LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay, một trong những vấn đề quan trọng cần giải quyết là nâng cao hiệu quả kinh tế của quá trình sản xuất nói chung và sản xuất cơ khí nói riêng. Ta biết rằng càng ngày ngành cơ khí càng phát triển và được chú trọng, thêm vào đó với sự phát triển mạnh của khoa học kỹ thuật nhất là trong các ngành cơ khí chế tạo máy đòi hỏi sản phẩm tạo ra phải có chất lượng tốt, giá thành rẻ, đáp ứng nhu cầu thị yếu của khách hàng. Vì vậy đòi hỏi người kỹ sư cơ khí và cán bộ kỹ thuật phải có kiến thức một cách toàn diện, độc lập, sáng tạo, đủ khả năng đảm nhiệm thiết kế chế tạo các sản phẩm cơ khí đạt yêu cầu kỹ thuật cao trong điều kiện sản xuất trong nước với giá thành chế tạo hợp lý nhất.
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 học viên củng cố lại kiến thức một cách toàn diện và làm quen với các quy trình công nghệ, là cơ sở cho các ý tưởng thiết kế sau này đồng thời phát huy tinh thần độc lập sáng tạo, phương pháp làm việc khoa học.
Trong đồ án trình bày thiết kế quy trình gia công chi tiết “Tấm gá có ren” với các nội dung sau:
- 01 bản vẽ A0 trình bày các nguyên công.
- 01 bản vẽ A2 thể hiện đồ gá cho nguyên công phay.
- 01 bản vẽ A3 thể hiện bản vẽ chi tiết.
- 01 bản vẽ A3 thể hiện bản vẽ lồng phôi.
- 01 bản vẽ A3 thể hiện bản vẽ lồng phôi.
- 01 bản thuyết minh A4.
PHẦN 1. PHÂN TÍCH SẢN PHẨM VÀ CHỌN PHÔI
1.1. Phân tích kết cấu yêu cầu kỹ thuật.
- Chi tiết "Tấm gá có ren " là chi tiết dạng hộp dùng để định vị . Quá trình làm việc chi tiết chịu nén, cắt, va đập, ma sát, mài mòn ...Tải trọng tác dụng có thể là tải trọng tĩnh hoặc tải trọng động (Thuộc loại trung bình). Hình thức gia tải có thể là từ từ hoặc tăng đột ngột. Môi trường làm việc như là khí quyển, nước, dầu bôi trơn hoặc các môi trường khác. Do đó chi tiết bị phá huỷ có thể do bền hoặc do mỏi .
- Chi tiết có kích thước khuôn khổ :
+ Chiều dài : 240 mm.
+ Chiều rộng : 45 mm.
+ Chiều cao : 25 mm.
Chi tiết thuộc loại nhỏ, trọng lượng trung bình.
- Kết cấu của chi tiết gồm:
+ Những bề mặt chính như mặt đáy, mặt, những bề mặt này có yêu cầu khá cao
+ Hai mặt làm việc chính có cấp độ nhám bề mặt Ra=0,63 (cấp 8)
+ Một lỗ ren M16x2 ở chính giữa chi tiết ,lỗ ren này thông suốt bề dầy chi tiết
+ Hai lỗ F13 thông suốt bề dầy chi tiết
+ Hai lỗ F 23 gia công đồng tâm với lỗ F13 có chiều sâu 11mm .
+ Hai rãnh suốt bề rộng của chi tiết với bề rộng 12mm ,sâu 6 mm .
Ngoái ra trong 2 rãnh trên còn có 4 rãnh con có kích thước 1x0,5 và 4 lỗ ren M5x0,8 đối xứng qua đường tâm theo chiều dọc ,đây là những lỗ ren không thông
- Các bề mặt làm việc chủ yếu :
+ 2 mặt phẳng 240x45 của chi tiết
+ Mặt lỗ ren M16
+ Mặt lỗ F 23,13
+ Mặt rãnh phay 12x6
- Hai mặt phẳng có cấp chính xác IT7 và cấp độ nhám bề mặt Ra = 0,63(cấp 8) là yêu cầu hoàn toàn hợp lý bởi vì chúng là mặt phẳng tỳ dùng để định vị chi tiết trong quá trình gia công .
- Lỗ ren M16 có yêu cầu cấp chính xác IT8 và cấp độ nhám bề mặt Ra = 1,25 (Cấp 7) là yêu cầu khá cao nhưng hoàn toàn hợp lý nhằm đảm bảo lắp ghép chính xác cũng như độ kín khít, độ đồng tâm của 2 chi tiết lắp ghép đồng thời giảm sức bền mỏi cũng như khả năng chịu tải trọng cắt ren trong quá trình gia công và tăng khả năng chịu tải của chi tiết.
- Cấp độ nhám bề mặt các bề mặt lỗ F13 và F23 là Ra = 1,25 (Cấp 7) là yêu cầu hơi cao vì các bề mặt đó chỉ là những bề mặt không quan trọng để yêu cầu như vậy sẽ tăng chi phí gia công cắt gọt làm tăng giá thành sản phẩm,cho nên ta có thể lấy giảm xuống một cấp (cấp 6) .
- Cấp độ nhám bề mặt các bề mặt còn lại là Ra=1,25 là yêu cầu cao vì các bề mặt đó đều không phải là những bề mặt làm việc chính cho nên đói với những bề mặt ngoài còn lại của chi tiết ta lấy Ra=5, còn các bề mặt còn lại ta lấy bằng Ra=2,5
- Vê tròn các cạnh sắc
- Yêu cầu độ cứng : 48 ... 52 HRC . Để đạt được độ cứng đó ta tiến hành nhiệt luyện bằng phương pháp hoá nhiệt luyện (Tôi và ram cao).
Sở dĩ phải tiến hành nhiệt luyện bởi vì nhằm đảm bảo cơ tính của chi tiết phù hợp với điều kiện làm việc, mà trong các phương pháp nhiệt luyện thì phương pháp hoá nhiệt luyện là phương pháp đảm bảo đồng thời cơ tính tổng hợp và tính công nghệ cao nhất .
1.2. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của sản phẩm.
Từ hình dạng, kích thước và yêu cầu kỹ thuật của chi tiết ta có nhận xét như sau:
-Do hình dạng cơ bản của chi tiết là hình hộp ,các lỗ trụ ,lỗ ren ,rãnh chữ nhật và độ chính xác của các kích thước và cấp độ nhám của bề mặt chi tiết không quá cao nên có thể dùng các biện pháp cắt gọt trên các máy cắt thông thường ( phay, khoan, mài) với việc sử dụng các đồ gá chuyên dụng.
- Các rãnh chữ nhật và rãnh thoát dao tạo được bằng cách phay
-Các lỗ có ren có thể tạo được bằng cách khoan và ta rô ren
-Độ nhám bề mặt phẳng đạt được theo yêu cầu bằng cách mài
1.3. Phân tích vật liệu và chọn phô.
1.3.1. Phân tích vật liệu.
- Chọn vật liệu chế tạo phôi người ta thường căn cứ vào :
+ Dạng sản xuất .
+ Điều kiện làm việc của chi tiết .
+ Tính công nghệ của chi tiết .
+ Tính chất cơ lý của chi tiết .
+ Giá thành của sản phẩm .
Nhằm mục đích chi tiết đảm bảo chất lượng và giá thành rẻ nhất .
- Yêu cầu vật liệu phải có :
+ Cơ tính tổng hợp (Giới hạn bền, giới hạn mỏi, độ dẻo, độ dai, tính mài mòn)
+ Tính công nghệ tốt (Tính cắt gọt, tính gia công áp lực, tính hàn)
- Do đặc điểm làm việc của chi tiết trong điều kiện chịu tải trọng tĩnh và tải trọng va đập trung bình nên chi tiết phải đảm bảo độ bền và độ dai. Do đó có thể sử dụng loại thép hoá tốt (Thuộc thép kết cấu \ thép hợp kim). Để lựa chọn vật liệu ta xem xét đặc điểm một vài nhóm thép hoá tốt có thể dùng làm vật liệu chế tạo chi tiết :
a. Nhóm thép các bon (Thuộc thép hoá tốt) :
+ Rẻ.
+ Tính công nghệ tốt .
+ Độ thấm tôi thấp do đó độ cứng không đồng đều.
+ Cơ tính không cao.
+ Ứng dụng chế tạo chi tiết chịu tải trọng không lớn: trục truyền, trục khuỷu động cơ
+ Điển hình : C45.
b. Nhóm thép Crôm :
+ Cơ tính tổng hợp cao.
+ Tính chống ram tốt do đó giảm ứng suất dư bên trong .
+ Độ bền, giá thành, độ thấm tôi cao hơn một chút so vối nhóm thép các bon .
+ Tính công nghệ kém hơn nhóm thép các bon .
+ Ứng dụng chế tạo chi tiết có tốc độ, áp suất riêng và chịu tải trọng trung bình: trục, bánh răng, hộp giảm tốc ...
+ Điển hình : 40Cr ( Tốt nhất trong nhóm này).
c. Nhóm thép Crôm - Măng gan và Crôm - Măng gan - Silic:
+ Tương đối rẻ (Đắt hơn nhóm thép Crôm một chút ) .
+ Cơ tính khá cao .
+ Tính công nghệ tốt .
+ Ứng dụng chế tạo chi tiết chịu tải trọng tương đối cao: các trục, các kết cấu chịu lực ...
+ Điển hình : 30CrMnSi .
Kết luận: Vật liệu là thép C45 là vật liệu tốt đảm bảo được những yêu cầu về sản xuất, có tính kinh tế cao.
1.3.2. Chọn phôi.
- Để chế tạo chi tiết “ Tấm gá có ren ’’ có thể sử dụng các loại phôi chủ yếu sau :
+ Phôi thanh .
+ Phôi đúc (Đúc trong khuôn cát và đúc trong khuôn kim loại) .
+ Phôi cán ống (Phôi cán hình) .
+ Phôi rèn tự do .
+ Phôi dập .
Sau đây ta xem xét đặc điểm từng loại phôi.
a. Phôi thanh:
- Ưu điểm :
+ Không cần phải chi phí gia công chế tạo phôi .
+ Phù hợp chi tiết dạng trục trơn .
+ Chế tạo chi tiết nhanh .
- Nhược điểm :
+ Hệ số sử dụng kim loại thấp .
+ Quy trình công nghệ gia công chi tiết dài do đó tổn hao (Máy, dao, nguyên công) làm tăng chi phí sản xuất .
+ Chất lượng sản phẩm thấp .
- Áp dụng :
Thường chế tạo chi tiết dạng trục trơn hoặc trục bậc chênh lệch ít .
Dạng sản xuất thường dùng : đơn chiếc hoặc hàng loạt nhỏ .
b. Phôi đúc (Đúc trong khuôn cát và đúc trong khuôn kim loại):
* Phôi đúc trong khuôn cát :
- Ưu điểm :
+ Có thể chế tạo phôi có hình dạng gần giống chi tiết .
+ Quá 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 đậu hơi .
+ Sản phẩm có nhiều khuyết tật, chất lượng bề mặt, cơ tính thấp, lượng dư gia công lớn .
+ Độ chính xác của phôi thấp .
+ Hệ số sử dụng kim loại trung bình .
- Áp dụng :
Thường áp dụng trong sản xuất đơn chiếc .
* Phôi đúc trong khuôn kim loại :
- Ưu điểm :
+ Sản phẩm có chất lượng bề mặt, cơ tính cao, lượng dư gia công ít .
+ Độ chính xác cao .
+ Hệ số sử dụng kim loại cao .
+ Năng suất cao .
- Nhược điểm :
+ Chế tạo khuôn phức tạp .
+ Giá thành cao .
- Áp dụng :
Thường áp dụng trong sản xuất hàng loạt và hàng khối .
c. Phôi cán tấm (Phôi cán hình) :
- Ưu điểm :
+ Phôi có hình dạng gần giống chi tiết .
+ Hệ số sử dụng kim loại cao .
+ Sản phẩm có chất lượng bề mặt, cơ tính cao, lượng dư gia công ít .
+ Năng suất cao .
+ Thuận tiện trong quá trình cơ khí hoá và tự động hoá .
- Nhược điểm :
+ Đòi hỏi đầu tư máy móc làm kinh phí đầu tư lớn .
-Áp dụng :
Thường áp dụng trong sản xuất hàng loạt .
d. Phôi rèn tự do :
- Ưu điểm :
+ Phương pháp đơn giản .
+ Sản phẩm có cơ tính tốt (Tốt hơn đúc) .
+ Hệ số sử dụng kim loại trung bình .
- Nhược điểm :
+ Lao động nặng nhọc .
+ Chất lượng sản phẩm phụ thuộc nhiều vào thể lực và trình độ công nhân .
+ Độ chính xác kích thước và chất lượng bề mặt thấp .
+ Năng suất thấp .
- Áp dụng :
Thường áp dụng trong sản xuất đơn chiếc và trong sửa chữa .
e. Phôi dâp:
- 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 trong quá trình cơ khí hoá và tự động hoá .
- Nhược điểm :
Chi phí đầu tư khuôn và máy lớn .
- Áp dụng :
Thường áp dụng trong sản xuất hàng loạt và hàng khối .
- Chọn phôi người ta thường căn cứ vào:
+ Vật liệu và cơ tính vật liệu của chi tiết mà thiết kế đòi hỏi .
+ Kích thước, hình dáng, kết kấu của chi tiết .
+ Dạng sản xuất và sản lượng của chi tiết .
+ Khả năng đạt độ chính xác và yêu cầu kỹ thuật của các phương pháp chế tạo phôi
+ Hoàn cảnh cụ thể của nhà máy .
- Yêu cầu khi chọn phôi:
+ Lượng dư gia công nhỏ nhất .
+ Có hình dạng gần giống chi tiết để giảm các nguyên công gia công trên máy .
+ Có hình dạng đơn giản, phù hợp với điều kiện trang bị công nghệ .
+ Rẻ tiền .
Nhằm mục đích đạt chất lượng tốt và giá thành rẻ nhất .
- Nhận xét :
+ Vật liệu của chi tiết là C45 nó có tính đúc kém, chất lượng đúc không cao do đó không nên sử dụng phôi đúc trong khuôn cát .
+ Kết cấu của chi tiết dạng hình hộp và có lỗ, đồng thời chi tiết dạng nhỏ kết kấu đơn giản nên sử dụng phôi thanh .
+ Điều kiện làm việc chịu tải trọng va đập tải trọng động trung bình do đó chi tiết phải có cơ tính đảm bảo nên không sử dụng phôi đúc trong khuôn cát.
+ Dạng sản xuất của chi tiết là loạt vừa nên không sử dụng phôi rèn tự do, phôi đúc trong khuôn cát, phôi thanh .
Vì vậy có thể sử dụng phôi dập, phôi cán hình và phôi đúc trong khuôn kim loại
Căn cứ vào điều kiện làm việc, vật liệu, cơ tính và dạng sản xuất của chi tiết ta chọn phôi cán. Phương pháp chế tạo phôi là cán.
PHẦN 2. THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
2.1. Xác định đường lối công nghệ.
- Ta biết rằng số lượng các nguyên công phụ thuộc vào phương pháp thiết kế các nguyên công .
- Trong thực tế có 2 phương pháp thiết kế các nguyên công phụ thuộc vào trình độ phát triển sản xuất của ngành chế tạo máy, đó là phương pháp tập trung nguyên công và phân tán nguyên công .
2.2. Thiết kế tiến trình công nghệ.
- Khi thiết kế quy trình công nghệ ta phải lập thứ tự các nguyên công sao cho chu kỳ gia công hoàn chỉnh một chi tiết là ngắn nhất, góp phần hạn chế chi phí gia công, đảm bảo hiệu quả nhất .Trong đó mỗi nguyên công được thưc hiện theo một nguyên lý ứng với một phương pháp gia công thích hợp với kết cấu của chi tiết. Khi xác định các phương pháp gia công cho các bề mặt thường căn cứ vào các đặc điểm sau :
+ Khả năng tạo hình của các phương pháp gia công .
+ Vị trí các bề mặt trên chi tiết gia công, tránh va đập khi cắt .
- Phương pháp gia công các bề mặt như sau :
2.2.1. Gia công các bề mặt phẳng để định vị .
+ Các phương pháp gia công chủ yếu : phay, mài ...
+ Yêu cầu kỹ thuật : cấp chính xác IT7, cấp độ nhám bề mặt Ra = 0,63 và sau nhiệt luyện cấp chính xác tăng 1 cấp còn cấp độ nhám bề mặt giảm 1 đến 2 cấp .
+ Chọn các bước gia công :
Phay thô ® Phay tinh ®Nhiệt luyện ® Mài phẳng .
2.2.2. Gia công lỗ F13.
+ Các phương pháp gia công chủ yếu : khoan, doa, chuốt, mài ...
+ Yêu cầu kỹ thuật : cấp chính xác IT8, cấp độ nhám bề mặt Ra = 1,25 và sau nhiệt luyện cấp chính xác tăng 1 cấp còn cấp độ nhám bề mặt giảm 1 đến 2 cấp .
+Chọn các bước gia công :
Khoan ® Doa tinh ®Nhiệt luyện ® Mài tinh (Mài tròn trong) .
2.2.3. Gia công lỗ F23 : tương tự như gia công lỗ F13.
2.2.4. Gia công 2 rãnh có chiều rộng 12, chiều sâu 6 mm.
+Các phương pháp gia công chủ yếu, phay, bào, mài ...
+Yêu cầu kỹ thuật : cấp chính xác IT8, cấp độ nhám bề mặt Ra = 1,25 và sau nhiệt luyện cấp chính xác tăng 1 cấp còn cấp độ nhám bề mặt giảm 1 đến 2 cấp.
+Chọn các bước gia công :
2.2.4. Gia công 4 rãnh có chiều rộng 1, chiều sâu 0,5 mm.
+ Các phương pháp gia công chủ yếu: Phay,cưa ...
+ Yêu cầu kỹ thuật: cấp chính xác IT8, cấp độ nhám bề mặt Ra = 1.25), Rz = 20 (Mặt và sau nhiệt luyện cấp chính xác tăng 1 cấp còn cấp độ nhám bề mặt giảm 1 đến 2 cấp
+ Chọn các bước gia công :
Phay®Nhiệt luyện .
2.2.5. Gia công ren lỗ M16.
+ Các phương pháp gia công cắt ren trong chủ yếu : tiện, ta rô, phay ...
+ Yêu cầu kỹ thuật : cấp chính xác IT8, cấp độ nhám bề mặt Ra = 1,25 và sau nhiệt luyện cấp chính xác tăng 1 cấp còn cấp độ nhám bề mặt giảm 1 đến 2 cấp .
+ Chọn các bước gia công :
Khoan mồi ® Ta rô ® Nhiệt luyện .
- Cấu trúc các nguyên công :
- Nguyên công 1 : Phay hai mặt .
- Nguyên công 2 : Khoan, vát mép, taro lỗ ren M16x2 .
- Nguyên công 3 : Khoan,doa 2 lỗ ứ13 .
- Nguyên công 7 : Khoan , vát mép , taro 4 lỗ ren M5x0.85 .
- Nguyên công 8 : Nhiệt luyện .
- Nguyên công 9 : Mài 2 mặt phẳng .
2.3.Thiết kế nguyên công.
2.3.1 Nguyên công 1: PHAY HAI MẶT
a. Đồ gá :
Chốt định vị .
b. Định vị :
- Định vị mặt chuẩn đáy bằng mặt phẳng - Hạn chế 3 bậc tự do .
- Định vị 2 mặt bên bởi 3 chốt định vị - Hạn chế 3 bậc tự do .
c. Kẹp chặt :
- Phôi được kẹp chặt bằng lực kẹp của tai hồng .
d. Thiết bị công nghệ :
- Dùng máy phay đứng vạn năng 6H12éÁ
- Các thông số cơ bản của máy :
+ Số cấp tốc độ trục chính : 18 .
+ Phạm vi tốc độ : 63 -3150 (vg/ph).
+ Số cấp bước tiến : 18 .
+ Phạm vi cấp bước tiến bàn máy:
+ Dọc 40 - 2000 (mm/ph).
+ ngang 13 - 670 (mm/ph).
+ Công suất động cơ chính : 10 kW .
Công suất động cơ chạy dao : 1,7 kW
e. Dụng cụ :
- Dụng cụ đo : thước cặp 1/20, thước dài, bộ lấy dấu...
- Dụng cụ cắt :
- Dao phay mặt đầu :
+ Dao phay mặt đầu thép gió .
+ Kích thước dao : D=50 mm , L=36 mm ,d=22 mm , Z=12 răng .
+ Tuổi bền của dao: T = 60 ph .
f. Số lượng và trình tự các bước công nghệ :
- Số lần gá : 1
- Các bước :
+ Bước 1: Phay thô .
+ Bước 2: Phay tinh .
g. Sơ đồ gia công :
Như hình vẽ .
2.3.1. Nguyên công 2: KHOAN, VÁT MÉP ,TARO LỖ M16
a. Đồ gá :
Chốt định vị .
b. Định vị :
- Định vị mặt chuẩn đáy bằng mặt phẳng - Hạn chế 3 bậc tự do .
- Định vị 2 mặt đầu bởi 3 chốt định vị - Hạn chế 3 bậc tự do .
c. Kẹp chặt :
Phôi được kẹp chặt bằng lực kẹp của cơ cấu ren có tay vặn là tai hồng.
d. Thiết bị công nghệ :
- Chọn máy: Theo bảng 9-21 trang 45 STCNCTM Tập 3
+ Chọn máy khoan đứng 2H125 của Nga, có các thông số sau:
+ Đường kính lớn nhất khoan được, mm: 25
+ Khoảng cách từ đường tâm trục chính tới trụ, mm: 250
+ Khoảng cách lớn nhất từ mút trục chính tới bàn, mm: 700
+ Kích thước bề mặt làm việc của bàn máy, mm: 400x450
+ Dịch chuyển lớn nhất của trục chính, mm: 170
+ Số cấp tốc độ trục chính: 12
+ Phạm vi tốc độ trục chính, vg/ph: 45 - 2000
+ Sơ cấp bước tiến: 9
+ Phạm vi bước tiến, mm/vg: 0,1-1,6
+ Công suất động cơ chính, kW: 2,2
e. Dụng cụ:
- Dụng cụ đo : thước cặp 1/20, thước dài, bộ lấy dấu...
- Dụng cụ cắt :
- Mũi khoan ruột gà .
Theo bảng 4-41 trang 325, STCNCTM-Tập 1. Chọn mũi khoan đuôi trụ có các thông số sau: d=14; L=250; l=43
- Mũi doa.
Theo bảng 4-47 trang 333, STCNCTM-Tập 1. Chọn mũi doa liền khối thép gió, chuôi côn có các thông số sau: D=16; L=250; l=30
- Mũi ta rô.
Theo bảng 4-47 trang 333, STCNCTM-Tập 1. Chọn mũi ta rô, chuôi côn có các thông số sau: D=16; L=250; l=30
f. Số lượng và trình tự các bước công nghệ:
- Số lần gá : 2
Lần gá 1
+ Bước 1: Khoan lỗ ứ14 .
+ Bước 2: Vát mép lỗ ứ14 .
+ Bước 3: Taro lỗ ren M16 .
Lần gá 2
+ Bước 4: Vát mép lỗ ứ14
g. Sơ đồ gia công:
Như hình vẽ
2.3.3.Nguyên công 3: KHOAN - DOA 2 LỖ ứ13
a. Đồ gá :
b. Định vị :
- Định vị mặt phẳng đáy bằng mặt phẳng - Hạn chế 3 bậc tự do .
- Định vị 2 mặt phẳng bên bằng 3 chốt tỳ - Hạn chế 3 bậc tự do .
c. Kẹp chặt :
Phôi được kẹp chặt bằng lực kẹp của cơ cấu kẹp ren .
d. Thiết bị công nghệ :
- Chọn máy: Theo bảng 9-22 trang 46 STCNCTM Tập 3
+ Chọn máy khoan cần 2H53 của Nga, có các thông số sau:
+ Đường kính lớn nhất khoan được, mm: 35
+ Khoảng cách từ đường tâm trục chính tới trụ, mm: 325 - 1250
+ Khoảng cách lớn nhất từ mút trục chính tới bàn, mm: 400 - 1400
+ Kích thước bề mặt làm việc của bàn máy, mm: 750x1230
+ Dịch chuyển lớn nhất của trục chính, mm: 300
+ Số cấp tốc độ trục chính: 12
+ Phạm vi tốc độ trục chính, vg/ph: 50 - 2240
+ Số cấp bước tiến: 12
+ Phạm vi bước tiến, mm/vg: 0,006 - 1,22
+ Góc quay lớn nhất của cần xung quanh trục thẳng đứng, độ: 360
+ Công suất động cơ chính, kW: 2,8
e. Dụng cụ :
- Dụng cụ đo : Pan me đo trong, thước cặp, đồng hồ so ...
- Dụng cụ cắt :
- Mũi khoan ruột gà : (Bảng 4.47 - [ 3.1 ] ) .
+ Vật liệu phần cắt thép gió .
+ Kích thước dao : D * L * l = 12,5 * 250 * 30 ..
+ Tuổi bền của dao: T = 50 ph (Bảng 5.30 - [ 3.1 ] ) .
- Mũi doa :
+ Chọn mũi doa liền khối, chuôi côn (Bảng 4.49 - [ 3.1 ] ) .
+ Vật liệu phần cắt thép gió .
+ Kích thước dao: D * L* l = 13 *250 * 30 .
+ Tuổi bền của dao: T = 70 ph (Bảng 5.30 - [ 3.1 ] ).
f. Số lượng và trình tự các bước công nghệ :
- Số lần gá : 1
- Các bước :
+ Bước 1: Khoan lỗ ứ12,5 .
+ Bước 2: Doa lỗ ứ13 .
g. Sơ đồ gia công :
Như hình vẽ .
2.3.4. Nguyên công 4: KHOAN RỘNG - DOA 2 LỖ ứ23
a. Đồ gá :
Trục gá đàn hồi .
b. Định vị :
- Định vị mặt phẳng đáy bằng mặt phẳng - Hạn chế 3 bậc tự do .
- Định vị 2 mặt phẳng bên bằng 3 chốt tỳ - Hạn chế 3 bậc tự do .
c. Kẹp chặt :
Phôi được kẹp chặt bằng lực kẹp của đĩa kẹp của trục gá đàn hồi .
d. Thiết bị công nghệ :
Chọn máy như gia công 2 lỗ ứ13
e. Dụng cụ :
- Dụng cụ đo : Pan me, bộ lấy dấu, đồng hồ so ...
- Dụng cụ cắt :
- Mũi khoan ruột gà : (Bảng 4.47 - [ 3.1 ] ) .
+ Vật liệu phần cắt thép gió .
+ Kích thước dao : D * L * l = 22,5 * 250 * 30 ..
+ Tuổi bền của dao: T = 50 ph (Bảng 5.30 - [ 3.1 ] ) .
- Mũi doa :
+ Chọn mũi doa liền khối, chuôi côn (Bảng 4.49 - [ 3.1 ] ) .
+ Vật liệu phần cắt thép gió .
+ Kích thước dao: D * L* l = 23 *250 * 30 .
+ Tuổi bền của dao: T = 70 ph (Bảng 5.30 - [ 3.1 ] ).
f. Số lượng và trình tự các bước công nghệ :
- Số lần gá : 1
- Các bước :
+ Bước 1: Khoan rộng lỗ ứ22,5 .
+ Bước 2: Doa lỗ ứ23 .
g. Sơ đồ gia công :
2.3.5. Nguyên công 5: PHAY 2 RÃNH 12
a. Đồ gá :
Đồ gá chuyên dùng.
b. Định vị :
- Định vị mặt phẳng đáy bằng mặt phẳng - Hạn chế 3 bậc tự do .
- Định vị 1 mặt bên bởi 2 chốt tỳ - Hạn chế 2 bậc tự do .
- Định vị lỗ ứ23 bằng chốt trám - Hạn chế 1 bậc tự do .
c. Kẹp chặt :
Phôi được kẹp chặt bằng lực kẹp của bu lông vào đai ốc.
d. Thiết bị công nghệ :
- Chọn máy: Theo bảng 9-38 trang 72 STCNCTM Tập 3
+ Chọn máy phay ngang của Nga, kiểu 6H81 có các thông số sau
+ Bước tiến bàn máy thẳng đứng,mm/ph: 12 - 380
+ 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
+ Bước tiến bàn máy dọc, mm/ph : 35-980
+ Bước tiến bàn máy ngang, mm/ph: 25-765
e. Dụng cụ :
- Dụng cụ đo : Thước cặp 1/20, bộ lấy dấu, thước đo góc ...
- Dụng cụ cắt :
- Dao phay đĩa 3 mặt răng :
- Chọn dao: Theo bảng 4-84 Trang 367 ,STCNCTM-Tập I. Chọn loại dao phay đĩa ba mặt răng gắn mảnh thép gió có các thông số sau: D=80; B=12; d=27; z=10
f. Số lượng và trình tự các bước công nghệ :
- Số lần gá : 2
- Lần gá 1 : Các bước :
+ Bước 1: Phay rãnh 1.
- Lần gá 2 : Các bước :
+ Bước 2: Phay rãnh 2 .
g. Sơ đồ gia công :
2.3.6. Nguyên công 6: PHAY 4 RÃNH
a. Đồ gá :
Đồ gá chuyên dùng.
b. Định vị :
- Định vị mặt ren trong M16 bởi mặt trụ của chốt trụ ngắn - Hạn chế 2 bậc tự do .
- Định vị mặt trong 1 lỗ ứ23 bởi chốt trám - Hạn chế 1 bậc tự do .
- Định vị mặt phẳng bằng phiến tỳ - Hạn chế 3 bậc tự do.
c. Kẹp chặt :
Phôi được kẹp chặt bằng lực kẹp của bu lông và đai ốc .
d. Thiết bị công nghệ :
chọn máy như gia công phay 2 rãnh trên
e. Dụng cụ :
- Dụng cụ đo : Bộ lấy dấu ...
- Dụng cụ cắt :
Dao phay cắt rãnh : *Chọn dao: Theo bảng 4-86 Trang 368 ,STCNCTM-Tập I. Chọn loại dao phay cắt rãnh có các thông số sau: D=80; B=1; d=22; z=64
f. Số lượng và trình tự các bước công nghệ :
- Số lần gá : 2
- Lần gá 1 :Các bước :
+ Bước 1: Phay rãnh 1.
+ Bước 2: Phay rãnh 3 .
- Lần gá 2 : Các bước :
+ Bước 3: Phay rãnh 2.
+ Bước 4: Phay rãnh 4.
g. Sơ đồ gia công :
Như hình vẽ .
2.3.7. Nguyên công 7: KHOAN,VÁT MÉP, TARÔ LỖ M5
a. Đồ gá :
Chốt định vị .
b. Định vị :
- Định vị mặt chuẩn đáy bằng mặt phẳng - Hạn chế 3 bậc tự do .
- Định vị 2 mặt đầu bởi 3 chốt định vị - Hạn chế 3 bậc tự do .
c. Kẹp chặt :
Phôi được kẹp chặt bằng lực kẹp của cơ cấu ren có tay vặn là tai hồng.
d. Thiết bị công nghệ :
Chọn máy như gia công 2 lỗ F13 máy khoan cần 2M53
e. Dụng cụ :
- Dụng cụ đo : Thước cặp 1/20, thước dài, bộ lấy dấu...
- Dụng cụ cắt :
Chọn dao: Theo bảng 4-41 trang 325, STCNCTM-Tập 1. Chọn mũi khoan đuôi trụ có các thông số sau: d=4,2; L=55; l=22
-Theo bảng 4-136, trang 421, STCNCTM-Tập I). Chọn đầu tarô ngắn có chuôi chuyển tiếp có các thông số sau: d=5; p=0,8; L=59; l=16
- Mũi doa :
+ Chọn mũi doa liền khối, chuôi trụ (Bảng 4.49 - [ 3.1 ] ) .
+ Vật liệu phần cắt T15K6 .
+ Kích thước dao: D * L* l = 5 *150 * 50
+ Tuổi bền của dao: T = 70 ph (Bảng 5.30 - [ 3.1 ] ).
f. Số lượng và trình tự các bước công nghệ :
- Số lần gá : 1
- Các bước :
+ Bước 1: Khoan lỗ ứ4,2 -1.
+ Bước 2: Vát mép lỗ ứ4-1 .
+ Bước 3: Taro lỗ ren M5-1 .
+ Bước 4: Khoan lỗ ứ4,2 -2.
+ Bước 5: Vát mép lỗ ứ4,2-2.
+ Bước 6: Taro lỗ ren M5-2 .
+ Bước 7: Khoan lỗ ứ4,2 -3.
+ Bước 8: Vát mép lỗ ứ4,2-3.
+ Bước 9: Taro lỗ ren M5-3 .
+ Bước10: Khoan lỗ ứ4,2 -4.
+ Bước11: Vát mép lỗ ứ4,2-4 .
+ Bước12: Taro lỗ ren M5-4 .
g. Sơ đồ gia công :
2.3.8. Nguyên công 8: NHIỆT LUYỆN
2.3.9. Nguyên công 9: MÀI HAI MẶT ĐẠT Ra=0,63
a. Đồ gá :
Bàn từ của máy
b.Định vị :
Định vị mặt phẳng chưa màibởi mặt mặt bàn máy - Hạn chế 3 bậc tự do .
c. Kẹp chặt :
Phôi được kẹp chặt bằng lực điện từ của máy mài có bàn từ .
d. Thiết bị công nghệ :
Theo bảng 9- 57 trang 154 STCNCTM Tập 3. Chọn máy mài mặt phẳng 3ð722 có bàn hình chữ nhật của Nga, có các thông số sau:
- Kích thước làm việc của bàn: 400x200
- Kích thước lớn nhất của phôi được gia công: 400x200x320
- Khoảng cách lớn nhất từ tâm trục chính tới mặt bàn: 445
- Dịch chuyển lớn nhất của bàn và của ụ mài
+ Dọc: 490
+ Ngang: 250
+ Thẳng đứng: 320
- Tốc độ quay của trục chính đá mài, vg/ph: 35
- Tốc độ dịch chuyển dọc của bàn, m/ph: 2-35
- Công suất động cơ truyền dẫn chính, kW: 7,5
e. Dụng cụ :
- Dụng cụ đo : Pan me đo trong, đồng hồ đo lỗ ...
- Dụng cụ cắt :
- Đá mài :
+ Chọn đá mài hình chậu ì - Đá chậu hình trụ (Bảng 4.169 - [ 3.1 ] ) .
+ Vật liệu mài : Cô ranh đông điện trắng Ct ( O xit nhôm trắng ) .
+ Độ hạt : Chọn nhóm bột mài , độ hạt 20 (Bảng 4.169 - [ 3.1 ] ) .
+ Chất kết dính : Kê ra mít (Chất kết dính vô cơ -gốm ) (Bảng 9.3 - [ 3.1 ] ) .
+ Độ cứng đá mài : mềm vừa ( MV ), cấp độ MV1 (Bảng 9.4 - [ 3.1 ] ).
+ Tổ chức của đá mài : số hiệu cấu trúc ( 5) ; tỷ lệ thể tích vật liệu mài : (50% -60% ).
+ Cấp độ chính xác của đá mài : cấp € ( Mài được các cấp).
+ Hình dạng đá mài : D* H *d =350 * 50 *80 .
f. Số lượng và trình tự các bước công nghệ :
- Số lần gá : 2
- Lần gá 1
+ Bước 1: Mài mặt thứ nhất .
- Lần gá 1
+ Bước 2: Mài mặt thứ hai
g. Sơ đồ gia công :
2.4. Tra lượng dư gia công.
Căn cứ vào phương pháp chế tạo phôi và các kích thước của phôi,ta có bảng tra lượng dư cho các nguyên công . Xác định lượng dư gia công cho các bề mặt căn cứ vào :
+ Vật liệu chi tiết .
+ Phôi và phương pháp chế tạo phôi.
+ Tiến trình công nghệ gia công các bề mặt .
2.5. Xác định chế độ cắt cho các bề mặt.
Quá trình tra chế độ cắt được tiến hành như sau:
- Đầu tiên ta tiến hành chọn chiều sâu cắt phù hợp với các yêu cầu về độ nhám bề mặt(cho gia công tinh), yêu cầu nâng cao về năng suất(cho gia công thô).
- Tra lượng chạy dao : tuỳ thuộc vào độ cứng vững của hệ thống công nghệ, độ bền của dụng cụ cắt , công suất động cơ (khi gia công thô) và độ chính xác kích thước ,nhám bề mặt gia công(cho gia công tinh) để chọn lượng chạy dao phù hợp. Khi tra được lượng chạy dao đã tính đến các hệ số điều chỉnh, thì kết quả này phỉ làm tròn theo giá trị thực của máy
- Tra tốc độ cắt: được tra theo các bảng trong các sổ tay hoặc được tính theo các công thực nghiệm đã được xác lập cho từng phương pháp công nghệ.Khi tra được tốc độ cắt ta tính ra số vòng quay tính toán, sau đó chọn số vòng quay theo máy
Từ các thông số trên ta tra công suất cắt cần thiết cho chế độ cắt đã cho
- So sánh công suất cắt cần thiết với công suất của máy nếu thấy nhỏ hơn thì thoả mãn, nếu không thì phải chọn lại
- Tính thời gian máy
Theo trình tự như vậy, ta tiến hành tra chế độ cắt lần lượt cho các nguyên công như sau, kết quả sau khi tính toán đã thoả mãn được cho dưới dạng bảng:
2.5. 1. Tra chế độ cắt cho nguyên công 1.
2.5. 3. Tra chế độ cắt cho nguyên công 3.
2.5. 4. Tra chế độ cắt cho nguyên công 4.
2.5. 7. Tra chế độ cắt cho nguyên công 7.
2.5. 9. Tra chế độ cắt cho nguyên công 9.
PHẦN 3. TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ ĐỒ GÁ
Đồ gá phay được dùng trên máy phay để xác định vị trí tương quan giữa phôi và dụng cụ cắt, đồng thời kẹp chặt phôi để gia công các mặt phẳng ,rãnh mặt trụ ngoài mặt trụ trong ... nhằm nâng cao năng suất và độ chính xác gia công đồng thời giảm nhẹ sự căng thẳng cũng như cải thiện điều kiện làm việc của của công nhân, không cần bậc thợ cao .
3.1.Thiết kế đồ gá cho nguyên công khoan.
3.1.1.Xác định máy.
- Dùng máy phay đứng vạn năng 6H12éÁ
- Các thông số cơ bản của máy :
+ Số cấp tốc độ trục chính : 18 .
+ Phạm vi tốc độ : 63 -3150 (vg/ph).
+ Số cấp bước tiến : 18 .
+ Phạm vi cấp bước tiến bàn máy:
3.1.2. Phương pháp định vị và kẹp chặt.
a. Định vị :
- Định vị mặt phẳng chuẩn bằng mặt định vị - Hạn chế 3 bậc tự do .
- Định vị 2 mặt bên bằng 3 chốt tỳ - Hạn chế 3 bậc tự do .
b.Kẹp chặt :
Phôi được kẹp chặt bằng lực kẹp của cơ cấu kẹp ren vít khi ta vặn tay vặn .
3.1.3. Xác định lưc kẹp cần thiết.
a. Sơ đồ kẹp chặt :b. Xác định lực kẹp:
- Khi khoan xuất hiện mômen xoắn Mc , lực chiều trục P0 . Mômen xoắn không làm xoay chi tiết quanh trục mà chỉ làm chi tiết thêm kẹp chặt . Trên sơ đồ nhận thấy lực chiều trục P0 có xu hướng làm chi tiết bị trượt .Khi đó để chi tiết không bị trượt thì lực ma sát do lực kẹp W và do mômen xoắn Mc gây ra phải thắng lực chiều trục P0 .
Trước khi tính lực kẹp ta cần tính lực cắt Pz theo công thức sau:
C:Hệ số ảnh hưởng của vật liệu =82,5;
T: chiều sâu cắt =1,8(mm);
Sz: Lượng chạy dao răng 0,15(mm/vg);
Z: Số răng dao phay =12;
B: Bề rộng phay =45(mm);
D: Đường kính dao phay =50 (mm);
n: Số vòng quay của dao = 308(vg/ph);
K: Hệ số phụ thuộc vật liệu =1
Các chỉ số mũ :x,y,u,q,ự tra bảng ta có :
Thay các số ,hệ số vào công thức ta được:
Pz=281,5;
Các thành phần lực khác được tính như sau:
Lực hướng kính : Py=(0,2-0,4)Pz
Lực chạy dao : Ps=(0,3-0.4)Pz
Lực vuông góc với lực chạy dao : Pv=(0.85-0,9)Pz
Để đơn giản trong quá trình tính lực kẹp ta cho rằng chỉ có lực Ps tác dụng lên chi tiết
Trong trường hợp này cơ cấu kẹp chặt phảI tạo lực ma sát P lớn hơn lực Ps:
P=W.f >Ps
Với :
W: Lực kẹp tổng hợp
K: Hệ số an toàn ;
f: Hệ số ma sát;
K - Hệ số an toàn có tính đến khả năng làm tăng lực cắt trong quá trình gia công
K = K0.K1.K2.K3.K4.K5.K6
+ K0 - 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 : K1= 1,2.
+ K2 - Hệ số tăng lực cắt khi dao mòn : chọn K2= 1,6.
- Thay số vào ta có : K=1,5.1,2.1,6.1,2.1.1.1=3,456 .
- Thay các giá trị :
+ f = 0.15
+ K= 3,456
vào công thức trên ta có:
W = 2594,3 (N)
3.1.4. Chọn đường kính bu lông.
Gọi db là đường kính bu lông cần xác định ,cần thoả mãn điều kiện bền:
db = C
Trong đó :
+ C = 1.4 (Với ren cơ bản hệ mét)
+ W =2594,3 N (Lực kẹp)
db = 6.3 (mm) (2)
Ta chọn: d = 10 (mm) .
3.1.5. Tính sức bền cho bu lông kẹp.
Trong quá trình làm việc bu lông kẹp trong đồ gá có thể chịu kéo, nén, uốn , xoắn, từ đó sinh ra các dạng hư hỏng thường gặp như bị cong, bị đứt thân bu lông, bị đứt các đường ren, để đảm bảo cho bu lông kẹp đủ bền phải tính toán bền cho bu lông .
a. Nghiệm bền theo ứng suất tương đương :
b. Nghiệm bền theo hệ số an toàn :
Trong quá trình làm việc bu lông chịu uốn, nếu phần làm việc của bu lông quá dài, điều kiện nghiệm bền khi thân bu lông chịu uốn dọc là:
Trong đó : Pth= PE
Ptt = W = 2594,3 N
Jmin = 490,9 mm4
E =2.5*105 N/mm2
L = 250 mm
m = 1
d = 14.9 mm Þ Thoả mãn.
3.1.6. Tính sai số gá đặt.
- Sai số gá đặt là sai số của phôi khi nó bị lệch so với trí yêu cầu trong đồ gá. Sai số gá đặt được xác định theo công thức :
+ ec : Sai số chuẩn
+ekc: Sai số kẹp chặt .
+ eđg: Sai số đồ gá
a. Sai số chuẩn :
Vì bề mặt định vị trùng với gốc kích thước nên sai số chuẩn ec = 0.
b. Sai số kẹp chặt :
Do góc hợp thành giữa phương lực kẹp và phương kích thước thực hiện cho nên
ekc = 0
c. Sai số đồ gá :
+ ect :Sai số chế tạo .
+ em :Sai số mòn .
+ eđc : Sai số điều chỉnh .
- Sai số mòn :
em = b
b = 0,18mm.
N = 8000 số lượng chi tiết được gá đặt.
em = 16,1 mm.
- Sai số điều chỉnh :
Lấy eđc = 10 mm.
- Sai số chế tạo :
Với d =300 mm.
Chọn : ect= 10 mm.
(5) Þ edg= 21,4 mm.
(3) Þ egđ = 21,4 mm. < 80 mm. (Thoả mãn) .
3.1.7. Cơ cấu kẹp chặt, cơ cấu định hướng và kết cấu của đồ gá.
Thể hiện trên bản vẽ đồ gá.
3.2. Nguyên lý làm việc của đồ gá.
Đồ gá thực hiện nguyên công phay hai mặt
Nguyên lý gá đặt như sau :
3.2.1. Định vị.
- Định vị mặt phẳng đáy chuẩn bằng mặt phẳng - Hạn chế 3 bậc tự do .
- Định vị mặt bên 1 bằng 1chốt tỳ - Hạn chế 1 bậc tự do .
3.2.2. Kẹp chặt.
Phôi được kẹp chặt bằng lực kẹp của bu lông và tai hồng .
3.2.3. Hoạt động.
- Đầu tiên đặt chi tiết lên đồ gá . Định vị 3 mặt chi tiết bằng mặt phẳng đồ gá (Hạn chế 3 bậc tự do ) và 3 chốt tỳ (Hạn chế 3 bậc tự do).Sau đó vặn chặt tai hồng 8 để kẹp chặt chi tiết vào đồ gá giữ cho chi tiết không bị dịch chuyển trong quá trình phay. - Sau khi gia công xong mặt 1 ta tiến hành vặn tai hồng để vít kẹp không tỳ vào chi tiết sau đó lật chi tiết để mặt vừa gia công xong là mặt định vị và tiếp tục tiến hành gia công như trên.
- Sau khi gia công xong 2 mặt của chi tiết ta tiến hành tháo chi tiết ra bằng cách vặn lỏng tai hồng ra và cho chi tiết ra.
KẾT LUẬN
Sau một thời gian làm việc tích cực, khẩn trương dưới sự hướng dẫn chỉ bảo của các thầy giáo trong bộ môn Chế tạo máy đặc biệt là thầy giáo:…………… đến nay đồ án của tôi 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, phương pháp làm việc độc lập, sáng tạo, khoa học, kỷ luật, đồng thời đồ án đã giúp bản thân tôi củng cố thêm các kiến thức đã được học cũng như học hỏi được nhiều kiến thức và kinh nghiệm quý báu.
Mặc dù đã rất cố gắng nhưng do thời gian, khả năng, và kinh nghiệm thực tế còn hạn chế nên đồ án chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót, rất mong được các thầy giáo và các bạn đóng góp ý kiến và chỉ bảo cho tôi để tôi ngày càng hoàn thiện đồ án của mình và tích luỹ bổ sung kiến thức, kinh nghiệm cho bản thân.Và cuối cùng tôi xin cám ơn thầy giáo:…………… cùng các thầy trong bộ môn đã tận tình hướng dẫn cho tôi hoàn thành đồ án này.
Tôi xin chân thành cảm ơn !
….ngày….tháng…năm 20….
Học viên thực hiện
…………………
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
6. Sổ tay dung sai
Đỗ Xuân Mua
Học viện KTQS - 1986
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"