ĐỒ ÁN THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CÀNG GẠT 3 KHÍA ĐHSPKT TP.HCM
NỘI DUNG ĐỒ ÁN
Mục lục ĐỒ ÁN THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CÀNG GẠT 3 KHÍA ĐHSPKT TP.HCM
LỜI NÓI ĐẦU...........................................................................................................................5
CHƯƠNG I: PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG..................................................................6
- Chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết………………………………………….6
- Vật liệu chế tạo ………………………………………………………………………..6
- Các yêu cầu kỹ thuật:…………………………………………………………………..6
- Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết……………………………………7
CHƯƠNG II: XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT……………………………………………....7
CHƯƠNG III : CHỌN PHÔI VÀ XÁC ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI................8
- Chọn dạng phôi…………………………………………………………………………8
- Xác định phương pháp chế tạo phôi đúc..........................................................................9
- Tạo phôi – Thông số về phôi…………………………………………………………..10
CHƯƠNG IV: CHỌN TIẾN TRÌNH CÔNG NGHỆ…………………………………………11
- Mục đích……………………………………………………………………………11
- Nội dung……………………………………………………………………………11
2.1Chọn phương pháp gia công bề mặt……………………………………………11
2.2Bề mặt gia công………………………………………………………………...11
2.3Phân tích và chọn phương án gia công…………………………………………15
CHƯƠNG V: THIẾT KẾ NGUYÊN CÔNG…………………………………………………16
- Nguyên công 1: Phay thô và tinh các mặt……………………………………………..16
- Nguyên công 2: Khoét, doa lỗ Ø36................................................................................19
- Nguyên công 3 : Phay 4 mặt còn lại…………………………………………………...22
- Nguyên công 4: Khoét, doa lỗ Ø36 còn lại....................................................................25
- Nguyên công 5 : Khoan lỗ,khoét,doa ……………………………………………28
- Nguyên công 6 : Khoan lỗ M10………………………………………………………32
- Nguyên công 7 : Taro các lỗ M10…………………………………………………….35
CHƯƠNG VI: TÍNH TOÁN LƯỢNG DƯ GIA CÔNG CHO NGUYÊN CÔNG PHAY CÁC MẶT PHẲNG ĐẦU............................................................................................................................36
1) Xác định lượng dư gia công cho nguyên công gia công mặt phẳng đáy.........................36
CHƯƠNG VII: XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ CẮT NGUYÊN CÔNG KHOAN- KHOÉT- DOA......39
- Chế độ cắt khi khoan………………………………………………………………..40
- Chế độ cắt khi khoét………………………………………………………………...40
- Chế độ cắt khi doa……………………………………………………………….…42
CHƯƠNG VIII: THIẾT KẾ ĐỒ GÁ.........................................................................................44
1. Tính lực kẹp cần thiết.................................................................................................44
2. Các thông số hình học của chi tiết..............................................................................45
3. Sai số gá đặt................................................................................................................46
4. Nguyên lý làm việc và cách gá đặt.............................................................................47
5. Thao tác đồ gá............................................................................................................47
6. Bảo dưỡng..................................................................................................................48
KẾT LUẬN...............................................................................................................................48
TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................................49
Chương I: PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG.
Mục đích: Mục đích của phần này là xem xét kết cấu và các điều kiện kỹ thuật cho trong bản vẽ chi tiết có phù hợp hay không với chức năng phục vụ và khả năng chế tạo.
- Chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết
Càng gạt là một chi tiết điển hình của các chi tiết dạng càng. Chức năng cơ bản của càng gạt dùng để đẩy bánh răng trong các hộp tốc độ, hộp chạy dao khi cần thay đổi tỉ số chuyền .
- Vật liệu chế tạo
Càng gạt làm việc với tải trong không lớn , nó chủ yếu dùng để gạt các bánh răng ăn khớp và dựa vào các yếu tố kỹ thuật và khả năng làm việc của chi tiết nên ta chọn vật liệu là Gang xám GX 18 – 36
Gang xám có kí hiệu : GX là hợp kim sắt với cacbon có hàm lượng cacbon lớn hơn 2.14% Cacbon.
Trong thực tế gang luôn có một ít nguyên tố Mn , S , P , Si .
- Hầu hết các cacbon trong gang xám ở dạng tự do dạng graphit tấm nhỏ mịn tính chảy lỏng cao .
- Lượng cacbon trong gang xám : 2,8 ÷3.5% .
- Lượng Silic : 1,5 ÷3 % .
- Lượng Mn : 0,5 ÷ 1% .
- Lượng P : 0,1 ÷0,2 % .
- Lượng S : 0,08 ÷0,12 %
- Còn lại là Sắt
Cơ tính của gang xám GX 18 - 36 là :
- Độ cứng : HB = 170 – 229 N/mm2, chọn độ cứng HB = 200 N/mm2
- Giới hạn kéokéo = 18 KG / mm2.
- Giới hạn bền uốnuốn= 36 KG / mm2.
- Giới hạn nén nén= 60 KG / mm2
Thành phần hoá học của gang xám GX 18 – 36( theo TCVN8301_2009)
|
Mác gang |
C |
Si |
Mn |
P £ |
S £ |
|
GX 18-36 |
3,30 ~ 3,50 |
1,40 ~ 2,40 |
0,70 ~ 1,00 |
0,20 |
0,15 |
- Các yêu cầu kỹ thuật:
- Gang xám có độ bền nén cao, chịu mài mòn, tính đúc tốt, có góp phần làm giảm rung động nên được sử dụng nhiều trong chế tạo máy.
- Trong quá trình làm việc chi tiết chủ yếu là chịu nén nên chi tiết được làm bằng gang xám là phù hợp.
- Độ đồng tâm giữa các lỗ không quá 0,02
- Độ không song song giữa các đường tâm của lỗ không quá 0,03
- Kích thước các lỗ cơ bản được gia công với độ chính xác cấp 6 , độ nhám bề mặt Ra = 2.5 – 1.25
- Dung sai khoảng cách giữa các lỗ phụ thuộc vào chức năng làm việc của nó
- Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết :
Tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết dạng càng có ý nghĩa quan trọng vì nó ảnh hưởng đến năng xuất và độ chính xác gia công
Hạn chế được lượng dư để tiết kiệm vật liệu và giảm thời gian gia công.
Những bề mặt lắp ráp với các bề mặt khác nên quan tâm đến độ bóng, độ nhấp nhô.
Kết cấu chi tiết không quá phức tạp, trong khi gia công sử dụng các phương pháp: phay,khoan, khoét, doa hợp lý cho các bề mặt để đạt được yêu cầu và thời gian gia công nhanh nhất.
Cũng như các dạng chi tiết khác, đối với chi tiết dạng càng tính công nghệ có ý nghĩa quan trọng vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất và độ chính xác gia công. Vì vậy, với chi tiết được giao ta thấy:
- 2 lỗ đối xứng với nhau và có cùng đường kính, đường kính trong và đường kính ngoài , các mặt đầu đều nằm trên cùng một mặt phẳng và song song với nhau
- Hình dạng của càng thuận lợi cho việc gia công nhiều chi tiết cùng một lúc và cũng thuận lợi cho việc chọn chuẩn thô .
- Độ cứng vững của càng gạt được đảm bảo .
Chương II: XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT.
Mục đích: xác định hình thức tổ chức sản xuất (đơn chiếc, hàng loạt nhỏ, hàng loạt vừa, hàng loạt lớn, hàng khối) để từ đó cải thiện tính công nghệ của chi tiết, chọn phương pháp chế tạo phôi thích hợp, chọn thiết bị hợp lý để gia công chi tiết.
Theo đầu đề thiết kế sản lượng hàng năm là 120.000 sản phẩm/năm .
Vậy tổng sản lượng mà nhà máy phải thiết kế được tính theo công thức :
Trong đó :
N: số chi tiết thực tế được sản xuất trong một năm
N1: số chi tiết theo kế hoạch năm N1=120.000 chi tiết.
β: số chi tiết được chế tạo thêm để dự trữ (5% đến 7%) (β=5%)
α: độ phế phẩm chủ yếu trong các xưởng đúc và rèn (α=4%)
m: số lượng chi tiết như nhau trong một sản phẩm (m=1)
Thay vào công thức ta có :
= 130.800 (sản phẩm)
Trọng lượng của một chi tiết là :
Q = V . (KG)
Trong đó :
Q: trọng lượng một chi tiết
V : Thể tích của chi tiết
: Trọng lượng riêng của vật liệu (γ=6,8÷7,4 )(= 7,2 kg/dm3)
Dựa vào phần mềm Solidworks, ta tính được thể tích của vật là :
V = 469383,28 mm3 = 0,4694 dm3
Thay số ta được :Q = 0,4694.7,2 = 3,38 kg
Với N = 130800 sản phẩm và Q = 3,38 kg, dựa vào Bảng 2.2 sách “ Hướng dẫn thiết kế đồ án Công nghệ chế tạo máy” Hồ Viết Bình – Phan Minh Thanh ta chọn dạng sản xuất hàng khối.
Kết Luận:Vì là dạng sản xuất hàng khối nên ta phải chọn máy chuyên dùng, dụng cụ cắt tổ hợp, mức độ phân tán nguyên công cao (quy trình công nghệ chia nhỏ thành nhiều nguyên công, mỗi nguyên công chỉ một bước).
CHƯƠNG III : CHỌN PHÔI VÀ XÁC ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI
- Chọn dạng phôi:
- Có rất nhiều phương pháp để tạo nên phôi. Do đó cần phải phân tích (phân tích ưu điểm, khuyết điểm) giữa các kiểu tạo phôi với nhau nhằm tìm ra phương pháp tạo phôi thích hợp.
1.1 Phôi rèn dập:
- Phôi rèn dập bằng tay hay bằng máy đều cho độ bền cơ tính cao, tạo nên ứng suất dư trong chi tiết nhưng lại tạo cho chi tiết dẻo và tính đàn hồi tốt.
- Chi tiết đã cho làm bằng gang xám nên việc chế tạo phôi theo phương pháp này là không hợp lý vì gang xám có tính dòn nên khi rèn làm cho chi tiết dễ làm cho chi tiết bị hiện tượng nứt nẻ.
1.2 Phôi cán:
- Chi tiết làm bằng phôi cán cũng có cơ tính gần giống như phôi rèn dập.
1.3 Phôi đúc:
- Phôi đúc có cơ tính không cao bằng phôi rèn dập, nhưng việc chế tạo khuôn đúc cho những chi tiết khá phức tạp vẫn dễ dàng, thiết bị lại khá đơn giản. Đồng thời chi tiết rất phù hợp với những chi tiết có vật liệu là gang vì có những đặc điểm như sau:
+ Lượng dư phân bố đều.
+ Tiết kiệm được vật liệu.
+ Giá thành rẻ, được dùng phổ biến.
+ Độ đồng đều của phôi cao, do đó việc điều chỉnh máy khi gia công giảm.
+ Tuy nhiên phôi đúc khó phát hiện khuyết tật bên trong (chỉ phát hiện lúc gia công) nên làm giảm năng suất và hiệu quả.
Kết luận:
- Từ các phương pháp tạo phôi như trên, ta nhận thấy phôi đúc là phù hợp với chi tiết đã cho nhất vì có nhiều ưu điểm hơn so với các phương pháp khác đặc biệt khi vật liệu chi tiết là gang xám.
- Vậy ta chọn phương pháp để tạo ra chi tiết (càng gạt ) là dạng phôi đúc.
2. Xác định phương pháp chế tạo phôi đúc :
Vật liệu chế tạo chi tiết dạng càng có thể là gang hay thép . Tương ứng với hai loại vật liệu này ta có hình thức chế tạo phôi là dập nóng và đúc ứng với dạng sản xuất loạt lớn .
Chế tạo phôi bằng phương pháp đúc được sử dụng rộng rãi hiện nay vì phôi đúc có hình dạng và kết cấu phức tạp và có thể đạt được kích thước từ nhỏ đến lớn . Cơ tính và độ chính xác của phôi đúc phụ thuộc vào phương pháp và độ chính xác làm khuôn đúc. Tuỳ theo tính chất sản xuất , vật liệu của chi tiết đúc ,trình độ kỹ thuật mà chọn các phương pháp đúc khác nhau .Căn cứ vào chi tiết được giao ta có thể chọn đúc trong khuôn kim loại hay trong khuôn cát .
2.1 Đúc trong khuôn cát mẫu gỗ:
- Chất lượng bề mặt vật đúc không cao, giá thành thấp, trang thiết bị đơn giản, thích hợp cho dạng sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ
- Loại phôi này có cấp chính xác:
- Độ nhám bề mặt:
2.2 Đúc trong khuôn cát mẫu kim loại:
- Nếu công việc thực hiện bằng máy thì có cấp chính xác khá cao, giá thành cao hơn so với đúc trong khuôn mẫu bằng gỗ. Loại này phù hợp với dạng sản xuất hàng loạt vừa và lớn
- Loại phôi này có cấp chính xác:
- Độ nhám bề mặt:
2.3 Đúc trong khuôn kim loại:
- Độ chính xác cao nhưng giá thành thiết bị dầu tư lớn, phôi có hình dáng gần giống với chi tiết. Giá thành sản phẩm cao. Loại này phù hợp với dạng sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối
- Loại phôi này có cấp chính xác:
- Độ nhám bề mặt:
2.4 Đúc ly tâm:
- Loại này chỉ phù hợp với chi tiết dạng tròn xoay, đặc biệt là hình ống, hình xuyến
2.5 Đúc áp lực:
- Dùng áp lực để điền đầy kim loại trong lòng khuôn. Phương pháp này chỉ thích hợp với chi tiết có độ phức tạp cao, yêu cầu kỹ thuật cao. Trang thiết bị đắt tiền nên giá thành sản phẩm cao
2.6 Đúc trong vỏ mỏng:
- Loại này tạo phôi chính xác cho chi tiết phức tạp được dùng trong sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối
Kết luận:
- Với những yêu cầu của chi tiết đã cho, tính kinh tế cũng như dạng sản xuất đã chọn ta sẽ chọn phương pháp chế tạo phôi là: “Đúc trong khuôn cát, mẫu kim loại, làm khuôn bằng máy”
- Phôi đúc đạt cấp chính xác là: II
- Cấp chính xác kích thước:
- Độ nhám bề mặt:
3.Tạo phôi – Thông số về phôi:
Chi tiết càng gạt được chế tạo bằng gang xám, được đúc trong khuôn cát mẫu kim loại, làm khuôn bằng máy.
- Lượng dư phía dưới và mặt bên: 3.5mm
- Góc nghiêng thoát khuôn: 30
- Bán kính góc lượn: 3mm
CHƯƠNG IV: CHỌN TIẾN TRÌNH CÔNG NGHỆ.
- Mục đích:
Xác định trình tự gia công hợp lý nhằm đảm bảo độ chính xác về kích thước, vị trí tương quan, hình dạng hình học, độ nhám, độ bóng của bề mặt theo yêu cầu của chi tiết cần chế tạo.
2.Nội dung:
2.1Chọn phương pháp gia công bề mặt:
Dựa vào hình dạng và yêu cầu kỹ thuật của chi tiết mà ta lựa chọn phương pháp gia công sao cho thích hợp nhất: phay, bào, khoa, doa….
2.2Bề mặt gia công:
|
Phương án 1 |
Phương án 2 |
|
Nguyên công 1: Phay 6 mặt 1 → 6 Nguyên công 2: Khoét, doa lỗ 7 Nguyên công 3: Phay 4 mặt 8→11. Nguyên công 4: Khoét, doa lỗ 12. Nguyên công 5: Khoan,khoét, doa lỗ 13 Nguyên công 6: Khoan 5 lỗ M10 số 14. Nguyên công 7: Taro các lỗ 14 |
Nguyên công 1: Phay 2 mặt 1-4. Nguyên công 2: Phay 2 mặt 8-11. Nguyên công 3: Khoét, doa lỗ 7 Nguyên công 4: Nguyên công 5:Phay 4 mặt 2-5-3-6 Nguyên công 6: Phay 2 mặt 9-10 Nguyên công 7: Khoan 5 lỗ 14. Nguyên công 8: Taro các lỗ 14 |
`
2.3 Phân tích và chọn phương án gia công
- Phương án 1: Thứ tự các nguyên công hợp lý, đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật: độ đồng tâm giữa các lỗ, độ vuông góc giữa đường tâm và mặt đầu,độ song song giữa tâm lỗ với mặt đáy, đồ gá đơn giản. Phân bố lượng dư hợp lý hơn.
- Phương án 2: Có nhiều điểm giống phương án 1 nhưng lượng dư phân bố ít hợp lý hơn và phân bố nguyên công nhiều.
- Do đó ta chọn phương án 1 để gia công.
Chương V: THIẾT KẾ NGUYÊN CÔNG.
- Nguyên công 1: Phay thô và tinh các mặt
Hình vẽ :
- Định vị:
- Chi tiết được định vị 3 bậc tự do trên mặt đáy với 1 phiến tỳ.
- Định vị 2 chốt tỳ vào mặt bên không gia công
- Định vị 1 chốt tỳ chống xoay.
- Kẹp chặt:
- Dùng cơ cấu kẹp liên động bằng ren, có phương chiều như hình trên.
- Chọn máy: (bảng 9.38, Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 3)
- Máy phay đứng 6H12.
- Công suất động cơ: N = 7 kw.
- Chọn dao: (bảng 4-85 tài liệu 1).
- Dao phay đĩa ba mặt răng gắn mảnh hợp kim cứng.
D= 63 mm; B=10mm; số răng Z=16 răng.
- Chế độ cắt:
Chế độ cắt:
Bước 1: phay thô
- Chiều sâu cắt: t =
..........................................
N: Số lượng chi tiết gia công (N = 120,000 chi tiết)
(tài liệu hướng dẫn thiết kế đồ án CNCTM)
Dung sai của nguyên công cần gia công là δ= 65μm
Do đó: đồ gá có sai số chế tạo hợp lý
4) Nguyên lý làm việc và cách gá đặt
- Chi tiết gia công được đặt lên phiến tỳ khống chế 3 bậc tự do, chốt trụ ngắn lồng vào một lỗ f36mm của chi tiết khống chế 2 bậc tự do, chốt trám lồng vào lỗ f36mm khống chế bậc tự do còn lại.
- Lực kẹp W lên chi tiết được tạo ra bằng cách dùng mỏ kẹp.
- Thân đồ gá được định vị lên bàn máy thông qua mặt đáy và được xác định vị trí trên bàn máy thông qua hai then dẫn hướng và vít.
- Khi gia công dao thực hiện chuyển động quay tại chỗ nm, bàn máy mang đồ gá và chi tiết thực hiện chuyển động chạy dao S.
- Với nguyên tắc hoạt động như vậy thì đồ gá cần thiết kế phải tạo ra đủ lực kẹp khi gia công, đồng thời phải đạt được độ chính xác để thực hiện được độ chính xác yêu cầu của nguyên công.
5) Thao tác đồ gá
- Để lắp chi tiết lên đồ gá, dùng khóa 20 nới lỏng 2 đai ốc M20 ,đặt chi tiết lên sao cho bề mặt 2 của chi tiết nằm trên 2 phiến tỳ, 2 lỗ ∅36 vào 2 chốt trụ và chốt trám, đưa mỏ kẹp vào đúng vị trí, siết đai ốc M20.
- Tháo chi tiết: dùng khóa 20 nới lỏng đai ốc M20, kéo mỏ kẹp ra, nhấc chi tiết lên và đưa ra ngoài.
- Trình tự tháo lắp:Khi tháo chi tiết ra chỉ cần tháo lỏng bulông kẹp . Chú ý cần kẹp với lực kẹp đã tính, không nhỏ quá vì sẽ gây xê dịch phôi, không quá lớn vì sẽ gây biến dạng phôi.
6) Bảo dưỡng
Trong quá trình gia công, không để phoi bám trên bề mặt định vị . Khi sử dụng xong cần lau sạch, quét kỹ bụi phoi trên các bề mặt phiến tì .
Sau khi sử dụng phải lau khô đồ gá, rồi bôi dầu nhớt lên đồ gá để tránh gỉ sét.
KẾT LUẬN
Qua việc nghiên cứu thiết kế qui trình công nghệ chế tạo “càng gạt” em đã xây dựng được quy trình công nghệ như đã nêu ở phần trình bày trên các bước thực hiện, nội dung của từng bước…
Trong các trình tự trên em đã giới thiệu sơ lược cách tính toán, vì chỉ tính cho một bề mặt, hay một nguyên công nên chất lượng không thể đạt chính xác cao, nhưng phần nào cũng thỏa mãn được yêu cầu của đề bài đã ra.
Qui trình công nghệ được thiết kế ở trên tương đối đơn giản, yêu cầu về độ chính xác, độ nhám bề mặt không cao nên thực hiện trên máy truyền thống cũng có thể đạt được, không cần gia công trên các máy hiện đại, nhưng phải thường xuyên kiểm tra qui trình. Vì thế giá thành tương đối thấp hơn so với thực hiện trên máy hiện đại.
Trong quá trình làm đồ án môn học này, em được sự giúp đỡ rất tận tình của thầy Đỗ Khắc Huy và những ý kiến đóng góp của thầy giúp em hoàn thành đồ án này. Em xin chân thành cám ơn sự quan tâm giúp đỡ của bộ môn và của thầy.
Vì đây là lần đầu tiên thực hiện đồ án công nghệ, cũng như kiến thức của em còn hạn chế. Do vậy, em rất mong được ý kiến đóng góp của quí thầy cô cùng các bạn tham khảo để em có thêm kinh nghiệm, kiến thức và giúp nội dung đồ án được hoàn thiện hơn.
