THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT THÂN MÁY KHOAN CẦM TAY KT10 ĐHSPKT HƯNG YÊN
NỘI DUNG ĐỒ ÁN
LỜI NÓI ĐẦU THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT THÂN MÁY KHOAN CẦM TAY KT10 ĐHSPKT HƯNG YÊN
LỜI NÓI ĐẦU
Công nghệ chế tạo máy là một ngành then chốt, nó đóng vai trò quan trọng quyết định trong sự nghiệp công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước. Nhiệm vụ của công nghệ chế tạo máy là chế tạo ra các sản phẩm cơ khí cho mọi lĩnh vực của ngành kinh tế quốc dân. Việc phát triển ngành công nghệ chế tạo máy đang là mối quan tâm đặc biệt của Đảng và Nhà nước ta.
Phát triển ngành công nghệ chế tạo máy phải được tiến hành đồng thời với phát triển nguồn nhân lực và đầu tư các trang thiết bị hiện đại. Việc phát triển nguồn lực là nhiệm vụ trọng tâm của các trường học.
Hiện nay, trong các ngành kinh tế nói chung và ngành cơ khí nói riêng đòi hỏi kỹ sư cơ khí và cán bộ kỹ thuật cơ khí được đào tạo phải có kiến thức cơ bản tương đối rộng, đồng thời phải biết vận dụng những kiến thức đó để giải quyết những vấn đề cụ thể thường gặp trong sản xuất.
Môn học công nghệ chế tạo máy có vị trí quan trọng trong chương trình đào tạo kỹ sư và cán bộ kỹ thuật về thiết kế. Chế tạo các loại máy và các thiết bị phụ vụ các ngành kinh tế như công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải, điện lực, …
Để giúp cho sinh viên nắm vững được các kiến thức cơ bản và giúp cho họ quen với nhiệm vụ thiết kế, trong chương trình đào tạo đồ án tốt nghiệp là môn học không thể thiếu được của sinh viên các trường đạo tạo cao đẳng và đại học.
Sau một thời gian tìm hiểu cùng với sự chỉ bảo nhiệt tình của thầy giáo: Đỗ Xuân Hưng, đến nay em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp. Trong quá trình thiết kế và tính toán, tất nhiên sẽ có những sai sót do thiếu thực tế và kinh nghiệm thiết kế, em rất mong sự chỉ bảo của các thầy, cô giáo trong bộ môn và sự đóng góp ý kiến của các bạn để lần sau thiết kế và trong thực tế sau này được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
MỤC LỤC CHI TIẾT THÂN MÁY KHOAN CẦM TAY KT10 ĐHSPKT HƯNG YÊN
LỜI NÓI ĐẦU.. 2
TÀI LIỆU THAM KHẢO.. 4
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN.. 5
1.Mục đích, ý nghĩa đề tài.5
2.Phân tích chức năng và làm việc của chi tiết.5
3.Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết.6
4.Xác định dạng sản xuất.7
5.Xác định phương pháp chế tạo phôi.11
CHƯƠNG II: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 15
1.Xác định đường lối công nghệ.15
2.Xây dựng và lựa chọn phương án gia công.15
3.Thiết kế nguyên công.18
CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN LƯỢNG DƯ VÀ CHẾ ĐỘ CẮT 42
1.Cơ sở tính toán lượng dư và chế độ cắt.42
- Tính lượng dư cho một nguyên công và tra lượng dư cho các nguyên công còn lại.45
3.Tính chế độ cắt cho một nguyên công và tra chế độ cắt cho các nguyên công còn lại.51
4.Tính thời gian gia công cơ bản cho các nguyên công.74
CHƯƠNG IV: TÍNH VÀ THIẾT KẾ ĐỒ GÁ.. 89
1.Cơ sở tính toán và thiết kế đồ gá.89
2.Tính toán và thiết kế đồ gá cho một nguyên công.90
LỜI KẾT.. 96
Tên đề tài: Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết THÂN MÁY KHOAN CẦM TAY KT10.
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN
- Mục đích, ý nghĩa đề tài.
Đồ án tốt nghiệp công nghệ chế tạo máy là một phần không thể thiếu trong chương trình đào tạo của ngành Công Nghệ Chế Tạo Máy. Nó giúp sinh viên giải quyết một số vấn đề tổng hợp về công nghệ chế tạo máy sau khi nghiên cứu các giáo trình cơ bản của ngành Chế tạo máy.
Khi thiết kế đồ án tốt nghiệp chế tạo máy sinh viên sẽ làm quen với cách sử dụng tài liệu, sổ tay, tiêu chuẩn và có khả năng kết hợp, so sánh những kiến thức lý thuyết với thực tiễn sản xuất.
Mặt khác khi thiết kế đồ án, sinh viên sẽ phải phát huy tối đa tính độc lập và sáng tạo để giải quyết một vấn đề công nghệ cụ thể.
Xuất phát từ tầm quan trọng đó, em đã được nhận đồ án tốt nghiệp công nghệ chế tạo máy với đề tài: “Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết Thân máy khoan cầm tay KT10”
- Phân tích chức năng và làm việc của chi tiết.
- Sơ lược về chi tiết dạng hộp.
– Chi tiết dạng hộp là chi tiết có hình khối rỗng, có nhiều thành vách, gân, gờ dày mỏng khác nhau. Trên các thành vách bố trí các lỗ lắp ghép chính xác và một số bề mặt không chính xác. Chi tiết dạng hộp thường là chi tiết cơ sở để lắp các đơn vị khác của nhiều chi tiết để tạo thành một chiếc máy hoặc bộ phận của máy, nhằm hoàn thành một nhiệm vụ nào đó như thay đổ tỷ số truyền, truyền lực, truyền chuyển động chính của máy …
– Đặc điểm của chi tiết dạng hộp có các gân gờ lồi lõm dày mỏng khác nhau của các thành vách do vậy gia công được các bề mặt đó rất khó khăn, có nhiều mặt phẳng gia công để làm mặt phẳng tiếp xúc.
– Có nhiều bề mặt yêu cầu về độ chính xác, về vị trí tương quan dùng để lắp ghép trên các thành vách có những lỗ chính xác về kích thước đảm bảo độ đồng tâm giữa hai lỗ ở hai vách đối diện nhau, tất nhiên còn có những lỗ không cần độ chính xác cao.
– Chi tiết dạng hộp được sử dụng rất rộng rãi trong tất cả các loại máy móc từ máy công cụ, máy phát động lực, máy làm vườn, …
Ta thấy, chi tiết thân máy khoan cầm tay KT10 là một trong những chi tiết dạng hộp vì nó có đầy đủ đặc điểm yêu cầu kỹ thuật cũng như tính công nghệ về kết cấu của chi tiết dạng hộp.
- Chức năng làm việc của chi tiết.
Máy khoan cầm tay là một loại máy khoan nhỏ dùng để khoan các lỗ trên bề mặt mỏng như tôn, gỗ..., để bắt vít trên các bề mặt đó.
Các bề mặt làm việc của chi tiết:
- Các bề mặt bao của chi tiết.
- Bề mặt lỗ 16 và bậc 20 dùng để lắp ghép trục mũi khoan.
- Bề mặt 4 lỗ 16 dùng để lắp các trục bánh răng côn truyền chuyển động từ tay quay sang trục mũi khoan.
- Bề mặt lỗ 13 dùng để lắp tay cầm.
- Bề mặt 2 lỗ M10 dùng để lắp tay cầm.
- Bề mặt 4 lỗ M5 dùng để bắt vít cho vỏ bọc thân máy.
- Bề mặt 2 lỗ 4 dùng để đóng chốt vỏ máy.
- Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết.
– Ta thấy các bề mặt gia công chính của chi tiết không có bậc, rãnh do đó cần gia công liên tục và thuận tiện cho việc gia công.
– Các lỗ trên chi tiết đều là các lỗ theo tiêu chuẩn.
– Kết cấu chi tiết đảm bảo thoát khuôn tốt.
– Kết cấu chi tiết đảm bảo thoát dao, thoát phoi dễ dàng.
– Tính chất của vật liệu cho phép sau khi gia công để lại bề mặt có độ nhẵn bóng cao, chất lượng bề mặt tốt.
– Các bề mặt đủ diện tích đảm bảo định vị tốt.
Kết luận: Qua phân tích chi tiết về các đặc điểm và tính năng điều kiện làm việc, yêu cầu kỹ thuật ta thấy chi tiết có thể gia công hoàn toàn bằng các phương pháp gia công cơ khí. Những bề mặt quan trọng ta gia công thô sau đó gia công tinh, còn những bề mặt không quan trọng ta gia công một lần bằng phương pháp gia công thông thường với máy móc, thiết bị chuyên dùng và bằng các chuyển động cắt hợp lý.
Vật liệu sử dụng để chế tạo chi tiết Thân máy khoan cầm tay KT10 là hợp kim Nhôm, có các thành phần hóa học chính sau:
Si = 0,4 0,8%, Fe = 0,7%, Cu = 0,15 0,4%, Mn = 0,15%, Mg = 0,8 1,2%, Cr = 0,04 0,35%, Zn = 0,25%, Ti = 0,15%, còn lại là Al.
- Xác định dạng sản xuất.
Việc xác định quy mô và tổ chức sản xuất cho chi tiết là quan trọng cho các bước làm việc tiếp theo. Nếu xác định không đúng, nó sẽ ảnh hưởng đến việc lập quy trình công nghệ theo nguyên tắc nào và đảm bảo sản lượng hàng năm của chi tiết hay không.
Trong chế tạo máy người ta phân biệt 3 dạng sản xuất:
– Sản xuất đơn chiếc.
– Sản xuất hàng loạt (hàng loạt nhỏ, hàng loạt vừa và hàng loạt lớn).
– Sản xuất hàng khối.
Mỗi dạng sản xuất có những đặc điểm riêng, phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau. Tuy nhiên, ở đây chúng ta không nghiên cứu các đặc điểm của từng dạng sản xuất mà chỉ nghiên cứu phương pháp xác định chúng theo tính toán.
Để đảm bảo sản lượng hàng năm của đề tài giao, phải xác định dạng sản xuất, từ đó làm cơ sở để ta thiết kế quy trình công nghệ và đồ gá cùng các trang thiết bị khác phù hợp nhằm giảm giá thành mà vẫn đảm bảo chất lượng và sản lượng sản phẩm. Muốn xác định quy mô và hình thức tổ chức sản xuất trước hết phải biết sản lượng hàng năm của chi tiết, sau đó đến trọng lượng của chi tiết.
Khi đã xác định được sản lượng hàng năm của chi tiết cũng như rọng lượng của chi tiết, ta căn cứ vào bảng tiêu chuẩn để đưa ra các dạng sản xuất phù hợp.
- Xác định sản lượng hàng năm.
Sản lượng hàng năm của chi tiết gia công được tính theo công thức:
Trong đó:
N – số lượng chi tiết sản xuất trong một năm.
– số sản phẩm được sản xuất trong một năm.
M – số chi tiết trong một sản phẩm.
– phế phẩm trong xưởng đúc:
– số chi tiết được chế tạo thêm dự trữ:
Vậy: (chi tiết/năm).
- Xác định trọng lượng chi tiết.
Trọng lượng của chi tiết được xác định theo công thức sau:
Trong đó:
Q – trọng lượng của chi tiết (kg).
V – thể tích của chi tiết (dm3).
– trọng lượng riêng của vật liệu (kg/dm3).
Bảng 1: Trọng lượng riêng của một số vật liệu.
|
Tên vật liệu |
Thép |
Gang dẻo |
Gang xám |
Nhôm |
Đồng |
|
(kg/dm3) |
7,852 |
7,2 7,4 |
6,8 7,4 |
2,6 2,8 |
8,72 |
Để thuận tiện cho việc tính thể tích chi tiết, ta chia chi tiết ra làm nhiều hình khối cơ bản và đánh dấu như hình dưới, từ đó ta dễ dàng tính toán được thể tích chi tiết:
Ta có:
Vchi tiết = (V7 + V10 +V12 + 2.V13 + 2.V14 +4.V17) – (2.V1 + 2.V2 + V3 + 2.V4 + 2.V5 + 2.V6 + V8 + V9 + V11 + 4.V15 + 2.V16 + 2.V18).
Trong đó:
Vậy thể tích của chi tiết là:
Vchi tiết = 117743,67 (mm3) 0,12 (dm3).
Vậy: .
Theo bảng số 2 – Hướng dẫn thiết kế đồ án Công nghệ chế tạo máy (HD TKDA CNCTM – GS. Trần Văn Địch) trang 21, ta có bản xác định dạng sản xuất như sau:
|
Dạng sản xuất |
Q – khối lượng chi tiết |
||
|
> 200 (kg) |
4 – 200 (kg) |
< 4 (kg) |
|
|
Sản lượng hàng năm của chi tiết (chiếc). |
|||
|
Đơn chiếc |
< 5 |
< 10 |
< 100 |
|
Hàng loạt nhỏ |
55 – 100 |
10 – 200 |
100 – 500 |
|
Hang loạt vừa |
100 – 300 |
200 – 500 |
500 – 5000 |
|
Hàng loạt lớn |
300 – 1000 |
500 – 1000 |
5000 – 50000 |
|
Hàng khối |
> 1000 |
> 5000 |
> 50000 |
Dựa vào bảng trên ta có thể xác định ngay được dạng sản xuất của chi tiết là: hàng loạt lớn.
- Xác định phương pháp chế tạo phôi.
- Xác định phương pháp chế tạo phôi.
– Dựa vào kết cấu, hình dạng, kích thước của chi tiết.
– Dựa vào vật liệu và cơ tính của vật liệu.
– Dựa vào dạng sản xuất và tính ổn định của sản phẩm.
– Khả năng đạt được độ chính xác và yêu cầu kỹ thuật.
– Muốn chọn phôi hợp lý không những phải nắm vững các yêu cầu thiết kế mà phải biết về đặc điểm biến thiên trọng phạm vi sử dụng của từng loại phôi.
– Chọn phôi hợp lý không những đảm bảo tốt về tính năng kỹ thuật của chi tiết mà còn ảnh hưởng lớn đến giá thành sản phẩm, chọn phôi hợp lý sẽ làm cho qui trình công nghệ đơn giản, phí tổn kim loại giảm đi.
– Phí tổn kim loại khi gia công được đánh giá bằng hệ số sử dụng vật liệu:
Trong đó:
K – hệ số sử dụng vật liệu.
GCT – trọng lượng chi tiết.
Gph – trọng lượng phôi.
Một số loại phôi thường được sử dụng trong công nghệ chế tạo máy:
Phôi đúc:
- Đúc trong khuôn cát, làm khuôn bằng tay mẫu gỗ.
- Đúc trong khuôn kim loại làm khuôn bằng máy.
- Đúc trong khuôn vỏ mỏng.
- Đúc áp lực.
Phôi hàn:
Phôi rèn:
Trong sản xuất hàng đơn chiếc và hàng loạt nhỏ người ta thường sử dụng phôi rèn. Ưu điểm của phôi rèn trong điều kiện sản xuất loại nhỏ là giá thành hạ (không phải chế tạo khuôn).
Phôi dập:
Thường được sử dụng cho các chi tiết sau đây: trục răng côn, trục răng thẳng và các loại bánh răng khác nhau, các chi tiết dạng càng, trục chữ thấp, trục khuỷu,.... các chi tiết dạng này được dập trên máy búa nằm ngang hoặc máy dập thẳng đứng. Đối với các chi tiết đơn giản thì dập không để lại ba via còn các chi tiết phức tạp thì sẽ có ba via (chiếm khoảng 0,5 – 1% trọng lượng của phôi)
Phôi đúc:
Phôi đúc được sử dụng cho các chi tiết dạng gối đỡ và các chi tiết dạng hộp, các loại càng phức tạp và các trục chữ thập,.... Vật liệu được sử dụng phương pháp đúc chủ yếu là gang, sắt, thép, đồng, nhôm và các loại hợp kim khác.
Căn cứ vào vật liệu là hợp kim nhôm và hình dáng kích thước của phôi và dạng sản xuất ta thấy rằng dạng phôi đúc là hợp lý nhất.
Ta phân tích một số phương pháp đúc để chọn được phương pháp thích hợp nhất.
- Đúc trong khuôn cát:
Là vật liệu làm khuôn có sẵn, rẻ tiền với phương pháp này ta có thể làm khuôn bằng tay hoặc bằng máy.
- Làm khuôn bằng tay : Khuôn được chế tạo với độ chính xác thấp nên đòi hỏi công nhân có kinh nghiệm và tay nghề cao. khi yêu cầu độ chính xác cao và cần năng suất cao thì phải phụ thuộc tay nghề công nhân, mặt khác quá trình làm khuôn nặng nhọc, công nhân lao động vất vả. do vậy phương pháp này chỉ thích hợp với dạng sản xuất đơn chiếc loạt nhỏ và sửa chữa hoặc thay thế.
- Làm khuôn bằng máy : Dùng trong sản xuất hàng loại, hàng khối.
- Ưu điểm: của phương pháp này là giải quyết được lao động nặng nhọc cho người công nhân trong thao tác làm khuôn, mặt khác khuôn được đầm chặt cho năng suất cao rút ngắn được chu trình sản xuất giảm được giá thành chế tạo và độ chính xác cao hơn giảm được lượng dư gia công. Mẫu làm bằng kim loại nên độ chính xác cao, độ đầm chặt đồng đều.
Phương pháp này không đòi hỏi công nhân có tay nghề cao, chỉ áp dụng cho các chi tiết có kết cấu đơn giản.
- Đúc trong khuôn kim loại:
Là phương pháp đúc tiên tiến chế tạo được vật đúc có độ bóng và độ chính xác cao , chất lượng tốt, khuôn có thể dùng được nhiều lần.
- Ưu điểm: Khuôn có độ chính xác cao nên chất lượng tốt (cấp chính xác đạt 6 ¸ 7 độ bóng đạt cấp 4 – cấp 7) kim loại có tính dẫn nhiệt cao nên rút ngắn được thời gian đông đặc và nguội của vật đúc hạt nhỏ mịn vì vậy nâng cao được cơ tính của vật đúc, dễ cơ khí hóa và tự động hóa, cải thiện được điều kiện làm việc cho công nhân.
- Nhược điểm: Chế tạo khuôn tốn kém, chỉ sử dụng cho sản xuất loại lớn, hàng khối. khuôn có độ dẫn nhiệt cao nên khả năng điền đầy vào các hốc khuôn khó khăn, thường không đựoc dùng cho vật đúc phức tạp có thành mỏng, đúc gang dễ bị biến trắng do khuôn làm lõi bằng kim loại nên khi kết tinh vật đúc dễ bị nứt và vỡ.
- Đúc áp lực:
Là phương pháp ép kim loại lỏng vào khuôn với áp lực cao để tạo ra vật đúc.
- Ưu điểm: Chế tạo được vật đúc có hình dạng kết cấu phức tạp cho độ bóng và độ chính xác cao, lượng dư nhỏ đúc được các chi tiết thành mỏng.
- Nhược điểm: Do áp lực cao nên lõi phải làm bằng kim loại do đó khó tháo lõi khi vật đúc có hình dạng phức tạp ở phía trong, giá thành chế tạo khuôn cao và khuôn nhanh mòn.
- Đúc ly tâm:
- Là phương pháp rót kim loại lỏng vào khuôn quay tròn dưới tác dụng của lực ly tâm kim loại lỏng được bố trí theo thành khuôn.
- Ưu điểm: Thông thường rót kim loại lỏng chảy tự do nên không cần hệ thống rót tổ chức kim loại mịn chặt không có rỗ co và rỗ khí cơ tính cao.
- Nhược điểm: Bề mặt trong của vật đúc có chất lượng kém nhiều xỉ và tạp chất, yêu cầu khuôn phải đạt độ bền cao, cân bằng tốt, ứng dụng cho chế tạo các chi tiết tròn xoay.
- Có 2 phương pháp đúc ly tâm là đúc ly tâm đứng và đúc ly tâm ngang.
- Đúc ly tâm đứng: Là quay khuôn quanh trục thẳng đứng do đó bề mặt bên trong vật đúc khi đông đặc có dạng Parabon nên chỉ áp dụng các chi tiết tròn xoay có chiều cao ngắn.
- Đúc ly tâm ngang: Là khuôn quay quanh trục nằm ngang khi vật đúc có chiều dầy thành bằng nhau độ đồng tâm cao phải dùng máy rót từ trong ra ngoài.
Nhận xét:
Căn cứ vào dạng sản xuất là sản xuất hàng loạt lớn, và với hình dạng cũng như kết cấu của chi tiết là khá đơn giản nên ta chọn phương pháp: đúc trong khuôn kim loại làm khuôn bằng máy.
Sau khi lấy phôi ra khỏi khuôn đúc thì ta tiến hành làm sạch phôi và làm cùn các ba-via sắc.
- Bản vẽ chế tạo phôi.
CHƯƠNG II: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
- Xác định đường lối công nghệ.
Xác định đường lối công nghệ là xác định phương pháp thực hiện công việc gia công chi tiết sao cho tốn ít thời gian nhất, đạt hiệu quả kinh tế cao nhất mà vẫn đảm bảo độ chính xác gia công. Quá trình gia công chi tiết phải qua nhiều nguyên công, nhưng phải phân chia cách thực hiện nguyên công đó như thế nào để đạt được các yêu cầu nói trên. Chúng ta có thể chọn phương án tập trung nguyên công hay phân tán nguyên công.
Tuy nhiên việc chọn cách phân chia nguyên công còn phụ thuộc vào dạng sản xuất, độ cứng vững và độ chính xác của chi tiết và điều kiện sản xuất của nước ta hiện nay. Đối với dạng sản xuất hàng loạt lớn muốn chuyên môn hoá cao có thể đạt được độ chính xác cao thì nên chọn phương án phân tán nguyên công tức là quy trình công nghệ được phân ra thành các nguyên công đơn giản. Ta dùng các máy vạn năng kết hợp với đồ gá chuyên dùng.
- Xây dựng và lựa chọn phương án gia công.
- Phân tích việc chọn chuẩn định vị.
Chọn chuẩn định vị khi gia công:
Việc chọn chuẩn công nhgệ gia công có ý nghĩa quan trọng nó ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác gia công, năng xuất gia công .Việc chọn chuẩn là để đảm bảo hai yêu cầu sau đây:
- Chất lượng của chi tiết trong quá trình gia công.
- Nâng cao năng xuất và giảm giá thành sản phẩm.
Chọn chuẩn bao gồm hai vấn đề chủ yếu sau: chọn chuẩn thô và chọn chuẩn tinh.
Những yêu cầu chung khi chọn chuẩn:
- Đảm bảo quan hệ giữa bề mặt gia công và bề mặt không gia công.
- Đảm bảo phân phối lượng dư đều cho các bề mặt gia công.
- Đảm bảo quan hệ giữa bề mặt gia công với nhau.
Ngoài ra việc chọn chuẩn phải đảm bảo thỏa mãn yêu cầu như nâng cao năng xuất và hạ giá thành sản phẩm.
Nguyên tắc khi chọn chuẩn: Chọn chuẩn phải tuân theo nguyên tắc sau:
- Chọn chuẩn phải tuân theo nguyên tắc 6 điểm, phải chọn chuẩn sao cho hạn chế hết số bậc tự do cần thiết, tuyệt đối tránh hiện tượng siêu định vị hoặc thiếu định vị.
- Chọn chuẩn sao cho kết cấu đồ gá đơn giản thuận tiện sử dụng.
- Chọn chuẩn sao cho khi gia công chi tiết ít bị biến dạng do ảnh hưởng của lực kẹp và lực cắt đồng thời tận dụng khả năng có lực kẹp nhỏ nhất.
- Lựa chọn phương án gia công.
Khi thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết phải được xác định hợp lý, tiến trình công nghệ ứng với các bề mặt cần gia công của chi tiết sao cho chu kỳ gia công ngắn nhất, góp phần hạn chế chi phí gia công giảm thời gian phụ và đạt hiệu quả kinh tế cao nhất.
Trình tự gia công hợp lý các bề mặt của chi tiết được thể hiện ở thứ tự tối ưu các nguyên công.
Đối với bề mặt gia công cần căn cứ vào trạng thái cuối cùng của bề mặt gia công để lập phương án thứ tự theo nguyên tắc. Việc xắp đặt hợp lý các nguyên công kiểm tra trung gian sau nguyên công khó gia công sẽ tránh được hiện tượng gia công cả những chi tiết bị phế phẩm ở các nguyên công trước.
Cố gắng giảm thời gian phụ do đó tăng năng xuất, hạ giá thành sản phẩm.
Đối với chi tiết Thân máy khoan cầm tay KT10 trên – bản vẽ 45.0094 ta có thể thực hiện các biện pháp gia công sau:
- Đối với các bao: yêu cầu sau khi gia công đạt cấp chính xác IT7, Rz 20, do vậy ta lựa chọn các bước gia cônggồm: phay thô, phay tinh.
- Đối với bề mặt 13: yêu cầu sau khi gia công đạt cấp chính xác IT7, dung sai , Ra = 2,5. Ta lựa chọn các bước gia công bao gồm: khoan, khoét.
- Đối với bề mặt lỗ 16: yêu cầu sau khi gia công đạt cấp chính xác IT6, dung sai , Ra = 1,25. Ta lựa chọn các bước gia công bao gồm: khoan, khoét và doa.
- Đối với bề mặt lỗ bậc 20: yêu cầu sau khi gia công đạt cấp chính xác IT7, dung sai , Ra = 2,5. Ta lựa chọn các bước gia công bao gồm: khoan và khoét.
- Đối với bề mặt lỗ 4: ta lựa chọn bước công nghệ là khoan.
- Đối với bề mặt lỗ M10 và M5, ta lựa chọn các bước gia công bao gồm: khoan và tarô ren.
Từ những yêu cầu kỹ thuật như trên, ta có các phương án gia công sau:
- Phương án 1:
- Nguyên công 1: Phay bề mặt A.
- Nguyên công 2: Phay bề mặt B.
- Nguyên công 3: Phay bề mặt C.
- Nguyên công 4: Phay bề mặt D.
- Nguyên công 5: Phay bề mặt E.
- Nguyên công 6: Phay bề mặt F.
- Nguyên công 7: Khoan, doa lỗ , khoét bậc .
- Nguyên công 8: Khoan và khoét bề mặt .
- Nguyên công 9: Khoan, khoét và doa 4 lỗ .
- Nguyên công 10: Khoan và tarô ren 2 lỗ M10.
- Nguyên công 11: Khoan và tarô ren 4 lỗ M5.
- Nguyên công 12: Khoan 2 lỗ 4.
- Phương án 2:
- Nguyên công 1: Phay bề mặt A.
- Nguyên công 2: Phay bề mặt B.
- Nguyên công 3: Phay bề mặt C.
- Nguyên công 4: Phay bề mặt D.
- Nguyên công 5: Phay bề mặt E.
- Nguyên công 6: Phay bề mặt F.
- Nguyên công 7: Khoan và tarô ren 2 lỗ M10.
- Nguyên công 8: Khoan và tarô ren 4 lỗ M5.
- Nguyên công 9: Khoan 2 lỗ 4.
- Nguyên công 10: Khoan, khoét và doa 4 lỗ .
- Nguyên công 11: Khoan và khoét bề mặt .
- Nguyên công 12: Khoan, doa lỗ , khoét bậc .
Nhận xét: Dựa vào yêu cầu kỹ thuật của chi tiết cũng như các quy tắc tiêu chuẩn khi gia công ta thấy phương án 1 tối ưu hơn. Nó vừa đáp ứng được tính công nghệ cũng như tuân thủ chặt chẽ các tiêu chuẩn khi gia công. Nên phương án 1 sẽ được chọn để gia công chi tiết.
- Thiết kế nguyên công.
- Nguyên công 1: Phay mặt phẳng A.
- Sơ đồ gá đặt:
- Định vị:
- Chi tiết được định vị 5 bậc tự do.
- Trong đó:
- Hai phiến tỳ đồng phẳng khống chế 3 bậc tự do: tịnh tiến theo OZ, xoay quanh OX và xoay quanh OY.
- Một phiến tỳ khống chế 2 bậc tự do: chống xoay quanh OZ và tịnh tiến theo OY.
- Kẹp chặt:
Chi tiết được kẹp chặt bởi cơ cấu tay quay, ren vít. Hướng kẹp như hình vẽ.
- Chọn máy:
Ở bước nguyên công này ta gia công trên máy phay vạn năng X6332B với trục thẳng đứng có các thông số sau:
- Công suất động cơ trục đứng: 5HP.
- Công suất động cơ trục ngang là: 2HP.
- Phạm vi tốc độ quay trục chính:
- Trục đứng: 63 – 5817 (v/ph).
- Trục ngang: 60 – 1350 (v/ph).
- Kích thước bàn máy: 1250 x 320 mm.
- Hành trình bàn máy: 600 x 300 x 350 mm.
- Kích thước máy: 1700 x 1250 x 2260 mm.
- Chọn dao:
Dựa vào bảng 4.3 trang 293 và bảng 4.95 trang 376, Sổ tay Công nghệ chế tạo máy – tập 1, ta chọn dao phay mặt đầu có gắn mảnh hợp kim cứng BK8. Với các thông số sau:
D = 80 (mm); B = 30 (mm); số răng Z = 8 (răng).
- Bước công nghệ:
- Phay thô.
- Phay tinh.
- Nguyên công 2: Phay mặt phẳng B.
- Sơ đồ gá đặt:
- Định vị:
- Chi tiết được định vị 5 bậc tự do.
- Trong đó:
- Hai phiến tỳ đồng phẳng khống chế 3 bậc tự do: tịnh tiến theo OZ, xoay quanh OX và xoay quanh OY.
- Một phiến tỳ khống chế 2 bậc tự do: chống xoay quanh OZ và tịnh tiến theo OY.
- Kẹp chặt:
Chi tiết được kẹp chặt bởi cơ cấu tay quay, ren vít. Hướng kẹp như hình vẽ.
- Chọn máy:
Ở bước nguyên công này ta gia công trên máy phay vạn năng X6332B với trục thẳng đứng có các thông số sau:
- Công suất động cơ trục đứng: 5HP.
- Công suất động cơ trục ngang là: 2HP.
- Phạm vi tốc độ quay trục chính:
- Trục đứng : 63 – 5817 (v/ph).
- Trục ngang: 60 – 1350 (v/ph).
- Kích thước bàn máy: 1250 x 320 mm.
- Hành trình bàn máy: 600 x 300 x 350 mm.
- Kích thước máy: 1700 x 1250 x 2260 mm.
- Chọn dao:
Dựa vào bảng 4.3 trang 293 và bảng 4.95 trang 376, Sổ tay Công nghệ chế tạo máy – tập 1, ta chọn dao phay mặt đầu có gắn mảnh hợp kim cứng BK8. Với các thông số sau:
D = 80 (mm); B = 30 (mm); số răng Z = 8 (răng).
- Bước công nghệ:
- Phay thô.
- Phay tinh.
- Nguyên công 3: Phay mặt phẳng C.
- Sơ đồ gá đặt:
- Định vị:
- Chi tiết được định vị 5 bậc tự do.
- Trong đó:
- Hai phiến tỳ đồng phẳng khống chế 3 bậc tự do: xoay quanh OZ, xoay quanh OX và tịnh tiến theo OY.
- Hai chốt tỳ chỏm cầu khống chế 2 bậc tự do: tịnh tiến theo OZ và quay quanh OY.
- Kẹp chặt:
Chi tiết được kẹp chặt bởi cơ cấu tay quay, ren vít. Hướng kẹp như hình vẽ.
- Chọn máy:
Ở bước nguyên công này ta gia công trên máy phay vạn năng X6332B với trục thẳng đứng có các thông số sau:
- Công suất động cơ trục đứng: 5HP.
- Công suất động cơ trục ngang là: 2HP.
- Phạm vi tốc độ quay trục chính:
- Trục đứng : 63 – 5817 (v/ph).
- Trục ngang: 60 – 1350 (v/ph).
- Kích thước bàn máy: 1250 x 320 mm.
- Hành trình bàn máy: 600 x 300 x 350 mm.
- Kích thước máy: 1700 x 1250 x 2260 mm.
- Chọn dao:
Dựa vào bảng 4.3 trang 293 và bảng 4.95 trang 376, Sổ tay Công nghệ chế tạo máy – tập 1, ta chọn dao phay mặt đầu có gắn mảnh hợp kim cứng BK8. Với các thông số sau:
D = 50 (mm); B = 30 (mm); số răng Z = 8 (răng).
- Bước công nghệ:
- Phay thô.
- Phay tinh.
- Nguyên công 4: Phay mặt phẳng D.
- Sơ đồ gá đặt:
- Định vị:
- Chi tiết được định vị 5 bậc tự do.
- Trong đó:
- Hai phiến tỳ đồng phẳng khống chế 3 bậc tự do: xoay quanh OZ, xoay quanh OX và tịnh tiến theo OY.
- Hai chốt tỳ chỏm cầu khống chế 2 bậc tự do: tịnh tiến theo OZ và quay quanh OY.
- Kẹp chặt:
Chi tiết được kẹp chặt bởi cơ cấu tay quay, ren vít. Hướng kẹp như hình vẽ.
- Chọn máy:
Ở bước nguyên công này ta gia công trên máy phay vạn năng X6332B với trục thẳng đứng có các thông số sau:
- Công suất động cơ trục đứng: 5HP.
- Công suất động cơ trục ngang là: 2HP.
- Phạm vi tốc độ quay trục chính:
- Trục đứng : 63 – 5817 (v/ph).
- Trục ngang: 60 – 1350 (v/ph).
- Kích thước bàn máy: 1250 x 320 mm.
- Hành trình bàn máy: 600 x 300 x 350 mm.
- Kích thước máy: 1700 x 1250 x 2260 mm.
- Chọn dao:
Dựa vào bảng 4.3 trang 293 và bảng 4.95 trang 376, Sổ tay Công nghệ chế tạo máy – tập 1, ta chọn dao phay mặt đầu có gắn mảnh hợp kim cứng BK8. Với các thông số sau:
D = 50 (mm); B = 30 (mm); số răng Z = 8 (răng).
- Bước công nghệ:
- Phay thô.
- Phay tinh.
- Nguyên công 5: Phay mặt phẳng E.
- Sơ đồ gá đặt:
- Định vị:
- Chi tiết được định vị 6 bậc tự do.
- Trong đó:
- Hai phiến tỳ đồng phẳng khống chế 3 bậc tự do: xoay quanh OZ, xoay quanh OX và tịnh tiến theo OY.
- Hai chốt tỳ đầu bằng khống chế 2 bậc tự do: tịnh tiến theo OZ và xoay quanh OY.
- Một chốt tỳ chỏm cầu khống chế 1 bậc tự do: tịnh tiến theo OX.
- Kẹp chặt:
Chi tiết được kẹp chặt bởi cơ cấu tay quay, ren vít. Hướng kẹp như hình vẽ.
- Chọn máy:
Ở bước nguyên công này ta gia công trên máy phay vạn năng X6332B với trục nằm ngang có các thông số sau:
- Công suất động cơ trục đứng: 5HP.
- Công suất động cơ trục ngang là: 2HP.
- Phạm vi tốc độ quay trục chính:
- Trục đứng : 63 – 5817 (v/ph).
- Trục ngang: 60 – 1350 (v/ph).
- Kích thước bàn máy: 1250 x 320 mm.
- Hành trình bàn máy: 600 x 300 x 350 mm.
- Kích thước máy: 1700 x 1250 x 2260 mm.
- Chọn dao:
Dựa vào bảng 4.3 trang 293 và bảng 4.95 trang 376, Sổ tay Công nghệ chế tạp máy – tập 1, ta chọn dao phay mặt đầu có gắn mảnh hợp kim cứng BK8. Với các thông số sau:
D = 50 (mm); B = 30 (mm); số răng Z = 8 (răng).
- Bước công nghệ:
- Phay thô.
- Phay tinh.
- Nguyên công 6: Phay mặt phẳng F.
- Sơ đồ gá đặt:
- Định vị:
- Chi tiết được định vị 6 bậc tự do.
- Trong đó:
- Hai phiến tỳ đồng phẳng khống chế 3 bậc tự do: xoay quanh OZ, xoay quanh OX và tịnh tiến theo OY.
- Ba chốt tỳ đầu bằng khống chế 3 bậc tự do: tịnh tiến theo OX, tịnh tiến theo OZ và xoay quanh OY.
- Kẹp chặt:
Chi tiết được kẹp chặt bởi cơ cấu tay quay, ren vít. Hướng kẹp như hình vẽ.
- Chọn máy:
Ở bước nguyên công này ta gia công trên máy phay vạn năng X6332B với trục nằm ngang có các thông số sau:
- Công suất động cơ trục đứng: 5HP.
- Công suất động cơ trục ngang là: 2HP.
- Phạm vi tốc độ quay trục chính:
- Trục đứng : 63 – 5817 (v/ph).
- Trục ngang: 60 – 1350 (v/ph).
- Kích thước bàn máy: 1250 x 320 mm.
- Hành trình bàn máy: 600 x 300 x 350 mm.
- Kích thước máy: 1700 x 1250 x 2260 mm.
- Chọn dao:
Dựa vào bảng 4.3 trang 293 và bảng 4.95 trang 376, Sổ tay Công nghệ chế tạp máy – tập 1, ta chọn dao phay mặt đầu có gắn mảnh hợp kim cứng BK8. Với các thông số sau:
D = 50 (mm); B = 30 (mm); số răng Z = 8 (răng).
- Bước công nghệ:
- Phay thô.
- Phay tinh.
.....................................
- Tính lực kẹp:
Với đặc điểm của chi tiết, ta định vị chi tiết bằng phiến tỳ và các chốt tỳ, nên ta có phương trình cần bằng lực:
Trong đó:
- M – momen cắt.
- R = D/2 – khoảng cách từ tâm mũi khoan đến bề mặt định vị.
- f1, f2 – hệ số ma sát của chi tiết với phiến tỳ và chi tiết với mỏ kẹp. Tra theo bảng 34 – Hướng dẫn thiết kế đồ án Công nghệ chế tạo máy, trang 179 ta có:
f1 = 0,1 – 0,15. Chọn f1 = 0,1
f2 = 0,2 – 0,4. Chọn f2 = 0,2
- Q – lực kẹp.
- K – hệ số an toàn.
Hệ số an toàn K được xác định bởi công thức:
Với:
- K0 – hệ số an toàn cho tất cả các trường hợp. K0 = 1,5
- K1 – hệ số tính đến trường hợp tang lực cắt khi độ bóng thay đôi. Gia công thô K1 = 1,2 và gia công tinh K1 = 1
- K2 – hệ số tăng lực cắt khi mòn dao K2 = 1.
- K3 – hệ số tăng lực cắt khi gia công gián đoạn K3 = 1,2.
- K4 – hệ số tính đến sai số của cơ cấu kẹp chặt K4 = 1,3.
- K5 – hệ số tính đến mức độ thuận lợi cảu cơ cấu kẹp chặt bẳng tay K5 = 1.
- K6 – hệ số tính đến momen làm quay chi tiết K6 = 1,5.
K = 1,5. 1. 1. 1,2. 1,3. 1. 1,5 = 3,51
Momen xoắn Mx khi khoan:
Trong đó:
- kp = kMP = 1. Tra theo bảng 5.10, trang 9 – Sổ tay Công nghệ chế tạo máy, tập 2.
- Tra bảng 5.32, trang 25 – Sổ tay Công nghệ chế tạo máy, tập 2 ta có: CM = 0,005; q = 2; x = 0; y = 0,8.
.
Thay số, ta có lực kẹp Q:
Vậy lực kẹp cần thiết là: Q = 5058,53 N = 505,853kg.
Đường kính ren trung bình của bulong kẹp chặt được xác định theo công thức sau:
Vậy đường kính ren tối thiểu của bulong kẹp chặt là: M12.
- Xác đinh sai số chế tạo cho phép của đồ gá:
- Sai số chuẩn:
Sinh ra khi chuẩn định vị không trùng với gốc kích thước do phương kích thước vuông góc với mặt định vị.
- Sai số kẹp chặt:
Gây ra bởi lực kẹp do phương của lực kẹp vuông góc với phương của kích thước.
- Sai số mòn:
Do đồ gá bị mòn gây ra.
Sai số mòn được tính bởi công thức:
Trong đó:
- – hệ số phụ thuộc cơ cấu định vị. .
- N – số lượng chi tiết sản xuất trên đồ gá.
- Sai số điều chỉnh:
Là sai số sinh ra trong quá trình lắp ráp và điều chỉnh đồ gá. Sai số điều chỉnh phụ thuộc vào khả năng điều chỉnh và dụng cụ được dùng để điều chỉnh khi lắp ráp. Ta chọn .
- Sai số gá đặt:
Giá trị sai số gá đặt cho phép:
- Yêu cầu kỹ thuật của đồ gá:
- Độ không vuông góc của tâm bạc dẫn so với mặt đáy đồ gá 0,039 (mm).
- Độ không song song giữa mặt đầu chốt tỳ và mặt đáy đồ gá 0,039 (mm).
- Độ không vuông góc giữa mặt phẳng phiến tỳ và mặt đáy đồ gá 0,039 mm.
- Các bề mặt đồ định vị tôi cứng đạt: 50 – 60 HRC.
LỜI KẾT
Trong thời gian thực hiện đề tài tốt nghiệp, em đã được củng cố lại kiến thức đã học và tiếp thu thêm được nhiều kiến thức bổ ích khác.
Ngoài việc củng cố về mặt lý thuyết Công nghệ chế tạo máy, em được tìm hiểu kĩ hơn về các phương pháp công nghệ thông dụng khác nhau. Qua đó, tạo cho em sự hiểu biết rõ ràng hơn so với khi nghiên cứu lý thuyết.
Tuy nhiên, các số liệu mà em tính toán và đưa ra chỉ ở góc độ sử dụng tư liệu tham khảo, số tay,... gặp nhiều điều không thực tế. Do đó, trong quá trình làm đồ án em không tránh khỏi những thiếu sót và khuyết điểm. Em rất mong được thầy, cô giáo bộ môn chỉ dẫn thêm.
Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn thầy: Đỗ Xuân Hưng đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ em trong quá trình hoàn thiện đề tài tốt nghiệp này!
TÀI LIỆU THAM KHẢO CHI TIẾT THÂN MÁY KHOAN CẦM TAY KT10 ĐHSPKT HƯNG YÊN
- “Hướng dẫn thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy” _GS.TS Trần Văn Địch.
Nhà xuất bản KH & KT Hà Nội – 2002.
- “Sổ tay công nghệ chế tạo máy” ( Tập 1,2,3 ) _ GS.TS Nguyễn Đắc Lộc, GS.TS Lê Văn Tiến, GS.TS Ninh Đức Tốn, GS.TS Trần Xuân Việt.
Nhà xuất bản KH & KT Hà Nội.
- “Atlas đồ gá” _ GS.TS. Trần Văn Địch
- “Giáo trình công nghệ chế tạo máy” _ GS.TS Trần Văn Địch, GS.TS Nguyễn Trọng Bình, GS.TS Nguyễn Thế Đạt, GS.TS. Lê Văn Tiến, GS.TS. Trần Xuân Việt
Nhà xuất bản KH & KT Hà Nội – 2003.
- “Dung Sai Và Lắp Ghép”_ PGS.TS Ninh Đức Tôn.
Nhà xuất bản giáo dục.
- “Nguyên Lý Cắt Kim Loại” _GS.TS Trần Văn Địch.
Nhà xuất bản KH & KT -2008
- “Sức Bền Vật Liệu”_ GS.TS Đặng Việt Cương , PGS.TS Khổng Doãn Điền.
Nhà xuất bản giáo dục.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT THÂN MÁY KHOAN CẦM TAY KT10 ĐHSPKT HƯNG YÊN
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
