Đồ án gia công cơ khí: Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết: Chi tiết dạng hộp – Gối đỡ H31

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: DOCX | Số trang:39

Thêm vào BST

Báo xấu

116
lượt xem 21
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đồ án gia công cơ khí: Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết: Chi tiết dạng hộp – Gối đỡ H31 trình bày các nội dung chính sau: Phân tích chức năng làm việc của chi tiết; Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết; Xác định dạng sản xuất; Chọn phôi và phương pháp chế tạo phôi. Xây dựng bản vẽ chi tiết lồng phôi; Lập thứ tự các nguyên công, các bước (vẽ sơ đồ gá đặt, ký hiệu định vị, kẹp chặt, chọn máy, chọn dao, vẽ ký hiệu chiều chuyển động của dao, của chi tiết).

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đồ án gia công cơ khí: Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết: Chi tiết dạng hộp – Gối đỡ H31

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN GIA CÔNG CƠ KHÍ GVHD: TS. Ngô Xuân Quang Sinh viên: Nguyễn Đình Tỵ Lớp: 61CK-QLM MSV: 1951050490 Hà Nội, 2023
LỜI NÓI ĐẦU Hiện nay, các ngành kinh tế nói chung và ngành cơ khí nói riêng đòi hỏi kỹ sư cơ khí và cán bộ kỹ thuật cơ khí được đào tạo ra phải có kiến thức sâu rộng, đồng thời phải biết vận dụng những kiến thức đó để giải quyết những vấn đề cụ thể thường gặp trong sản xuất, sửa chữa và sử dụng. Đồ án môn kỹ thuật gia công cơ khí là một trong các đồ án có tầm quan trọng nhất đối với một sinh viên ngành cơ khí. Đồ án giúp cho sinh viên hiểu những kiến thức đã học không những môn công nghệ chế tạo máy mà các môn khác như: máy cắt kim loại, dụng cụ cắt... Đồ án còn giúp cho sinh viên được hiểu dần về thiết kế và tính toán một qui trình công nghệ chế tạo một chi tiết cụ thể. Mục tiêu của môn học là tạo điều kiện cho người học nắm vững, có hiệu quả các phương pháp và vận dụng vào thiết kế, xây dựng và quản lý các quá trình chế tạo sản phẩm cơ khí về kỹ thuật sản xuất. Hiện nay, các ngành kinh tế nói chung và ngành cơ khí nói riêng đòi hỏi kỹ sư cơ khí và cán bộ kỹ thuật cơ khí được đào tạo ra phải có kiến thức sâu rộng, đồng thời phải biết vận dụng những kiến thức đó để giải quyết những vấn đề cụ thể thường gặp trong sản xuất, sửa chữa và sử dụng nhằm đạt được các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật theo yêu cầu trong điều kiện và qui mô sản xuất cụ thể. Môn học còn truyền đạt những yêu cầu về chỉ tiêu công nghệ trong quá trình thiết kế các kết cấu cơ khí để góp phần nâng cao hiệu quả chế tạo chúng. Được sự giúp đỡ tận tình của các thầy giáo, đặc biệt là thầy Nguyễn Công Nguyên em đã hoàn thành đồ án môn học này. Tuy nhiên, do thời gian giới hạn trong một đồ án môn học nên chắc chắc sẽ còn nhiều thiếu sót. Em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy trong bộ môn chế tạo máy! Em xin chân thành cảm ơn thầy Ngô Xuân Quang đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án này! Sinh viên Nguyễn Đình Tỵ 2
MỤC LỤC 3
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC KỸ THUẬT GIA CÔNG CƠ KHÍ Họ và tên: Nguyễn Đình Tỵ MSSV: 1951050490 Khoa: Cơ khí Lớp: 61CK-QLM Tên đề tài: Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết: Chi tiết dạng hộp – Gối đỡ H31 I. Số liệu cho trước: -Sản lượng: 10000 chiếc/năm - Điều kiện thiết bị: tự chọn II. Nội dung thiết kế 1. Phân tích chức năng làm việc của chi tiết. 2. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết. 3. Xác định dạng sản xuất. 4. Chọn phôi và phương pháp chế tạo phôi. Xây dựng bản vẽ chi tiết lồng phôi. 5. Lập thứ tự các nguyên công, các bước (vẽ sơ đồ gá đặt, ký hiệu định vị, kẹp chặt, chọn máy, chọn dao, vẽ ký hiệu chiều chuyển động của dao, của chi tiết). III. Các bản vẽ -Bản vẽ chi tiết lồng phôi: ………………………….….1 bản -Bản vẽ sơ đồ nguyên công: ……..……………….……1 bản (A0) Sinh viên thực hiện Giáo viên hướng dẫn 4
Nguyễn Đình Tỵ Ts. Ngô Xuân Quang BẢN VẼ CHI TIẾT 5
6
7
CHƯƠNG I. PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG 1.1 Phân tích chức năng làm việc của chi tiết 1.1.1 Nhiệm vụ thiết kế Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết dạng hộp đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật cho trên bản vẽ 1.1.2 Phân tích chức năng làm việc của chi tiết Hộp bao gồm các chi tiết có hình khối rỗng (xung quanh có thành vách) thường làm nhiệm vụ của chi tiết cơ sở để lắp các đơn vị lắp (như nhóm, cụm, bộ phận) của những chi tiết khác lên nó tạo thành một bộ phận máy nhằm thực hiện một nhiệm vụ động học nào đó của toàn máy. Theo tiêu chuẩn nhà nước TCVN 1659 – 75, Gang xám ký hiệu là GX 15-32 được hiểu chi tiết như sau: GX 15-32 GX: Gang xám 15: Giá trị nhỏ nhất của độ bền kéo (kG/mm2) 32: Giá trị nhỏ nhất của độ bền uốn (kG/mm2) Với vật liệu chi tiết là gang xám, kí hiệu GX 15-32 có các thông số Giới hạn bền kéo: 180N/mm2 Giới hạn bền uốn: 320N/mm2 Giới hạn bền nén: 600N/mm2 Độ cứng: 170÷229HB, chọn HB=190 Chi tiết là gang xám nên ta chế tạo bằng phương pháp đúc. 8
1.2 Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết Hộp phải có đủ độ cứng vững để khi gia công không bị biến dạng và có thể dùng chế độ cắt cao, đạt năng suất cao. 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 phải cho phép thực hiện quá trình gá đặt nhanh. Các bề mặt cần gia công của hộp không được có vầu lồi, lõm, phải thuận lợi cho việc ăn dao, thoát dao. Kết cấu của cac bề mặt phải tạo điều kiện cho việc gia công đồng thời bằng nhiều dao. Các lỗ trên hộp nên có kết cấu đơn giản, không nên có rãnh hoặc có dạng định hình, bề mặt lỗ không được đứt quãng. Các lỗ đồng tâm nên có đường kính giảm dần từ ngoài vào trong. Các lỗ nên thông suốt và ngắn. Không nên bố trí các lỗ nghiêng so với mặt phẳng của các vách để khi gia công tránh hiện tượng dao khoan, khoét, doa bị ăn dao lệch hướng. 9
CHƯƠNG II. XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT Trong chế tạo máy người ta phân biệt ba dạng sản xuất: Sản xuất đơn chiếc. Sản xuất hàng loạt (Hàng loạt lớn, hàng loạt vừa và hàng loạt nhỏ) Sản xuất hàng khối. Mỗi dạng sản xuất có những đặc điểm riêng, phụ thuộc vào những yếu tố khác nhau, tuy nhiên ở đây chúng ta không đi sâu nghiên cứu những đặc điểm của từng dạng sản xuất mà chỉ nghiên cứu phương pháp xác định chúng theo tính toán. Muốn xác định dạng sản xuất trước hết phải biết sản lượng hàng năm của chi tiết gia công. Sản lượng hàng năm được xác định theo công thức sau đây: Trong đó: N – số chi tiết được sản xuất trong một năm N1 – số sản phẩm (số máy) được sản xuất trong một năm. N1=10000 chiếc/năm m – số lượng chi tiết trong một sản phẩm β - số chi tiết được chế tạo thêm để dự trữ (5% ÷ 7%). Chọn β = 6% Nếu tính đến số α% phế phẩm chủ yếu trong các phân xưởng đúc và rèn thì ta có công thức sau: Trong đó: α = 3% ÷ 6%. Chọn α = 4% N = 10000.1.(1+) = 11000 (chi tiết) Khối lượng chi tiết: Sau khi xác định được sản lượng hàng năm của chi tiết N ta phải xác định 10
trọng lượng của chi tiết. Trọng lượng của chi tiết được xác định theo công thức sau đây: Trong đó: Q1 – trọng lượng chi tiết (kG) V – thể tích của chi tiết (dm3) γ – trọng lượng riêng của vật liệu Trọng lượng riêng của gang xám là: γ =7,2 (kg/dm3) Thể tích của chi tiết được tính gần là 4,12 dm3 Q1=7,2.4,12=29,6(kg) Bảng 1.1: Xác định dạng sản xuất 11
Q- trọng lượng của chi tiết Dạng sản xuất > 200 kg 4÷200kg < 4kg Sản lượng hàng năm của chi tiết Đơn chết 1000 > 5000 > 50000 → Ta xác định được dạng sản xuất là hàng khối CHƯƠNG III. CHỌN PHÔI VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI 3.1 Dạng phôi 12
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 nhằm mục đích đảm bảo hiệu quả kinh tế-kĩ thuật chung của quy trình chế tạo chi tiết, đồng thời tổng phí tổn chế tạo chi tiết từ khâu chế tạo phôi cho tới công đoạn gia công chi tiết là thấp nhất. Khi xác định loại phôi và phương pháp chế tạo phôi cho chi tiết ta cần quan tâm đến đặc điểm về kết cấu và yêu cầu về chịu tải khi làm việc của chi tiết (hình dạng, kích thước, vật liệu, chức năng, điều kiện làm việc,…). Sản lương lượng hàng năm của chi tiết. Điều kiện sản xuất thực tế xét về mặt kĩ thuật và tổ chức sản xuất (khả năng về thiết bị, trình độ chế tạo phôi,…). Mặt khác khi xác định phương pháp tạo phôi cho chi tiết ta cần quan tâm đến các đặc tính của phôi và lượng dư gia công ứng với loại phôi đó. Sau đây là một số đặc tính quan trọng của các loại phôi thường dùng: Phôi đúc Khả năng tạo hình và độ chính xác phụ thuộc vào cách chế tạo khuôn, có thể đúc được các chi tiết có hình dạng từ đơn giản đến phức tạp. Phương pháp đúc với cách làm khuôn theo mẫu gỗ có độ chính xác của phôi đúc thấp. Phương pháp đúc áp lực trong khuôn kim loại cho độ chính xác của phôi đúc cao. Phương pháp đúc trong khuôn cát, làm khuôn bằng thủ công có phạm vi ứng dụng rộng, không bị hạn chế bởi kính thước và khối lượng vật đúc, phí tổn chế tạo phôi thấp, tuy nhiên năng xuất không cao. Phương pháp đúc trong khuôn kim loại có phạm vi ứng dụng hẹp hơn về kích thước và khối lượng vật đúc, chi phí chế tạo khuôn cao, tuy nhiên phương pháp này cho năng suất cao, thích hợp cho sản xuất hàng loạt. Phôi rèn Phôi tự do và phôi rèn khuôn chính xác thường được sử dụng trong ngành 13
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. Ở 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 chi tiết có hình dáng đơn giản và năng suất thấp. Rèn khuôn có độ chính xác cao, năng suất cao nhưng phụ thuộc vào độ chính xác khuôn, mặt khác khi rèn khuôn phải có khuôn chuyên dùng cho từng chi tiết, chi phí làm khuôn cao. Phương pháp này khó đạt các kích thước với độ chính xác cấp 7-8, những chi tiết có hình dạng phức tạp. Phôi cán Có profin đơn giản như: tròn, vuông, lục giác, lăng trụ…dùng để chế tạo các trục trơn, trục bậc có đường kính ít thay đổi, hình ống, ống vạt, tay gạt, trục ren, mặt bích. Phôi cán định hình phổ biến thường là phôi 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 chế tạo các toa tàu, các máy kéo, máy nâng,… Phôi cán có cơ tính cao, sai số phôi cán thường thấp, độ chính xác thường là cấp 9-12. Phôi cán được dùng hợp lý trong trường hợp sau khi cán không cần phải gia công cơ tiếp theo, điều đó quan trọng khi chế tạo chi tiết bằng thép và hợp kim khó gia công, đắt tiền. Chi tiết có hình dạng khá phức tạp, có một số mặt gia công có độ chính xác cấp 6-7 ta không dùng phương pháp này để chế tạo phôi. Ngoài ra trong sản xuất thực tế người ta còn dùng phôi hàn nhưng phạm vi nhỏ hơn. 3.2 Chọn phương pháp chế tạo phôi 3.2.1 Chọn phôi Dựa vào đặc điểm của các phương pháp chế tạo phôi trên ta chọn phương pháp đúc vì: Giá thành chế tạo vật đúc rẻ. 14
Thiết bị đầu tư ở phương pháp này tương đối đơn giản nên đầu tư thấp. Phù hợp với sản xuất hàng khối. Độ nhám bề mặt, độ chính xác phôi đúc phù hợp. 3.2.2 Phương pháp chế tạo phôi Trong đúc phôi có những phương pháp sau: Đúc trong khuôn cát – mẫu gỗ Chất lượng bề mặt đúc không cao, giá thành thấp, trang thiết bị đơn giản, phù hợp cho sản xuất đơn chiếc và hàng loạt nhỏ. Loại phôi này có cấp chính xác IT16 → IT17. Độ nhám bề mặt: Rz=160 mm. Vậy phương pháp này cho năng suất trung bình, chất lượng bề mặt không cao, gây khó khăn cho những bề mặt không gia công cơ. Đúc trong khuôn cát mẫu kim loại Nếu công việc làm khuôn được thực hiện bằng máy thì có cấp chính xác khá cao, giá thành cao hơn so với đúc trong khuôn cát mẫu gỗ. Cấp chính xác của phôi: IT15 → IT16. Độ nhám bề mặt: Rz=80mm. chất lượng bề mặt của chi tiết tốt hơn phương pháp đúc với mẫu gỗ, đúc được những chi tiết hình dạng lớn và phức tạp, nên phù hợp cho sản xuất hàng loạt vừa và lớn. Đúc trong khuôn kim loại Độ chính xác cao, giá thành đầu tư lớn, phôi có hình dạng gần giống chi tiết và lượng dư nhỏ, tiết kiệm được vật liệu nhưng giá thành sản phẩm cao. Cấp chính xác của phôi: IT14 → IT15. Độ nhám bề mặt: Rz=40 mm. Phương pháp này cho năng suất cao, đặt tính kĩ thuật tốt nhưng giá thành cao nên không phù hợp trong sản xuất hàng loạt vừa và lớn. Đúc ly tâm 15
Loại này chỉ phù hợp với chi tiết dạng tròn xoay, đối xứng, rỗng,... đặc biệt là các chi tiết hình ống. Khó nhận được đường kính lỗ bên trong vật đúc chính xác vì khó định lượng kim loại rót vào khuôn chính xác. Chất lượng bề mặt trong vật đúc kém, vì chứa nhiều tạp chất và xỉ. Đúc áp lực Dùng áp lực để điền đầy kim loại trong khuôn. Hợp kim để đúc dưới áp lực thường là: Thiếc, chì, kẽm, magie, nhôm, đồng. Đúc dưới áp lực thường chế tạo các chi tiết phức tạp như: vỏ bơm xăng, dầu. Trang thiết bị đắt nên giá thành sản phẩm cao nên không phù hợp với sản xuất vừa. Đúc trong khuôn mỏng Là dạng đúc trong khuôn cát nhưng thành khuôn mỏng chừng 6-8 mm. Có thể đúc được gang, thép, kim loại màu như khuôn cát, khối lượng vật đúc đến 100 kg. Dùng trong sản xuất hàng loạt vừa và lớn. Đúc liên tục: Là quá trình rót kim loại lỏng và liên tục vào khuôn kim loại, xung quanh hoặc bên trong có nước lưu thông làm nguội. Nhờ truyền nhiệt nhanh nên kim loại khi rót vào khuôn kết tinh ngay, vật đúc được kéo ra khỏi khuôn liên tục bằng cơ cấu đặt biệt như con lăn. Thường dùng để đúc ống, thỏi, ấm,... Kết luận: Với những yêu cầu của chi tiết đã cho, tính kinh tế cũng như dạng sản xuất ta sẽ chọn phương pháp chế tạo phôi đúc trong khuôn cát – mẫu kim loại, làm khuôn bằng máy. 16
3.3Xác định lượng dư gia công của vật đúc cấp chính xác II: - Chi tiết chế tạo bằng gang xám, được đúc trong khuôn cát – mẫu kim loại, làm khuôn bằng máy, mặt phân khuôn nằm ngang. - Lượng dư phía trên: 4,5 mm - Lượng dư phía dưới: 4,5 mm - Lượng dư thành bên: 4,5 mm - Lượng dư của lỗ: 4,5 mm - Góc nghiêng thoát khuôn: 2o - Bán kính góc lượn: 5 mm. - Kích thước chiều dài của chi tiết: L = 336 + 4,5=340,5 mm. - Kích thước bề dày của mặt đế: L = 29 + 3 + 4,5 = 36,5 mm. - Kích thước bề cao chi tiết: L = 147 + 4,5 + 4,5 = 156 mm. - Kích thước lỗ Ø90 = 90 - 4 = 86mm - Các kích thước còn lại đều có dung sai T = 0,4 mm Kích thước của phôi đúc: Từ kích thước của chi tiết ta có kích thước của chi tiết như sau: Kích thước phôi đúc = kích thước chi tiết + kích thước lượng dư. 17
Hình 3.1 Bản vẽ lồng phôi 18
CHƯƠNG IV. LẬP QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ THIẾT KẾ NGUYÊN CÔNG Nguyên công 1: Phay mặt phẳng đáy Sơ đồ gá đặt Định vị: Chi tiết được định vị 5 bậc tự do, mặt phẳng đáy 3 bậc tự do thông qua 2 phiến tỳ phẳng, mặt bên 2 bậc thông qua má tĩnh của ê tô Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt bằng cơ cấu kẹp nhanh, lực kẹp hướng từ phải qua trái Chọn máy: Tra bảng 9-38, [4] trang 75 chọn máy phay 6H82 có n = (30 -1500) vòng/phút. P = 7 kw .Số cấp tốc độ: 18 Chọn dao: - Dùng dao phay mặt đầu gắn mảnh hợp kim cứng. Chia bước: Nguyên công chia làm 2 bước: 19
- Phay thô với t = 4 mm - Phay tinh t = 0,5mm Bước 1: Phay thô - Chiều sâu cắt t = 4mm, - Lượng chạy dao thô Sz = 0,15 mm/răng (bảng 5.125, [3] trang 113) Bước 2: Phay tinh - Chiều sâu cắt t = 0,5 mm, - Lượng chạy dao tinh S: Theo bảng 5-125 [3-113], với gang có giới hạn bền 180Mpa, dao không có góc nghiêng phụ và độ nhám bề mặt lấy Rz 2,5 ta có S = 0,5 mm/vòn Nguyên công 2: Phay 2 mặt bậc đáy Sơ đồ gá đặt: Định vị: Chi tiết được định vị 5 bậc tự do,mặt phẳng đáy 3 bậc tự do thông qua 2 phiến tỳ phẳng, mặt bên 2 bậc thông qua má tĩnh của ê tô 20