THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT CẦN MÁY MAY

THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT CẦN MÁY MAY, đồ án môn học công nghệ chế tạo máy, bài tập lớn công nghệ chế tạo máy, thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết

Chương I

PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG

1.Công dụng của chi tiết :

• Là một bộ phận trong máy may.

2. Các yêu cầu kỹ thuật :

- Các chi tiết gia công thuộc dạng hộp cần đảm bảo các điều kiện kỹ thuật sau:

- Vị trí tương quan giữa các bề mặt: Độ song song giữa bề mặt  làm việc chính  là  0.06 mm trên toàn bộ chiều dài .

- Đảm bảo các bề mặt lắp ghép nằm trong vùng dung sai cho phép.

- Độ nhám bề mặt:

+  Lỗ có F15mm có độ nhám bề mặt tương đối cao R_a= 1.25mm

+ Lỗ ren M16 ; M6 (2) ; M5 (2) đảm bảo ren không bị lép , đổ.

+ Các bề mặt và các lỗ quan trọng ta chọn cấp chính xác là 7.

+ Các bề mặt còn lại gia công thô có R_Z=40.

+ Hai lỗ trụ định vị phải đảm bảo độ không vuông góc của các tâm lỗ khi lắp ráp, độ không vuông góc với mặt phẳng đáy  0,04mm

+ Độ không vuông góc giữa các mặt và tâm lỗ 0.04mm

3. Vật liệu chi tiết:

- Chi tiết là gang xám,ký hiệu  GX 15-32.

 -Gang chịu nén và chịu uốn tốt hơn chịu kéo cơ tính khá, làm việc tốt trong điều kiện mài mòn và rung động. Tùy theo cơ tính và các điều kiện làm việc có thể chọn mác gang khác nhau. Không cần thay đổi vật liệu.  

4. Sản lượng chi tiết cần chế tạo :

- Số lượng chi tiết cần chế tạo trong một năm tính theo công thức :

N = N₀ . m.(1 + a/100).(1 + b/100)  (chiếc/ năm)

Trong đó:

N: số chi tiết được sản xuất trong một năm.

N₁: số sản phẩm được sản xuất trong một năm (N₁ = 5000)

m  = 1 : số lượng chi tiết như nhau trong một đơn vị sản phẩm.

a  = 10 - 20% : số % chi tiết dùng làm phụ tùng, chọn a  = 10%

b= 5 - 7% : số % chi tiết phế phẩm trong quá trình chế tạo.

Ta chọn b=5%.

à N =5400 chi tiết /năm

5. Khối lượng chi tiết :

• Tính thể tích:

V­­­­­­­₁ = 84x39x25 = 81900 mm³

V₂­­­­­­­ =3.14x11² x 30 = 11398.2mm³

V₃ = 3.14x7.5² x39=6888.375 mm³

V₄ = 2x(3.14x3² x22)= 1243.44 mm³

V₅ = 19x25x35 =16625 mm³

V₆ = 2(3.14x2.5²7.5) = 294.375 mm³

V₇ = 8² x3.14x30=6028.8mm³

             Thể tích chi tiết :

V = V₁ + V₂ –(V₃  + V₄  + V₅ + V₆ + V₇) =62218.21 mm³=0.622dm³

• Tỷ trọng gang xám  7 kg/dm³

=> Khối lượng chi tiết Q = 0.622x7 = 4.354 kg

6. Dạng sản xuất và đặc trưng của nó

• Với sản lượng 5000 chi tiết /năm. Tra bảng 2 trang 14 sách thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy, ta xác định được dạng sản xuất là hàng loạt lớn.
• Đặc trưng dạng sản xuất này là có tính ổn định và lặp lại , sử dụng máy vạn năng-trang bị công nghệ chuyên dùng (đồ gá chuyên dùng) mới đem lại hiệu quả kinh tế-kỹ thuật.

Kết luận:

    Chi tiết là dạng hộp, vật liệu GX 15-32

    Sản lượng 5400 chiếc/năm

    Khối lượng 4.352 KG

    Dạng sản xuất hàng loạt lớn.

Chương II

CHỌN DẠNG PHÔI VÀ PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI

1. Dạng phôi :

• Phôi được làm từ  vật liệu gang xám GX 15-32, Chi tiết dạng hộp với hình dạng phức tạp, phôi được sản xuất hàng loạt, dùng đồ gá chuyên dùng nên độ chính xác phải tương đối cao.

2.Chọn phương pháp chế tạo phôi:

Phôi được chế tạo ở nhiều dạng khác nhau, điển hình:

• Rèn: thường sản xuất ở dạng sản xuất đơn chiếc và hàng loạt nhỏ do đó không phù hợp với chi tiết đã cho.
• Cán: thường phù hợp với phôi dạng thanh, vật liệu là thép, không phù hợp với chi tiết đã cho.
• Đúc: phương pháp nay có thể cho ta kết cấu phức tạp mà các phương pháp khác như rèn dập khó đạt được.cơ tính đúc, độ chính xác đúc phụ thuộc vào phương pháp đúc và vật liệu làm khuôn. Có thể làm khuôn bằng máy và làm khuôn bằng tay hay có thể đúc trong khuôn cát hoặc khuôn kim loại....

 Việc chọn phương pháp đúc phụ thuộc đặc tính sản xuất, vật liệu chi tiết và các nhân tố khác. Sau đây là một số phương pháp đúc:

5. Đúc li tâm: nguyên tắc chủ yếu là rót kim loại vào khuôn quay dưới tác dụng của lực li tâm kim loại được ép vào thành bên và nguội dần.

• không sử dụng được vì không phù hợp với chi tiết dạng hộp với hình dáng phức tạp.
  5. Đúc trong khuôn cát: khuôn dùng bằng tay trong trường hợp đúc đơn chiếc, hàng loạt nhỏ hoặc đúc các vật lớn.

Khuôn làm bàng máy dùng trong sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối, năng xuất cao, độ chính xác cao hơn so với khuôn làm bằng tay.

• Ưu điểm: có thể đúc được chi tiết có hình dạng phức tạp.
• Khuyết điểm: khó tự động hoá trong quá trình sản xuất.
  5. Đúc trong khuôn kim loại:
• Ưu điểm: cho năng suất cao. Khuôn dùng được lau hơn, một khuôn có thể đúc được nhiều vật đúc bằng thép bằng gang hay bằng kim loại màu. Chất lượng đúc tốt, độ chính xác và độ nhẵn bóng bề mặt cao. Lượng dư gia công nhỏ, tiết kiệm được kim loại.
• Khuyết điểm: thời gian chuẩn bị sản xuất dài, giá thành cao, tốc độ nguội lớn nên kim loại dễ bị cong vênh, nứt gây ra ứng xuất lớn ở vật đúc.

=>như  vậy dựa vào những ưu điểm và nhược điểm của các phương pháp đúc, dựa vào chi tiết gia công với sản xuất hàng loạt lớn, khối  lượng chi tiết là 4.352kg, sản lượng chế tạo 5000 chiếc/năm chi tiết làm bằng gang GX15-32. Do đó ta chọn phương pháp đúc trong khuôn cát, làm khuôn bằng máy với cấp chính xác đạt cấp II.

- Loại phôi này có CCX kích thước là IT12 ¸ IT16 (theo tài liệu HDTK trang 27 và Theo tài liệu sổ tay công nghệ tập 1 trang 182  ,bảng 3 -11). Do kích thước lớn nhất là 84 mm, nên ta chọn lượng dư gia công cho các bề mặt như sau:

+ Lượng dư cho bề mặt đặt ống rót : 4 mm.

+ Lượng dư cho bề mặt đáy và bên hông :3mm

+ Góc thoát khuôn bằng 1.30⁰ .

+ Dung sai cho chi tiết đúc là ±0,8mm

3.Bản vẽ phôi:

- Từ kích thước trên bản vẽ chi tiết ta có kích thước cho bản vẽ phôi là :

- Kích thước phôi = kích thước chi tiết + kích thước lượng dư

- Góc thoát khuôn lấy bằng 1.30⁰

- Dung sai kích thước phôi theo cấp chính xác đối xứng.

- Độ nhám Rz = 40 mm

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

• Quá trình hình thành phôi:

 Quá trình hình thành phôi trải qua các bước sau:

- Trước hết bộ phận kỹ thuật phải vẽ bản vẽ vật đúc. Căn cứ vào bản vẽ vật đúc bộ phận mộc mẫu chế tạo ra mẫu và hộp lõi. Ở bộ phận làm khuôn người ta dùng mẫu và hỗn hợp làm khuôn để chế tạo ra khuôn. Ở bộ phận làm lõi người ta làm lõi liền với khuôn duới. Tiến hành các bước tiếp theo như rót kim loại vào khuôn, mở khuôn lấy vật đúc, làm sạch vật đúc và kiểm nghiệm. 

- Chi tiết được làm sạch bằng các thiết bị phun cát khô và phun cát ướt tự động và bán tự động.

• Khối lượng phôi tính tương tự khối lượng chi tiết :

M = V. 7= 4.352kg

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

Bản vẽ chi tiết lồng phôi

 

5.  Yêu cầu kỹ thuật đối với phôi:
   • Không đựơc gồ ghề để sử dụng cho những bề mặt không gia công.
   • Ít cong vênh
   • Không rạn nứt.
   • Không biến cứng bề mặt.

Do chi tiết có hình dáng phức tạp nên không thể dùng tự động hoá trong việc làm sạch phôi.

Chương  III

CHỌN TIẾN TRÌNH GIA CÔNG

Kết luận:

          - Qua2 phương án đều có ưu và nhược điểm của chúng ,hai phương án có các bước nguyên công khác nhau.

          - Đối với phương án 1 :gồm 11 nguyên công ,phay được sử dụng nhiều các nguyên công được phân bố một cách hợp lí và đã gia công mặt chuẩn tinh và lỗ định vị ngay ở hai  nguyên công đầu tiên  điều đó tạo điều kiện cho những đồ gà trở nên đơn giản và không thay đổi nhiều cho những nguyên công tiếp theo.

           Đối với phương án 2: về mặt công nghệ phương án này không khả thi.

• Theo em phươngg án  công nghệ 1 là tốt hơn  cả vì chi tiết gia công đòi hỏi phải có độ song song và vuông góc giữa các bề mặt làm việc vì vậy việc gia công hai lỗ  định vị ở nguyên công 2 là hợp lí nó đảm bảo sự phân bố đều lượng dư giữa bề mặt gia công và bề mặt không gia công.Ngoài ra việc chia nhỏ nguyên công giúp làm giảm thời gian thay dao và điều chỉnh máy mà vẫn phù hợp với dạng sản xuất loạt lớn.

 

CHƯƠNG IV

   THIẾT KẾ QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT

  I/  Nguyên công I :

      1 .Thiêt kế nguyên công phay mặt phẳng (1):

1. .Chọn trình tự gia công các bước trong nguyên công:

Phay 1 lần với lượng dư  Z _b= 1.5mm

         1.2 .Sơ đồ gá đặt :

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

Chương V

 

THIẾT KẾ ĐỒ GÁ CÔNG NGHỆ

     NGUYÊN CÔNG 2 KHOAN - KHOÉT - DOA 2 LỖ16

 

I. Thành phần đồ gá

1. Cơ cấu định vị

            -1 chốt tỳ chống xoay

            -2 phiến tỳ phẳng + 2 chốt tỳ

2. Cơ cấu kẹp chặt

            -Cơ cấu kẹp bulong- đai ốc

            -Kẹp một chi tiết

            -Kẹp một lần

3. Cơ cấu dẫn hướng

           -Bạc dẫn hướng thay đổi được

4. Cơ cấu so dao: không có

5. Cơ cấu phân độ: không có

6. Thân gá, đế gá

            Đế hình chữ nhật……x550: có thể bắt chặt chốt chống xoay ,chốt trụ và chốt đỡ và giá dẫn hướng.

7. Các chi tiết nối ghép

            Bulông + đai ốc + chốt định vị

8. Cơ cấu định vị và kẹp chặt đồ gá trên bàn máy

            Rãnh chữ U để kẹp chặt đồ gá trên bàn máy

II. Yêu cầu

Đồ gá khoan được dùng trên máy phay hoặc khoan để xác định vị trí tương quan giữa phôi và dụng cụ cắt, đồng thời kẹp chặt phôi để cố định vị trí trong suốt quá trình khoan và doa. Đồ gá khoan hạn chế cả 6 bậc tự do của chi tiết để xác định đúng lỗ tâm của chi tiết gia công.

III. Trình tự thiết kế

1. Máy phay 2C150

Khoảng cách từ trục chính tới bàn máy: 350-1075 mm

2. Phương pháp định vị

            2 phiến tỳ + 3 chốt tỳ

3. Xác định kích thước thực của bề mặt dùng làm chuẩn

4. Vẽ đường bao của chi tiết tại nguyên công thiết kế đồ gá

5. Xác định phương chiều và điểm đặt của lực cắt,lực kẹp: từ trên xuống

6. Xác định vị trí và vẽ kết cấu đồ định vị

7. Tính lực kẹp

            a. Xác định sơ đồ định vị và kẹp chặt chi tiết, xác định phương chiều và điểm đặt của lực cắt, lực kẹp, lực ma sát và phản lực của mặt tỳ

Mx=10.C_M.D^q.S^y.K_p=10.0,021.16^2,2.0.5^0,8.1 = 53,75 Nm

P₀=10 .C_p.D^q.S^y.K_p= 10.42,7.445,7.0,57 = 108479 Nmm = 108 N

            b. Viết phương trình cân bằng của chi tiết

                 -Phương trình chống lật:

                                .W_ct + 209.F_ms – 29,25.P_c = 0

                           W_ct =  Kg

              -Phương trình chống xoay:

                           W_ct.50 - 209.F_ms + M_x = 0

                           W_ct =  Kg

Vậy ta thấy lực kẹp chống lật lớn hơn lực kẹp chống xoay . Vì vậy ta lấy W_ct=1057 kg để tính đường kính trung bình ren vít.

 

Trong đó : 

 W_ct – lực kẹp cần thiết (kG)

             Mx–momen xoắn ở dao khoan (kG.mm)

              f–hệ số ma sát ở bề mặt kẹp, f = 0,1

              K–hệ số an toàn

              d–khoảng cách từ tâm mũi khoan đến tâm lực kẹp W_ct

              Hệ số an toàn K

            Theo [ trang 65, công thức 2.1 CNCTM]: K = K₀.K₁.K₂.K₃.K₄.K₅.K₆

Trong đó:      

K₀ – hệ số an toàn cho tất cả các trường hợp và K₀ = 1,5

K₁ – hệ số tính đến trường hợp tăng lực cắt khi  độ bóng thay đổi.

     Khi gia công thô K₁ = 1,2 (khoan); khi gia công tinh K₁ = 1 (doa)

            K₂ – hệ số tăng lực cắt khi dao mòn, K₂ = 1,5

            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.Trường hợp kẹp bằng tay

K₄ = 1,3

K₅ – hệ số tính đến mức độ thuận lợi của cơ cấu kẹp bằng  tay.Trường hợp kẹp thuận lợi K₅ = 1

            K₆ – hệ số tính đến momen làm quay chi tiết.Trường hợp định vị chi tiết trên các chốt tỳ K₆ = 1

                        Þ K = 1,5.1,2.1,5.1,2.1,3.1.1 = 4,212 (khoan)

                            K = 1,5.1.1,5.1,2.1,3.1.1 = 3,51 (doa)

• Tính chọn bulông

Lực dọc tác dụng lên bulông

      W_ct =1057 (KG)

Từ [công thức trang 79 CNCTM]:

Trong đó:

  Chọn thép 45, ta có   C=1,4 

Do đó :

Chọn d=16mm.

Lực xiết để mối ghép bulông không bị hở :

M = 0,1.d.Q = 0,1.16.1054 = 1686 Kg.mm                      

8. Chọn cơ cấu kẹp chặt

            Ren ốc

9. Vẽ cơ cấu dẫn hướng (bạc dẫn) và so dao (không có)

10. Vẽ các chi tiết phụ của đồ gá

11. Vẽ thân đồ gá

12. Vẽ 3 hình chiếu của đồ gá

13. Vẽ những phần cắt trích cần thiết

14. Bảng kê chi tiết

15. Tính sai số chế tạo cho phép của đồ gá e_ct  [trang 92 HDTK ĐA]

             Với e_gd –sai số gá đặt

                     e_c –sai số chuẩn

                     e_k –sai số kẹp chặt

                     e_ct –sai số chế tạo

                     e_m –sai số mòn

                     e_dc –sai số điều chỉnh

            Þ           

e_c = 0 

            e_k = 0.15 mm

            e_m = b. = 0,5. = 11.18 mm = 0,011 mm

            e_đc = 5 mm = 0,005 mm

            e_gđ = d/3

             dung sai nguyên công ±0.25 =>  mm

            Þ e_gđ =  mm

            Þ e_ct =

                 e_ct =

                 e_ct = 0.07 mm = 70 mm    CCX 10

Kết luận :

           + Kích thước hình thành khi gia công sẽ name trong phạm vi cho phép nhĩa là:

           + Khi chế tạo đồ gá ta phải chọn CCX  8

               Mới đảm bảo gia công chi tiết nằm trong vùng dung sai cho phép

16. Yêu cầu kỹ thuật

-Độ không song song của mặt định vị so với đáy đồ gá £ 20,6 mm

-Độ không vuông góc giữa tâm bạc dẫn và đáy đồ gá £ 20,6 mm

-Độ không vuông góc giữa tâm chốt định vị và đáy đồ gá £ 20,6 mm

-Độ không vuông góc giữa mặt gờ của chốt định vị và đáy đồ gá £ 20,6 mm

KẾT LUẬN

Trong thời gian thực hiện đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy em đã được cũng cố lại được các kiến thức đã học và tiếp thu được thêm nhiều kiến thức bổ ích khác.

Ngoài việc cũng cố về mặt lý thuyết công nghệ chế tạo chi tiết máy, em được tìm hiểu kỹ hơn về những 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, sổ tay do vậy phải gặp những điều không thực tế. Do đó trong quá trình làm đồ án em không thể tránh khỏi những thiếu sót, em mong được thầy cô chỉ dẫn thêm.

Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn thầy ....... đã tận tình giúp đỡ em hoàn thành đồ án môn học này

                                                                        TPHCM, ngày 18  tháng 12 năm 201..

                                                                                   Sinh viên thực hiện

                                                                                    

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]: Sổ Tay Công Nghệ Chế Tạo Máy 1, 2 (Nguyễn Đắc Lộc – Ninh Đức Tốn – Lê Văn Tiến – Trần Xuân Việt)

[2]: Công Nghệ Chế Tạo Máy 1, 2 (Khoa Công Nghệ Chế Tạo Máy và Máy Chính Xác Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội)

[3]: Thiết kế đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy (Trần Văn Địch – Nhà Xuất Bản Khoa Học Kỹ Thuật Hà Nội 2000)

[4]: Đồ Gá Cơ Khí Hóa và Tự Động Hóa (Lê Văn Tiến – Trần Văn Địch – Trần Xuân Việt)

[5]: Sổ Tay Gia Công Cơ (Bộ môn Công Nghệ Chế Tạo Máy Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội)

[6]: Đồ Gá Gia Công Cơ Khí Tiện Phay Bào Mài (Hồ Viết Bình - Lê Đăng Hoành - Nguyễn Ngọc Đào)

[7]  Chế Độ Cắt Gia Công Cơ 

 

THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT CẦN MÁY MAY, đồ án môn học công nghệ chế tạo máy, bài tập lớn công nghệ chế tạo máy, thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết