THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT HỘP TRỤC DÀI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG
NỘI DUNG ĐỒ ÁN
THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT HỘP TRỤC DÀI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU.. 1
MỤC LỤC.. 2
CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC VÀ YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA CHI TIẾT 3
1.1. Phân tích chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết. 3
1.2. Tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết. 3
CHƯƠNG 2 : XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT.. 5
2.1. Khái niệm dạng sản xuất. 5
2.2. Ý nghĩa của việc định dạng sản xuất. 5
2.3. Cách xác định dạng sản xuất. 5
CHƯƠNG 3 : LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI. 8
3.1. Các phương pháp chế tạo phôi.8
3.1.1. Phôi đúc. 8
3.1.2. Phôi hàn. 8
3.1.3. Phôi dập. 8
3.2. Bản vẽ lồng phôi.9
CHƯƠNG 4 : THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CHI TIẾT.. 12
4.1. Phân tích các đặc điểm về yêu cầu kỹ thuật bề mặt cần gia công. 12
4.2. Trình tự các nguyên công gia công. 12
4.2.1. Phân tích việc lựa chọn chuẩn. 12
4.2.2. Các loại máy gia công. 13
4.2.3. Các dụng cụ định vị14
4.2.4. Trình tự các nguyên công. 14
4.3. Tra lượng dư cho từng bước công nghệ. 18
4.4. Chọn chế độ cắt cho từng nguyên công. 19
CHƯƠNG 5 : THIẾT KẾ ĐỒ GÁ CHO NGUYÊN CÔNG 6. 27
5.1. Xây dựng nguyên lý đồ gá. 27
5.2. Tính toán lực kẹp cần thiết, chọn cơ cấu tạo lực kẹp và tính toán nguồn sinh lực 27
TÀI LIỆU THAM KHẢO.. 30
CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC VÀ YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA CHI TIẾT
1.1. Phân tích chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết :
Hộp là chi tiết có hình khối rỗng thường làm nhiệm vụ của chi tiết cơ sở để lắp các đơn vị lắp của những chi tiết khác lên nó tạo thành một bộ phận máy nhằm thực hiện nhiệm vụ động học nào đó của máy.
Đặc điểm của hộp là có nhiều vách khác nhau, trong các vách lại có nhiều gân, nhiều phần lồi lõm, nhiều mặt phẳng gia công để làm mặt tiếp xúc. Đặc biệt trên hộp có nhiều lỗ phải gia công chính xác để thực hiện các mối lắp ghép. Nhìn chung hộp là chi tiết khó gia công, khi chế tạo phải đảm bảo nhiều yêu cầu kỹ thuật khác nhau.
Các bề mặt làm việc chủ yếu là lỗ F12 , F44, lỗ vuông có kích thước 20 mm, đồng thời phải gia công các lỗ ren sao cho có thể làm việc với các chi tiết lắp ghép một cách chính xác.
Chi tiết làm việc trong điều kiện rung động và chịu nhiều áp lực nên ta chọn vật liệu thép C45 để chế tạo chi tiết.
1.2. Tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết :
Tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết hộp có ý nghĩa đặc biệt quan trọng bởi vì nó không những ảnh hưởng đến công sức lao động khi chế tạo mà còn ảnh hưởng tới việc tiêu hao vật liệu. Vì vậy khi thiết kế phải đảm bảo những yêu cầu về công nghệ của kết cấu như sau :
+ Hộp phải có đủ độ cứng vững để khi gia công không bị biến dạng và có thể đạt chế độ cắt cao, đạt năng suốt cao
+ Các bề mặt làm chuẩn phải có đủ diện tích nhất định, phải cho phép thực hiện nhiều nguyên công khi dùng nó làm bề mặt làm chuẩn. Ngoài ra bề mặt phải tạo điều kiện để gá đặt chi tiết nhanh khi gia công và lắp ráp.
+ Các bề mặt khi gia công không được có vấu lồi lõm, phải làm sao cho thuận lợi cho việc ăn dao , thoát dao. Kết cấu của các bề mặt phải tạo điều kiện cho việc gia công đồng thời nhiều dao.
+ Các lỗ được bố trí được bố trí nằm thẳng trên các vách nên khi gia công không bị ăn dao lệch hướng
+ Hộp có đủ độ cứng vững để khi gia công không bị biến dạng có thể dùng chế độ cắt cao , đạt năng suất cao
+ Các bề mặt làm chuẩn có đủ diện tích nhất định để cho phép thực hiện nhiều nguyên công khi dùng bề mặt đó làm chuẩn và đảm bảo thực hiện quá trình gá đặt nhanh .
+ Chi tiết hộp được chế tạo bằng phương pháp đúc. Kết cấu tương đối đơn giản
Chi tiết 3D
CHƯƠNG 2 : XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT
2.1. Khái niệm dạng sản xuất :
Dạng sản xuất là một khái niệm kinh tế kĩ thuật tổng hợp nó phản ánh mối quan hệ qua lại giữa các đặc trưng về công nghệ và các hình thức tổ choc để chế tạo ra các sản phẩm đảm bảo chất lượng và đạt được hiệu quả kinh tế cao nhất.
2.2. Ý nghĩa của việc định dạng sản xuất :
Xác định dạng sản xuất có ý nghĩa to lớn trong việc thiết kế quả trình công nghệ vì nếu biết được các điều kiện cho phép về vốn đầu tư, trang thiết bị kĩ thuật cần thiết, nhân lực để tổ chức sản xuất chi tiết đó trong nhà máy.
2.3. Cách xác định dạng sản xuất :
Trong chế tạo máy người ta phân biệt ba dạng sản xuất :
+ Sản xuất đơn chiếc
+ Sản xuất hàng loạt ( hàng loạt lớn, hàng loạt vừa, hàng loạt nhỏ )
+ Sản xuất hàng khối
Muốn biết được dạng sản xuất ta căn cứ vào sản lượng hằng năm và khối lượng chi tiết gia công để xác định.
* Tính sản lượng :
Sản lượng của chi tiết được tính theo công thức :
Trong đó :
+ N : Số chi tiết được sản xuất trong một năm .
+ (chiếc/năm) : Số sản phẩm được sản xuất trong một năm.
+ : Số chi tiết trong một sản phẩm.
+ : Số phế phẩm trong xưởng đúc ( )
+ : Số chi tiết được tạo thêm để dự trữ ( )
(chi tiết/năm)
* Tính trọng lượng của chi tiết :
Trọng lượng của chi tiết được tính theo công thức :
(kg)
Trong đó :
+ : Trọng lượng chi tiết.
+ (kg/dm3) : Khối lượng riêng của vật liệu (thép C45).
+ (dm3) : Khối lượng gần đúng của chi tiết cần sản xuất.
* Tính thể tích của chi tiết :
Dựa vào mặt cắt trên ta có thể tích của chi tiết được tính theo công thức :
Với :
+ ( mm3 )
+ ( mm3 )
+ ( mm3 )
+ ( mm3 )
+ ( mm3)
+ ( mm3 )
+ ( mm3 )
+ ( mm3 )
( mm3 ) = ( dm3 )
Vậy có giá trị :
( kg )
Bảng 1 : Cách xác định các dạng sản xuất.
|
Dạng sản xuất |
- Trọng lượng của chi tiết |
||
|
> 200 kg |
4 200 kg |
< 4 kg |
|
|
Sản lượng hằng năm của chi tiết ( chiếc ) |
|||
|
Đơn chiếc Hàng loạt nhỏ Hàng loạt vừa Hàng loạt lớn Hàng khối |
< 5 55 - 10 100 - 300 300 - 1000 > 1000 |
< 10 10 -200 200 - 500 500 - 1000 > 5000 |
< 100 100 - 500 500 - 5000 5000 - 50.000 > 50.000
|
Tra bảng 1 với ( chi tiết/ năm ) và (kg) ta chọn dạng sản xuất là dạng sản xuất hàng loạt vừa.
CHƯƠNG 3 : LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI
3.1. Các phương pháp chế tạo phôi : Với chi tiết dạng hộp có rất nhiều phương án chế tạo phôi: phôi đúc, phôi hàn, phôi dập.
3.1.1. Phôi đúc : Có đúc trong khuôn cát, đúc trong khuôn kim loại, đúc áp lực.
* Ưu điểm :
+ Chủng loại vật liệu đa dạng, khối lượng vật đúc lớn
+ Có thể đúc được các chi tiết có hình dáng kết câu phức tạp mà các phương pháp khác khó chế tạo.
+ Có thể đúc được nhiều lớp kim loại khác nhau trong 1 vật đúc hoặc có thể tạo ra cơ tính khác nhau giữa các bề mặt chi tiết
+ Giá thành chế tạo vật đúc rẻ vì đầu tư ban đầu ít, tính chất sản xuất linh hoạt. Có khả năng cơ khí hoá và tự động hoá.
* Nhược điểm :
+ Tiêu tốn kim loại lớn do cháy hao khi nấu luyện
+ Tỉ lệ phế phẩm khá cao, chất lượng vật đúc khó ổn định
+ Độ bằng bề mặt chưa cao, độ chính xác kích thước thấp
+ Chi tiết hộp đúc ra thường nguội không đều, gây ra biến dạng nhiệt và ứng suất dư .
3.1.2. Phôi hàn :
Được chế tạo từ thép tấm rồi hàn lại với nhau. Loại phôI này được dùng trong sản xuất đơn chiếc loạt
* Ưu điểm :
+ Sử dụng phôi hàn sẽ rút ngắn thời gian chuẩn bị phôi, đạt hiệu quả kinh tế cao.
* Nhược điểm :
+ Tuy nhiên phôi hàn thường gặp khó khăn trong vấn đề khử ứng suất dư.
3.1.3. Phôi dập :
Được chế tạo từ thép khối sau đó được nung trong lò nung và gia công áp lực bằng tay hoặc bằng máy búa hơi tùy theo yêu cầu kỹ thuật của chi tiết.
* Ưu điểm:
+ Phương pháp này đạt cơ tính tốt và năng suất cao.
+ Dễ gia công yêu cầu theo mẫu hoặc dưỡng cho trước.
* Nhược điểm :
+ Chỉ áp dụng được với chi tiết hộp nhỏ có hình thù không phức tạp
+ Độ chính xác về kích thước không cao.
Vậy căn cứ vào hình dáng kết cấu kich thước của chi tiết gia công ta thấy :
+ Vật liệu của chi tiết là thép cácbon chất lượng thường.
Dựa vào đặc điểm của các phương pháp tạo phôi ở trên, ta chọn phương pháp đúc vì :
+ Hình dạng chi tiết phức tạp các phương pháp khác khó chế tạo được.
+ Giá thành chế tạo vật đúc rẽ.
+ Thiết bị đầu tư cho phương pháp này tương đối đơn giản nên mức chi phí đầu tư ban đầu vừa phải không cao.
+ Phù hợp với sản xuất hàng loạt vừa.
+ Độ nhám bề mặt và độ chính xác có thế chấp nhận và tiếp tục gia công tiếp theo.
3.2. Bản vẽ lồng khuôn : Do sản xuất hàng loạt vừa nên ta chọn loại khuôn đúc là khuôn kim loại, làm khuôn bằng máy, Mẫu làm bằng gỗ. Phương pháp này thích hợp cho dạng sản xuất hàng loạt vừa, độ chính xác cao, lượng dư gia công cắt gọt nhỏ.
Hình cắt khuôn đúc chi tiết
Trong đó :
1 : Nữa khuôn trên 4 : Mặt phân khuôn
2 : Ống rót kim loại 5 : Nữa khuôn dưới
3 : Đậu hơi
Mặt cắt A-A nữa khuôn dưới
Trong đó :
1 : Chi tiết cố định nữa khuôn trên và dưới.
2 : Lỗ định vị cho khuôn trên và khuôn dưới.
3 : Thành khuôn dưới.
Lõi để tạo lỗ F 44 khi đúc
CHƯƠNG 4 : THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CHI TIẾT
4.1. Phân tích các đặc điểm về yêu cầu kỹ thuật bề mặt cần gia công :
Các lỗ gia công với độ chính xác tương ứng là :
+ Lỗ F12F8 lắp lỏng với chi tiết tròn có đường kính 12 mm, gia công với độ chính xác cấp 8.
+ Lỗ F44H7 gia công với độ chính xác cấp 7 và độ nhám bề mặt yêu cầu là Ra 1,25
+ Lỗ vuông cạnh 20F8 gia công với độ chính xác cấp 8 và độ nhám bề yêu cầu mặt là Rz20
Do yêu cầu khi làm việc các lỗ được lắp với các chi tiết khác nên khi gia công ta làm theo các yêu cầu kỹ thuật :
+ Độ không cắt nhau giữa đường tâm lỗ F 12 và F 44 ≤ 0,05/100 mm
+ Độ không đối xứng của lỗ vuông 20F8 so với lỗ F 44 ≤ 0,03/100 mm
Các bề mặt còn lại do không có yêu cầu cao về bề mặt làm việc nên tất cả các bề mặt sau khi đúc với độ chính xác cấp II có độ nhám là Rz40.
Trên các chi tiết còn có các lỗ trụ với các lỗ ren thì ta chỉ cần gia công chính xác kích thước với lỗ lắp ghép và gia công lỗ sau đó tarô ren đối với các lỗ ren.
4.2. Trình tự các nguyên công gia công :
4.2.1. Phân tích việc lựa chọn chuẩn :
* Chuẩn thô : Một số nguyên tắc chọn chuẩn thô là :
- Nếu chi tiết có một bề mặt không gia công thì nên chọn bề mặt đó làm chuẩn thô.
- Nếu có một số các bề mặt không gia công thì nên chọn bề mặt không gia công nào có vị trí tương quan cao nhất đối với các bề mặt gia công.
- Nếu tất cả các bề mặt đều gia công thì chọn bề mặt nào có lượng dư gia công nhỏ, đều làm chuẩn thô.
- Chuẩn thô nên chọn các bề mặt tương đối bằng phẳng, không có bavia, đậu hơi, đậu rót hoặc quá gồ ghề.
- Chuẩn thô chỉ nên dùng một lần trong quá trình gia công.
- Sau khi phôi đúc được đưa ra khỏi khuôn thì tiến hành làm sạch chi tiết đúc, cắt bavia…..trước khi đưa phôi vào gia công trên máy.
* Chuẩn tinh thống nhất :
Do chi tiết được gia công dạng hộp nên ta chọn chuẩn gia công theo chuẩn trong quy trình công nghệ chế tạo chi tiết dạng hộp.
Chuẩn tinh thống nhất cho chi tiết hộp thường là một mặt nào đó và hai lỗ chuẩn tinh phụ vuông góc với mặt phẳng đó. Hai lỗ chuẩn tinh phụ này phải được gia công đến độ chính xác cấp 7 và có khoảng cách càng xa càng tốt.
* Đánh dấu các bề mặt cần gia công :
Theo các nguyên tắc chọn chuẩn thô ta có các mặt không gia công là : 1,2,3,4,5,6. Ta chọn mặt số 3 làm chuẩn thô.
4.2.2. Các loại máy gia công :
* Máy khoan K135 : Khoan các chi tiết lỗ < 35mm.
|
Đường kính lớn nhất khoan được (mm) |
35 |
|
Khoảng cách từ đường trục tâm chính tới trụ (mm) |
300 |
|
Khoảng cách lớn nhất từ mút trục chính tới bàn máy (mm) |
750 |
|
Kích thước bề mặt làm việc bàn máy (mm x mm) |
450x500 |
|
Dịch chuyển lớn nhất của trục chính (mm) |
170 |
|
Số cấp tốc độ trục chính |
12 |
|
Phạm vi tốc độ trục chính (vg/ph) |
42 - 2000 |
|
Số cấp bước tiến |
11 |
|
Phạm vi bước tiến ( mm/vg) |
0,1 – 1,4 |
|
Lực tiến dao (kG) |
1600 |
|
Mômen xoắn (kG.cm) |
4000 |
|
Công suất động cơ chính (kW) |
6 |
* Máy phay 6H12 :
|
Công suất động cơ(kw) |
7 |
|
Phạm vi điều chỉnh tốc độ Nmin- nmax |
30¸1500 |
|
Số cấp tốc độ zn |
18 |
|
Phạm vi điều chỉnh lượng chạy dao smin ¸ smax |
23,5¸1180 |
|
Số lượng chạy dao zs |
18 |
* Máy doa ngang TX611 :
|
Thông số |
Đơn vị |
TP(X)611 |
|
Kích thước bàn |
MM |
1320×1010 |
|
Rãnh chữ T |
MM |
7-22-125 |
|
Đường kính trục chính |
MM |
200 |
|
Tải trọng bàn |
KG |
5000 |
|
Hành trình dọc và ngang bàn |
MM |
1100×840 |
|
Hành trình đứng |
MM |
900 |
|
Đường kính doa max |
MM |
Φ240 |
|
Đường kính khoan max |
MM |
50 |
|
Hành trình ống lót |
MM |
550 |
|
Hành trình đài dao đầu khỏa |
MM |
160 |
|
Dải tốc độ trục chính |
RPM |
12-950 |
|
Động cơ trục chính |
KW |
7 |
|
Động cơ dịch chuyển nhanh |
KW |
3 |
|
Tốc độ lên xuống đầu gia công, tốc độ dịch chuyển bàn |
M/MIN |
1.8 |
|
Kích thước |
MM |
5071×2230×2786 |
|
Trọng lượng |
KG |
10700 |
* Máy xọc thủy lực BA5063 :
|
Công suất (kW) |
10 |
