THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT CÀNG N
NỘI DUNG ĐỒ ÁN
THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT CÀNG N , đồ án môn học công nghệ chế tạo máy CÀNG N, bài tập lớn công nghệ chế tạo máy CÀNG N, thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết CÀNG N
PHẦN I: PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG
- Tính năng và công dụng của chi tiết gia công:
1.1.1Tính năng và công dụng:
Theo đề bài thiết kế:
“Thiết kế quy trình công nghệ và đồ gá gia công càng N”
- Là chi tiết dùng trong sản xuất dùng để nối chi tiết máy. Để làm được việc đó, nó được thiết kế để biến chuyển động tịnh tiến thành chuyển động quay.
Đây là một chi tiết dạng càng , do đó nó phải tuân thủ theo quy tắc gia công của chi tiết dạng càng
1.1.2 Điều kiện làm việc:
Trong quá trình làm việc chi tiết chuyển động bình thường.
Chi tiết làm việc trong môi trường ma sát ít, không cần bôi trơn
Để đảm bảo điều kiện làm việc cũng như chuyển động của chi tiết gia công theo đúng chức năng của nó trong thiết bị thì những bề mặt sau đây cần gia công chính xác
- Bề mặt đáy
- Lỗ 11+0.027
Một số bề mặt cần có độ cứng phù hợp để đảm bảo tính ma sát…. Vì vậy, càng N cần đảm bảo những yêu cầu sau:
- Kết cấu phải đối xứng qua mặt phẳng qua tâm và vuông góc với đáy.
- Lỗ vuông góc với đáy để dễ gia công
- Kết cấu phải thuận lợi cho việc chọn chuẩn thô và chuẩn tinh thống nhất
1.2 Phân tích vật liệu và kết cấu chi tiết gia công:
1.2.1Vật liệu chi tiết:
- Giải thích ký hiệu: GX 18 – 36
GX : ký hiệu của gang xám
18 : chỉ giới hạn bền kéo nhỏ nhất của gang Tbk 18 kg/mm2
36 : chỉ giới hạn bền uốn nhỏ nhất của gang Tbu 36 kg/mm2
- Cơ tính vật liệu :
- Giới hạn bền kéo : Tbk 18 kg/mm2
- Giới hạn bền uốn : Tbu 36 kg/mm2
(sách vật liệu kĩ thuật, bảng ký hiệu và cơ tính của gang trang 238)
- Thành phần cơ bản của vật liệu :
- Vật liệu GX 18 –36 chứa tỷ lệ lớn cacbon và sắt, ngoài ra còn có thêm một số chất như sau :
C = 2,8 3,5 % Mn = 0,51,3 %
Si = 11,25% P = tối đa 1,2 %
S 0,15 %
1.2.2 Cơ tính và độ cứng của vật liệu.
Gang xám có độ bền kéo nhỏ, độ dẻo, độ dai kém. Nhưng bù lại gang xám có ưu điểm chịu va đập, giảm chấn động, chịu mài mòn, dễ cắt gọt.
- Độ cứng HB = 163 ÷ 229 kg/mm3
1.3 Độ chính xác chi tiết gia công
1.3.1Độ chính xác về kích thước
a) Kích thước sai lệch có chỉ dẫn
- Kích thước: có nghĩa là :
Sai lệch giới hạn trên : es =+0.075 mm
Sai lệch giới hạn dưới : ei == -0.075 mm
Dung sai IT = es – ei = 0.075 – (- 0.075 ) = 0.15 mm = 15
Tra bảng 1.4/11 sổ tay dung sai lắp ghép ta được ccx 12
Tra bảng 1.30/59 sổ tay dung sai lắp ghép
kích thước có miền dung sai js 12.
vậy kích thước được viết lại 10 js 12.
- Kích thước : có nghĩa là :
Sai lệch giới hạn trên : es = 0 mm
Sai lệch giới hạn dưới : ei =-0,15 mm
Dung sai IT = es – ei = 0 – (- 0,15) = 0,15mm = 150
Tra bảng 1.4/11 sổ tay dung sai lắp ghép ta được ccx 12
Tra bảng 1.30/59 sổ tay dung sai lắp ghép
kích thước có miền dung sai js 12.
vậy kích thước được viết lại 10 js 12
- Kích thước :
Sai lệch giới hạn trên : es = 0.027 mm
Sai lệch giới hạn dưới : ei = 0 mm
Dung sai IT = es – ei = 0.027 – 0 = 0.027mm =27
Tra bảng 1.4/11 sổ tay dung sai lắp ghép ta được ccx 8
Tra bảng 1.14/34 sổ tay dung sai lắp ghép
kích thước có miền dung sai H8
vậy kích thước được viết lại 10H8
- Kích thước :
Sai lệch giới hạn trên : es = 0.15 mm
Sai lệch giới hạn dưới : ei = - 0.15 mm
Dung sai IT = es – ei = 0.15 – (-0.15) = 0.3mm
Tra bảng 1.4/11 sổ tay dung sai lắp ghép ta được ccx 12
Tra bảng 1.30/59 sổ tay dung sai lắp ghép
kích thước có miền dung sai js 12.
vậy kích thước được viết lại 76js12
- Kích thước M8 có nghĩa là ren hệ mét (M) có đường kính danh nghĩa là 8 mm.
Tra bảng 6.2/ 179 sách sổ tay dung sai lắp ghép
Bước ren P = 1.25 (mm)
Miền dung sai ren là 6H (bảng 2 – 51 sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1)
b) Kích thước có sai lệch không chỉ dẫn
- Kích thước 98 là kích thước giữa 2 mặt không gia công lấy ccx 16
Sai lệch giới hạn trên : es = 1.1 mm
Sai lệch giới hạn dưới : ei = - 1.1 mm
Dung sai IT = es – ei = 1.1– (-1.1) = 2.2mm
Tra bảng 1.4/11 sổ tay dung sai lắp ghép ta được ccx 16
Tra bảng 1.30/59 sổ tay dung sai lắp ghép
kích thước 98 có miền dung sai js 16.
vậy kích thước 98 được viết lại 98js16
- Kích thước 8 là kích thước sau khi gia công một mặt nên đạt cấp chính xác là 14.
Sai lệch giới hạn trên : es = +0.18 mm
Sai lệch giới hạn dưới : ei = - 0.18 mm
Dung sai IT = es – ei = 0.18 – (-0.18) = 0.36mm
Tra bảng 1.4/11 sổ tay dung sai lắp ghép ta được ccx 14
Tra bảng 1.30/59 sổ tay dung sai lắp ghép
kích thước 8 có miền dung sai js14
vậy kích thước 8 được viết lại 8js14
- Các kích thước R1; R15; R2; R4; R9; R9,5; R10; 2; 4; 7,5; 8,5; là các kích thước không cần gia công nên đạt cấp chính xác 16. tra bảng 1.77 sổ tay gia công cơ ta được dung sai 0.8mm hay :
Sai lệch giới hạn trên : es = +0,4 mm
Sai lệch giới hạn dưới : ei = - 0,4mm
1.3.2 Độ chính xác về hình dáng hình học
+ Dung sai độ tròn được lấy 0,012 (bảng 2.11/91 sách sổ tay dung sai lắp ghép)
+ Dung sai độ phẳng được lấy 0,15 (bảng 2.7/87 sách sổ tay dung sai lắp ghép)
+ Dung sai độ phẳng được lấy 0,12 (bảng 2.7/87 sách sổ tay dung sai lắp ghép)
+ Dung sai độ phẳng được lấy 0,05 (bảng 2.7/87 sách sổ tay dung sai lắp ghép)
1.3.3 Độ chính xác về vị trí tương quan
+ Dung sai độ không song song giữa các lỗ 0,012 (bảng 2.15/95 sách sổ tay dung sai lắp ghép)
+ Dung sai độ vuông góc giữa các lỗ với mặt đầu 0,05 (bảng 2.15/95 sách sổ tay dung sai lắp ghép)
1.3.4 Chất lượng bề mặt
+ Lỗ , kí hiệu nghĩa là lỗ có độ nhám bề mặt Ra 1,25 đạt cấp 7
+ Kích thước có kí hiệu nghĩa là có trị số Ra 6.3 đạt độ nhám cấp 5
+ Kích thước có kí hiệu nghĩa là có trị số Ra 6.3 đạt độ nhám cấp 5
1.4 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 cho sản lượng hàng năm của chi tiết hay không.
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.
1.4.1 Xác định trọng lượng của chi tiết
Ta tiến hành chia chi tiết ra làm nhiều phần nhỏ để tính toán. Sau đó tổng các thể tích phần nhỏ đó lại được trọng lượng của chi tiết.
Gọi Svn : là tổng thể tích của các thể tích nhỏ được chia trên chi tiết. Sau đây là thể tích của từng phần
Để cho dễ tính khối lượng chi tiết ta chia nhỏ chi tiết làm nhiều phần đơn giản
- Gọi V1 là thể tích hình vằn khăn do hai đường kính và tạo nên :
- Gọi V2 là thể tích gân 1 :
- Gọi V3 là thể tích 2 gân bên cạnh :
- Gọi V4 là thể tích phần còn lại :
- Gọi V5 là thể tích 2 lỗ
Vậy thể tích thực của phần còn lại là :
Thể tích chi tiết là :
â Khối lượng chi tiết là :
1.4.2. Sản lượng chế tạo trong năm
Mục đích của phần này là xác định hình thức tổ chức sản xuất (đơn chiếc, hàng loạt (vừa, hàng loạt lớn và hàng loạt nhỏ) và hàng mới). Để từ đó cải thiện tính công nghệ của chi tiết.
Để thực hiện việc này trước hết ta cần xác định sản lượng chi tiết cần chế tạo trong một năm của nhà máy theo công thức sau :
N = N1 x m (1 + ) chiếc /năm
Ở đây số n – số chi tiết được sản suất trong một năm
N1 – số sản phẩm (số máy) được sản xuất trong một năm m – số chi tiết trong một sản phẩm.
b - số chi tiết được chế tạo thêm để dự trữ (5% đến 7%). Nếu tính đến số a% phế phẩm chủ yếu trong các phân xưởng đúc thì ta có công thức sau :
N = N1 – m (1 + )
Trong đó a = 3 ¸ 6%
N = với dạng sản xuất hàng loạt vừa (tra bảng .2. Trang 13 sách thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy) .
Ta có N1 = 200 – 500 chiếc/năm
m = 1
a + b = 10%
Vậy n = 400 x 1 = 401 chiếc/năm
PHẦN II: XÁC ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI
2.1 Xác định loại phôi.
Theo yêu cầu của đề tài là chi tiết ụ động máy mài với vật liệu là gang xám GX18-36 có kết cấu không phức tạp lắm, dựa vào dạng sản xuất là sản xuất hàng loạt vừa thì loại phôi cho chi tiết này là phôi đúc là hợp lý nhất.
- Phôi đúc lượng dư phân bố đều , tiết kiệm vật liệu , độ đồng đều của phôi cao.
- Tuy nhiên phương pháp đúc này cũng có một số khuyết điểm là khó phát hiện các khuyết tật bên trong chỉ phát hiện khi gia công nên làm giảm năng suất
2.2Xác định phương pháp chế tạo phôi
Trong ngành chế tạo cơ khí, phôi được chế tạo bằng 3 phương pháp : đúc, rèn, cán.
- Đối với phôi rèn : phôi rèn là phôi được chế tạo bằng phương pháp rèn, phương pháp này chỉ sử dụng với vật liệu dẻo nên gang xám là vật liệu dòn do đó ta không chọn phôi rèn.
- Đối với phôi cán : phôi cán là phôi được chế tạo bằng phương pháp cán, cũng như vật liệu chế tạo phôi bằng phương pháp rèn, phôi cán chỉ sử dụng với vật liệu dẻo. Do đó cũng không chọn phôi cán.
- Đối với phôi đúc : phôi đúc là loại phôi được chế tạo bằng phương pháp đúc, đúc được sử dụng cho tất cả các vật liệu có tính nóng chảy, gang xám là vật liệu có tính nóng chảy loãng tốt nên ta chọn phương pháp chế tạo bằng đúc.
Trong ngành chế tạo kim loại, phôi đúc được chế tạo bằng 5 phương pháp khác nhau :
- Đúc bằng khuôn cát.
- Đúc bằng khuôn kim loại.
- Đúc bằng khuôn ly tâm.
- Đúc bằng áp lực.
- Đúc bằng mẫu chảy.
Đối với việc đúc bằng khuôn kim loại và đúc bằng áp lực khuôn được chế tạo bằng nhôm, thép do đó phôi có được độ chính xác và độ nhám cao. Hai phương pháp này áp dụng cho dạng sản xuất loạt lớn trở lên.
Còn đúc bằng khuôn ly tâm chỉ đúc được các chi tiết có dạng tròn xoay nên chi tiết “ càng N” là chi tiết dạng càng có lỗ, các gân nên ta không thể chọn phương pháp này để chế tạo phôi.
Còn đúc mẫu chảy được sử dụng trong việc đúc các chi tiết có hình dạng phức tạp, việc chế tạo khuôn tốn kém vật liệu cũng như thời gian, do đó ta cũng không thể sử dụng phương pháp này.
Như vậy ta chọn đúc trong khuôn cát mẫu kim loại (hợp kim nhôm) vì :
- Hình dạng và kích thước của chi tiết.
- Sản xuất hàng loạt vừa.
- Điều kiện sản xuất cụ thể của xí nghiệp, trang thiết bị tự chọn.
Vẽ sơ đồ chế tạo phôi :
- Theo bản vẽ thì chi tiết có hình dạng phức tạp, tương đối gọn nhẹ vì vậy việc chế tạo mẫu, thoát mẫu đối với chi tiết này có một mặt phân khuôn. Ơ đây chúng em chọn mặt phân khuôn theo mặt cắt B.B của phôi. Để thể hiện vị trí của chi tiết trong khuôn ta thể hiện bởi mặt cắt A.A dưới đây.
SƠ ĐỒ ĐÚC :
Vẽ hình chi tiết phôi
Từ kích thước chi tiết căn cứ vào bảng 1.33 [tài liệu 5] ta xác định được lượng dư và dung sai của chi tiết đúc.
- Lượng dư tổng cộng và dung sai mặt phẳng có gia công của chi tiết sau khi đúc :
- Mặt D nằm trên mặt phân khuôn nên có lượng dư là :
- Mặt B nằm dưới mặt phân khuôn nên có lượng dư là :
- Mặt F,C nằm vuông góc với mặt phân khuôn nên có lượng dư là :
- Sai lệch giới hạn của những kích thước không gia công:
- Kích thước 7,5 có sai lệch hay
- Kích thước 4 có sai lệch hay
- Kích thước R1,5 có sai lệch hay
- Kích thước R1 có sai lệch hay
Xác định yêu cầu kỹ thuật của phôi:
- phôi không rổ xỉ, rổ khí, rổ eo, cháy cót.
- phôi không bị nứt.
- phôi không bị biến cứng.
Tính khối lượng phôi đúc : nhằm mục đích xác định lượng kim loại cần để nấu và hệ số sử dụng vật liệu : các lượng dư gồm :
- Thể tích 2 lỗ là :
- Thể tích lỗ là :
- Thể tích lượng dư phân bố trên mặt B và D :
Vậy thể tích phôi là :
â Khối lượng phôi là:
Vậy khối lượng vật đúc là :
- Hệ số sử dụng vật liệu
PHẦN III: LẬP BẢNG QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
GIA CÔNG CƠ
PHẦN IV : BIỆN LUẬN QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
GIA CÔNG CƠ
4.1. Nguyên công I : Chuẩn bị phôi
Làm sạch phôi, kiểm tra phôi và thường hóa phôi đúng ra phải được phân ra làm 4 nguyên công khác nhau do chúng được làm tại 4 nơi khác nhau. Nhưng để đơn giản trong việc lập bảng quy trình công nghệ gia công cơ ta sắp xếp chúng thành một nguyên công.
Nguyên công này nguyên công bắt buộc trước khi bước vào việc gia công bất kỳ một sản phẩm nào. Phôi sau khi đã phá khuôn ta phải cắt bỏ các phần thừa đây là những bộ phận của hệ thống rót và các đậu hơi đậu ngót. Trong việc này ta sử dụng các loại máy như máy cắt, máy mài…
Kế đến là ta làm sạch các bề mặt của phôi nói đúng hơn là ta loại bỏ các phần xỉ bám, phần hổn hợp làm khuôn bám lại trên phôi và những hổn hợp khác. Công việc này ta dùng máy phun cát để làm tăng độ nhám bề mặt phôi.
Sau khi công việc làm sạch được hoàn thành tiếp đến là phải kiểm tra các kích thước của phôi xem phôi có đảm bảo được các kích thước gia công, bên cạnh đó ta phải kiểm tra các sai hỏng của phôi để đảm bảo các khuyết tật như : vết nứt, rỗ co, rỗ khí, lẫn tạp chất, bị biến trắng…. Ngoài ra, phôi phải đảm bảo về hình dáng và kết cấu bản vẽ. Do đó, bước này ta sử dụng thước cặp 1/20 và các máy kiểm tra khuyết tật của kim loại.
4.2. Nguyên công II: Phay thô đồng thời 2 mặt B, D
-Bước công việc: Nguyên công này chỉ có một bước công việc là phay thô mặt phẳng như vậy để người thợ làm ít việc, ít tốn thời gian.
- Định vị :
- Mặt I khử 2 bậc
- Mặt G khử 3 bậc
- Trụ ngoài 12 khử 1 bậc
- Kẹp chặt : Dùng cơ cấu kẹp chặt bằng ren: mỏ kẹp, bulông, đai ốc.
- Chọn máy : Gia công trên máy phay 6H82 có các thông số cơ bản:
- Công suất động cơ 7kw
- Hiệu suất máy h=0.75
- Số vòng quay trục chính: 30-37,5-47,5-60-75-95-118-150190-235-300-375-475-600-750-960-1500 (v/ph)
- Số cấp tốc độ : 18
- Chọn dao : Dao phay đĩa 3 mặt răng chắp HKC D=125,B=8;h=6,d=32,Z=222
(Tra sổ tay dụng cụ cắt bảng 4.77/149)
- Lượng dư gia công: 3 mm
- Chế độ cắt
- Chiều sâu cắt t=3 mm
-Lượng chạy dao S:
(Tra bảng 14.5,trang 129,sách CĐC-GCCK)
S=0,15÷0,20 (mm/răng)
Chọn Sz=0,15 mm/ răng
S=S.z =0,15 .22= 2,7 (mm/răng)
-Tính vận tốc cắt V:
Tra bảng (64-5/1) sách STCNCTM tập 2 ta được: Vb=201 m/ph
Hệ số phụ thuộc vào số răng của dao phay k=1
(Tra bảng 5-187/170 STCNCTM tập 2)
Tra bảng (52-5) ta có hệ số phụ thuộc vào độ cứng của gang xám là: 1
Tra bảng (68-5) ta có hệ số phụ thuộc tuổi bền dao là: 1
V=201.1.1.1= 201 (m/ph)
Số vòng quay trục chính là:
n== =213 (v/ph)
TÀI LIỆU THAM KHẢO
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
