LỜI NÓI ĐẦU

    Sang thế kỷ XX ngành cơ khí thế giới ngày một mạnh hơn và đạt được nhiều những thành tựu lớn, góp phần không nhỏ vào sự phát triển văn minh của loài người. Và hiện nay sang những năm đầu của thế kỷ XXI thì vai trò và vị thế của ngành cơ khí thế giới càng có những vị thế quan trọng hơn, đòi hỏi những bước tiến cao hơn để đáp ứng được những nhu cầu, cũng như mục đích của con người trong những giai đoạn phát triển tiếp theo của thời đại.

    Nằm trong vòng xoáy đó của thế giới thì ngành cơ khí Việt Nam nói riêng cũng không tách khỏi xu thế phát triển mạnh mẽ đó của thời đại, mà mục tiêu cụ thể trước mắt là “Công nghiệp hoá - hiện đại hoá” và hoà nhập với nền công nghiệp thế giới.

    Là một sinh viên ngành cơ khí ở giai đoạn cuối của khoá học, đặc biệt là sau khi đi thực tập và làm đồ án tốt nghiệp chuyên ngành công nghệ. Đây là một chuyên ngành giúp em có một cái nhìn tổng qoát nhất về toàn bộ những kiến thức đã học như những kiến thức về máy, dao, chi tiết, nguyên lý, đồ gá, công nghệ .v.v..

    Với đề tài được nhận là: "Lập quy trình công nghệ gia công hộp truyền lực máy cán thép" đây là đề tài rất mới mẻ đối với em. Sau hơn hai tháng làm việc nghiêm túc, khẩn trương cùng với sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo: ……………..cùng các thầy giáo trong bộ môn Công nghệ Chế tạo máy và các bộ môn khác, đến nay đồ án của em đã được hoàn thành. Nhưng với kinh nghiệm và kiến thức thực tế còn nhiều hạn chế nên đồ án của em chắc chắn không thể tránh khỏi sai sót. Nên em rất mong được sự giúp đỡ, chỉ bảo và góp ý của các thầy cô để đề tài của em được hoàn thiện hơn.

     Em xin chân thành cản ơn sự  tận tình hướng dẫn, chỉ bảo, đóng góp ý kiến của thầy:……………và các thầy cô.

                                                                ….,ngày ….. tháng … năm 20….

                                                                    Sinh viên thực hiện

                                                     ………………

PHẦN I

PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG

1. Đặc điểm, công dụng, phân loại.

Hộp truyền lực là chi tiết thuộc dạng hộp, bao gồm một khối rỗng có nhiều thành vách, gân gờ, nó là chi tiết cơ sở để lắp các bộ truyền khác bên trong như: Trục, bánh răng, ổ để tạo nên các loại hộp với công dụng khác nhau.

Hộp bao gồm nhiều thành vách, gân gờ có độ dày mỏng khác nhau trên đó có nhiều phần lồi, lõm rất phức tạp. Yêu cầu gia công đặc trưng của chi tiết dạng hộp là phải gia công chính xác các hệ lỗ chính (thường để lắp ghép ổ lăn) thể hiện trên bản vẽ là lỗ F240, hoặc phải đảm bảo độ động tâm lỗ côn để làm chuẩn lắp ghép khi lắp ghép giữa đế hộp và thân hộp. Ngoài ra trên hộp còn phải gia công chính xác các mặt phẳng dài và rộng để lắp ghép đế và thân (đòi hỏi độ song song và độ phẳng cao). Trên hộp còn phải gia công các lỗ ren để bắt bulông hoặc bắt vít, gia công các lỗ, rãnh dẫn dầu, các mặt bích, mặt đầu...

Về công dụng: Hộp truyền lực là chi tiết quan trọng không thể thiếu được trong các nhà máy cán, nó được bố trí để tạo ra các bộ truyền có tỉ số truyền bằng 1 và truyền lực từ hộp động cơ sang các giá cán, vì vậy hộp truyền lực làm việc trong điều kiện tải trọng nặng và tải trọng biến thiên liên tục, hơn nữa môi trường làm việc có rung động nặng và nhiệt độ cao.

c. Với các lỗ phụ:

Lỗ F18 khoả mặt F42 làm nhiệm vụ chủ yếu là để xỏ bulông kẹp chặt khi lắp ghép giữa đế và thân hộp vì vậy có yêu cầu độ chính xác không cao, yêu cầu kỹ thuật chủ yếu là phải đảm bảo độ vuông góc giữa đường tâm lỗ và măt phẳng lắp ghép nên ta chọn phương pháp khoan trên máy khoan cần. Để tránh hiện tượng thân bulông bị biến dạng khi xiết ta tiến hành khoét khoả mặt đồng thời trong khi khoan.

Với 4 lỗ ren M36´2 để bắt vít ghép ta tiến hành khoan và tarô đồng thời trên 1 lần gá trên máy khoan cần.

3. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu.

Tính công nghệ trong kết cấu có ảnh hưởng lớn đến khối lượng lao động để chế tạo và lượng tiêu hao vật liệu... do đó nó ảnh hưởng trực tiếp đến  chất lượng gia công và giá thành sản phẩm vì vậy khi thiết kế cần hết sức chú ý đến tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết. Đối với chi tiết dạng hộp cần chú ý đến các vấn đề như:

- Hộp phải đảm bảo đủ độ cứng vững để không bị biến dạng qua nhiều lần gia công và có thể nâng cao được chế độ cắt, qua đó sẽ nâng cao được năng suất gia công, nâng cao được chất lượng gia công và hạ giá thành sản phẩm.

 * Kết luận:

 Qua phân tích đặc điểm kết cấu, đặc điểm chức năng, điều kiện làm việc, yêu cầu kỹ thuật và tính công nghệ trong của chi tiết ta thấy tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết khá hợp lý, hoàn toàn có thể sử dụng các máy công cụ thông thường để gia công và kết cấu của chi tiết không cần phải sửa đổi gì thêm.

PHẦN II

XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

1. Ý nghĩa của việc xác định dạng sản xuất.

          Dạng sản xuất là một khái niệm kinh tế - kỹ thuật đặc trưng có tính tổng hợp giúp cho việc xác định hợp lý đường lối, biện pháp công nghệ và tổ chức sản xuất để chế tạo ra sản phẩm đạt chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật.

          Để xác định dạng sản xuất ta căn cứ vào sản lượng hàng năm và khối lượng của chi tiết gia công.

2. Xác định dạng sản xuất.

a. Xác định sản lượng cơ khí:

Vậy thay số vào (2) ta có: V = V₁ + V₂ + V₃ + V₄ = 44605665,52 (mm³) = 44,6 (dm³).

G = V.g = 44,6.7,8 = 347,88 (kg).

  Từ sản lượng chi tiết N = 7700 (CT/ năm) và khối lượng chi tiết G = 347,88 (kg); Tra bảng 2.6[V](31) ta có: Dạng sản xuất là hàng khối.

+ Đặc điểm của dạng sản xuất hàng khối:

- Tại mỗi vị trí làm việc (chô làm việc) được thực hiện cố đinh một nguyên công nào đó.

- Các máy được bố trí theo qui trinh công nghệ rất chặt chẽ.

- Quy trình công nghệ lập hết sức tỷ mỷ.

Với đặc điểm khả năng kỹ thuật và khả năng sản xuất của Việt Nam ta chọn phương án gia công theo phương án tập chung nguyên công, sử dụng đồ gá chuyên dùng.

PHẦN III

CHỌN PHÔI VÀ PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI

1. Cơ sở của việc lựa chọn phôi.

   Để đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật của chi tiết gia công, thoả mãn chỉ tiêu kinh tế ta cần phải xác định được loại phôi thích hợp. Để đạt được yêu cầu đó ta căn cứ vào các yếu tố sau:

+ Đặc điểm kết cấu của chi tiết.

+ Yêu cầu kỹ thuật.

+ Vật liệu của chi tiết.

+ Dạng sản xuất.

Để đạt được phôi cho chi tiết ta có thể sử dụng các phương pháp chế tạo phôi sau:

+ Phôi đúc: Việc chế tạo bằng phương pháp đúc được sử dụng rất rộng rãi vì phôi đúc có hình dạng, kết cấu phức tạp và có thể đạt được kích thươc từ nhỏ đến lớn mà các phương pháp khác khó có thể đạt được, song phương pháp đúc có nhược điểm là thời gian chuẩn bị sản xuất kéo dài.

+ Phôi hàn: Cũng có thể chế tạo được các phôi có hình dạng kích thước phức tạp song nhược điểm là thời gian chuẩn bị sản xuất kéo dài, ứng suất dư lớn và khó khử hết nên dễ làm biến dạng, cong vênh chi tiết và chỉ tạo được phôi với một số loại vật liệu nhất định, hơn nữa không tạo điều kiện để cơ khí hoá và tự động hoá.

+ Phôi dập: Tạo được cơ tính của phôi tốt, chất lượng bề mặt của phôi cao song chỉ dập được các phôi có kích thước trung bình hoặc nhỏ.

Căn cứ vào vật liệu của chi tiết là thép đúc 55ở, đặc điểm kết cấu của chi tiết (kích thước lớn và có kết cấu khá phức tạp), căn cứ vào dạng sản xuất đã xác định ta thấy chọn dạng phôi đúc là thích hợp nhất, có các phương pháp đúc sau:

a. Đúc trong khuôn cát, làm khuôn bằng tay, mẫu gỗ:

+ Ưu điểm:

- Giá thành rẻ

- Có thể đúc được các chi tiết có hình dạng từ đơn giản đến phức tạp, kích thước từ nhỏ đến lớn.

+ Nhược điểm:

- Lượng dư phôi đúc lớn.

- Độ chính xác của phôi phụ thuộc nhiều vào tay nghề công nhân.

- Thời gian kéo dài.

+ Phạm vi ứng dụng:

 - Phù hợp với dạng sản xuất đơn chiếc, loạt nhỏ.

b. Đúc trong khuôn cát, làm khuôn bằng máy, mẫu kim loại:

+Ưu điểm:

- Độ chính xác của phôi cao do đó lượng dư nhỏ.

- Có thể chế tạo được các loại phôi có hình dáng, kích thước đa dạng, phong phú.

- Năng suất cao do đã được cơ khí hoá (Làm khuôn bằng máy).

- Giá thành không quá cao do vật liệu làm khuôn sẵn có và rẻ.

PHẦN IV

THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG

A. PHÂN TÍCH CHỌN CHUẨN ĐỊNH VỊ

I. NHỮNG YÊU CẦU VÀ LỜI KHUYÊN CHUNG KHI CHỌN CHUẨN

1. Yêu cầu.

Chọn chuẩn là một việc làm có ý nghĩa rất lớn trong việc thiết kế Quy trình công nghệ. Chọn chuẩn hợp lý sẽ đảm bảo được 2 yêu cầu:

- Đảm bảo được chất lượng sản phẩm ổn định trong suốt quá trình gia công.

- Nâng cao được năng suất và hạ giá thành sản phẩm.

II. CHUẨN TINH

1. Yêu cầu.

 - Đảm bảo độ chính xác về vị trí tương quan giữa các bề mặt gia công với nhau.

 - Đảm bảo phân bố đủ lượng dư cho các bề mặt sẽ gia công.

2. Lời khuyên.

- Cố gắng chọn chuẩn tinh là chuẩn tinh chính.

- Cố gắng chọn chuẩn sao cho tính trùng chuẩn càng lớn càng tốt.

- Cố gắng chọn chuẩn tinh là chuẩn tinh thống nhất cho nhiều lần gá đặt.

3. Các phương án chuẩn tinh.

a. Phương án 1:

Chọn chuẩn là hệ 1 mặt phẳng và 2 lỗ chuẩn tinh phụ vuông góc với bề mặt chuẩn ấy, khi đó mặt phẳng khống chế 3 bậc tự do, một mặt lỗ khống chế 2 bậc tư do, mặt lỗ còn lại khống chế 1 bậc tự do :

 Kết luận chung:

Qua những phân tích trên, dựa trên những nguyên tắc chung khi chọn chuẩn thô, dựa vào phương án chọn chuẩn tinh đã lựa chọn, cộng với các yêu cầu kỹ thuật của chi tiết gia công ta quyết định chọn các bề mặt Z1X2Y2 làm chuẩn thô hoặc mặt Z4X2Y2 làm chuẩn thô nhưng phương án Z4X2Y2 không phải là hệ 3 mặt vuông góc, sơ đồ chuẩn thô như hình vẽ.

B. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ.

I. TRÌNH TỰ GIA CÔNG.

Để gia công hộp đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật đã cho, tránh tình trạng có phế phẩm ta tiến hành gia công theo trình tự sau:

1) Gia công tạo chuẩn tinh

2) Gia công các bề mặt khó gia công và yêu cầu độ chính xác cao.

- Gia công các bề mặt lắp ghép.

- Gia công các bề măt lỗ chính.

- Gia công các bề mặt bích đầu.

3) Kiểm tra trung gian.

4) Gia công các bề mặt phụ.

5) Tổng kiểm tra.

II. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

PHẦN V

TÍNH VÀ TRA LƯỢNG DƯ

I. Ý NGHĨA CỦA VIỆC XÁC ĐỊNH LƯỢNG DƯ

Lượng dư gia công được xác định hợp lí về trị số và dung sai sẽ góp phần đảm bảo hiệu quả kinh tế của quy trình công nghệ vì:

b. Xác định r_a(Sai lệch không gian):

Ta thấy r_a giảm dần theo quy luật in dập với hệ số in dập  K_id vậy sai lệch không gian khi phay tinh là: r_a1 = K_id.r_a , sau khi gia thô thường lấy K_ìd = 0,06 Þr_a1 = K_id.r_a = 0,06.755 = 45 (mm).

c. Xác định sai số gá đặt e_b:

Sau khi phay thô ta có :

e_b1 = 0.05e_b = 0,05 .190 = 10(mm).

          Thay các giá trị vào công thức (2) ta được:

Z_bmin1 = R_Za1 + T_a1 + r_a1 + e_b1 = 100 + 100 + 45 + 10 = 255 (mm).

+ Kiểm tra kết quả tính toán:

          - Lượng dư tổng cộng:

                   Z_0max - Z_0min = 2980- 1800 = 1180 (mm)

                   d_ph - d_ct = 1300 - 120 = 1180 (mm)

- Lượng dư trung gian cho phay tinh:

Z_bmax - Z_bmin = 460- 260 = 200 (mm)

                   d_ph - d_ct = 320 - 120 = 200 (mm)

III. TRA LƯỢNG DƯ CHO BỀ MẶT CÒN LẠI VÀ PHÂN PHỐI LỰƠNG DƯ CHO CÁC NGUYÊN CÔNG.

          Với cấp chính xác vật đúc đã chọn là II, dựa vào kích thước lớn nhất của vật đúc trong khuôn là 955 (mm) và dựa vào vị trí của các bề mặt trong khuôn đúc khi rót kim loại, ta có:

+ Lượng dư lỗ ren M16x1,25:

          Lượng dư khoan: 14,7(mm)

          Lượng tarô: 1,3(mm)

+ Lượng dư lỗ f 18:

          Lượng dư khoan: 18(mm)

+ Lượng khoả mặt f 40:

          Lượng phay: 40(mm)

PHẦN VI

TÍNH VÀ TRA CHẾ ĐỘ CẮT

I. TÍNH CHẾ ĐỘ CẮT CHO NGUYÊN CÔNG PHAY TINH MẶT D.

1. Chọn máy.

          Tra bảng 9-41[III](81) ta chọn máy phay giường 6642 kiểu máy của Nga có các thông số kỹ thuật sau:

- Khoảng cách D giữa các tâm của trục chính thẳng đứng: 450  ¸ 1000(mm)

- Khoảng cách E mép dưới xà ngang tới bề mặt làm việc bàn máy:235 ¸ 1035 (mm).

- Khoảng cách H từ đường tâm trục chính thẳng đứng tới tâm bàn máy: 220 ¸ 875 (m)

- Khoảng cách M từ đường tâm trục chính thẳng đứng tới trụ: 500 (mm)

- Phạm vi bước tiến của ụ trục chính:

+ Thẳng đứng: 9,5 ¸ 475

               + Nằm ngang: 9,5 ¸ 475

- Góc quay lớn nhất của ụ trụ chính: ±30⁰

- Công suất động cơ chính: 14 (KW)

- Công suất động cơ bàn máy: 4,5 (KW)

- Công suất động cơ dịch chuyển nhanh bàn: 4,5 (KW)

- Công suất động dịch chuyển xà: 14 (KW)

- Khối lượng máy: 30000 (kg)

- Kích thước phủ bì máy:

               + Dài:7650 (mm)

               + Rộng: 4650 (mm)

               + Cao: 3600 (mm)

3. Tính toán chế độ cắt.

a. Chiều sâu phay t và chiều rộng phay B:

          - Chiều sâu phay: t = 1 (mm)

          - Chiều rộng phay: B= 167,5 (mm)

b. Lượng chạy dao:

Theo bảng 5-37 [II] (31) ta có: S_v = 0,4 ¸ 0,5 (mm/vg) , chọn S_v = 0,5 (mm/vg)

Þ Lượng chạy dao vòng là: Sz = Sv/Z = 0,5/12 = 0,042 (mm/răng).

+) Xác định số vòng quay n tính toán:

n₁ ≤ n_máy = 630 (v/ph)

+) Lượng chạy dao phút tính toán:

Spht = Sv.n = 0,5.630 = 317,52 (mm/ph).

Theo cấp bước tiến của bàn máy ta chọn Sph =315 (mm/ph)

d. Tính lực cắt Pz: 

 x, y, u, q, w, Cp - Các hệ số khác được tra trong bảng 5.41 ta có:

x= 1; y = 0,75; u = 1,3; q = 1,1; W = 0,2;  Cp = 825.

Thay vào (2) ta có:

Pz = 723,25 (N).

II. TRA CHẾ ĐỘ CẮT CHO NGUYÊN CÔNG PHAY THÔ MẶT F.

1. Chọn máy.

Tra bảng 9- 41 [III] (81) ta chọn máy phay giường 6642 có các thông số kỹ thuật đã được trình bày ở trên.

4. Đối với doa:

a. Lượng chạy dao S:

Tra bảng 5-112[II] (104) và chọn theo máy

b. Vận tốc cắt V:

Vb tra bảng 5-113[II](105) được nhân với hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền của dao K = 1

5. Đối với tarô: Vận tốc cắt khi tarô được tra trong bảng 5-188[II](174).

PHẦN VII

TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ ĐỒ GÁ

I. Ý NGHĨA VÀ YÊU CẦU ĐỐI VỚI ĐỒ GÁ

1. Ý nghĩa.

- Nâng cao được năng suất và độ chính xác gia công.

- Mở rộng được khả năng công nghệ của máy móc và thiết bị.

- Tạo được điều kiện cải thiện khả năng gia công, qua đó có thể gia công được các nguyên công khó mà không có đồ gá chúng ta không thể thực hiện được.

2. Yêu cầu đối với đồ gá.

- Kết cấu của đồ gá phải phù hợp với công dụng.

- Phải đảm bảo được độ chính xác gia công như yêu cầu gia công đã đặt ra.

- Kết cấu sao cho việc tháo lắp chi tiết gia công phải nhanh chóng, dễ dàng. Việc sử dụng, thao tác phải thuận tiện và an toàn cao.

II.THIẾT KẾ ĐỒ GÁ CHO  NGUYÊN CÔNG VI (Khoan + tarô 4 lỗ M36´2; khoan + tarô 8lô M16)

1. Kết cấu của đồ gá.

 - Đồ gá được sử dụng trên máy khoan cần 2H55. Mặt định vị của chi tiết là hệ 3 mặt phẳng vuông góc. Đồ định vị là các phiến tì và 3 chốt tì.

- Đồ kẹp được sử dụng là 1 thanh kẹp tháo nhanh (Kết cấu tương tự như đệm tháo nhanh). Lực kẹp được truyền tới thanh kẹp thông qua cơ cấu xilanh-piston khí nén.

2. Xác định các lực tác dụng lên chi tiết gia công và tính lực kẹp cần thiết.

A)    Xác định lực tác dụng lên chi tiết

Ta chỉ cần xác định lực tác lên mũi khoan ở bước khoan lỗ f34,5 vì đường kính mũi khoan f34,5 > đường kính mũi khoan ở bước khoan lỗ f14,75 do đó lực tác dụng từ mũi khoan lên phôi l sẽ lơn hơn.

+) Lực tác dụng từ mũi khoan lên phôi bao gồm:

          - Lực chiều trục Po = Px.

          - Lực hướng kính Py.

          - Lực tiếp tuyến Pz.

+) Bài toán II: Xác định lực kẹp cần thiết để chi tiết không bị trượt: Trong quá trình gia công chi tiết có thể bị trượt khỏi các vị trí định vị, khi đó tại vị trí 4 chân đế ( Trùng với mặt chuẩn chính) sẽ sinh ra lực ma sát chống lại xu hướng chuyển động đó.

- Như vậy ta có: Lấy mô men cân bằng đối với tâm chi tiết ta có: Mx - 4.F_ms.l₂ = 0

Trong đó: Fms = W₂.f

Với f là hệ số ma sát; ta có f = 0,8; W₂  = 388,5 (N)

Như vậy ta thấy trạng thái chi tiết bị lật là trạng thái nguy hiểm hơn, vậy ta sẽ lấy W = W₁ = 861 (N) là giá trị để tính toán.

Để đảm bảo an toàn ta phải nhân với hệ số an toàn K = 1,4.

Kết luận: Lực kẹp cần thiết thực tế là: W = W₁.K = 861.1,4 = 1205,4 (N)

D) Kiểm tra sức bền cho thanh kẹp:

Với: e_m: sai số do đồ gá bị mòn gây ra. Sai số mòn được xác định theo công thức sau: e_m = b. (mm).

Trong đó: b: Hệ số phụ thuộc vào kết cấu đồ định vị; b = 0,2 .

N: Số lần tiếp xúc của chi tiết với đồ gá; N = 11.000 (lần).

e_m = 0,2. = 20 (mm).

Tổng sai số gá đặt của nguyên công là: e_gđ  = 50 (mm).

KẾT LUẬN

    Sau một thời gian làm đồ án môn, dưới sự hướng dẫn chỉ bảo của các thầy giáo trong bộ môn, đặc biệt là thầy giáo hướng dẫn: …………...., đến nay đồ án của em 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 trong tương lai, phương pháp làm việc độc lập, sáng tạo, khoa học, kỷ luật, đồng thời đồ án đã giúp bản thân em củng cố thêm các kiến thức đã được học cũng như học hỏi được nhiều kiến thức và kinh nghiệm quý báu. Do thời gian có hạn và kiến thức thực tế còn hạn chế nên trong quá trình làm đồ án của em không tránh được những thiếu sót. Kính mong quý thầy cô chỉ bảo để đồ án của em được hoàn thiện hơn.

    Cuối cùng em xin cám ơn thầy giáo hướng dẫn: ……………, cùng các thầy trong bộ môn đã tận tình hướng dẫn cho em hoàn thành đồ án này.                                      

  Em xin chân thành cảm ơn !

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Sổ tay công nghệ chế tạo máy

Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật (Tập 1,2).

2. Sổ tay công nghệ chế tạo máy

Nhà xuất bản Trường đại học Bách khoa Hà Nội.

3. Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy

Pgs -Ts Trần Văn Địch.

4. Đồ gá cơ khí hoá và tự động hoá.

- Pgs-Pts Lê Văn Tiến.

- Pgs-Ts Trần Văn Địch.

- Pts  Trần Xuân Việt.

5. Sổ tay và ATLAS Đồ Gá

Pgs-Ts Trần Văn Địch.

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"