PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG làm VIỆC của CHI TI t

Môn công nghệ chế tạo máyđược đem vào giảng dạy ở hầu hết các trường kĩ thuật và càng ngàykhông ngừng được cải tiến dưới sự nghiên cứu của các chuyên gia hàngđầu.. Đối với mỗi sinh viên

Mở đầuHiện nay, cùng với sự phát triển của ngành cơ khí, môn công nghệ chếtạo máy thực sự là hành trang mỗi kĩ sư trước khi ra trường,người côngnhân cố thể dựa vào làm cơ sở thiết kế Môn công nghệ chế tạo máyđược đem vào giảng dạy ở hầu hết các trường kĩ thuật và càng ngàykhông ngừng được cải tiến dưới sự nghiên cứu của các chuyên gia hàngđầu Đối với mỗi sinh viên cơ khí, đồ án môn học Công Nghệ Chế TạoMáy là môn học giúp sinh viên làm quen với việc giải quyết các vấn đềtổng hợp của công nghệ chế tạo máy đã được học ở trường qua các giáotrình cơ bản về công nghệ chế tạo máy Khi làm đồ án này ta phải làmquen với cách sử dụng tài liệu, cách tra sổ tay cũng như so sánh lý thuyết

đã học với thực tiễn sản xuất cụ thể một sản phẩm điển hình Để hoànthành được đồ án môn học này, em xin chân thành cảm ơn sự hướng

dẫn của thầy Trương Đức Phức cùng các thầy cô giáo thuộc bộ môn

Công Nghệ Chế Tạo Máy trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội Do làm lầnđầu được hoàn thành môn học này, tất nhiên không thể tránh khỏi có saisót Em rất mong có được sự chỉ bảo giúp đỡ của các thầy và các bạn

PHẦN I: PHÂN T CH CHI TI T

1.1 PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TI T

Junction box hay còn gọi là hộp đấu nối là loại chi tiết mà ta thường bắtgặp trong các thiết bị điện Có rất nhiều loại với hình dáng khác nhau Chitiết hộp đấu nối mà ta cân thiết kế là loại gia đỡ trục Kết cấu của nó đơngiản, bao gồm mặt chính với các chức năng làm viêc sau:

1) Mặt đáy có tác dụng định vị gia đỡ lên nền hoặc lên một mặt phẳng cố định khác làm nền

2) Hai mặt xẻ rãnh hai bên với phần mặt bích có tác dụng lắp bu lông và đai

ốc để cố định gia đỡ lên nền

3) Phần mặt trụ hai bậc có cắt ren để lắp cố định một chi tiết dạng trụclên

nó Bậc trụ 30 có tác dụng vừa định vị vừa dẫn hướng, còn bậc trụ M20 1,5 cótác dụng kẹp chặt chi tiết dạng trục

4) Phần mặt bích phía trên có hai rãnh xẻ để lắp một chi tiết thứ 3 lên nó.5) Có thể có tác dụng làm tăng độ cứng vững cho trục

Ngoài ra, để tăng độ cứng cho chi tiết người ta làm thêm 2 gân có chiều dày 10mm hai ben ống trụ

Qua kết cấu và chức năng của chi tiết gia đỡ có thể xếp nó vào loại chi tiếtdạng hộp

Bảng thành phần hóa học của vật lêu chế tạo hộp đầu nối là Duralumin trong đó Al là nguyên tố chính:

Cu Mn Mg Si Fe k u

(kg/mm 2 ) (kg/mm 2 ) 0,5 0,5 1 1,5 1 1,2 <0,1 15 3,7 32

1.2.PHÂN T CH T NH CÔNG NGHỆ TRONG K T C U CHI TI T 1.3 X CĐ NHD NGS NXU T.

1.3.1 Xác đ nh s n lư ng h ng năm :

Mỗi dạng sản xuất khác nhau sẽ cho chúng ta các phương thức sản xuất cũng như lập quy trình công nghệ khác nhau Do đó ta cần phải xác định dạng sản xuất của chi tiết

Trước hết ta cần phải xác đinh sản lượng hàng năm của chi tiết được xác định theo công thức:

Trong đó: N - Số chi tiết được sản xuất trong 1 năm:

N1 - Số sản phẩm được sản xuất trong 1 năm: 600 chiếc/ năm

m - số loai chi tiết trong 1 sản phẩm: 1

β - số chi tiết được tạo thêm để dự phòng : 5 %

Vậy: = 12000.1 (1 + 1005

) (1 + 1004

) = 13104 ( ℎ ế )

1.3.2 Trọng lư ng c a chi ti t.

Tính trọng lượng của chi tiết :

Q=V

Trong đó: V : Thể tích của chi tiết

Với chi tiết đã cho ta cho thể tích gần đúng :

V = 63.50.18 + 3,14.(22,52/2).18 - 80.50.17-3,14.152.40+3,14.102.30 + 20.30.10 = 38288,48 (mm3) = 0,038 (dm3)

: Trọng lượng riêng của vật liệu chi tiết; với duralumin = 2,78 kg/dm3

Vậy trọng lượng của chi tiết :

Q = 0,038.2,78 = 0,106 (kg)

Tra bảng 2.6 T31(HDTKĐA CNCTM) ta xác định dạng sản xuất là :

Hàng loạt lớn

1.4 CHỌN PHƯƠNG PH P CH T O PHÔI.

1.4.1 Cơ sở để lựa chọn phương pháp ch tạo phôi.

Việc chọn phôi và phương pháp chế tạo phôi hợp lý sẽ giảm được quá trình gia công cơ khí (giảm thời gian gia công cơ giảm chi phí sản xuất…….) vì vậy sẽ nângcao được hiệu quả kinh tế Để chọn được phương pháp chế tạo phôi chothan con trượt một cách hợp lý (tức là yêu cầu kỹ thuật lẫn chỉ tiêu kinhtế) ta cần dựa vào các yếu tố sau:

• Dạng sản xuất: Hàng loạt lớn

• Vật liệu: Duralumin

• Đặc điểm kết cấu: Yêu cầu tương đối chính xác Do đó chi tiết junction box

có các phương án chế tạo phôi như sau:

a,Đúc trong khuôn kim loại.

Đúc trong khuôn kim loại có thể thực hiện việc điền đầy kim loại theo nhiềucách:

- Rót tự do:

Thích hợp cho sản xuất hàng loạt lớn, vật đúc nhỏ, trung bình, cấu tạođơn giản Vật đúc có cơ tính cao, dùng đúc các vật liệu khác nhau Tuynhiên hạn chế đúc gang xám

- Điền đầy kim loại đưới áp lực:

Sản xuất hàng loạt lớn, hàng khối Vật đúc nhỏ, đơn giản Đúc vật đúcyêu cầu chất lượng cao, thích hợp cho cả vật liệu có nhiệt độ nóng chảy thấp.Phương pháp đúc trong khuôn kim loại dễ cơ khí hoá và tự động hoá,giá thành sản xuất đúc cao hơn so với đúc trong khuôn kim loại Tuy vậy,với sản lượng hợp lý thì giá thành sản xuất sẽ không cao

Từ đó ta chọn phương pháp đúc bằng khuôn kim loại, l m khuôn

bằng máy để tạo phôi cho chi ti t Junction box.

Bản vẽ khuôn đúc được vẽ sơ lược như sau :

PHẦN II: THI T K QUY TR NH CÔNG NGHỆ

CH T O CHI TI T TAY BIÊN LIỀN

NC I Phay thô, tinh mặt A 6H82

NC II Phay thô, tinh mặt 6H82

Đồ gá phay Dao phay trụ

Đồ gá phay Dao phay trụ

Đồ gá khoan Mũi khoan

Đồ gá khoan Mũi khoan

Đồ gá khoan Mũi khoan

Đồ gá khoan Mũi khoan, mũi taro

Đồ gá khoan Mũi khoan, doa

Đồ gá khoan Mũi khoan, doa

2.3 QUY TR NH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG.

2.3.1 NGUYÊN CÔNG I : Phay thô, tinh mặt A

- Định vị : Đồ gá chuyên dùng

D=100mm, d=30mm, B=217mm

2.3.2 NGUYÊN CÔNG II : Phay thô, tinh bề mặt song song với mặt A

2.3.3 NGUYÊN CÔNG III: Khoan 2 lỗ ∅6

- Định vị : 3 bậ c tự do vào mặt A bằ ng phiế n tỳ 2 bậ c tự do mặt bên bằ ng

phiế n tỳ

1 bậc ở trên đỉnh chi tiết

khi gia công hợp kim nhôm Ømax=28mm Công suất máy N = 6kW

- Định vị : 3 bậ c tự do vào mặt A 2 bậ c tự do bằng khối V.

- Ch n dao : Mũi khoan, doa thép gió có các kích thước sau: Tra theo bảng

4.92 Sổ tay Công nghệ chế tạo máy 1:

D 1 = 14mm , L 1 = 45mm, D 2 = 8mm, L 2 = 45mm 2.3.5 NGUYÊN CÔNG V :

- Định vị: 3 bậc tự do vào mặt A

11

2 bậ c tự do bằng khối V

1 bậ c tự do bằ ng chố t tỳ

4.92 Sổ tay Công nghệ chế tạo máy 1:

d = 3.2mm, L = 45mm,

NGUYÊN CÔNG VI : Khoan, taro 4 lỗ M4x6

- Định vị : 3 bậc tự do vào mặt A

2 bậ c tự do bằng khối V.

1 bậ c tự do bằ ng chố t mặt cầu ở mặt bên

= 63mm, L = 40mm, d = 27mm

2.3.6 NGUYÊN CÔNG VII : Phay 2 rãnh bề rộng 18

- Định vị : 3 bậ c tự do vào mặ t bên bằng phiến tỳ 2 bậ c tự do nhờ

khối V

1 bậ c tự do bằ ng chốt trám vào lỗ Ø8

- K p ch t : Dùng cơ cấu kẹp chặt bằng đai ốc và bạc

Dao phay đĩa có thông số D= 50mm, B= 6mm d=16mm, d1= 25mm, Z=16

2.3.7 NGUYÊN CÔNG VIII : Khoan lỗ Ø5

- Ch n dao : Tra bả ng 4.40 Sổ tay Công nghệ chế t ạ o máy tập 1: Mũi khoan

có thông số d= 5mm, L= 90mm l0=60mm

PHẦN III: T NH LƯỢNG DƯ GIA CÔNG

3.1 T NH LƯỢNG DƯ CHO BỀ MẶT B

- Tính lượng dư của bề mặt B 18+0,02 Độ chính xác của phôi đúc cấp

II ,trọng lượng phôi 0,106 kg, vật liệu phôi: Duralumin

- Quy trình công nghệ : Nguyên công phay

RZa : Chiều cao nhấp nhô tế vi do bước công nghệ sát trước để lại

Ta : Chiều sâu lớp kim loại bị hỏng bề mặt của nguyên công trước

a : Sai lệch về vị trí không gian do bước công nghệ sát trước

để lại ( độ cong vênh, độ lệch tâm, độ không song song …)

b : Sai số gá đặt chi tiết ở bước công nghệ đang thực hiện.

- Tính Rza và Ta : Tra bảng 10 trong Thiết kế đồ án CN CTM ta có: Phôi đúc Rza và Ta

+ k lấy theo bảng 15 Thiết kế đồ án CN CTM có: k = 2 m/1mm

+ l là chiều dài lớn nhất của chi tiết đúc: l = 106 mm;

16

k: Sai số kẹp chặtTra bảng 24 - Thiết kế đồ án CN CTM

k= 0 (vì phương lực kẹp vuông góc với phương kích thước)

d2max= d3max – 2.Z2min= 18,02–0,039=17,981 mm

d1max= d2max – 2.Z1min=17,981–0,791=17,19mm

▪ Dung sai kích thước:

Phôi : δphôi =800 m

Phay thô : δphay thô = 300m

Phay tinh : δphay tinh = 20 m

▪ Kích thước giới hạn :

Phôi: d1max=17,19 mm

d1min= d1max – δphôi= 17,19 – 0,8=16,39 mm

Sau phay thô : d2max=17,981 mm

d2min= d2max – δphay thô= 17,981 – 0,3=17,681

mm Sau phay tinh: d3max=18,002 mm

d3min= d3max – δphay tinh= 18,002 – 0,02=18 mm

▪ Lư ng dư giới hạn :

Phay thô: 2Z1max=d2max – d1min =17,981 – 16,39=1,591 mm

2Z1min= d2min– d1max =17,681–17,19=0,586 mm

Phay tinh: 2Z2min=d3max – d2min= 18,02–17,705=0,315 mm

2Z2max=d3min – d2max =18 – 17,905=0,095 mm

Ta có thể lập được bảng tính toán lượng dư như sau:

B ng tính toán lư ng dư gia công rãnh bề rộng 18 +0,02

Các thành phần của

Kích thước Trị số giớilương dư Giá trị tính

- Kiểm tra sau khi tính toán: Sau phay tinh:

Zmax-Zmin=420-200=220μmm

δphay thô- δphay tinh=200-20=220μmmSau phay thô :

Zmax-Zmin=2006-806=1200μmm

δphôi -δphay thô=1000-200=800μmm

3.2 TRA LƯỢNG DƯ C C BỀ MẶT CÒN L I Tra

từ sổ tay Công Nghệ Ch Tạo Máy :

3.2.1 NGUYÊN CÔNG I : Phay mặt A

- Lượng dư khi phay thô: Z = 1,5 mm

- Lượng dư khi phay tinh: Z = 0,5 mm

3.2.2 NGUYÊN CÔNG II: Phay mặt song song với mặt A

- Lượng dư khi phay thô: Z = 1,5 mm

- Lượng dư khi phay tinh: Z = 0,5 mm

20

PHẦN IV : T NH TO N CH ĐỘ CẮT CHO NGUYÊN

CÔNG VII PHAY MẶT CHỨA RÃNH VÀ TRA CH ĐỘ

CẮT CHO C C NGUYÊN CÔNG CÒN L I.

4.1 PHAY MẶT CHỨA RÃNH BỀ RỘNG 18

Gia công mặt chứa rãnh đạt độ nhám bề mặt Rz 40:

Gia công trên máy phay ngang 6H82 với các thông số kỹ thuật :

- Công suất động cơ N = 7,5 kW

- Số vòng quay trục chính : 31,5 ; 40 ; 50 ; 63; 80 ; 100

;125;160;200;250;315;400;500;630;800;1000;1250;1600 vòng/phútChọn dao:

Chọn dao phay đĩa đầu bằng thép gió có kích thước :+ Đường kính dao D=50 mm

b) Lư ng chạy dao: Tra bảng 5.26 – Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2 ,

ta chọn lượng chạy dao vòng là: S = 0,2 mm/răng

CV = 690; q = 0,2; x = 0,3; y = 0,4; m = 0,35;u=0,1; p=0;

- T : Chu kỳ tuổi bền của dao Theo bảng 5.30 (Sổ tay CNCTM tập 2)

Ta chọn vòng quay trục chính theo cấp tốc độ của máy: nm = 100

vòng/phút; chọn lượng chạy dao theo máy S = 0,2mm/răng

Trong đó : Theo bảng 5 41 (Sổ tay CNCTM tập 2):

Vậy máy 6H82 đủ công suất để phay thô

4.1.2 Bước gia công: Phay tinh

Tacó:

g) Chiều sâu cắt: ở đây chiều sâu cắt chính là lượng kim loại bị cắt

đi, vì thế ta có t= 0,5mm

h) Lư ng chạy dao: Tra bảng 5.37 – Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2 ,

ta chọn lượng chạy dao vòng là: Sz = 0,06 mm/ răng

i) Tốc độ cắt: V mm/phút

Tốc độ cắt được tính theo công thức: V= k

v

Trong đó: Cv , m , x , y , q,u :hệ số mũ.Tra bảng 5.39 - Sổ tay CNCTMtập 2 với vật liệu `g ta có :

CV = 57,4; q = 0,25; x = 0,1; y = 0,4; m = 0,2;u=0,15; p=0,1; B = 76mm

- T : Chu kỳ tuổi bền của dao Theo bảng 5.30 (Sổ tay CNCTM tập 2) Với D = 100 mm ta chọn : T = 180 (phút)

- Hệ số điều chỉnh chung tốc độ cắt, phụ thuộc vào các điều kiện cắt cụ thể:

Ta chọn vòng quay trục chính theo cấp tốc độ của máy: nm = 200

vòng/phút; chọn lượng chạy dao theo máy S = 1mm/vòng

Tốc độ thực tế: V = . = .100.200 = 62,81 m/phút

24

Vậy máy 6H82 đủ công suất để phay tinh

Bước Máy V(m/phút) N(vòng/ph) S(mm/phút) t(mm)

4.2 TRA CH ĐỘ CẮT CHO CÁC NGUYÊN CÔNG CÒN L I Tra chế

độ cắ t trong quá trình gia công từ trang 49 – 170 Sổ tay công nghệ

4.2.3 NGUYÊN CÔNG IV: Khoan, doa 2 lỗ ∅14 và ∅8

- Lượng chạy dao: S = 0,12 mm/vòng

PHẦN VI: T NH TO N VÀ THI T K ĐỒ G PHAY RÃNH

Chi tiết được định vị bậc tự do.

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, đốivới gia công thô: K1= 1,2

K2: Hệ số tăng lực cắt khi dao mòn:

K2 = 1 1,8 Ta chọn K2 = 1

K3: Hệ số tăng lực cắt khi gia công: K3 = 1

K4: Hệ số tính đến sai số của cơ cấu kẹp chặt

N2 = W +N1 = 628 + 514 = 1142 (N)

Momen tạ i mặ t cắt B :

MB = W.l2 = 628.90.10-3 = 57 N.m

Biểu đồ momen uốn tác dụng lên chi tiết:

ở đây mặt cắt B chịu momen uốn lớn nhất đồng thời

ở đây chi tiết có tiết diện nhỏ nhất và thay đổi đột ngột,

Với [σ] = 600MPaσ] = 600MPa] = 600MPa

=> Vậy cơ cấu đủ bền

Đồ gá gia công phay mặt chứa rãnh phải đảm bảo khoảng cách

=> =0,04 mm = 40 m

Ta lấy: [σ] = 600MPa gd]= 1

2 δ = 20 m

- c: sai số chuẩn: Do chuẩn định vị trùng gốc kích thước => =0

- k : sai số kẹp chặt, ở đây phương lực kẹp không vuông góc với

phương kích thước thực hiện nên: k.= 4 m

= √[σ] = 600MPa20]2 − [σ] = 600MPa02 + 42 + 7,72 + 102] = 15

Vậy với sản lượng N= 660 chi tiết ta cần chế tạo 4 chiếc đồ gá với sai số chế tạo [σ] = 600MPa ]≤15

Từ sai số chế tạo đồ gá đã tính [σ] = 600MPa ] ≤ 15 , và yêu cầu thiết kế , ta xác

định được các điều kiện kỹ thuật của đồ gá như sau :

• Độ không song song giữa mặt định vị và mặt đáy đồ gá nhỏ hơn 0,015/100 (mm)

• Độ không vuông góc giữa tâm bạc dẫn và mặt đáy đồ gá nhỏ hơn 0,015/100 (mm)

• Độ không đồng tâm của tâm bạc dẫn và trục máy nhỏ hơn 0,015/100 (mm)

• Bề mặt làm việc của bạc dẫn, chốt định vị, và phiến tỳ sau khi nhiệt luyện đạt

Từ 50 – 55 HRC

TÀI LIỆU THAM KH O

1 Sổ tay công nghệ chế tạo máy……….GS.TS Trần Văn Địch (chủ biên ) NXB Đại Học Bách Khoa Hà Nội

2 Sổ tay công nghệ chế tạo máy (3 tập)… GS.TS Nguyễn Đắc Lộc (chủ biên) NXB Khoa học và Kỹ thuật - 2005

3 Atlas Đồ Gá……….GS.TS Trần Văn Địch (chủ biên )

NXB Đại Học Bách Khoa Hà Nội

4 Đồ gá……… GS.TS Trần Văn Địch NXB Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội

5 Thiết kế đồ án Công nghệ chế tạo máy…………GS.TS Trần Văn Địch NXB Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội 2000

6 Hướng dẫn thiết kế đồ án Công nghệ chế tạo máy GS.TS Nguyễn Đắc Lộc

, Lưu Văn Nhang

NXB Khoa học và Kỹ thuật