THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT NẮP TAY BIÊN PISTON PITTONG, hướng dẫn thiết kế đồ gá

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, hướng dẫn quy trình công nghệ chế tạo máy,

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN MÔN HỌC

CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

I-PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG VÀ ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT

Dựa vào bản vẽ chi tiết ta thấy giá đỡ là chi tiết dạng hộp

Do giá đỡ là loại chi tiết quan trọng trong một sản phẩm có lắp trục .Gía đỡ làm nhiệm vụ đỡ trục của máy và xác định vị trí tương đối của trục trong không gian nhằm thực hiện một nhiệm vụ động học nào đó . Sau khi gia công xong  giá đỡ sẽ được lắp vòng bi để lắp và làm nhiệm vụ đỡ trục

Trên giá  đỡ có nhiều mặt phải gia công với độ chính xác khác nhau và cũng có nhiều bề mặt không phải gia công.  Bề mặt làm việc chủ yếu là lỗ trụ F30

Cần gia công mặt phẳng C và các lỗ F10, F8 chính xác để làm chuẩn tinh gia công  Đảm bảo kích thước từ tâm lỗ F30 đến mặt phẳng C là : 49­­^{± 0,17}

Chi tiết làm việc trong điều kiện rung động và tải trọng thay đổi.

Đối với nhiệm vụ gia công mặt trên của giá đỡ cần phải gia công chính xác các mặt bậc để đảm bảo khi lắp ghép với nửa dưới chỉ có mặt làm việc tiếp xúc với nửa dưới còn các mặt khác đảm bảo có khoảng cách để tránh siêu định vị

Vật liệu sử dụng là : GX 15-32 , có các thành phần hoá học sau :

C = 3 – 3,7        Si = 1,2 – 2,5          Mn = 0,25 – 1,00

S < 0,12               P =0,05 – 1,00

[d]_bk = 150 MPa

[d]_bu = 320 Mpa

II. PHÂN TÍCH TÍNH CÔNG NGHỆ TRONG KẾT CẤU CỦA CHI TIẾT

Từ bản vẽ chi tiết ta thấy :

- Mặt trên của giá đỡ 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 giá đỡ được chế tạo bằng phương pháp đúc . Kết cấu tương đối đơn giản , tuy nhiên khi gia công các lỗ vít , lỗ định vị và lỗ làm việc chính F30 cần phải ghép với nửa dưới để gia công cho chính xác đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật .

    III-XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

Muốn xác định dạng sản xuất trước hết ta phải biết sản lượng hàng năm của chi tiết gia công . Sản lượng hàng năm được xác định theo công thức sau :

N = N₁.m (1+    )

Trong đó

N- Số chi tiết được sản xuất trong một năm

N₁- Số sản phẩm được sản xuất trong một năm (5000 chiếc/năm)

m- Số chi tiết trong một sản phẩm

a- Phế phẩm trong xưởng đúc a =(3-:-6) %

b- Số chi tiết được chế tạo thêm để dự trữ  b =(5-:-7)%

Vậy  N = 5000.1(1 +   ) =5500 chi tiết /năm

Trọng lượng của chi tiết được xác định theo công thức

Q = V.g      (kg)

Trong đó

Q -  Trọng lượng chi tiết

g  - Trọng lượng riêng của vật liệu    g_{gang xám}= 6,8-:-7,4 Kg/dm³

V - Thể tích của chi tiết

V = V_Đ -  V_R - 2.V_V

V_Đ- Thể tích trụ đặc

V_R-Thể tích thân trụ rỗng

V_V - Thể tích phần bậc để bắt vít

V - Thể tích của chi tiết

V_Đ =  = 91845 mm³

V_R =  =22961 mm³

V_V = 12.8.65  = 6240 mm³

V = 91845 – 22961 – 6240  = 62644 mm³ = 0,062644 dm³

Vậy      Q = V.g =  0,062644.7,2 = 0,451 (kg)

Dựa vào bảng 2 (TKĐACNCTM) ta có dạng sản xuất là dạng sản xuất hàng loạt vừa.

  

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

* Yêu cầu kỹ thuật:

- Đảm bảo độ song song giữa tâm của lỗ O 35với mặt đáy của giá đỡ

- Đảm bảo độ vuông góc giữa tâm của lỗ O 35 với mặt đầu của trụ

V.THỨ TỰ CÁC NG UYÊN CÔNG

1. Xác định đường lối công nghệ

Do sản xuất hàng loạt vừa nên ta chọn phương pháp gia công một vị trí ,gia công tuần tự. Dùng máy vạn năng kết hợp với đồ gá chuyên dùng .

1. Chọn phương pháp gia công

- Phay mặt phẳng bắt vít bằng nhiều dao phay đĩa ghép với nhau , đầu tiên là phay thô sau đó là phay tinh.

- Gia công mặt lắp ghép với nửa dưới đạt R­_a = 5  ta cũng dùng ghép dao phay đĩa và lần lượt qua các giai đoạn phay thô rồi đến phay tinh

-  Gia công 2 lỗ f21 mặt lắp ghép , ngoài ra vì khoảng cách của mặt bắt vít nhỏ nên ta không dùng dạng bu lông lồi lên trên được mà phải dùng lục lăng bắt ngầm .

- Đối với gia công lỗ f35 đạt cấp chính xác Ra=4 tra bảng 5 ( TKĐACNCTM) thì cấp chính xác là 5 . Tra bảng với lỗ f30 cấp chính xác 5 ta có dung sai của lỗ là +0,009 mm . Vì là lỗ có sẵn nên khi gia công ta chỉ việc khoét rồi doa tinh và doa thô

VI LẬP TIẾN TRÌNH CÔNG NGHỆ

Trình tự các nguyên công để gia công nửa trên của giá đỡ có thể tiến hành như sau

          

STT

TÊN NC

ĐỊNH VỊ

KẸP CHẶT

SƠ ĐỒ NC

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

Sơ đồ định vị và kẹp chặt nguyên công I

* Định vị : phiến tỳ khống chế 3 bậc tự do, 2 chốt định vị khống chế 2 bậc tự do

* Kẹp chặt : Dùng đòn kẹp liên động để kẹp chi tiết từ trên xuống vuông góc với mặt đáy .

Chọn máy : máy phay nằm ngang 6H82. Công suất máy N_m = 7 KW

Chọn dao : Dao phay đĩa 3 mặt răng liền P18 , đường kính dao D = 150  , số răng Z=16 răng .

* Lượng dư gia công : Tra bảng 3.110 ( Sổ tay CNCTM tập 2 )lượng dư gia công của vật đúc bằng gang cấp chính xác II được đúc trong khuôn kim loại đối với mặt cạnh là 2 mm

* Chế độ cắt : tính chế độ cắt theo 2 bước phay thô và phay tinh.

· Chế độ cắt khi phay thô :

Chiều sâu cắt t =1,5mm .

Lượng chạy dao răng S_z=0,33 mm/răng (Bảng 5-34 và 5-170 SổTayCNCTM ) .

Þ Lượng chạy dao vòng S₀= 0,33. 16= 5,28 mm/vòng.

Tốc độ cắt   V_b=26 m/ph (Bảng 5-172  SổTayCNCTM ) .

Số vòng quay của trục chính là:

Ta chọn số vòng quay theo máy n_m= 60 vòng/phút.

Như vậy tốc độ cắt thực tế là:

Công suất cắt  N_o=1,2 KW (Bảng 5-175 SổTayCNCTM ) .

Þ N_o< N_m.h=7.0,8=5,6  KW

ÞVới  máy đã chọn đã đủ các yêu cầu cần thiết để gia công chi tiết .

· Chế độ cắt khi phay tinh .

Cả 2 dao cùng gia công với chiều sâu cắt t = 0,5 mm lượng chạy dao vòng S₀=2 mm/vòng (Bảng 5-37 SổTayCNCTM tập 2 ) .

Þ Lượng chạy dao răng S_z  = S_o/z =2/16 =0,125 mm/răng

Tốc độ cắt   V_b= 37,5 m/ph (Bảng 5-172  SổTayCNCTM ) .

Số vòng quay của trục chính là:

Ta chọn số vòng quay theo máy n_m=75 vg/ph.

Như vậy tốc độ cắt thực tế là:

Từ các kết quả trên ta có công suất cắt N₀ = 1 Kw (Bảng 5-175 Sổ tay CNCTM tập 2 )

Þ N_o< N_m.h=7.0,8=5,6  KW

Với  máy đã chọn đã đủ các yêu cầu cần thiết để gia công chi tiết .

Bảng thông số chế độ cắt nguyên công III:

Phay tinh	35,33	75	0,5	2	150
Phay thô	28,26	60	1,5	5,28	316,8
Bước CN	V(m/phút)	n(v/phút)	t(mm)	S(mm/vg)	S(mm/ph)

4. Nguyên công III : Phay mặt bậc để lắp ghép với nửa dưới 

    IV- XÁC ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI VÀ THIẾT KẾ BẢN VẼ CHI TIẾT LỒNG PHÔI

Xác định phương pháp chế tạo phôi

Kết cấu của chi tiết không phức tạp nhưng vật liệu của chi tiết là gang xám 15x32 nên ta dùng phương pháp đúc,ứng với sản xuất hàng loạt vừa nên ta chọn phương pháp đúc trong khuôn kim loại . Sau khi đúc cần có nguyên công làm sạch và cắt ba via .

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

* Định vị : phiến tỳ khống chế 3 bậc tự do, mặt G khống chế 2 bậc tự do

* Kẹp chặt : Dùng đòn kẹp liên động để kẹp chi tiết từ trên xuống vuông góc với mặt bắt vít .

Chọn máy : máy phay nằm ngang 6H82. Công suất máy N_m = 7 KW

Chọn dao : Dao phay đĩa 3 mặt răng liền P18 , đường kính dao D = 130  , số răng Z=16 răng . Bảng 5-172 (Sổ tay CNCTM tập 2). Đối với dao nhỏ ta lấy đường kính của nó là  D = 114 mm

* Lượng dư gia công : Tra bảng 3.110(STCNCTM )lượng dư gia công của vật đúc bằng gang cấp chính xác II được đúc trong khuôn kim loại đối với mặt cạnh là 2 mm

* Chế độ cắt :

Vì mặt phẳng làm việc là mặt bậc mà khi đúc ta đúc liền do đó trong quá trình gia công tuy ghép bằng 4 dao nhưng khi bắt đầu gia công sẽ chỉ có 2 dao ngoài ăn trước khi cắt sâu đươc t = 4 mm thì 2 dao trong bắt đầu vào gia công do đó khi tính toán thì ta chia ra 3 lần ăn dao :

Lần 1 phay thô hớt đi lượng t = 4 mm chỉ có 2 dao ngoài gia công .Lần 2 phay thô với chiều sâu t = 1,5 mm  do cả 4 dao cùng gia công . Lần 3 phay tinh với chiều sâu t = 0,5 mm do cả 4 dao cùng gia công.

· Chế độ cắt khi phay thô :

*Lần 1 dao ngoài ăn vào với chiều sâu cắt t =4 mm .

Lượng chạy dao răng S_z=0,33 mm/răng  (Bảng 5-34 SổTayCNCTM )

Þ Lượng chạy dao vòng S₀= 0,33. 16= 5,28 mm/vòng.

Tốc độ cắt   V_b=31,5 m/ph (Bảng 5-172  SổTayCNCTM ) .

Số vòng quay của trục chính là:

Ta chọn số vòng quay theo máy n_m= 75 vòng/phút.

Như vậy tốc độ cắt thực tế là:

Công suất cắt  N_o=1,2 KW (Bảng 5-175 SổTayCNCTM ) .

* Lần 2 phay thô với 4 dao cùng gia công cắt chiều rông B = 20 mm tuy nhiên ta cũng chỉ tính cho dao có bán kính lớn nhất cho nên chế độ cắt như lần 1

Lượng chạy dao răng S_z=0,33 mm/răng (Bảng 5-34 và 5-170 SổTayCNCTM ) .

Þ Lượng chạy dao vòng S₀= 0,33. 16= 5,28 mm/vòng.

Tốc độ cắt   V_b=31,5 m/ph (Bảng 5-172  SổTayCNCTM ) .

Số vòng quay của trục chính là:

Ta chọn số vòng quay theo máy n_m= 75 vòng/phút.

Như vậy tốc độ cắt thực tế là:

Công suất cắt  N_o=1,2 KW (Bảng 5-175 SổTayCNCTM ) .

· Chế độ cắt khi phay tinh .

* Lần 3 phay tinh khi cả 4 dao cùng gia công với chiều sâu cắt t = 0,5 mm lượng chạy dao vòng S₀=3  mm/vòng (Bảng 5-37 SổTayCNCTM ) .

Þ Lượng chạy dao răng S_z  = S_o/z =3/16 =0,19 mm/răng

Tốc độ cắt   V_b=39,5 m/ph (Bảng 5-172  SổTayCNCTM ) .

Số vòng quay của trục chính là:

Ta chọn số vòng quay theo máy n_m= 95 vg/ph.

Như vậy tốc độ cắt thực tế là:

Từ các kết quả trên ta có : công suất cắt cần thiết là N = 1,4KW

Þ N_o< N_m.h=7.0,8=5,6 KW

Với  máy đã chọn đã đủ các yêu cầu cần thiết để gia công chi tiết .

Bảng thông số chế độ cắt :

Phay tinh	38,78	95	0,5	3	285
Phay thô	30,62	75	1,5	5,28	396
Phay thô	30,62	75	4	5,28	396

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

6. Tính sai số chế tạo cho phép của đồ gá e_CT.

Nhận thấy rằng đồ gá là dụng cụ có nhiệm vụ cố định chi tiết cần gia công trên bàn máy của máy cắt kim loại, tức là nó bảo đảm vị trí tương quan giữa dao và chi tiết. Cho nên sai số của đồ gá khi chế tạo và lắp giáp sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến sai số của kích thước khi gia công, cụ thể nó ảnh hưởng đến sai số vị trí tương quan giữa bề mặt gia công và bề mặt chuẩn chọn làm định vị.

Nếu chi tiết được gia công bằng dao định hình hoặc dao định kích thước thì sai số của  đồ gá không ảnh hưởng đến kích thước và sai số hình dáng của bề mặt gia công. Nhưng khi gia công bằng phiến dẫn dụng cụ thì sai số đồ gá ảnh hưởng đến khoảng cách tâm của các lỗ gia công và khoảng cách từ mặt định vị tới tâm lỗ. Độ không song song giữa các mặt định vị và mặt đáy của đồ gá sẽ gây sai số cùng dạng giữa bề mặt gia công và bề mặt chuẩn.

Sai số gá đặt được tính theo công thức  như sau:

         =

Trong đó:

- e_c: Sai số chuẩn do chuẩn định vị không trùng với gốc kích thước gây ra. Ở đây do chi tiết được tỳ trực tiếp lên phiến tỳ cho nên chuẩn định vị trùng gốc kích thước vì vậy sai số chuẩn e_c = 0

- e_k: Sai số kẹp chặt do lực kẹp gây ra. Sai số kẹp chặt được xác định theo các công thức trong bảng 24 (Trang 48 - Quyển 3). Cần nhớ rằng khi phương của lực kẹp vuông góc với phương của kích thước thực hiện thì sai số kẹp chặt bằng không.

- e_m: Sai số mòn. Sai số mòn được xác định theo công thức sau đây:

          (mm) = 0,3. = 21 mm.

- e_đc: Sai số điều chỉnh được 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 để điều chỉnh khi lắp ráp. Trong thực tế khi tính toán đồ gá ta có thể lấy e_đc = 5  ¸ 10 mm.

- e_gđ: Sai số gá đặt, khi tính toán đồ gá ta lấy giá trị sai số gá đặt cho phép: [e_gđ] = (1/3¸1/5).d. Với d  dung sai của nguyên công Þ [e_gđ] = 150/3 = 50 mm.

- e_ct: Sai số chế tạo cho phép đồ gá. Sai số này cần được xác định khi thiết kế đồ gá. Do đa số các sai số phân bố theo qui luật chuẩn và phương của chúng khó xác định nên ta sử dụng công thức sau để tính sai số gá đặt cho phép:

 e_ct= = =44 mm.

Căn cứ vào sai số gá đặt cho phép e_ct của đồ gá để chế tạo và lắp ráp các chi tiết tạo nên đồ gá đáp ứng được yêu cầu chế tạo của chi tiết ở nguyên công đó. Yêu cầu kỹ thuật của đồ gá như sau:

• Độ không song song của mặt định vị so với đáy đồ gá ≤  0,044 mm.
• Độ không vuông góc giữa tâm chốt định vị so với đáy đồ gá ≤  0,044 mm.
• Độ không vuông góc của tâm bạc dẫn so với đáy đồ gá ≤  0,044 mm.
• Đốí với các chi tiết dùng để định vị cho chi tiết hoặc dẫn hướng cho dụng cụ cắt phải được nhiệt luyện đạt độ cứng 50 ¸ 55 HRC .

   Bạc dẫn hướng cho mũi khoét bề mặt phải được gia công đạt độ bóng R_a  = 1.25 ¸ 0.63 mm. 

7. Các chi tiết đã sử dụng trong đồ gá.

Kích thước của đồ gá phải thích hợp với khoảng không gian vận hành hiệu quả của máy. Do đó ta phải lựa chọn các chi tiết để lắp nên đồ gá phải có kết cấu thích hợp. Tuy nhiên do đồ gá được lắp từ khá nhiều chi tiết khác nhau, cho nên  ở đây chi biểu diễn một số chi tiết chính quan trọng trong đồ gá còn các chi tiết nhỏ thì ta thể hiện trong bản vẽ lắp đồ gá và bảng liệt kê các chi tiết.

 7.1  Phiến dẫn.

Phiến dẫn là nơi lắp bạc dẫn hướng lên, chúng có nhiệm vụ dẫn hướng chính xác dụng cụ cắt vào vùng cần gia công trên chi tiết rút ngắn thời gian hiệu chỉnh máy, tăng năng suất gia công cho máy. Nó được làm bằng gang xám chế tạo bằng phương pháp đúc trong khuôn cát. Sau đó tiến hành gia công cơ học tạo các vị trí lắp bạc dẫn hướng. Nó có hình dạng và kích thước như sau:  

7.2  Đế đồ gá.

Đế đồ gá là là chi tiết cơ bản rất cơ bản của đồ gá. Nó là không những là nơi chịu lực chính của đồ gá mà còn là nơi lắp ráp các chi tiết khác tạo thành đồ gá hoàn chỉnh. Cho nên đế đồ gá được làm bằng gang xám chế tạo bằng phương pháp đúc trong khuôn cát. Sau đó tiến hành gia công cơ học tạo các vị trí lắp vít và bulông để lắp các chi tiết khác lên đó.

7.3 Bảng thống kê các chi tiết đồ gá :

Số thứ tự	Tên chi tiết	Số lượng	Vật liệu
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17	Thân đồ gá Đòn kẹp liên động Chốt trám Phiến tỳ Bu lông kẹp chặt Chốt định Vỵ Chốt trụ ngắn Bạc thay nhanh Phiến dẫn Bạc lót Bạc dẫn hướng Chi tiết giá đỡ Lục lăng M8 Chốt định vị Chốt tỳ phụ Thanh đòn kẹp Bu lông kẹp chặ	1 1 1 2 2 2 1 1 1 1 1 1 2 2 1 2	Gang xám Thép 45 Thép CD100A Thép 20Cr Thép 45 Thép CT3 Thép CD100A Thép C20 Thép CT3 Thép C20 Thép C20 GX 15-32 Thép 45 Thép 45 Thép 45 Thép 45 Thép 45