MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU.. 1
MỤC LỤC.. 2
DANH MỤC BẢNG BIỂU.. 3
DANH MỤC HÌNH ẢNH.. 4
1. Phân tích chi tiết gia công và xác định dạng sản xuất 5
1.1. Phân tích chi tiết gia công và điều kiện làm việc của chi tiết 5
1.2. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết 6
1.3. Xác định dạng sản xuất 6
2. Xác định phương pháp tạo phôi 6
2.1. Xác định phương pháp tạo phôi 6
3. Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết 7
3.1. Xác định đường lối công nghệ. 7
3.2. Chọn phương pháp gia công. 8
3.3. Lập tiến trình công nghệ. 13
3.4. Thiết kế nguyên công. 13
3.5. Tính toán lượng dư gia công. 19
3.6. Xác định thời gian gia công cơ bản. 24
4. Tính toán và thiết kế đồ gá. 29
4.1. Xác định sai số gá đặt 29
4.2. Xác định lực kẹp cần thiết 30
4.3. Hoạt động của đồ gá. 35
5. Chương trình NC gia công trên máy CNC.. 36
5.1. Nguyên công 1. 36
5.2. Nguyên công 2. 38
Phụ lục.. 39
1. Thông số máy phay CNC.. 39
2. Phiếu tổng hợp nguyên công. 40
TÀI LIỆU THAM KHẢO.. 41
LỜI NÓI ĐẦU
Đối với sinh viên ngành cơ khí chế tạo máy thì môn học đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy là môn học chuyên ngành đặt biệt quan trọng mà đòi hỏi sinh viên cần phải nắm vững những kiến thức cốt lõi của môn học. Một yêu cầu đề ra của môn học là sau khi hoàn thành môn học này sinh viên phải vận dụng được các kiến thức đã học vào giải những vấn đề có liên quan mật thiết đến thực tế sản xuất, thiết kế được quy trình công nghệ chế tạo những sản phẩm cụ thể phù hợp với điều kiện công nghệ hiện tại của nước ta với thời gian và phương pháp gia công tối ưu, đảm bảo được yêu cầu kỹ thuật của chi tiết và tính kinh tế trong sản xuất. Muốn vậy, phải thiết kế được một quy trình công nghệ gia công hợp lý nhất.
Đối với sinh viên ngành cơ khí chế tạo máy, song song với việc học môn Kỹ thuật chế tạo 1-2-3, sinh viên sẽ kết hợp với việc thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy. Đây là một dạng bài tập lớn mà thông qua đó người học có thể giải quyết được các yêu cầu của môn học đề ra. Trong quá trình làm đồ án đòi hỏi sinh viên phải vận dụng những kiến thức mình đã học trước đó không chỉ môn học công nghệ chế tạo máy, mà còn có nhiều môn học khác như: Vẽ Cơ Khí, Dung Sai Lắp Ghép, Các Quá Trình Chế Tạo, Vật Liệu Học Và Xử Lý… Đồng thới sinh viên phải linh hoạt trong việc vận dụng những kiến thức này cho phù hợp với yêu cầu thực tế. Đồ án công nghệ chế tạo máy còn là bước chuẩn bị quan trọng để sinh viên thực hiện đồ án tốt nghiệp sau này.
Tuy nhiên, do đây là lần đầu nhóm thực hiện đồ án, do trình độ năng lực bản thân còn hạn chế, hạn chế về thời gian nên trong quá trình thiết đồ án chắc chắn không thể tránh khỏi những sai sót trong quá trình tính toán cũng như chọn các số liệu, rất mong được góp ý của thầy cô để đồ án môn học được hoàn chỉnh hơn.
Tp HCM, ngày … tháng … năm 20…
Nhóm thực hiện
………………..
1. Phân tích chi tiết gia công và xác định dạng sản xuất
1.1. Phân tích chi tiết gia công và điều kiện làm việc của chi tiết
1.1.1. Công dụng của chi tiết
Chi tiết là bích đuôi của bơm thủy lực bánh răng ăn khớp ngoài. Bích đuôi này khi lắp với thân bơm và bích đầu tạo nên bơm thủy lực bánh răng. Trên thực tế ta thấy bơm bánh răng được sử dụng rộng rãi vì nó có cấu tạo đơn giản, chế tạo dễ, với loại bơm này có thể tạo áp suất cao nên nó được sử dụng phổ biến trong các hệ thống thủy lực.
1.1.2. Điều kiện làm việc
Chi tiết làm việc ở áp suất cao nên độ bền của chi tiết phải cao.
1.1.3. Yêu cầu kĩ thuật
- Đây là bích đuôi của bơm thủy lực bánh răng, nó được lắp với thân bơm. Do đây là bơn nên yêu cầu độ kín của mối ghép phải được đảm bảo, do đó mặt lắp phải có độ phẳng và độ bóng cao.
- Ở chi tiết này có 2 lỗ dùng để lắp 2 trục bơm của 2 bánh răng ăn khớp. Do hai lỗ này còn dùng để làm ổ trượt của hai trục, vì thế yêu cầu độ nhám phải thấp.
- Bề mặt tiếp xúc giữa bích đuôi và bơm cũng phải đạt được độ nhám .
1.1.5. Vật liệu chi tiết
Chi tiết được chế được chế tạo bằng gang xám 15-32.
Vật liệu có cơ tính cao, nền kim loại pectit, có thể lẫn một ít ferit với các tấm grafit nhỏ mịn, làm cho các chi tiết chịu tải trọng tĩnh cao và chịu mài mòn tốt.
1.2. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết
- Chi tiết yêu cầu về độ chính xác một số mặt, yêu cầu độ nhám bề mặt làm việc tương đối cao.
- Về hình dạng của chi tiết cũng khá đơn giản nên dễ dàng trong quá trình chế tạo phôi.
- Để gia công một số bền mặt đặc biệt của chi tiết cần thiết kế đồ gá thích hợp để đảm bảo chính xác các kích thước, đạt được độ nhám theo yêu cầu, quy trình chế tạo đạt được năng suất cao…
1.3. Xác định dạng sản xuất
Tra bảng 2.1[1] ứng với N = 23920 (chi tiết/năm) và M = 2,76(kg) ta xác định được dạng sản xuất của nhà máy là hàng loạt vừa,. Sản phẩm được chế tạo theo hàng loạt vừa. Một số nguyên công tập trung tại một khu vực để giảm thời gian sản xuất.
2. Xác định phương pháp tạo phôi
2.1. Xác định phương pháp tạo phôi
Dạng chế tạo phôi có thể là: phôi đúc, phôi rèn, phôi cán.
2.1.1. Tạo phôi bằng phương pháp đúc
Việc chế tạo phôi bằng phương pháp đúc được sử dụng rộng rãi hiện nay vì phôi đúc có thể đúc được những dạng kết cấu phức tạp và có thể đạt được kích thước từ nhỏ đến lớn mà các phương pháp như rèn. dập khó đạt được.
2.1.3. Phôi cán
Thường là cán tạo ra những sản phẩm định hình: ví dụ như cán thép định hình, phôi cán có profin đơn giản.…
2.1.4. Chọn phôi
- Việc chọn phôi được xác định dựa vào vật liệu, hình dáng, kích thước và dạng sản xuất của chi tiết.
- Chi tiết được yêu cầu chế tạo bằng gang xám là vật liệu cứng, giòn, dễ gãy vỡ nên không thích hợp với việc chế tạo khác như rèn, dập,… Do đó ta chọn dạng chế tạo phôi là dạng đúc (đúc khuôn mẫu cháy).
Kết luận: Với việc phân tích các dạng phôi trên, nên cơ sỡ sản xuất hàng loạt vừa của chi tiết và yêu cầu về độ nhám của các bề mặt không gia công của chi tiết là , cấp chính xác 12 và căn cứ vào hình dạng của chi tiết nên ta chọn phương pháp chế tạo phôi là đúc mẫu cháy, phôi này có cấp chính xác kích thước là , độ nhám (Theo sách[1] - trang 17).
3. Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết
3.1. Xác định đường lối công nghệ
Tập trung nguyên công có nghĩa là bố trí nhiều bước công nghệ vaò một nguyên công và được thực hiện trên một lần gá chi tiết. Thông thường tập trung nguyên công được thực hiện đối với các bước công nghệ gần giống như nhau như: khoan, khoét, doa, cắt ren hoặc tiện ngoài, tiện trong…
3.2. Chọn phương pháp gia công
Các phương pháp gia công khả dĩ thể hiện như bảng 1.
3.4. Thiết kế nguyên công
3.4.1. Nguyên công 1
3.4.1.1. Bước công nghệ 1: Gia công mặt phẳng (mặt 4).
- Phương pháp gia công: PHAY THÔ + PHAY TINH.
- Định vị:
+ Định vị mặt phẳng 1 bằng 2 chốt tì khống chế 2 bậc tự do.
+ Kẹp chặt chi tiết bằng một má động và một má tĩnh, trong đó má tĩnh khống chế 3 bậc tự do.
+ Dùng một phiến tì ở mặt 3B định vị tâm lỗ ∅36.
Do đó chi tiết được khống chế 6 bậc tự do.
- Máy gia công:
+ Máy phay cnc đứng Haas VF2.
+ Bề mặt làm việc của bàn: 914x356 mm.
+ Số vòng quay của trục chính tối đa: 7500 (vg/ph).
+ Tốc độ cắt tối đa: 16.5 m/phút.
3.4.1.2. Bước công nghệ 2: Gia công bề mặt 5.
- Phương pháp gia công: KHOÉT THÔ + KHOÉT TINH + DOA TINH.
- Định vị:
+ Định vị mặt phẳng 1 bằng 2 chốt tì khống chế 2 bậc tự do.
+ Kẹp chặt chi tiết bằng một má động và một má tĩnh. trong đó má tĩnh khống chế 3 bậc tự do.
+ Dùng một phiến tì ở mặt 3B định vị tâm lỗ ∅36.
Do đó chi tiết được khống chế 6 bậc tự do.
- Máy gia công:
+ Máy phay cnc đứng Haas VF2.
+ Bề mặt làm việc của bàn: 914x356 mm.
+ Số vòng quay của trục chính tối đa: 7500 (vg/ph).
+ Tốc độ cắt tối đa: 16.5 m/phút.
3.4.1.4. Bước công nghệ 4: Gia công lỗ ∅11x8 (bề mặt 8).
- Phương pháp gia công: KHOAN.
- Định vị:
+ Định vị mặt phẳng 1 bằng 2 chốt tì khống chế 2 bậc tự do.
+ Kẹp chặt chi tiết bằng một má động và một má tĩnh, trong đó má tĩnh khống chế 3 bậc tự do.
+ Dùng một phiến tì ở mặt 3B định vị tâm lỗ ∅36.
- Máy gia công:
+ Máy phay cnc đứng Haas VF2.
+ Bề mặt làm việc của bàn: 914x356 mm.
+ Số vòng quay của trục chính tối đa: 7500 (vg/ph).
+ Tốc độ cắt tối đa: 16.5 m/phút.
+ Công suất: 22.4 kW.
- Dụng cụ cắt: Dao khoan 870-1100-8L16-5 và insert 870-1100-8-KM 3334.
- Dung dịch trơn nguội: emunxi.
3.4.2. Nguyên công 2
- Phương pháp gia công: PHAY THÔ.
- Định vị:
+ Dùng chốt trụ chốt trám vào 2 lỗ ∅11 xa nhất.
+ Dùng phiến tì định vị mặt 4.
+ Dùng mỏ kẹp để kẹp chặt.
Do đó chi tiết được khống chế 6 bậc tự do.
- Máy gia công:
+ Máy phay cnc đứng Haas VF2.
+ Bề mặt làm việc của bàn: 914x356 mm.
+ Số vòng quay của trục chính tối đa: 7500 (vg/ph).
+ Tốc độ cắt tối đa: 16.5 m/phút.
+ Công suất : 22.4 kW.
- Dụng cụ cắt: Dao phay ngón LIST 6210 4SE22.
- Dung dịch trơn nguội: emunxi.
- Dụng cụ kiểm tra: thước cặp cấp chính xác 2%.
3.5. Tính toán lượng dư gia công
3.5.1. Các bước công nghệ:
- Bước 1: Khoét thô CCX IT12 – Ra12.5.
- Bước 2: Khoét tinh CCX IT10 – Ra6.3.
- Bước 3: Doa tinh CCX IT8 – Ra3.2.
3.5.2. Xác định thông số và lượng dư:
- Giá trị lượng dư nhỏ nhất bằng hiệu của các kích thước lớn nhất trên nguyên công đang thực hiên và nguyên công trước đó. Còn giá trị lượng dư lớn nhất giới hạn bằng hiệu các kích thước giới hạn nhỏ nhất trên nguyên công đang thực hiện với nguyên công kề trước nó.
- Tất cả giá trị tính toán ghi vào Bảng giá trị tính toán lượng dư.
- Lượng dư gia công tổng bằng tổng các lượng dư trung gian và được ghi ở dưới cột tương ứng.
Giá trị tính toán lượng dư được thể hiện như bảng 3.
- Xác định lượng dư bằng phương pháp tra bảng:
* Bề mặt 4
Lượng dư bề mặt 4 như bảng 4.
* Bề mặt 7
Lượng dư bề mặt 7 như bảng 6.
* Bề mặt 9
Lượng dư bề mặt 9 như bảng 8.
- Nhận xét so sánh giữa 2 phương pháp:
+ Phương pháp tra bảng cho lượng lớn hơn đáng kẻ so với phương pháp tính toán phân tích vì vậy làm tăng thời gian gia công, hao phí vật liệu.
+ Về thời gian tính toán: Phương pháp tra bảng có thời gian thực hiện nhanh và đơn giản hơn.
+ Phương pháp tính toán phân tích có thời gian thực hiện lâu hơn, tuy nhiên lại cho lượng dư ít, phân bố lượng dư rõ ràng hơn.
3.6. Xác định thời gian gia công cơ bản
3.6.1. Thời gian cơ bản
Là thời gian mà trong đó phôi liệu bị biến đổi hình dáng, kích thước và trạng thái cơ lý tính. Thời gian cơ bản được xác định theo chế dộ cắt đã tính toán cho các nguyên công tùy theo sơ đồ gia công cụ thể tra Bảng 5.3-5.8, [1].
3.6.2. Thời gian phụ
Là thời gian cần thiết để thực hiện nguyên công nhưng không làm thay đổi hình dáng, kích thước và trạng thái cơ lý tính của phôi liệu. Ví dụ, gá đặt và tháo đỡ chi tiết, mở máy, thay đổi chế độ cắt,…
- Khi tính toán gần đúng, thời gian phụ có thể lấy bằng 10% thời gian cơ bản.
- Khi đã biết cụ thể phương pháp gia công và loại máy, thời gian phụ có thể lấy theo Bảng 1.1 đến 1.16 của phụ lục I, [1].
+ Nguyên công 1: Tổng thời gian gia công cơ bản: .
+ Nguyên công 2: Tổng thời gian gia công cơ bản: .
3.6.3. Thời gian phục vụ
Là thời gian cần thiết khi thay thế dụng cụ đã mòn, sửa lại đá mài, mài lại dao, điều chỉnh máy, sắp xếp dọn dẹp chỗ làm việc ở đầu ca và thu dọn chỗ làm việc ở cuối ca, bàn giao ca,…
Các thông số trên tra Bảng 1.17-1.20, phục lục I, [1].
Thời gian phục vụ khi tính toán có thể lấy gần đúng bằng 3% .
Thời gian nghỉ ngơi vệ sinh cá nhân theo tra bảng với phương pháp cấp phôi bằng tay mỗi 1 chi tiết là .
Thời gian tổng cho một chi tiết: Tng = 10,18 phút
4. Tính toán và thiết kế đồ gá
4.1. Xác định sai số gá đặt
4.1.1. Nguyên công 1
a. Xét với kích thước 45 khi phay mặt 4
+ Khâu 2: Từ chuẩn điều chỉnh đến chuẩn định vị .
+ Khâu 3: Từ chuẩn định vị đến gốc kích thước .
Chuẩn định vị ở đây là 2 lỗ ∅11 gắn chốt trụ và chốt trám ảnh hưởng đến kích thước.
c. Tính sai số đồ gá
Sai số đồ gá thường được chọn dung sai kích thước.
=> egd = 0,042 mm
4.2. Xác định lực kẹp cần thiết
4.2.1. Nguyên công 1
a. Xác định lực kẹp cần thiết
- Lực cắt khi phay:
Chọn lực cắt khi phay thô hoặc tinh bề mặt 4, lực cắt khi phay thô và tinh bề mặt này xấp xỉ nhau và lớn hơn khi phay rãnh bề mặt 6.
- Moment khi khoan, khoét, doa:
Được xác định bằng moment sinh ra khi khoét thô bề mặt 5, moment sinh ra khi thực hiện nguyên công khoét thô này lớn hơn các nguyên công khoan, khoét, doa còn lại của nguyên công 1.
b. Tính và chọn kích thước cơ cấu kẹp
Ta chọn cơ cấu kẹp dạng ren vít.
Đối với bước phay: d = 3,22 mm
Đối với bước khoan: d = 2,22 mm
Vậy ta chọn bulong M10.
c. Lực tay vặn được tính theo công thức sau:
Lực tháo kẹp: N = 10565 Nm
Dựa vào giá trị M, chọn kích thước cơ cấu kẹp theo bảng sau.
4.2.2. Nguyên công 2
a. Tính lực kẹp
Trong nguyên công này, thành phần lực lớn nhất là khi phay, bao gồm momen xoắn và lực dọc trục.
+ Lực dọc trục vuông góc với mặt định vị, hướng vào bề mặt định vị nên được bề mặt định vị khống chế. Lực kết hợp với lực kẹp làm chi tiết không bị xoay khi gia công.
+ Momen xoắn có xu hướng làm chi tiết bị xoay quanh tâm dao.
4.3. Hoạt động của đồ gá
4.3.1. Nguyên công 1
- Đồ gá được sử dụng để gia công các bề mặt đã đươc nêu ở phần 3.4 để đảm bảo yêu cầu kỹ thuật. Chi tiết được đặt trên 2 chốt tì ở dưới đáy, được định vị bằng má tĩnh của eto và chốt tì ở bênh cạnh thỏa mãn định vị 6 bậc tự do. Đạt độ cứng vững cho chi tiết.
- Xiết má tĩnh eto vào chi tiết để kẹp chặt và gia công.
4.3.2. Nguyên công 2
- Đồ gá được sử dụng gia công lỗ bậc ∅22 đảm bảo các yêu cầu về kỹ thuật. Chi tiết được đặt trên 2 phiến tỳ định vị 3 bậc tự do. Chi tiết còn được định vị nhờ vào 2 chốt trụ và chốt trám lắp chặt trên thân đồ gá sao cho khi lắp vào chi tiết thì được định vị ở 2 lỗ 1 định vị 3 bậc tự do nên tổng cộng chi tiết được định vị 6 bậc tự do nên cứng vững. Do đó khi gia công lỗ ∅22 sẽ đảm bảo được yêu cầu kỹ thuật.
- Đặt phiến tỳ lên thân đồ gá vào chốt định vị và xiết vít.
5. Chương trình NC gia công trên máy CNC
5.1. Nguyên công 1
Chương trình NC nguyên công 1 thể hiện như bảng 5.1.
5.2. Nguyên công 2
N10 G90 G21 G94 G97 G17 G54;
N20 S2170 F1562 M3;
N30 G0 X0 Y0 Z100;
N40 G90 G98 G81 X17 Y20 Z-3 R3 F1562;
N50 X50 Y38 K1;
N60 X96 Y38 K1;
N70 X129 Y20 K1;
N110 X17 Y-20 K1;
N120 G80;
N130 M30;
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. GS. TS. Nguyễn Đắc Lộc GS. TS. Lưu Văn Nhang, Hướng dẫn thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy, Nhà Xuất Bản Khoa Học Và Kỹ Thuật, 2006.
[2]. GS. TS. Nguyễn Đắc Lộc, Sổ Tay Công Nghệ Chế Tạo Máy (Tập 1, Tập 2, Tập 3), Nhà Xuất Bản Khoa Học & Kỹ Thuật, Hà Nội, 2007.
[3]. Xuất Bản Khoa Học & Kỹ Thuật, Hà Nội, 2007.
[4]. Lê Trung Thực, Đặng Văn Nghìn, Hướng dẫn thiết kế đồ án môn học công nghệ chế tạo máy, Trường ĐHBK TP. Hồ Chí Minh 1992.
[12]. Đặng Vũ Giao, Tính và Thiết kế đồ gá – Trường ĐHBK Hà Nội, 1968.
[13]. Công Nghệ Kim Loại – Trường ĐHBK Hà Nội.
[14]. Trần Doãn Sơn – Hồ Đắc Thọ – Lê Quý Đức – Phùng Chân Thành – Đặng Văn Nghìn – Nguyễn Văn Chung, Cơ Sở Công Nghệ Chế Tạo Máy – Trường ĐHBK TP.HCM.
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"