THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT Càng gạt chữ T 2 que

Nội dung hoàn thành:

I. THUYẾT MINH

Chương 1: Tổng quan chung.

1.1. Mục đích, ý nghĩa của đề tài.

1.2. Chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết.

1.3. Phân tích tính công nghệ trong cơ cấu của chi tiết.

1.4. Xác định dạng sản xuất.

1.5. Xác định phương pháp chế tạo phôi.

Chương 2: Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết.

2.1 Xác định đường lối công nghệ.

2.2 Xây dựng và lựa chọn phương án gia công.

2.3 Thiết kế nguyên công ( Sơ đồ định vị, kẹp chặt, máy, dao, các bước gia công..).

Chương 3: Tính toán lượng dư và chế độ cắt.

3.1. Cơ sở tính toán lượng dư và chế độ cắt.

3.2. Tính lượng dư cho một nguyên công và tra lượng dư cho các nguyên công còn lại.

-Tính lượng dư cho nguyên công gia công hai lỗ Ø12 ^+0,027

3.3. Tính chế độ cắt cho một nguyên công và tra chế độ cắt cho các nguyên công còn lại.

-Tính chế độ cắt cho nguyên công gia công hai lỗ Ø12 ^+0,027

3.4. Tính thời gian gia công cơ bản cho các nguyên công.

Chương 4: Tính và thiết kế đồ gá.

4.1. Cơ sở tính toán và thiết kế đồ gá.

4.2. Tính toán và thiết kế đồ gá cho một nguyên công.

-Tính toán và thiết kế đồ gá cho nguyên công lỗ Ø12 ^+0,027

 

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN CHUNG

1.1.Mục đích, ý nghĩa của đề tài.

-Giúp cho sinh viên hiểu biết được chức năng làm việc của càng gạt.

-Tính công nghệ của chi tiết.

-Tăng khả năng nhạy bén tính toán, tra bảng, tìm thông số.

1.2. Chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết.

       Chi tiết dạng càng gạt có chức năng biến chuyển động thằng của chi tiết máy (piston của động cơ đốt trong) thành chuyển động quay của chi tiết khác. Ngoài ra chi tiết còn có tác dụng dùng để đẩy bánh răng khi cần thay đổi các tỉ số truyền trong các hộp tốc độ.

1.3. 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 khi gia công. Vì vậy khi thiết kế cần chú ý đến kết cấu:

- Độ cứng vững của chi tiết.

- Kết cấu của chi tiết càng thuận lợi cho việc gia công nhiều chi tiết cùng một lúc.

- Hình dáng của càng thuận lợi cho việc chọn chuẩn thô và chuẩn tinh thống nhất.

*Từ bản vẽ chi tiết ta thấy:

- Kết cấu của chi tiết đơn giản, các bề mặt gia công không quá khó và phức tạp.

Thuận lợi cho quá trình gia công.

- Các bề mặt của chi tiết cho phép thoát dao dễ dàng.

- Các bề mặt làm chuẩn có đủ diện tích nhất định để cho phép thực hiện nhiều nguyên công khi dùng mặt đó làm chuẩn mà không bị biến dạng và đảm bảo thực hiện quá trình gá đặt nhanh.

* Các bề mặt cần gia công là:

1. Gia công hai mặt phẳng: mặt phẳng trên và mặt phẳng dưới với độ bóng cao đề làm chuẩn tinh cho các nguyên công sau (chuẩn tinh cho nguyên công gia công khoan, khoét, doa hai lỗ Ø12)

2. Dựa vào hai lỗ Ø12, lấy hai lỗ làm chuẩn để gia công hai mặt bên của lỗ Ø14 đồng thời để gia công khoan, khoét, doa lỗ Ø14 và gia công khoan taro M5, rãnh cong R10.

1.4. 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 với N = 12.000 chiếc /năm.

         N₁: Số sản phẩm (số máy) được sản xuất trong một năm.

                         N₁ = 12.000(sảnphẩm/năm)

         m: Số chi tiết trong một sản phẩm. Với m= 1

         : Số phế phẩm trong phân xưởng đúc (rèn), =3% 5% chọn =4%

         : Số lượng chi tiết chế tạo thêm để dự trữ, = 5% 7% chọn = 6%

Vậy:

                   N = 12000.1.(1 + ) = 16500(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 gang xám nên: g = 7,2 (KG/dm³)

       V: Là thể tích của chi tiết (dm³)

 

 

 

 

V

4

V

5

V

8

V

7

V

6

V

9

R35

V

10

V

1

V

2

V

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-Thể tích của chi tiết được tính bởi: V=V₁+V₂+V₃

             h: chiều cao

             r: bán kính

           π = 3,14; S: diện tích

-Các bước tính cụ thể như sau:

V₁ = V_hcn – V_{hcn khuyết} – V _Ø70 + (2.V₄ –2. V₆ –2.V₅ )

   = V_hcn – V_{hcn khuyết} – V _Ø70 + (2.V _Ø20 –2. V _Ø5 –2.V _Ø12)

       = a.b.c – a.b.c – π.r².h + (2.π.r².h – 2.π.r².h – 2.π.r².h)

   = 8.110.128 – 40.70.8 – 3,14.35².8 +

+ (2. 3,14.10².14 – 2.3,14.2,5².8 – 2.3,14.6².14)

     =5312,88(mm³)

   V₂ = (V _R52+ V _R88 + V _Ø36 ) – (V₁₀ – V _Ø20)

       = (V _R52+ V _R88 + V _Ø36 ) – (V _R80 – V _R70 – V _Ø20)

       = (π.18².14) – (π.10².14)

       = (19811+56738+14243,04) – (46891–35901–4396)

       = 62305,96 – 6594 = 55711,96 (mm³)

 

 

   V₃ = V_hcn + (V₇ –V₉–V₈ )

         = V_hcn + (V _Ø25 –V _Ø5–V _Ø14)

         = a.b.c + (π.r².h – π.r².h – π.r².h )

         = 37.8.25 + (3,14.12,5².15– 3,14.2,5².8 – 3,14.7².15)

       = 7400 + 7202,375 – 2307,9

        = 12294,475 (mm³)                

Vậy thể tích của chi tiết là:

           V = V₁+V₂+V₃

              = 5312,88+ 55711,96 + 12294,475

              = 73319,315(mm³)

              = 0,07 (dm³)

              ≈ 0,1(dm³)

Vậy ta được:

               Q₁ = V. g= 0,1 . 7,2 = 0,72 (kg)

 

vBẢNG ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT:

 

Dạng sản xuất	Q1 trọng lượng
	> 200 Kg		(4÷200) Kg	< 4 Kg
	Sản lượng hàng năm trong chi tiết
Đơn chiếc	< 5	< 10		< 100
Hàng loạt nhỏ	55÷100	10÷200		100÷500
Hàng loạt vừa	100÷300	200÷500		500÷5000
Hàng loạt lớn	300÷1000	500÷5000		5000÷50000
Hàng khối	> 100	> 5000		>50000

 

Theo bảng ta được dạng sản xuất là: Hàng loạt lớn

 

 

1.5. Xác định phương pháp chế tạo phôi.

1.5.1.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:

-         Viêc xác định phương pháp chế tạo phôi có ý nghĩa hết sức quan trọng. Nó quyết định đến chất lượng của chi tiết gia công.

-         Phôi hợp lí là phôi có hình dáng gần giống nhất với hình dáng của chi tiết gia công, lượng dư vừa đủ để hớt đi những sai hỏng do khuyết tật để tạo thành chi tiết hoàn chỉnh. Lượng dư lớn sẽ làm tăng khối lượng lao động, lãng phí vật liệu và đẩy giá thành cho tiết lên cao.

*Vật liệu phôi:

     Thành phần hóa học: C 3,5%-3,7%; Si 2%-2,4%; Mn 0,5%-0,8;

P< 0,3%; S 0,5%.

Đặc tính của gang xám 21-40:

- Nhiệt độ nóng chảy thấp, dễ nóng chảy hơn thép.

-Dễ nấu, luyện.

-Tính đúc tốt.

-Dễ gia công ( trừ gang trắng ).

-Chịu nén tốt.

*Dạng sản xuất: Hàng loạt lớn.

*Hình dáng hình học: Đơn giản.

*Kích thước: Nhỏ.

 

 

1.5.2. Các phương pháp chế tạo phôi:

Trong ngành công nghệ chế tạo máy thì tùy theo dạng sản xuất mà chi phí về phôi, vật 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.

- 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 áp lực.

Ưu điểm:

• Đúc được các vật đúc phức tạp, thành mỏng (1 – 5mm), đúc được các loại lỗ có kích thước nhỏ.
• Độ bóng và độ chính xác cao.
• Cơ tính vật đúc cao.
• Năng suất cao nhờ điền đầy nhanh và khả năng cơ khí hóa thuận lợi.

 

Nhược điểm:

• Không dùng được thao cát vì dòng chảy có áp lực. Do đó hình dạng lỗ hoặc mặt trong phải đơn giản.
• Khuôn chóng bị mài mòn do dòng chảy áp lực của hợp kim ở nhiệt độ cao.

2) Đúc ly tâm.

Ưu điểm:

• Tổ chức kim loại mịn chặt, không tồn tại các khuyết tật rỗ khí, rỗ co ngót.
• Không cần dùng hệ thống rót nên tiết kiệm được kim loại, có thể đúc được các vật thể mỏng.
• Tạo ra vật đúc có lỗ rỗng mà không cần thao.

Nhược điểm:

• 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.

3) 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…..
• Khi đúc trong khuôn kim loại, tính dẫn nhiệt của khuôn cao nên khả năng điền đầy kém.
• ..........................

K₁: Hệ số tính đến trường hợp tăng 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 mômen làm quay chi tiết K₆=1.

ðK=1,5.1.1,2.1,3.1.1 =2,34

Mômen xoắn M_x

Khi khoan ta có: M_x=10.C^M.D^q.t^x.S^y.kp (kp=k_MP tra bảng 5.9)

Trị số C_M, Cp và các số mũ tra bảng (5.32-ST2,trang25)

Vật liệu	Nguyên công	Vật liệu cắt	Hệ số và các số mũ trong công thức
			Mômen xoắn				Lực hướng trục
GX 21-40	Khoan	P18	CM	q	x	y	Cp	q	x	y
			0,021	2	-	0,8	42,7	1	-	0,8

 

Hệ số kp=k_MP chỉ phụ thuộc vào vật liệu gia công (bảng 5.9-ST2,trang9).

k_MP=ⁿ=(^0,75=1

Trang 21-ST2, được công thức Momen sau:

M_x=10.C_M.D^q.S^y.k_MP =10.0,021.12².0,2^0,8.1=8,345(N.mm). Trang 21-ST2.

Từ phương trình cân bằng lực và phương trình mômen xác định được lực kẹp cần thiết:

Þ    Q =    = = 8088,5(N).

Tính kẹp chặt:

+ Sơ đồ:.

+ Yêu cầu khi chọn cơ cấu kẹp:

           Cơ cấu kẹp chặt phôi được chọn phải thoả mãn các yêu cầu sau: Khi kẹp chặt phải giữ đúng vị trí của phôi, tạo ra đủ lực kẹp, không làm biến dạng phôi, kết cấu đơn giản, nhỏ gọn, dễ tháo lắp sử dụng an toàn, dễ bảo quản, có tính tự hãm tốt, phù hợp với phương pháp gia công. Với các yêu cầu như vậy ta kẹp chặt bằng ren.

     + Xác định phản lực và kích thước của đòn kẹp.

Từ sơ đồ trên của cơ cấu kẹp:

Ta có phương trình cân bằng lực:

                 Q = N₁

với: Q là phản lực sinh ra khi xiết chặt

             N₁ là phản lực giữa chi tiết và cơ cấu kẹp. Suy ra N₁ = Q = 8088,5 (N)

                     Q = 8088,5 (N)

Đường kính ren trung bình của bulông kẹp chặt được xác định theo công thức sau:              

d = C. (mm)

Trong đó:

Q: Lực kẹp.

C = 1,4 ứng với ren hệ mét

: ứng suất kéo nén (với ren vít chế tạo từ thép C45 có thể lấy:

= 800 1000(N/mm²))

 

 

     Suy ra:      

                       

Vậy ta chọn đường kính của bulông kẹp chặt là Ø8.

4.2.3:Các thành phần đồ gá.

vChọn cơ cấu kẹp và cơ cấu sinh lực:

Cơ cấu kẹp chặt phải thỏa mãn các yêu cầu: Khi kẹp phải giữ vững đúng vị trí phôi, lực kẹp tạo ra phải vừa đủ để không làm biến dạng phôi, kết cấu nhỏ gọn, thao tác thuận lợi và an toàn. Với các yêu cầu như vậy ta chọn cơ cấu kẹp là cơ cấu kẹp chặt bằng ren. Cơ cấu sinh lực là tay công nhân.

vChọn cơ cấu dẫn hướng và các cơ cấu khác:

-         Cơ cấu dẫn hướng:

• Với đồ gá khoan,khoét, doa thì cơ cấu dẫn hướng là một bộ phận rất quan trọng, nó xác định vị trí trực tiếp của mũi khoan và tăng độ cứng vững của dụng cụ trong quá trình gia công.
• Cơ cấu dẫn hướng được dùng là phiến dẫn cố định,bạc dẫn được chọn là loại bạc thay nhanh.

-         Cấc cơ cấu khác:

Cơ cấu kẹp chặt đồ gá trên bàn máy là Bulông.

 

 

4.2.4: Tính sai số:

(HDTKĐA, trang182)

a) 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.

b) Sai số kẹp chặt:

Gây ra bởi lực kẹp.do phương của lực kẹp vuông góc với phương của kích thước.

c) Sai số do mòn

Do đồ gá bị mòn gây ra

Sai số mòn được tính bởi công thức:

=.

:Hệ số phụ thuộc cơ cấu định vị =0,05

N:Số lượng chi tiết sản xuất trên đồ gá.

=.=0,2.=21,9(

d) 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. Trong tính toán, ta chọn =6(

e) Sai số gá đặt:

Trong tính toán đồ gá lấy giá trị sai số gá đặt cho phép:

=.=.200=66,7( trong đó:=200( là dung sai nguyên công.

f) Sai số chế tạo đồ gá:

Sai số chế tạo đồ gá được xác định như sau: [=

     =

     =63,28(.

YÊU CẦU KĨ THUẬT:

- Các góc lượn R3.

- Các kích thước không ghi theo cấp chính xác –IT14, H14, h14.

- Độ không song song giữa mặt phiến tỳ và thân đồ gá 0,06 (mm) trên 100mm chiều dài

- Độ không vuông góc giữa tâm của bạc dẫn hướng và mặt phẳng đồ gá 0,06 (mm) trên 100 (mm) chiều dài.

- Độ không đồng tâm giữa tâm của bạc dẫn hướng và tâm của lỗ 0,06(mm).

 

MỤC LỤC

 

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN CHUNG.. 6

 

v  1.1.  Mục đích, ý nghĩa của đề tài.6

 

v  1.2.  Chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết.6

 

v  1.3.  Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết.6

 

v  1.4.  Xác định dạng sản xuất:7

 

v  Dạng sản xuất9

 

v  1.5.  Xác định phương pháp chế tạo phôi.10

 

1.5.1.Chọn phôi:10

 

1.5.2. Các phương pháp chế tạo phôi:11

 

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT   15

 

v  2.1. Xác định đường lối công nghệ:15

 

v  2.2: Xây dựng và lựa chọn phương án gia công:15

 

v  2.3: Thiết kế nguyên công:19

 

• Tiến trình thực hiện các nguyên công như sau:20

 

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN LƯỢNG DƯ VÀ CHẾ ĐỘ CẮT   32

 

v  3.1: Cơ sở tính toán lượng dư và chế độ cắt32

 

v  3.2: Tính lượng dư khi gia công 2 lỗ Ø12 (nguyên công 3)34

 

Tra lượng dư cho các nguyên công còn lại:39

 

v  3.3: Tính chế độ cắt cho một nguyên công và tra chế độ cắt cho các nguyên công còn lại.40

 

3.3.1. Tính chế độ cắt cho 1 nguyên công (nguyên công 3):41

 

3.3.2. Tra chế độ cắt cho các nguyên công còn lại.44

 

v  3.4. Tính thời gian gia công cơ bản cho tất cả các nguyên công.59

 

CHƯƠNG 4: TÍNH VÀ THIẾT KẾ ĐỒ GÁ.. 69

 

v  4.1: Cơ sở và thiết kế đồ gá:69

 

v  4.2: Tính toán và thiết kế đồ gá cho một nguyên công:69

 

4.2.1: Lập sơ đồ gá đặt và yêu cầu kĩ thuật của nguyên công khoan, khoét, doa 2 lỗ Ø12.69

 

4.2.2:Xác định phương chiều điểm đặt của lực kẹp và tính lực kẹp.70

 

4.2.3:Các thành phần đồ gá.73

 

4.2.4: Tính sai số:74

 

 

 

                                             TÀI LIỆU THAM KHẢO

 

1. Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1 – PGS.TS Nguyễn Đắc Lộc; PGS.TS Lê Văn Tiến; PGS.TS Ninh Đức Tốn; TS Trần Xuân Việt – NXB KH&KT – 2001 [1].
2. Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1 – PGS.TS Nguyễn Đắc Lộc; PGS.TS Lê Văn Tiến; PGS.TS Ninh Đức Tốn; TS Trần Xuân Việt – NXB KH&KT – 2001 [2]
3. Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1 – PGS.TS Nguyễn Đắc Lộc; PGS.TS Lê Văn Tiến; PGS.TS Ninh Đức Tốn; TS Trần Xuân Việt – NXB KH&KT – 2001 [3]
4. Thiết kế đồ án Công nghệ chế tạo máy – PGS.TS Trần Văn Địch – NXB KH&KT – 2002 [4]
5. Giáo trình Công nghệ chế tạo máy – PGS.TS Trần Văn Địch – NXB KH&KT – 2009 [5]
6. Giáo trình Đồ gá – PGS.TS Trần Văn Địch – NXB KH&KT – 2009 [6]