THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT GỐI ĐỠ 3 LỖ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG

Mục lục

                                                                                                          Trang

Lời nói đầu                                                                                                1

PHẦN I:

XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT VÀ CHẾ TẠO PHÔI 

GỐI ĐỠ 3 LỖ

                        2

1. Phân tích yêu cầu kỹ thuật và kết cấu cho chi tiết gia công          2

2. Xác định dạng sản xuất                                                                2

3. Phương pháp chế tạo phôi                                                            2

PHẦN II:

THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CƠ           4

1. Phân tích chuẩn và lập trình tự gia công                                       4

2. Trình bày nội dung các nguyên công                                            5

2.1. Nguyên công I: Phay mặt đáy (1) đạt Rz=10                             5

2.2. Nguyên công II: Phay mặt gờ (2) đạt Rz=40                              8

2.3. Nguyên công III: Khoan, khoét 2 lỗ Ø12 đạt Rz=20                           11

2.4. Nguyên công IV: Phay 2 mặt bên (3) và (4) đạt Rz=40             15

2.5. Nguyên công V: Khoan, khoét và doa lỗ Ø16 đạt R_a=1,25                 18

2.6. Nguyên công VI: Khoan, khoét và doa 2 lỗ Ø20 đạt R_a=1,25   23

2.7. Nguyên công VII: Kiểm tra                                                                  28

PHẦN III:

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỒ GÁ CHO NGUYÊN CÔNG          29

1. Trình bày mục đích yêu cầu của nguyên công, giới thiệu

    sơ đồ định vị và kẹp chặt                                                              29

1.1. Mục đích                                                                                    29

1.2. Giới thiệu sơ đồ định vị và kẹp chặt                                          29

2. Tính lực (momen) cắt tác dụng lên chi tiết                                              30

3. Tính lực kẹp cần thiết                                                                             31

Tài liệu tham khảo                                                                          33

PHẦN I: XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT VÀ TẠO PHÔI

Nhiệm vụ: Thiết kế qui trình công nghệ chế tạo chi tiết ổ đỡ trục với sản lượng 5000 chi tiết/năm, điều kiện sản xuất tự do.

1. Phân tích yêu cầu kỹ thuật và kết cấu cho chi tiết gia công:

          Chi tiết cần chế tạo dung để đỡ trục. Vật liệu chế tạo là Gang Xám. Hình dạng chế tạo của chi tiết rất phức tạp. Điều kiện làm việc của trục là phải đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật cao, độ song song, độ đồng tâm giữa các gối đỡ phải đảm bảo khi quay ko bị lệch tâm, giảm được các mô men uốn, giảm được sự rung động, nâng cao sức bền mõi cho trục và tuổi thọ của gối đỡ.

          Để đảm bảo được các điều kiện đặt ra, yêu cầu chi tiết phải đạt độ cứng vững cao, chống mài mòn tốt. Cấp chính xác, độ bóng của các bề mặt gia công phải đảm bảo yêu cầu kỹ thuật đặt ra của chi tiết.

          Hộp phải đủ cứng vững để gia công, không bị biến dạng và có thể dùng chế độ cắt cao để tăng năng suất.

          Độ không song song giữa đường tâm lỗ ϕ20 và ϕ16 không vượt quá 0,03/100 mm.

2. Xác định dạng sản xuất:

          Sản lượng hàng năm: 5000 chiếc/năm.

          Thể tích tính chi tiết(dùng phần mềm ProE): V = 4,6x10⁵ mm³  đổi đơn vị ta được V = 0,46 dm³.

          Vật liệu chế tạo là Gang xám 15-32.

Có khối lượng riêng là g = (6,8 -7,4) kg/dm³.

Trọng lượng của chi tiết được xác định theo công thức:

                           Q = V. g = 0,46x7,4 = 3,404 (kg)                                                        Theo bảng 2[1]– Thiết kế đồ án CNCTM :

   

=> Dạng sản suất: Hàng loạt vừa

 

3. Phương pháp chế tạo phôi:

Theo yêu cầu cần đạt được sản lượng hàng loạt vừa, vât liệu là gang nên không thế rèn, dập, cán. Nên để gia công chi tiết giống với yêu cầu thi ta chọn phuơng pháp đúc, sau đó chuyển qua giai đoạn gia công để đat được hình dạng và yêu cầu kĩ thuật đề ra .

          Phôi ban đầu là phôi đúc: do hình dạng chi tiết không phức tạp, vật liệu dùng làm chi tiết là bằng gang, và do dạng san xuất hàng loạt vừa nên được đúc trong khuôn cát.

  

PHẦN II:

 THIẾT KẾ QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CƠ

1. Phân tích chuẩn và lập trình tự gia công:

Các bề mặt cần gia công được đánh số như hình vẽ, các bề mặt còn lại không gia công đạt độ nhám Rz = 80.

Các bề mặt làm việc chính của chi tiết gối đỡ là 2 lỗ ø20 (mm) và lỗ ø16 (mm), đạt Ra=1,25.

Bề mặt (1) là mặt đáy của chi tiết, đạt độ nhám Rz=10. Mặt đáy có 2 lỗ ø12 (mm) đùng để bắt bulông từ mặt gờ (2) xuống, 2 lỗ ø12(mm) đạt độ nhám Rz=20. Mặt (2) được gia công đạt độ nhám Rz=40. Bề mặt (3) và (4) là 2 mặt bên của chi tiết, cùng đạt độ nhám là Rz40.

Sau đây là các phương án chọn chuẩn gia công:

- Phương án 1: chọn bề mặt (3) và 2 lỗ ø20 làm chuẩn tinh thống nhất.

- Phương án 2: chọn bề mặt (1) và 2 lỗ ø12 làm chuẩn tinh thống nhất.

Vì bề mặt làm việc chính là là 2 lỗ ø20 nên không thể chọn bề mặt lỗ dùng để định vị. Vậy ta chọn chuẩn tinh thống nhất theo phương án 2.

Theo phương án 2, ta lập trình tự gia công như sau:

             - Nguyên công 1: Phay mặt đáy (1) đạt R_z = 10.

             - Nguyên công 2: Phay mặt gờ (2) đạt R_z = 40.

             - Nguyên công 3: Khoan khoét 2 lỗ ø12 đạt độ bóng R_z= 20.

             - Nguyên công 4: Phay hai mặt bên (3) và (4) đạt R_z= 40.

             - Nguyên công 5: khoan, khoét, doa lỗ ø16 đạt độ bóng R_a= 1,25.

             - Nguyên công 6: khoan, khoét, doa hai lỗ ø20 đạt độ bóng R_a= 1,25.

             - Nguyên công 7: Kiểm tra.

  

2. Trình bày nội dung các nguyên công:

2.1 Nguyên công I: Phay mặt đáy (1) đạt R_z = 10

- Định vị: Mặt gờ định vị 3 bậc tự do bằng 3 chốt tì.

- Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt bằng cơ cấu kẹp chặt cơ khí, lực kẹp vuông góc với mặt đáy.

- Chọn máy: máy phay đứng 6H11

Công suất động cơ chính: 4, 5kW

Bàn làm việc: 250x1250 mm²

Số rãnh chữ T: 3, chiều rộng rãnh chữ T: 14 mm

Số cấp tốc độ trục chính: 16

Phạm vi tốc độ trục chính: 65 – 1800 vg/ph

Chuỗi cấp tốc độ: 65 – 80 – 100 – 126 – 158 – 196 – 245 – 306 – 382 -476 – 595 – 742 – 926 – 1156 – 1442 – 1800 vg/ph

Số cấp bước tiến bàn máy: 16

Phạm vi tốc độ bước tiến dọc của bàn máy: 35 – 980 mm/ph

Chuỗi cấp bước tiến: 35 – 45 – 55 – 68 – 85 – 106 – 132 – 165 – 206 – 258 – 322 – 403 – 500 – 628 – 785 – 980 mm/ph

Phủ bì: 2060x1530x2300 mm³

 

- Chọn dao: Dao phay mặt đầu (D/z = 150/14) có gắn hợp kim cứng BK8.

- Tra tính chế độ cắt:

   Khi phay thô mặt phẳng.

- Lượng chạy dao răng S_z

                        S_z = 0,26mm/răng (Bảng 5-33, Sổ tay CNCTM II, trang 29).

- Tốc độ cắt V_b khi phay

                        V_b= 158m/phút (Bảng 5-127, Sổ tay CNCTM II, trang 115).

- Chiều sâu cắt t:

                        t = 1,5mm (Bảng 5-127, Sổ tay CNCTM II, trang 115).

- Tốc độ cắt tính toán V_t

                               V_t = V_b.k_v

         với k_v = k_MV.k_nv.k_uv

             Trong đó:

             k_MV : hệ số phụ thuộc vào chất lượng vật liệu gia công

                        (Bảng 5-1 và 5-2 Sổ tay CNCTM II, trang 6 và 7)         

                                    k_MV =

              HB » 200 (GX15-32)

k_nv : hệ số phụ thuộc vào tình trạng bề mặt phôi (Bảng 5-5, Sổ tay CNCTM II, trang 8).

k_uv : hệ số phụ thuộc vào chất lượng dụng cụ cắt (Bảng 5-6, Sổ tay CNCTM II, trang 8).

                                        Các hệ số phụ thuộc

kMV	knv	kuv
0,9378	0,82	0,83

    Vận tốc tính toán :

                                    V_t = 158.0,9378.0,82.0,83 =100,846m/phút.

- Số vòng quay tính toán :

                                    vòng/ phút.

Chọn số vòng quay của máy (theo tiêu chuẩn của máy 6H82)

                                    n_m = 245vòng/ phút.

- Vận tốc thực tế

                        m/phút

  

- Lượng chạy dao phút :

                        S_ph = S_z.z.n = 0,26.14.245 = 891,8mm/phút.

- Công suất thực tế của máy :

                        N_e = 4,2kw (Bảng 5-130, Sổ tay CNCTM II, trang 118).

         Khi phay tinh mặt phẳng.

                        S = 2,5mm/vòng (Bảng 5-37, Sổ tay CNCTM II, trang 31).

- Vậy lượng chạy dao răng:

                        S_z mm/răng.

- Tốc độ cắt V_b khi phay:

                        V_b = 180mm/phút (Bảng 5-127, Sổ tay CNCTM II, trang 115).

- Chiều sâu cắt t:

                        t = 0,5mm (Bảng 5-127, Sổ tay CNCTM II, trang 115).

- Vận tốc tính toán :

                        V_t =V_b.k_v = 180.0,9378.0,82.0,83 = 114,888m/phút.

- Số vòng quay tính toán

                        vòng/phút.

             Chọn số vòng quay theo tiêu chuẩn của máy :

                        n_m = 245vòng/phút.

- Vận tố thực tế :

                        m/ phút.              

Lượng chạy dao phút:

                        S_ph = S_z.z.n_m = 0,18.14.245 = 617,4 mm/ phút.

Công suất thực tế:

                        N_e = 4,2kw (Bảng 5-130, Sổ tay Công nghệ II).

 

BƯỚC	MÁY	DAO	t(mm)	S(mm/ph)	V(m/ph)	n(v/ph)	Ne(kw)
Phay thô	6H11	BK8	1,5	891.8	115,395	245	4,2
Phay tinh	6H11	BK8	0,5	617,4	115,395	245	4,2

 

- Thời gian nguyên công :

             (Thiết kế Đồ án CNCTM, trang 54).

            Trong đó : T_o - thời gian cơ bản.

                               T_p - thời gian phụ (10%T₀).

                                    T_pv - thời gian phục vụ chỗ làm việc (11%T₀).

                                    T_tn - thời gian nghĩ tự nhiên của công nhân(5%T₀).

                       

                                    L - chiều dài bề mặt gia công (mm).

                                    L_{1 ­}- chiều dài ăn dao (mm).

                                    L₂ - chiều dài thoát dao (mm).

                        (mm).

                        (mm). Chọn L₂ = 3 mm.

            - Khi phay thô : t = 1,5 mm.

                        (mm).

                         (phút).

             (phút).

            - Khi phay tinh : t = 0,5mm.

                         (mm).

                         (phút).

             (phút).

 

 

 

2.2 Nguyên công II: Phay mặt gờ (2) đạt Rz=40.

- Định vị: Chi tiết được định vị 5 bậc tự do.

                        Mặt đáy định vị 3 bậc tự do bằng mặt phẳng.

                        Mặt bên định vị 2 bậc tự do bằng 2 phiến tì.

- Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt bằng cơ cấu kẹp chặt cơ khí, lực kẹp vuông góc với mặt đáy.

- Chuyển động cắt gọt: Chi tiết gá trên bàn máy chuyển động tịnh tiến, dao phay chuyển động quay tròn.

- Chọn máy: máy phay đứng 6H11

Công suất động cơ chính: 4, 5kW

Bàn làm việc: 250x1250 mm²

Số rãnh chữ T: 3, chiều rộng rãnh chữ T: 14 mm

Số cấp tốc độ trục chính: 16

Phạm vi tốc độ trục chính: 65 – 1800 vg/ph

Chuỗi cấp tốc độ: 65 – 80 – 100 – 126 – 158 – 196 – 245 – 306 – 382 -476 – 595 – 742 – 926 – 1156 – 1442 – 1800 vg/ph

Số cấp bước tiến bàn máy: 16

Phạm vi tốc độ bước tiến dọc của bàn máy: 35 – 980 mm/ph

Chuỗi cấp bước tiến: 35 – 45 – 55 – 68 – 85 – 106 – 132 – 165 – 206 – 258 – 322 – 403 – 500 – 628 – 785 – 980 mm/ph

          Phủ bì: 2060x1530x2300 mm³

- Chọn dao: Dao phay ngón (D/z = 30/4) có gắn hợp kim cứng BK8.

- Tra tính chế độ cắt:

   Khi phay thô mặt phẳng

- Lượng chạy dao vòng

                        S = 0,15mm/ vòng (Bảng 5-36, Sổ tay CNCTM II, trang 31).

- Lượng chạy dao răng S_z