MỤC LỤC
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU
Chương 1
CHỨC NĂNG ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT DẠNG TRỤC
1.1 Phân tích chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết
1.2 Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết
1.3 Xác định dạng sản xuất
1.4 Chọn phương pháp chế tạo phôi
1.5 Thiết kế bản vẽ lồng phôi
Chương 2
THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CỦA CHI TIẾT
1. Nguyên công 1 : Dập phôi
2. Nguyên công 2 : Khỏa mặt, khoan tâm
3. Nguyên công 3: Tiện thô nữa trục
4. Nguyên công 4 : Tiện nữa trụ ngoài còn lại
5. Nguyên công 5 : Tiện tinh trụ ngoài và vát mép
6. Nguyên công 6 : Tiện ren
7. Nguyên công 7 : Phay rãnh then
8. Nguyên công 8 : Khoan lỗ
9. Nguyên công IX : Nhiệt luyện
10. Nguyên công 10 : Mài cổ trục
11. Nguyên công 11 : Kiểm tra
Chương 3
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỒ GÁ
1. Khái quát chung về đồ gá
2. Thiết kế đồ gá
3. Tính lực kẹp khi gia công
4. Xác định sai số chế tạo đồ gá
5. Yêu cầu kỹ thuật của đồ gá
6. Thuyết minh đồ gá
KẾT LUẬN
TÀI LIỆU THAM KHẢO
LỜI NÓI ĐẦU
Có thể nói rằng với hầu hết nền kinh tế của các nước trên thế giới thì nền công nghiệp đóng vai trò quan trọng nhất, đặc biệt là công nghiệp nặng nói chung và ngành gia công sản phẩm nói riêng, nó luôn được đầu tư phát triển ngày một mạnh hơn.
Hiện nay, nền công nghi]ệp trở thành ngành quan trọng bậc nhất trong hệ thống các ngành kinh tế của đất nước. Trong đó ngành gia công cơ khí đóng một vai trò hết sức quan trọng. Nó không những thúc đẩy các nghành kinh tế khác phát triển mà còn đóng góp một phần không nhỏ vào tổng thu nhập kinh tế của đất nước, bởi vậy ngành công nghiệp gia công cơ khí luôn được tín trọng đầu tư phát triển nhất là trong mấy năm vừa qua khi công cuộc CNH - HĐH đất nước diễn ra mạnh mẽ thì ngành công nghiệp của nước ta phát triển về tốc độ rất nhanh. Vấn đề đặt ra là chúng ta phải sáng chế, sửa chữa phục hồi lại độ chính xác cho máy, để đưa máy trở lại làm việc đảm bảo tiến độ mà không tốn nhiều kinh phí. Với xu thế HĐH như hiện nay thì đội ngũ này ngày càng phải có trình độ kỹ thuật, tay nghề cao, am hiểu về máy móc thiết bị và được đào tạo cơ bản về thực hiên công việc sửa chữa - bảo trì thiết bị một cách tốt nhất, đảm bảo cả về yêu cầu kỹ thuật, an toàn mà chỉ với thời gian ít nhất.
Qua thời gian làm đồ án môn học với đề tài em được giao là “Thiết kế qui trình công nghệ gia công Trục”. Với sự hướng dẫn tận tình của thầy: Th.S…………...và sự giúp đỡ của thầy cô trong trong khoa cơ khí. Tuy nhiên sẽ không thể tránh khỏi những thiếu sót, em mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô, các bạn để đồ án của em được hoàn thiên hơn .
Qua đây em xin chân thành cảm ơn các thầy cô đã giúp đỡ em trong suốt thời gian học tập cũng như làm đồ án. Đặc biệt là thầy: Th.S…………..., em mong muốn sẽ mãi nhận được sự chỉ dậy tạo điều kiện giúp đỡ của các thầy cô để em tiến bộ hơn. Sự quan tâm chỉ dậy giúp đỡ của thầy cô đã giúp em có kết quả tốt trong học tập, sẽ có việc làm tốt phù hợp giúp em tự tin khi tiếp xúc với công việc của mình sau khi ra trường.
Em xin chân thành cảm ơn !
Chương 1
CHỨC NĂNG ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT DẠNG TRỤC
1.1 Phân tích chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết
Chi tiết thuộc dạng thuộc dạng chi tiết điển hình dạng trục Do các bề mặt ngoài của trục dùng để lắp ghép đòi hỏi độ chính xác khi qua công rất cao khoảng cấp chính xác từ 7 - 10.
- Dung sai chiều dài của trục dao từ 0,05 -0,2mm.
1.2 Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết
- Do trục tương đối dài và để đảm bảo về độ cứng vững cũng như độ đồng tâm của các kích thước ở các nguyên công sau ta nên khoan lỗ tâm phụ.
- Ở trục trên ta có thể gai công được bằng dao tiện thông thường ngoài ra do kết cấu của trục một phần ren vít nên khi gia công độ cứng vững của chi tiết sẽ ảnh hưởng rất nhiều.
1.3 Xác định dạng sản xuất
Trọng lượng của chi tiết: Q = 0.88 (Kg). Theo phần mềm solidworks tính toán
Kết luận: Dựa vào bảng 2 xác định các dạng sản xuất do chi tiết có trọng lượng < 4(kg) và sản lượng hàng năm của chi tiết là 6600 (chiếc) trên đây là dạng sản xuất hàng loạt lớn.
1.4 Chọn phương pháp chế tạo phôi
Trong sản xuất hàng khối phôi của trục được chế tạo bằng những phương pháp như dập nóng, rèn tự do hay là đúc.
Đối với phương pháp chế tạo bằng phương pháp rèn tự do có ưu điểm là giá thành hạ và phương pháp này cũng khá đơn giản nhưng trong sản xuất hàng loạt nếu áp dụng phương pháp này sẽ rất lâu không năng suất. Phương pháp này chỉ thích hợp với sản xuất với sản xuất đơn chiếc và hàng loạt nhỏ còn với phương pháp đúc, có thể đúc được rất nhiều các loại phôi như chi tiết dạng hộp, các loại càng phức tạp, các loại trục chữ thập.
Nói tóm lại phương pháp dập là phương pháp tối ưu để hạ giá thành sản phẩm.
1.5 Thiết kế bản vẽ lồng phôi
Theo hình dạng và kết cấu trên bản vẽ ta xác định là chi tiết thuộc dạng chi tiết dạng trục và có kết cấu khá đơn giản, dễ gia công và chế tạo, phôi có thể dùng phôi thanh, phôi dập hoặc phôi sẵn có tuy nhiên để dễ chế tạo và lượng dư gia công ít ta chọn Phương pháp là Phôi dập.
Chương 2
THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CỦA CHI TIẾT
Đối với chi tiết dạng trục đòi hỏi độ chính xác và độ đồng tâm cao. Để đảm bảo yêu cầu này ta phải chọn chuẩn tinh thông nhất, đồng thời để đảm bảo độ đồng tâm của chi tiết ta phải chọn phương pháp chống 2 đầu tâm rồi tiện bản tinh phôi thô. Xong lấy bề mặt vừa tiện làm chuẩn tinh để tiện các bề mặt khác của chi tiết.
Vậy ta chia ra làm các nguyên công sau:
- Nguyên công 1: Dập phôi
- Nguyên công 2: Khoả mặt khoan tâm
- Nguyên công 3: Tiện thô nửa trục
- Nguyên công 4: Tiện thô nửa trục còn lại
- Nguyên công 5: Tiện tinh nửa trục
- Nguyên công 6: Cắt ren
- Nguyên công 7: Phay rãnh then
- Nguyên công 8: Khoan lỗ
- Nguyên công 9: Nhiệt luyện
- Nguyên công 10: Mài
- Nguyên công 11: Kiểm tra
1. Nguyên công 1 : Dập phôi
Chi tiết được nung nóng đến nhiệt độ khoảng 900°C, sau đó được cho vào khuôn dập và được dập trên máy búa.
Loại máy M210, có đặc tính kỹ thuật:
- Động năng va chạm 1600 kGm
- Khối lượng danh nghĩa phần rơi: 630 kg
- Tốc độ va chạm đầu búa : 80 lần/phút
- Hành trình lớn nhất của đầu búa : 1000mm
- Khoảng cách giữa hai trục : 400mm
- Khoảng cách từ đe tới nền : 840mm
- Áp suất hơi : 6 - 8 at
- Khối lượng máy không có đế đe : 7360 kg
- Khối lượng đế đe : 12600 kg
- Kích thước phủ bì của máy :
+ Dài : 2000mm
+ Rộng : 1280mm
+ Cao : 4380mm
- Khuôn được dùng là loại khuôn hở.
2. Nguyên công 2 : Khỏa mặt, khoan tâm
2.1 Mục đích
Do trục yêu cầu độ đồng tâm cao nên ta phải khoan tâm để chống 2 đầu tâm để đảm bảo độ đồng tâm của chi tiết. Trước khi khoan tâm ta phải khoả 2 mặt đầu) với dung sai là + 0,1 và cũng đồng thời xác định 2 tâm của chi tiết để khoan.
2.2 Định vị
Do phôi của ta là phôi thô hình trụ tròn nên ta định vị chi tiết trên 2 khối V.
2.3 Cơ cấu kẹp
Dùng đòn kẹp
2.4 Chọn máy và chọn dao
- Chọn máy gia công 6622 có công suất N = 7 (KW)
- Dao gia công là dao có gắn mảnh hợp kim.
Ta khoan luôn trên máy tiện với đường kính mũi khoan là: D = 5 (mm) làm bằng thép gió P18
2.5 Tính chế độ cắt
* Bước 1: Khỏa mặt :
Phôi có vỏ cứng, vật liệu thép các bon có %C < 0,6%; = 75kg/mm2 bằng dao gắn mảnh hợp kim cứng có kết cấu T = 20 x 30 . Không tưới nguội, tuổi bền của dao T = 50’ chọn chiều sâu cắt.
Dựa vào tập bảng tra lượng dư cho phôi số lượng dư 2 (mm).
Do lượng dư nhỏ nên cắt 1 lần là đạt kích thước.
Theo số liệu ban đầu: BXH = 20 x 30 = 600 KCT/ mm2
l = 1,5 . H = 1,5 . 30 = 45
Theo bảng (11-1): CPz = 408 XPz = 0,72
- Số vòng quay trong 1 phút:
Theo TMT máy chọn n = 750 (v/p’)
- Tính lực cắt:
Lực tiếp tuyến: Pz = CPz . tXPz .vnz . SYPz . KPz (KG)
Pz = 408 . 1,40,72 . 30,330 . 0,520,8. 1,175 = 345(KG)
Lực hướng kính:
Py = CPy .tXPy .vny .SYPy . KPy
KPy = Kmp. KjPy . K Py
- Nghiệm công suất khi cắt gọt:
Công suất định mức: [N] = 7,8 . 0,75 = 5,85 (KW)
=> N < [N] => máy đảm bảo an toàn.
- Thời gian chạy máy.
=> Tm = 0,2 (phút)
* Bước 2: Khoan tâm :
Khoan lỗ tâm có đường kính 5 (mm)
- Chiều sâu cắt: t = 2,5mm
- Tính vận tốc: Theo bảng (3 - 3)
Cv=7 zv = 0,4 ; Yv = 0,7; m = 0,2 ; Xv = 0
Bảng (4 - 3): T = 25 (phút)
- Lực cắt và mo men xoắn:
Po = Cp .Dzp .Syp . Kmp (KG)
Theo bảng (7 - 3): Cp = 468, Zp = 1,0, Yp = 0,7
Thay vào công thức: Po = 68 .51 . 0,140,7 . 1 = 85 (KG)
So với Pm = 350 (KG) của máy ta thấy máy làm việc an toàn.
- Mo men xoắn được tính theo công thức
M = CM .DZM .SYM Km (KGm)
Theo bảng (7-3): CM = 0,034, ZM = 2,5 , XM = 0 , YM = 0,7
Thay vào: M = 0,034 . 52,5 . 0,140,7 . 1 = 0,47 (KGm)
- Công suất cắt gọt:
So với công suất của máy [N] = 5,8 KW
=> Đảm bảo an toàn khi làm việc
- Thời gian chạy máy của khoan tâm
=> T0 = 0,08 = 0,16 (Phút)
Do khoan 2 lần => T0 = 0,08. 2 = 0,16 (phút)
4. Nguyên công 4 : Tiện nữa trụ ngoài còn lại
4.1 Chọn máy
Chi tiết được gia công trên máy tiện vạn năng 1K62.
4.2 Chọn dao
Dùng các con dao vai có gắn hợp kim cứng (dao vai, dao tiện) dao tiện thép gió T15K6
4.3 Định vị - kẹp chặt
Chống tâm 2 đầu hạn chế 5 bậc tự do, xiết chặt ụ động để tang lực kẹp
4.4 Bậc thợ
Bậc thợ 3/7
4.5 Chế độ cắt
* Khi vát mép :
- Chiều sâu cắt: Chọn t = 1,5 (mm).
- Chọn bước tiến s = 0,3 (mm/v).
- Tốc độ cắt chọn vận tốc v = 90 (m/p).
* Tiện tru ngoài :
- Tiện thô mặt ngoài.
+ Chiều sâu cắt: t = 1,5 (mm).
+ Bước tiến chọn s = 0,5 (mm/v).
+ Tốc độ cắt chọn v = 80 (m/p).
+ Thời gian gia công :
Thay vào công thức ta được : To = 0,224 (ph)
* Tiện tinh mặt ngoài :
+ Chiều sâu cắt: t = 0,5 (mm).
+ Bước tiến chọn s = 0,5 (mm/v).
+ Tốc độ cắt chọn v = 80 (m/p).
5. Nguyên công 5 : Tiện tinh trụ ngoài và vát mép
5.1. Chọn máy
Chi tiết được gia công trên máy tiện vạn năng 1K62.
5.2. Chọn dao
Dùng các con dao vai có gắn hợp kim cứng (dao vai, dao tiện) dao tiện thép gió T15K6.
5.3. Định vị - Kẹp chặt
Giống nguyên công 3
5.4. Bậc thợ
Bậc thợ 3/7
5.5 Chế độ cắt
* Cắt rãnh :
- Chiều sâu cắt: Chọn t = 1,5 (mm).
- Chọn bước tiến s = 0,3 (mm/v).
- Tốc độ cắt chọn vận tốc v = 90 (m/p).
Theo thuyết minh máy chọn: nm = 250 (v/p).
Thời gian gia công :
Thay vào công thức ta được : To = 0.28 (ph)
* Tiện tinhtrụ ngoài :
- Chiều sâu cắt: Chọn t = 1,5 (mm).
- Chọn bước tiến s = 0,3 (mm/v).
- Tốc độ cắt chọn vận tốc v = 90 (m/p).
Tốc độ của trục chính: Theo thuyết minh máy chọn: nm = 400 (v/p).
* Vát mép :
+ Chiều sâu cắt: t = 0,1 (mm).
+ Chọn bước tiến s = 0,1 (mm/v).
+ Chọn vận tốc v = 90 (mm/p).
6. Nguyên công 6 : Tiện ren
6.1. Chọn máy
Chi tiết được gia công trên máy tiện vạn năng 1K62.
6.2. Chọn dao
Dùng các con dao vai có gắn hợp kim cứng (dao vai, dao tiện) dao tiện thép gió T15K6.
6.3. Định vị – kẹp chặt
Như nguyên công trên
6.4. Bậc thợ
Chọn bậc thợ 3/7
6.5 Chế độ cắt
+ Chiều sâu cắt: t = 1,6 (mm).
+ Bước tiến chọn s = 0,5 (mm/v).
+ Tốc độ cắt chọn v = 80 (m/p).
Thời gian gia công : Thay vào công thức ta được : To = 0,32(ph)
8. Nguyên công 8 : Khoan lỗ
8.1 Định vị
Dùng bạc cốc hạn chế 5 bậc tự do và then hạn chế 1 bậc tự do
8.2 Chọn máy
Chọn máy khoan cần 2H55 (bảng 9-22 STCNCTM -3)
+ Công suất động cơ : 4 Kw
+ Đường kính gia công lớn nhất : 50 mm
+ Số cấp bước tiến trục chính : 12
+ Số cấp tốc độ trục chính :21
+ Giới hạn vòng quay : 20 – 2000 (v/p)
(20 ; 25 ; 30 ; 37,5 ; 47,5 ; 60 ;75 ; 95 ; 118 ; 150 ; 190; 235 ;300 ; 375 ;475; 600 ;750 ;950; 1280 ;1500; 2000)
+ Kích thước phủ bì của máy dài x rộng x cao = 2530 x 1000 x 3320
8.3 Chọn dao
+ Mũi khoan ruột gà, đuôi côn kiểu 1 bảng 4.40 STCNCTM-1
+ Đướng kính : D=5 mm
+ Chiều dài L=250mm
+ Chiều dài phần làm việc của mũi khoan l= 170mm
+ Vật liệu : Thép gió P18
8.4 Chế độ cắt
* Chế độ cắt của khoan:
- Chiều sâu cắt : t = 2.5mm
- Tra bảng 5-89 tập 2 S0=0.17 mm/vòng
- Tra bảng 5-90 tập 2 Vb=40m/phút
- Hệ số điều chỉnh tốc độ cắt theo chu kỳ tuổi bền k1=1
- Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều sâu lỗ khoan k2=1
- Tốc độ tính toán Vt=Vb x k1 =40 x 1 x 1 = 40 m/phút.
- Kiểm nghiệm công suất cắt: tra bảng 5-92 tập 2 ta có công suất cắt cần thiết N0=1.3kw Nm η=4 x 0.8 =3,2 kw thỏa mãn.
9. Nguyên công IX : Nhiệt luyện
9.1 Mục đích và yêu cầu kỹ thuật
Nhiệt luyện là quá trình xử lý kim loại và hợp kim bằng nhiệt, thường bằng ba giai đoạn: Nung nóng, giữ nhiệt và làm nguội nhằm làm biến đổi tổ chức và tính chất của kim loại và hợp kim theo yêu cầu.
9.2 Cách thực hiện
Với thép trước cùng tích nhiệt độ tôi tính theo công thức:
to = Ac3 + (30÷50) = 800+30 = 830oC
Với thép có 0,45%C ta có Ac3 =830oC giai đoạn tổ chức thép o dạng Otennit + Ferit, sau khi nung nóng thép ở 950oC ta giữ nhiệt trong một thời gian nhất định (ủ hoàn toàn đối với thép trước cùng tích.
Yêu cầu của chi tiết độ cứng là 42÷45HRC ,thì ta tiến hành ram và nhiệt độ nung nóng để nung là 280 ÷ 300oC, khi đó dộ cứng sẽ đạt 42…45HRC thời gian giữ nhiệt ram và tôi thường lấy là 20÷25% thời gian nung.
10. Nguyên công 10 : Mài cổ trục
10.1 Chọn máy
Chọn máy 3B153
Gia công các lỗ đạt độ bóng cấp 8.
10.2 Chế độ cắt
Theo bảng (3-9)(CĐCGCCK) chọn vcT = 30 (m/p).
- Chọn chiều sâu cắt t = 0,01 (mm).
- Bước tiến dọc : Sd = 0,3B
Chọn B = 20 (mm).
11. Nguyên công 11 : Kiểm tra
Chi tiết được định vị bằng hai đầu tâm trục. Ta dùng đồng hồ so được trên làm máy.
Cho mũi của đồng hồ so chạm vào bề mặt của chi tiết rồi ta quay lăn cho mũi đồng hồ so di trượt trên bề mặt của chi tiết.
Chương 3
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỒ GÁ
1. Khái quát chung về đồ gá
Trong quá trình sản xuất ngành cơ khí chế tạo máy, việc thiết kế đồ gá chuyên 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 gá 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 của đồ gá, xác định sai số của đồ gá, quy định điều kiện kỹ thuật chế tạo, lắp ráp và nghiệm thu đồ gá.
+ Đảm bảo lắp ráp và điều chỉnh về gá trên máy thuận tiện.
+ Đảm bảo kết cấu đồ gá phù hợp với khả năng chế tạo và láp ráp thực tế của cơ sở sản xuất.
2. Thiết kế đồ gá
2.1 Đường lối thiết kế
- Xác định kích thước bàn máy.
- Xác định kích thước từ bàn máy tới trục chính.
- Xác định rãnh chữ T trên bàn máy.
- Tính toán xác định lực kẹp, kết cấu, dung sai đồ gá
2.2 Sơ đồ gá đặt chi tiết
- Khối V tỳ vào mặt đầu hạn chế 1 bậc tự do
- Hai khối V 4 bậc tự do
- Cơ cấu kẹp: sử dụng 2 cơ cấu kẹp vào mặt trụ
3. Tính lực kẹp khi gia công
Ta chọn f = 0,15.
Có a = 50 (mm); Mx = 4,54 (Kg.m)
Vậy ta có W = 1115,5(Kg)
Là 2 cơ cấu kép nên ta có: W = 557,75 Kg
4. Xác định sai số chế tạo đồ gá
Theo bảng 19 sách hướng dẫn thiết kế đồ án ta có (mm) vì chuẩn định vị trùng với gốc kích thước tra bảng 23 sách thiết kế đồ án ta có:
B = 0,3 (Dùng khối V)
N: là số lượng chi tiết sản xuất trong 1 năm : N = 6600 Chi tiết
Thay số vào ta có: ect = 0,046 (mm)
5. Yêu cầu kỹ thuật của đồ gá
- Độ không song song bề mặt khối V <0.046 mm
- Sai số kẹp không vượt quá 0,046 mm
- Độ mòn các khối v, chốt định vị ≤ 0,046mm.
6. Thuyết minh đồ gá
6.1 Mục đích
Nâng cao năng suất lao động, cải thiện quá trình làm việc của người thợ.
+ Công dụng:
- Đạt độ chính xác trong quá trình gia công lỗ đã cho.
- Dễ thao tác cho người thợ.
6.2 Cấu tạo đồ gá
Cấu tạo đồ gá được thể hiện trên bản vẽ kết cấu.
KẾT LUẬN
Sau một thời gian nghiên cứu ,tính toán và thiết kế đò án, được sư hướng dẫn tận tình của thầy giáo: Th.S………….. và các thầy giáo bộ môn cùng với sự nỗ lực của bản thân đến nay em đã hoàn thành bản đồ án tốt nghiệp.
Với đề tài “Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết Trục” em đã đưa ra một phương án chế tạo chi tiết theo em là tối ưu nhất nhằm đen lại hiệu quả kinh tế, giảm bớt sức lao động tối đa của người công nhân.
Trong quá trình thiết kế đồ án môn học, do thời gian có hạn và kiến thức thực tế của em có hạn nên em không tránh khỏi những thiếu sót. Vậy em mong nhận được sự chỉ bảo của các thầy cô giáo và những ý kiến đóng góp của các bạn đồng nghiệp để bản đồ án của em được hoàn thiện hơn.
Em xin trân thành cảm ơn!
Hà nội, ngày…tháng … năm 20…
Học sinh thực hiện
………………
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Sổ tay CNCTM tập I, II (PGS.TS Nguyễn Đắc Lộc - Nhà xuất bản KHGD)
2. Tập bảng CĐCGCCK (Đại học SPKTTPHCM)
3. Thiết kế đồ án CNCTM (PGS.TS Trần Văn Định-nhà xuất bản KHvà KT)
4. Sổ tay và Atlas đồ giá (PGS.TS Trần Văn Định - nhà xuất bản KHvà KT)
5. Đồ giá gia công cơ (PGS.TS Trần Văn Định - nhà xuất bản KH và KT).
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"