ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ QUI TRÌNH GIA CÔNG Ổ GÁ DAO MÁY TIỆN CNC 3D Solidworks

 Mục Lục ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ QUI TRÌNH GIA CÔNG Ổ GÁ DAO MÁY TIỆN CNC 3D Solidworks

CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG..................................................... 5
1.1. Phân tích công dụng và điều kiện làm việc của CTGC ........................ 5
1.2. Phân tích vật liệu chế tạo CTGC ........................................................... 5
1.3. Phân tích kết cấu, hình dạng CTGC ...................................................... 5
1.4. Phân tích độ chính xác gia công ........................................................... 6
1.4.1. Độ chính xác về kích thước .......................................................... 6
1.4.2. Độ chính xác về hình dáng hình học và vị trí tương quan. .......... 9
1.4.3. Chất lượng bề mặt ........................................................................ 9
1.4.4. Yêu cầu về cơ lý tính .................................................................... 9
1.4.5. Kết luận ...................................................................................... 10
1.5. Xác định sản lượng năm ..................................................................... 10
CHƯƠNG 2: CHỌN PHÔI, PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI VÀ XÁC ĐỊNH LƯỢNG DƯ GIA CÔNG ........................................................................................... 11
2.1. Chọn phôi ............................................................................................ 11
2.2. Phương pháp chế tạo phôi ................................................................... 11
2.2.1.Đúc trong khuôn cát .................................................................... 11
2.2.2.Đúc trong khuôn kim loại ............................................................ 12
2.2.3. Đúc ly tâm .................................................................................. 13
2.2.4.Đúc áp lực .................................................................................... 13
2.2.5. Đúc liên tục ................................................................................. 14
2.3. Xác định lượng dư ............................................................................... 16
2.4. Tính hệ số sử dụng vật liệu ................................................................. 17
CHƯƠNG 3: LẬP QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ ....................................................... 19
3.1. Mục đích ............................................................................................. 19
3.2. Nội dung .............................................................................................. 19
CHƯƠNG 4 : BIỆN LUẬN QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ ........................................ 22
4.1. Tính toán chế độ cắt ............................................................................ 22
CHƯƠNG 5: PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ ĐỒ GÁ .................... 78
4
5.1. Phân tích sơ đồ gá đặt phôi và yêu cầu kỹ thuật của nguyên công : ... 78
5.2. Tính toán và thiết kế đồ gá nguyên công V. ....................................... 78
5.2.1. Kẹp chặt: .................................................................................... 79
5.2.2 Xác định sai số chế tạo đồ gá cho phép theo yêu cầu nguyên công: ................................................................................................................ 80
5.2.3 Phân tính cơ cấu kẹp chặt và chọn cơ cấu kẹp ............................ 81
5.2.4 Tính lực kẹp chặt, xác định kích thước chi tiết kẹp chặt ............. 81
5.2.5 Ưu nhược điểm của đồ gá: ......................................................... 82
5.2.6 Hướng dẫn bảo quản đồ gá: ........................................................ 82
5.2.7 Hướng dẫn sử dụng đồ gá:.......................................................... 82
5.2.8 Chi Tiết Tiêu Chuẩn: .................................................................. 83
5.3. Tính toán và thiết kế đồ gá nguyên công IX. ...................................... 85
5.3.1. Kẹp chặt: .................................................................................... 87
5.3.2 Xác định sai số chế tạo đồ gá cho phép theo yêu cầu nguyên công: ................................................................................................................ 87
5.3.3 Phân tính cơ cấu kẹp chặt và chọn cơ cấu kẹp ............................ 88
5.3.4 Tính lực kẹp chặt, xác định kích thước chi tiết kẹp chặt ............. 88
5.3.5 Ưu nhược điểm của đồ gá: ......................................................... 89
5.3.6 Hướng dẫn bảo quản đồ gá: ........................................................ 89
5.3.7 Hướng dẫn sử dụng đồ gá:.......................................................... 89
5.3.8 Chi Tiết Tiêu Chuẩn: .................................................................. 90
CHƯƠNG VI: KẾT LUẬN ........................................................................................ 91
5
CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG
1.1. Phân tích công dụng và điều kiện làm việc của CTGC
Công dụng: Ổ gá dao tiện CNC là chi tiết dạng hộp có công dụng kẹp chặt trong suốt quá trình làm việc của máy. Hình dạng của chi tiết chế tạo phức tạp. Điều kiện làm việc đảm bảo yêu cầu kĩ thuật cao, lỗ định vị chi tiết so với mặt đáy. Để đảm bảo được các điều kiện đặt ra, yêu cầu chi tiết phải đạt được độ cứng vững cao, chống mài mòn tốt, điều kiện bôi trơn được đảm bảo, cấp chính xác, độ bóng, độ song song giữa tâm trục với mặt đáy, độ vuông góc giữa các bề mặt, dung sai của các bề mặt phải đảm bảo yêu cầu đặt ra của chi tiết cần chế tạo.
Điều kiện làm việc:
Ổ gá dao tiện CNC làm tốt công việc trong điều kiện nhiệt độ ổn định.
1.2. Phân tích vật liệu chế tạo CTGC
Ổ gá dao máy tiện làm việc trong môi trường chiụ áp lực tải trọng va đập và rung động cao nên ta chọn vật liệu là thép CT3. Vì thép CT3 có các đặc dễ định hình, độ cứng phù hợp với điều kiện làm việc của chi tiết. Và thép CT3 có giá thành rẻ phù hợp với dạng sản xuất hàng loạt.
Theo TCVN có ký hiệu là : CT3
• Thành phần của thép CT3 bao gồm:
- Cacbon = 0.14 – 0.22 %
- Si = 0.05 – 0.17 %
- Mn = 0.4 – 0.65 %
- Ni = 0.3 %
- S ≤ 0.05 %
- P ≤ 0.04 %
- Cr ≤ 0.3 %
- Cu ≤ 0.3 %
- As ≤ 0.08 %
• Với các tính chất trên thép CT3 là phù hợp nhất.
1.3. Phân tích kết cấu, hình dạng CTGC Ổ gá dao tiện là chi tiết dạng hộp, có hình dạng có hình dạng và kết cấu tương đối đơn giản. Chi tiết có mặt phẳng đủ lớn để định vị và kệp chặt. Còn các bề mặt khác, lỗ bậc, lỗ ren không đòi hỏi độ chính xác cao nên việc chọn đường lối gia công cũng như phương pháp gia công cũng tương đối đơn giản.
6
1.4. Phân tích độ chính xác gia công
1.4.1. Độ chính xác về kích thước
1.4.1.1. Dối với các kích thước có chỉ dẫn dung sai
➢ Kích thước 7±0,029
Kích thước danh nghĩa DN = 7 mm
Sai lệch trên: +0,029 mm
Sai lệch dưới: -0,029 mm
Kích thước giới h±ạn lớn nhất Dmax = 7,029 mm
Kích thước giới hạn nhỏ nhất Dmin = 6,971 mm
Dung sai kích thước TD = 0,058 mm
Tra bảng 2.2 trang 6 sách STDSLG
Độ chính xác về kích thước đạt CCX10
➢ Kích thước Ø10−0,051 0(mm)
Kích thước danh nghĩa DN =10 mm
Sai lệch trên: 0mm
Sai lệch dưới: -0,051 mm
Kích thước giới hạn lớn nhất Dmax = 10mm
Kích thước giới hạn nhỏ nhất Dmin = 9,949mm
Dung sai kích thước TD = 0,051mm
Tra bảng 2.2 trang 6 sách STDSLG
Độ chính xác về kích thước đạt CCX10
➢ Kích thước 38±0,05
Kích thước danh nghĩa DN = 38 mm
Sai lệch trên: +0,05 mm
Sai lệch dưới: -0,05 mm
Kích thước giới h±ạn lớn nhất Dmax = 38,05 mm
Kích thước giới hạn nhỏ nhất Dmin = 37,95 mm
Dung sai kích thước TD = 0,1 mm
Tra bảng 2.2 trang 6 sách STDSLG
Độ chính xác về kích thước đạt CCX10
➢ Kích thước Ø40 0+0,1(mm)
Kích thước danh nghĩa DN =40 mm
Sai lệch trên: + 0,1mm
7
Sai lệch dưới: 0 mm
Kích thước giới hạn lớn nhất Dmax = 40,1mm
Kích thước giới hạn nhỏ nhất Dmin = 40mm
Dung sai kích thước TD = 0,1mm
Tra bảng 2.2 trang 6 sách STDSLG
Độ chính xác về kích thước đạt CCX10
1.4.1.2. Đối với các kích thước không chỉ dẫn dung sai
Các kích thước không chỉ dẫn dung sai sau đây, giới hạn bởi 2 bề mặt có gia công nên có CCX12.
➢ Kích thước lỗ Ø5 CCX12. Theo STDSLG ta được T = 0,12
Kích thước đầy đủ là 4±0,06(mm)
➢ Kích thước 8 CCX12. Theo STDSLG ta được T = 0,15
Kích thước đầy đủ là 8±0,075(mm)
➢ Kích thước lỗ Ø9 CCX12. Theo STDSLG ta được T = 0,15
Kích thước đầy đủ là 9±0,075(mm)
➢ Kích thước 4 lỗ Ø10 CCX12. Theo STDSLG ta được T = 0,15
Kích thước đầy đủ là Ø9 0+0,15(mm)
➢ Kích thước 10 CCX12. Theo STDSLG ta được T = 0,15
Kích thước đầy đủ là 10±0,075(mm)
➢ Kích thước 11 CCX12. Theo STDSLG ta được T = 0,18
Kích thước đầy đủ là 11±0,09(mm)
➢ Kích thước 14 CCX12. Theo STDSLG ta được T = 0,18
Kích thước đầy đủ là 14±0,09(mm)
➢ Kích thước 15 CCX12. Theo STDSLG ta được T = 0,18
Kích thước đầy đủ là 15±0,09(mm)
➢ Kích thước Ø15 CCX12. Theo STDSLG ta được T = 0,18
Kích thước đầy đủ là 15±0,09(mm)
➢ Kích thước 16 CCX12. Theo STDSLG ta được T = 0,18
Kích thước đầy đủ là 16±0,09(mm)
➢ Kích thước Ø17 CCX12. Theo STDSLG ta được T = 0,18
Kích thước đầy đủ là 17±0,09(mm)
8
➢ Kích thước 25 CCX12. Theo STDSLG ta được T = 0,21
Kích thước đầy đủ là 25±0,105(mm)
➢ Kích thước 29 CCX12. Theo STDSLG ta được T = 0,21
Kích thước đầy đủ là 29±0,105(mm)
➢ Kích thước 30 CCX12. Theo STDSLG ta được T = 0,21
Kích thước đầy đủ là 30±0,105(mm)
➢ Kích thước 40 CCX12. Theo STDSLG ta được T = 0,25
Kích thước đầy đủ là 40±0,125(mm)
➢ Kích thước 45 CCX12. Theo STDSLG ta được T = 0,25
Kích thước đầy đủ là 45±0,125(mm)
➢ Kích thước 46 CCX12. Theo STDSLG ta được T = 0,25
Kích thước đầy đủ là 46±0,125(mm)
➢ Kích thước 56 CCX12. Theo STDSLG ta được T = 0,35
Kích thước đầy đủ là 56±0,175(mm)
➢ Kích thước 60 CCX12. Theo STDSLG ta được T = 0,3
Kích thước đầy đủ là 60±0,15(mm)
➢ Kích thước 63 CCX12. Theo STDSLG ta được T = 0,3
Kích thước đầy đủ là 63±0,15(mm)
➢ Kích thước 80 CCX12. Theo STDSLG ta được T = 0,3
Kích thước đầy đủ là 80±0,15(mm)
➢ Kích thước 93 CCX12. Theo STDSLG ta được T = 0,35
Kích thước đầy đủ là 93±0,15(mm)
Các kích thước không chỉ dẫn dung sai sau đây, giới hạn bởi 1 bề mặt có gia công và 1 bề mặt không gia công nên có CCX14.
➢ Kích thước 18, CCX14. Theo STDSLG ta được T = 0,43
Kích thước đầy đủ là 18±0,215(mm)
➢ Kích thước 28, CCX14. Theo STDSLG ta được T = 0,52
Kích thước đầy đủ là 28±0,26(mm)
➢ Kích thước 39, CCX14. Theo STDSLG ta được T = 0,62
Kích thước đầy đủ là 39±0,31(mm)
➢ Kích thước 58, CCX14. Theo STDSLG ta được T = 0,74
9
Kích thước đầy đủ là 58±0,37(mm)
Các kích thước không chỉ dẫn dung sai sau đây, giới hạn bởi 2 bề mặt không gia công nên có CCX16.
➢ Kích thước 72 CCX16. Theo STDSLG ta được T = 1,9
Kích thước đầy đủ là 115±0,95(mm)
➢ Kích thước 116 CCX16. Theo STDSLG ta được T = 2,2
Kích thước đầy đủ là 116±1,1(mm)
1.4.2. Độ chính xác về hình dáng hình học và vị trí tương quan.
- Độ phẳng của mặt A ≤ 0.05
- Độ vuông góc của lỗ Ø10 so với mặt A ≤ 0.05
- Độ song song của đường tâm Ø40 so với mặt A ≤ 0.2
- Độ song song giữa hai mặt E và F ≤ 0,08
- Vát mép cạnh sắt 1x450
1.4.3. Chất lượng bề mặt
Theo tiêu chuẩn TCNV2511-95, để đánh giá độ nhám bề mặt người ta sử dụng 2 tiêu chuẩn sau:
Ra: sai lệch trung bình số hình học profin.
Rz: Chiều cao mấp mô profin theo 10 điểm.
Trong thực tế thiết kế, việc chọn chỉ tiêu nào (Ra hay Rz) là tuỳ thuộc vào chất lượng yêu cầu và đặc tính kết cấu cuả bề mặt. Chỉ tiêu Ra được sử dụng pgo63 biến nhất vì nó cho phép đánh giá chính xác hơn và thuận lợi hơn những bề mặt có độ nhám trung bình. Tuy nhiên, đối với những bề mặt có độ nhám quá nhỏ hoặc quá thô thì nên dùng Rz vì nó sẽ cho ta khả năng đánh giá chính xác hơn so với Ra.
Giải thích các ký hiệu:
Mặt A, E, F và mặt lỗ Ø10 có độ nhám Ra3,2 (Cấp 10)
Mặt B và mặt lỗ Ø40 có độ nhám: Ra6,3 (cấp 12)
Các mặt còn lại có độ nhám: Ra12,5 (cấp 14)
1.4.4. Yêu cầu về cơ lý tính
Do điều kiện làm việc nên chi tiết không có yêu cầu về độ cứng,chịu nén,ít va đập.
10
1.4.5. Kết luận
Ta chú ý các yêu cầu kỹ thuật sau:
- Độ phẳng của mặt A ≤ 0.05
- Độ vuông góc của lỗ Ø10 so với mặt A ≤ 0.05
- Độ song song của đường tâm Ø40 so với mặt A ≤ 0.2
- Độ song song giữa hai mặt E và F ≤ 0,08
- Độ nhám bề mặt Ra 3,2 – Ra 12,5
1.5. Xác định sản lượng năm
Tính thể tích ta có thể tích CTGC: v= 248717 mm3
CT3 có khối lượng riêng là: 7,85 g/cm3 = 7,85.10-6 kg/mm3
 Khối lượng CTGC: 1,95 kg
Dạng sản xuất hàng loạt vừa và hàng loạt khối của chi tiết có khối lượng 1,95kg. Tra bảng
1-3 trang 8 Giáo Trình Nghệ Chế Tạo Máy. Ta xác định sản lượng hằng năm của chi tiết là 3000 chiếc/năm.
11
CHƯƠNG 2: CHỌN PHÔI, PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI VÀ XÁC ĐỊNH LƯỢNG DƯ GIA CÔNG
2.1. Chọn phôi
− Vật liệu chế tạo chi tiết là thép CT3.
− Dạng sản xuất hàng loạt vừa.
− Hình dáng hình học của chi tiết khá phức tạp.
− Do các loại phôi như: phôi cán, phôi rèn, phôi dập…không phù hợp. Nên ta chọn phôi đúc là thích hợp nhất.
Do đó ta chọn phôi đúc ,vật liệu CT3.
Do các loại phôi như: phôi cán, phôi rèn, phôi dập…không phù hợp. Nên ta chọn phôi đúc là thích hợp nhất.
Phôi đúc: Việc chế tạo bằng phương pháp đúc được sử dụng rộng rãi hiện nay vì phôi đúc có hình dạng kết cấu phức tạp và có thể đạt được kích thước từ nhỏ đến lớn mà các phương pháp khác như rèn, dập khó đạt được.
Cơ tính và độ chính xác của phôi đúc tùy thuộc vào phương pháp đúc và kỹ thuật làm khuôn. Tùy theo tính chất sản xuất, vật liệu của chi tiết đúc, trình độ kỹ thuật để chọn các phương pháp đúc khác nhau.
Tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết đút được biểu hiện bằng các điều kiện tạo hình, rót kim loại dể dàng, tính đông cứng, tạo vết nứt… các yếu tố : góc nghiêng, chiều dày chi tiết đúc, các kích thước tương quan v,v… ảnh hưởng tới các nguyên công cơ bản cuả quá trình công nghệ đúc.
Mọi loại vật liệu như gang, thép, hợp kim màu, vật liệu phi kim khi nấu chảy lỏng đều đúc được. Giá thành sản xuất đúc nói chung hạ hơn so với các dạng sản xuất khác.
Kết luận: Dựa vào các tính chất của các loại phôi trên và với CTGC là dạng hộp, có kết cấu phức tạp, với dạng sản xuất hàng loạt vừa, vật liệu là gang xám (GX 12-28), ta thấy phôi đúc là phù hợp.
2.2. Phương pháp chế tạo phôi
Để chọn phương pháp chế tạo phôi ta dựa vào các yếu tố sau:
− Hình dạng kích thước của chi tiết máy.
− Sản lượng hoặc dạng sản xuất.
− Điều kiện sản xuất của xí nghiệp.
2.2.1.Đúc trong khuôn cát
- Đúc mẫu gổ làm khuôn bằng tay: phương pháp này có độ chính xác kích thước thấp, vì quá trình làm khuôn, có sự xê dịch của mẩu trong chất làm khuôn và sai số chế tạo mẫu. năng xuất thấp, vì quá trình thực hiện bằng tay. Do đó nó chỉ dùng trong sản xuất đơn chiếc
12
hoặc đúc những chi tiết có trọng lượng lơn như máy, thân máy của các máy cắt gọt kim loại.
- Đúc mẫu gổ làm khuôn bằng máy: phương pháp này có năng xuất và độ chính xác cao hơn phương pháp trên, vì đảm bảo sự đồng nhất của khuôn, giảm sai số do quá trình làm khuôn gây ra. Muốn khuôn ép sát, người ta có thể dùng đầm hơi hay dùng phương pháp rung động để dầm khuôn. Phương pháp này dùng trong sản xuất hàng loạt nhỏ vơi trọng lượng chi tiết không lớn lắm, sai số chủ yếu do mẫu gây ra.
- Đúc mẫu kim loại làm khuôn bằng máy: phương pháp này có năng xuất và độ chính xác cao hơn các phương pháp trên, vì đảm bảo sự đồng nhất của khuôn, giảm sai số do quá trình làm khuôn gây ra. Người ta dùng đầm hơi hoặc dùng phương pháp rung động để dầm khuôn. Phương pháp này dùng trong xuất hàng loạt vừa trở lên.
Tùy theo các phương pháp đúc khác nhau mà vật đúc có thể đạt được những cấp chính xác khác nhâu, theo tiêu chuẩn liên xô TOCT 855-55 và 2009-55 vật đúc được chia làm 3 cấp chính xác:
Vật đúc cấp chính xác III thường đạt được trong điều kiện sản xuất đơn chiếc, độ chính xác của nó tương ứng với cấp chính xác 14 đối với kích thước <500mm và tương đương cấp chính xác 15-16 đối với vật đúc có kích thước > 500mm.
Vật đúc cấp chính xác II thường đạt được trong điều kiện sản xuất hàng loạt nó tương ứng với cấp chính xác 13-14 đối với vật đúc có kích thước <500mm và tương đương cấp chính xác 14-15 đối với vật đúc có kích thước > 500mm.
Vật đúc cấp chính xác I đạt được trong điều kiện sản xuất loạt lớn và sản xuất khối, nó tương đương với cấp chính xác 12.
2.2.2.Đúc trong khuôn kim loại
Sản phẩm đúc có có kích thước chính xác, cơ tính cao. Phương pháp này sản xuất cho hàng loạt lớn và hàng khối. Vật đúc có khối lượng nhỏ khoảng 12 kg, hình dạng vật đúc không phức tạp và không có thành mỏng. Đúc khuôn kim loại hay còn gọi là đúc khuôn vĩnh cửu (permanent casting) là phương pháp đúc mà như tên gọi – khuôn làm bằng kim loại giống như đúc áp lực. Do tuổi thọ của khuôn dùng được lâu, nhiều lần nên còn gọi là khuôn vĩnh cửu. Đúc khuôn kim loại phù hợp với các vật đúc lớn hơn so với đúc áp lực, khoảng 10kg, tất nhiên đặc biệt có thể cao hơn, 20kg thậm chí là 50kg, và đi kèm là giá thành sẽ cao hơn. Đúc khuôn kim loại, lực để đẩy kim loại vào trong khuôn chính là trọng lực của kim loại lỏng, với yếu tố khuôn kim loại nên sẽ có tốc độ nguội nhanh. Do vậy, đúc khuôn kim loại cho ta sản phẩm có cơ tính rất cao, vật đúc hoàn hảo hơn, nhưng cũng được áp dụng với những kim loại có độ chảy loãng cao và có khả năng chống nứt nóng.
13
Cơ tính của các chi tiết đúc bằng phương pháp đúc áp lực được cải thiện đãng kể khi kết hợp các phương pháp nhiệt luyện. Nếu yêu cầu cao, có thể áp dụng các phương pháp sử lí trong dung dịch đặc biệt ở nhiệt độ cao, sau đó tôi và hoá già tự nhiên hoặc hoá già nhân tạo. Với các chi tiết đúc nhỏ, khi đúc sẽ có tốc độ nguội nhanh thì không cần sử lí nhiệt do khi nguội nhanh, tổ chức hạt sẽ rất nhỏ mịn, và cơ tính rất cao. Loại phôi này có cấp chính xác: