THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT TẤM ĐẾ
NỘI DUNG ĐỒ ÁN
THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT TẤM ĐẾ, đồ án môn học công nghệ chế tạo máy TẤM ĐẾ, bài tập lớn công nghệ chế tạo máy TẤM ĐẾ, thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết TẤM ĐẾ
MỤC LỤC 01
LỜI MỞ ĐẦU 03
PHẦN I: PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG............................................................. 04
- . Phân tích chức năng làm việc của chi tiết................................................................. 04
1.2 .Tính công nghệ kết cấu ................................................................................................. 04
1.2.1. Yêu cầu kỹ thuật của chi tiết .................................................................................... 04
1.2.2. Tính công nghệ kết cấu của càng.............................................................................. 04
1.2.3. Vật liệu chế tạo chi tiết ............................................................................................ 05
PHẦN II. ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI ................. 05
2.1. Sản lượng sản xuất hàng năm có tính đến lượng dự trữ............................................ 05
2.2. Xá định trọng lượng của chi tiết................................................................................... 05
2.3. Kết luận dạng sản xuất ................................................................................................. 07
2.4. Chọn phôi và phương pháp chế tạo phôi.................................................................... 07
2.5. Yêu cầu kỹ thuật của phôi ........................................................................................... 07
2.6. Bản vẽ phôi..................................................................................................................... 08
2.7. Bản vẽ khuôn dập........................................................................................................... 08
PHẦN III:THIẾT LẬP QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ.................................................... 09
3.1. Phân tích các đặt điểm về yêu cầu kỹ thuật chi tiết.................................................. 09
3.2. Phân tích yêu cầu kỹ thuật về độ chính xác vị trí tương quan của các bề mặt gia công 10
3.3. Định hướng trình tự gia công ....................................................................................... 10
3.4. Xác định qui trình công nghệ gia công cơ ................................................................. 10
3.5. Thứ tự các nguyên công ................................................................................................ 12
3.5.1. Nguyên công 1: Phay mặt đáy .................................................................................. 12
3.5.2. Nguyên công 2: Phay mặt đầu(nguyên công chỉ định) ........................................ 16
3.5.3. Nguyên công 3 : Khoan và doa 4 lỗ Æ11................................................................ 20
3.5.4. Nguyên công 4: Khoan, doa 2 lỗ Æ10 .................................................................... 24
3.5.5. Nguyên công 5 : Khoan, doa 2 lỗ Æ 10 còn lại....................................................... 28
3.5.6. Nguyên công 6 : Phay rãnh R6………………..…………………………….. 29
3.5.7. Nguyên công 7 : Phay rãnh R11................................................................................ 31
3.5.8. Nguyên công 8 : Kiểm tra..............................................................................................
PHẦN V : THIẾT KẾ ĐỒ GÁ ........................................................................................... 36
4.1. Xác định cơ cấu định vị phôi ....................................................................................... 36
4.2 Tính lực cắt tác dụng lên chi tiết .................................................................................. 36
4.3. Lực kẹp cần thiết khi phay ........................................................................................... 37
4.4. Xác định sai số chế tạo cho phép của đồ gá .............................................................. 39
PHẦN V : KẾT LUẬN ........................................................................................................ 41
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................... 42
Hiện nay khoa học kỹ thuật nói chung và kỹ thuật cơ khí nói riêng đang phát triển với một tốc độ vũ bão. Nó có mặt trên tất cả các lĩnh vực đời sống xã hội, mang lại những lợi ích to lớn cho con người về tất cả các lĩnh vực tinh thần và vật chất. Nước ta đang hướng tới mục tiêu thực hiện “công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nước”. Nhằm phục vụ cho sự phát triển nền công nghiệp hiện nay, ngành cơ khí chế tạo đóng vai trò quan trọng trong việc sản xuất ra các thiết bị, công cụ cho mọi ngành kinh tế quốc dân. Để phục vụ cho việc phát triển ngành cơ khí hiện nay chúng ta cần đẩy mạnh đào tạo độ ngũ cán bộ kỹ thuật có trình độ chuyên môn cao về các lĩnh vực công nghiệp kinh điển đồng thời phải đáp ứng những công nghệ tiên tiến, công nghệ tự động trong sản xuất cơ khí.
Đồ án môn học thiết kế đồ gá là một đồ án chuyên ngành chính của sinh viên ngành cơ khí chế tạo máy, đồng thời đồ án này cũng là đồ án của sinh viên ngành cơ khí nói chung …. Là tiền đề hướng dẫn sinh viên giải quyết một số vấn đề tổng hợp về công nghệ chế tạo máy, sau thời gian đã được trang bị các kiến thức về công nghệ chế tạo máy và các mộn học liên quan . Vì vậy nay được tiến hành làm đồ án môn học thiết kế đồ gá với đề tài:“ Thiết kế qui trình công nghệ và đồ gá gia công Chi Tiết "TẤM ĐẾ".
Trong quá trình thiết kế đồ án, dưới sự hướng dẫn tận tình của thầy .... do bản thân còn ít kinh nghiệm thực tế, kiến thức chuyên ngành còn thiếu sót và hạn chế. Em sẽ thu nhận những ý kiến đóng góp, chỉ dẫn và nhận xét của các thầy. Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn sự quan tâm, giúp đỡ của giáo viên hướng dẫn và các thầy bộ môn trong quá trình thiết kế đồ án môn học.
Phần I: PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG
- phân tích chức năng làm việc vủa chi tiết:
Chi tiết được chế tạo là tấm đế. Với chi tiết này có một số lỗ cơ bản mà tâm của chúng song song với nhau. Tấm đế được sử dung nhiều trong việc cố định các chân máy. Nó có nhiệm vụ là chi tiết trung gian kết nối giữa máy móc với nền xưởng, vị trí làm việc. Nên khi chế tạo cần độ chính xác cao và chịu sự tác động của tải trọng có rung động tương đối cao.
Chi tiết gia công là tấm đế vì vậy các mặt, các rãnh, các lỗ gia công cần đạt độ chính xác cao.
- Chi tiết có kích thước nhỏ, kết cấu đơn giản.
- Tính công nghệ trong chi tiết ảnh hưởng đến khối lượng, hoạt động chế tạo và ảnh hưởng đến tiêu hao vật liệu. Vì vậy cần chú ý đến kết cấu chi tiết. Chi tiết phải có độ cứng vững để khi gia công không bị biến dạng. Các bề mặt làm chuẩn phải có đủ diện tích nhất định, phải cho phép thực hiện nhiều nguyên công khi dùng bề mặt đó làm chuẩn và cho phép qua trình gá đặt nhanh. Các bề mặt gia công không được có mếu, lồi lõm, thuận tiện cho việc ăn dao và thoát dao, các lỗ kẹp chặt là các lỗ tiêu chuẩn.
- Do làm việc trong môi trường động nên chi tiết đòi hỏi phải có độ chính xác tương đối cao, độ cứng vững, chịu va đập lớn, dễ làm việc, dễ sử dụng và dao động lớn.
-
Tính công nghệ kết cấu:
- Yêu cầu của chi tiết :
- Các bề mặt làm việc chính của chi tiết gia công là các lỗ, các rãnh cần được gia công với độ chính xác cao, độ bóng Ra = 2,5 µm
- Bề mặt gia công là những mặt không quá phức tạp có độ nhẵn bóng tương đối cao. Có thể dùng các máy thông thường để gia công.
Chi tiết gia công cần đảm bảo các yêu cầu kĩ thuật :
- Độ không song song giữa 4 lỗ 11 cho phép 0,01/100 mm.
- Độ không vuông góc giữa tâm 4 lỗ 11 và mặt phẳng A là 0,03/100 mm
- Tính công nghệ của chi tiết:
Cũng như các chi tiết khác chi tiết tấm đế đang tính toán thiết kế tính công nghệ có ý nghĩa quan trọng vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất, độ chính xác gia công. Nên khi thiết kế cần phải chú ý đến kết cấu của nó như:
- Độ cứng vững
- Các bề mặt làm việc nằm trên 2 mặt phẳng song song với nhau.
- Vật liệu chế tạo chi tiết:
Vật liệu được chế tạo các chi tiết tấm đế được chọn là thép các bon C45. Với các ưu điểm sau:
+ Tính dập tốt
+ Dễ gia công cắt gọt
+ Làm việc trong điều kiện chịu nén, chịu va đập tốt.
+ Chịu mài mòn tốt
+ Giá thành thấp.
PHẦN II. ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI
Đây là khái niệm mang tính chất tổng hợp giúp việc xác định hợp lý quá trình tổ chức công nghệ cũng như tổ chức công nghệ cũng như tổ chức sản xuất sản phẩm đạt được chỉ tiêu kinh tế và kỹ năng cao. Mỗi dạng sản xuất có đặc điểm riêng phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau.
Các yếu tố đặc trưng của dạng sản xuất:
- Sản lượng
- Tính ổn định
- Tính lặp lại của quá trình sản xuất
Căn cứ vào sản lượng sản xuất hàng năm và khối lượng của chi tiết gia công, người ta chia ra làm ba dạng sản xuất:
- Sản xuất đơn chiếc
- Sản xuất hàng loạt
- Sản xuất hàng khối.
- Sản lượng sản xuất hàng năm có tính đến lượng dự trữ được xác định như sau:
Mức độ chuyên môn hóa trong quá trình sản xuất dựa vào sản lượng hàng năm và khối lượng của sản phẩm ta định dạng sản xuất.
Sản lượng sản xuất hàng năm được xác định theo công thức sau:
Trong đó:
N : là số lượng chi tiết sản xuất trong một năm
N1 : là số sản phẩm (số máy) sản xuất trong một năm (N1=2000)
m : là số chi tiết trong một sản phẩm (m=1)
b : số chi tiết được chế tạo thêm để dự trữ (6%)
-= 2120 (chi tiết/năm)
- Xác định trọng lượng của chi tiết:
-----(kg)
Vch : là thể tích chi tiết (dm3)
--: là trọng lượng riêng của vật liệu(---Thép=7.852 kg/dm3)
---
Thể tích của chi tiết:
Vch=V1- V2 - V3 + V4 - V5
Ta có:
V1 = 100-1--00---22 = 220000 mm3
V2 = 4-ð -------5,52----25 = 9503 mm3
V3 = 2(12--15+ ð--62) -22 = 12896 mm3
V4 = 4ð ----152--3 = 8482 mm3
V5 = 4ð --5--2--10 = 3141 mm3
Vậy thể tích chi tiết là:
Vch = 220000 - 9503 - 12896 + 8482 - 3141 = 202942 mm3
Vch = 0,203 dm3
Trọng lượng của chi tiết:
Q =7.852---0.18523 = 1.454(kg)
Ta có : Q < 4(kg)
- Kết luận dạng sản xuất:
Ta có Q= 1.451 kg < 4(kg)
Tra bảng 3-2 trang 173 ( STCNCTM I) ta có dạng sản xuất là hàng loạt vừa.
- Chọn phôi và phương pháp chế tạo phôi:
2.4.1. Chọn phôi:
-
Cơ sở của việc chọn phương pháp chế tạo phôi là dựa vào các yếu tố sau:
- Vật liệu và cơ tính của chi tiết gia công
- Kích thước và hình dáng của chi tiết
- Dạng sản xuất
- Khả năng đạt độ chính xác và yêu cầu của phương pháp chế tạo phôi
Như vậy với chi tiết như bản vẽ chế tạo đó là chi tiết dạng đĩa, hình dáng không phức tạp, kích thước tương đối nhỏ, sản xuất hàng loạt vừa và vật liệu chế tạo chi tiết là thép C45 có tính dập và rèn tốt.
2.4.2. Phương pháp chế tạo phôi:
Theo phân tích ta thấy chi tiết có hình dạng không quá phức tạp nhưng do yêu cầu về tính công nghệ như độ chính xác tương đối cao, độ bóng, độ bền và va đập nên ta chọn phương pháp chế tạo phôi là dập thể tích (nóng)
Căn cứ vào bản vẽ chế tạo chi tiết, ta thấy chi tiết dạng đĩa, cỡ nhỏ, kết cấu không phức tạp, ta tận dụng phôi thép tấm định hình gần giống vật gia công để giảm khó khăn trong việc gia công.
- Yêu cầu kỹ thuật của phôi:
- Độ bóng bề mặt phôi đạt Rz = 80
- Có tính công nghệ cao
- Đảm bảo cơ tính của vật liệu.
- Bản vẽ phôi:
Từ kích thước trên bản vẽ chi tiết ta có kích thước của bản vẽ phôi là:
- Kích thước phôi = kích thước chi tiết + kích thước lượng dư.
- Độ nhám Rz= 80
- Bản vẽ khuôn dập:
1: Nữa khuông dưới
2: Mặt phân khuôn
3: Nữa khuôn trên
4: Rãnh đuôi én
5: Lòng khuôn
Phần III : Thiết kế quY trình công nghệ
gia công cơ chi tiết
Dựa vào sản lượng và khối lượng được tính toán ở phần trên, sản xuất thông thường loại này là sản xuất dạng hàng loạt vừa, nên muốn chuyên môn hóa cao và có thể đạt năng suất cao nhất trong điều kiện sản xuất ở nước ta. Hiện nay, đường lối công nghệ là phân tán nguyên công sử dung kết hợp các loại máy vạn năng và đồ gá chuyên dùng.
- Phân tích các đặc điểm về yêu cầu kỹ thuật:
Đây là chi tiết dạng đĩa bề mặt làm việc quan trọng nhất là bề mặt các lỗ Æ11 với cấp chính xác và độ nhẵn bóng là cấp 6 với Ra= 2.5mm. Để đạt được yêu cầu này ta có thể sử dung phương án gia công cuối cùng là khoan và doa tinh.
Mặt đầu, mặt đáy và rãnh bên của chi tiết có yêu cầu độ chính xác và độ nhẵn bóng là cấp 6 với Rz20. Để đạt được độ chính xác này phương án gia công cuối cùng là phay tinh.
Chi tiết có mặt trên không gia công nên chọn làm chuẩn thô để thực hiện nguyên công đầu tiên.
Sau đó chọn mặt đáy làm chuẩn tinh thống nhất để gia công các bề mặt còn lại. Mặt đáy có tiết diện lớn dễ định vị và chi tiết ít bị biến dạng khi gia công, độ cứng vững của hệ thống cao, đảm bảo độ chính xác khi gia công các mặt còn lại.
- Phân tích yêu cầu kỹ thuật về độ chính xác vị trí tương quan của các bề mặt gia công.
Độ không song song của lỗ tâm không vượt quá 0.01/100mm chiều dài. Do đó ta có thể gia công 4 lỗ trước để làm chuẩn định vị cho việc gia công các lỗ tiếp theo.
Độ không vuông góc giữa các lỗ với mặt đầu không vượt quá 0.03/100mm bán kính. Do đó có thể ưu tiên gia công mặt đầu trước để làm chuẩn định vị rồi gia công các bề mặt khác.
- Định hướng trình tự gia công:
Để gia công chi tiết đạt yêu cầu như bản vẽ, ta cần phải gia công theo trình tự sau:
Trước tiên ta tiến hành phay mặt đáy bằng máy phay đứng ta cần chọn chuẩn thô là mặt đầu của chi tiết chưa gia công. Và phần mặt đầu chủ yếu được định vị bằng mặt phẳng và phần hông của chi tiết được định vị bằng các chốt tỳ. Sau đó ta dùng mặt phẳng đáy làm chuẩn tinh gia công các bề mặt còn lại.
- Gia công mặt đầu
- Gia công 4 lỗ Æ11
- Gia công 2 lỗ Æ10 mặt bên
- Gia công 2 lỗ Æ10 mặt bên còn lại
- Gia công rãnh R6
- Gia công rãnh R11
- Kiểm tra.
- Xác định quy trình công nghệ gia công cơ :
Để gia công các chi tiết tấm đế có nhiều phương án gia công khác nhau. Sau đây là 2 phương án gia công đơn giản nhất:
Phương án 1:
Nguyên công 1: phay mặt đáy
Nguyên công 2: phay mặt đầu
Nguyên công 3: phay 2 rãnh R6
Nguyên công 4: phay 2 rãnh R11
Nguyên công 5: khoan, doa 4 lỗ Æ11
Nguyên công 6: khoan, doa 2 lỗ Æ10
Nguyên công 7: khoan, doa 2 lỗ Æ10 còn lại
Nguyên công 8: kiểm tra.
Phương ân 2:
Nguyên công 1: Phay mặt đáy
Nguyên công 2: phay mặt đầu
Nguyên công 3: Khoan, doa 4 lỗ Æ11
Nguyên công 4: khoan, doa 2 lỗ Æ10
Nguyên công 5: khoan, doa 2 lỗ Æ10 còn lại
Nguyên công 6: phay 2 rãnh R6
Nguyên công 7:phay 2 rãnh R11
Nguyên công 8: kiểm tra.
So sánh 2 phương án trên ta thấy cả 2 phương án đều có số lượng nguyên công như nhau. Đối với phương án 1 ta chọn nguyên công phay rãnh trước sau đó mới thực hiện nguyên công khoan các lỗ. Còn phương án 2 ta tiến hành nguyên công gia công các lỗ trước rồi mới tiến hành gia công các rãnh. Không thể nói là phương án nào tối ưu hơn vì còn tùy thuộc vào điều kiện cụ thể của từng nhà máy mà ta chọn phương án nào.
Ở đây ta chọn thiết kế nguyên công theo phương án 02. Sơ đồ gá đặt, định vị, kẹp chặt, chọn máy, chọn dao, ký hiệu chiều chuyển động của dao được ký hiệu trong bản vẽ của từng nguyên công bên dưới.
-
Thứ tự các nguyên công:
- Nguyên công 1:
Phay mặt đáy đạt Rz20
a/Sơ đồ định vị và kẹp chặt
*/ Định vị: Sử dụng các chốt tỳ hạn chế 5 bậc tự do như hình vẽ ( mặt đáy hạn chế 3 bậc tự do, mặt bên hạn chế 2 bậc tự do)
*/ Kẹp chặt: Lực kẹp có điểm đặt, phương chiều như hình vẽ (hướng vào mặt bên của chi tiết).
......................................................................
- Chi tiết có xu hướng trược dưới tác dụng của lực cắt nên phải kẹp chi tiết với lực kẹp đủ lớn để tạo ra lực ma sát thắng lực cắt và mômen cắt.
Phương trình cân bằng lực:
(với N = W và lấy fT = fD = f)
Trong đó:
: lực ma sát giữa mặt trên và cơ cấu kẹp
: lực ma sát giữa dưới và 2 phiến tỳ
fT, fD: hệ số ma sát, f = 0,3
W : lực kẹp chi tiết
PZ : lực cắt khi phay, PZ = 983,24 N
k : hệ số an toàn, k = k0 ´ k1 ´ k2 ´ k3 ´ k4 ´ k5 ´ k6
Với:
k0: hệ số an toàn cho tất cả các trường hợp , k0 = 1,5.
k1: hệ số tính đến trường hợp tăng lực cắt khi độ bóng thay đổi, k1 = 1,2.
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, k4 = 1.
k5: hệ số tính đến mức độ thuận lợi của cơ cấu kẹp bằng tay, k5 = 1.
k6: hệ số tính đến momen làm quay chi tiết, k6 = 1,5.
k = 1,5 * 1,2 * 1,5 * 1,2 * 1 * 1 * 1,5 = 4,86
Vậy lực kẹp cần thiết là:
N
Vì lực kẹp ở hai phía nên:
N
- Nguồn sinh lực kẹp và lực siết bulông:
Chọn nguồn sinh lực là cơ khí: dùng cơ cấu thanh kẹp trượt và bulông.
Sơ đồ nguyên lý cơ Lực dọc trục bulông Q sinh ra khi siết chặt đai ốc:
Trong đó:
W: lực kẹp, W =1991,06 N
L: chiều dài thanh kẹp, L = 80 mm theo bảng 8-30(STCNCTM II)
l : chiều dài tay đòn, l = 36 mm theo bảng 8-30(ST CNCTM II )
Vậy lực Q là:
4425,1 N
Dùng cờ lê để vặn đai ốc ta có mômen tác dụng vào tay vặn:
M = Q * rTB = * L
: lực tác dụng vào tay đòn
Tra bảng 8-51(ST CNCTM II ) ta có:
L = 120 mm, bán kính trung bình vòng ren rTB = 4,5 mm
166 N
- Xác định sai số chế tạo cho phép của đồ gá:
Ta có công thức tính sai số chế tạo. Theo bảng 60 trang 92 ( TKĐA CNCTM).
Ta có
Trong đó:
sai số chuẩn do dao quyết định.
Ta chọn =0
: Sai số kẹp chặt do lực kẹp gây ra. Tra bảng 24 trang 50 (TKĐA CNCTM).
Ta chọn =0 (do phôi dập nóng)
sai số mòn do đồ gá bị mòn =
(Vì định vị bằng chốt nên 0.1 ÷ 0.5 .Ta chọn 0.1
N là số lượng chi tiết được gia công trên đồ gá N = 2120 (chi tiết/ năm)
Vậy: = = 4.6 (m)= 0.0046mm
: Sai số điều chỉnh do lắp ráp máy và điều chỉnh đồ gá
= ( 5÷10) m. Ta chọn = 5 m = 0.005 (mm)
: Sai số gá đặt cho phép.
Trong đó : là dung sai nguyên công = 0,02
]= 0,007 (mm)
Sai số chế tạo cho phép đồ gá là:
= 0.0017(mm)
PHẦN V: KẾT LUẬN
“Quy trnh cng nghệ gia cng chi tiết tấm đế” đê được thiết lập gồm 08 nguyên công cùng với trnh tự câc bước công nghệ ở từng nguyên công.
QTCN này có nhược điểm là không tận dụng các trang thiết bị hiện đại có dây chuyền tự động hóa.Tuy vậy bù lại,QTCN được thiết lập đơn giản, dễ sử dụng, thời gian gia công nhỏ, không cần công nhân có tay nghề cao, đảm bảo được chỉ tiêu về kinh tế.
Toàn bộ công việc thiết kế đồ án này được thực hiện trong thời gian không dài, lại thiếu kinh nghiệm và tài liệu tra cứu. Do đó chắc hẳn sẽ không thể tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong quý thầy giúp đỡ vă cho ý kiến bổ sung để em nâng cao kiến thức và để quy trnh cng nghệ hoăn thiện hơn, góp phần nâng cao chất lượng sản phẩm, tăng năng suất, hạ giá thành sản phẩm và đáp ứng nhu cầu sử dụng tốt hơn.
Nhân đây, em cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các quý thầy vă đặc biệt là thầy giáo Th.s .....đê tận tnh chỉ bảo, hướng dẫn em trong suốt thời gian qua để em có thể hoàn thành đồ án này đúng yíu cầu.
Em xin chân thành cảm ơn!
THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT TẤM ĐẾ, đồ án môn học công nghệ chế tạo máy TẤM ĐẾ, bài tập lớn công nghệ chế tạo máy TẤM ĐẾ, thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết TẤM ĐẾ
