ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GIA CÔNG CHI TIẾT CỤM XẢ CẶN THÙNG NHIÊN LIỆU TRƯỜNG QUÂN SỰ
NỘI DUNG ĐỒ ÁN
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GIA CÔNG CHI TIẾT CỤM XẢ CẶN THÙNG NHIÊN LIỆU TRƯỜNG QUÂN SỰ
KHOA CƠ KHÍ CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
BỘ MÔN CHẾ TẠO MÁY ĐỘC LẬP - TỰ DO-HẠNH PHÚC
--------@@@------- --------@@@--------
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN
CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY
Họ và tên: Lớp: Xe máy công binh Khoá:
- Tên đồ án: Thiết kế qui trình công nghệ gia công chi tiết “Cụm xả cặn thùng nhiên liệu”
- Các số liệu ban đầu:
- Bản vẽ chi tiết số : 044
- Trang thiết bị công nghệ: Tự chọn
- Dạng sản xuất : Hàng loạt.
3. Nội dung bản thuyết minh
LỜI NÓI ĐẦU
I . PHÂN TÍCH SẢN PHẨM.
II.XÁC ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI
III. TIẾN TRÌNH CÔNG NGHỆ.
IV . THIẾT KẾ NGUYÊN CÔNG
- Thiết kế tiến trình công nghệ.
- Thiết kế nguyên công.
- Tra lượng dư gia công cho các bề mặt.
- Tra chế độ cắt cho các bề mặt.
V . TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ ĐỒ GÁ
- Thiết kế đồ gá cho nguyên công: Khoan, khoét, doa 4 lỗ .
VI.KẾT LUẬN
TÀI LIỆU THAM KHẢO
4. Bản vẽ
01 Bản vẽ chi tiết đã điều chỉnh (khổ A3)
01 bản vẽ chi tiết lồng phôi (khổ A3)
01 bản vẽ nguyên công (khổ A0)
01 bản vẽ lắp đồ gá (khổ A1)
5. Tài liệu khác
01 Tập phiếu công nghệ
LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay, một trong những vấn đề quan trọng cần giải quyết là nâng cao hiệu quả kinh tế của quá trình sản xuất nói chung, sản xuất cơ khí nói riêng. Trước sự phát triển mạnh của nền kinh tề đất nước, xu thế phát triển của khoa học kỹ thuật nhất là trong các ngành cơ khí chế tạo máy đòi hỏi những kỹ sư cơ khí phải có kiến thức toàn diện, đủ khả năng đảm nhiệm thiết kế chế tạo các sản phẩm cơ khí đạt yêu cầu kỹ thuật cao trong điều kiện sản xuất trong nước với giá thành chế tạo hợp lý nhất.
Để được như vậy ngay từ khi ngồi trên ghế nhà trường, các học viên, sinh viên chuyên ngành cơ khí phải được trang bị những kiến thức cơ bản về chế tạo máy cũng như các kiến thức cơ sở ngành khác. Môn học “Công nghệ chế tạo máy” là môn học như vậy. Một trong những môn học chuyên ngành có vai trò rất quan trọng trong chương trình đào tạo kỹ sư cơ khí, nó trang bị cho học viên những kiến thức cần thiết để thiết kế, chế tạo các sản phẩm cơ khí bằng việc vận dụng và tổng hợp các kiến thức của các môn học cơ sở: Nguyên lý máy, Chi tiết máy, Dung sai, Công nghệ kim loại, Vẽ kỹ thuật…
Học đi đôi với hành, để học tốt hơn môn học, biết vận dụng kiến thức giải quyết một nhiệm vụ thiết kế chi tiết máy, cần thiết phải thực hiện đồ án thiết kê môn học. Với chủ chương đó em được giao đồ án với nhiệm vụ: “Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết số 044-Cụm xả cặn thùng nhiên liệu".
Trong quá trình làm đồ án, tôi đã được sự giúp đỡ tận tình của các thầy trong bộ môn đặc biệt là thầy Vũ Hữu Nam, cùng với những nỗ lực của bản thân tôi đã cơ bản hoàn thành các nhiệm vụ của đồ án yêu cầu. Tuy nhiên, do năng lực và kinh nghiệm thực tiễn còn nhiều hạn chế nên không tránh khỏi những thiếu sót nhất định. Kính mong được các thầy chỉ bảo để tôi khắc phục những hạn chế, sửa chữa những sai sót và tích
PHẦN I. PHÂN TÍCH CHI TIẾT
Chi tiết số 044 thuộc dạng trục có lỗ thông ở giữa.
Hình dáng chi tiết khá phức tạp, một đầu hình bán cầu, một đầu hình lục giác đều dạng đai ốc, đoạn giữa là đoạn trụ có đường kính nhở hơn kích thước hai đoạn bên.
Đường kính lỗ thông ở giữa chi tiết không bằng nhau trên suốt chiều dài trục, một đầu lỗ có đường kính F31,5 còn một đầu lỗ có đường kính F65.
Đoạn lỗ có đường kính F31,5 là đoạn lỗ trơn có yêu cầu cấp độ nhám cao (cấp 8, Ra = 0,63) nên cần qua gia công mài nghiền mới đảm bảo yêu cầu.
Đoạn lỗ có đường kính F65 có làm ren M65 x 1,5 trên phần lớn chiều dài lỗ, bề mặt này không yêu cầu cao về độ chính xác.
Đặc biệt bề mặt bán cầu yêu cầu cấp độ nhám cao (cấp 9, Ra = 0,32) cần phải qua gia công mài nghiền mới đạt yêu cầu.
Như vậy có thể thấy chi tiết yêu cầu cấp độ nhám cao ở bề mặt bán cầu và các bề mặt lỗ đường kính F18 và F31,5. Các bề mặt còn lại yêu cầu độ chính xác không cao lắm (Rz 20).
Ngoài ra cần đảm bảo vị trí tương quan giữa đường tâm các lỗ F18 với bề mặt phẳng của đầu hình đai ốc và giữa đường tâm các lỗ này với nhau.
Những yêu cầu kỹ thuật của chi tiết là:
- Nhiệt luyện đạt HRC 42… 45.
- Vê tròn cạnh sắc.
- -Rà mặt cầu lồi với mặt cầu lõm của cối.
PHẦN II. CHỌN PHÔI VÀ PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI.
1. Chọn phôi.
Chi tiết có dạng trục dài 226,5mm, có hình dáng bên ngoài khá phức tạp như đã phân tích.
Để thuận tiện trong quá trính gá đặt và gia công chi tiết ta không nên tạo các mặt phẳng ở đầu giống đai ốc ngay trong quá trình tao phôi.
Phần bán cầu cũng không nên tạo ngay trong quá trình tạo phôi mà để quá trình gia công cắt gọt sau này làm việc đó.
Lỗ thông ở giữa chi tiết có đường kính lớn là F65 và đường kính nhỏ là F31,5. Các đường kính này đều khá lớn nên ta có thể tạo sẵn lỗ từ khi tạo phôi.
Bốn lỗ F18 có đường tâm vuông góc với đường tâm chi tiết cũng không nên tạo sẵn từ khi tạo phôi mà để quá trính gia công cắt gọt tạo ra chúng.
Đoạn trụ giữa có đường kính chênh lệch không lớn so với đoạn đầu bán cầu nên khi tạo phôi ta không nên làm thành đoạn trụ bậc giữa chúng mà lấy đường kính đoạn đầu bán cầu làm đường kính chung cho cả 2 đoạn.
Đoạn lỗ có ren M65 x 1,5 cũng dùng phương pháp gia công cắt gọt để chế tạo ren mà không tạo sẵn từ khi tạo phôi.
Như vậy phôi sẽ có hình trụ tròn xoay có 2 bậc, có lỗ thông ở giữa đường kính lỗ thay đổi (cũng là lỗ bậc).
Hình 1: Hình vẽ dạng phôi
2. Chọn phương pháp tạo phôi.
Có một số phương pháp tạo phôi thông dụng như:
+ Đúc
+ Phôi cán nóng
+ Rèn tự do hoặc rèn tự do trong khuôn đơn giản
+ Dập nóng trên máy dập hoặc ép trên máy ép
+ Rèn trên máy rèn ngang
Để có thể chọn được phương pháp tạo phôi hợp lý ta đi xem xét ưu nhược điểm của từng phương pháp.
2.1. Phôi đúc.
a) Phôi đúc trong khuôn cát :
- Ưu điểm :
- Đúc được các loại vật liệu khác nhau có khối lượng từ vài chục gam đến vài chục tấn.
- Đúc được 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 hoá và tự động hoá.
- Nhược điểm :
- 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 xỉ, chất lượng bề mặt vật đúc thấp.
b)Phôi đúc trong khuôn kim loại :
- Ưu điểm :
- Độ chính xác về hình dạng và kích thước cao.
- Tổ chức vật đúc mịn chặt, chất lượng bề mặt vật đúc cao.
- Dễ cơ khí hoá và tự động hoá, năng suất cao.
- Nhược điểm :
- Khối lượng vật đúc hạn chế.
- Khó chế tạo được các vật đúc có hình dạng phức tạp và có thành mỏng.
- Bề mặt chi tiết dễ bị biến cứng cho nên sau khi đúc thường phải ủ để chuẩn bị cho gia công cơ tiếp theo.
- áp dụng :
Thường áp dụng trong sản xuất hàng loạt và hàng khối .
2.2. Phôi rèn tự do.
- Ưu điểm :
- Phương pháp gia công có tính linh hoạt cao, phạm vi gia công rộng (có thể gia công được vật nhỏ từ vài gam đến hàng trăm tấn).
- Có khả năng biến tổ chức hạt thành tổ chức thớ phức tạp, do đó làm tăng khả năng chịu tải trọng của vật liệu.
- Thiết bị đơn giản, vốn đầu tư ít.
- Nhược điểm :
- Độ chính xác về kích thước và hình dạng thấp, do đó để lại lượng dư gia công cắt gọt lớn, chi phí gia công cơ tăng, hệ số sử dụng vật liệu K thấp do đó hiệu quả kinh tế không cao.
- Chất lượng giữa các phần của phôi và giữa các phôi không đồng đều và phụ thuộc vào tay nghề công nhân.
- Năng suất thấp .
- áp dụng :
Rèn tự do thường được áp dụng rộng rãi trong sản xuất đơn chiếc, trong công nghiệp sửa chữa của tất cả các ngành chế tạo thiết bị, đặc biệt trong các ngành chế tạo tàu thuỷ, tàu hoả. Khi chi tiết lớn và chịu tải trọng phức tạp thì hợp lí nhất là chế tạo phôi bằng phương pháp rèn tự do.
2.3 Phôi dập thể tích.
- Ưu điểm :
- Có độ chính xác về hình dạng, kích thước và chất lượng bề mặt cao.
- Hầu như kim loại bị biến dạng ở trạng thái ứng suất khối nên tính dẻo cao hơn, do đó biến dạng triệt để, chế tạo được các phôi có hình dạng phức tạp.
- Hệ số sử dụng vật liệu cao hơn so với rèn tự do.
- Nhược điểm :
- Thiết bị cần có công suất lớn.
- Không thể chế tạo phôi lớn.
- Chi phí chế tạo khuôn lớn.
- áp dụng :
Thường áp dụng trong sản xuất hàng loạt và hàng khối .
2.4. Phôi cán (phôi thanh)
-Ưu điểm :
- Chi phí gia công chế tạo phôi thấp .
- Phôi cán có hình dạng, kích thước đạt độ chính xác cao, chất lượng bề mặt cao thành phần hoá học ổn định hơn so với phôi đúc.
- Năng suất tạo phôi rất cao .
- Nhược điểm :
- Hệ số sử dụng vật liệu thấp.
- Chỉ dùng để chế tạo các chi tiết nhỏ.
- áp dụng :
Thường sử dụng trong sản xuất đơn chiếc hoặc dùng trong sản xuất hàng loạt với điều kiện hình dạng, kích thước tiết diện ngang của phôi gần giống với tiết diện ngang của chi tiết.
Lựa chọn phương pháp tạo phôi.
Với những phân tích và lựa chọn hình dáng phôi như ở phần trên, căn cứ vào hình dáng phôi có dạng tròn xoay, kích thước phôi (dài nhất khoảng 230mm, đường kính lớn nhất khoảng 140mm), dạng sản xuất là loạt vừa, chi tiết thuộc cụm xả thùng nhiên liệu nên điều kiện làm việc không quá khắc nghiệt, không đòi hỏi cơ tính và tổ chức vật liệu của phôi quá cao. Kết hợp với những phân tích đánh giá về ưu nhược điểm của từng phương pháp tạo phôi ở trên ta nhận thấy trong trường hợp này tạo phôi bằng phương pháp đúc trong khuôn cát là hợp lí nhất.
PHẦN III. TIẾN TRÌNH CÔNG NGHỆ.
Căn cứ vào hình dạng và yêu cầu kỹ thuật của chi tiết ta có thứ tự các nguyên công được phân chia như sau:
- Nguyên công 1: Tiện thô đầu có đường kính lớn (tiện trong + tiện ngoài) vát mặt đầu đầu lớn.
- Nguyên công 2: Tiện thô đầu có đường kính nhỏ (tiện trong + tiện ngoài) vát mặt đầu đầu nhỏ.
- Nguyên công 3: Tiện thô, tiện tinh đoạn trụ giữa.
- Nguyên công 4: Móc rãnh thoát dao, tiện ren M65 x 1,5.
- Nguyên công 5: Tiện tinh mặt trụ trong F31,5.
- Nguyên công 6: Khoan, khoét, doa 4 lỗ F18.
- Nguyên công 7: Tiện thô, tinh đầu bán cầu.
- Nguyên công 8: Phay các mặt lục giác.
- Nguyên công 9: Nhiệt luyện.
- Nguyên công 10: Kiểm tra.
- Nguyên công 11: Mài nghiền 4 lỗ F18.
- Nguyên công 12: Mài nghiền mặt trụ trong F31,5.
- Nguyên công 13: Mài tròn ngoài mặt bán cầu.
PHẦN IV: THIẾT KẾ NGUYÊN CÔNG
A. Thiết kế nguyên công công nghệ.
1. Nguyên công 1: Tiện thô đầu có đường kính lớn (tiện trong + tiện ngoài) vát mặt đầu đầu lớn.
+ Chọn máy. Chọn máy tiện 1K62.
+ Xác định cấu trúc nguyên công.
Nguyên công được thực hiện trong một lần gá và được chia làm 4 bước:
- Bước 1: Tiện thô mặt ngoài.
- Bước 2: Vát mép thứ nhất.
- Bước 3: Vát mép còn lại.
- Bước 4: Tiện thô mặt trong.
- Bước 5: Tiện mặt đầu.
+ Lập sơ đồ định vị và kẹp chặt.
Đầu nhỏ của chi tiết được cặp trên mâm cặp 3 trấu ngược với 4 bậc tự do trên mặt trụ và 1 bậc tự do ở mặt đầu. Như vậy chi tiết được định vị 5 bậc tự do, còn bậc tự do thứ 6 là quay quanh tâm chi tiết ta không cần định vị.
Hình 2: Sơ đồ gá đặt và kẹp chặt:
+ Chọn trang bị công nghệ: Chọn dao tiện bằng hợp kim T15K6
2. Nguyên công 2: Tiện thô đầu có đường kính nhỏ (tiện trong + tiện ngoài), vát mặt đầu đầu nhỏ.
+ Chọn máy. Chọn máy tiện 1K62.
+ Xác định cấu trúc nguyên công.
Nguyên công được thực hiện trong một lần gá và chia làm 2 bước;
- Bước 1: Tiện mặt đầu.
- Bước 2: Tiện thô mặt ngoài.
- Bước 3: Tiện thô mặt trong.
- Bước 4: Vát cạnh.
+ Lập sơ đồ định vị và kẹp chặt.
Đầu lớn của chi tiết được cặp trên mâm cặp 3 trấu ngược với 4 bậc tự do trên mặt trụ và 1 bậc tự do ở mặt đầu. Như vậy chi tiết được định vị 5 bậc tự do, còn bậc tự do thứ 6 là quay quanh tâm chi tiết ta không cần định vị.
Hình 3: Sơ đồ gá đặt và kẹp chặt:
+ Chọn trang bị công nghệ: Chọn dao tiện T15K6
3. Nguyên công 3: Tiện thô, tinh đoạn trụ giữa.
+ Chọn máy. Chọn máy tiện 1K62.
+ Xác định cấu trúc nguyên công.
Nguyên công được thực hiện trong một lần gá và được thực hiện qua 3 bước.
- Bước 1: Tiện thô.
- Bước 2: Tiện tinh
- Bước 3: Tiện hai mép
+ Lập sơ đồ định vị và kẹp chặt.
Đầu lớn của chi tiết được cặp trên mâm cặp 3 trấu ngược với 4 bậc tự do trên mặt trụ và 1 bậc tự do ở mặt đầu. Như vậy chi tiết được định vị 5 bậc tự do, còn bậc tự do thứ 6 là quay quanh tâm chi tiết ta không cần định vị.
Hình 4: Sơ đồ gá đặt và kẹp chặt:
+ Chọn trang bị công nghệ: Chọn dao tiện T15K6
4. Nguyên công 4: Móc rãnh thoát dao, tiện ren M65 x 1,5.
+ Chọn máy. Chọn máy tiện 1K62.
+ Xác định cấu trúc nguyên công.
Nguyên công được thực hiện trong 1 lần gá và được chia làm 2 bước.
- Bước 1: Móc rãnh thoát dao.
- Bước 2: Tiện thô.
- Bước 3: Tiện tinh.
+ Lập sơ đồ định vị và kẹp chặt.
Đầu lớn của chi tiết được cặp trên mâm cặp 3 trấu ngược với 4 bậc tự do trên mặt trụ và 1 bậc tự do ở mặt đầu. Như vậy chi tiết được định vị 5 bậc tự do, còn bậc tự do thứ 6 là quay quanh tâm chi tiết ta không cần định vị.
Hình 5: Sơ đồ gá đặt và kẹp chặt:
+ Chọn trang bị công nghệ: Chọn dao tiện T15K6
5. Nguyên công 5: Tiện tinh mặt lỗ F31,5 .
+ Chọn máy. Chọn máy tiện 1K62.
+ Xác định cấu trúc nguyên công.
Nguyên công được thực hiện trong 1 lần gá.
+ Lập sơ đồ định vị và kẹp chặt.
Đầu lớn của chi tiết được cặp trên mâm cặp 3 trấu ngược với 4 bậc tự do trên mặt trụ và 1 bậc tự do ở mặt đầu. Như vậy chi tiết được định vị 5 bậc tự do, còn bậc tự do thứ 6 là quay quanh tâm chi tiết ta không cần định vị.
Hình 6: Sơ đồ gá đặt và kẹp chặt:
+ Chọn trang bị công nghệ: Chọn dao tiện T15K6
6. Nguyên công 6: Khoan, khoét, doa 4 lỗ F18.
+ Chọn máy. Chọn máy khoan đứng 2A135. Các đặc tính kỹ thuật của máy xem trong sổ tay CNCTM tập 3.
+ Xác định cấu trúc nguyên công.
Nguyên công được thực hiện trong 4 lần gá, mỗi lần gá thực hiện 3 bước là:
- Bước 1: Khoan lỗ.
- Bước 2: Khoét lỗ.
- Bước 3: Doa lỗ.
+ Lập sơ đồ định vị và kẹp chặt.
Khi gia công chi tiết được gá kẹp như sau: Đoạn trụ lớn của chi tiết được đỡ trên một khối V dài, mặt bên của khối V tỳ vào mặt gờ của bậc trên chi tiết. Kết hợp với một khối chữ nhật dài nữa kẹp bên trên, đầu lớn nhất được tỳ vào giá (đồ gá). Ta dùng một chốt côn tuỳ động tỳ vào mặt lỗ giá kẹp để hạn chế bậc tự do thứ 6 là quay quanh tâm chi tiết để xác định vị trí tương quan giữa các lỗ.
Hình 7: Sơ đồ gá đặt và kẹp chặt:
+ Chọn trang bị công nghệ: Sử dụng mũi khoan, mũi khoét và mũi doa.
7. Nguyên công 7: Tiện thô, tinh đầu bán cầu.
+ Chọn máy.
Chọn máy tiện 1K62. Các đặc tính kỹ thuật của máy tiện 1K62 xem trong sổ tay CNCTM tập 3, trang 16.
+ Xác định cấu trúc nguyên công.
Nguyên công được thực hiện trong một lần gá và qua 2 bước.
- Bước 1: Tiện thô.
- Bước 2: Tiện tinh.
Ta sử dụng một dưỡng chép hình để tiện biên dạng cầu.
+ Lập sơ đồ định vị và kẹp chặt.
Đầu lớn của chi tiết được cặp trên mâm cặp 3 trấu ngược với 4 bậc tự do trên mặt trụ và 1 bậc tự do ở mặt đầu. Như vậy chi tiết được định vị 5 bậc tự do, còn bậc tự do thứ 6 là quay quanh tâm chi tiết ta không cần định vị.
Hình 8: Sơ đồ gá đặt và kẹp chặt:
+ Chọn trang bị công nghệ: Chọn dao tiện T15K6
8. Nguyên công 8: Phay các mặt của lục giác.
+ Chọn máy.
Chọn máy phay đứng kiểu 6H12PB. Các đặc tính kỹ thuật của máy xem trong sổ tay CNCTM tập 3.
+ Xác định cấu trúc nguyên công.
Nguyên công được thực hiện trong một lần gá và qua 2 bước.
- Bước 1: Phay thô.
- Bước 2: Phay tinh.
Trong mỗi bước ta tiến hành phay lần lượt từng mặt lục giác một, sau khi phay xong mỗi mặt ta dùng đầu phân độ vạn năng của máy phay để quay phân độ chi tiết đi một góc 600
+ Lập sơ đồ định vị và kẹp chặt.
Do vị trí tương đối giữa các mặt lục giác và đường tâm của 4 lỗ F18 là xác định nên ta cần hạn chế cả 6 bậc tự do của chi tiết khi gia công mặt lục giác thứ nhất. Từ mặt thứ hai ta sử dụng đầu phân độ vạn năng lắp trên bàn máy để quay phân độ chi tiết đi một góc bằng 600.
Chi tiết được gá trên một trục gá cứng có đường kính nhỏ hơn đường kính lỗ F31,5. Vị trí của chi tiết theo chiều dài được xác định bằng gờ của trục gá. Để chi tiết không bị xoay trong quá trình gia công ta dùng đai ốc xiết chặt. Để xác định vị trí tương đối của mặt lục giác với đường tâm 4 lỗ F18 ta dùng một chốt dạng bi tuỳ động lắp trên cơ cấu được bắt trên bàn máy. Chốt dạng bi đó sẽ được tỳ vào mặt lỗ F18 khi gia công mặt lục giác đầu tiên, còn khi gia công các mặt lục giác còn lại thì không cần.
Trục gá được gá trên mâm kẹp ngắn trên đầu phân độ hạn chế 2 bậc tự do và 1 mũi tâm của ụ sau.
Hình 9: Sơ đồ gá đặt và kẹp chặt:
Như vậy khi gia công mặt lục giác đầu tiên ta đã định vị được cả 6 bậc tự do của chi tiết, còn khi gia công các mặt lục giác còn lại thi ta chỉ định vị 5 bậc tự do đồng thời dùng đầu phân độ vạn năng trên máy phay để xác định vị trí của các mặt đó.
+ Chọn trang bị công nghệ: Chọn dao phay mặt đầu bằng thép gió.
9. Nguyên công 9: Nhiệt luyện.
10. Nguyên công 10: Kiểm tra.
11. Nguyên công 11: Mài nghiền 4 lỗ F18.
+ Chọn máy. Chọn máy khoan đứng 2A135. Các đặc tính kỹ thuật của máy xem trong sổ tay CNCTM tập 3.
+ Xác định cấu trúc nguyên công.
Nguyên công được thực hiện trong 4 lần gá, mỗi lần gá thực hiện việc mài nghiền một lỗ.
+ Lập sơ đồ định vị và kẹp chặt.
Hình 10: Sơ đồ gá đặt và kẹp chặt:
Khi gia công chi tiết được gá kẹp như sau: Đoạn trụ lớn của chi tiết được đỡ trên một khối V dài, mặt bên của khối V tỳ vào mặt gờ của bậc trên chi tiết. Kết hợp với một khối chữ nhật dài nữa kẹp bên trên, đầu lớn nhất được tỳ vào giá (đồ gá). Ta dùng một chốt côn tuỳ động tỳ vào mặt lỗ giá kẹp để hạn chế bậc tự do thứ 6 là quay quanh tâm chi tiết để xác định vị trí tương quan giữa các lỗ.
+ Chọn trang bị công nghệ: Sử dụng bạc nghiền chữ C.
12. Nguyên công 12: Mài nghiền mặt trụ trong F31,5.
+ Chọn máy. Chọn máy khoan đứng 2A135. Các đặc tính kỹ thuật của máy xem trong sổ tay CNCTM tập 3.
+ Xác định cấu trúc nguyên công.
Nguyên công được thực hiện trong 1 lần gá.
+ Lập sơ đồ định vị và kẹp chặt.
Chi tiết được gá thẳng đứng trên 3 chốt tỳ, đầu to của chi tiết ở dưới tỳ trên 3 chốt tỳ. Như vậy chi tiết được định vị 3 bậc tự do nhờ chốt tỳ và định vị nhờ chính bề mặt gia công.
Hình 11: Sơ đồ gá đặt và kẹp chặt:
+ Chọn trang bị công nghệ: Sử dụng bạc nghiền chữ C.
13. Nguyên công 13: Mài nghiền đầu bán cầu.
+ Chọn máy. Chọn máy mài tròn ngoài 3150. Các đặc tính kỹ thuật của máy xem trong sổ tay CNCTM tập 3.
+ Xác định cấu trúc nguyên công.
Nguyên công được thực hiện trong 1 lần gá và qua 3 bước công nghệ:
- Bước 1: Mài thô.
- Bước 2: Mài tinh.
- Bước 3: Mài siêu tinh.
+ Lập sơ đồ định vị và kẹp chặt.
Chi tiết được gá trên trục gá đàn hồi, mặt bên phía đầu có đường kính lớn được tỳ vào vai của trục gá. Như vậy chi tiết được định vị 5 bậc tự do. Toàn bộ trục gá cùng chi tiết lại được gá trên một đầu trên mâm kẹp ngắn và một đầu trên mũi tâm.
Hình 12: Sơ đồ gá đặt và kẹp chặt:
+ Chọn trang bị công nghệ: Sử dụng đá mài định hình.
B. Tính toán lượng dư.
Xác định lượng dư gia công cho các bề mặt căn cứ vào :
- Vật liệu chi tiết .
- Phôi và phương pháp chế tạo phôi.
- Tiến trình công nghệ gia công các bề mặt .
- Sơ đồ gá đặt chi tiết khi gia công bề mặt .
- Kích thước, yêu cầu kỹ thuật đối với bề mặt gia công .
- Chú ý :
+ Kích thước nhỏ nhất (Hoặc lớn nhất ) của tất cả các bước công nghệ được quy tròn bằng cách tăng lên hoặc giảm đi kích thước tính toán tương ứng theo hằng số có nghĩa của dung sai ở từng bước công nghệ .
+ Dung sai kích thước chiều dài có thể xác định từ cấp chính xác .
- Các bảng tra :
Các bảng 3.(… ) - [ 3.1 ] .
Bảng các giá trị lượng dư trên các bề mặt ở các bước gia công:
|
NC |
Bước |
Nội dung |
Lượng dư (mm) |
|
I |
1 |
Tiện thô trụ f130 |
1 |
|
5 |
Tiện mặt đầu |
2 |
|
|
II
|
1 |
Tiện láng mặt ngoài |
1 |
|
2 |
Tiện láng mặt trong |
2 |
|
|
3 |
Tiện mặt đầu |
2 |
|
|
III |
1 |
Tiện thô |
1 |
|
2 |
Tiện tinh |
0.5 |
|
|
IV |
1 |
Móc rãnh thoát dao |
3 |
|
2 |
Tiện thô ren M65 |
1.5 |
|
|
3 |
Tiện tinh ren M65 |
0.5 |
|
|
V |
1 |
Tiện tinh lỗ f31.5 |
0.2 |
|
VI |
1 |
Khoan lỗ |
8 |
|
2 |
Khoét lỗ |
0.75 |
|
|
3 |
Doa lỗ |
0.25 |
|
|
VII |
1 |
Tiện thô đầu cầu |
1 |
|
2 |
Tiện tinh đầu cầu |
0.5 |
|
|
VIII |
1 |
Phay sáu cạnh |
8.8 |
|
XIII |
1 |
Mài thô |
0.05 |
|
2 |
Mài tinh |
0.01 |
|
|
3 |
Mài siêu tinh |
0.005 |
C. Chế độ cắt.
|
NC |
Bước |
Nội dung |
t (mm) |
S (mm/v) |
n (v/ph) |
N (kw) |
T0 (phút) |
|
I |
1 |
Tiện mặt đầu |
2 |
0.1 |
700 |
4,6 |
22 |
|
2 |
Tiện thô trụ f130 |
1 |
0.5 |
700 |
4.6 |
30 |
|
|
3 |
Tiện thô mặt trongf 65 |
1 |
0.5 |
700 |
4.6 |
30 |
|
|
4 |
Vát mép |
1 |
1 |
700 |
4,6 |
5 |
|
|
II
|
1 |
Tiện mặt đầu |
2 |
0.3 |
700 |
4.6 |
22 |
|
2 |
Tiện láng mặt ngoài |
1 |
0.6 |
900 |
4.6 |
50 |
|
|
3 |
Tiện láng mặt trong |
2 |
0,6 |
900 |
4.6 |
50 |
|
|
4 |
Vát mép |
1 |
1 |
700 |
4.6 |
5 |
|
|
III |
1 |
Tiện thô |
1 |
0.5 |
700 |
4.6 |
60 |
|
2 |
Tiện tinh |
0.5 |
0.3 |
700 |
4.6 |
40 |
|
|
3 |
Tiện sửa 2 mép |
1 |
1 |
700 |
4.6 |
10 |
|
|
IV |
1 |
Móc rãnh thoát dao |
3 |
0.6 |
500 |
4.6 |
5 |
|
2 |
Tiện thô ren M65 |
1.5 |
0.6 |
500 |
4.6 |
30 |
|
|
3 |
Tiện tinh ren M65 |
0.5 |
0.3 |
500 |
4.6 |
10 |
|
|
V |
1 |
Tiện tinh lỗ f31.5 |
0.2 |
0.3 |
900 |
4.6 |
45 |
|
VI |
1 |
Khoan lỗ |
8 |
0,3 |
360 |
4,5 |
60 |
|
2 |
Khoét lỗ |
0.75 |
0.5 |
360 |
4.5 |
40 |
|
|
3 |
Doa lỗ |
0.25 |
0.4 |
360 |
4.5 |
40 |
|
|
VII |
1 |
Tiện thô đầu cầu |
1 |
0.5 |
900 |
4.6 |
60 |
|
2 |
Tiện tinh đầu cầu |
0.5 |
0.3 |
900 |
4.6 |
40 |
|
|
VIII |
1 |
Phay sáu cạnh |
8.8 |
0.09 |
400 |
3.2 |
60 |
|
XIII |
1 |
Mài thô |
0.05 |
10 |
nđ=1590 nct=150 |
5 |
30 |
|
2 |
Mài tinh |
0.01 |
6.4 |
nđ=1590 nct=300 |
5 |
20 |
|
|
3 |
Mài siêu tinh |
0.005 |
2 |
nđ=1590 nct=300 |
5 |
20 |
PHẦN V. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỒ GÁ
1. Nhiệm vụ.
Thiết kế đồ gá cho nguyên công khoan, khoét, doa 4 lỗ F18.
Dạng sản xuất: Loạt vừa.
Phương pháp gia công: Tự động đạt kích thước.
Thiết bị: Tự chọn.
2. Phân tích nhiệm vụ gia công.
Chi tiết sản xuất hàng loạt, nên ta sử dụng đồ gá chuyên dùng.
Cần thiết kế đồ gá để khoan 4 lỗ F18, chất lượng bề mặt lỗ yêu cầu cao, sau nguyên công này bề mặt lỗ còn được mài nghiền ở nguyên công sau.
Do đường tâm của 4 lỗ có vị trí tương đối với nhau là hoàn toàn xác định nên sau khi gia công được lỗ thứ nhất ta cần dùng vị trí lỗ thứ nhất để xác định vị trí của lỗ tiếp theo, như vậy ta cần sử dụng cơ cấu phân độ.
3. Chọn chuẩn.
a. Chọn chuẩn.
Chọn mặt trụ mặt đầu đầu lớn làm mặt chuẩn định vị 1 bậc tự do, mặt trụ F130 làm mặt chuẩn định vị 4 bậc tự do. Như vậy chi tiết đã được định vị 5 bậc tự do, có thể gia công được lỗ thứ nhất. Khi tiến hành gia công đến các lỗ tiếp theo ta dùng chốt tuỳ động lắp vào khấc trên má kẹp để định vị một bậc tự do nữa.
b. Sơ đồ định vị chi tiết gia công.
Hình 13:Sơ đồ định vị
4. Thiết kế cơ cấu định vị.
Khi gia công chi tiết được gá kẹp như sau: : Đoạn trụ lớn của chi tiết được đỡ trên một khối V dài, mặt bên của khối V tỳ vào mặt gờ của bậc trên chi tiết. Kết hợp với một khối chữ nhật dài nữa kẹp bên trên, đầu lớn nhất được tỳ vào giá (đồ gá). Ta dùng một chốt côn tuỳ động tỳ vào mặt lỗ giá kẹp để hạn chế bậc tự do thứ 6 là quay quanh tâm chi tiết để xác định vị trí tương quan giữa các lỗ. Các kích thước của đồ gá thể hiện trên bản vẽ đồ gá.
Khối V đỡ đoạn trụ cần thiết kế:
|
H |
L |
B |
B1 |
d |
d1 |
d2 |
A |
|
70 |
70 |
190 |
120 |
17 |
26 |
12 |
155 |
|
A1 |
A2 |
l |
h |
h1 |
b |
r |
c |
|
34 |
40 |
18 |
17 |
45 |
45 |
1,6 |
1,6 |
5. Tính toán lực kẹp.
a. Xác định phương án kẹp chặt.
Sau khi đã định vị được chi tiết ta xác định phương án kẹp chặt chi tiết để khi gia công, dưới tác dụng của lực hướng trục và momen xoắn khi khoan, khoét, doa chi tiết không bị xê dịch, rung động hoặc bị biến dạng. Căn cứ vào sơ đồ định vị, hướng của lực cắt, ta dùng lực kẹp W để kẹp giữ phần trụ f130 của chi tiết như hình vẽ.
Hình 14:Sơ đồ phương án kẹp
+ Phương lực kẹp vuông góc với mặt định vị.
+ Chiều hướng vào mặt định vị.
b. Chọn chế độ cắt để gia công lỗ F18
*Chiều sâu cắt khi khoan lỗ F16:
t = 0,5D = 0,5.16 = 8 (mm)
*Lượng chạy dao:
s = 0,30 (mm/vg) (Bảng 5-25 ST CNCTM-Tập 2 trang 21).
*Mô men xoắn M & lực chiều trục P
M= 10.C.D.S.k (N.m) (4)
P = 10.C.D.S.k (N) (5)
Tra bảng 5-32 trang 25 Sổ tay CNCTM-Tập 2 ta có:
C= 0,0345 C= 68
q = 2,0 q = 1,0
y = 0,8 y = 0,7
K: hệ số tính đến các yếu tố gia công thực tế trong trường hợp này chỉ phụ thuộc vào vật liệu gia công và được xác định bằng: k= k
Tra bảng 5-9 trang 9 Sổ tay CNCTM-Tập 2 Ta có: k= 0,75
Ta có : M= 10.0,0345.8.0,20.0,75 = 4,57 (N.m)
P = 10.68.82.0,20.1,0 = 14106,2 (N)
c. Xác định lực kẹp W.
Sơ đồ lực tác dụng lên chi tiết khi khoan:
Hình 15:Sơ đồ lực tác dụng
Với sơ đồ định vị như vậy thì lực cắt P0 không gây ra tác hại gì mà trái lại nó còn có tác dụng kẹp giữ chi tiết, chỉ có momen cắt Mx có thể tạo ra khả năng mất ổn định của chi tiết đó là làm lật chi tiết quanh các điểm tỳ với khối V. Do đó ta chỉ cần tính toán theo điều kiện chống lật cho chi tiết.
Các lực có tác dụng giữ cho chi tiết ổn định gồm có lực kẹp của cơ cấu kẹp, lực ma sát tại các vị chí tiếp xúc giữa chi tiết và khối V, lực dọc trục P0. Ta thấy trong trường hợp này độ ổn định của chi tiết trong quá trình gia công là rất cao. Tuy nhiên để đảm bảo an toàn ta vẫn tiến hành tính lực kẹp trong trường hợp chỉ có nguyên lực kẹp của cơ cấu kẹp đảm bảo ổn định cho chi tiết.
Lực kẹp giữ tạo ra ma sát để chống lật cho chi tiết, ta coi như lực kẹp được phân đều tại vị chí tiếp xúc giữa chi tiết với khối V, và tại khối V thì mỗi mặt vát sẽ có phản lực pháp tuyến là:
Giá trị lực mat sát là F = f. P. Với f = 0,3
Phương trình cân bằng các lực: F.98,5 = Mx Þ W = 437,8 [N] .
6. Thiết kế cơ cấu kẹp.
Ta chọn cơ cấu kẹp chặt bằng ren vít như hình vẽ:
Hình 16:Sơ đồ cơ cấu kẹp
Ta có lực vít cần tạo ra là: Q =
h là hệ số có tính đến ma sát giữa đòn kẹp và chốt tỳ điều chỉnh h = 0,95.
Do đó Q = 921,6 (N).
Tính sơ bộ dường kính bu lông. Ta có: dsb =
Trong đó: - ứng suất cho phép của vật liệu làm bu lông, tra sổ tay thiết kế chi tiết máy ta có = 75 ± 80 (MPa) Þ dsb 3,95 (mm).
Chọn đường kính các vít theo tiêu chuẩn d = 12 mm để đảm bảo vít đủ bền. Ta thấy d > dsb rất nhiều nên vít vẫn thừa bền trong trường hợp lực kẹp phải tăng lên.
- Nguyên lí làm việc của đồ gá:
Đồ gá rhực hiện nguyên công khoan, khoẽt, doa 4 lỗ được thiết kế làm việc theo nguyên lí sau:
+Mở vít và đặt chi tiết giữa khối V.
+Kẹp chặt bằng vít với lực kẹp như đã tính toán.
+Siết đai ốc có tay quay bản lề kẹp cứng cụm khối V và chi tiết vào thân đồ gá.
+Khi gia công xong lỗ trước nới đai ốc có tay quay bản lề, sau đó xoay cụm khối V và chi tiết 900, siết đai ốc có tay quay bản lề tiếp tục gia công các lỗ khác.
PHẦN V. KẾT LUẬN
Sau một thời gian làm việc cật lực, khẩn trương dưới sự hướng dẫn chỉ bảo của thầy giáo Vũ Hữu Nam đến nay đồ án của tôi 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, phương pháp làm việc độc lập, sáng tạo, khoa học, kỷ luật, đồng thời đồ án đã giúp bản thân tôi củng cố thêm các kiến thức đã được học cũng như học hỏi được nhiều kiến thức và kinh nghiệm quý báu.
Mặc dù đã rất cố gắng nhưng do thời gian, khả năng, và kinh nghiệm thực tế còn hạn chế nên đồ án chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót, rất mong được các thầy giáo và các bạn đóng góp ý kiến và chỉ bảo để tôi ngày càng hoàn thiện đồ án của mình và tích luỹ bổ sung kiến thức, kinh nghiệm cho bản thân. Và cuối cùng tôi xin chân thành cảm ơn thầy giáo Vũ Hữu Nam, cùng các thầy trong bộ môn đã tận tình hướng dẫn cho tôi hoàn thành đồ án này.
