LỜI NÓI ĐẦU

  Thiết kế chế tạo là một tập hợp những nhiệm vụ liên tục nối tiếp lẫn nhau. Mỗi một công đoạn trong quá trình thiết kế chế tạo có một vai trò và  nhiệm vụ riêng. Quá trình thiết kế chỉ được coi là hoàn thiện khi mà các ý tưởng nhà thiết kế đưa ra phải có tính ưu việt về tính năng sử dụng, tính kinh tế, tính phổ cập........và cuối cùng là tính công nghệ.

Tính công nghệ của sản phẩm là tính chất của mô hình nhà thiết kế đưa ra có cấu tạo sao cho khả năng công nghệ của đất nước có thể thực hiện được và hạn chế thấp nhất giá thành chế tạo.Tính công nghệ của mô hình thiết kế có ý nghĩa vô cùng quan trọng đối với mỗi sản phẩm chế tạo.

Giá thành chế tạo sản phẩm phụ thuộc rất nhiều vào công nghệ sản suất.Công nghệ sản suất đơn giản sẽ giảm thời gian sản xuất, giảm hao mòn máy móc......dẫn tới giảm  được giá thành chế tạo. Chính vì vậy, việc thiết kế một quy trình công nghệ tối ưu có một ý nghĩa rất quan trọng trong thiết kế, sản suất, chế tạo. Nắm vững đặc tính công nghệ của quy trình sản xuất giúp cho người kỹ sư có một cái nhìn tổng quát làm cho các ý tưởng thiết kế của người kỹ sư phù hợp với khả năng công nghệ đảm bảo chắc chắn ý tưởng có thể thực hiện được.

Đồ án công nghệ chế tạo máy không nằm ngoài mục đích như vậy.Làm đồ án công nghệ chế tạo máy là một dịp để sinh viên làm quen với các quy trình chế tạo là cơ sở cho các ý tưởng thiết kế sau này.

Trong đồ án trình bày thiết kế quy trình gia công chi tiết “Cốc Vi Sai” với các nội dung sau:

-  01 bản vẽ A0 trình bày các nguyên công.

-  01 bản vẽ A1 thể hiện đồ gá cho nguyên công

-  01 bản vẽ A3 thể hiện bản vẽ chi tiết.

-  01 bản vẽ A3 thể hiện bản vẽ lồng phôi.

-  01 bản thuyết minh A4.

Tôi xin chân thành cám ơn thầy ............. thuộc bộ môn chế tạo máy đã tận tình hướng dẫn để đồ án được hoàn thành đúng tiến độ và công việc được giao với chất lượng đảm bảo.  Do thời gian làm đồ án còn hạn chế nên không thể tránh khỏi những thiếu sót, vậy e rất mong nhận được ý kiến đóng góp và sửa sai từ thầy cùng các bạn.

                                                                    Hà Nội, ngày ...tháng ... năm 20...

                                               Học viên thực hiện 

                                                                    .......................

Phần  I: PHẦN TÍCH SẢN PHẨM VÀ CHỌN PHÔI

1.1.Phân tích yêu cầu kỹ thuật của chi tiết

* Chi tiết cần gia công trong đồ án là “cốc vi sai”

Dựa vào bản vẽ chi tiết  cần gia công ta thấy : chi tiết “cốc vi sai” thuộc dạng bạc, loại cốc có gờ, thành mỏng và hở cả 2 đầu. Chiều dài của chi tiết là 100mm. Đường kính lớn nhất của chi tiết là f180­ và trên mặt đầu của chúng có 4 cung R12 dạng bạc không có ren thông suốt ra bên ngoài, có 6 lỗ ren M6 cách đều. Đường kính nhỏ nhất của cốc là f40 có vát mét 2 phía 3x30º.

Có thể thấy kích thước của “cốc vi sai” thuộc kích cỡ trung bình

 * Yêu cầu kĩ thuật chủ yếu của chi tiết dạng bạc:

- Yêu cầu quan trọng nhất của của “cốc vi sai” là độ đồng tâm giữa mặt ngoài và mặt lỗ, cũng như độ vuông góc giữa mặt đầu và đường tâm lỗ.

- Đường kính mặt ngoài đạt cấp chính xác IT7…10

- Đường kính lỗ đạt cấp chính xác IT8

1.3.1. Phương pháp dập nóng

Ưu điểm: Chế tạo được phôi có cơ tính tốt đồng đều, không phụ thuộc vào tay nghề của công nhân, các thớ kim loại và gân gờ tạo nên chi tiết có khả năng chịu lực tốt. Tiết kiệm được nguồn nguyên liệu, cho năng suất cao, phù hợp với dạng sản xuất loạt lớn hàng khối.

Nhược điểm: Phương pháp này yêu cầu thiết bị phức tạp, khuôn dập chế tạo khó khăn.

Phần 2: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT

2.1. Xác định đường lối công nghệ

Sau khi phân tích kết cấu của chi tiết, dạng sản xuất là Loạt vừa và trong điều kiện sản xuất ở nước ta hiện nay, ta chọn phương án phân tán nguyên công, sử dụng nhiều đồ gá chuyên dùng để gia công trên các máy thông dụng.

2.2. Tính toán và lập qui trình công nghệ gia công chi tiết

Từ sự phân tích trên, ta có được các nguyên công chủ yếu để gia công chi tiết như sau:

Nguyên Công 1:  Gia công đầu nhỏ (khỏa mặt đầu, tiện biên dạng, vát mép)

Nguyên công 2:  Gia công đầu to (khỏa mặt đầu, tiện trơn trong, tiện ngoài, xén rãnh 5mm)

Nguyên công 3: Tiện biên dạng trọng cốc (cầu R64, R5 bằng dao tiện định hình)

Nguyên công 4: Khoan và taro 6 lỗ M6 trên máy khoan

Nguyên công 9: Mài mặt đầu

Nguyên công 10: Kiểm tra

2.3. Thiết kế các nguyên công

Nguyên công 1: Tiện biên dạng, gia công đầu nhỏ

Đây là nguyên công tạo mặt phẳng tinh để gia công các mặt khác..

Định vị và kẹp chặt

Chi tiết được định vị trên mâm cặp 3 chấu tự định tâm mặt đầu(f180) được tỳ sát vào một mặt phẳng của mâm cặp (hạn chế 1 bậc tự do), 3 chấu hạn chế chi tiết 4 bậc tự do. Như vậy chi tiết bị hạn chế 5 bậc tự do.

Chọn dụng cụ cắt:

+ Dao tiện để khỏa các mặt đầu, tiện biên dạng ngoài:

Chọn dao tiện ngoài  thân cong phải (Bảng 4.4-STCTM-T1, trang 295).

Vật liệu phần cắt T15K10, vật liệu phần thân dao C45.

Kích thước dao: H * B =40*25.

Thông số hình học phần cắt: j*j₁*L*n*l*r =45⁰*45⁰*200*12*25*2.

+ Dao tiện vát mép:

Dao tiện phải thân thẳng (Bảng 4.5-STCTM-T1, trang 295).

Vật liệu phần cắt T15K10, vật liệu phần thân dao C45.

Kích thước dao: H * B =40*25.

Nguyên công 2: gia công đầu to

Định vị và kẹp chặt

Chi tiết được định vị trên mâm cặp 3 chấu tự định tâm mặt đầu(f56) được tỳ sát vào một mặt phẳng của mâm cặp (hạn chế 1 bậc tự do), 3 chấu hạn chế chi tiết 4 bậc tự do. Như vậy chi tiết bị hạn chế 5 bậc tự do.

Chọn máy: máy tiện 1A616 (bảng 9-4 sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 3-Nguyễn Đắc Lộc)

+ Công suất động cơ chính: 4KW.

+ Sơ cấp tốc độ của trục chính: 21.

+ Đường kính lớn nhất của chi tiết D320mm .Số vòng quay trục chính 9...1800vòng/phút, bước tiến dao dọc 0,065..0,91mm/vg, bước tiến dao ngang 0.065…0.91mm/vg

Chọn dụng cụ cắt

+ Dao tiện để khỏa các mặt đầu, biên dạng:

Chọn dao tiện ngoài  thân cong phải (Bảng 4.4-STCTM-T1, trang 295).

Vật liệu phần cắt T15K10, vật liệu phần thân dao C45.

Nguyên công 4: Phay  cung R12.

Định vị và kẹp chặt

Chi tiết được định vị trên mâm cặp 3 chấu tự định tâm mặt đầu(f56) được tỳ sát vào một mặt phẳng của mâm cặp (hạn chế 1 bậc tự do), 3 chấu hạn chế chi tiết 4 bậc tự do. Như vậy chi tiết bị hạn chế 5 bậc tự do, đồ gá có sử dụng đầu phân độ để phay 4 lỗ cách đều nhau 90˚.

Chọn máy:

Máy phay đứng chọn máy phay công xôn (vạn năng, ngang, đứng) của Nga, kiểu 6H81

+ Số cấp tốc  độ trục chính:                                                     16

+ Phạm vi tốc độ trục chính, vg/ph:                                        (65-1800)

+ Công suất động cơ chính:                                                    4,5 kW

+ Công suất động cơ chạy dao:                                             1,7 kW

+ Số cấp bước tiến bàn máy:                                                  16

Nguyên công 8: mài tròn ngoài

Định vị và kẹp chặt

Chi tiết được định vị trên mâm cặp 3 chấu tự định tâm mặt đầu(f180) 3 chấu hạn chế chi tiết 5 bậc tự do.  

Chọn máy:

Máy mài tròn trong 3A130  (Bảng 9.49- STCNCTM trang 92).

Thông số công nghệ của máy

+ Đường kính lớn nhất của chi tiết gia công: 280mm.

+ Phạm vi đường kính gia công: 8...280mm

+ Chiều dài lớn nhất gia công được: 630mm

Nguyên công 9: mài mặt đầu

Định vị và kẹp chặt

Chi tiết được định vị trên mâm cặp 3 chấu tự định tâm mặt đầu(f180) 3 chấu hạn chế chi tiết 5 bậc tự do.  

Chọn máy:

Máy mài tròn trong 3A130  (Bảng 9.49- STCNCTM trang 92).

Thông số công nghệ của máy

+ Đường kính lớn nhất của chi tiết gia công: 280mm.

+ Phạm vi đường kính gia công: 8...280mm

+ Chiều dài lớn nhất gia công được: 630mm

Nguyên công 10: Kiểm tra

2.4. Tính và tra lượng dư cho các nguyên công

Để đạt được một chi tiết có hình dáng, kích thước và chất lượng bề mặt phù hợp với các yêu cầu trong bản vẽ cần phải thực hiện qua nhiều bước nguyên công.

Tại mỗi bước nguyên công, hớt đi một lớp kim loại trên bề mặt gia công để làm thay đổi hình dạng và kích thước phôi. Lớp kim loại được lấy đi trong quá trình gia công cơ gọi là lượng dư. Khi thiết kế quy trình công nghệ cần phải xác định lượng dư hợp lý vì:

- Lượng dư lớn quá sẽ tốn nguyên vật liệu, năng lượng điện, dụng cụ cắt, tiêu hao lao động và thời gian gia công ...

2.4.1 Tính lượng dư cho bề mặt trụ ngoài   f56-0.014 

Bề mặt trụ ngoài có các yêu cầu kĩ thuật:

Độ nhám bề mặt: R_a= 1,25.

Vật liệu thép C35, nhiệt luyện đạt độ cứng 28…32 HRC.

Quá trình gia công bề mặt trụ phải qua các nguyên công:

1. Tiện thô từ phôi đúc

2. Tiện tinh.

3. Nhiệt luyện.

4. Mài.

Do bề mặt gia công có tính đối xứng nên ta tính theo công thức sau :

2Z_bmin = 2[(R_za + T_a ) + ]

Trong đó :

R_za : là chiều sâu hay nhấp nhô tế vi bề mặt do bước hay nguyên công sát rước để lại

T_a   : Là chiều  sâu lớp hư  hỏng bề mặt  do bước hay nguyên công trước để lại.

r_a  : là tổng sai số không gian  do bước nguyên công trước để lại

e_b : Sai số gá đặt chi tiết ở bước  hay nguyên công đang thực hiện tạo nên.

Z_{b min}  : Lượng dư nhỏ nhất ở một phía bước hay nguyên công đang tính .

+ Phôi đúc : Tra bảng 3- 65 / 235/ (STCNCTM  I )  ta có:

R_za + T_a = 400 (mm)

=> 2Z_bmin = 2( 10  + ) = 80(mm).

Sau mài tinh ta có :  R_za = 5 (mm).

Từ kết quả tính toán ta lập ra bảng ghi kết quả theo qui tắc sau:

Cột dung sai:

Cột dung sai được ghi theo trị số dung sai của từng nguyên công.

Cột kích thước giới hạn:

Làm tròn kích thước tính toán đến giá trị có nghĩa của dung sai ta được kích thước giới hạn nhỏ nhất. Sau đó lấy kích thước giới hạn nhỏ nhất cộng với dung sai ta được kích thước giới hạn lớn nhất.

Cột lượng dư giới hạn được xác định như sau:

2Z_max -là hiệu các kích thước giới hạn lớn nhất.

2Z_min -là hiệu các kích thước giới hạn nhỏ nhất.

2.5. Tính toán và tra chế độ cắt cho các nguyên công

Quá trình tra chế độ cắt được tiến hành như sau:

+ Đầu tiên ta tiến hành chọn chế độ cắt phù hợp với các yêu cầu về độ nhám bề mặt,yêu cầu về năng suất…

+ Tra lượng chạy dao

+ Tra tốc độ cắt:Khi tra chế độ cất đã tính đến hệ số hiệu chỉnh ta tính số vòng quay tính toán,sau đó chọn số vòng quay theo máy.

+ Từ các yếu tố trên tra công suất cần thiết cho chế độ cắt đã cho.

 2.5.1 Tính chế độ cắt cho nguyên công tiện thô mặt trụ 56.

a. Chiều sâu cắt:

Khi tiện thô và không bị hạn chế bởi công suất của thiết bị, độ cứng vững của hệ thống công nghệ thì người ta lấy t bằng lượng dư gia công

Lượng dư cho tiện thô mặt trụ là : 2a = 2,106 mm, vậy ta chọn chiều sâu cắt t = 1,053 mm.

2.5.4 Tra chế độ cắt cho các nguyên công còn lại

Áp dụng công thức:   T_o =  (phút)

Trong đó

L: Chiều dài chi tiết cần gia công

y : lượng ăn tới của dao (mm)

y = t.cotgj = 3 .1 = 3 (mm)

j : góc nghiêng chính (j = 45⁰)

i : số lần cắt i = 1

S : Lượng chạy dao; S (mm/Vg)

n : số vòng quay trong một phút của phôi (Vg/ph)

Phần 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ ĐỒ GÁ

1. Ý nghĩa và yêu cầu đối với việc tính toán thiết kế đồ gá

 Đồ gá là một trong những trang bị công nghệ không thể thiếu được trong quá trình gia công chi tiết trên các máy cắt kim loại . Việc sử dụng đồ gá làm giảm nhẹ sức lao động, năng suất cao, chất lượng của chi tiết gia công. Khi gia công một chi tiết máy, tuỳ theo đặc điểm và kết cấu của chi tiết cần gia công, sản lượng sản phẩm mà lựa chọn thiết kế và sử dụng đồ gá khác nhau . Việc thiết kế và sử dụng đồ gá hợp lý sẽ tạo điều kiện đảm bảo độ chính xác gia công, nâng cao năng suất và giảm nhẹ sức lao động , giảm thời gian phụ và mở rộng khả năng công nghệ của máy, tạo điều kiện cơ khí hoá và tự động hoá trong quá trình gia công,góp phần giảm giá thành chi tiết, nâng cao hiệu quả kinh tế .

2. Thiết kế đồ gá cho nguyên công khoan 6 lỗ M6

2.1. Giới thiệu đồ gá

Đồ gá được dùng để khoan lỗ 6 lỗ M6  trên máy khoan cần, để đảm bảo gia công được nhanh cần trang bị thêm các bạc dẫn để xác định chính xác vị trí của các lỗ cần gia công trên chi tiết.

3.2. Tính lực kẹp                            

Từ sơ đồ đặt lực trên ta thấy rằng các lực tác dụng lên chi tiết là cho chi tiết mất cân bằng là :

- Lực dọc trục P₀

- Mômen xoắn M_x

* Lực dọc trục khi khoan được tính theo công thức :

P₀ = C_p * D^q * S ^y *K_p

Các hệ số tra bảng 5-32 STCNCTM t2 trang 25  ta có:  C_p =68  , Z_p =1.0 , Y_p = 0.7                             

Tra bảng 5-10 STCNCTM t2 trang 25   ta có  n_p = 0.075

3.3. Tính đường kính bu lông

- Đường kính bu lông kẹp được tính theo công thức sau:

Trong đó :

W : lực xiết . W = 37.96 (Kg)

s_k  = s_ch/ S Bảng 8-3 [VI]

s_ch  = 120 MP_a Bảng 8-1 [VI]

S  = 3 hệ số an toàn bảng 8-4 [VI]

=> s_k = 120/3 = 40 (MP_a)= 4 (Kg)

Thay số ta có d = 13,7 (mm). Do đó ta chọn d = 14 (mm).

4. Tính sai số cho phép chế tạo đồ gá:

- e_c sai số chuẩn e_c = 0 do đường kính dao quyết định kích thước gia công

- e_k :sai số kẹp, e_k = 0.

- e_m : sai số mòn do độ mòn của đồ gá gây ra.

e_m = b  với: b hệ số phụ thuộc kết cấu đồ định vị b = 0,2.

N : sản lượng chi tiết hoặc số lượng chi tiết được gia công với một đồ gá. Ta chọn N = 1500 (chi tiết).

Do đó ta có: e_m = 0,2  = 7,75 (mm).

- e_đc : sai số điều chỉnh sinh ra trong quá trình lắp ráp điều chỉnh đồ gá

e_đc = 5 ¸ 10 (mm)  chọn e_đc = 5 (mm).

- e_gđ : sai số gá đặt  e_gđ = 1/3d  với d là dung sai nguyên công.

e_gđ = 0,1/3 = 0,033(mm) = 33 (mm).

3.5. Yêu cầu kỹ thuật của đồ gá

- Độ không vuông góc của đường tâm trục gá và mặt đáy đồ gá £ 0,04 (mm).

- Độ không vuông góc của đường tâm các bạc dẫn và mặt đáy đồ gá £ 0,04 (mm).

KẾT LUẬN

  Sau một thời gian tìm tòi nghiên cứu và d­ới sự h­ớng dẫn của của các thầy giáo trong bộ môn Chế tạo máy, đặc biệt là thầy: ………… em đã hoàn thành đồ án môn học Công nghệ chế tạo máy của mình. Quá trình làm đồ án đã củng cố và trang bị thêm cho em những kiến thức sâu hơn về quá trình chế tạo máy, giúp em biết xác định những b­ước cần thiết cho một quá trình chế tạo các chi tiết cũng như­ các nguyên tắc cơ bản cho một quá trình thiết kế chế tạo. Bên cạnh đó việc nghiên cứu này còn giúp ích cho em rất nhiều trong các môn học chuyên nghành của mình cũng như­ các môn học khác và quá trình công tác sau này.

  Em  xin chân thành cảm ơn các thầy, đặc biệt là thầy: ………… đã tận tình hướng dẫn và tạo điều kiện cho em hoàn thành đồ án của mình.

  Em xin chân thành cảm ơn!

TÀI  LIỆU THAM  KHẢO

1.Thiết kế  môn học công nghệ chế tạo máy

Trần Thành, Lương Ngọc Quang. HVKTQS  - 1999

2. Hướng dẫn thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy

Nguyễn Trọng Bản, Trần Thành, Nguyễn Quang Hoài, Hoàng Mạnh Long,. HVKTQS  - 2002           

3. Sổ tay công nghệ chế tạo máy - Tập 1,2,3

Nguyễn Đắc lộc , Lê Văn Tiến , Ninh Đức Tôn , Trần Xuân Việt,. Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật  - 2001

4. Công nghệ chế tạo máy - Tập 1,2

Nguyễn Trọng  Bình, Nguyễn Thế Đạt, Trần Văn Địch. Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật  - 1998

5. Sổ tay vẽ kỹ thuật

 Nguyễn Trường Sinh. Học viện KTQS  - 2001

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"