THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG ĐÒN QUAY GẠT C1 C7 ĐHSPKT HƯNG YÊN

THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG ĐÒN QUAY GẠT C1 C7 ĐHSPKT HƯNG YÊN

LỜI NÓI ĐẦU

Trong công cuộc đổi mới hiện nay, đất nước ta đang phát triển hết sức mạnh mẽ theo con đường Công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nước theo định hướng XHCN. Trong đó, ngành công nghiệp đóng vai trò hết sức quan trọng trong việc phát triển nền kinh tế và giải phóng sức lao động của con người. Để làm được điều đó chúng ta phải có một nền công nghiệp vững mạnh,với hệ thống máy móc hiện đại cùng một đội ngũ cán bộ kỹ sư đủ năng lực.

Việc học tập, thiết kế đồ án cũng như làm các bài tập lớn là một công việc hết sức quan trọng, nó giúp cho người sinh viên hiểu sâu, hiểu kỹ hơn, có kinh nghiêm hơn trong quá trình học cũng như khi ra làm việc. Mọi máy móc trong các nghành công nghiệp đều được lắp ghép từ các chi tiết máy, do đó để có thể hiểu và thiết kế được máy móc chúng ta cần biết được phương pháp tính toán và thiết kế công nghệ để chế tạo ra các chi tiết máy đó. Ngoài việc thiết kế được những chi tiết máy theo yêu cầu về độ chính xác, độ bền, độ chống mài mòn… còn phải chú ý đến việc nâng cao năng suất lao động, giảm giá thành sản phẩm và chất lượng sản phẩm. Chính vì lý do này ngoài việc học ra thì việc thiết kế đồ án công nghệ là một công việc không thể thiếu được của mỗi một sinh viên trong ngành Cơ khí.

Là sinh viên của khoa cơ khí, em đã được thực hiện đồ án Công nghệ chế tạo máy với nội dung “ Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết đòn quay gạt số ” dưới sự hướng dẫn của cô Vũ Thị Quy, với những kiến thức đã được học cùng với sự giúp đỡ tận tình của các Thầy cô, và sự đóng góp trao đổi xây dựng của các bạn cùng lớp nên đồ án của em đã được hoàn thành.

Song, với hiểu biết còn hạn chế cùng với kinh nghiêm thực tế không nhiều nên đồ án của em chắc chắn không tránh khỏi thiếu sót. Nên, em rất mong các Thầy cô cùng các bạn đọc góp ý, xây dựng để đồ án của em được hoàn thiện hơn.

Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn các Thầy cô trong bộ môn Công nghệ chế tạo Máy - Khoa cơ khí, và đặc biệt là sự hướng dẫn tận tình của cô giáo Vũ Thị Quy đã giúp em hoàn thành đồ án này.

MỤC LỤC

Trang

Lời nói đầu………………………………………………………………………….1

Nhận xét của Giáo viên…………………………………………………………….3

Mục lục……………………………………………………………………………..4

Tài liệu tham khảo …………………………………………………………………4

PHẦN I: Phân tích chức năng nhiệm vụ, tính công nghệ của kết cấu chi tiết……..5

PHẦN II: Dạng sản xuất và phương pháp chế tạo phôi……………………………6

PHẦN III: Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết………………………...12

PHẦN IV: Tính lương dư cho một mặt cần gia công……………………………...21

PHẦN V: Tính chế độ cắt cho một nguyên công và tra chế độ cắt cho các nguyên công còn lại………………………………………………………………………..25

PHẦN VI: Tính thời gian gia công cơ bản cho các nguyên công………………...36

PHẦN VII: Đồ gá cho nguyên công khoan lỗ M10…………………………….....41

Kết luận……………………………………………………………………………46

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1,2,3 – GS.TS Nguyễn Đắc Lộc và tập thể tác giả - Nhà xuất bản KHKT
2. Công nghệ chế tạo máy – GS.TS Trần Văn Địch - Nhà xuất bản KHKT
3. Át lát đồ gá - GS.TS Trần Văn Địch - Nhà xuất bản KHKT
4. Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy - GS.TS Trần Văn Địch - Nhà xuất bản KHKT
5. Hướng dẫn thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy - GS.TS Nguyễn Đắc Lộc - Nhà xuất bản KHKT
6. Vẽ kỹ thuật – PGS Trần Hữu Quế - Nhà xuất bản giáo dục
7. Dung sai và đo lường – PGS.TS Ninh Đức Tốn - Nhà xuất bản giáo dục

PHẦN I: PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG NHIỆM VỤ, TÍNH CÔNG NGHỆ

CỦA KẾT CẤU CHI TIẾT

1.1. Phân tích chức năng làm việc của chi tiết càng

1.1.1. Đặc điểm

Đòn quay gạt số là một dạng chi tiết trong họ chi tiết dạng càng, là một loại chi tiết có một số lỗ cơ bản mà tâm của chúng song song với nhau (lỗ A và lỗ B) , hoặc tạo với nhau một góc nào đó (lỗ C vuông góc lỗ A và lỗ B)

THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG ĐÒN QUAY GẠT C1 C7 ĐHSPKT HƯNG YÊN

Các bề mặt làm việc là các mặt trong của hai lỗ f12 và f10. Trong chi tiết này chỉ có các bề mặt có Rz20 là ảnh hưởng nhiều tới tính năng làm việc và chất lượng vận hành của chi tiết. Các bề mặt còn lại không có ảnh hưởng nhiều tới tính năng làm việc và chất lượng vận hành của chi tiết.

1.1.2. Chức năng:

Chi tiết dạng càng thường có chức năng cầu nối giữa chi tiết này với chi tiết khác để biến đổi chuyển động, như biến động thẳng của chi tiết này (thường là piston của động cơ) thành chuyển động quay của chi tiết khác (như là trục khuỷu) hoặc ngược lại. Ngoài ra chi tiết dạng càng còn dùng để gạt bánh răng (khi cần thay đổi tỉ số truyền trong các hộp tốc độ).

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

Cũng như các dạng chi tiết khác, đối với chi tiết dạng càng tính công nghệ có ý nghĩa quan trọng vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất cũng như độ chính xác gia công.

Tính công nghệ trong  kết cấu:

• Độ cứng vững của càng: với thép 40 có độ cứng 160 … 180HB độ cứng không cao, có hình dáng đơn giản
• Các mặt đầu của càng nằm trên hai mặt phẳng song song với nhau: gồm hai mặt đầu lỗ A và hai mặt đầu lỗ C
• Hình dáng của càng thuận lợi cho việc chọn chuẩn thô và chuẩn tinh thống nhất.
• Khi gia công chi tiết thì các dụng cụ rất rễ thoát dao.
• Càng không có lỗ kín nên gia công đơn giản, thuận tiện

Các yêu cầu kỹ thuật sau đây:

- Độ cứng 160 - 180HB

- Các bán kính không cho trên bản vẽ của các bề mặt không gia công có R2 – R4

- Mặt đầu các lỗ f10 , f12 và M10 đạt độ nhám Rz  20 m

- Độ không vuông góc của đường tâm lỗ M10 so với f12 < 0,1 mm

- Độ không song song của đườngtâm lỗ f10 so với f12 < 0,1 mm

- Độ không vuông góc của đường tâm các lỗ f10 , f12 so với mặt đầu < 0,1 mm

- Độ nhám bề mặt của các lỗ f10 , f12 theo chỉ tiêu Ra không vượt quá 1,25 m

- Các lỗ f10 , f12 và M10 được vát mép 145⁰ ở hai bên

PHẦN II: DẠNG SẢN XUẤT VÀ PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI

2.1.Chọn và xác định dạng sản xuất

Để xác định được dạng sản xuất cần biết được sản lượng hàng năm N và khối lượng của chi tiết Q.

Sản lượng hàng năm N được xác định theo công thức:

N = N₁.m.(1+ )

Trong đó:

            N   : Số chi tiết được sản xuất trong một năm

            N₁  :  Số sản phẩm (số máy) được sản xuất trong một năm; N₁ = 2000 sp/năm

            m  :  Số chi tiết trong một sản phẩm; m= 1

            :  Số phế phẩm trong phân xưởng đúc (rèn) =4%

: Số lượng chi tiết chế tạo thêm để  6%

Vậy:

 N = 2000.1.( ) = 2200 chi tiết/năm.

Sau khi xác định được sản lượng hàng năm ta phải xác định trọng lượng của chi tiết:

Khối lượng chi tiết là :  Q₁ = V.g

Trong đó :

Q₁ - trọng lượng của chi tiết, kG

g - là trọng lượng riêng của vật liệu làm chi tiết (kG/dm³)

Vật liệu làm chi tiết là thép 40 nên : g = 7,852 (KG/dm3)

V - là thể tích của chi tiết (dm³)

V=V₁+ V₂+ V₃+ V₄+ V₅

Vậy:

V=V₁+ V₂+ V₃+ V₄+ V₅ = 39,41 + 15,21 + 4,2 + 2,3 + 9,21 = 70,33 cm³

Q₁ = V.g =70,33. 7,852.10^-3 0,552 kg

BẢNG ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT:

Theo bảng ta được dạng sản xuất là: HÀNG LOẠT VỪA

2.2.Chọn phôi và phương pháp chế tạo phôi phôi

2.2.1.Chọn phôi

Chọn phôi nghĩa là chọn loại vật liệu chế tạo, phương pháp hình thành phôi, xác định lượng dư gia công cho các bề mặt, tính toán kích thước và quyết định dung sai cho quá trình chế tạo phôi.

Chọn loại phôi :

Loại phôi được xác định  theo kết cấu của chi tiết, loại vật liệu, điều kiện kỹ thuật, dạng sản xuất. Có nhiều phương pháp tạo phôi khác nhau:

• Phôi thép thanh: dùng để chế tạo các loại chi tiết như con lăn, chi tiết kẹp chặt, các loại trục, xilanh, piton, bạc, bánh răng có đường kính nhỏ…dùng trong sản xuất hàng loạt vừa, loạt lớn, hàng khối.
• Phôi dập: thường dùng cho các loại chi tiết như: trục răng côn, trục răng thẳng, các loại bánh răng khác, các chi tiết dạng càng, trục chữ thập, trục khuỷu…Các loại chi tiết này được dập trên máy búa nằm ngang hoặc máy dập đứng. Đối với chi tiết đơn giản thì dập không có ba via, còn chi tiết phức tạp dập sẽ có ba via.
• Phôi rèn tự do: trong sản xuất đơn chiếc và hàng loạt nhỏ, người ta thay phôi bằng phôi rèn tự do.
• Phôi đúc: được dùng cho các chi tiết như: các gối đỡ, các chi tiết dạng hộp, các loại càng phức tạp, các loại trục chữ thập…Vật liệu dùng cho phôi đúc là gang, thép, đồng, nhôm và các loại hợp kim khác. Đúc được thực hiện trong khuôn cát, khuôn kim loại, trong khuôn vỏ mỏng và các phương pháp đúc ly tâm, đúc áp lực, đúc theo khuôn mẫu chảy.

Theo bài: với thép 40 ta có thể chọn các phương pháp như phôi đúc, phôi dập

Khi chọn phôi phải chú ý hình dáng kích thước và chất lượng bề mặt phôi gần chi tiết thực nhằm giảm tiêu hao kim loại, khối lượng gia công trên máy, giảm tiêu hao dụng cụ cắt, năng lượng và các tiêu hao  khác.

2.2.2.Các phương pháp chế tạo phôi

Trong ngành chế tạo máy thì tùy theo dạng sản xuất mà chi phí về phôi liệu chiếm từ 20 - 50% giá thành sản phẩm. Chọn phôi hợp lý sẽ góp phần đảm bảo yêu cầu kỹ thuật mà còn giảm chi phí, góp phần nâng cao hiệu quả kinh tế - kỹ thuật của quá trình sản xuất.

Nhiệm vụ đặt ra là phải chọn đúng chủng loại vật liệu phôi và phương pháp chế tạo phôi nhằm mục đích chính:

- Đáp ứng yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm

- Đảm bảo chi phí gia công nhỏ nhất, góp phần giảm chi phí sản xuất

Khi chế tạo phôi cần chú ý:

- Lượng dư quá lớn sẽ tốn nguyên vật liệu tiêu hao lao động để gia công nhiều, tốn năng lượng, dụng cụ cắt vận chuyển nặng dẫn tới giá thành tăng.

- Lượng dư quá nhỏ sẽ không đủ để hớt đi các sai lệch của phôi để  biến phôi thành chi tiết hoàn thiện, làm ảnh hưởng tới các bước nguyên công và các bước gia công.

Như vậy việc xác định phương pháp tạo phôi dựa trên các cơ sở sau đây :

- Kết cấu hình dáng, kích thước của chi tiết .

- Vật liệu và đặc tính vật liệu của chi tiết mà thiết kế đòi hỏi.

- Sản lượng của chi tiết hoặc dạng sản xuất.

- Hoàn cảnh và khả năng cụ thể của xí nghiệp.

- Khả năng đạt được độ chính xác và yêu cầu kĩ thuật của phương pháp tạo phôi.

Vì vậy chọn phương án tạo phôi hợp lý sẽ nâng cao tính sử dụng của chi tiết. Để xây dựng phương án tạo phôi hợp lý ta so sánh các phương án tạo phôi sau:

1) Đúc trong khuôn cát:

Phương pháp này tương đối phổ biến ở nước ta, làm khuôn dễ dàng giá thành thấp. Tuy nhiên chế tạo khuôn mẫu tốn thời gian và độ chính xác phôi không cao, tiêu hao một phần kim loại do hệ thống rót, đậu ngót, vật đúc tồn tại các dạng rỗ co, rỗ khí, nứt … nên chỉ dung với sản xuất đơn chiếc.

2) Đúc áp lực.

Đúc được các vật liệu đúc phức tạp có thành mỏng, đúc được các lỗ nhỏ có kích thước khác nhau, có độ bóng và chính xác cao, cơ tính của vật liệu tốt, năng suất cao. Nhưng khuôn chóng bị mòn do kim loại nóng bào mòn khi được dẫn dưới áp lực cao.

3) Đúc ly tâm.

• Đúc  được các vật tròn rỗng mà không cần dùng lõi do đó tiết kiệm được vật liệu và công làm lõi.
• Không cần dùng hệ thống rót lên tiết kiệm được kim  loại, có thể đúc được các vật thể mỏng. Vật đúc có tỏ chức kim loại mịn chặt không tồn tại dạng xỉ khi co ngót, khuôn đúc cần có độ bền cao do làm việc ở nhiệt độ cao, lực ép của kim loại lỏng lớn.
• Khó đạt được đường kính lỗ vật đúc chính xác, do khó định lượng kim loại chính xác trước khi rót.
• Chất lượng bề mặt trong của vật đúc kém do chứa nhiều tạp chất.

4) Đúc trong khuôn kim loại.

Đúc trong khuôn kim loại về cơ bản giống như đúc trong khuôn cát,

Ưu điểm:

• Đúc được các vật đúc phức tạp nhưng khác với đúc trong khuôn cát là vật đúc trong khuôn kim loại có chất lượng tốt , tuổi bền cao, độ chính xác và độ bóng bề mặt cao, tổ chức kim loại nhỏ mịn, có khả năng cơ khí hoá, tự động hoá cao.
• Tiết kiệm vật liệu làm khuôn, nâng cao năng suất, hạ giá thành sản phẩm.

Nhược điểm:

• Bề mặt chi tiết dễ bị biến cứng nên sau khi đúc thường phải ủ.
• Tiêu hao một phần kim loại do hệ thống rót, đậu ngót. vv
• Khi đúc trong khuôn kim loại, tính dẫn nhiệt của khuôn cao nên khả năng điền đầy kém.
• Mặt khác có sự cản cơ của khuôn kim loại lớn nên dễ gây ra nứt.
• Phương pháp này phù hợp với sản xuất hàng loạt.

5) Đúc trong khuôn mẫu chảy.

Vật đúc có độ chính xác và độ bóng rất cao, có thể đúc được các vật phức tạp và có thể đúc được các hợp kim nóng chảy ở nhiệt độ cao, năng suất không cao. Dùng để đúc kim loại quý hiếm, cần tiết kiệm vật liệu .

6) Phôi dập:

Phôi dập thường dùng cho các loại chi tiết sau đây: trục răng côn, trục răng thẳng, các loại bánh răng khác, các chi tiết dạng càng, trục chữ thập, trục khuỷu…

Đặc điểm:

• Sử dụng một bộ khuôn có kích thước lòng khuôn gần giống vật gia công.
• Độ chính xác của vật dập cao
• Kim loại có tính dẻo tốt hơn, dễ biến dạng, cơ tính sản phẩm cao hơn và có thể gia công vật phức tạp.
• Dễ cơ khí hoá nên năng suất cao.
• Hệ số sử dụng vật liệu cao.

Nhược điểm:

• Yêu cầu thiết bị sử dụng có công suất lớn, chuyển động chính xác, không chế tạo được phôi lớn.
• Do những đặc điểm trên nên dập chỉ dùng trong sản xuất hàng loạt và hàng khối.

Tóm lại, từ yêu cầu kỹ thuật và tính kinh tế của sản phẩm ta chọn phương pháp đúc trong khuôn kim loại. Do có ưu điểm sau:

• Chi tiết đúc có độ chính xác tương đối cao
• Tiêu tốn kim loại nhỏ
• Hạn chế ba via, gờ, mép
• Năng suất cao, dễ tự động hóa

Gia công chuẩn  bị phôi:

- Làm sạch bề mặt bằng chổi sắt.

- Làm sạch ba via bằng dũa.

- Đối với mặt đầu của chi tiết ta chọn làm chuẩn thô ta có thể mài sơ bộ lớp vỏ trên máymài hai đá để đủ lượng dư gia công cho chi tiết.

- Hai mặt bên của chi tiết không được gia công được mài nhẵn bằng máy mài tay hoặc máy mài hai đá hoặc cũng có thể dùng dũa để dũa sạch.

PHẦN III: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT

3.1. Xác định đường lối công nghệ

Trong các dạng sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối, quy trình công nghệ được xây dựng theo nguyên tắc phân tán hoặc tập trung nguyên công.

Theo nguyên tắc phân tán nguyên công thì quy trình công nghệ được chia ra các nguyên công đơn giản có thời gian như nhau (nhịp) hoặc bội số của nhịp. Tại đây mỗi máy thực hiện một nguyên công nhất định, đồ gá được sử dụng là đồ gá chuyên dùng.

Theo nguyên tắc tập trung nguyên công thì quy trình công nghệ được thực hiện trên một hoặc vài máy tự động, bán tự động.

Nguyên tắc khi thiết kế nguyên công là phải đảm bảo năng suất lao động và độ chính xác yêu cầu. Năng suất và độ chính xác phụ thuộc vào chế độ cắt, các bước gia công, thứ tự  các bước công nghệ. Khi chọn phương án gia công phải chú ý tới dạng sản xuất. Vậy với yêu cầu của đề tài được giao, dạng sản xuất là hàng loạt vừa do đó đường lối gia công công nghệ cho chi tiết “Đòn quay gạt số” này là phân tán nguyên công, đồ gá sử dụng ở đây là đồ gá chuyên dùng.

3.2. Chọn phương pháp gia công

Đối với chi tiết đã cho “Đòn quay gạt số” và dạng sản xuất hàng loạt vừa, muốn chuyên môn hoá cao để có thể đạt năng suất cao trong điều kiện sản xuất Việt Nam thì đường lối công nghệ thích hợp nhất là phân tán nguyên công (ít bước công nghệ trong một nguyên công). Ở đây ta dùng các loại máy vạn năng kết hợp với các đồ gá chuyên dùng và các máy chuyên dùng dễ chế tạo.

3.2.1.  Thiết kế nguyên công

Từ kết cấu và yêu cầu gia công ta có các phương án sau :

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

7.7.  Những yêu cầu kỹ thuật của đồ gá :

• Yêu cầu đối với thân đồ gá :

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

• 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.

• 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 .

• 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 . 

7.8.  Nguyên lý làm việc của đồ gá :

Khi thực hiện gia công và ta rô lỗ M10...0,2, chi tiết được định vị trên đồ gá nhờ phiến tì, chốt trụ ngắn và chốt trám để hạn chế 6 bậc tự do. Tính ổn định của chi tiết trong quá trình ra công được đảm bảo nhờ lực kẹp sinh ra nhờ cơ cấu kẹp bằng bu lông đai ốc và bạc chữ C

Trong quá trình gia công, để thực hiện các nguyên công khoan ta dùng bạc dẫn hướng.

Để lấy chi tiết ra khỏi đồ gá sau khi gia công và chuẩn bị cho lần gá đặt tiếp theo, nới đai ốc ra, bỏ bạc chữ C, tháo chi tiết ra, sau đó đặt chi tiết khác vào. Lắp bạc chữ C vào rồi kẹp chặt.

KẾT LUẬN

Với sự hướng dẫn tận tình của các thầy cô giáo, sau khi hoàn thành đồ án công nghệ chế tạo máy em đã hiểu thêm được nhiều vấn đề về công nghệ gia công chi tiết nói chung và gia công chi tiết của em nói riêng, ngoài ra em còn được học thêm về phương pháp thiết kế tài liệu công nghệ gia công chi tiết máy, đồng thời với các loại máy em dùng trong công nghệ chế tạo chi tiết của mình em cũng được hiểu sâu sắc hơn.

Cuối cùng, em xin trân thành cảm ơn sự giúp đỡ của các thầy cô giáo trong bộ môn công nghệ chế tạo máy, đặc biệt là thầy Phan Ngọc Ánh đã có những chỉ bảo tận tình khi em gặp khó khăn trong khi làm đồ án này.

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