0.260.26

Tiện thô 1 14 0.52 0.84 29.22+−0.260.26

Tiện bán tinh 1 12 0.21 0.36 28.86+−0.1050.105

Tiện bán tinh 4 12 0.21 0.36 28.5+−0.1050.105

6.3 Xác định lượng dư trung gian cho mặt 8

- Theo bảng 2.3 ta xác định lượng dư tổng cộng cho mặt 8 là 1.3mm ( lượng dư 1 phía ) ; theo bảng 2.5 ta xác định dung sai kích thước là ( )0.5

1.1

+

−

- Vậy lượng dư tổng cộng 2 phía là : 2Z0 = 2 x 1.3 = 2.6 mm

- Kích thước của phôi : D = 68 - 2.6 = 65.4 mm

- Kích thước nhỏ nhất của phôi : Dmax0 = 65.4 – 1.1 = 64.3 mm

- Quá trình công nghệ gồm các bước sau :

+ Tiện bán tinh, độ chính xác đạt được cấp chính xác 12, dung sai bằng 0.3mm.

- Lượng dư cho tiện thô = 0.7 x 2.6 = 1.82 mm

- Lương dư cho tiện bán tinh = 0.3 x 2.6 = 0.78 mm

Bước công nghệ CCX Dung sai (mm) Lượng dư

(mm)

Kíchthước ghitrên bản

vẽ (mm)Tiện thô 8 14 0.74 1.82 67.22+−0.370.37

- Vậy lượng dư tổng cộng 2 phía là : 2Z0 = 2 x 1.3 = 2.6 mm

- Kích thước của phôi : D = 76 - 2.6 = 73.4 mm

- Kích thước nhỏ nhất của phôi : Dmax0 = 73.4 – 1.1 = 72.3 mm

- Quá trình công nghệ gồm các bước sau :

+ Tiện thô, độ chính xác đạt được cấp chính xác 14, dung sai bằng 0.74mm.+ Tiện bán tinh, độ chính xác đạt được cấp chính xác 12, dung sai bằng 0.3mm

- Lượng dư cho tiện thô = 0.7 x 2.6 = 1.82 mm

- Lương dư cho tiện bán tinh = 0.3 x 2.6 = 0.78 mm

Bước công nghệ

CCX Dung sai (mm) Lượng dư (mm)

Kích thướcghi trênbản vẽ(mm)Tiện thô 9 14 0.74 1.82 75.2 +0.370.37

−

Tiện bán tinh 9 12 0.3 0.78 76 +0.150.15

−

6.5 Xác định lượng dư trung gian cho mặt 5

- Theo bảng 2.3 ta xác định lượng dư tổng cộng cho mặt 9 là 1.2mm ( lượng dư 1 phía ) ; theo bảng 2.5 ta xác định dung sai kích thước là ( )0.4

0.5

+

−

- Vậy lượng dư tổng cộng 2 phía là : 2Z0 = 2 x 1.2 = 2.4 mm

- Kích thước của phôi : D = 20.1 - 2.4 = 17.7 mm

- Kích thước nhỏ nhất của phôi : Dmax0 = 17.7 – 0.5 = 17.2 mm

- Quá trình công nghệ gồm các bước sau :

+ Tiện thô, độ chính xác đạt được cấp chính xác 14, dung sai bằng 0.52mm.+ Tiện bán tinh, độ chính xác đạt được cấp chính xác 12, dung sai bằng

0.21mm

- Lượng dư cho tiện thô = 0.7 x 2.4 = 1.68 mm

- Lương dư cho tiện bán tinh = 0.3 x 2.4 = 0.72 mm

Bước công nghệ

CCX Dung sai (mm) Lượng dư (mm)

Kích thướcghi trênbản vẽ(mm)Tiện thô 5 14 0.52 1.68 19.38+−0.260.26

Tiện bán tinh 5 12 0.21 0.72 20.1+−0.1050.105

CHƯƠNG 7 XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ CẮT VÀ THỜI GIAN GIA CÔNG

Cấp độ phủ dao:

Chiều sâu cắt tối đa: ap = 1,25 mm

+ Tốc độ quay trục chính: n = 135 vòng/phút, lượng tiến dao f = 0,45 mm/vòng

+ Bán kính mũi dao: rε = 1,2 μm

+ Đường kính của phôi:

Theo công thức ở catalog SECO, ta tính được tốc độ cắt:

Theo công thức catalog SECO, công suất cần thiết được tính:

Vậy công suất máy đã chọn đáp ứng đủ yêu cầu gia công

Thời gian gia công

Cấp độ phủ dao:

Chiều sâu cắt tối đa: ap = 1,25 mm

+ Tốc độ quay trục chính: n = 135 vòng/phút, lượng tiến dao f = 0,45 mm/vòng

+ Bán kính mũi dao: rε = 1,2 μm

+ Đường kính trung bình của phôi:

Theo công thức ở catalog SECO, ta tính được tốc độ cắt: