THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHI TIẾT Ủ CẦN SỐ CĐKT CAO THẮNG
NỘI DUNG ĐỒ ÁN
Mục lục THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHI TIẾT Ủ CẦN SỐ CĐKT CAO THẮNG
.
MỤC LỤC
Trang
Lời nói đầu.................................................................................................. 1
Lời nhận xét của giáo viên......................................................................... 2
Lời nhận xét của hội đồng......................................................................... 3
Mục lục........................................................................................................ 4
Phần I: Phân tích chi tiết gia công.............................................................. 5
Phần II: : Thiết lập quy trình công nghệ gia công cơ............................. 16
Phần III: Biện luận quy trình công nghệ................................................. 17
Phần IV: Tính toán và thiết kế đồ gá...................................................... 35
Phần V: Kết luận...................................................................................... 41
Phần VI: Tài liệu tham khảo.................................................................... 42
................................................................................................................... 43
Phần 1. PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG Ủ CẦN SỐ
- Phân tích
1.1. Công dụng và điều kiện làm việc của ủ cần số
- Ủ cần số có công dụng thay dổi chế độ làm việc của máy …nhiệm vụ là thay đổi trảng thái làm việc của máy. Ủ còn có mục đích kết nối cần số với máy …
- Điều kiện làm việc trong trạng thái ít lực tác dụng.
1.2. Phân tích vật liệu chế tạo ủ cần số
- Ủ cần số làm việc trong môi trường tương đối ổn không chịu va đập mạnh nên được chế tạo bằng vật liệu là .
- Nắp làm việc trong môi trường tương đối ổn không chịu va đập mạnh nên được chế tạo bằng vật liệu thép CT3.
Dựa vào phân loại thép theo tiêu chuẩn NGA thì thép CT3 là thép có kết cấu chất lượng bình thường, hàm lượng cacbon vào khoảng : 0,14-0,22%
Ngoài ra trong thành phần CT3 có:
Si= 0,05-0,17 %
Mn = 0,4- 0,65%
Mi = 0,3%
S 0,05%
P 0,04%
Cr 0,3%
Cu 0,3%
As 0,08%
Tính hàn dược là không giới hạn, không nhảy cảm với độ nhảy điểm trắng, khong có khuynh hướng giòn.
=> Dùng thép CT3 để chế tạo ủ cần số là hợp lý
- Ủ cần số có những kích thước bề mặt đáng quan tâm là mặt lỗ Ø16 cần gia công đạt độ nhám là Ra=2.5.
1.3. Phân tích kết cấu, hình dạng của ủ cần số
- Ủ cần số có kết cấu,hình dạng đơn giản.
- Ủ thuộc dạng điển hình là dạng trục ngắn.
1.4. Phân tích độ chính xác gia công
1.4.1. Độ chính xác của kích thước
1.4.1.1 Đối với các kích thước có chỉ dẩn dung sai
- Kích thước Ø
+ Kích thước danh nghĩa DN=16
+ Sai lệch trên ES=+0,018
+ Sai lệch dưới EI= 0
+ Dung sai kích ITD=0,018+0=0,018
+ Tra bảng 1.4 trang 4 sách BTDSLG
+ Độ chính xác về kích thước đạt cấp chính xác 7
+ Miền dung sai kích thước trục H7 : vậy Ø => Ø16H7
1.4.1.2 Những kích thước không chỉ dẩn dung sai
- Các kích thước không chỉ dẩn dung sai sau đây giới hạn bởi 2 bề mặt gia công nên có cấp chính xác 12
+ Kích thước lỗ 41 cấp chính xác 12. TheoTCVN tra bảng 1.4 trang 4 sách BTDSLG ta được IT = 0,25mm
Kích thước đầy đủ là 41
+ Kích thước lỗ 38 cấp chính xác 12 .Theo TCVN tra bảng 1.4 trang 4 sách BTDSLG ta được IT = 0,2mm
Kích thước đầy đủ 380.125
+ Kích thước lỗ 32 cấp chính xác 12. Theo TCVN tra bảng 1.4 trang 4 sách BTDSLG ta được IT = 0,25 mm
Kích thước đầy đủ 320.125
+ Kích thước 30 cấp chính xác 12. Theo TCVN tra bảng 1.4 trang 4 sách BTDSLG ta được IT= 0,25 mm
Kích thước đầy đủ 300.125
+ Kích thước 21 cấp chính xác 12 .Theo TCVN tra bảng 1.4 trang 4 sách BTDSLG ta được IT = 0,21 mm
Kích thước đầy đủ 210,105
+ Kích thước 5 cấp chính xác 12 .Theo TCVN tra bảng 1.4 trang 4 sách BTDSLG ta được IT = 0,12 mm
Kích thước đầy đủ
+ Kích thước 4 cấp chính xác 12 .Theo TCVN tra bảng 1.4 trang 4 sách BTDSLG ta được IT = 0,12 mm
Kích thước đầy đủ 40,06
- Các kích thước không chỉ dẫn dung sai sau đây giới hạn bởi 2 bề mặt không gia công nên có CCX 16
+ Kích thước Ø42 có cấp chính xác 16. Theo TCVN tra bảng 1.4 sách BTDSLG ta được IT = 1,6 mm
+ Kích thước Ø28 có cấp chính xác 16. Theo TCVN tra bảng 1.4 sách BTDSLG ta được IT = 1,3 mm
1.4.2. Độ chính xác về hình dáng hình học
- Dung sai độ vuông góc giữa mặt lỗ Ø16 và mặt B ≤0,03.
1.4.3. Chất lượng bề mặt ( độ nhám)
- Kích thước lỗ Ø có yêu cầu độ nhám bề mặt là Ra = 2.5, cấp độ nhám cấp 6.
- Các kích thước còn lại Ø38,41, 32, 30, 21, 5, 4, có yêu cầu độ nhám Rz = 40 cấp độ nhám là cấp 4.
- Kích thước Ø42, Ø28 không gia công, không yêu cầu độ nhám nên có độ nhám là Rz= 160 cấp độ nhám là cấp 2.
1.5 Xác định sản lượng năm
Cách 1: Chia chi tiết ra thành nhiều hình hộp cơ bản rồi tính thể tích của từng hình đó. Sau đó, cộng hay trừ các thể tích của các hình lại với nhau ta được thể tích chi tiết cần xác định. Tiếp theo ta lấy thể tích đó nhân với khối lượng riêng của chi tiết là xác định được khối lượng của chi tiết.
Cách 2: Khối lượng chi tiếtđược xác định trên phần mềm.
Trong đồ án này, khối lượng chi tiết được xác định theo cách 2. Sau khi thiết kế và vẽ chi tiết trên phần mềm Creo 3.0 ta xác định được thể tích của chi tiết là V= 55354,476 =55,354 .
Vì đây là chi tiết được làm từ thép CT3 nên có khối lượng riêng
ᵞ =7850 kg/ = 7.85 gram/ .
=ᵞ = 55,354.7,85 = 434,5 gram = 0,434 kg.
Dựa vào dạng sản xuất hàng loạt vừa và khối lượng của chi tiết tra bảng 1.8 trang 8 sách Giáo trình CNCTM1 => Sản lượng hàng năm của chi tiết là 500-5000 chiếc. 2:Chọn phôi, phương pháp chế tạo phôi và xác định lượng dư gia công
2.1. Chọn phôi.
- Trong cơ khí người ta thường dùng những loại phôi sau:
2.1.1. 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 lí vì gang xám có tính giòn nên khi rèn làm cho chi tiết dễ bị hiện tượng nứt nẻ.
- Dùng trong sản xuất nhỏ và chi tiết không quá phức tạp.
Là phưong pháp gia công áp lực mà kim loại biến dạng không bị khống chế bởi một mặt nào khác ngoài bề mặt tiếp xúc giữa phôi kim loại với dụng cụ gia công (búa và đe). duới tác động của lực P do búa gây ra và phản lực N từ đe, khối kim loại biến dạng, sự biến dạng chỉ bị khống chế bởi 2 mặt trên và dưới, còn các mặt xung quanh hoàn toàn tự do.
- Đặc điểm:
• Độ chính xác, độ bóng bề mặt của chi tiết ko cao,năng suất thấp ,chất luợng và tính chất kim loại từng phần của chi tiết khó đảm bảo giống nhau nên chỉ gia công các chi tiết đơn giản hay các bề mặt ko định hình
• Chất luợng sản phẩm phụ thuộc vào tay nghề của công nhân ,thiết bị và dụng cụ rèn tự do đơn giản
• Rèn tự do đc dùng rộng rãi trong sản xuất đơn chiếc hay hàng loạt nhỏ. Chủ yếu dùng cho sửa chữa và thay thế
2.1.2. Phôi cán
- Thường dùng để chế tạo con lăn, chi tiết kẹp chặt, các loại trục, xilanh, pitton bạc, bánh răng có đường kính nhỏ,…
- Về cơ tính phôi cán kém hơn so với phôi rèn và phôi dập.
- Phôi cán dùng trong sản xuất loạt lớn, hình dạng cho tiết đơn giản.
Có 2 loại: cán nóng và cán nguội.
+ Cán nóng có ưu điểm: Tính dẻo của kim loại cao nên dễ biến dạng, năng suất cao, nhưng chất lượng bề mặt kém vì còn tồn tại vảy sắt trên mặt phôi khi nung. Vì vậy cán nóng dùng cán phôi, cán thô, cán tấm dày, cán thép hợp kim.
+ Cán nguội thì nguợc lại chất luợng bề mặt tốt hơn song khó biến dạng nên chỉ dùng cán tinh, cán tấm mỏng,dải hoặc kim loại mềm.
2.1.3. 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 hợp với những chi tiết có vật liệu là gang (tính đúc tốt) vì có những đặc điểm như sau:
+Lượng dư phân bố đều
+ Tiết kiệm được vật liệu
+ Giá thành rẻ, được dùng phổ biến
+ 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.
Ưu điểm phôi đúc:
Phương pháp đúc có thể đúc được các loại vật liệu khác nhau, thường là gang, thép, kim loại màu và hợp kim của chúng với khối lượng từ vài gram đến hàng trăm tấn.
Chế tạo được những hình dạng kết cấu rất phức tạp như thân máy công cụ, vỏ động cơ mà các phương pháp khác chế tạo khó khăn hoặc không chế tạo được.
Độ chính xác về hình dạng kích thước và độ bóng không cao (có thể đạt được cao khi thực hiện phương pháp đúc chính xác. Độ chính xác khoảng 0,00mm và độ nhẵn 1,25)
•Có thể đúc nhiều kim loại khác nhau trong một vật đúc
•Có khả năng cơ khí hóa và tự động hóa.
•Giá thành chế tạo vật đúc rẽ vì vốn đầu tư ít, tính chất sản xuất linh hoạt, năng suất cao.
+Nhược điểm phôi đúc:
•Tốn kim loại cho hệ thống rót
•Có nhiều khuyết tật( thiếu hụt, lỗ khí) làm tỷ lệ phế phẩm khá cao.
•Kiểm tra khuyết tật bên trong vật đúc đòi hỏi thiết bị phải hiện đại.
*Kết luận : Từ điều kiện sản xuất là loạt vừa, vật liệu chế tạo là GX15-32 và những phương pháp chế tạo phôi đã phân tích trên => ta chọn phôi đúc là phù hợp nhất.
2.2. Phương pháp chế tạo phôi
- Trong đúc phôi có những phưng pháp sau:
2.2.1. Đúc trong khuôn cát mẫu gỗ
- Chất lượng bề mặt vật đúc không cao, giá thành tương đối thấp,trang thiết bị đơn giản, thích hợp cho sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ.
=> Phương pháp này cho năng suất trung bình, chất lượng bề mặt không cao, gây khó khăn cho các bước gia công tiếp theo.
2.2.2. Đúc trong khuôn cát mẫu kim loại
•Ưu điểm
Vật liệu làm khuôn co sẵn, rẻ tiền có thể chế tạo cá chi tiết có kích thước từ nhỏ đến rất lớn, có thể tạo được vật đúc có hình dáng phức tạp , tính chất sản xuất linh hoạt cho năng suất cao.
•Nhược điểm
-Tỷ lệ phế phẩm còn cao, chất lượng vật đúc khó ổn định, khó kiểm tra khuyết tật, độ bóng bề mặt chưa cao, độ chinh xác kích thước thấp.
-Làm khuôn bằng tay : áp dụng cho việc đúc với dạng sản xuất đơn chiếc hay những chi tiết có kích thước lớn độ chính xác và năng xuất phụ thuộc vào tay nghề người thợ đúc.
- Nếu công việc làm khuôn được thực hiện bằng máy thì có cấp chính xác khá cao, giá thành cao hơn so với vật đúc trong khuôn cát mẫu gỗ vì giá thành tạo khuôn không cao.
=> Chất lượng bề mặt tốt hơn phương pháp đúc trong khuôn cát mẫu gỗ, đúc được các chi tiết có hình dạng phức tạp, năng suất phù hợp với dạng sản xuất hàng loạt vừa và loạt lớn.
2.2.3. Đúc trong khuôn kim loại.
- Độ chính xác cao nhưng giá thành cao thiết bị đầu tư lớn. Phôi có hình dáng gần giống với chi tiết nên lượng dư nhỏ, tiết kiệm được vật liệu nhưng giá thành sản phẩm cao.
=>Phương pháp này cho năng suất cao, đặc tính kĩ thuật của chi tiết tốt nhưng giá thành sản phẩm cao. Loại này phù hợp với dạng sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối. Thường dùng cho hợp kim.
2.2.4. Đúc ly tâm.
- Loại này chỉ phù hợp với chi tiết có dạng tròn xoay, đặc biệt là hình ống, hình xuyến.
2.2.5. Đúc áp lực.
- Dùng áp lực lớn để điền đầy kim loại trong lồng khuôn.
- Hợp kim đúc áp lực thường là hợp kim thiếc, chì, kẽm, Mg, Al, Cu.
- Phương pháp này chỉ thích hợp cho chi tiết có yêu cầu kĩ thuật cao, đô phức tạp cao như vỏ bơm xăng dầu, nắp buồng ép, van dẫn khí….
- Trang thiết bị đắt nên giá thành sản phẩm cao. Đặc tính kĩ thuật tốt nhưng đối với dạng sản xuất hàng loạt vừa thì hiệu quả kinh tế không cao.
2.2.6. Đúc trong vỏ mỏng.
- Là dạng đúc trong khuôn cát nhưng thành khuôn mỏng 6-8 mm.
- Có thể đúc được gang, thép, kim loại màu như khuôn cát khối lượng vật đúc đến 100kg.
- 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, chức năng, điều kiện làm việc, sản lượng hàng năm của chi tiết => ta chọn phương pháp chế tạo phôi là phôi đúc trong khuôn cát bằng mẫu kim loại làm khuôn bằng máy.
- Phôi đúc đạt cấp chính xác là II
- Độ nhám bề mặt là Rz = 80μm
*Bản vẽ sơ đồ chế tạo phôi.
2.3. Xác định lượng dư
-Tra bảng 5.7 trang 91 sách GTCNCTM1 ta có
+ Bề mặt 41. Kích thước lớn nhất của vật đúc là 41. Kích thước danh nghĩa của bề mặt cần tra là 41=> Lượng dư gia công mặt bên là 2,5±0.5.
+ Bề mặt 32 Kích thước lớn nhất của vật đúc là 41. Kích thước danh nghĩa của bề mặt cần tra là 32 => Lượng dư gia công bên 2,5 ±0.5.
++ Bề mặt 3 Kích thước lớn nhất của vật đúc là 41. Kích thước danh nghĩa của bề mặt cần tra là 30 => Lượng dư gia công trên 3,5 ±0.5.
+ Lỗ Ø16 và Ø10 đúc đặc.
+ Kích thước còn lại không gia công lấy bằng bản vẽ chi tiết.
2.4. Tính hệ số sử dụng vật liệu.
- Hệ số sử dụng vật liệu : K =
+ Mct = 0,6kg
+ Mph = Vph * γ
. Vphần đặc = 3,14*50,52 *21,5= 172167,3775 mm3
. Vphần rỗng = 3,14*112 * 20,5 = 7788,77 mm3
ðVph = Vphần đặc - Vphần rỗng = 172167,3775 – 7788,77 = 164378,6075 mm3 =0,1643786075 dm3
ðMph = 0,1643786075* 7,6 = 1,2 kg
ðHệ số sử dụng vật liệu là K = = = 0,5
Phần 2 : THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CƠ
....................
Phần 3: BIỆN LUẬN QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CƠ
1 Lập tiến trình nguyên công.
vNguyên công I : Chuẩn bị phôi
Bước 1 : Làm sạch phôi
- Làm sạch cát trên bề mặt phôi.
- Cắt bỏ phần thừa, đậu ngót, đậu rót.
Bước 2 : Kiểm tra phôi
- Kiểm tra khuyết tật phôi.
- Kiểm tra kích thước.
- Kiểm tra hình dáng.
Bước 3 : Ủ phôi
vNguyên công II : Phay thô mặt B
- Chọn chuẩn gia công
- Mặt A định vị 3 bậc tự do - Chọn máy
Máy phay 6H12,có các thông số cơ bản của máy như sau :
- Bề mặt làm việc của bàn (mm2) 320x1250
- Công suất động cơ 7 kW
- Hiệu suất máy η= 0,75
- Lực lớn nhất cho phép theo cơ cấu tiến của máy 1500 KG - Chọn dao
- Dao phay mặt đầu răng chắp gắn mảnh hợp kim cứng T15K6 .(Tra sổ tay CNCTM1 GS.TS Nguyễn Đắc Lộc bảng 4.95/371) - Đồ gá chuyên dùng
- Dụng cụ đo : thước cặp 1/50
- Chọn chế độ cắt.
+Phay thô mặt B
a)Chiều sâu cắt : t=h=2.5
b)Bước tiến S :Tra bảng (6-5)/124 Chế độ cắt gia công cơ khí ta có, S=(0,12-0,15), lấy S=0,12 mm/răng
c)Vận tốc cắt V
V= .Kv
Theo bảng 1.5/119 Chế độ cắt gia công cơ khí
Cv = 322, qv = 0.2, xv = 0.1, yv = 0.4, uv = 0.2 , pv =0, m=0.2
Tra bảng 2.5/122 : T=180 phút
Bảng 2.1/15 : Kmv = 1
Bảng 7.1/17 : Knv = 1
Bảng 8.1/17 : Kuv = 1
Do đó Kv = 1
Thay vào ta có V= .1 = 278 m/ph
Số vòng quay trong 1 phút của dao
n= = = 885 vòng/phút
Tra thuyết minh máy chọn n= 750 v/ph
Vt = = 235,5 m/ph
d)Thời gian gia công
To = = = 1,6 phút
vNguyên công III : Phay thô mặt A
- Chọn chuẩn gia công
- Mặt B định vị 3 bậc tự do - Chọn máy
Máy phay 6H12,có các thông số cơ bản của máy như sau :
- Bề mặt làm việc của bàn (mm2) 320x1250
- Công suất động cơ 7 kW
- Hiệu suất máy η= 0,75
- Lực lớn nhất cho phép theo cơ cấu tiến của máy 1500 KG - Chọn dao
- Dao phay mặt đầu răng chắp gắn mảnh hợp kim cứng T15K6 .(Tra sổ tay CNCTM1 GS.TS Nguyễn Đắc Lộc bảng 4.95/371) - Đồ gá chuyên dùng
- Dụng cụ đo : thước cặp 1/50
v Chọn chế độ cắt.
+Phay thô mặt A
a)Chiều sâu cắt : t=h=2.5
b)Bước tiến S :Tra bảng (6-5)/124 Chế độ cắt gia công cơ khí ta có, S=(0,12-0,15), lấy S=0,12 mm/răng
c)Vận tốc cắt V
V= .Kv
Theo bảng 1.5/119 Chế độ cắt gia công cơ khí
Cv = 322, qv = 0.2, xv = 0.1, yv = 0.4, uv = 0.2 , pv =0, m=0.2
Tra bảng 2.5/122 : T=180 phút
Bảng 2.1/15 : Kmv = 1
Bảng 7.1/17 : Knv = 1
Bảng 8.1/17 : Kuv = 1
Do đó Kv = 1
Thay vào ta có V= .1 = 278 m/ph
Số vòng quay trong 1 phút của dao
n= = = 885 vòng/phút
Tra thuyết minh máy chọn n= 750 v/ph
Vt = = 235,5 m/ph
d)Thời gian gia công
To = = = 1,6 phút
Nguyên công IV :Khoan, khoét,doa lỗ Ø
..............................
- Sai số chuẩn εc = 0 (chuẩn định vị trùng gốc kích thước).
- Sai số kẹp chặt εk = 100 µm = 0.1 (bảng 23, sách thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy)
- Sai số mòn: εm là sai số mòn do các phần tử gá đặt và dẫn hướng của đồ gá bị mòn. εm = β× β = 0.1-0.5 µm
N = 5000 số lượng sản xuất chi tiết trong năm
εm = 0.52×= 36 µm = 0.036 mm
- εđc sai số điều chỉnh trong quá trình lắp ráp và điều chỉnh đồ gá trong thực tế εđc = 5 ÷ 10µm ta lấy εđc = 10 µm = 0.01 mm
- sai số gá đặt εgđ = (δ dung sai nguyên công)
εgđ = = 0.014mm
Sai số của đồ gá là:
εct = =
= 0.102 mm
4. Hướng dẫn sự dụng và bảo quản đồ gá
* Hướng dẫn sử dụng
- Cách lắp chi tiết : Lấy đai ốc số 7 ra khỏi bulong số 8 sau đó lấy vòng đệm ra rồi đặt chi tiết gia công số 5 vào, chi tiết được định vị bởi bản đỡ hình vành khăn ,1 chốt trụ côn ngắn. Đặt chi tiết gia công vào xong ta lắp vòng đệm lên và xiết đai ốc 7 lại và tiến hành gia công.
- Tháo chi tiết : Sau khi gia công xong ta vặn đai ốc7 ra khỏi bulong lấy vòng đệm ra sau đó lấy chi tiết đã gia công xong ra và đặt chi tiết mới vào rồi lắp vòng đệm lên xiết đai ốc 7 lại kẹp chặt chi tiết và bắt đầu gia công.
* Cách bảo quản đồ gá
- Khi sử dụng đồ gá thao tác phải nhẹ nhàng, đặt và lấy chi tiết phải cẩn thận tránh làm biến dạng các chi tiết định vị. Sau khi sử dụng xong phải lau chùi, vệ sinh và tra dầu bảo quản.
