Đồ án Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết giá đỡ

TRƯỜNG.............................. KHOA……………….. W X Đồ án Thiết kế quy trình cơng nghệ gia cơng chi tiết giá đỡ Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD: PHẠM NGỌC TUẤN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHIÃ VIỆT NAM KHOA CƠ KHÍ- BỘ MÔN CHẾ TẠO MÁY ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY Họ và tên sinh viên: Hồ Sỹ Nam MSSV: 20504173 Tạ Phúc Nguyên 20504181 Đào Duy Tùng 20504324 1. Đầu đề đồ án: -Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết giá đỡ 2. Số liệu đồ án: -Bản vẽ chi tiết -Sản lượng : 10000 chiếc/năm 3. Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:  Xác định dạng sản xuất Phân tích chi tiết gia công   Chọn phôi và phương án chế tạo  Chọn tiến trình gia công Thiết kế nguyên công   Xác định lượng dư trung gian và kích thước trung gian  Xác định chế độ cắt và thời gian gia công cơ bản Lập phiếu tổng hợp nguyên công   Thiết kế đồ gá 4.Các bản vẽ :19 bản vẽ A3 ,1A2 5.Ngày giao đồ án: 6.Ngày hoàn thành đồ án: Giáo viên hướng dẫn Chủ nhiệm bộ môn PHẠM NGỌC TUẤN SVTH : Nhóm 8 1 Nguồn: Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD: PHẠM NGỌC TUẤN NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ ĐỒ ÁN: ………………………………………………………………………………… .................................................... ...................................................................................................................... ...................................................................................................................... ………………………………………………………………………………… .................................................... ………………………………………………………………………………… .................................................... ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… ........................................... ………………………………………………………………………………… .................................................... ………………………………………………………………………………… .................................................... ………………………………………………………………………………… .................................................... ………………………………………………………………………………… .................................................... ………………………………………………………………………………… .................................................... ………………………………………………………………………………… .................................................... Ngày ………Tháng…………Năm 2008 GV chấm đồ án SVTH : Nhóm 8 2 Nguồn: Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD: PHẠM NGỌC TUẤN MỤC LỤC  Lời nói đầu . 4  Chương I: Chọn dạng sản xuất 5  Chương II: Phân tích chi tiết gia công 6  Chương III: Chọn dạng phôi và phương pháp chế tạo phôi 7  Chương IV: Phương pháp gia công các bề mặt của phôi 11  Chương V: Thiết kế nguyên công công nghệ 16  Chương VI: Xác định lượng dư bằng phương pháp phân tích tra lượng dư các bề mặt 22  Chương VII: Xác định chế độ cắt và thời gian gia công cơ bản 40  Chương VIII: Thiết kế đồ gá công nghệ 48 Tài liệu tham khảo 57 3 Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD: PHẠM NGỌC TUẤN LỜI NÓI ĐẦU Trong sản xuất, gia công, việc dề ra quy trình công nghệ thích hợp và có hiệu quả rất quan trọng. Để đảm bảo được yêu cầu thiết kế, đạt tính công nghệ cao, việc đề ra quy trình công nghệ thích hợp là công việc phải được ưu tiên hàng đầu. Một chi tiết máy có thể có nhiều quy trình công nghệ khác nhau, việc thiết kế quy trình công nghệ được chọn trong đồ án này đã được chọn sao cho hợp lý nhất đồng thời đảm bảo yêu cầu về chất lượng, giá thành, thời gian. tăng năng suất. Chúng em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô bộ môn, thầy Phạm Ngọc Tuấn đã tận tình hướng dẫn chúng em hoàn thành đồ án này.Tuy nhiên, đây là lần thực hiện đồ án công nghệ chế tạo máy, nên không thể tránh khỏi các sai sót trong quá trình tính toán, thiết kế, kính mong quý thầy cô chỉ bảo thêm cho chúng em được học tập. Nhóm thực hiện đồ án Hồ Sỹ Nam Tạ Phúc Nguyên Đào Duy Tùng 4 Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD: PHẠM NGỌC TUẤN Chương I: XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT Khối lượng của chi tiết được xác định : m = 0,5 Kg Sản luợng chi tiết cần chế tạo trong một năm:       N  N  m1  1   100   100  Trong đó: - N0 - chiếc, là số sản phẩm trong một năm, theo đề bài yêu cầu - N0 = 10000 chiếc - m - số lượng chi tiết như nhau trong một sản phẩm, chọn m = 1 -  - số % dự trữ làm phụ tùng cho chi tiết máy nói trên dành làm phụ tùng, chọn  =15% -  - số % chi tiết phế phẩm trong quá trình chế tạo, chọn  = 4% = 11960 chiếc/năm 15   4  N 10000  1  1     1   100   100  Theo [1, bảng 2.1, trang 24], dạng sản xuất là hàng loạt vừa.  Dạng sản xuất của chi tiết là dạng sản xuất hàng loạt vừa, hàng năm nhà sản xuất phải sản xuất từ 1500…100000 chi tiết, đặc trưng cho dạng sản xuất này là: + Dễ sử dụng thiết bị máy công cụ vạn năng + Các loạt sản phẩm có thể sản xuất theo chu kì + Dễ điều chỉnh máy tự động đạt kích thước 5 Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD: PHẠM NGỌC TUẤN + Sử dụng tay nghề công nhân có nhiều bậc thợ phù hợp với nhiều nguyên công Chương II: PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG 1. Công dụng của chi tiết : Là chi tiết dùng trong sản xuất nhằm để đỡø chi tiết máy. Để làm được việc đó, nó được thiết kế để đỡ, định vị và giữ chi tiết nhằm đảm bảo khi làm việc với sai số trong phạm vi cho phép. Đây làø một chi tiết dạng càng, do đó nó phải tuân thủ theo các qui tắc gia công của chi tiết dạng càng. 2. Điều kiện làm việc : Chi tiết làm việc phải đảm bảo độ cứng vững và vị trí giữa các lỗã. 3. Yêu cầu kỹ thuật : Độ song song giữa các lỗ quan trọng là 0,05 Cấp chính xác của lỗ là 8 40 Cấp chính xác của lỗ là 8 11 Độ nhám của lỗ là Ra = 1,25 40 Độ nhám của lỗ là Ra = 2,5 11 Độ nhám các bề mặt chính là Rz = 20 Các bề mặt còn lại đạt Rz = 80 4. Vật liệu chi tiết : Vật liệu chi tiết là gang xám GX 15-32 có : Độ bền kéo : 150 N/mm2. 6 Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD: PHẠM NGỌC TUẤN Độ bền uốn : 320 N/mm2. Độ rắn : HB = 163  229 Chương III: CHỌN DẠNG PHÔI VÀ PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI 3. Chọn Phôi Và Phương Pháp Chế Tạo Phôi: 3.1 Dạng phôi: Trong gia công cơ khí các dạng phôi có thể là: phôi đúc, rèn, dập, cán. Xác định loại và phương pháp chế tạo phôi phải nhằm mục đích bảo đảm hiệu quả kinh tế – kỹ thuật chung của quy trình chế tạo chi tiết, đồng thời tổng phí tổn chế tạo chi tiết kể từ công đoạn chế tạo phôi cho tới công đoạn gia công chi tiết phải thấp nhất Khi xác định loại phôi và phương pháp chế tạo phôi cho chi tiết ta cần phải quan tâm đến đặc điểm về kết cấu và yêu cầu chịu tải khi làm việc của chi tiết (hình dạng, kích thước, vật liệu, chức năng, điều kiện làm việc…) Sản lượng hàng năm của chi tiết Điều kiện sản xuất thực tế xét về mặt kỹ thuật và tổ chức sản xuất (khả năng về trang thiết bị, trình độ kỹ thuật chế tạo phôi…) Mặc khác khi xác định phương án tạo phôi cho chi tiết ta cần quan tâm đến đặc tính của các loại phôi và lượng dư gia công ứng với từng loại phôi. Sau 7 Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD: PHẠM NGỌC TUẤN đây là một vài nét về đặc tính quan trọng của các loại phôi thường được sử dụng: ° Phôi đúc: Khả năng tạo hình và độ chính xác của phương pháp đúc phụ thuộc vào cách chế tạo khuôn,có thể đúc được chi tiết có hình dạng từ đơn giản đến phức tạp (chi tiết của ta có hình dạng khá phức tạp) . Phương pháp đúc với cách làm khuôn theo mẫu gỗ hoặc dưỡng đơn giản cho độ chính xác của phôi đúc thấp. Phương pháp đúc áp lực trong khuôn kim loại cho độ chính xác vật đúc cao. Phương pháp đúc trong khuôn cát, làm khuôn thủ công có phạm vi ứng dụng rộng, không bị hạn chế bởi kích thước và khối lượng vật đúc, phí tổn chế tạo phôi thấp,tuy nhiên năng suất không cao. Phương pháp đúc áp lực trong khuôn kim loại có phạm vi ứng dụng hẹp hơn do bị hạn chế về kích thước và khối lượng vật đúc, phí tổn chế tạo khuôn cao và giá thành chế tạo phôi cao,tuy nhiên phương pháp này lại có năng suất cao thích hợp cho sản suất hàng loạt vừa. ° Phôi rèn: Phôi tự do và phôi rèn khuôn chính xác thường được áp dụng trong ngành chế tạo máy. Phôi rèn tự do có hệ số dung sai lớn, cho độ bền cơ tính cao, phôi có tính dẻo và đàn hồi tốt. Ơû phương pháp rèn tự do, thiết bị, dụng cụ chế tạo phôi là vạn năng, kết cấu đơn giản,nhưng phương pháp này chỉ tạo được các chi tiết có hình dạng đơn giản ,năng suất thấp. Rèn khuôn có độ chính xác cao hơn,năng suất cao nhưng phụ thuộc vào độ chính xác của khuôn .Mặt khác khi rèn khuôn phải có khuôn chuyên dùng cho từng loại chi tiết do đó phí tổn 8 Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD: PHẠM NGỌC TUẤN tạo khuôn và chế tạo phôi cao. Phương pháp này khó đạt được các kích thước với cấp chính xác 7-8 ở chi tiết có hình dạng phức tạp. ° Phôi cán: Có prôfin đơn giản, thông thường là tròn, vuông, lục giác, lăng trụ và các thanh hình khác nhau, dùng để chế tạo các trục trơn, trục bậc có đường kính ít thay đổi, hình ống, ống vạt, tay gạt, trục then, mặt bít. Phôi cán định hình phổ biến thường là các loại thép góc, thép hình I, U, V… được dùng nhiều trong các kết cấu lắp. Phôi cán định hình cho từng lĩnh vực riêng, được dùng để chế tạo các loại toa tàu, các máy kéo, máy nâng chuyển… Phôi cán ống dùng chế tạo các chi tiết ống, bạc ống, then hoa, tang trống, các trụ rỗng… Cơ tính của phôi cán thường cao, sai số kích thước của phôi cán thường thấp, độ chính xác phôi cán có thể đạt từ 912. Phôi cán được dùng hợp lý trong trường hợp sau khi cán không cần phải gia công cơ tiếp theo, điều đó đặc biệt quan trọng khi chế tạo các chi tiết bằng thép và hợp kim khó gia công, đắt tiền. => Chi tiết giá đẫõn hướng có hình dạng khá phức tạp và có một số mặt có độ chính xác kích thước khá cao (cấp 7-8), nên ta không dùng phương pháp cán để tạo phôi. Ngoài ra trong thực tế sản xuất người ta còn dùng phôi hàn nhưng ở quy mô sản xuất nhỏ đơn chiếc.  Chọn phôi Dựa vào đặc điểm của các phương pháp tạo phôi ở trên, ta chọn phương pháp đúc vì: 9 Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD: PHẠM NGỌC TUẤN + Hình dạng của chi tiết khá phức tạp các phương pháp khác không thể thực hiện được + Giá thành chế tạo vật đúc rẻ + Thiết bị đầu tư ở phương pháp này tương đối đơn giản, cho nên đầu tư thấp + Phù hợp với sản xuất hàng loạt vừa + Độ nhám bề mặt, độ chính xác sau khi đúc có thể chấp nhận để có thể tiếp tục gia công tiếp theo + Vật liệu làm chi tiết là gang xám GX 15 – 32 có tính đúc tốt. 1.1 Dạng phôi: Chi tiết dạng càng, vật liệu chế tạo chi tiết là gang xám GX 15-32, đặc trưng cơ học là dòn, chịu nén tốt nên dễ bị mõi do kéo. Gang là vật liệu thích hợp với phương pháp đúc, hình dạng của phôi đúc có thể phức tạp, kích thước bất kỳ, sản lượng có thể rất lớn … nên chọn dạng phôi là phôi đúc. 1.2 Vật liệu : Gang xám GX 15-32 là số hiệu gang xám có cơ tính trung bình (thường có nền kim loại péclít – ferít với các tấm grafít tương đối thô) để làm các chi tiết chịu tải trung bình và chịu mài mòn ít. Thành phần hóa học của gang xám GX 15-32 : [4, trang 164 -166] C Si Mn P S 2,8  3,5% 1.5  3% 0,5  1% 0,1  0,2% 0,1  0,12% 10 Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD: PHẠM NGỌC TUẤN Công dụng : Gang có cơ tính tổng hợp không cao bằng thép nhưng có tính đúc tốt, gia công cắt gọt dễ dàng, chế tạo đơn giản và giá thành rẻ 2. Chọn Phương Pháp Chế Tạo Phôi : Vì dạng sản xuất là hàng loạt vừa và vật liệu chi tiết là gang xám GX15 - 32 dùng phương pháp đúc trong khuôn cát mẫu kim loại, làm khuôn bằng máy, với cấp chính xác II. Loại phôi này có cấp chính xác kích thước là IT15 - IT16 . [1, trang 27]. 11 4 14 15 16 13 17 12 3 18 11 2 5 Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD: PHẠM NGỌC TUẤN Chương IV: CHỌN PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG CÁC BỀ MẶT CỦA PHÔI Các bề mặt của phôi được đánh số như sau : 19 6 10 1 9 20 21 8 7 22 Phân tích và chọn phương pháp gia công các bề mặt : - Bề mặt 12; 18 : + Dạng bề mặt : mặt phẳng + Yêu cầu độ nhám : Rz = 20 m + Kích thước tương quan nhau 22 mm. Phương pháp gia công là : PHAY. Tra ở [1, trang 143, phụ lục 11] 12 Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD: PHẠM NGỌC TUẤN Phương pháp gia Cấp chính xác Độ nhám bề mặt công Kinh tế Đạt được Ra(m ) Rz(m ) PHAY Thô 12 - 14 - 6,3 - 12,5 25 - 50 MẶT ĐẦU Tinh 11 10 3,2 - 6,3 12,5 - 50 -Bề mặt 1, 6 : + Loại bề mặt : mặt phẳng + Yêu cầu độ nhám : Rz = 20 m Do đó có thể gia công bằng các phương pháp : PHAY. Tra ở [1, trang 143, phụ lục 11] Phương pháp gia Cấp chính xác Độ nhám bề mặt công Kinh tế Đạt được Ra(m ) Rz(m ) PHAY Thô 12 - 14 - 6,3 - 12,5 25 - 50 MẶT ĐẦU Tinh 11 10 3,2 - 6,3 12,5 - 50 - Bề mặt 15; 17 : + Loại bề mặt : lỗ 23 thông + Độ nhám : Rz = 20 m Chọn phương pháp gia công : KHOÉT , Tra ở [1, trang 143, phụ lục 11] Phương pháp gia Cấp chính xác Độ nhám bề mặt công Kinh tế Đạt được Ra(m ) Rz(m ) Thô 12 - 15 - 12,5 - 25 50 - 100 KHOÉT Tinh 10 - 11 8 - 9 3,2 - 6,3 12,5 – 52,5 -Bề mặt 10, 19 ; + Loại bề mặt : mặt phẳng + Yêu cầu độ nhám : Rz = 20 m 13 Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD: PHẠM NGỌC TUẤN Do đó có thể gia công bằng các phương pháp : PHAY. Tra ở [1, trang 143, phụ lục 11] Phương pháp gia Cấp chính xác Độ nhám bề mặt công Kinh tế Đạt được Ra(m ) Rz(m ) PHAY Thô 12 - 14 - 6,3 - 12,5 25 - 50 MẶT ĐẦU Tinh 11 10 3,2 - 6,3 12,5 - 50 -Bề mặt 7, 22 ; + Loại bề mặt : mặt phẳng + Yêu cầu độ nhám : Rz = 20 m Do đó có thể gia công bằng các phương pháp : PHAY. Tra ở [1, trang 143, phụ lục 11] Phương pháp gia Cấp chính xác Độ nhám bề mặt công Kinh tế Đạt được Ra(m ) Rz(m ) PHAY Thô 12 - 14 - 6,3 - 12,5 25 - 50 MẶT ĐẦU Tinh 11 10 3,2 - 6,3 12,5 - 50 - Bề mặt 20; 9 :+ Loại bề mặt : lỗ 11 thông,độ nhám : Ra = 2,5 m + Kích thước tương quan với lỗ số 9 là 1060,05 Chọn phương pháp gia công : KHOAN ,KHOÉT. Tra ở [1, trang 143, phụ lục 11] Phương pháp gia công Cấp chính xác Độ nhám 14 Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD: PHẠM NGỌC TUẤN Kinh tế Đạt được Ra (m ) d<15 mm 12 - 14 10 - 11 6,3 - 12,5 KHOAN d>15 mm 12 - 14 10 - 11 12,5 - 25 B.tinh 9 -10 8 6,3 – 12,5 DOA Tinh 7 -8 1,6 - 2,2 - Bề mặt 3: + Loại bề mặt : mặt phẳng + Độ nhám : Rz = 20 m Chọn phương pháp gia công : Phay mặt đầu, Tra ở [1, trang 143, phụ lục 11] Phương pháp gia Cấp chính xác Độ nhám bề mặt công Kinh tế Đạt được Ra(m ) Rz(m ) PHAY Thô 12 - 14 - 6,3 - 12,5 25 - 50 MẶT ĐẦU Tinh 11 10 3,2 - 6,3 12,5 - 50 - Bề mặt 14 : + Loại bề mặt : lỗ 34 thông suốt + Độ nhám : Chọn phương pháp gia công : TIỆN , Tra ở [1, trang 143, phụ lục 11] Cấp chính xác Độ nhám Phương pháp gia công Kinh tế Đạt được Ra(m ) Phá 15-17 25 – 100 TIỆN Nữa Tinh 14 - 15 6,3 – 12,5 Tinh 11 – 13 8 – 9 3,2 – 6,3 15 Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD: PHẠM NGỌC TUẤN - Bề mặt 13 : + Loại bề mặt : lỗ 40 không thông + Độ nhám : Ra=1,25m Chọn phương pháp gia công : TIỆN , Tra ở [1, trang 143, phụ lục 11] Cấp chính xác Độ nhám Phương pháp gia công Kinh tế Đạt được Ra(m ) Bán tinh 14 - 15 6,3 – 12,5 TIỆN Tinh 11 - 13 8 - 9 3,2 - 6,3 Mõng 8 - 11 7 0,8 – 1,6 - Bề mặt 16 : Loại bề mặt : rãnh 29 Chọn phương pháp gia công : TIỆN RÃNH - Bề mặt 2, 4, 5: + Loại bề mặt : lỗ ren M6 thông Chọn phương pháp gia công : KHOAN; TARÔ . Tra ở [1, trang 143, phụ lục 11] Cấp chính xác Độ nhám Phương pháp gia công Kinh tế Đạt được Ra (m ) d<15 mm 12 - 14 10 - 11 6,3 - 12,5 KHOAN d>15 mm 12 - 14 10 - 11 12,5 - 25 - Bề mặt 11: + Loại bề mặt : lỗ ren M10 thông 16 Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD: PHẠM NGỌC TUẤN Chọn phương pháp gia công : KHOAN; TARÔ. Tra ở [1, trang 143, phụ lục 11] Cấp chính xác Độ nhám Phương pháp gia công Kinh tế Đạt được Ra (m ) d<15 mm 12 - 14 10 - 11 6,3 - 12,5 KHOAN d>15 mm 12 - 14 10 - 11 12,5 - 25 - Bề mặt 8; 21: + Loại bề mặt : lỗ ren M4 thông Chọn phương pháp gia công : KHOAN; TARÔ , Tra ở [1, trang 143, phụ lục 11] Cấp chính xác Độ nhám Phương pháp gia công Kinh tế Đạt được Ra (m ) d<15 mm 12 - 14 10 - 11 6,3 - 12,5 KHOAN d>15 mm 12 - 14 10 - 11 12,5 - 25 17 Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD: PHẠM NGỌC TUẤN Chương V: THIẾT KẾ CÁC NGUYÊN CÔNG I.Nguyên công 1 : mặt phẳng 12,18 - Phương pháp gia công: Phay thô - Định vị: + Định vị bằng phiến tỳ (khống chế 3 bậc tự do ) + Định vị bằng phiến tỳ (khống chế 2 bậc tự do ) + Chốt định vị khống chế bậc tự do còn lại. Do đó chi tiết được khống chế 6 bậc tự do - Sơ đồ định vị: - Máy gia công: Máy phay đứng 6H82 + Bề mặt làm việc của bàn: 320 x 1250 mm2 + Số vòng quay của trục chính (vg/ph) 30 - 1500 18 Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD: PHẠM NGỌC TUẤN + Công suất động cơ (KW) : 7 + Lượng chạy dao dọc và ngang : 19 – 900 mm/ph. -Dụng cụ cắt: Dao phay đĩa lưỡi cắt bằng thép gió: [2,trang 369,bảng 4.84] D = 200 mm, B=16mm, Z = 20 răng, Chu kì bền T = 180 (phút) -Dung dịch trơn nguội: khan, emunxi .[1,trang 58,bảng 2.10] -Dụng cụ kiểm tra: thước cặp chính xác 5%. II .Nguyên công 2: Gia công mặt phẳng 1,6 - Phương pháp gia công: Phay thô - Định vị: + Định vị và kẹp chặt 11,17 bằng êtô (khống chế 3 bậc tự do ) + Định vị bằng khối V (khống chế 2 bậc tự do ) + Định vị bằng chốt tỳø (khống chế bậc tự do còn lại ) Do đó chi tiết được khống chế 6 bậc tự do - Sơ đồ định vị: - Máy gia công: Máy phay đứng 6H82 + Bề mặt làm việc của bàn