MỤC LỤC
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU
Chương 1
PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ XÁC ĐỊNH
DẠNG SẢN XUẤT
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
Chương 2
XÁC ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI VÀ XÂY DỰNG BẢN VẼ LỒNG PHÔI
2.1 Xác định phương pháp chế tạo phôi
2.2 Xây dựng bản vẽ lồng phôi
Chương 3
THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT
3.1 Nguyên công 1: Cắt phôi
3.2 Nguyên công 2: Khỏa mặt - khoan tâm
3.3 Nguyên công 3: Tiện Æ13+0.2 từ phôi Æ30
3.4 Nguyên công 4: Tiện 20, tiện côn 13,5°, tiện rãnh
3.5 Nguyên công 5: Phay lăn răng
3.6 Nguyên công 6: Nhiệt luyện
3.7 Nguyên công 7: Mài cổ trục
3.8 Nguyên công 8: Kiểm tra độ đồng tâm từ 0 đến 0.02mm
Chương 4
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỒ GÁ
4.1 Khái quát chung về đồ gá
4.2 Thiết kế 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 nghiệp 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 chi tiết Trục then hoa”. Với sự hướng dẫn tận tình của thầy: T.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 T.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
PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT
1.1 Phân tích chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết
Chi tiết “Trục then hoa” 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.
- Độ không song song các rãnh then so với với đường tâm trục <= 0,01/100mm chiều dài.
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
Thay vào công thức trên:
N =3000.1. (1+ (4+6)/100)=3300(Chi tiết)
Trọng lượng của chi tiết: Q = 0,45 (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 0.45<4 (kg) và sản lượng hàng năm của chi tiết là 3300 (chiếc) trên đây là dạng sản xuất hàng loạt vừa.
Chương 2
XÁC ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI VÀ XÂY DỰNG BẢN VẼ LỒNG PHÔI
2.1 Xác định phương pháp chế tạo 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 tìm kiếm phôi ta sử dụng phôi thanh dạng trụ
2.2 Xây dựng bản vẽ lồng phôi
+ Phôi tạo ra phải đảm bảo độ cong vênh trong phạm vi cho phép
+ Đảm bảo vị trí tương quan giữa các bề mặt không gia công
+ Đảm bảo phôi được làm sạch ba via, cạnh sắc..
Chương 3
THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG 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 thô - 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: Cắt phôi 97x30
- Nguyên công 2: Khỏa mặt đầu và khoan tâm
- Nguyên công 3: Tiện 13+0.2 Từ 30
- Nguyên công 4: Tiện 20, tiện côn 13,5°, cắt rãnh
- Nguyên công 5: Phay lăn răng
- Nguyên công 6: Nhiệt luyện thép C45
- Nguyên công 7: Mài cổ trục
- Nguyên công 8: Kiểm tra độ đồng tâm từ 0 đến 0.02mm
3.1 Nguyên công 1: Cắt phôi 97x30mm
- Định vị: Phôi được gá trên khối V dài hạn chế 4 bậc tự do, mặt đầu tì vào thành được hạn chế 1 bậc tự do
- Kẹp chặt: Cơ cấu dạng khối V ép chi tiết từ trên xuống dưới
- Chọn máy: Chọn máy cưa 8B72 gia công có công suất N = 1,5 (KW)
- Chọn dao: Lưỡi cưa dạng đai có bề dày B=2mm
- Chế độ cắt :
+ Chiều sâu cắt : 1,5 mm
+ Lượng chạy dao s= 0,3 (mm/ htk) Bảng 5.72 [2]
+ Tốc độ cắt : V=140 (m/ p hút) Bảng 5.74 [2]
+ Số vòng trục chính(vg/ph): 12,5; 16; 20; 31,5; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 315; 400; 475; 630; 800; 1000; 1250; 1600; 2000.
+ Công suất định mức: [N] = 1,5. 0,75 = 1,23 (KW)
=> Máy đảm bảo an toàn
3.2 Nguyên công 2: Khỏa mặt - khoan tâm
- Định vị: 2 khối V hạn chế 4 bậc tự do vào mặt trụ
- Kẹp chặt:Dùng đòn kẹp chuyên dụng
- Chọn máy gia công MP-71M có công suất N = 7,5 (KW)
- Chọn dao: Dao gia công là dao có gắn mảnh hợp kim.
Dao khoan :D = 5 (mm) làm bằng thép gió P18
- Tính chế độ cắt:
* Khi khỏa mặt:
+ Dựa lượng dư cho phôi số lượng dư t = 2 (mm).
+ Do lượng dư nhỏ nên cắt 1 lần là đạt kích thước. Để đảm bảo an toàn ta có thể chia thành nhiều lát cắt
+ Bước tiến: Chọn S = Smin = 2,6 (mm/vòng)
Do phôi có vỏ cứng (phôi thanh chưa qua gia công) S giảm 20%
+ Vận tốc cắt: Tra theo B3.17 [7] = Cv = 47, Xv = 0,08, Yo = 0,8, m = 0,2
Kmv = 1
Knv = 0,9
Kuv = 1
Kjv = 0,9, Kj1v=1, Kqv = 0,97
Kuv = 1,04
Vậy => Kv = 0,817
+ Tính lực cắt:
Lực tiếp tuyến: Pz = CPz . tXPz .vnz . SYPz . KPz (KG)
= 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
Kmp = 1
KjPy = 0,77, K Py = 1
+ Nghiệm công suất khi cắt gọt:
Công suất định mức: [N] = 7,8 . 0,75 = 5,85 (KW)
=> N < [N]. Vậy máy đảm bảo an toàn.
* Khi khoan tâm :
+ Chiều sâu cắt: t = 2,5 mm
+ Sức bền của mũi khoan có công thức:
Theo bảng 8 - 3 với mũi khoan có D = 5 lấy S2 = 0,14(mm/v). Chọn Smin = 0,14 (mm/v)
So với công suất của máy [N] = 7,5 KW
=> Đảm bảo an toàn khi làm việc
3.4 Nguyên công 4: Tiện20, tiện côn 13,5°, tiện rãnh
- Định vị: Phôi được gá chống tâm 2 đầu, mũi tâm tĩnh hạn chế 3 bậc tự do, mũi tâm động hạn chế 2 bậc tự do
- Kẹp chặt: Mũi tâm của ụ động
- Chọn máy: Chọn máy tiện 1A62 gia công có công suất N = 7,8 (KW)
- Chọn dao: Dao gia công là dao vai có gắn mảnh hợp kim cứng.
- Chế độ cắt:
* Khi tiện thô ngoài :
+ Chiều sâu cắt : t= = 7 mm
+ Cắt thành 4 lát : t1=t2=t3=2mm; t6= 1mm
+ Lượng chạy dao: s = 1 (mm/vòng) Bảng 5.60 [2]
+ Tốc độ cắt : V= 87 (m/phút) Bảng 5.64 [2]
+ Số vòng trục chính(vg/ph): 12,5; 16; 20; 31,5; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 315; 400; 500; 630; 800; 1000; 1250; 1600; 2000.
* Khi tiện tinh :
+ Chiều sâu cắt : 0,5 mm
+ Lượng chạy dao : s= 0,18 (mm/ vòng) Bảng 5.62 [4]
+ Tốc độ cắt : V=140 (m/ phút) Bảng 5.64 [4]
+ Số vòng trục chính (vg/ph): 12,5; 16; 20; 31,5; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 315; 400; 500; 630; 800; 1000; 1250; 1600; 2000.
* Khi tiện định hình (tiện côn) :
Do tiện côn trên máy vạn năng nên ta cần xoay bàn xe dao đi 1 góc 13.5°
+ Chiều sâu cắt : 0,5 mm
+ Lượng chạy dao s= 0,18 (mm/ vòng) Bảng 5.71 [4]
+ Tốc độ cắt : V=140 (m/ phút) Bảng 5.71 [4]
+ Số vòng quay trục chính:
Chọn theo máy : nm = 500 v/ph
+ Số vòng trục chính(vg/ph): 12,5; 16; 20; 31,5; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 315; 400; 500; 630; 800; 1000; 1250; 1600; 2000.
* Khi tiện rãnh :
+ Chiều sâu cắt : 1 mm
+ Lượng chạy dao s= 0,3 (mm/vòng) Bảng 5.72 [4]
+ Tốc độ cắt : V=140 (m/phút) Bảng 5.74 [4]
+ Số vòng trục chính (vg/ph): 12,5; 16; 20; 31,5; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 315; 400; 500; 630; 800; 1000; 1250; 1600; 2000.
3.5 Nguyên công 5: Phay lăn răng
- Định vị: Phôi được gá chống tâm 1 đầu, mũi tâm tĩnh hạn chế 2 bậc tự do, mâm cặp hạn chế 3 bậc tự do
- Kẹp chặt: Lực kẹp của mũi tâm và chấu của mâu cặp
- Chọn máy : Máy phay 5k324 có N = 11 KW
- Chọn dao: Dao phay lăn răng làm bằng thép gió P18 gắn mảnh HKC có m=1
- Chế độ cắt:
+ Theo bảng 6.152 [4] Sz = 0,09¸ 0,11 (mm/răng). Chọn S = Smin = 0,09 (mm)
+ Số vòng quay trong 1phút của dao:
Theo TMT chọn n = 600 (vòng/phút)
=> Số vòng quay của phôi nphôi = (vòng/phút)
Chọn theo tốc độ máy nphôi = 31.5 (vòng/phút)
=> Tốc độ cắt thực tế
vt t= 13,25 mm/pht
Tính lượng chạy dao phút và lượng chạy dao răng thực tế theo máy:
Sp = SM = Sz bảng .Z . n = 0,09 .8 . 753 = 542 (mm/phút)
Theo TMT chọn SM = 470 (mm/phút)
+ Công suất cắt gọt: => N < [N] = 11(KW) => Máy làm việc an toàn.
3.6 Nguyên công 6: Nhiệt luyện
- Mục đích và yêu cầu kỹ thuật (trích sách Vật Liệu Học):
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. Với chi tiết này vật liệu là thép 45 thuộc thép trước cùng tích yêu cầu nhiệt luyện đạt độ cứng là HRC 40 …45
- 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 ở dạng Otennit + Ferit. Sau khi tôi ta tiến hành Ram (ram là nhiệm vụ bắt buộc sau khi tôi). Ram cũng là quá trình nhiệt luyện gồm 3 giai đoạn. Nung nóng thép đã tôi đến một nhiệt độ nhất định (thấp hơn A1=727oC), giữ nhiệt một thời gian nhằm làm biến đổi cấu tạo bên trong của thép, làm giảm ứng suất của thép do quá trình tôi gây nên, tăng độ dẻo dai cho thép đến mức cần thiến. Đối với thép kết cấu loại tốt có 0,45%C ta tiến hành ram thấp. Ram thấp là quá trình nung nóng thép đã tôi đến nhiệt độ trong khoảng 150 đến 250oC. Chi tiết được làm nguôi trong không khí.
3.7 Nguyên công 7: Mài cổ trục
- Định vị: Phôi được gá chống tâm 2 đầu, mũi tâm tĩnh hạn chế 3 bậc tự do, mũi tâm động hạn chế 2 bậc tự do
- Kẹp chặt: Lực kẹp của mũi tâm
- Chọn máy : Máy mài 3B153 có N = 35 KW
- Chọn dao: Đá mài chuyên dùng Corundum
- Chế độ cắt:
+ Chọn S = 0,01(mm)
+ Số vòng quay trong 1phút của đá:
Theo TMT chọn n = 1200 (vòng/phút)
=> Tốc độ cắt thực tế
+ Công suất cắt gọt: N =6,96 KW.
=> N < [N] = 11(KW) => Máy làm việc an toàn.
3.8 Nguyên công 8: Kiểm tra độ đồng tâm từ 0 đến 0.02mm
Chi tiết được định vị bằng hai đầu tâm trục. Ta dùng đồng hồ so được trên làm máy.
Dung sai cho phép không vượt quá 0.02mm/100mm.
Chương 4
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỒ GÁ
4.1 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 về an toàn kỹ thuật đặc biệt là điều kiện, thao tác và thoát phôi khi sử dụng đồ gá.
+ Tận dụng các loại kết cấu đã được tiêu chuẩn hoá.
+ Đảm bảo lắp ráp và điều chỉnh về gá trên máy thuận tiện.
4.2 Thiết kế đồ gá
* 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.
* Sơ đồ gá đặt chi tiết :
- 2 Khối V định vị vào mặt trụ 4 bậc tự do
- Cơ cấu kẹp: Đòn kẹp
* Tính lực kẹp :
+ Ph= 960 KG : là lực chạy dao
+ K : là hệ số an toàn phục thuộc vào điều kiện gia công
K = K0.K1.K2.K3.K4.K5.K6
Ở đây:
K0 : hệ số an toàn cho tất cả các trường hợp, K0 = 1,5
K1 : hệ số tính đến trường hợp tăng lực cắt khi độ nhám thay đổi, khi gia công thô, K1 = 1,2
K2 : hệ số tăng lực cắt khi dao mòn, K2 = 1
K3 : hệ số tăng lực cắt khi gia công gián đoạn, K3 = 1,2
K4 : hệ số tính đến độ sai số của cơ cấu kẹp chặt, kẹp chặt bằng tay, K4 = 1,3
K6 : hệ số tính đến mômen làm quay chi tiết,; trường hợp định vị trên các phiến tỳ, K6 = 1,5
=> K = 1,5.1,2.1.1,3.1.1,5 = 3,5
Vậy ta có : Wkc = 1115,5 g.
Do sử dung hai mỏ kẹp nên: Wkc = 557,75 g
* Sai số đồ gá :
Khi thiết kế đồ gá cần đảm bảo các yêu cầu sau:
- Đảm bảo cho phương án kết cấu đồ gá hợp lý về mặt kỹ thuật và kinh tế, sử dụng các kết cấu tiêu chuẩn, đảm bảo điều kiện sử dụng tối ưu nhằm đạt được chất lượng nguyên công một cách kinh tế nhất trên cơ sở kết cấu và các tính năng của máy công cụ sẽ lắp trên đồ gá.
- Đảm bảo yêu cầu an toàn về kỹ thuật, đặc biệt là điều kiện thao tác và thoát phoi khi sử dụng đồ gá.
* Tính sai số chuẩn ( ec ) :
Do chuẩn định vị trùng với gốc kích thước nên
* Tính sai số kẹp chặt ( ekc ) :
Do lực kẹp gấy ra:
Từ bảng 4.19, hướng dẫn thiết kế đồ án CNCTM-T43
Ta có: ekc = 0,012mm
* Tính sai số mòn ( em) :
Thay số ta được : em = 0,0163mm
* Tính sai số gá đặt (egđ):
Thay số ta được :egđ = 0,1
* Sai số chế tạo cho phép của đồ gá (ect):
Tha số ta được sai số chế tạo đồ gá là: ect = 0,0253 mm. Vậy đồ gá đảm bảo yêu cầu.
KẾT LUẬN
Sau một thời gian nghiên cứu ,tính toán và thiết kế đò án, được sư hướng dẫn tận tình của thầy giáo : TS……………. và các thầy giáo bộ môn cùng với sự nỗ lực của bản thân đến nay em đã hoàn thành bản đồ án công nghệ
Với đề tài gia công chi tiết dạng 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….
Sinh viên thực hiện
…………....
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Trần Văn Địch
Đồ gá
Nhà xuất bản Khoa học và Kĩ thuật, Hà nội, 2006
2. Khoa cơ khí
Hướng dẫn thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy
Trường Đại học Công nghiệp Hà nội, 2015
3. Hoàng Tùng
Chế tạo phôi
Nhà xuất bản Khoa học và Kĩ thuật, Hà nội, 2006
4. Nguyễn Đắc Lộc, Lê Văn Tiến, Ninh Đức Tốn, Trần Xuân Việt
Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1, 2, 3
Nhà xuất bản Khoa học và Kĩ thuật, Hà Nội, 2003
5. Nguyễn Trọng Bình, Nguyễn Thế Đạt, Trần Văn Địch, Nguyễn Đắc Lộc, Lê Văn Tiến, Nguyễn Viết Tiếp,Trần Xuân Việt
Cơ sở công nghệ chế tạo máy
Nhà xuất bản Khoa học và Kĩ thuật, Hà nội, 2008
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"