LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay cùng với sự phát triển như vũ bão của khoa học công nghệ. Nghành công nghệ chế tạo máy đã và đang tạo được nhiều nhiều chủng loại máy móc hiện đại và các chi tiết có chất lượng cao.
Trước sự đòi hỏi của sự nghiệp công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước cũng như yêu cầu hiện đại hoá quân đội ngày càng cao thì cần phải có những người kỹ sư giỏi được trang bị các kiến trức cơ bản và sâu rộng về khoa học lỹ thuật nói chung và về công nghệ chế tạo máy nói riêng và vận dụng các kiến thức đó vào thực tiễn một cách khoa học, sáng tạo, linh hoạt nhất trên cơ sở tổng hợp các kiến thức đã học.
Đồ án công nghệ chế tạo máy là một trong những môn học cơ bản của học viên Học Viện Kỹ Thuật Quân Sự trong quá trình đào tạo kỹ sư. Nhằm làm cho học viên làm quen với công việc cụ thể của người kỹ sư cơ khí, đồng thời hệ thống tốt các kiến thức đã học.
Do những yêu cầu trên, được sự phân công của giáo viên. Tôi được giao nhận nhiệm vụ đồ án “Thiết kế quy trình gia công chi tiết Chìa vặn”. Nội dung được trình bày trong đồ án cụ thể như sau:
Chương 1: Phân tích sản phẩm và chọn phôi.
Chương 2: Thiết kế quy trình công nghệ.
Chương 3: Thiết kế trang bị công nghệ.
Kết luận.
Chương 1
PHÂN TÍCH SẢN PHẨM VÀ CHỌN PHÔI
1.1. Phân tích sản phẩm
1.1 .1. Chức năng làm việc của chi tiết
Chức năng làm việc của chi tiết “Chìa vặn” là dùng để giữ và vặn các chi tiết khác khi ta cần tháo ra hoặc vặn vào. Chức năng làm việc của chi tiết Chìa vặn được thể hiện như hình phía dưới.
1.1.5. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết
Tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết là một tính chất quan trọng của sản phẩm hoặc chi tiết cơ khí, là một yếu tố quan trọng nhằm đảm bảo lượng tiêu hao kim loại ít nhất, khối lượng gia công thấp nhất, giá thành chế tạo là ít nhất trong điều kiện và quy mô sản xuất nhất định.
Qua hình vẽ chi tiết trên ta thấy:
- “Chìa vặn” có đủ độ cứng vững để khi gia công không bị biến dạng dưới tác dụng của lực cắt, lực kẹp, do đó có thể dùng chế độ phay và xếp chồng lên nhau để đạt năng suất cao nhất.
1.2. Xác định dạng sản xuất
Như vây, thể tích sơ bộ của chi tiết là:
V = 6358,5 + 54648 + 936,36 + …. + 1105,6 – 452.2 = 83529,9 (mm3)
=> V = 83,53 (cm3)
1.2 .4. Nhận xét
Với sản lượng chi tiết là 5775 (chiếc/ năm) và khối lượng 657 (g) thì dạng sản xuất chi tiết là loạt lớn (tra bảng 3 - 2, sổ tay cơ khí - GS. TS. Trần Văn Địch) đây là dạng sản xuất Hàng loạt lớn.
1.3. Chọn phôi
1.3.1. Căn cứ việc chọn phôi
Phôi được xác định theo kết cấu của chi tiết, vật liệu, điều kiện, dạng sản xuất cụ thể của từng Nhà máy xí nghiệp. Chọn phôi tức là chọn phương pháp chế tạo xác định lượng dư, kích thước và dung sai của phôi.
b, Nhược điểm
- Chi tiết “Chìa vặn” là chi tiết dạng càng có các bán kính khác nhau nên khi sử dụng phương pháp tạo phôi từ phôi thanh thì hệ số sử dụng vật liệu thấp.
- Phương pháp tạo phôi từ phôi thanh chỉ phù hợp với các chi tiết bé. Chi tiết “Chìa vặn” có các bán kính tương đối lớn nên không phù hợp khi ta tạo phôi từ phôi thanh. Lãng phí vật liệu quá nhiều.
c, Áp dụng
Phương pháp này thường dùng để chế tạo chi tiết dạng trục trơn hoặc trục bậc chênh lệch ít, nên không phù hợp khi tạo phôi bằng phương pháp này.
1.3.2.4. Phương pháp rèn khuôn (dập)
Vật rèn khuôn có độ bóng, độ chính xác cao có cơ tính đồng đều, có khả năng chế tạo các chi tiết có hình dáng phức tạp tốn ít vật liệu, đạt năng suất lao động cao, dễ cơ khí hóa, phù hợp với dạng sản xuất loạt, hàng khối.
a, Rèn khôn trên máy ép
+ Ưu điểm: Phương pháp này phôi đạt độ bóng cao cơ tính tốt. Máy làm việc êm, độ cứng vững tốt, dẫn hướng êm chính xác cao.
+ Nhược điểm: Giá thành máy ép cao, kích thước phôi ban đầu yêu cầu chính xác, khó đánh sạch lớp ôxy hóa nên yêu cầu thiết bị nung phức tạp. Do hành trình đầu búa nhất định nên tính chất vạn năng kém phải có thiết bị phụ để tạo phôi.
b, Rèn khuôn trên máy búa
+ Ưu điểm: Phương pháp này cho phôi có hình dạng phức tạp độ chính xác cao, cơ tính của phôi tốt phù hợp với dạng sản xuất hàng loạt và hàng khối, tiết kiệm kim loại, giảm thời gian gia công cơ do đó giá thành hạ. Do hành trình của đầu búa lớn nên tính chất vạn năng cao hơn máy ép. Do lực tác dụng là lực va đập nên giảm tối thiểu lớp ôxy hóa tạo điều kiện cho việc làm sạch phôi.
Như vậy, ta chọn phương pháp dập trong khuôn hở (rèn khuôn) trên máy ép ma sát trục vít làm phương pháp chế tạo phôi cho chi tiết “Chìa vặn” .
Chương 2
THIẾT KẾ QUY 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 thô
Một trong hai mặt phẳng A, B ta lựa chọn một mặt phẳng chuẩn thô chính, kết hợp với dùng một trong hai mặt bên C,D. Khi ta chọn chuẩn thô như vậy sẽ hạn chế được 5 bậc tự do. Từ đó ta tiến hành phay được một trong hai mặt A, B. Khi phay được một trong hai mặt đấy, ta dùng một mặt B làm chuẩn tinh để khoan lỗ Φ16 (mm). Khi khoan lỗ Φ16 (mm) ta định vị vào mặt B, mặt cạnh C và chốt chống xoay vào cung R37,5 (mm). Sau khi khoan được lỗ Φ16 (mm), ta sẽ kết hợp với một chốt tỳ mặt C để định vị và tiến hành phay cung R15 (mm), sau khi phay được cung R15(mm) chính xác, thì ta sẽ dùng cung R này vừa làm chuẩn tinh vừa làm chuẩn gốc kích thước cho cả quá trình gia công “Chìa vặn”. Sơ đồ chọn chuẩn thô được thể hiện như hình dưới.
2.1.1.2. Phân tích chọn chuẩn tinh
Lựa chọn mặt phẳng B hoặc mặt A đã được gia công tinh từ nguyên công trước (vì đây là một trong hai bề mặt lớn nhất của chi tiết, tạo độ cứng vững khi gia công, và độ chính xác cao), kết hợp với khối V ngắn tỳ vào cung R15 (cung này cũng đã được gia công tinh từ nguyên công trước). Với hai bề mặt định vị này chi tiết đã hạn chế 5 bậc tự do, còn 1 bậc tự do xoay quanh trục oy, ta dùng 1 chốt tỳ chống xoay, tỳ vào cung R37,5 (cung này cũng đã được gia công từ nguyên công trước). Ta lựa chọn cung này là vì không gian định vi lớn hơn các cung còn lại, thuận lợn cho quá trình gá đặt và tháo lắp phôi.
2.2.2. Nguyên công II: Lần lượt mài mặt phẳng A, B
- Chọn máy:
Dựa vào (bảng 5.31- sách chế độ cắt gia công cơ - NXB KH$KT), ta chọn máy mài phẳng 3731b có các thông số máy như sau:
+ Kích thước làm việc của bàn máy (mm): Dài x Rỗng x Cao = 630 x 200x 320.
+ Dịch chuyển bàn máy (mm): 520 .
+ Tốc độ bàn máy (mm/ph): 5-25
+ Bước tiến ngang ụ đá hoặc bàn máy (mm/htbàn): 0,75-75
2.2.5. Nguyên công V: Phay cung tròn R37,5
- Chọn chuẩn:
+ Chọn chuẩn tinh là mặt phẳng B và cung R15.
+ Chọn chuẩn thô là mặt cạnh C.
2.2.12. Nguyên công XII: Phay cung tròn R10
- Chọn chuẩn:
Tương tự như nguyên công VI.
- Chọn máy gia công:
Tương tự như nguyên công IV.
2.2.20. Nguyên công XX: Đóng ký hiệu vào vùng K
Ở nguyên công này ta có thể thực hiện trên các máy dập trục khuỷu 6Ot nhằm tăng năng suất lao động.
2.2.21. Nguyên công XXI: Nhệt luyện đoạn L = 136 (mm) đạt HRC = 38-42
- Qua sơ đồ ta thấy:
+ Nung chi tiết đến nhiệt độ 820˚C.
+ Sau đó giữ chi tiết ở nhiệt độ đạt 3 giờ.
+ Cho chi tiết ngâm trong môi trường dầu ở nhiệt độ -52˚C.
2.2.22. Nguyên công XXII: Oxy hóa theo tiêu chuẩn 30 (TCVN 19-70)
Ta có sơ đồ oxy hóa chi tiết có thể được khái quát như sau:
2.2.23. Nguyên công XXIII: Kiểm tra
Kiểm tra bề mặt làm việc của cung tròn R30,75 và R37,5 tiếp xác đều nhau. Ta có sơ đồ khái quát như sau:
2.3. Tính thời gian cơ bản
- Nguyên công IX: Phay cung tròn R5
TΣ = 0,04 + 0,02 = 0,06[pht].
- Nguyên công X: Phay cung tròn R15 phía vấu trên
TΣ = 0,05 + 0,03 = 0,08[pht].
- Nguyên công XI: Phay vấu 4x4
TΣ = 0,05 + 0,03 = 0,08[pht].
- Nguyên công XII: Phay góc R10
TΣ = 0,06 + 0,02 = 0,08[pht].
- Nguyên công XIII: Phay cung tròn R15
TΣ = 0,12 + 0,10 = 0,22[pht].
- Nguyên công XIV: Phay đoạn mặt ngoài vấu dưới
TΣ = 0,06 + 0,02 = 0,08[pht].
- Nguyên công XV: Phay đầu vấu dưới chiều dài 5(mm)
TΣ = 0,05 + 0,06 = 0,08[pht].
- Nguyên công XVI: Phay cung tròn R6
TΣ = 0,05 + 0,02 = 0,07[pht].
- Nguyên công XVII: Phay tạo góc R1,5 phái vấu dưới
TΣ = 0,05 + 0,02 = 0,08[pht].
- Nguyên công XVIII: Phay cung tròn R6 còn lại cảu mặt D và cung tròn R37,5 (mm)
TΣ = 0,05 + 0,02 = 0,08[pht].
Như vây, tổng thời gian gia công cơ của 1 chi tiết Chìa vặn là:
TΣchìavặn = 0,35+0,19+………….0,08 ≈ 6 (phút).
2.4. Xác định lượng dư gia công
Do phôi chế tạo từ khuôn dập (độ chính xác rất cao), nên dựa vào sổ tay công nghệ chế tạo máy tập I lựa chọn đối với phôi dập trên khuôn hở ta có lượng dư phôi, độ nhám, cấp chính xác cụ thể như sau:
- Mặt A, B: Lượng dư Z = 0,6 (mm).
IT11: Đối bề mặt lắp ghép.
IT12: Đối bề mặt tự do (không tham gia lắp ghép).
Chương 3
THIẾT KẾ TRANG BỊ CÔNG NGHỆ
Trong quá trình sản xuất ngành cơ khí chế tạo máy, việc thiết kế đồ gá chuyên dùng gia công cắt gọt là một phần quan trọng của việc chuẩn bị sản xuất. Khi thiết kế đồ gá người ta phải cụ thể hoá, đặt chi tiết gia công cho từng nguyên công, tính toán thiết kế và chọn kết cấu thích hợp cho các bộ phận của đồ gá, xây dựng bản vẽ kết cấu đồ gá, quy định điều kiện kỹ thuật chế tạo, lắp ráp và nghiệm thu đồ gá.
3.1. Yêu cầu đối với đồ gá
3.1.1. Chọn chuẩn định vị
Chi tiết gia công là chi tiết Chìa vặn, đảm bảo phay cung tạo góc R1,5 thì ta chọn định vị là khối V ngắn, kết hợp với chốt chống xoay định vị vào bề mặt cung R37,5 (cung này đã được gia công trước) và mặt B hạn chế 3 bậc tự do bằng hai phiến tỳ phẳng. Chọn định vị như vậy chi tiết sẽ được định vị hoàn toàn, ít xãy ra trường hợp sai số do chọn chuẩn.
K = Ko.K1.K2.K3.K4.K5.K6 = 1,5.1,2.1,5.1,2.1,3.1,0.1,0
Ko - Hệ số an toàn tính cho tất cả các trường hợp: K0 = 1,5.
K1 - Hệ số tính đến trường hợp tăng lực cắt khi độ bóng thay đổi, gia công thô lấy: K1 = 1,2.
K2 - Hệ số tăng lực cắt khi dao mòn. chọn: K2 = 1,5
K3 - Hệ số tăng lực khi gia công gián đoạn: K3 = 1,2
R1 = 0,5.[30,5 + 0,5.(71 - 30,5)] = 25,4 (mm).
f = 0,15 (mặt chuẩn định vị chính là mặt tinh nên chọn: f = 0,15)
Thay số ta có: Q = 2760 - 1705 = 1055 (N).
b, Tính kích thước bu lông kẹp
Để tăng độ cứng vững và phù hợp với kết cấu của đồ gá ta chọn: d = 6 (mm)
c, Xác định mômen quay
- Mômen cần để quay đai ốc:
- Theo công thức kinh nghiệm (trang 124 - CSTT TK đồ gá - Học viện)
M » 0,2.d.Q = 0,2.0,006.1055 = 1,7 (Nm).
- Mômen cần để tháo kẹp:
M’ » 0,25.d.Q = 2,1 (Nm).
3.2. Biện pháp kết cấu nâng cao năng suất kẹp
Với sơ đồ gá đặt chi tiết của đồ gá cần thiết kế sau khi nghiên cứu các đồ gá trong thực tế chọn cơ cấu đệm tháo nhanh là một đầu cho bắt 2 êcu nhằm chống tự tháo, và đầu còn lại ta dùng 1 êcu để khi tháo lắp phôi ta thực hiện bên này.
3.3.5. Sai số chế tạo cho phép của đồ gá [ect]
Sai số này cần xác định khi thiết kế đồ gá. Do đó số các sai số phân bố theo quy luật chuẩn và phương của chúng khó xác định nên ta dùng công thức sau để tính.
Vậy: [ect] = = 0,054 (mm).
KẾT LUẬN
Sau một thời gian làm đồ án dưới sự hướng dẫn chỉ bảo của các thầy giáo trong bộ môn, đặc biệt là thầy giáo:………...…., đến nay đồ án của em đã hoàn thành đúng thời hạn đảm bảo các nhiệm vụ được giao.
Qua quá trình làm đồ án đã giúp tôi làm quen với những công việc cụ thể của người kỹ sư cơ khí trong tương lai, phương pháp làm việc độc lập, sáng tạo, khoa học, kỷ luật, đồng thời đồ án đã giúp bản thân em củng cố thêm các kiến thức đã được học cũng như học hỏi được nhiều kiến thức và kinh nghiệm quý báu.
Nội dung trình bày đồ án mà em đã làm được như sau:
- Phân tích sản phẩm và chọn phôi
- Thiết kế được quy trình công nghệ.
- Thiết kế trang bị công nghệ.
Cuối cùng em xin cám ơn thầy giáo: ……....……., người đã tận tình hướng dẫn cho em hoàn thành đồ án này.
Em xin chân thành cảm ơn !
Hà nội…,ngày…, tháng…..năm 20…
Học viên thực hiện
………………
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Thiết kế đồ công nghệ chế tạo máy (NXB Khoa học kỹ thuật Hà nội 1987).
2. Công nghệ chế tạo máy 2Tập (Nguyễn Đắc Lộc và các tác giả).
3. Đồ gá (Lê Văn Tiến - Trần Văn Địch - Trần Xuân Việt).
4. Sổ tay công nghệ chế tạo máy (Nguyễn Đắc Lộc và các tác giả).
5. Thiết kế và tính toán máy cắt kim loại (Phạm Đắp và các tác giả).
6. Sổ tay và Atlas đồ gá (Trần Văn Địch).
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"