MỤC LỤC
Mục lục..........
Lời nói đầu...........
Chương I: Phân tích sản phẩm và chọn phôi...........
1.1.Phân tích kết cấu và yêu cầu kỹ thuật của chi tiết..........
1.2.Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của sản phẩm..........
1.3.Tính hệ số sử dụng vật liệu và dạng sản xuất............
1.4.Phân tích vật liệu và chọn phôi...........
1.5.Bản vẽ phác phôi...........
Chương II: Thiết kế quá trình công nghệ..........
2.1.Thiết kế tiến trình công nghệ............
2.1.1.Phân tích chiến lược gia công.............
2.1.1.1.Phân tích chọn chuẩn tinh............
2.1.1.2.Phân tích chọn chuẩn thô.............
2.1.1.3.Phương pháp gia công bề mặt...........
2.2.Thiết kế các nguyên công..........
2.2.1.Cụ thể hóa nguyên công............
2.2.2.Lượng dư nguyên công và các thông số cụ thể...........
2.2.2.1.Lượng dư nguyên công..........
2.2.3.Tính và tra chế độ cắt cho các nguyên công...........
2.2.3.1.Tính chế độ cắt............
2.2.4.Tính thời gian gia công cơ bản...........
Chương III: Thiết kế trang bị công nghệ............
3.1.Phân tích các điều kiện đã biết của nguyên công thiết kế đồ gá...........
3.2.Phân tích sơ đồ gá đặt và tính toán cho đồ gá được thiết kế...........
3.2.1.Phân tích sơ đồ gá đặt.........
3.2.2.Chọn cơ cấu kẹp và tính lực kẹp cần thiết..........
3.2.2.1.Chọn cơ cấu kẹp.............
3.2.2.2.Tính toán lực kẹp cần thiết...........
3.3.Tính sai số gá đặt...........
3.4.Điều kiện kỹ thuật của đồ gá............
Kết luận............
Tài liệu tham khảo.............
LỜI NÓI ĐẦU
Trong công cuộc công nghiệp hóa - hiện đại hóa đất nước, ngành cơ khí có một vai trò quan trọng trong sự nghiệp phát triển của nền kinh tế quốc dân. Trong đó ngành chế tạo máy đóng một vai trò then chốt đảm bảo thiết kế, sản xuất ra các chi tiết máy và dụng cụ lao động, máy móc công cụ cho các ngành kinh tế khác.
Đồ án công nghệ chế tao máy là mội dung bắt buộc trong chương trình đào tạo kỹ sư cơ khí. Nhằm giúp người học hệ thống lại những kiến thức đã học, đồng thời vận dụng sáng tạo kiến thức đã học vào quá trình thiết kế, chế tạo chi tiết đáp ứng yêu cầu trong nhiệm vụ công tác sau này. Trong quá trình làm đồ án, ngoài kiến thức môn học công nghệ chế tao máy còn đòi hỏi người thực hiện phải biết vận dụng kiến thức nhiều môn học như: Dung sai, Vật liệu, Công nghệ kim loại...mới có thể đạt được kết quả cao.
Trong đồ án này, em sẽ thực hiện thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết ‘‘Chìa vặn dẹt (Cờ lê)” và thiết kế đồ gá cho nguyên công ‘‘Phay thô, phay tinh bên mặt đầu còn lại”.
Vì vậy trong quá trình làm đồ án, em mong sẽ nhận được sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy: ………….. và các thầy khác trong bộ môn để em có thể hoàn thành tốt đồ án.
Tuy nhiên, với khả năng và kiến thức còn hạn chế kinh nghiệm thiết kế chưa nhiều nên sẽ không tránh khỏi những sai sót, khiếm khuyết trong đồ án. Em rất mong được sự chỉ bảo, góp ý của các thầy cô để đồ án được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà nội, ngày … tháng … năm 20…
Sinh viên thực hiện
……………
CHƯƠNG I
PHÂN TÍCH SẢN PHẨM VÀ CHỌN PHÔI
1.1.Phân tích kết cấu và yêu cầu kỹ thuật của chi tiết.
- Chi tiết cần ra công trong đồ án là chìa vặn dẹt hay còn gọi là cờ lê dùng để vặn bu lông (tháo hoặc lắp).
- Chi tiết này thuộc chi tiết dạng càng.
- Phần thân cờ lê dày 11mm; trên thân cờ lê có chỗ để đóng kí hiệu sản phẩm (S) và đóng cỡ cờ lê (K1 và K2); hai đầu làm việc dày 19mm.
Trên hai đầu làm việc có hai rãnh làm việc; yêu cầu độ nhám Ra=2,5 (cấp 6).
- Vật liệu chế tạo thép C45.
- Nhiệt luyện đoạn L1= 120; L2= 70 đạt HRC =38…42.
1.1. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của sản phẩm.
- Chi tiết có chiều dài tổng cộng là 465,4 mm và chiều dày hai đầu làm việc là 19 mm, chiều dày phần thân cờ lê là 11 mm. Chi tiết dài và mỏng, nên trong quá trình gia công nếu không biết cách gá đặt hợp lí thì sẽ bị cong hoặc bị gãy làm giảm độ chính xác hoặc phá hỏng chi tiết.
- Chi tiết cờ lê có hình dáng và kết cấu đơn giản nên có thể thiết kế đồ gá để gia công nhiều chi tiết cùng lúc đạt năng xuất cao.
1.3. Tính hệ số sử dụng vật liệu và dạng sản xuất.
Để tính thể tích của chi tiết cờ lê (Vctgc ) ta chia chi tiết ra thành các khối hình học. Vì chi tiết có hình dạng và kích thước cũng như biên dạng khá phức tạp nên dựa trên bản vẽ 3D của chi tiết bằng cách sử dụng phần mềm INVENTOR. Thể tích cờ lê sẽ = thể tích hai đầu làm việc (thể tích đầu lớn + thể tích đầu nhỏ)
=> Theo đề bài ra thì sản lượng là 5000 chiếc/ năm và trọng lượng của chi tiết tính được là 2,72 kg nên tra bảng 1.1 giáo trình CNCTM - trang 19 ta có thể kết luận là: dạng sản xuất loạt vừa.
1.4. Phân tích vật liệu và chọn phôi.
1.4.1. Phân tích vật liệu.
- Vật liệu sửa dụng là Thép C45.
- Đặc điểm của thép C45 là rẻ, tính công nghệ tốt, khả năng chống mài mòn và độ dẻo dai cao.Thép C45 có tính không cao và tính dèn dập tốt.
1.4.2. Chọn phôi
- Để chế tạo chìa vặn dẹt (cờ lê) này ta có các dạng phôi chủ yếu:
- Phôi dèn tự do.
- Phôi cán.
a. Phôi đúc:
* Đúc trong khuôn cát.
- Ưu điểm:
+ Có thể chế tạo phôi có hình dạng gần giống chi tiết .
+ Quy trình công nghệ đơn giản.
+ Trang thiết bị đơn giản vốn đầu tư ít.
- Nhược điểm:
+ Tốn kim loại bởi hệ thống rót đậu ngót…
+ Sản phẩm có nhiều khuyết tật, chất lượng bề mặt, cơ tính thấp, lượng dư gia công lớn.
c. Phôi dập:
- Ưu điểm:
+ Năng suất cao.
+ Phôi có hình dạng gần giống chi tiết.
+ Sản phẩm có chất lượng bề mặt, cơ tính cao, lượng dư gia công ít.
+ Hệ số sử dụng kim loại cao.
+ Thao tác đơn giản quy trình công nghệ ít.
+ Thuận tiện cho quá trình cơ khí hóa và tự động hóa.
- Nhược điểm: Chi phí đầu tư máy lớn.
=> Áp dụng cho sản xuất hàng loạt và hàng khối lớn.
Kết luận: Từ các nhận xét ưu nhược điểm của từng loại phôi trên ta chọn phôi để gia công chi tiết Chìa vặn dẹt (Cờ lê) này là phôi dập (dập nóng và dập trong khuôn hở) có hình dạng và kích thước gần giống với chi tiết cần gia công. Do chi tiết làm việc chịu lực vặn và ma sát cộng với mài mòn lớn nên có cơ tính đảm bảo, kết cấu chi tiết dạng nhỏ độ chênh lệch không lớn lắm, tính kinh tế lẫn kỹ thuật của chi tiết được đảm bảo.
CHƯƠNG II
THIẾT KẾ QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ
2.1. Thiết kế tiến trình công nghệ.
2.1.1. Phân tích chiến lược gia công.
- Để có thể gia công được chi tiết thì việc chọn chuẩn công nghệ là vô cùng quan trọng. Nó không những làm đảm bảo cho việc gá đặt chi tiết ổn định, chắc chắn mà còn đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật đặt ra cho chi tiết gia công. Khi chọn chuẩn để gia công các chi tiết máy ta phải xác định chuẩn thô và chuẩn tinh một cách hợp lý để đảm bảo cho quá trình gia công được thuận lợi và đạt các yêu cầu kỹ thuật đề ra.
- Ta biết rằng số lượng các nguyên công phụ thuộc vào phương pháp thiết kế các nguyên công. Thực tế ta có 2 phương pháp thiết kế nguyên công đó là tập trung nguyên công và phân tán nguyên công.
* Thứ tự các nguyên công.
- Nguyên công 1: Dập nóng phôi cán (phôi thanh) để đuợc phôi bán thành phẩm có hình dạng và kích thước gần giống như chi tiết gia công. Lúc này ta đã được một chiếc Chìa vặn dẹt (Cờ lê) sơ bộ. Phôi ta chọn để gia công chi tiết ở cuối chương I chính là phôi bán thành phẩm có được sau khi ta thực hiện nguyên công này.
- Nguyên công 2: Mài khử bavia.
- Nguyên công 3: Phay thô, phay tinh một bên mặt đầu.
- Nguyên công 4: Phay thô, phay tinh bên mặt đầu còn lại.
- Nguyên công 5: Chuốt thô, chuốt tinh miệng lớn của cờ lê (chuốt 3 chi tiết cùng lúc).
- Nguyên công 9: Nhiệt luyện.
- Nguyên công 10: Vê tròn cạnh sắc.
- Nguyên công 11: Làm sạch (làm bóng) bề mặt.
- Nguyên công 12: Mạ cờ lê (Mạ kẽm nhúng nóng).
2.2. Thiết kế các nguyên công.
2.2.1. Cụ thể hóa nguyên công.
* Nguyên công 1: Dập nóng phôi cán (phôi thanh) để được phôi bán thành phẩm có hình dạng và kích thước gần giống chi tiết gia công.
- Ở nguyên công này ta không thiết kế đồ gá, dụng cụ cắt cũng như không thiết kế các yếu tố liên quan đến khuôn dập nóng.
- Ở nguyên công này ta sẽ dập nóng phôi thanh bằng máy ép trục khuỷu. Phôi thanh được nung nóng trong lò luyện và trải qua 3 bước dập tương ứng với ba lòng khuôn dập: Lòng khuôn thô, lòng khuôn tinh và lòng khuôn cắt đứt bavia.
- Ở lòng khuôn thô phôi thanh được dập để tạo hình chi tiết với các góc nghiêng thành lòng khuôn và bán kính góc lượn vật dập được tính toán hợp lý. Ta được phôi thô có lượng dư gia công bước đầu lớn.
- Với mài đầu nhỏ của chi tiết ta dùng đồ gá tương tự, các CĐ vẫn giữ nguyên như mài đầu lớn của chi tiết.
* Nguyên công 3: Phay thô, phay tinh một bên mặt đầu.
- Định vi: Định vị bằng 2 phiến tỳ và 3 chốt định vị. Định vị 6 bậc tự do.
- Chuẩn: Chọn chuẩn thô là thân và mặt đầu còn lại của cờ lê.
- Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt bằng lực siết của tay quay kẹp chặt, kẹp chặt thông qua chêm.
* Nguyên công 6: Chuốt thô, chuốt tinh miệng nhỏ của cờ lê.
- Định vi: Định vị bằng các mặt phẳng phiến tỳ và các vấu tỳ (dùng đồ gá chuyên dùng), không cần cơ cấu kẹp chặt. Định vị 6 bậc tự do.
- Chuẩn: Mặt đầu và đầu ngàm lớn của cờ lê.
- Kẹp chặt: Không cần cơ cấu kẹp chặt.
- Máy: Ta chọn máy chuốt đứng 775 .
- Dụng cụ cắt: Ta chọn dao chuốt định hình có hình dạng và kích thước giống với hình dạng và kích thước miệng lớn của cờ lê (chế tạo dao chuốt định hình riêng cho nguyên công này).
* Nguyên công 7: Phay thô hai đầu ngàm ở đầu lớn của cờ lê.
- Định vi: Định vị bằng 2 phiến tỳ và 3 chốt định vị. Định vị 6 bậc tự do.
- Chuẩn: Mặt đầu của cờ lê.
- Kẹp chặt: Kẹp chặt bằng lực siết của đòn kẹp liên động và tay quay kẹp chặt thông qua dùng chêm để kẹp chặt.
- Máy: Ta chọn máy phay đứng 6H12П. Công suất của máy =7 kW (tra bảng 9-38 trang 75, sách sổ tay công nghệ chế tạo máy-tập 3).
- Dụng cụ cắt: Phay bằng dao phay ngón hợp kim cứng,có các kích thước sau (tra theo bảng 4-71 trang 360, sách sổ tay công nghệ chế tạo máy-tập 1):
D= 12 mm; L= 60 mm; l= 25 mm; số răng theo loại I (Loại có răng tiêu chuẩn)= 5.
- Trình tự các bước: Phay thô hai đầu ngàm ở đầu lớn của cờ lê.
* Nguyên công 11: Làm sạch (làm bóng) bề mặt.
- Ta cho chi tiết sau khi đã được nhiệt luyện và làm cùn cạnh sắc vào bể lớn bên trong chứa vật liệu hạt mài. Tại đó có sẽ có sự sáo trộn giữa vật liệu mài với chi tiết gia công nhờ một động cơ quay có công suất cao.
- Vật liệu mài trong quá trình sáo trộn với chi tiết gia công sẽ có chức năng như những lưỡi đá mài nhỏ va đập, ma sát liên tục với bề mặt chi tiết. Từ đó làm sạch và làm bóng bề mặt. Giảm bớt độ nhám bề mặt.
- Cuối cùng chi tiết được lấy ra và để chuẩn bị cho nguyên công cuối cùng trong quy trình sản xuất đó là mạ cờ lê.
* Nguyên công 12: Mạ cờ lê (Mạ kẽm nhúng nóng).
- Chi tiết cờ lê sau khi đã được làm cùn các cạnh sắc, bavia cũng như được mài để làm bóng bề mặt thì nguyên công hoàn tất cuối cùng của quy trình sản xuất cờ lê đó là mạ cờ lê.
- Ở đây ta sẽ dùng phương pháp mạ kẽm nhúng nóng.
2.2.2. Lượng dư nguyên công và các thông số công nghệ cụ thể
2.2.2.1. Lượng dư nguyên công
a, Tính lượng dư gia công cho một bề mặt gia công
- Ta thực hiện tính lượng dư gia công cho mặt đầu của cờ lê, mặt đầu gia công ở nguyên công thứ 4. Bề mặt này có các yêu cầu kỹ thuật:
+ Độ nhám bề mặt cấp 7.
+ Vật liệu chế tạo thép C45, nhiệt luyện đạt HRC=38…42.
- Khi gia công mặt đầu của cờ lê cần phải trải qua các bước:
+ Phay thô.
b, Tra lượng dư gia công cho các bề mặt còn lại.
Căn cứ vào phương pháp chế tạo phôi ta tra theo sổ tay công nghệ chế tạo máy-tập 1 được lượng dư cho các bề mặt gia công.
CHƯƠNG III
THIẾT KẾ TRANG BỊ CÔNG NGHỆ
3.1. Phân tích các điều kiện đã biết của nguyên công thiết kế đồ gá.
- Ở chương này ta thực hiện thiết kế đồ gá cho nguyên công 4: Phay thô, phay tinh bên mặt đầu còn lại. Để đạt độ dày hai đầu làm việc cờ lê bằng 19 và cấp độ nhám Ra=2,5 (cấp 6).
- Độ dày hai đầu làm việc bằng 19 và cấp độ nhám Ra=2,5 (cấp 6).
- Định vi: Định vị bằng 2 phiến tỳ và 3 chốt định vị. Định vị 6 bậc tự do.
- Chuẩn: Chọn chuẩn thô là thân cờ lê, chuẩn tinh là mặt đầu vừa gia công ở nguyên công trước.
- Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt bằng lực siết của tay quay kẹp chặt, kẹp chặt thông qua chêm.
3.2. Phân tích sơ đồ gá đặt và tính toán cho đồ gá được thiết kế.
3.2.1. Sơ đồ gá đặt.
Từ phương án chọn chuẩn và định vị ở trên ta có sơ đồ gá đặt như hình vẽ.
3.2.2. Chọn cơ cấu kẹp chặt và tính toán lực kẹp chặt cần thiết.
3.2.2.1. Chọn cơ cấu kẹp chặt.
- Ở đây chi tiết cờ lê được gắ tại vị trí nghiêng -15 so với phương ngang nên ta phải dùng kẹp chặt bằng tay quay kẹp chặt và phải dùng thêm một tấm chêm làm đệm để có thể tác dụng lực kẹp chặt hướng vào thân cờ lê theo phương vuông góc với thân cờ lê.
3.2.2.2. Tính toán lực kẹp cần thiết.
- Ở nguyên công này ta phay hai đầu cờ lê. Một đầu to và một đầu nhỏ nên ra sẽ lấy chiều rộng phay B là chiều rộng của đầu lớn của cờ lê (B=132 mm).
- Ta có sơ đồ tính lực tác dụng khi phay bằng dao phay mặt đầu cho nguyên công này:
- Ta thay vào công thức (1) và suy ra: W = 1130,12 (N).
3.3.Tính sai số gá đặt.
Sai số chế tạo cho phép của đồ gá: ect = 0,064 (mm).
3.4. Điều kiện kỹ thuật của đồ gá.
- Độ không song song của bề mặt phiến tỳ so với đáy đồ gá 0,064 mm.
- Để thuận tiện cho việc điều chỉnh máy/dao và xác định vị trí của đồ gá trên máy, đồ gá có cữ so dao tiêu chuẩn có dạng nguyên khối lắp trên đế gá(chi tiết số 8). Khi thực hiện điều chỉnh đồ gá trên máy, dùng mẫu đo phẳng tiêu chuẩn có độ dày = 3 mm.
KẾT LUẬN
Trong quá trình tìm hiểu và làm đồ án công nghệ chế tạo máy này em đã hiểu thêm các kiến thức về:
+ Thiết kế quá trình công nghệ cho chi tiết cụ thể.
+ Tính toán thiết kế cho một đồ gá chuyên dùng.
+ Biết cách tính toán và tra bảng về lượng dư gia công và chế độ cắt cho mỗi nguyên công.
+ Biết thêm nhiều ứng dụng trong các phần mềm AUTOCAD và INVENTOR...
+ Bổ sung nhiều kiến thức về chuyên ngành chế tạo máy.
+ Có cái nhìn tổng quan về công nghệ chế tạo máy trong gia công cơ khí.
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn các thầy giáo,cô giáo trong bộ môn và đặc biệt là thầy: ………..… cùng các bạn trong lớp đã giúp đỡ em rất nhiều trong quá trình làm đồ án này.
Em xin chân thành cảm ơn!
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Hướng dẫn thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy.
Nguyễn Trọng Bản, Trần Thành, Nguyễn Quang Hoài, Hoàng Minh Long HVKTQS (2002).
2. Sổ tay công nghệ chế tạo máy- Tập 1,2,3.
Nguyễn Đắc Lộc, Lê Văn Tiến, Ninh Đức Tốn, Trần Xuân Việt- Nhà xuất bản khoa học kĩ thuật- 2001.
3. Công nghệ chế tạo máy- Tập 1,2.
Nguyễn Trọng Bình, Nguyễn Thế Đạt, Trần Văn Địch-Nhà xuất bản khoa học kĩ thuật- 2001.
4. Sổ tay vẽ kỹ thuật.
Nguyễn Trường Sinh- HVKTQS- 2001.
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"