Thiết kế Quy trình công nghệ gia công chi tiết: Trục có lỗ côn và thiết kế đồ gá cho một nguyên công phay rảnh then

Lêi nãi ®Çu Tr­¬c sù ®ßi hái cña sù nghiÖp c«ng nghiÖp ho¸ - hiÖn ®¹i ho¸ ®Êt n­íc, cñng nh­ yªu cÇuvÒ hiÖn ®¹i ho¸ Qu©n §éingµy cµng cao, th× mét trong nh÷ng nghµnh cÇn quan t©m ph¸t triÓn m¹nh ®ã lµ c¬ khÝ chÕ t¹o. V× nã ®ãngmét vai trß quan träng trong viÖc thiÕt kÕ, chÕ t¹o c¸c lo¹i m¸y mãc trang thiÕt bÞ cho c¸c nghµnh kinh tÕ quèc d©n, t¹o tiÒn ®Ò cho sù ph¸t triÓn kinh tÕ chung cña ®Êt n­íc. §å ¸n c«ng nghÖ chÕ t¹o m¸y lµ mét néi dung b¾t buéc trong ch­¬ng tr×nh ®µo t¹o kü s­ c¬ khÝ. Nh»m gióp cho ng­êi häc hÖ thèng l¹i nh­ìng kiÕn thøc ®· häc, ®ång thêi vËn dông s¸ng t¹o nh÷ng ®ã vµo qu¸ tr×nh thiÕt kÕ, chÕ tËãcc chi tiÕt ®¸p øng yªu cµu trong nhiÖm vô c«ng t¸c sau nµy. Qu¸ tr×nh lµm ®å ¸n, ngoµI kiÕn thøc m«n häc c«ng nghÖ chÕ t¹o m¸y ®ßi hái ng­êi thùc hiÖn ph¶I biÕt vËn dôngkÕt hîp kiÕn thøc tæng hîp cña nhiÒu m«n häc kh¸ nh­: Dung sai, VËt liÖu,C«ng nghÖ kim lo¹i I, II….th× míi ®¹t ®­îc kÕt qu¶ cao. Trong ®å ¸n nµy,sÎ thùc hiÖn thiÕt kÕ “Quy tr×nh c«ng nghÖ” gia c«ng chi tiÕt:Trôc cã lç c«n vµ thiÕt kÕ ®å g¸ cho mét nguyªn c«ng phay r¶nh then. Chi tiÕt trôc cã lç c«n cã h×nh d¹ng, kÕt cÊu vµ yªu cÇu kh¸ phøc t¹p gåm: r¶nh then, lç c«n, lç Æ6 nhá dµI, ren….Do vËy, ph¶I nghiªn cøu, ph©n tÝch tû mØ th× míi ®¹t d­îc ph­¬ng ¸n hùoplý, tèi ­u. Qu¸ tr×nh lµm ®å ¸n, ®­îc sù h­íng dÉn tËn tuþ, sù gióp ®ì nhiÖt t×nh cña thÇy T¹ §¨ng Doanh vµ c¸c thÇy gi¸o kh¸c trong bé m«n. Nhê vËy mµ ®å ¸n ®­îc hoµn thµnh ®Çy ®ñ néi dung, yªu cÇu vµ ®ómg tiÕn ®é. Tuy nhiªn, víi kh¶ n¨ng kiÕn thøc cßn h¹n chÕ, kinh nghiÖm thiÕt kÕ ch­a nhiÒu , do vËy trong ®å ¸n nµy sÎ kh«ng tr¸nh khái nh÷ng sai sãt, khiÕm khuyÕt. RÊt mong ®­îc sù chØ b¶o, gãp ý cña c¸c thÇy c« ®Ó ®å ¸n ®­îc hoµn thiÖn h¬n. Xin ch©n thµnh c¶m ¬n! Häc viªn NguyÔn HiÒn Ch­¬ng i: ph©n tÝch chi tiÕt Ph©n tÝch kÕt cÊu, yªu cÇu kü thuËt cña chi tiÕt: Chi tiÕt cÇn gia c«ng trong ®å ¸n lµ trôc cã lç c«n cã c¸c ®Æc ®iÓm kü thuËt sau: Chi tiÕt thuéc hä trôc cã bËc, ®­êng kÝnh lín nhÊt Æ26 vµ chiÒu dµI 140. Tû sè L/D = 5.38, thuéc lo¹i th­êng, träng l­îng kho¶ng 0.5kg. PhÇn trô Æ (Æ26e7), cã cÊp chÝnh x¸cIT7 vµ cÊp ®é nh¸m 7, Ra=1.25 nªn ta ph¶I dïng ph­¬ng ph¸p mµI sau nhiÖt luyÖn. R¶nh then bxtxL=5x3x35 ®Ó truyÒn m« men xo¾n, v× s¶n xuÊt hµng lo¹t , ®Ó t¨ng hiÖu qu¶ kinh tÕ ta dïng dao phay r¶nh then. Lç c«n 1:24 ®­êng kÝnh lín nhÊt Æ-0.021, cÊp chÝnh x¸c IT7 , cÊp ®é nh¸m 8 Ra=0.63. §©y lµ mét yªu cÇu cao, ®Ó ®¹t ®­îc ta ph¶I dïng c¸c ph­¬ng ph¸p khoan, khoÐt, doa vµ mµi sau nhiÖt luyÖn. PhÇn trô Æ18 dai 55 ®­îc gia c«ng ren M18x2, do kh«ng cã yªu cÇu g× ®Æc biÖt nªn dïng ph­¬ng ph¸p gia c«ng th«ng th­êng: tiÖn ren. Ph­¬ng ph¸p nµy dÔ gia c«ng trªn m¸y tiÖn vµ hiÖu qu¶ cao. Lç Æ6 dµI 55cã cÊp ®é nh¸m 7, Ra=1.25, ®©y lµ yªu cÇu cùc kú khætng qu¸ tr×nh gia «ng. Do lç qu¸ nhá kh«ng mµi ®­îc nªn ®Ó gia c«ng nã ta dïng c¸c ph­¬ng ph¸p:khoan, khoÐt vµ doa. Ph©n tÝch tÝnh c«ng nghÖ trong kÕt cÊu cña chi tiÕt: Tõ h×nh d¹ng, kÕt cÊu vµ yªu cÇu kü thuËt cña chi tiÕt, cã nhËn xÐt sau: Chi tiÕt nhá, nhÑ vµ máng tron qu¸ tr×nh gia c«ng dÔ bÞ bÑp, mÐo lµm gi¶m ®é chÝnh x¸c. Do vËy , ph¶I dïng c¸c biÖn ph¸p kh¾c phôc nh­: dïng m©m cÆp ®µn håi, trôc c«n,mòi chèng t©m…®Ó g¸ ®Æt. Chi tiÕt lµm b»ng vËt liÖu thÐp C45, yªu cÇu nhiÖt luyÖn ®¹t ®é cøng HRC 48…52. Do vËy, ph¶i tiÕn hµnh gia c«ng c¾t gät khoan, khoÐt,doa, tiÖn tr­íc khi nhiÖt luyÖn. Sau nhiÖt luyÖn sÎ lµm gi¶m cÊp ®é nh¸m vµ cÊp chÝnh x¸c ®i chót Ýt, cho nªn ta ph¶I mµi c¸c bÒ mÆt lç c«n, trô Æ26 vµ lµm s¹ch lç Æ6 th× míi ®¶m b¶o ®­îc yªu cÇu kü thuËt . Chi tiÕt kh«ng cã yªu cµu vÒ ®é ®ång trôc, ®ång t©m do vËy cã thÓ gia c«ng c¸c lç trªn m¸y tiÖn víi ®é chÝnh x¸c t­¬ng ®èi cao vµ rÊt thuËn tiÖn. ý kiÕn vÒ nh÷ng s÷a ®æi: §Ó dÔ dµng gia c«ng ren M18x2 vµ thuËn tiÖn trong l¾p ghÐp, tiÖn thªm r¶nh ë trô Æ18. §Ó dÔ gia c«ng vµ thuËn tiÖn trong viÖc ®Þnh vÞ, v¸t mÐp thªm lç c«n vµ lç Æ6. Ch­¬ng ii: chän ph«I vµ ph­¬ng ph¸p chÕ t¹o ph«i C¨n cø vµo kÕt cÊu cña chi tiÕt vµ d¹ng s¶n xuÊt lµ lo¹t lín, cã thÓ dïng c¸c ph­¬ng ph¸p chÕ t¹o ph«i sau: Ph«I ®óc: NÕu sö dông ph«I dóc, khi chÕ t¹o ra cã bÒ mÆt xÊu nh­: rç khÝ, ®Ëu h¬i, ®Ëu ngãt, ngËm xÜ….Do vËy sÏ lµm t¨ng thêi gian s¶n xuÊt, lµm dông cô c¾t nhanh háng, lµm t¨ng gi¸ thµnh s¶n xuÊt. Trong s¶n xuÊt lo¹t lín , ta kh«ng dïng ph­¬ng ph¸p nµy. Ph«I rÌn tù do: Ph«I cã d¹ng trßn xoay, nhiÒu lç do vËy rÌn tù do sÏ khã kh¨n vµ kh«ng hiÖu qu¶. Víi s¶n xuÊt lo¹t lín kh«ng dïng ph­¬ng ph¸p nµy. Ph«I dËp: Ph­¬ng ph¸p nµy t¹o ®­îc ph«i nhanh, ®é chÝnh x¸c cao, l­îng d­ gia c«ng Ýt. Nh­ng ®Çu t­ vÒ khu«n dËp lín dÉn tíi chi phÝ gia c«ng cao, kh«ng dïng ph­¬ng ph¸p nµy. Ph«I c¸n (Ph«I thÐp thanh): Do ®é chªnh lÖch kÝch th­íc c¸c bËc kh«ng lín (Æ26, Æ18)vµ chiÒu dµi b©c gia c«ng nhá chØ 55mm, cho nªn l­îng d­ gia c«ng lµ kh«ng lín l¾m khi dïng ph«i thÐp thanh. V¶ l¹i dïng ph«i thÐp thanh sÎ rÊt thuËn lîi v× cã s½n trªn thÞ tr­êng, c¬ tÝnh vµyªu cÇu kü thuËt phï hîp víi chi tiÕt gia c«ng, chÕ t¹o ph«i nhanh,gi¶m ®uîc chi phÝ s¶n xuÊt, t¨ng hiÖu qu¶ kinh tÕ. Tõ viÖc ph©n tÝch trªn, chän ph­¬ng ph¸p chÕ t¹o ph«i lµ ph«i thÐp thanh Ch­¬ngiii: LËp quy tr×nh c«ng nghÖ gia c«ng c¬ Thø tù c¸c nguyªn c«ng: §Ó t¹o ra trôc cã lç c«n, tiÕn hµnh gia c«ng theo thø tù c¸c nguyªn c«ng sau: Nguyªn c«ng I : TiÖn mÆt ®Çu, khoan lç ®Þnh t©m, tiÖn th«, tiÖn c¾t ®­t. Nguyªn c«ng II : Khoan lç c«n F14. Nguyªn c«ng III : Khoan, khoÐt vµ doa lç F6. Nguyªn c«ng IV : TiÖn mooc lç F18. Nguyªn c«ng V : KhoÐt vµ doa lç c«n 1:24. Nguyªn c«ng VI : V¸t mÐp, tiÖn r¶nh vµ tiÖn`tinh. Nguyªn c«ng VII : Phay r·nh then b = 5. Nguyªn c«ng VIII: TiÖn ren M18x2. Nguyªn c«ng IX : NhiÖt luyÖn. Nguyªn c«ng X : MµI lç c«n 1:24. Nguyªn c«ng XI : MµI mÆt trô F26. 3.2. S¬ ®å c¸c nguyªn c«ng: Theo c¸ch ph©n chia nh­ trªn cã 11 nguyªn c«ng. Tuy nhiªn, nguªn c«ng nhiÖt luyÖn kh«ng cã s¬ ®å nguyªn c«ng mµ ta h×nh dung lµ cã nguyªng c«ng nµy.C¸c s¬ ®å nguyªn c«ng ®­îc thÓ hiÖn lÇn l­ît nh­ sau: Ch­¬ng IV: ThiÕt kÕ ®å g¸ ThiÕt kÕ ®å g¸: X¸c ®Þnh m¸y: Trong ch­¬ng III, ta ®· x¸c ®Þnh m¸y cho nguªn c«ng phay r·nh then lµ m¸y phay 6H12 cã c¸c sè liÖu chÝnh nh­ sau: -Sè cÊp tèc ®é trôc chÝnh : 18. -Ph¹m vi tèc ®é trôc chÝnh : 30 – 15007 [v/ph]. -C«ng suÊt ®éng c¬ chÝnh : 7 [kw]. -c«ng suÊt ®éng c¬ ch¹y dao : 1.7 [kw]. -KÝch th­íc lµm viÖc bµn m¸y : 320x1250 [mm]. -Sè cÊp b­íc tiÕn bµn m¸y : 18. -HiÖu suÊt :0.75. 4.1.2. Ph­¬ng ph¸p ®Þnh vÞ vµ kÑp chÆt: §Þnh vÞ chi tiÕt lªn 2 khèi V ng¾n h¹n chÕ 4 bËc tù do, vµ mét trôc c«n vµo lç c«n h¹n chÕ bËc tù do tÞnh tiÕn. KÑp chÆt nhê má kÑp. S¬ ®å kÕt cÊu cña ®å g¸ ®­îc thÓ hiÖn ë b¶n vÏ ®å g¸(TËp b¶n vÏ). TÝnh lùc kÑp cÇn Trong s¬ ®å trªn, chän L=2.l. C«ng thøc tÝnh: =Þ W= CÇn tÝnh ph¶n lùc t¹i bÒ mÆt ®Þnh vÞ cña khèi V. S¬ ®å ph¶n lùc gèi tùa ®­îc thÓ hiÖn nh­ sau: Ph­¬ng tr×nh c©n b»ng lùc t¸c dông lªn chi tiÕt khi phay nh­ sau: (1) S¬ ®å lùc c¾t khi phay nh­ sau: Lùc c¾t tiÕp tuyÕn ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc; Trong ®ã: Rz-Lùc c¾t tiÕp tuyÕn. CP-HÖ sè ¶nh h­ëng cña vËt liÖu, tra b¶ng 5-41ta cã CP=68,2. t-chiÒu s©u c¾t, t=3[mm]. Sz-L­îng ch¹y dao r¨ng, Sz=[mm/r]. B-BÒ réng r¨ng, B=5[mm]. D-§­êng kÝnh dao phay, D= 5[mm]. n- cña Sè vßng quay dao, n=1590[v/ph]. z-Sè r¨ng dao phay, z= 4. K-HÖ sè phô thuéc vËt liÖu, tra b¶ng 5-9 ST CNCTM II, K=. Trong ®ã;n=1,59, sb=750KG/cm2. Þ. x, y, u, w, q-C¸c chØ sè mò, tra b¶ng 5-41 ST CNCTM II, x=0,86; y=0,72; u=1,0; w=o; q=0,786. Þ. C¸c thµmh phÇn lùc kh¸c ®­îc lÊy nh­ sau: Lùc h­íng kÝnh Py=0,4. 32=13[N]. Lùc ch¹y dao PS=0,4.32=13[N]. Lùc Pv=0,9.32=30[N]. §Ó chi tiÕt ®­îc ®Þnh vÞ ch¾c ch¾n trong qu¸ tr×nh gia c«ng th× lùc ma s¸t t¹i c¸c bÒ mÆt tiÕp xóc (gåm c¸c bÒ mÆt ch÷ V vµ t¹i vÞ trÝ kÑp chÆt) ph¶I lín h¬n lùc c¾t däc trôc t¹o ra khi phay. §Ó ®¬n gi¶n khi tÝnh lùc kÑp, ta cho r»ng chØ cã lùc PS t¸c dông lªn chi tiÕt. Trong tr­êng hîp nµy c¬ cÊu kÑp chÆt ph¶I t¹o ra lùc ma s¸t lín h¬n lùc PS. Do ®ã ta ph¶I cã: 2N1.f+ 2(N1’+N2’).f ≥ K.PS Trong ®ã f lµ hÖ sè ma s¸t, theo b¶ng 4-34 ThiÕt kÕ ®å ¸n CNCTM ta cã f=0,1. K lµ hÖ sè an toµn; K= K0…K6 . K0 - hÖ sè an toµn tÝnh cho tÊt c¶ c¸c tr­êng hîp , K0 = 1,5. K1 - hÖ sè tÝnh ®Õn tr­êng hîp t¨ng lùc c¾t khi ®é bãng thay ®æi, gia c«ng th« lÊy K1 = 1,2. K2 - hÖ sè t¨ng lùc c¾t khi dao mßn, chän K2 = 1,4 K3 - hÖ sè t¨ng lùc khi gia c«ng gi¸n ®o¹n, K3 = 1,2 K4 - hÖ sè tÝnh ®Õn sai sè cña c¬ cÊu kÑp chÆt, kÑp chÆt b»ng tay, ta lÊy K4 = 1,3. K5 - hÖ sè tÝnh ®Õn møc ®é thuËn lîi cña c¬ cÊu kÑp chÆt b»ng tay, thuËn lîi chän K5 = 1. K6 - hÖ sè tÝnh ®Õn m«men lµm quay chi tiÕt, ®Þnh vÞ trªn c¸c phiÕn tú chän K6 = 1,5. Tõ ®ã ta cã : K = 1,5.1,2.1,4.1,2.1,3.1.1,5 =5,9. KÕt hîp víi N1’ = N2’ vµ ph­¬ng tr×nh (1) ta cã : N1 ≥ ≥ 159 (N) VËy ta cã N1 ≥ 159 (N) Do ®ã, W = = 159.2 = 318 (N) 4.1.4. TÝnh kÝch th­íc bu l«ng kÑp: Theo c«ng thøc , ta cã d ≥ [mm] trong ®ã : C - hÖ sè , C = 1,4 ®èi víi ren hÖ mÐt c¬ b¶n. - øng suÊt kÐo, = 9 KG/mm2 ®èi víi bu l«ng thÐp 45. W - lùc kÑp cÇn thiÕt. Thay sè vµo c«ng thøc trªn, ta cã : d ≥ 1,4. = 2,6 (mm) §Ó t¨ng ®é cøng v÷ng vµ phï hîp víi kÕt cÊu cña ®å g¸, ta chän d = 4 mm 4.1.5. TÝnh sai sè cho phÐp cña ®å g¸: Dùa theo ph­¬ng ph¸p tÝnh sai sè cho phÐp cña ®å g¸ trong ThiÕt kÕ ®å ¸n CNCTM, ta cã : Trong ®ã : - sai sè cho phÐp cña ®å g¸. - sai sè g¸ ®Æt, eg® = víi lµ dung sai cña nguyªn c«ng phay r·nh. Theo trªn ta cã 0,14 . Suy ra eg® = = 0,0467 (mm) = 46,7 ( mm) ec - Do trong kÕt cÊu nµy chuÈn ®Þnh vÞ trïng víi gèc kÝch th­íc nªn ec = 0 ek - Sai sè kÑp chÆt do lùc kÑp g©y ra, ek = 0 do lùc kÑp vu«ng gãc víi ®­êng trôc cña chi tiÕt em - Sai sè do ®å g¸ bÞ mßn g©y ra em = b. Víi : - HÖ sè phô thuéc kÕt cÊu ®å ®Þnh vÞ. Khi chuÈn tinh lµ khèi V th× b = 0,5..0,8; Ta chän b = 0,5. N - Sè chi tiÕt ®­îc gia c«ng trªn ®å g¸, ta chän N =1000 chi tiÕt VËy em = 0,5. = 15,8 (mm) edc - Sai sè ®iÒu chØnh, ta lÊy edc = 7 mm Cuèi cïng ta cã : [ect] = = 43 (mm) = 0,043 (mm) Nguyªn lý lµm viÖc cña ®å g¸: §å g¸ thùc hiÖn nguyªn c«ng phay r·nh then ®· thiÕt kÕ lµm viÖc theo nguyªn lý nh­ sau: Lắp trục côn vào lỗ c«n của chi tiết. · Më c¸c thanh kÑp cµ ®Æt chi tiÕt lªn khèi ch÷ V. · KÑp chÆt b»ng c¸c ®ai èc víi lùc kÑp nh­ ®· tÝnh to¸n ë trªn. Điều chỉnh chốt định vị cho trôc c«n tuú s¸t vào bề mặt lç c«n. §­a kÕt cÊu lªn bµn m¸y b»ng tay. Khi chi tiÕt ®· ë vÞ trÝ cÇn gia c«ng, ta cè ®Þnh b»ng c¸c bu l«ng kÑp. · Khi gia c«ng xong nguyªn c«ng cña mét chi tiÕt, th¸o ®ai èc, më thanh kÑp vµ tiÕp tôc ®­a chi tiÕt tiÕp theo vµo gia c«ng.