Đồ án công nghệ chế tạo máy càng con cóc

I. Tổng Quan Đồ Án Công Nghệ Chế Tạo Máy Càng Con Cóc

Đồ án công nghệ chế tạo máy là môn học quan trọng đối với sinh viên ngành cơ khí, giúp họ vận dụng kiến thức vào thực tế sản xuất. Đồ án này tập trung vào chi tiết cần lắc con cóc, một bộ phận của máy bào B665, sản xuất năm 1970 tại nhà máy cơ khí Hà Nội. Nhiệm vụ chính của chi tiết này là làm quay bánh cóc, điều khiển bàn máy chuyển động tịnh tiến ngang. Do đó, đồ án không chỉ giúp sinh viên hiểu rõ quy trình chế tạo mà còn nắm bắt được tầm quan trọng của chi tiết trong hệ thống máy móc. Đồ án bao gồm các phần chính như phân tích chức năng, phân tích tính công nghệ, xác định dạng sản xuất, chọn phôi, thiết kế quy trình công nghệ, tính toán lượng dư, chế độ cắt, lập trình CNC, tính giá thành và thiết kế đồ gá. Mục tiêu là tạo ra một quy trình tối ưu, đảm bảo chất lượng và hiệu quả kinh tế. Theo tài liệu gốc, “Đồ án giúp sinh viên có điều kiện tập duyệt và tìm hiểu một phần của công việc sau này ra trường, tìm hiểu về máy, dụng cụ gia công cơ khí.” (Lời nói đầu). Đồ án hướng đến việc trang bị cho sinh viên kiến thức và kỹ năng cần thiết để giải quyết các vấn đề thực tế trong sản xuất cơ khí, từ đó nâng cao năng lực cạnh tranh trong thị trường lao động. Việc phân tích kỹ lưỡng từng bước trong quy trình chế tạo giúp sinh viên nắm vững nguyên lý hoạt động của máy móc và các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm. Đồng thời, đồ án cũng khuyến khích sinh viên tìm tòi, sáng tạo để đưa ra các giải pháp cải tiến quy trình, nâng cao hiệu quả sản xuất. Đặc biệt, việc thiết kế đồ gá và lập trình CNC giúp sinh viên làm quen với công nghệ hiện đại, đáp ứng yêu cầu ngày càng cao của ngành công nghiệp. Nguyễn Huy Ninh đóng vai trò quan trọng trong việc hướng dẫn và hỗ trợ sinh viên hoàn thành đồ án. Độ chính xác của chi tiết cần lắc con cóc ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt động của máy bào. Các bề mặt làm việc yêu cầu độ nhám và độ song song cao. Vật liệu GX15-32 được lựa chọn để đảm bảo độ bền và khả năng chịu lực của chi tiết.

1.1. Chức Năng Quan Trọng Của Cần Lắc Con Cóc Trong Máy Bào

Cần lắc con cóc đảm nhiệm vai trò then chốt trong cơ cấu điều khiển chuyển động của máy bào. Nó biến đổi chuyển động quay thành chuyển động lắc, tác động lên bánh cóc và trục vít me để điều khiển bàn máy tịnh tiến ngang. Theo tài liệu gốc, chi tiết này “đóng vai trò điều khiển cứng để điều khiển chuyển động tịnh tiến ngang của bàn máy”. Chi tiết này yêu cầu kỹ thuật nghiêm ngặt về độ song song giữa các lỗ, độ nhám bề mặt và độ cứng vững. Vật liệu thường là gang xám GX15-32.

1.2. Điều Kiện Làm Việc Và Yêu Cầu Kỹ Thuật Của Chi Tiết

Chi tiết này làm việc trong điều kiện tải trọng không lớn, ít chịu mài mòn và va đập. Tuy nhiên, độ chính xác về kích thước và hình dáng là yếu tố sống còn để đảm bảo hoạt động ổn định của máy bào. Các yêu cầu kỹ thuật bao gồm độ song song của lỗ φ9 và φ16 so với đường tâm trục lỗ φ30 là 0.001, độ nhám bề mặt lỗ Ra = 2.5, và độ nhám mặt đầu Rz = 3.2. Thiết kế cần đảm bảo độ cứng vững và khả năng chịu lực tốt.

1.3. Vật Liệu GX15 32 Lựa Chọn Tối Ưu Cho Cần Lắc Con Cóc

Việc lựa chọn vật liệu phù hợp là yếu tố quan trọng để đảm bảo độ bền và tuổi thọ của chi tiết. Gang xám GX15-32 là một lựa chọn hợp lý vì nó có độ bền và khả năng chịu mài mòn tốt, đồng thời dễ gia công. Theo tài liệu gốc, “Càng gạt làm việc trong điều kiện chịu tải nhỏ, chịu mài mòn và va đập, do vậy vật liệu để chế tạo là gang xám GX 15- 32 là hoàn toàn hợp lí.” Chi phí phôi cũng là một yếu tố cần cân nhắc, và GX15-32 đáp ứng được yêu cầu về giá thành hợp lý.

II. Cách Phân Tích Tính Công Nghệ Chi Tiết Càng Con Cóc

Phân tích tính công nghệ trong kết cấu chi tiết là bước quan trọng để đảm bảo quy trình chế tạo hiệu quả và tiết kiệm. Tính công nghệ thể hiện ở khả năng chế tạo chi tiết với lượng tiêu hao kim loại ít nhất, khối lượng gia công thấp nhất và giá thành rẻ nhất. Đối với càng con cóc, cần chú ý đến độ cứng vững, khả năng khử ba via, và độ thuận tiện cho việc gia công. Ví dụ, các góc cạnh nên được bo tròn để giảm ứng suất tập trung, và chiều dài các lỗ nên bằng nhau để thuận tiện cho gia công đồng thời. Kết cấu cần tạo điều kiện cho việc chọn chuẩn thô và chuẩn tinh thống nhất. Theo tài liệu gốc, “Kết cấu càng phải thuận lợi cho việc gia công nhiều chi tiết cùng một lúc. Hình dáng phải thuận lợi cho việc chọn chuẩn thô và chuẩn tinh thống nhất”. Sai số và dung sai cũng cần được xem xét kỹ lưỡng để đảm bảo chất lượng sản phẩm. Phân tích này giúp xác định các công đoạn gia công cần thiết và lựa chọn phương pháp gia công phù hợp, từ đó tối ưu hóa quy trình sản xuất. Độ cứng vững của chi tiết ảnh hưởng đến độ chính xác của chuyển động. Gân tăng cứng có thể được thêm vào để tăng độ bền cho chi tiết. Kết cấu của chi tiết cần tạo điều kiện thuận lợi cho việc gá lắp và gia công.

2.1. Tối Ưu Độ Cứng Vững Và Giảm Ứng Suất Cho Chi Tiết

Độ cứng vững là yếu tố then chốt đảm bảo độ chính xác của chi tiết. Do đó, cần xem xét các biện pháp tăng cường độ cứng, chẳng hạn như thêm gân tăng cứng hoặc điều chỉnh hình dạng. Việc bo tròn các góc cạnh cũng giúp giảm ứng suất tập trung, ngăn ngừa nứt vỡ trong quá trình gia công và sử dụng. Theo tài liệu gốc, “Để tránh gây tập trung ứng suất trong quá trình chế tạo phôi,cũng như trong quá trình sử dụng ,tại các góc cạnh của chi tiết chuyển thành các góc lượn với mục đích tăng độ cứng vững và giảm ứng suất.” Điều này đặc biệt quan trọng đối với các chi tiết chịu tải trọng động hoặc rung động.

2.2. Đảm Bảo Dung Sai Và Độ Chính Xác Kích Thước Của Các Lỗ

Các lỗ trên càng con cóc có vai trò quan trọng trong việc kết nối và truyền động. Do đó, cần đảm bảo dung sai và độ chính xác kích thước của các lỗ này. Theo tài liệu gốc, cần đảm bảo các yêu cầu về độ song song, độ vuông góc và độ đảo của các lỗ. Việc lựa chọn phương pháp gia công phù hợp và kiểm soát chặt chẽ quy trình sản xuất là rất quan trọng để đạt được các yêu cầu này.

2.3. Thiết Kế Thuận Lợi Cho Gia Công Hàng Loạt Và Chọn Chuẩn Thống Nhất

Thiết kế cần tạo điều kiện thuận lợi cho việc gia công hàng loạt, giảm thiểu thời gian và chi phí sản xuất. Điều này có thể đạt được bằng cách sử dụng các chuẩn thống nhất, cho phép gia công nhiều bề mặt cùng một lúc. Theo tài liệu gốc, “Kết cấu càng phải thuận lợi cho việc gia công nhiều chi tiết cùng một lúc. Hình dáng phải thuận lợi cho việc chọn chuẩn thô và chuẩn tinh thống nhất.” Việc lựa chọn chuẩn hợp lý cũng giúp đảm bảo độ chính xác và giảm sai số tích lũy.

III. Xác Định Dạng Sản Xuất Đồ Án Chi Tiết Càng Con Cóc

Xác định dạng sản xuất là bước quan trọng để lựa chọn quy trình công nghệ và trang thiết bị phù hợp. Dạng sản xuất được xác định dựa trên sản lượng hàng năm và khối lượng chi tiết. Có ba dạng sản xuất chính: đơn chiếc, hàng loạt và hàng khối. Theo tài liệu, dạng sản xuất ảnh hưởng đến vốn đầu tư và phương hướng đầu tư trang thiết bị. Trong trường hợp càng con cóc, sản lượng hàng năm được tính toán dựa trên số sản phẩm cần chế tạo, số chi tiết trong một sản phẩm, và tỷ lệ sản phẩm dự phòng do sai hỏng. Khối lượng chi tiết được tính dựa trên thể tích và trọng lượng riêng của vật liệu. Dựa vào các giá trị này, ta có thể xác định dạng sản xuất phù hợp và lựa chọn quy trình công nghệ tối ưu. Sản lượng hàng năm quyết định mức độ tự động hóa của quy trình. Khối lượng chi tiết ảnh hưởng đến việc lựa chọn phương pháp gia công. Dạng sản xuất quyết định chi phí đầu tư ban đầu.

3.1. Ý Nghĩa Của Việc Xác Định Dạng Sản Xuất Trong Quy Trình

Việc xác định đúng dạng sản xuất có ý nghĩa quyết định đến hiệu quả kinh tế của quy trình chế tạo. Nó ảnh hưởng trực tiếp đến việc lựa chọn máy móc, dụng cụ và phương pháp gia công. Theo tài liệu gốc, “Việc xác định dạng sản xuất có ỹ nghĩa rất quan trọng trong việc thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết.” Nếu chọn sai dạng sản xuất, có thể dẫn đến lãng phí tài nguyên, tăng chi phí sản xuất và giảm khả năng cạnh tranh.

3.2. Phương Pháp Tính Toán Sản Lượng Hàng Năm Cho Chi Tiết

Sản lượng hàng năm được tính toán dựa trên nhiều yếu tố, bao gồm số lượng sản phẩm cần chế tạo, số chi tiết trong một sản phẩm, tỷ lệ sản phẩm dự phòng do sai hỏng trong quá trình tạo phôi và gia công. Theo công thức trong tài liệu gốc, N = N1 * m * (1 + (α + β)/100). Việc tính toán chính xác sản lượng hàng năm là rất quan trọng để xác định đúng dạng sản xuất.

3.3. Xác Định Trọng Lượng Chi Tiết Cần Lắc Con Cóc Công Thức Tính

Trọng lượng chi tiết được tính dựa trên thể tích và trọng lượng riêng của vật liệu. Theo công thức trong tài liệu gốc, Q1 = V * γ. Việc xác định chính xác trọng lượng chi tiết là cần thiết để lựa chọn phương pháp gia công và máy móc phù hợp. Nó cũng ảnh hưởng đến chi phí vận chuyển và lưu kho.

IV. Hướng Dẫn Chọn Phôi và Phương Pháp Chế Tạo Phôi Càng Cóc

Việc chọn phôi và phương pháp chế tạo phôi phù hợp là yếu tố quan trọng để giảm chi phí và nâng cao chất lượng sản phẩm. Phương pháp chọn phôi phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm chức năng, kết cấu, vật liệu, yêu cầu kỹ thuật, kích thước và quy mô sản xuất. Đối với càng con cóc, vật liệu thường là gang xám GX15-32. Các phương pháp chế tạo phôi phổ biến bao gồm đúc trong khuôn cát, đúc trong khuôn kim loại, đúc áp lực và đúc ly tâm. Theo tài liệu, việc chọn phương pháp chế tạo phôi hợp lý sẽ góp phần đảm bảo yêu cầu kỹ thuật và giảm chi phí sản xuất. Phương pháp đúc được lựa chọn dựa trên độ phức tạp của hình dáng. Khuôn kim loại cho độ chính xác cao hơn khuôn cát. Vật liệu GX15-32 phù hợp với phương pháp đúc.

4.1. Các Tiêu Chí Quan Trọng Để Lựa Chọn Phương Pháp Chế Tạo Phôi

Việc lựa chọn phương pháp chế tạo phôi cần dựa trên nhiều tiêu chí, bao gồm dạng sản xuất, hình dạng chi tiết, đặc điểm kết cấu, kích thước, chức năng và yêu cầu kỹ thuật. Cần cân nhắc ưu và nhược điểm của từng phương pháp để đưa ra quyết định tối ưu. Ví dụ, đúc trong khuôn cát phù hợp với sản xuất đơn chiếc và chi tiết có hình dạng phức tạp, trong khi đúc trong khuôn kim loại phù hợp với sản xuất hàng loạt và yêu cầu độ chính xác cao.

4.2. Ưu Điểm Và Nhược Điểm Của Các Phương Pháp Đúc Phôi Phổ Biến

Các phương pháp đúc phôi phổ biến có những ưu và nhược điểm riêng. Đúc trong khuôn cát có chi phí thấp nhưng độ chính xác không cao. Đúc trong khuôn kim loại có độ chính xác cao hơn nhưng chi phí đầu tư lớn hơn. Đúc áp lực phù hợp với chi tiết thành mỏng và sản xuất hàng loạt. Đúc ly tâm phù hợp với chi tiết tròn xoay. Việc hiểu rõ ưu và nhược điểm của từng phương pháp giúp lựa chọn phương pháp phù hợp nhất với yêu cầu cụ thể của chi tiết.

4.3. Lựa Chọn Mặt Phân Khuôn Hợp Lý Cho Quá Trình Đúc Phôi

Việc lựa chọn mặt phân khuôn hợp lý là rất quan trọng để đảm bảo quá trình đúc phôi diễn ra thuận lợi và sản phẩm đạt chất lượng cao. Mặt phân khuôn nên được chọn sao cho dễ dàng tháo lắp khuôn, thoát khí tốt và giảm thiểu khuyết tật đúc. Trong trường hợp càng con cóc, mặt phẳng đối xứng thường được chọn làm mặt phân khuôn.

V. Bí Quyết Thiết Kế Quy Trình Công Nghệ Gia Công Chi Tiết

Thiết kế quy trình công nghệ gia công là quá trình xác định các bước gia công cần thiết để biến phôi thành chi tiết hoàn chỉnh. Quy trình này bao gồm việc lựa chọn phương pháp gia công, thứ tự các nguyên công, chế độ cắt, và đồ gá. Đối với càng con cóc, quy trình thường bao gồm phay, khoan, khoét, doa và kiểm tra. Theo tài liệu, cần tạo được chuẩn tinh thống nhất để đảm bảo độ chính xác của chi tiết. Việc lựa chọn phương pháp gia công phù hợp và thứ tự các nguyên công hợp lý giúp tối ưu hóa quy trình và giảm chi phí sản xuất. Chuẩn tinh thống nhất đảm bảo độ chính xác cao. Thứ tự nguyên công ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm. Chế độ cắt quyết định năng suất gia công.

5.1. Xác Định Đường Lối Công Nghệ Phù Hợp Với Dạng Sản Xuất

Đường lối công nghệ cần phù hợp với dạng sản xuất để đảm bảo hiệu quả kinh tế. Trong sản xuất hàng loạt vừa, phương pháp phân tán nguyên công và gia công tuần tự thường được áp dụng. Việc sử dụng máy vạn năng kết hợp với đồ gá chuyên dùng giúp tối ưu hóa quy trình và giảm chi phí đầu tư.

5.2. Lựa Chọn Phương Pháp Gia Công Tối Ưu Cho Từng Bề Mặt

Việc lựa chọn phương pháp gia công cần dựa trên yêu cầu kỹ thuật của từng bề mặt. Ví dụ, các bề mặt lỗ yêu cầu độ chính xác cao thường được gia công bằng phương pháp khoan, khoét và doa. Các bề mặt phẳng yêu cầu độ bóng cao thường được gia công bằng phương pháp phay tinh.

5.3. Thiết Kế Nguyên Công Chi Tiết Định Vị Kẹp Chặt Chọn Máy Dao

Mỗi nguyên công cần được thiết kế chi tiết, bao gồm việc xác định phương pháp định vị, kẹp chặt, lựa chọn máy và dao phù hợp. Phương pháp định vị và kẹp chặt cần đảm bảo độ cứng vững và chính xác của chi tiết trong quá trình gia công. Việc lựa chọn máy và dao cần dựa trên yêu cầu kỹ thuật của nguyên công và khả năng của thiết bị.

VI. Tính Lượng Dư Gia Công Chi Tiết Càng Con Cóc Hiệu Quả

Tính lượng dư gia công là quá trình xác định lớp kim loại cần bóc đi trong quá trình gia công cơ. Việc tính toán lượng dư hợp lý giúp đảm bảo chất lượng sản phẩm và giảm chi phí sản xuất. Theo tài liệu, cần quy định cấp chính xác cho từng nguyên công và xác định các giá trị như độ nhám, sai số không gian và sai số gá đặt. Dựa vào các giá trị này, ta có thể tính toán lượng dư tối thiểu cần thiết cho từng bước gia công. Lượng dư gia công ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt. Cấp chính xác quyết định độ chính xác của chi tiết. Sai số gá đặt ảnh hưởng đến độ ổn định của quá trình.

6.1. Quy Định Cấp Chính Xác Và Xác Định Các Yếu Tố Ảnh Hưởng

Việc quy định cấp chính xác cho từng nguyên công là rất quan trọng để đảm bảo chất lượng sản phẩm. Cần xác định các yếu tố ảnh hưởng đến độ chính xác, bao gồm độ nhám bề mặt, sai số không gian và sai số gá đặt. Các yếu tố này cần được kiểm soát chặt chẽ để đạt được độ chính xác yêu cầu.

6.2. Phương Pháp Tính Toán Lượng Dư Tối Thiểu Cho Từng Nguyên Công

Lượng dư tối thiểu cần thiết cho từng nguyên công được tính toán dựa trên các giá trị độ nhám, sai số không gian và sai số gá đặt. Cần đảm bảo lượng dư đủ lớn để loại bỏ các sai số và đạt được chất lượng bề mặt yêu cầu, nhưng không quá lớn để tránh lãng phí vật liệu và tăng thời gian gia công.

6.3. Kiểm Tra Và Đảm Bảo Lượng Dư Tính Toán Hợp Lý Hiệu Quả

Sau khi tính toán, cần kiểm tra và đảm bảo lượng dư hợp lý. Cần so sánh lượng dư tính toán với các giá trị thực tế và điều chỉnh nếu cần thiết. Việc kiểm tra này giúp đảm bảo chất lượng sản phẩm và giảm chi phí sản xuất.

Đồ án công nghệ chế tạo máy: Chế tạo càng con cóc - ĐHBKHN

LỜI NÓI ĐẦU

1. PHẦN 1: PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT

1.1. Chức năng làm việc

1.2. Điều kiện làm việc

1.3. Chọn vật liệu

2. PHẦN 2: PHÂN TÍCH TÍNH CÔNG NGHỆ TRONG KẾT CẤU CỦA CHI TIẾT

3. PHẦN 3: XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

3.1. Ý nghĩa việc xác định dạng xản xuất

3.2. Xác định sản lượng hàng năm

3.3. Xác định trọng lượng của chi tiết

4. PHẦN 4: CHỌN PHÔI VÀ PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI

4.1. Vật liệu sử dụng

4.2. Chọn phương pháp chế tạo phôi

4.3. Mặt khuôn

5. PHẦN 5: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT

5.1. Xác định đường lối công nghệ

5.2. Chọn phương án gia công .Lập tiến trình công nghệ và thiết kế nguyên công .1 Lập tiến trình công nghệ

5.3. Thiết kế nguyên công

5.4. Nguyên công 1 : Phay mặt D,E

5.5. Nguyên công 2: Phay mặt A và C

5.6. Nguyên công 3 khoét, dao thô, doa tinh lỗ φ32 + 0,025 mm

5.7. :Khoan, khoét , doa lỗ φ16 + 0,018 mm

5.8. Nguyên công 5: Phay mặt F đạt kích thước 93±0,01

5.9. Nguyên công 6:Khoan, khoét,dao lỗ φ16 + 0,027 ngang trên máy phay.

5.10. Nguyên công 7: Phay rãnh 9 mm

5.11. Nguyên công 8: Khoan,khoét,dao lỗ φ 10mm

5.12. Nguyên công 9 :Khoan, khoet, dao lỗ φ 8mm

5.13. Nguyên công 10 :Kiểm tra

6. PHẦN 6 :TÍNH TOÁN LƯỢNG DƯ CHO NGUYÊN CÔNG 3

7. Phần 7: Tính chế độ cắt cho một nguyên công (tính cho nguyên công cần thiết kế đồ gá ) và tra chế độ cắt cho nguyên công còn lại .Tính chế độ cắt cho nguyên công 10 : khoan khoét doa lỗ ∅ 16 + 0,027 mm

7.1. Tra chế độ cắt cho các nguyên công còn lại

7.2. Tra cứu chế độ cắt cho các nguyên công theo catalog hãng SANDVIK

8. PHẦN 8: CHƯƠNG TRÌNH CNC

9. PHẦN 9: TÍNH THỜI GIAN GIA CÔNG CƠ BẢN

9.1. Tính thời gian nguyên công

9.2. Nguyên công 5: Phay mặt F đạt kích thước 93±0,01

9.3. Nguyên công 6: Khoan, khoét, doa lỗ 𝛟16

9.4. Tính chi phí gia công

9.5. Giá thành phôi

9.6. Chi phí trả lương

9.7. Giá thành điện năng

9.8. Chi phí sử dụng dụng cụ

9.9. Chi phí khấu hao máy

9.10. Chi phí sửa chữa máy

9.11. Chi phí sử dụng đồ gá

9.12. Chi phí gia công

10. PHẦN 10 :TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ ĐỒ GÁ CHO NGUYÊN CÔNG KHOAN, KHOÉT, DOA LỖ Ø16 + 0,027 MM

10.1. Các thành phần của đồ gá

10.2. Cơ cấu định vị

10.3. Cơ cấu kẹp chặt

10.4. Một số chi tiết khác

10.5. Các yêu cầu đối với đồ gá

10.6. Thiết kế đồ gá trên máy công cụ

10.7. Các số liệu của máy

10.8. Phương pháp định vị phôi

10.9. Phương chiều và điểm đặt của lực kẹp và tính lực kẹp . Yêu cầu của đồ gá

10.10. Bảng kê các chi tiết của đồ gá

10.11. Thiết kế đồ gá trên máy CNC

TÀI LIỆU THAM KHẢO