Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo chi tiết càng mỏ kẹp ĐH BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG
NỘI DUNG ĐỒ ÁN
Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo chi tiết càng mỏ kẹp ĐH BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG
MỤC LỤC
Trang
Lời nói đầu............................................................................................ 2
Chương I : Phân tích chi tiết gia công.................................................. 3
1.1 Công dụng................................................................................. 3
1.2 Điều kiện làm việc...................................................................... 3
1.3 Các yêu cầu kỹ thuật................................................................. 3
1.4 Vật liệu...................................................................................... 4
1.5 Tính công nghệ của chi tiết........................................................ 4
Chương II : Định dạng sản xuất........................................................... 6
2.1 Xác định dạng sản xuất............................................................. 6
2.2 Phương hướng công nghệ........................................................... 8
2.3 Chọn phôi................................................................................. 8
Chương III : Thiết kế quy trình công nghệ gia công cơ...................... 10
3.1 Thiết kế nguyên công công nghệ................................................ 10
3.2 Lập quy trình công nghệ............................................................ 12
3.3 Phân tích chọn chuẩn, máy, dao, trang bị công nghệ................. 13
3.4 Tra lượng dư cho từng bước công nghệ...................................... 31
3.5 Tra chế độ cắt............................................................................ 33
3.6 Tính thời gian gia công cơ bản................................................... 53
Chương IV : Thiết kế đồ gá cho nguyên công IX................................ 61
4.1. Xây dựng sơ đồ nguyên lý của đồ gá........................................ 61
4.2. Tính toán lực kẹp cần thiết, chọn cơ cấu tạo lực kẹp, và tính toán nguồn sinh lực 64
4.3. Tính các chi tiết cơ bản của cơ cấu kẹp..................................... 65
4.4. Tính toán sai số chuẩn và kẹp chặt........................................... 67
Lời kết.................................................................................................... 68
Tài liệu tham khảo................................................................................ 69
LỜI NÓI ĐẦU
Ngành chế tạo máy đóng một vai trò quan trọng trong công cuộc công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nước hiện nay, với nhiệm vụ chính là thiết kế, chế tạo những các thiết bị, phương tiện máy móc phục vụ cho sản xuất và trong sinh hoạt. Để làm được điều này người kỹ sư cần có kiến thức đủ sâu và rộng để có thể phân tích, đề xuất những phương án nhằm giải quyết tốt nhữnh vấn đề trong thiết kế cũng như chế tạo.
Nhằm giúp cho những sinh viên ngành cơ khí chế tao máy nói riêng cũng như các sinh viên các ngành kĩ thuật khác nói chung, bước đầu làm quen với những vấn đề trong thực tế sản xuất. Đồ án công nghệ chế tạo máy là cơ hội để sinh viên phải nghiêm túc phát huy tối đa tính độc lập sáng tạo đồng thời làm quen với cách sử dụng tài liệu, sổ tay, tiêu chuẩn trên cơ sở tổng hợp các kiến thức đã học để so sánh cân nhắc để giải quyết một vấn đề công nghệ cụ thể.
Trong đồ án công nghệ chế tạo máy này, em được giao nhiệm vụ thiết kế quy trình công nghệ chế tạo chi tiết càng. Đây là một chi tiết có hình dạng khá phức tạp, có yêu cầu về độ chính xác khá cao. Trong quá trình thực hiện đồ án, mặc dù đã cố gắng tìm tòi nghiên cứu tài liệu làm việc một cách nghiêm túc và cũng được sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo Th.s Hoàng Văn Thạnh, tuy nhiên, do còn thiếu kinh nghiệm trong thực tế và kiến thức còn hạn chế nên không thể tránh khỏi những thiếu sót.Vì vậy, em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy cô giáo và sự đóng góp ý kiến bạn bè để hoàn thiện hơn đồ án cũng như vốn kiến thức của mình.
Chương I
PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG
1.1 Công dụng.
Đây là chi tiết dạng càng , bề mặt làm việc chủ yếu là hai lỗ Ф16 và Ф 14 có đường tâm vuông góc với nhau và lỗ hình chữ nhật có cạnh là 18x16mm . Chi tiết dạng càng thường có chức năng biến chuyển động thẳng của chi tiết này ( ví dụ : chuyển động của piston…) thành dạng chuyển động quay của chi tiết khác ( ví dụ : thanh truyền… ) . Ngoài ra , chi tiết dạng càng dùng để đẩy bánh răng khi muốn thay đổi tốc độ trong hộp tốc độ ( càng gạt) .
1.2 Điều kiện làm việc.
Càng làm việc trong điều kiện chịu tải trọng lớn, chịu mài mòn. Do đó , yêu cầu chi tiết càng có độ cứng vững cao.
1.3 Các yêu cầu kĩ thuật.
- Chi tiết có kết cấu tương đối đơn giản không quá phức tạp . Gia công các lỗ và các mặt bên yêu cầu đạt độ chính xác cao còn bề mặt ngoài không yêu cầu độ bóng cao Rz40 . Các bề mặt lắp ghép được chế tạo cùng một cấp chính xác hoặc cấp chính xác chế tạo gần kề nhau. Có thể giảm được khi gia công các bề mặt lắp ghép.
- Tính công nghệ kết cấu không những ảnh hưởng đến khối lượng lao động mà còn ảnh hưởng đến việc tiêu hao vật liệu.Vì vậy ngay khi thiết kế chúng ta phải chú ý đến kết cấu của chúng như:
+ Chi tiết phải đủ độ cứng vững để khi gia công nó không bị biến dạng và có thể chọn chế độ cắt cao, năng suất cao. Đồng thời các bề mặt phải đảm bảo thoát dao một cách dễ dàng.
+ Các bề mặt không có vấu lồi, lõm phải thuận lợi cho việc ăn dao nhanh và thoát dao nhanh, thuận lợi cho việc gia công nhiều bề mặt một lúc trên máy nhiều trục.
+ Các lỗ trên chi tiết có kết cấu đơn giản. Các lỗ thông suốt và ngắn. Ngoài ra, dùng định vị chi tiết phải là lỗ tiêu chuẩn.
1.4 Vật liệu.
- Vật liệu chế tạo càng : Thép C45, là loại vật liệu hoàn toàn phù hợp với các yêu cầu kỹ thuật đã nêu trên.Thép C45 có các đặc tính như sau:
+ Thuộc nhóm thép kết cấu
+ Thành phần carbon chiếm 0,45%
+ Có cơ tính tổng hợp cao ( không quá cứng và không quá dẻo)
+ Thành phần hóa học : C : 0,4~0,5 % ;
Si : 0,17-0,37%
P : 0,045%
S : 0,045%
1.5 Tính công nghệ của chi tiết.
-Độ không vuông góc giữa lỗ Ф14 và mặt bên ≤ 0.5/100mm.
- Độ không song song giữa lỗ Ф16 và mặt bên ≤ 0.5/100mm.
- Các mặt còn lại có độ nhám đạt Rz40.
- Các bề mặt làm việc của càng được nhiệt luyện đạt độ cứng 50÷55HRC.
Chương II
ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT
2.1 Xác định dạng sản xuất :
Trong chế tạo máy người ta phải phân biệt 3 dạng sản xuất:
- Sản xuất đơn chiếc.
- Sản xuất hàng loạt
- Sản xuất hàng khối.
Để xác định dạng sản xuất ta cần tính sản lượng thực tế hàng năm và khối lượng chi tiết cần gia công.
2.1.1 Tính sản lượng sản xuất thực tế hàng năm :
Áp dụng công thức ,ta có sản lượng thực tế hàng năm :
(Chiếc/năm).
Với N0 = 5000 chiếc/năm : số sản phẩm một năm theo kế hoạch
m = 1 chiếc : số lượng chi tiết như nhau trong một sản phẩm
α = (10÷20) % : số phần trăm dự trữ cho chi tiết dùng làm phụ tùng, ta chọn α = 10%
β = (3÷5)% : số phần trăm chi tiết phế phẩm trong quá trình chế tạo, ta chọn β = 4%
Vậy ta có số chi tiết thực tế cần sản xuất trong một năm :
(chiếc/năm)
2.1.2 Tính khối lượng của chi tiết gia công :
Áp dụng công thức tính khối lượng của chi tiết :
(kg)
Trong đó : γ =7,852 (kg/dm3) : trọng lượng riêng của thép.
Vct : thể tích của chi tiết, được tính như sau :
Vct=V1-V2
* V1= Vkh1+Vkh2
+ Vkh1=40.35.38=53200
+ Vkh2=35.33.240=277200
→ V1=Vkh1+Vkh2= 40.35.38+35.33.240=53200+277200
=330400mm3=0.3304dm2
* V2= Vhcn+Vtr1+Vtr2+Vtr3+Vtr4+Vtr5+Vtr6+Vtr7
+ Vhcn=18x16x40=11520
+ Vtr1= 3,14. 2.52.13=2041=2,041.10 dm3
+ Vtr2=3,14. 52.35=2747,5=2,7475.10 dm3
+ Vtr3=3,14. 72.30=4615,8=4,6158. 10 dm3
+ Vtr4=3,14. 72.21=3231.=3,231.10 dm3
+ Vtr5=3,14. 152 x14=9891=9,891.10 dm3
+ Vtr6=3,14. 82x30=6028,8=6,0288. 10 dm3
+ Vtr7=3,14. 9.752x5=1492,5=1,4925. 10 dm3
→ V2=0,03
Vậy thể tích chi tiết: Vct = V1- V2 =0,3004(dm3)
Vậy ta có khối lượng của chi tiết là : Q = 0,3004×7,852 = 2,36 (kg)
Tra bảng : ta thấy chi tiết thuộc dạng sản xuất loạt lớn.
2.2 Phương hướng công nghệ:
Điều kiện trang thiết bị: tự chọn
Với dạng sản xuất hàng loạt lớn, ta sử dụng các thiết bị chuyên dùng: Đồ gá chuyên dùng,, máy chuyên dùng tự động. Điều chỉnh tự động đạt kích thước.
2.3 Chọn phôi:
Loại phôi được xác định theo kết cấu chi tiết, vật liệu, điều kiện, dạng sản xuất và điều kiện sản xuất cụ thể của từng nhà máy, xí nghiệp, địa phương. Chọn phôi tức là tự chọn phương pháp chế tạo phôi. Ta có một số loại phôi thường dùng sau.
* Phôi thép thanh: dùng để chế tạo các loại chi tiết như con lăn, chi tiết kẹp chặt, các loại trục, xilanh, piton, bạc…
* Phôi dập: dùng chế tạo các loại chi tiết như trục răng côn, trục răng thẳng, các loại bánh răng khác, các chi tiết dạng dạng càng, trục chữ thập… các loại chi tiết này được dập trên các máy búa nằm ngang hoặc máy dập đứng.
* Phôi rèn tự do: trong sản xuất đơn chiếc và hàng loạt nhỏ, người ta thay phôi bằng phôi rèn tự do, ưu điểm là giá thành thấp
* Phôi đúc: dùng cho các loại chi tiết như gối đỡ, các chi tiết dạng hộp, dạng càng phức tạp… vật liệu dùng cho phôi đúc là gang, thép, đồng, nhôm và các loại hợp kim khác.
Kết luận:Dựa vào những yếu tố đã được xét đến ở trên, khả năng công nghệ, điều kiện làm việc, kích thước, sản lượng… mà ta chọn phôi dập.
Bản vẽ phôi dập
1. Khối khuôn; 2. Chuôi khuôn đuôi én; 3. Phôi dập
4. Rãnh chứa bavia; 5. Mặt phân khuôn
Chương III
THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
GIA CÔNG CƠ
3.1 Thiết kế nguyên công công nghệ.
- Trong quá trình gia công cơ phôi thành sản phẩm, ta có nhiều phương pháp gia công khác nhau, để đạt được năng suất cao nhát, ta cần phải phương pháp gia công hợp lý nhất.Theo kết quả phân tích trên, ta thấy thuộc dạng sản xuất loạt vừa, với số lượng sản phẩm cần hoàn thành là 5720 chi tiết/năm. Số lượng sản phẩm là khá lớn, vì vậy để có khả năng sản xuất đạt hiệu quả cao nhất, ta cần sử dụng kết hợp các loại máy vạn năng với các thiết bị đồ gá chuyên môn hóa.
3.1.1 Phân tích các đặc điểm yêu cầu kỹ thuật của các bề mặt gia công.
- Phay thô và tinh mặt 10 bằng dao phay mặt đầu để làm chuẩn tinh chính đạt Ra2,5
