Em đã hoàn thành đồ án môn học công nghệ chế tạo máy .Trong quá trình thiết kế và tính toán sẽ không tránh khỏi những sai sót do còn ít kiến thức thực tế và kinh nghiệm thiết kế nên em r
Trang 1LỜI NÓI ĐẦU
Môn học công nghệ chế tạo máy có vai trò quan trọng đối với sinh viên nghành chế tạo máy nói chung và nghành ôtô, động cơ nói riêng Nghành công nghệ chế tạo máy gia công và chế tạo các loại máy , các thiết bị cơ khí phục vụ các ngành kinh tế như: công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải, điện lực vv
Đồ án môn học công nghệ chế tạo máy là đồ án rất quan trọng đối với sinh viên khoa 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 công cụ, dụng cụ cắt, đồ gá Ngoài ra đồ án còn giúp cho sinh viên hiểu và
có thể thiết kế và tính toán một qui trình công nghệ chế tạo một chi tiết cụ thể
Sau một thời gian tìm hiểu và với sự chỉ bảo nhiệt tình của thầy giáo
ĐINH ĐẮC HIẾN Em đã hoàn thành đồ án môn học công nghệ chế tạo máy Trong quá trình thiết kế và tính toán sẽ không tránh khỏi những sai sót do còn ít kiến thức thực tế và kinh nghiệm thiết kế nên em rất mong được
sự chỉ bảo của các thầy cô để đồ án của em được hoàn thiện hơn nữa
Trang 2THUYẾT MINH ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY
I NHIỆM VỤ THIẾT KẾ
Thiết kế qui trình công nghệ gia công chi tiết thân ba ngả đảm bảo yêu cầu
kỹ thuật đã cho trong bản vẽ chi tiết
II PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG &ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT
Thân ba ngả đã cho có thể coi là chi tiết dạng hộp nên chức năng của chi tiết này có thể dùng trong các van cấp nước,khí ,nhiên liệu và trong các hệ thống công nghiệp khác,có thể để đỡ các trục của máy Nhờ các lỗ ngang dọc trên thân mà nhiên liệu được phân phối đi theo các ngả trong máy theo yêu cầu, các mặt làm việc của chi tiết là các bề mặt trong của lỗ Chi tiết làm việc trong điều kiện không phức tạp với yêu cầu kỹ thuật không cao nên ta có thể gia công chi tiết trên các máy vạn năng thông thường mà vẫn có thể đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật đã đặt ra
Yêu cầu kỹ thuật cơ bản
- Độ không phẳng và độ không song song của các bề mặt chính trong khoảng 0,05 1(mm), Ra = 5 1,25
III PHÂN TÍCH TÍNH CÔNG NGHỆ TRONG KẾT CẤU CHI TIẾT
Tử bản vẽ chi tiết ta thấy: Chi tiết có nhiều bề mặt phải gia công trong đó có nhiều bề mặt đòi hỏi độ chính xác.Trên chi tiết có các lỗ phải gia công đạt độ chính xác và độ nhám.Về cơ bản kết cấu của chi tiết có đủ độ cứng vững, kết cấu hợp lý như: Chiều dày thành đủ lớn, đủ diện tích, lỗ vuông góc với mặt phẳng của vách, bề mặt cần gia công không có vấu lồi Do vậy đảm bảo cho việc chế tạo chi tiết Với chi tiết trên ta có thể dùng phương pháp tạo phôi đúc
Ngoài ra khi gia công chi tiết có những khó khăn : +Gia công các lỗ khó khăn do khoảng cách các lỗ ngắn và không thể gia công trên máy nhiều trục , khi gia công khó đảm bảo độ đồng tâm của 2 lỗ 20 và
12
+ Khi gia công chi tiết này ta phải khoan lỗ 6 trên mặt trụ vậy nến ta đưa trực tiếp mũi khoan 6 vào để khoan thì sẽ bị trượt sai vị trí và gẫy mũi khoan do vậy ta có thể dùng dao phay ngón để phay lấy mặt phẳng sau đó ta mới khoan (khi khoan dùng bạc dẫn hướng để đảm bảo vị trí chính xác của mũi khoan
+Trong quá trình đúc tránh để rỗ khí, phôi đúc phải đảm bảo yêu cầu kỹ thuật khi đúc phải để lại lượng dư cho gia công cơ
Trang 3Với chi tiết trên mặt đầu A là gốc kích thước vậy khi gia công cơ ta tiến hành tiện mặt đầu làm chuẩu tinh để gia công cho các nguyên công tiếp theo
+Tại mặt đầu trụ 45 có 2 vấu vậy để đảm bảo chính xác ta có thể phay 2 mặt này đồng thời bằng 2 dao phay đĩa trên máy phay có trục nằm ngang
Để tính được thể tích của chi tiết ta chia chi tiết ra làm nhiều phần để tính các
Vi sau đó lấy tổng các Vi Sau khi tính toán ta được V = 0,11(dm3)
- Khối lượng riêng của gang : = 7,4 kG/dm3
*) Trọng lượng của chi tiết
Q = .V Vậy Q = 0,11.7,4 = 0,82 (kg)
2) Sản lượng chi tiết:
Sản lượng chi tiết hàng năm được xác định theo công thức :
100 1
.(
.
1
N m N
N - Số chi tiết được sản xuất trong 1 năm
N1 - Số sản phẩm được giao N1 = 5.000(ct/nam)
m - Số chi tiết trong 1 sản phẩm, (m =1)
- Số chi tiết được chế tạo thêm để dự trữ ( lấy = 5%)
- Tính đến tỷ lệ % phế phẩm ( = 5%)
5500 )
100
5 5 1 (
IV xác định phương pháp chế tạo phôi
- Vì cấu tạo của chi tiết có dạng hộp có nhiều lỗ vậy để đảm bảo điều kiện kết cấu, làm việc cũng như thuận tiện cho việc gia công cơ ta chọn phương pháp đúc phôi
- Do các đặc điểm của phôi như : + Sản xuất hàng loạt lớn
+ Chi tiết cỡ nhỏ
Do đó, đúc phôi theo phương pháp đúc trong khuôn cát:
+khuôn làm bằng máy +mẫu làm bằng kim loại
- Chọn mặt phân khuôn : Mặt phân khuôn được biểu diễn trên hình vẽ
Trang 4V THIẾT KẾ QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT
1 Xác định đường lối công nghệ
Sau khi phân tích kết cấu của chi tiết, dạng sản xuất là loạt lớn và trong điều kiện sản xuất ở nước ta hiện nay, ta chọn phương án phân tán nguyên công,
sử dụng nhiều đồ gá chuyên dùng để gia công trên các máy vạn năng thông dụng
2 Lập tiến trình công nghệ gia công chi tiết
Nguyên công tạo phôi
Chế tạo phôi bằng phương pháp đúc
Đúc trong khuôn cát với:
+Khuôn làm bằng máy +Mẫu làm bằng kim loại
Nguyên công ủ và làm sạch phôi
Sau khi đúc, phôi phải được ủ để khử ứng suất dư, sau đó phôi phải được làm sạch trước khi gia công cơ
Thứ tự các nguyên công gia công cơ:
- Nguyên công 1 : Tiện mặt đầu (A) & Khoét + Doa lỗ 25
- Nguyên công 2 : Phay mặt đầu khối trụ 45
- Nguyên công 3 : Khoan +doa lỗ 100,01
- Nguyên công 4 : Phay mặt đầu vuông góc với mặt chuẩn (A)
- Nguyên công 5 : Khoan + Khoét + Doa lỗ 20 và 12
- Nguyên công 6 : Khoan + Doa lỗ 12
- Nguyên công 7 : Phay bậc để Khoan+Doa lỗ 6
- Nguyên công 8 : Phay rãnh mặt đầu khối trụ
- Nguyên công 9 : Kiểm tra
Nguyên công 1:
Bước 1) Tiện mặt đầu (A )
Trang 5(Nguyên công tạo mặt phẳng tinh để gia công các mặt khác)
Định vị và kẹp chặt
Chi tiết được định vị và kẹp chặt trên mâm cặp 3 chấu tự định tâm,lực kẹp sinh ra từ các chấu kẹp
Nguyên công được thực hiện trên máy tiện vạn năng với dao tiện mặt đầu
Tra lượng dư gia công
- Kích thước cần đạt ở nguyên công này: 700,01, Ra = 2,5 m
Tra theo bảng 5 TKĐACNCTM, tương ứng với cấp chính xác 6
Nguyên công này được chi là 2 bước
+ Tiện thô
+ Tiện tinh
Tiện thô với lượng dư là Z = 2 (mm)
Tiện tinh với lượng dư là Z = 0,5 (mm)
Tra chế độ cắt
- Chọn máy : Chọn máy Tiện vạn năng T620
+ Công suất máy : N = 7 (KW)
+ Hiệu suất máy : = 0,75
+ Tốc độ cắt V : V=95(mm/p) Tốc độ cắt theo tính toán là Vt = 95 (mm / phút )
Số vòng quay của trục chính theo tính toán là :
95 1000
1000
Trang 6Chọn số vòng quay theo tiêu chuẩn của máy là Nm = 315 (v/p)
Vậy tốc độ thực tế là :
1000
315 70 14 , 3 1000
.
p mm n
+ Chọn chiều sâu cắt t = 0,5(mm) (bằng cả lượng dư gia công )
+ Lượng chạy dao:
Tra theo bảng (5-14) STCNCTM T2,ta được S = 0,2 (mm/vòng)
+ Tốc độ cắt : V=95(mm/p) Tốc độ cắt theo tính toán là Vt = 95 (mm / phút )
Số vòng quay của trục chính theo tính toán là :
95 1000
1000
Vậy tốc độ thực tế là :
1000
315 70 14 , 3 1000
.
p mm n
Tra lượng dư gia công
Lượngdư gia công đối với lỗ trên là Z = 2 (mm) cho : + Khoét
+ Doa thô
chế độ cắt
- Chọn máy : Chọn máy Tiện vạn năng T620
+ Công suất máy : N = 7 (KW)
+ Hiệu suất máy : = 0,75
- Chọn dao khoét
Chọn mũi khoét có lắp mảnh hợp kim cứng, theo bảng (4-47) STCNCTM T1, chọn dao có các thông số :
D = 25(mm); L = 180 355 (mm); l = 85 210 (mm)
+ Vật liệu mũi khoét : BK8
- Chọn dao doa : Chọn dao doa liền khối, đuôi côn
Trang 7Nguyên công 2 (Phay mặt đầu 45)
Phay mặt đầu trụ tròn để đạt kích thước 650,1
Định vị và kẹp chặt
Lấy mặt A đã được gia công làm chuẩn tinh Chi tiết được định vị trên 2 phiến tỳ (hạn chế 3 bậc tự do), chốt trụ ngắn (hạn chế 2 bậc tự do) và được kẹp chặt từ trên xuống dưới bằng bàn kẹp liền động
Nguyên công được thực hiện trên máy phay đứng bằng dao phay mặt đầu
Tính toán chế độ cắt:
+ Chọn máy :chọn máy phay đứng vạn năng 6H82
- Công xuất máy : N =7 (kW)
+ Chọn dao Theo bảng (4-95) STCNCTM T1 Chọn dao phay mặt đầu gắn liền Hợp kim cứng BK6
- Đường kính dao được xác định : D = 1,3B = 1,3 45=58,3(mm), theo bảng (4-3) STCNCTM T1, chọn dao theo tiêu chuẩn có :
D = 100 B = 45
d = 32 Z = 8 +Tính toán chế độ cắt :
q v
K Z B S t T
D C
V
Trong đó:
D=100 t =2
Sz=0,24 Z=8
Trang 8Theo bảng (5-40)cùng với D=100 T=180 phút Theo bảng (5-39)ta được các hệ số và số mũ như sau :
100 445
0 2 , 0 35 , 0 15 , 0 32 , 0
2 , 0
14 , 3
137 1000
1000
Chọn số vòng quay theo máy, lấy n = 400 (vòng/phút)
Tốc độ cắt thực :
6 , 125 1000
100 400 14 , 3 1000
.
q
u y z x p
k n
D
Z B S t C Pz
.
10
Trong đó :
t = 2; Sz = 0,24;
B = 45; Z = 10; D = 100; n = 400 Các hệ số và số mũ được tra theo bảng (5-41) STCNCTM T2
Cp = 54,5; n = 1; x = 0,9; q = 1; y = 0,74 w = 0 ; kmv = 0,93 Thay vào công thức ta có :
) ( 1184 93
, 0 400
100
8 45 24 , 0 2 5 , 54 10
0 1
1 74 , 0 9 , 0
N
- Xác định mômen xoắn (Nm) trên trục chính của máy :
592 100
2
100 1184 100
2
6 , 125 1184 60
1020
- Tính tốc độ cắt V
Trang 9v p u y z x m
q v
K Z B S t T
D C
V
Các hệ số mũ như ở bước trước :
214 8
45 ) 15 , 0 (
5 , 0 180
100 445
0 2 , 0 35 , 0 15
, 0 32 , 0
2 , 0
14 , 3
214 1000
1000
Chọn số vòng quay theo máy, lấy n = 650 (vòng/phút)
Tốc độ cắt thực :
204 1000
100 650 14 , 3 1000
Tra lượng dư
Để gia công lỗ đặc(Z=10mm) đạt độ bóng Ra = 2,5 tương ứng với cấp chính xác 6, thì sau khi khoan ta cần phải doa thô
Lượng dư sau khi khoan = 1/2 đường kính mũi khoan
Đường kính mũi khoan phải là : D = 10 - 0,2 = 9,8 (mm)
Tra chế độ cắt
Trang 10Vt = Vb.k1.k.k3 Theo bảng 5-95 ta có :
k1 là hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kì bền của dao k1 = 1
Theo bảng 5-87 ta có :
k2 là hệ số phụ thuộc phụ thuộc vào chiều sâu mũi khoan k2 = 1
Theo bảng 5-95 ta có :
k3 là hệ số phụ thuộc vào mác vật liệu mũi khoan k3 = 1
Theo bảng (5-90) tra được Vb = 26 (mm/phút) Vậy ta có Vt = 26.1.1.1 = 26 (mm/phút)
Xác định số vòng quay của trục chính
10 14 , 3
26 1000
1000
p v d
8 , 9 800 14 , 3 1000
.
Ta tiến hành doa trên máy khoan 2H125
Các thông số khi doa sẽ là :
- Chọn dao : Chọn dao liền khối đuôi côn (thép gió P18) (theo bảng 4-47 STCNCTM T1 chọn )
d = 10 Chiều dài toàn dao : L = 170 (mm)
Chiều dài phần cắt : l = 30 (mm)
Chiều sâu cắt t = 0,125 (mm) Lượng chạy dao theo bảng (5-112) STCNCTM T2 là S = 1,7 (mm/vòng)
Theo bảng (5-114) ta có Vb = 7,3 (m/v) Tốc độ cắt :
Theo công thức tính toán tốc độ cắt ta có :
Vt = Vb.k1
Trang 11k1 là hệ số điều chỉnh tốc độ cắt theo chu kỳ bền của mũi khoan k1 = 1
Vậy ta có Vt = 7,3.1 = 7,3 (mm/phút)
10 14 , 3
3 , 7 1000 d
.
v
10 225 14 , 3 1000
.
Chi tiết được kẹp chặt bằng bàn kẹp khi quay tay quay
Nguyên công được thực hiện trên máy phay đứng bằng dao phay mặt đầu
Tra lượng dư
Lượng dư dao được tra theo sổ tay công nghệ CTM tập 1
- Lượng dư cho bước phay thô : 2,25 (mm)
- Lượng dư cho bước phay tinh : 0,25 (mm)
Tra chế độ cắt
- Chọn máy phay vạn năng : 6H82
+ Công suất động cơ : N = 7 (KW)
+ Hiệu suất máy : = 0,75
Chọn dao phay mặt đầu có gắn mảnh hợp kim cứng BK6
Theo bảng (4-94) sổ tay công nghệ chế tạo máy tập I ta có các thông số của dao như sau:
D = 100 (mm) ; B = 39 (mm) ; d = 32 (mm) ; Z = 10 (răng)
Trang 12ở bước phay thô
Chiều sâu cắt t = 2,25 (mm) (bằng cả lượng dư ở bước phay thô)
Lượng chạy dao răng theo bảng (5-125) STCNCTM T2
là Sz = 0,18 (mm/răng)
Theo bảng (5-127) STCNCTM tập II ta có Vb = 181 (m/p) Theo công thức tính tốc độ cắt ta có :
Vt = Vb.k1.k2.k3 k4 Trong đó:
k1 là hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào nhóm và cơ tính của vật liệu k1 = 1
k2 là hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái bề mặt gia công k2 = 1
k3 là hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào tuổi bền của dụng cụ gia công k3 = 1
k4 là hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều rộng phay:k4=1,13 Vậy ta có Vt = 181.1,13.1.1.1 = 204 (mm/p)
Số vòng quay của trục chính theo tính toán là :
100 14 , 3
204 1000
1000
p v d
Tốc độ thực tế theo tính toán sẽ là :
1000
475 100 14 , 3 1000
.
p m n
d
ở bước phay tinh
Chiều sâu cắt t = 0,25 (mm) (bằng cả lượng dư ở bước phay thô)
Lượng chạy dao răng theo bảng (5-125) STCNCTM T2
là S = 0,15 (mm/vòng)
Theo bảng (5-127) Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập II ta có Vb = 232 (m/p) Theo công thức tính tốc độ cắt ta có :
Vt = Vb.k1.k2.k3 ,k4 Trong đó:
k1 là hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào nhóm và cơ tính của vật liệu k1 = 1
k2 là hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái bề mặt gia công k2 = 1
k3 là hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào tuổi bền của dụng cụ gia công k3 = 1
k4 là hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều rộng phay:k4=1,13 Vậy ta có Vt = 232.1,13.1.1 1= 262,16 (m/p)
Số vòng quay của trục chính theo tính toán là :
100 14 , 3
16 , 262 1000
1000
p v d
Tốc độ thực tế theo tính toán sẽ là :
1000
475 100 14 , 3 1000
.
p m n
Trang 13Chi tiết được định vị trên phiến tỳ(mặt phẳng A), chốt trụ ngắn(lỗ 25) và chốt trám (lỗ 10),chống xoay chi tiết
Kẹp chặt
Chi tiết được kẹp chặt nhờ cơ cấu kẹp nhanh
Khi khoan dùng bạc dẫn hướng lắp trên 1 phiến dẫn và phiến dẫn này lắp với thân đồ gá
Gia công lỗ 20 trước
Tra lượng dư
Theo bảng (2-4) STCNCTM ĐHBK, nguyên công này gồm 3 bước : + Khoan
+ Khoét : với lượng dư 2,4 (mm) sau khi khoan
+ Doa thô : với lượng dư 0,1 (mm) sau khi khoét
Chọn mũi khoan ruột gà, đuôi côn với đường kính D = 15 (mm)
Chiều dài mũi khoan : L = 290 (mm)
Chiều dài làm việc của mũi khoan : L = 190 (mm)
Vật liệu mũi khoan là : Thép gió P18
Tra chế độ cắt
Chiều sâu cắt : t = 15/2 = 7,5 (mm)
Theo bảng (5-89) STCNCTM T2 có lượng chạy dao S = 0,4 (mm/vòng)
Trang 14Theo bảng (5-90) STCNCTM T2 có tốc độ cắt : Vb = 23 (m/vòng)
Tốc độ cắt : Theo công thức tính toán tốc độ cắt ta có :
23 1000
1000
p v d
.
p mm n
Chọn máy khoan đứng 2A135
+ Máy khoan có đường kính lớn nhất 35 (mm)
+ Khoảng cách từ bàn máy tới trục chính là 700 1120 (mm)
+ Công suất máy N = 6 (KW)
k1 là hệ số phụ thuộc vào chu kỳ tuổi bền của dao k1 = 1,19
k2 là hệ số phụ thuộc vàp trạng thái bề mặt gia công k2 = 1
vậy Vt = 26.1,19.1 = 30,94 (m/phút) Xác định số vòng quay theo tính toán của trục chính theo công thức sau :
8 , 19 14 , 3
94 , 30 1000
1000
phut v d
.
p mm n
Trang 15Các thông số khi doa sẽ là :
- Chọn dao : Chọn dao liền khối đuôi côn (theo bảng 4-47 STCNCTM T1 chọn )
d = 20; L = 138 (mm); l = 40 (mm)
Chiều sâu cắt t = 0,2/2 = 0,1 (mm) Lượng chạy dao theo bảng (5-112) STCNCTM T2 là S = 2 (mm/vòng)
Theo bảng (5-114) ta có Vb = 7,3 (m/p) Tốc độ cắt :
Theo công thức tính toán tốc độ cắt ta có :
913 , 5 1000
1000
p v d
.
p mm n
Tra lượng dư
Theo bảng (2-4) STCNCTM ĐHBK, nguyên công này gồm 3 bước : + Khoan:với lượng dư 5,9(mm)(mỗi bên )
+ Doa thô : với lượng dư 0,1(mm) (mỗi bên)
Tra chế độ cắt
Khoan
- Chọn máy khoan 2A135
+ Công suất máy : N = 6 kW
+ Hiệu suất : = 0,8
Chọn mũi khoan ruột gà, đuôi côn với đường kính D = 11,8 (mm)
Chiều dài mũi khoan : L = 225 (mm)
Chiều dài làm việc của mũi khoan : L = 175 (mm)
Vật liệu mũi khoan là : Thép gió P18
5 , 35 1000
1000
p v d
v t
