THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT ĐẾ DẪN HƯỚNG H29 ĐHSPKT HƯNG YÊN

LỜI NÓI ĐẦU

Công nghệ chế tạo máy là một ngành then chốt, nó đóng vai trò quyết dịnh trong sự nghiệp công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước. Nhiệm vụ của công nghệ chế tạo máy là chế tạo ra các sản phẩm cơ khí cho mọi lĩnh vực của nghành kinh tế quốc dân, việc phát triển ngành công nghệ chế tạo máy đang là mối quan tâm đặc biệt của Đảng và nhà nước ta.

Phát triển ngành công nghệ chế tạo máy phải được tiến hành đồng thời với việc phát triển nguồn nhân lực và đầu tư các trang bị hiện đại. Việc phát triển nguồn nhân lực là nhiệm vụ trọng tâm của các trường đại học.

Hiện nay trong các ngành kinh tế nói chung và ngành cơ khí nói riêng đòi hỏi kĩ sư cơ khí và cán bộ kĩ thuật cơ khí được đào tạo ra phải có kiến thức cơ bản tương đối rộng, đồng thời phải biết vận dụng những kiến thức đó để giải quyết những vấn đề cụ thể thường gặp trong sản xuất.

Môn học công nghệ chế tạo máy có vị trí quan trọng trong chương trình đào tạo kĩ sư và cán bộ kĩ thuật về thiết kế, chế tạo các loại máy và các thiết bị cơ khí phục vụ các ngành kinh tế như công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải, điện lực ...

Để giúp cho sinh viên nắm vững được các kiến thức cơ bản của môn học và giúp cho họ làm quen với nhiệm vụ thiết kế, trong chương trình đào tạo , đồ án môn học công nghệ chế tạo máy là môn học không thể thiếu được của sinh viên chuyên ngành chế tạo máy khi kết thúc môn học.

Sau một thời gian tìm hiểu và với sự chỉ bảo nhiệt tình của thầy giáo

 Đoàn Đình Quân  đến nay Em đã hoàn thành đồ án môn học công nghệ chế tạo máy Trong  quá trình thiết kế và tính toán tất nhiên sẽ có những sai sót do thiếu thực tế và kinh nghiệm thiết kế, em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy cô giáo trong bộ môn công nghệ chế tạo máy và sự đóng góp ý kiến của các bạn để đồ án công nghệ của em  được hoàn thiện hơn .

Em xin chân thành cảm ơn!

QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CHI TIẾT DẠNG HỘP

I-phân tích chức năng làm việc của chi tiết Đế dẫn hướng .

  Hộp là loại chi tiết cơ sở quan trọng của một sản phẩm, chức năng chủ yếu là đỡ các chi tiết khác như trục trong các động cơ và các máy móc khác, ngoài ra nó còn dùng để đỡ các thanh, dầm, khung, nó là bộ phận ghép nối các phần tử này. Đặc điểm của chi tiết hộp là nhiều thành vách, độ dày mỏng của các vách khác nhau,có nhiều phần lồi lõm, trên hộp có nhiều mặt phải gia công với độ chíng xác khác nhau và cùng có nhiều bề mặt không cần phải gia công .

     Với vật liệu làm bằng thep 45.

• Có một số lượng các mặt phẳng gia công với độ xác khác nhau và có một mặt không phải gia công.
• Các lỗ trên chi tiết được chia làm 2 loại :

           + Có lỗ gia công chính xác dùng để lắp nghép được  gọi là các lỗ chính.

          +  Có lỗ gia công không chính xác dùng để  kẹp chặt các chi tiết khác được gọi là các lỗ phụ.

• Có lỗ có vị trí tươn quan vuông góc với các mặt phẳngứi có song song và vuông góc với  nhau.

=>   Từ những điều kiện trên và hình vẽ :Ta thấy đây là một dạng chi tiết trong họ chi tiết dạng hộp.

II-Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết  .

    Từ hình vẽ yêu cầu gia công chi tiết dạnh hộp, phân tích công nghệ từ gia công chế tạo phôi cho tới  khi thành sản phẩm hoàn chỉnh.

 Bề măt bắt bu lông F12 nên làm lồi lên để giảm thời gian gia công và tiết kiệm nguyên liệu mà vẫn đảm bảo chức năng của chúng .

Từ nguyên công chế tạo phôi chi tiết  có thể sửa đổi thành chi tiết  như hình vẽ lồng phôi  vừa giảm thời gian nguyên công vừa giảm thời gian làm khuôn , tiết kiệm kim loại . Đặc biệt trên chi tiết  dạng hộp thường có nhiều lỗ cần được gia công chính xác để thực hiện các mối lắp ghép ,

Nhìn chung chi tiết dạng hộp là một chi tiết  phức tạp ,khó gia công ,khi chế tạo phải đảm bảo nhiều yêu cầu kỹ thuật khác nhau.

Mặt bích có thể làm tròn và tạo rãnh thoát dao cho bề mặt cần gia công. Các lỗ đồng tâm có đường kính thông suốt và ngắn. Các lỗ kẹp chặt của chi tiết dạng hộp phải là lỗ tiêu chuẩn. Các bề mặt chuẩn phải có đủ diện tích nhất định, phải cho phép thực hiện nhiều nguyên công, khi dùng bề mặt đó làm chuẩn và phải cho phép thực hiện gá đặt nhanh. Hộp phải có đủ độ cứng vững để khi gia công không bị biến dạng và có thể dùng chế độ cắt cao, đạt năng suất cao.

III. Xác định dạng sản xuất:

Muốn xác định dạng sản xuất trước hết ta phải biết sản lượng hàng năm của chi tiết gia công . Sản lượng hàng năm được xác định theo công thức sau :

                                     N = N₁.m (1+ )

Trong đó

           N- Số chi tiết được sản xuất trong một năm

          N₁- Số sản phẩm được sản xuất trong một năm (13.700 chiếc/năm)

          m- Số chi tiết trong một sản phẩm

          a- Phế phẩm trong xưởng đúc a =(3-:-6) %

          b- Số chi tiết được chế tạo thêm để dự trữ  b =(5-:-7)%

    Vậy  N = 13700.1(1 + ) = 15070 ( chi tiết /năm)

Trọng lượng của chi tiết được xác định theo công thức

                               Q₁ = V.g      (kg)

Trong đó

               Q₁- Trọng lượng chi tiết

               g  - Trọng lượng riêng của vật liệu    thép = 7,852 Kg/dm³

               V - Thể tích của chi tiết

                              V = V₁-  V₂+ V₃- V₅- V₄+ V₆+ V₈- V₉- V₇

               V- theo bản vẽ

V₁= 60x 60x 25= 90.000 (mm³ )

V₂ = (ð.d²/4).l = (ð.12²/4).60=6782,4 (mm³)

V₃= 45x40x40  = 72.000( mm³ )

V₄ = (ð.d²/4).l =(ð.10²/4).30=2355 (mm³)

V₅ =16x35x40=22400 (mm³)

V₆ = 10x 60x60 =36000 (mm³)

V₇ = (ð.d²/4).l =(ð.8²/4).10= 502,4 (mm³)

V₈ = 18x60x60 =10800 (mm³)

V₉= = (ð.d²/4).l =(ð.8²/4).10 = 502,4 (mm³)

• V = V₁-  V₂+ V₃- V₅- V₄+ V₆+ V₈- V₉- V₇

   = 90.000- 6782,4+72.000 -22400 – 2355+ 36000+10800-2. 502,4

                      = 1762578 (mm³)

Vậy      Q₁ = V.g =  0,1762578. 7,852= 1,38 (kg)

   Dựa vào  N & Q₁ bảng 2 (TKĐACNCTM) ta có dạng sản xuất là dạng sản xuất hàng khối.

IV. Chọn phương pháp chế tạo phôi:

Phôi đúc bao gồm cả phôi gang, thép hoặc hợp kim nhôm là những loại phôi phổ biến nhất để chế tạo các chi tiết  dạng hộp, chế tạo phôi đúc thường dùng các phương pháp đúc sau:

• Phương pháp đúc trong khuôn cát:

•  Phương pháp đúc trong khuôn cát có các ưu điểm sau:

+ Đúc được các vật liệu kim loại khác nhau có khối lượng từ vài chục gam đến vài chục tấn.

+ Đúc các chi tiết có hình dạng phức tạp mà các phương pháp khác khó hoặc không thể gia công được.

+ Tính chất sản xuất linh hoạt, thích hợp với các dạng sản xuất .

+ Đầu tư ban đầu thấp, dễ cơ khí hóa và tự động hóa.

• Tuy nhiên đúc trong khuôn cát có những nhược điểm sau:

      + Độ chính xác vật đúc không cao dẫn tới lượng dư gia công lớn ,hệ số sử dụng vật liệu K nhỏ.

       + Chất lượng phôi đúc thấp , thường có rỗ khí, rỗ sỉ, chất lượng bề mặt vật đúc thấp.

• Phương pháp đúc trong khuôn kim loại .

• Phương pháp đúc khuôn kim loại có ưu nhược điểm sau

   + Độc chính xác về hình dạng và kích thước cao

   + Tổ chức vật đúc mịn chặt, chất lượng bề mặt cao.

   + Dễ cớ khí hóa và tự động hóa, năng suất cao.

             + Khối lượng vật đúc hạn chế , khó chế tạo được bởi vật đúc có hình dạng phức tạp và có thành mỏng, bề mặt chi tiết dễ bị biến cứng nên sau khi đúc thường phải ủ để chuẩn bị cho gia công cơ.

• Phôi chế tạo bằng phương pháp gia công áp lực :

• Phương pháp gia công áp lực có ưu điểm sau:

        + Cơ tính của vật liệu được cải thiện

        + Độ chính xác hình dạng, kích thước, chất lượng bề mặt phôi cao do đó giảm được thời gian gia công cắt gọt và tổn thất vật liệu, năng cao hệ số sử dụng phôi, góp phần giảm chi phí sản xuất .

        + Rút ngắn được các bước của quá trình công nghệ

        + Dễ cơ khí hóa và tự động hóa nên năng suất cao.

• Bên cạnh các ưu điểm trên gia công áp lực cũng có nhược điểm :

  + Khó chế tạo các chi tiết có hình dạng phức tạp.

  + Không áp dụng đối với các kim loại và hợp kim

  + Không áp dụng đối với các kim loại và hợp kim có tính dẻo thấp như Gang, hợp kim đồng ...

   + Tính linh hoạt của phương pháp bị hạn chế , ví dụ, dập thể tích ( còn gọi là rèn khuôn) chỉ có ý nghĩa kinh tế khi số lượng chi tiết yêu cầu đủ lớn.

 Dùng mẫu kim loại, khuôn cát làm khuôn bằng máy, đạt độ chính xác và năng xuất cao, lượng dư gia công cắt gọt nhỏ, phương pháp này thích hợp trong sản xuất hàng loạt và hàng khối.

• Dùng phương pháp đúc trong khuôn vỏ mỏng: phôi đuc đạt độ chính xác từ 0.3 – 0.6 mm, tính cơ học tốt. Phương pháp này dùng trong sản xuất loạt lớn và hàng khối, nhưng chỉ thích hợp cho chi tiết hộp cỡ nhỏ.

• Từ những phương pháp trên:  Chọn Phương pháp đúc trong khuôn kim loại, mẫu kim loại và làm khuôn bằng máy có thể áp dụng tốt đối với chi tiết dạng hộp ở dạng sản xuất hàng khối.

V. Lập thứ tự các nguyên công :

1) Nguyên công I: Phay mặt đáy( rónh ) đạt kích thước 40 ± 0.1, Rz =20

          +) Định vị: - Mặt đáy dùng phiến tỳ, định vị 3 bậc tự do.

                       - Mặt bên dùng 2 chốt, định vị 2 bậc tự do

     +) Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt từ trên vuông góc xuống bằng đòn kẹp liên động.

     +) Chọn máy:  Máy phay đứng 6H12 (bảng 9-38,stay III )

Thông số làm việc:

• Công suất động cơ chính : Nw = 4,5kw
• Bàn làm việc : 250x 1000 mm²
• Số rãnh chữ T=3, chiều rộng rãnh T=14 (mm)
• Số cấp tốc độ trục chính : 65- 1800 (vòng /phút )
  • Chuỗi cấp tốc độ: 65-80-100-126-158-196-245-306-382-476-595-742-926-1156-1442-1800 (vòng /phút )
• Số cấp bước tiến bàn máy :16
  • Phạm vi tốc độ bước tiến dọc của bàn máy  : 35- 980(mm/ph)

35-45-55-68-85-106-132-165-206-258-322-403-500-628-785-980

+) Chọn dao : Dao phay ngón hợp kim cứng BK8

 D = 40  L=150         l=20  Z =5 (bảng 4-69,trang 359,stay I) 

2) Nguyên công II: - Phay mặt đáy đạt kích thước 50 ±0.15, Rz =20        

          +) Định vị: - Mặt đáy dùng phiến tỳ, định vị 3 bậc tự do.

                       - Mặt bên dùng 2 chốt, định vị 2 bậc tự do

     +) Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt từ trên vuông góc xuống bằng đòn kẹp liên động.

     +) Chọn máy:  Máy phay đứng 6H12 (bảng 9-38,stay III )

Thông số làm việc:

• Công suất động cơ chính : Nw = 4,5kw
• Bàn làm việc : 250x 1000 mm²
• Số rãnh chữ T=3, chiều rộng rãnh T=14 (mm)
• Số cấp tốc độ trục chính : 65- 1800 (vòng /phút )
  • Chuỗi cấp tốc độ: 65-80-100-126-158-196-245-306-382-476-595-742-926-1156-1442-1800 (vòng /phút )
• Số cấp bước tiến bàn máy :16

• Phạm vi tốc độ bước tiến dọc của bàn máy  : 35- 980(mm/ph)

35-45-55-68-85-106-132-165-206-258-322-403-500-628-785-980

+) Chọn dao : Dao phay mặt đầu răng chắp mảnh hợp kim cứng BK8

 D =100           B=50          Z =8 (bảng 4-95,trang 374,stay I)

3).  Nguyên công III : Khoan, taro ren lỗ  M8

+) Định vị: - Mặt đáy dùng phiến tỳ, định vị 3 bậc tự do.

              - Mặt bên dùng 2 chốt, định vị 2 bậc tự do

              - Mặt bên vuông góc dùng 1 chốt, định vị 1 bậc tự do.

+) Kẹp chặt: Cơ cấu kẹp nhanh ( cơ cấu kẹp ren vít)

+) Chọn máy: khoan cần 2H53 (bảng 9-38, stay III )

• Đường kính lớn nhất khoan được ố35 mm.
• Công suất động cơ chính : 2,8 kw
• Số cấp tốc độ trục chính  : 12
• Phạm vi tốc độ trục chính : 25- 2500 (vòng /phút)
• Chuỗi cấp tốc độ : 25-35-58-133-200-308-468-712-1080-1645-2500 (vòng/phút).

Số cấp bước tiến trục chính: 12

Phạm vi tốc độ bước tiến : 0,04 – 1,8 (mm/vòng)

Chuỗi cấp bước tiến : 0,04-0,06-0,08-0,11- 0,16- 0,24-0,32-0,45-0,64-0,90-1,27-1,80 (mm/phút)

+) Chọn dao: Mũi khoan gắn mảnh hợp kim cứng BK8,

d= 10.8 mm, taro d= 12(mm).

4) Nguyên công IV: - Phay Rãnh én, góc độ 70, dài =62±0,35(mm)

          +) Định vị: - Mặt đáy dùng phiến tỳ, định vị 3 bậc tự do.

                       - Mặt bên dùng 1 chốt, định vị 1 bậc tự do.

                       - Dựng 1 chốt trụ trong lỗ ố 12,định vị 1 bậc tự do.

     +) Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt từ trên vuông góc xuống bằng đòn kẹp liên động.

     +) Chọn máy:  Máy phay đứng 6H12 (bảng 9-38,stay III )

Thông số làm việc:

• Công suất động cơ chính : Nw = 4,5kw
• Bàn làm việc : 250x 1000 mm²
• Số rãnh chữ T=3, chiều rộng rãnh T=14 (mm)
• Số cấp tốc độ trục chính : 65- 1800 (vòng /phút )
  • Chuỗi cấp tốc độ: 65-80-100-126-158-196-245-306-382-476-595-742-926-1156-1442-1800 (vòng /phút )
• Số cấp bước tiến bàn máy :16

• Phạm vi tốc độ bước tiến dọc của bàn máy  : 35- 980(mm/ph)

35-45-55-68-85-106-132-165-206-258-322-403-500-628-785-980

+) Chọn dao : Dao phay góc răng chắp mảnh hợp kim cứng BK8

 D =40             B=12          d =16          ử= 70⁰ (bảng 4-88,trang 371,stay I)

5) Nguyên công V: - Phay Mặt bờn và rónh 67 ± 0,15, 20 ± 0.15, có Rz=40     

          +) Định vị: - Mặt đáy dùng 2 chốt tỳ, định vị 2 bậc tự do.

                       - Mặt bên dùng mặt phẳng, định vị 3 bậc tự do

                     - Mặt bên vuông góc 1 chốt, định vị 1 bậc tự do.

     +) Kẹp chặt: Cơ cấu kệp nhanh ( cơ cấu kẹp ren vít)

     +) Chọn máy:  Máy phay đứng 6H82 (bảng 9-38, stay III )

Thông số làm việc:

• Công suất động cơ chính : Nw = 4,5kw
• Bàn làm việc : 250x 1000 mm²
• Số rãnh chữ T=3, chiều rộng rãnh T=14 (mm)
• Số cấp tốc độ trục chính : 65- 1800 (vòng /phút )
  • Chuỗi cấp tốc độ: 65-80-100-126-158-196-245-306-382-476-595-742-926-1156-1442-1800 (vòng /phút )
• Số cấp bước tiến bàn máy :16

• Phạm vi tốc độ bước tiến dọc của bàn máy  : 35- 980(mm/ph)

35-45-55-68-85-106-132-165-206-258-322-403-500-628-785-980

................................................

   Trong đó Y_max, Y_min - biến dạng lớn nhất của mặt chuẩn dưới tác dụng của lực kẹp.

   a - góc hợp thành giữa phương lực kẹp và phương kích thước thực hiện.

    Þ e_K = 0 (do a = 90⁰)

• Sai số mồn của đồ gá được xác định theo công thức sau:

         e_m = b

   ở đây :

           + b - hệ số (b = 0,18)

           + N - số lượng chi tiết được gá đặt trên đồ gá.

               Þ e_m = 0,18.  = 0,18 mm

• Sai số điều chỉnh đồ gá e_đc phụ thuộc vào khả năng của người lắp ráp đồ gá và dụng cụ để điều chỉnh. Tuy nhiên khi thiết kế đồ gá có thể lấy e_đc = 10 mm
• Khi tính toán các sai số ta có thể lấy giá trị gần đúng của sai số gá đặt e_gđ (hoặc sai số gá đặt cho phép [ e_gđ ]) như sau:

                             [ e_gđ ] = .d

     ở đây :

            + d - dung sai của kích thước nguyên công cần cho thiết kế đồ gá

    Ta có:

            + d = 0,1 mm =100 mm

           Þ [ e_gđ ] = .d=20¸50mm. Lấy [ e_gđ ] = 50mm.

Như vậy chỉ còn một ẩn số phải tìm là e_ct(sai số chế tạo đồ gá). để đặt yêu cầu kỹ thuật của đồ gá thay cho e_ct ta có khái niệm: Sai số chế tạo cho phép của đồ gá [e_ct].Sai số này được xác định theo công thức sau:

 [e_ct] = =45,9996 mm = 0,046 mm.

4 . Những yêu cầu kỹ thuật của đồ gá :

1. Yêu cầu đối với thân đồ gá :

Tất cả thân đồ gá và đế đồ gá phải được ủ để khử ứng suất .

 2 . Kiểm tra đồ gá :

- Phải kiểm tra tất cả các kích thước chuẩn ( kích thước của các chi tiết định vị ) , khoảng cách tâm các bạc dẫn . Kích thước của các cơ cấu kẹp chặt và khả năng đưa chi tiết gia công vào lúc kẹp chặt và rút chi tiết gia công ra khi tháo lỏng .

- Kiểm tra chế độ lắp ghép của các chi tiết .

- Kiển tra khả năng di trượt của các chi tiết di động trên đồ gá.

   3 . Sơn đồ gá :

- Sau khi đồ gá được kiểm tra tất cả các bề mặt không gia công phải được sơn dầu. Màu sơn có thể chọn tuỳ ý : xanh , vàng , ghi . lớp sơn phải hoàn toàn khô .

- Các chi tiết như bu lông , đai ốc được nhuộm màu bằng phương pháp hoá học .

  4 . Những yêu cầu an toàn về đồ gá :

+  Những chi tiết ngoài của đồ gá không được có cạnh sắc .

+  Không được làm xê dịch vị trí của đồ gá khi thay đổi điều chỉnh trên máy .

+  Các đồ gá phải được cân bằng tĩnh và cân bằng động .

+  Khi lấp các chi tiết trên đồ gá phải có dụng cụ chuyên dùng . 

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1].Sổ Tay Công Nghệ Chế Tạo Máy, tập 1

   NXB KHKT - Hà Nội 2001.

   Nguyễn Đắc Lộc, Ninh Đức Tốn, Lê Văn Tiến, Trần Xuân Việt.

[2].Sổ Tay Công Nghệ Chế Tạo Máy, tập 2

   NXB KHKT - Hà Nội 2003.

   Nguyễn Đắc Lộc, Ninh Đức Tốn, Lê Văn Tiến, Trần Xuân Việt.

 [3].Thiết Kế Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy.

   NXB KHKT- Hà Nội 2000.

   PGS,TS Trần Văn Địch.

[4].Công nghệ chế tạo máy.

   NXB KHKT -Hà Nội 1998.

   Chủ biên và hiệu đính :

     PGS,PTS  Nguyễn Đắc Lộc,PGS,PTS  Lê Văn Tiến.

[5].Sổ tay và Atlas đồ gá.

   NXB KHKT - Hà Nội 2000.

   PGS,PTS Trần Văn Địch.

[6].Đồ gá.

   NXB KHKT - Hà Nội 1999.

   PGS,PTS  Lê Văn Tiến, PGS,PTS  Trần Văn Địch,PTS  Trần Xuân Việt.

TÀI LIỆU THAM KHẢO
1] : Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy
[2] : Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1 (bộ 3 tập)
[3] : Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2 (bộ 3 tập)
[4] : Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2 (bộ 3 tập)
[5] : Sổ tay nhiệt luyện
[6] : Công nghệ chế tạo máy tập 1
[7] : Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1 (bộ 7 tập)
[8] : Sổ tay công nghệ chế tạo máy toàn tập (trường ĐHBK