MỤC LỤC

Lời nói đầu

Mục lục

Phiếu nhiệm vụ

Ý kiến của Giáo viên hướng dẫn

Phần 1:  Xác định dạng sản xuất

I. Phân tích chi tiết gia công

II. Xác định dạng sản xuất

Phần 2: Vật liệu và phương pháp chế tạo phôi

I. Vật liệu

II. Phương pháp chế tạo phôi

Phần 3:  Qui trình công nghệ

I. Các qui trình công nghệ

II. Phân tích qui trình công nghệ - chọn qui trình

Phần 4: Thiết kế nguyên công

Nguyên công 1:Phay mặt phẳng (bề mặt 1,6)

Nguyên công 2: Phay mặt phẳng (bề mặt 3,8)

Nguyên công 4: Khoan, khoét, doa lỗ 2, vát mép 4

Nguyên công 5: Vát mép 5,10

Nguyên công 6: chuốt rãnh 11

Phần 5: Tính toán lượng dư cho nguyên công 3

Phần 6: Tính toán chế độ cắt cho nguyên công 3

Phần 7: Tính toán và thiết kế đồ gá

Kết luận

Tài liệu tham khảo

LỜI NÓI ĐẦU

   Qui trình công nghệ chế tạo chi tiết dạng càng cần đạt yêu cầu về các mặt đầu, độ song song của các lỗ với nhau. Từ các yêu cầu trên, ta phải thiết kế một qui trình công nghệ hợp lý từ khâu tạo phôi đến khâu tạo thành chi tiết hoàn chỉnh.

   Trên cơ sở đó ta phải thiết kế đồ gá, tính chế độ cắt và xác định thời gian gia công cơ bản cho từng nguyên công một cách hợp lý để đạt hiệu quả kinh tế, kỹ thuật cao nhất. Những  yêu cầu trên được thể hiện trong : ĐỒ ÁN THIẾT KẾ QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ  GIA CÔNG CHI TIẾT TAY BIÊN.

    Các số liệu, thông số do tra bảng hoặc tính toán đều dựa vào các tài liệu  và kinh nghiệm của thầy hướng dẫn .Một sản phẩm có thể có nhiều phương án công nghệ khác nhau việc thiết kế quy trình công nghệ còn so sánh và chọn lọc ra được một phương án công nghệ hợp lý nhất đảm bảo yêu cầu về chất lượng, giá thành rẻ, thời gian, đáp ứng nhu cầu xã hội.

    Tuy nhiên, do còn yếu kém về kinh nghiệm thực tế nên không thể tránh khỏi những sai sót trong quá trình tính toán cũng như chọn các số liệu. Em rất mong thầy cô góp ý, bổ sung để kiến thức của em được vững vàng hơn.

   Em xin chân thành cảm ơn!

TPHCM, Ngày … tháng … năm 20…

Sinh viên thực hiện

 …………….

Phần 1:   XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

I.  Phân tích chi tiết gia công:

1. Yêu cầu kỹ thuật:

-   Vị trí tương quan giữa các bề mặt:

+ Độ không song song giữa 2 lỗ F12 và F20 không quá 0.02

+ Độ không vuông góc giữa các mặt đầu không quá 0.03

2. Vật liệu chế tạo:

Tay biên là chi tiết dạng càng, chịu tải trung bình, làm việc trong môi trường rung động nên vật liệu chế tạo phải đáp ứng được độ cứng vững. Vật liệu thông thường dùng để chế tạo là thép cacbon, thép hợp kim, các loại gang xám. Ở đây với chi tiết nầy ta chọn vật liệu là gang xám GX 15 – 32, do việc chế tạo (đúc) và gia công cũng như giá thành đối với vật liệu gang xám thấp.

II. Xác định dạng sản xuất:

Trong chế tạo máy, người ta phân biệt thành 3 dạng sản xuất:

- Sản xuất đơn chiếc

- Sản xuất hàng loạt (lớn, vừa, nhỏ)

-  Sản xuất hàng khối

Kết luận: Từ những kết quả có được qua tính toán, kết hợp với việc tra bảng xác định dạng sản xuất, ta kết luận chi tiết được sản xuất ở dạng sản xuất hàng loạt lớn.

Phần 2:  VẬT LIỆU PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI

1. Vật liệu:

Với chi tiết tay biên, ta chọn vật liệu chế tạo là gang xám GX 15-32, grafit dạng tấm thô. Với vật liệu gang xám GX 15-32 có thành phần hoá học.

2. Phương pháp chế tạo phôi:

   Do vật liệu chế tạo chi tiết là gang xám, cùng với việc chi tiết được sản xuất hàng loạt lớn nên chi tiết đựơc đúc cấp chính xác 2, cấp chính xác kích thước IT  15 – IT 16, thuộc nhóm phức tạp II.  Chi tiết đựơc đúc trong khuôn bằng kim loại ( khuôn gang ) và có lõi là kim loại, với mặt phân khuôn nằm ngang. Đúc dưới áp lực thấp.

4.  Các lưu ý khi đúc chi tiết:

Do gang xám dễ đúc do chảy loãng tốt, ít co ngót nên được dùng rộng rãi để đúc các chi tiết, nhưng trong quá trình đúc cần lưu ý một số việc sau:

-  Do gang dễ biến trắng nên khi dùng vật làm nguội cần phải thận trọng

-  Khi đúc, thông thường, nên rót kim loại vào chỗ mỏng nhằm làm đồng đều nhiệt độ, tránh nút nhiệt ở vật đúc.

Phần 3:  QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ

I. Các qui trình công nghệ:

Ta có hình vẽ chi tiết lồng phôi và các bề mặt cần gia công.

- Phương án 1.

- Phương án 2.

II.  Phân tích các quy trình công nghệ – chọn quy trình:

Qua các quy trình đã được nêu ra, ta nhận thấy rằng ở từng quy trình đều có những ưu và nhược điểm. Riêng với quy trình công nghệ 1, ta thấy rằng đây là qui trình gia công hợp lý hơn so với các quy trình kia, với các ưu điểm sau:

-  Trình tự gia công hợp lý

-  Các sai số trong quá trình gia công ít xuất hiện do các chuẩn được chọn trong từng nguyên công đều theo các nguyên tắc chọn chuẩn

-  Về mặt tính toán và thiết kế đồ gá tương đối dễ hơn so với các quy trình công nghệ còn lại.

Phần 4:  THIẾT KẾ NGUYÊN CÔNG

I.Nguyên công 1:  Phay mặt phẳng (bề mặt 1 - 6)

1. Sơ đồ gá đặt:  như hình vẽ

2. Định vị:  hạn chế 5 bậc tự do

3. Chọn máy:  máy phay  6H82                                                                     

4. Dụng cụ cắt:   Dao phay hình trụ răng nhỏ thép gió 

D = 100 ; B = 49 ; Z = 10) (sổ tay dụng cụ cắt gọt)      

5. Lượng dư gia công:  3.5 (mm)

6. Chế độ cắt:

7. Phay mặt phẳng :

- Chiều sâu cắt: t = 3,5 (mm)

- Lượng chạy dao răng: S_Z = 0,2 (mm/răng)           

(bảng 5-131 trang 119 – ST2)

- Lượng chạy dao vòng : S = S_Z  x  Z = 0,2 x 10 = 2 (mm/vòng)

- Tốc độ cắt: v = 39.5 (m/ph) (bảng 5-132 trang 120 – ST2)

8. Thời gian thực hiện nguyên công:

Do cắt một lần với lượng dư gia công là 3.5 mm, nên thời gian thực hiện nguyên công là :                                    

                                        T_TC = T₀ + T_P + T_PV + T_TN

Vậy: Thời gian thực hiện bước 1 là:

T_B1 = T₀₁ + 10%T₀₁ + 8%T₀₁ + 3%T₀₁ +5%T₀₁ = 0,25 (phút)

IV. Nguyên công 4:  Khoan, khoét, doa lỗ F 12, vát mép 4 

1. Sơ đồ gá đặt:  như hình vẽ

2. Định vị:  hạn chế 5 bậc tự do

3. Chọn máy:   máy khoan 2A135

4. Bước 1 : Khoan lỗ F 10

a. Dụng cụ cắt:  mũi khoan thép gió F 10

 (d = 10 ; l = 50 ; L = 80 ) ( TCLX 10702 – 77)

b. Lượng dư gia công: 5 ( mm )

c. Chế độ cắt :

- Chiều sâu cắt: t = 5 (mm)

- Lượng chạy dao : S = 0,47 (mm/vòng)

(bảng 5-89 trang 86 – ST2)

- Tốc độ cắt: v = 28 (m/v)   (bảng 5-90  trang 86 – ST2)

d. Thời gian thực hiện bứơc 1:

Thời gian thực hiện bước 1 là:

T_B1 = T₀₁ + 10%T₀₁ + 8%T₀₁ + 3%T₀₁ +5%T₀₁ = 0,14 (phút)

8. Bước 5 : Doa tinh lỗ F 12

a. Dụng cụ cắt : Mũi doa D = 12 (mm)

(g = 0⁰ ; a = 10⁰ ; a₁ = 25; j = 5⁰ ; w = 10 ; f = 1 ; l = 0 ; c = 1) (Sổ tay dụng cụ cắt gọt).

V. Nguyên công 5 : Vát mép lỗ  

1. Sơ đồ gá đặt:  như hình vẽ

2. Định vị:  5 bậc tự do

3. Chọn máy:   máy khoan 2A592

4. Dụng cụ cắt :  Dao doa D = 20 ( j = 45⁰ ; L₁ = 1) (TCLX 1672 – 71)

5. Chế độ cắt :

-  Chạy dao bằng tay .

VI. Nguyên công 6 : Chuốt rãnh then  

1. Sơ đồ gá đặt:  như hình vẽ

2. Định vị:

3.  Chọn máy: máy chuốt đứng 7A710  

- Công suất : 14 KW    (CĐC trang 224)

Phần 5 :  TÍNH TOÁN VÀ TRA LƯỢNG DƯ

  ở đây em được phân công tính cho nguyên công 3 khoét – doa – vát mép lỗ F 20

I . Xác định lượng dư bằng phương pháp phân tích :

  Phân tích tính chất làm việc cũng như yêu cầu từ đầu đề, ta nhận thấy rằng lỗ trục F300,05 có dung sai d = 0,1 , Ra = 0,63 , cấp nhẵn bóng 8, (Bảng 2-1, Trang 17, Cơ sởCNCTM Trường ĐHBKHN) nên để đạt đựơc độ nhám nầy ta cần phải gia công qua các bước: khoét thô, khoét tinh và doa tinh. (Bảng 2-4, Trang 142, Cơ sở CNCTM Trường ĐHBKHN)

Do đây là chi tiết dạng càng, vật liệu là gang xám GX 15 – 32, nên ta có các bước công nghệ đạt được độ nhám , cấp chính xác như sau:

- Phôi :         Rz₀  = 0, T₀  =  0,  d0 =  1.15            (Do lỗ ban đầu là lỗ đặc)   

Do chi tiết có vật liệu là gang xám nên sau bước thứ nhất có thể loại trừ được T_i, nên các bước gia công kế tiếp T_i  = 0:                               - Khoan        Rz₁ = 50 mm;  T₁=  0  (CCX 12)

- Khoét         Rz₂= 40mm;    T₂=  0   (CCX 11) 

- Doa            Rz₃= 10mm;    T₃=  0  (CCX10)      

-> Sai số kẹp chặt: e_k = 0 vì chuẩn kích thước vuông góc vớ chuẩn gia công.

-> Sai số đồ gá:  rất nhỏ nên bỏ qua , e_đg = 0   

=> Vậy : Sai số gá đặt:  e = 0 (mm)

Các kích thứơc trung gian của lỗ:

-  Kích thước trung gian của lỗ lớn nhất của chi tiết:

D_max3  = 20 + 0,021= 20.021 (mm)

- Kích thước trung gian của lỗ sau bước doa:

D_max2 =  D_max3 - 2Z_min3  = 20.021 – 0.136568 = 19.8844 (mm)

- Kích thước trung gian của lỗ sau bước khoét tinh :

D_max1 = D_max2 - 2Z_min2 = 19.8844 – 0.17071= 19.7137 (mm)

- Kích thước trung gian của lỗ sau bước khoét thô:

D_max0 = D_max1 - 2Z_min1= 19.81496 – D_max1   = 19.7037 - 19.7137 = 0 (mm)

Do gia công mặt trong nên làm tròn các kích thước trung gian trên theo hàng số có    nghĩa của dung sai nhưng giảm đi một đơn vị  (Trang 23, CNCTM- Hồ Viết Bình-Nguyễn Ngọc Đào)

D_max3  =  20.021 (mm); D_max2 = 19.883 (mm)

D_max1 = 19.712 (mm) ; D_max0 = 0 (mm)

- Ta có  giá trị dung sai từng bước công nghệ:

- Dung sai khoan: d₁ = 0,130(mm)     (CCX11)

- Dung sai khoét: d₂ = 0,084(mm)    (CCX10)      

- Dung sai doa: d₃ = 0,021 (mm)       (CCX8)

- Dung sai phôi ( phôi đúc CCX 1 ): d0 =  1.15(mm)  (B3-11, Tr182, ST1)

- Tính lượng dư lớn nhất và bé nhất của lỗ:

* Bước khoan:

2Z_min1 =  D_max1  - D_max0 = 19.712 – 0=  19.712(mm)

2Z_max1 = _­D_min1  - D_min0=  19.582 – 0 =  19.582 (mm)

* Bước khoét:

 2Z_min2 = D_max2  - D_max1  = 19.883– 19.712= 0.171(mm)

2Z_2max = _­D_min1  - D_min0 = 19.799 – 19.582 =  0,217 (mm)

* Bước doa:

2Z_min3 = D_max3  - D_max2  = 20.021 – 19.883 = 0.138(mm)

2Z_max3 = _­D_min1  - D_min0 = 20 – 19.799= 0,201(mm)

=> Vậy lượng dư tổng cộng lớn nhất và bé nhất:

Z_0max = 19.712 + 0.171  + 0.138 = 20.021  (mm)

Z_0min =  19.8582 + 0.217 + 0.201=  20 (mm)

* Thử lại kết quả :

2Z_0min – 2Z_0max = 20.021– 20 = 0.021(mm)  (1)

d_ct   -  d₀ = 0.021 – 0 = 0.021       (mm)   (2)   (Đúng)

Phần 6 : TÍNH CHẾ ĐỘ CẮT

I. Tính chế độ cắt bằng phương pháp phân tích :

Chọn trình tự các bước trong nguyên công

- Bước1: Khoan bằng mũi khoan thép gió P18

- Bước 2: Khoét tinh bằng mũi khoét gắn mũi hợp kim cứng BK8

- Bước 3: Doa tinh bằng mũi doa gắn mũi hợp kim cứng BK8

2. Định vị:  hạn chế 5 bậc tự do

3. Chọn máy:  máy khoan cần 2A55

a. Chọn dao:

- Dao khoét gắn mảnh hợp kim cứng BK8, chuôi côn. Với các thông số:

L = 355,  l = 210, g = 3⁰ , a = 8⁰ , a₁ = 20⁰ , j = 60⁰ , j₀ = 30⁰ , w=15⁰

(Bảng 4-47 trang 298, bảng 4-48 trang 301 – ST1)

- Dao doa răng gắn mảnh hợp kim cứng BK8, chuôi côn. Với các thông số:

D =19.7,  L = 180,  l = 210, g = 0⁰ , a = 10⁰ ,  j⁰ = 5⁰ ,  l = 0 ,

a⁰ =10⁰, a⁰₁ = 25⁰ , c = 1,  góc nghiêng 15⁰.

(bảng 4-49 trang 302, bảng 4-50 trang 304 – ST1)

Theo bảng thuyết minh máy, ta chọn:

- Khoét thô: n₁ = 294.8 (v/ph), theo máy ta chọn: n₁ = 300 (v/ph)

- Khoét tinh: n₂ = 1250.1  (v/ph), theo máy ta chọn: n₂ =1180 (v/ph)

- Doa: n₃ = 681.8 (v/ph), theo máy ta chọn: n₃ = 600 (v/ph)

Lực cắt - moment xoắn:

Do nguyên công nầy sử dụng phương pháp gia công là khoét và doa, theo thực nghiệm ta có lực dọc trục rất nhỏ, nên ta có thể bỏ qua.

* Moment xoắn được tính theo công thức:

Với Khoan:   Mx = C_M.D^ZM. S^YM.K_mM

Với Khoét:   Mx = 10.C_M.D^q.t^x.S^y.K_p

Moment xoắn:

+ Khoan :      Mx₁ = 0.021 x 19.5^2.0 x 0,79 ^0,8 x 1 = 6.61 (KGm) 

+ Khoét tinh :  Mx₂ = 10 x 0,196 x 19.799^0,85 x 0,1495 ^0,8 x 1.15^0,7 x 1.15 = 5.97  (Nm)

+ Moment xoắn khi doa: nhỏ nên bỏ qua

* Thử lại kết quả:

Theo thuyết minh máy, ta có: N_đc =  Nh = 4,5 x 0,8 = 3,6 (Kw)

-> N₁ =  2,0 (Kw)  < N_đc = 3,6(Kw)

Và: N₂ = 0,7 ( kW ) < N_đc = 3,6 (Kw)

Vậy: Điều này đảm bảo cho máy hoạt động tốt 

II. Bảng kết quả tổng hợp chế độ cắt:

Bảng chế độ cắt được thể hiện như bảng.

Phần 7: THIẾT KẾ ĐỒ GÁ CÔNG NGHỆ

I. Kết cấu đồ gá:

 Đây là nguyên công Khoan, Khoét , Doa nên đòi hỏi độ chính xác, độ cứng vững của đồ gá. Các yếu tố nầy phải đạt những yêu cầu trong tính toán mới đảm bảo được độ chính xác trong suốt quá trình gia công.

Đồ gá cho nguyên công nầy sử dụng cơ cấu kẹp chặt bằng bulong thanh kẹp. Chi tiết gia công được định vị 5 bậc tự do, bởi các chốt tỳ phụ (3) và phiến tỳ (4). Chi tiết gia công được kẹp chặt khi ta siết đai ốc có tay quay làm tác dụng lực vào khối V (6), chi tiết gia công sẽ được kẹp chặt vào thân đồ gá.

 Bạc dẫn hướng (2) có tác dụng dẫn hướng cho các mũi khoan, khoét, doa vào lỗ gia công.

I. Thành phần đồ gá:

1. Cơ cấu định vị:

- 1 chốt tỳ phụ.

- 1 phiến tỳ.

- Khối V

2. Cơ cấu kẹp chặt:  Cơ cấu kẹp chặt bulông 

II. Tính lực kẹp:

Ta có moment xoắn khi khoét là: Mx = 6,61 (KGm) = 6610 (KGmm) 

* Hệ số an toàn: K = K₀. K₁. K₂. K₃. K₄. K₅. K₆

Với:

- K₀: hệ số an toàn cho tất cả các trường hợp

- K₁: hệ số tính đến trường hợp tăng lực cắt khi gia công thô và tinh

- K₂: hệ số tăng lực cắt khi dao mòn

- K₃: hệ số tăng lực cắt khi gia công gián đoạn

- K₄: hệ số tính đến sai số của cơ cấu kẹp chặt

- K₅: hệ số tính đến mức độ thuận lợi của cớ cấu kẹp

- K₆: hệ số tính đến moment làm quay chi tiết

Ta có: K₀ = 1,5 ;  K₁ = 1,2 ;  K₂ = 1,5  ;K₃ = 1,2   ; K₄ = 1,3  ; K₅ = 1  ;  K₆ = 1

=> K = 1,5 x 1,2 x 1,5 x 1,2 x 1,3 x 1 x 1 = 4,2

Vậy: Lực kẹp chặt chi tiết là: W_ct = 378,6 (KG)

V. Yêu cầu kỹ thuật:

- Độ không song song của mặt định vị so với đáy đồ gá £  20 (mm)

- Độ không vuông góc giữa tâm bạc dẫn và đáy đồ gá £  20 (mm)

KẾT LUẬN

   “QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT TAY BIÊN” đã được thiết lập gồm có sáu  nguyên công cùng với trình tự các bước công nghệ ở từng nguyên công.      QTCN này có nhược điểm là không tận dụng các trang thiết bị hiện đại có dây chuyền tự động hóa. Tuy vậy bù lại, QTCN được thiết lập đơn giản, dễ dàng sử dụng, thời gian gia công nhỏ, bậc thợ không cao, đảm bảo được chỉ tiêu về kinh tế. Toàn bộ công việc thiết kế đồ án được thực hiện trong thời gian khá ngắn, lại thiếu kinh nghiệm, tài liệu tra cứu. Do đó, đồ án hẳn còn nhiều sai sót. Rất mong thầy cô cho em ý kiến bổ sung để nâng cao kiến thức và để quy trình công nghệ được hoàn thiện hơn, góp phần nâng cao chất lượng sản phẩm, tăng năng suất, hạ giá thành sản phẩm gia công và đáp ứng nhu cầu sử dụng tốt hơn.

   Trong quá trình thực hiện, đồ án này của em được hoàn thành với sự hướng dẫn của thầy : PGS.TS ………………... Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của thầy để em hoàn thành đồ án này.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. PGS-TS Nguyễn Đắc Lộc – PGS-TS Lê Văn Tiến

SỔ TAY CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY, tập 1, NXB KH&KT - 1999

SỔ TAY CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY, tập 2, NXB KH&KT - 2000

CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY, tập 1 - 2 , NXB KH&KT - 1998

2. Hồ Viết Bình - Nguyễn Ngọc Đào

Giáo trình CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY, Trường ĐHSPKT - 2004

3. Nguyễn Ngọc Đào -Trần Thế San - Hồ Viết Bình

CHẾ ĐỘ CẮT GIA CÔNG CƠ KHÍ - NXB ĐÀ NẴNG - 2002

4. Ya.L.Gurevits - M.V.Gorokhov - Hồng Nguyên dịch theo bản tiếng Nga

TRA CỨU CHẾ ĐỘ CẮT VẬT LIỆU KHÓ GIA CÔNG, NXB KH&KT -1981

5. Nguyễn Xuân Bông – Phạm Quang Lộc

THIẾT KẾ ĐÚC, NXB KH&KT - 1978

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"