Đồ án môn học công nghệ chế tạo máy

- bảng tóm tắt yêu cầu kĩ thật của chi tiết : Bề mặt chi tiết Hình dáng Vị trí tương quan Cấp chính xác Độ nhám Yêu cầu kỹ thuật khác 3 1,8,11 Mặt phẳng Song song với a =2,5 m Độ đả

LỜI NÓI ĐẦU

Đồ án môn học công nghệ chế tạo máy là một đồ án chuyên ngành chính của sinh viên ngành công nghệ chế tạo máy Đồ án môn học công nghệ chế tạo máy hướng dẫn cho sinh viên giải quyết vấn đề một cách tổng hợp về công nghệ chế tạo máy sau khi nghiên cứu các giáo trình cơ bản của ngành chế tạo máy.Khi thiết kế đồ án môn học công nghệ chế tạo máy giúp em làm quen được cách

sử dụng các tại liệu,sổ tay…mặt khác còn tạo cho em khả năng kết hợp và so sánh những lý thuyết đã học với thực tế sản xuất

Trong quá trình thiết kế có rất nhiều khó khăn,có những vấn đề chúng em chưa từng gặp trong quá trình học,nhưng dưới sự hướng dẫn tận tình của thầy Hoàng Văn Quý cùng toàn thể thầy cô bộ môn và các bạn đã giúp em phát huy tối đa tính sáng tạo và khả năng tìm hiểu một vấn đề Tuy vậy với kiến thức còn hạn chế nên em cũng không thể tránh khỏi những thiếu sót trong quá trình hoàn thành đồ án của mình Vậy em mong được sự đóng góp quý báu của các thầy cô

và các bạn để em ngày một hoàn thiên hơn kiến thức môn học này

Em xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên: Nguyễn Văn Huy

- PHẦN TÍNH TOÁN THUYẾT MINH

o Chương I: Phân tích chức năng làm việc,tính công nghệ trong kết

cấu

 1.1 Phân tích chức năng làm việc

Đây là chi tiết dạng càng làm việc như một giá điểu chỉnh dạng chạc thay thế Nó có chức năng trung gian để bánh răng chủ động với bánh răng bị động ănkhớp với nhău thông qua các bánh răng thay thế điều chỉnh dọc bằng dãnh trượt Mục đính làm thay đổi khoảng cánh trục và làm thay đổi tỉ số truyền dẫn đến làmthay đổi số vòng quay của trục chính

8 7

9 10

1

11 12

13 16

2

14

15

Hình 1 1: Chi tiết

- Những bề mặt làm việc chủ yếu : lỗ cơ bản (5) , mạt đáy (9) , rãnh lỗ (12),

lỗ (16)

- Chi tiết làm việc trong điều kiện tĩnh nên không cần nhiệt luyện

- Chi tiết có tác dugj chuyển động quanh trục giữa (5)

- Hai lỗ bên ( 7, 10 ) có vai trò xiết giữ chi tiết khi hoạt động

1.2 Tính công nghệ trong kết cấu

* kết cấu chưa hợp lí :

- Nhìn theo (hình 1) ở đường chuyển tiếp giữa mặt (1) và (2) nên để bán kính cong R5 để chi tiết cứng vững hơn vì nếu không để bán kính cong chi tiết sẽ tập trung ứng suất rất dễ sảy ra hiện tượng nứt gãy

- Nhìn theo (hình 2) ở 2 lỗ dịnh vị lên để cùng một kích thước lỗ Ф13 để thận tiện cho quá trình gia công

* tính hợp lý :

- ở hai lỗ định vị có làm vấu lồi lên để nhằm mục đính tiết kiệm vật liệu và thời gian gia công

 1.3 Yêu cầu kĩ thuật

- chi tiết đòi hỏi độ chính xác và song song giữa các lỗ cao

- bảng tóm tắt yêu cầu kĩ thật của chi tiết :

Bề mặt chi tiết Hình dáng Vị trí tương

quan

Cấp chính xác

Độ nhám Yêu cầu kỹ thuật

khác 3

1,8,11 Mặt phẳng Song song với

a =2,5 m Độ đảo hướng tâm

so với trục (5) không quá o,3

R a =2,5m

Các bề mặt

còn lại

14 R z =80m

o Chương II: Xác định dạng sản xuất,chọn phương án chế tạo phôi

 2.1 Chọn vật liệu chế tạo phôi

Vật liệu chế tạo chi tiết phải là vật liệu đáp ứng được điều kiện làm việc của chi tiết, phù hợp với các phương pháp chế tạo phôi tiên tiến cho năng suất cao,mặt khác giá thành của vật liệu cũng là một yếu tố quyết dịnh để đưa ra lựa chọn thích hợp nhất Hiện nay trong ngành chế tạo máy thường dùng 2 loại vật

liệu chủ yếu là gang xám và thép Ở đây ta chọn 2 loại vật liệu phổ biến là thép

45 và gang xám G24-44,ta có bảng so sánh sau:

+) Ngoài phương pháp dập thép 45 còn cho phép chế tạo phôi bằng phương pháp đúc

Cơ tính

+) Thép 45 có độ bền,độ dai

va đập thấp Khả năng chống mài mòn kém Khi làm việc chi tiết chịu tải trọng va đập nên nếu sử dụng thép 45 tuổi thọ của chi tiết không cao,dễ gây mỏi hay phá hủy cục bộ

+) [бn] = 830 N/mm2,chịu tải trọng va đập tốt Khả năng chống mài mòn cao do có các tấm grafit nhỏ mịn Vậy dùng gang xám G24-44 có thể đảm bảo được tuổi thọ cao trong điều kiện làm việc của chi tiết

Bảng 2.1: So sánh vật liệu gang xám G24-44 và thép 45.

- Do chi tiết làm việc trong môi trường ổn định, ko chịu tải trọng lớn mà chịu mài mòn nên ta chọn gang xám để dễ gia công cắt gọt và giá thành chế tạo phôi rẻ

 2.2 Xác định dạng sản xuất

Hình 2 1: Sơ đồ tính thể tích chi tiết

1)thể tích hình trụ V1 ;

+) V1= 452.3,14.50-332.3,14.20-222.3,14.30 = 203943 (mm3)

2) thể tích càng có dãnh Ф 18 :

V2 = 80.30.12-65.18.12 = 14760 (mm3)

= 0,254298 (dm )+) Khối lượng của chi tiết là:

Trong đó: N – Số chi tiết sản xuất trong một năm

N1 – Số sản phẩm được sản xuất trong một năm,N1 = 10500

m – Số chi tiết trong một sản phẩm,m = 1

α – Số phế phẩm trong phân xưởng đúc,α = 3% ÷ 6%

β – Số chi tiết được chế tạo thêm để dự trữ,β = 5% ÷ 7%

Chọn α = β = 5%

+) Thay các giá trị vào công thức 1.2 ta được:

N = 10500.1.(1+ )

= 10500 (Chi tiết)+) Tra theo bảng 1-1/[2]/19 => Dạng sản xuất là hàng loạt lớn.

 2.3 Chọn phương án chế tạo phôi

+) Theo mục 2.1 ta đã chọn vật liệu là gang xám G24-44 có phương pháp chế tạo phôi tốt nhất là phương pháp đúc

+) Với việc sử dụng phương pháp đúc ta có 2 phương án sau:

Phương án 1: Đúc trong khuôn kim loại

Phương án 2: Đúc trong khuôn cát

Cũng theo các đặc điểm củachi tiết trong cột bên ta có thể

sử dụng phương pháp đúc trong khuôn kim loại để chế tạo phôi

Chất lượng

phôi

Theo bảng (3-13/[1]/T1/185)

độ nhẵn bóng của các bề mặt đạt được tới Rz = 80 (µm) không thỏa mãn yêu cầu kĩ thuật của các bề mặt không giacông là Rz = 80 (µm) Nếu sử dụng phương án này ta rất khóđạt được Rz = 80 ( )

Với phướng pháp đúc này

độ nhẵn bóng các bề mặt đạt được tới Rz = 40 (µm) thỏa mãn yêu cầu kĩ thuật của chi tiết,vậy phôi đúc không cần cóbước gia công phôi

Giá thành sản

phẩm

Do khả năng cơ khí hóa và

tự động hóa không cao,hệ số

sử dụng vật liệu thấp và tuổi

Ngược lại đúc trong khuôn kim loại mặc dù đầu tư ban đầu cao nhưng khuôn đúc có

thọ của khuôn thấp nên mặc

dù có đầu tư ban đầu thấp nhưng với dạng sản xuất hàng loạt lớn sẽ làm cho giá thành sản phẩm cao

tuổi thọ cao,hệ số sử dụng vật liệu cao,dễ cơ khí hóa và tự động hóa nên giá thành hạ phùhợp với dạng sản xuất hàng loạt lớn

Bảng 2.2: So sánh đúc trong khuôn cát và đúc trong khuôn kim loại.

 Vậy để chế tạo phôi ta thấy phương án đúc trong khuôn kim loại

(Error: Reference source not found) thỏa mãn các điều kiện của chi tiết nên ta

quyết định sử dụng phương án này

 +) Chọn mặt phân khuôn khi đúc :

Khi chọn mặt phân khuôn cần chú ý :

- Mặt phân khuân đảm bảo dễ làm khuân và rút mẫu

- Mặt phân khuôn phải đơn giản nhất, số mặt phân khuôn phải ít nhất Tốtnhất chọn mặt phân khuôn tránh các mặt cong, bậc

- Mặt quan trọng của chi tiết nên để quay xuống dưới

 Ở chi tiết em chọn mặt phân khuân là bề mặt A_A như hình vẽ dưới Với cách chọn này ta dễ dang làm khuôn, lấy mẫu

 Chọn vị trí dẫn kim loại vào khuơn:

- vị trí dẫn kim loại vào khuơn phải đảm bảo điền đầy kim loại vào

khuơn

- khơng bị xĩi khuơn khi rĩt kim loại vào

 Vị trí dẫn kim loại chọn dẫn theo một phía như hình vẽ bên dưới:

dẫn kim loại vào

- Đậu ngĩt để bổ sung kim loại cho vật đúc khi đơng đặc

- Đậu ngĩt bố trí tại vào chỗ thành vật đúc tập trung nhiều kim loại vì ở

đĩ đơng đặc chậm và co rút nhiều

 Vị trí đậu ngĩt của chi tiết được bố trí như hình vẽ :

*Bản vẽ mặt phân khuôn

ta dùng thao cát gồm để làm lõi, sau khi rút phôi ra khỏi khuôn ta dùng búa đập nhẹ cho thao cát rơi ra

* hình dạng thao cát :

* bản vẽ lồng phôi :

o Chương III: Xác định phương hướng công nghệ gia công chi tiết

 3.1 Chọn chuẩn

* chọn chuẩn thô

Cần chú ý đến những yêu cầu sau :

- Phân phối đủ lượng dư cho các bề mặt gia công tiếp theo

- Bảo đảm độ chính xác cần thiết về vị trí tương quan giữa các bề mặt không gia công với các bề mặt gia công

 Với yêu cầu trên em chọn mặt (2) làm chuẩn thô để gia công ở nguyên công đầu tiên

*chọn chuẩn tinh

- Cố gắng chọn chuẩn tinh là chuẩn tinh chính

- Chọn chuẩn công nghệ trùng chuẩn thiết kế để sai số chọn chuẩn làbằng 0

- Chọn chuẩn sao cho khi gia công chi tiết không bị biến dạng do lực cắt, lực kẹp Mặt chuẩn phải đủ diện tích định vị

Cố gắng chọn chuẩn thống nhất

 Với các yêu cầu trên em chọn bề mặt làm chuẩn tinh làbề mặt (9)

Với Phân tích các phương pháp gia công các bề mặt và việc chọn chuẩn thô, chuẩn tinh như trên Sau đây là 2 phương án gia công chi tiết

Phươn

g án

Stt

Tên nguyên công Số củabề mặt

gia công

Số của bề mặt định vị

Dạng máy công nghệ

1

 Tiện mặt đầu thô – bán tinh – tinh

 Tiện lỗ thô – khoét

9

5

2,3

Máy tiện vạn năng

2  Phay thô, phay bán tinh 1,8 5,9 Máy phay

3  khoét – doa.Khoan – 7,10 5,9 Máy khoan

4  Phay thô –

5  Khoét - doa 4,5,6 9,10 Máy khoan

6  Phay bán

7  khoét -Khoan – 16 5,9 Máy khoan

8  Phay bán

2

1

 Phay mặt đầu thô – bán tinh

2  Phay thô –

3  Khoan,

4  bán tinhPhay thô- 3 7, 10,9 Máy phay

6  khoét , Khoan , 16 7, 10,9 Máy khoan

7  Phay thô –

Để chọn phương án gia công một chi tiết dựa vào các yêu cầu sau:

- Giảm thời gian gia công một chi tiết

- Giảm thời gian điều chỉnh máy

- Biện pháp công nghệ mang lại hiệu quả kinh tế cao

- Kết cấu đồ gá đơn giản

- Với sản xuất hàng loạt thì đường lối công nghệ thích hợp là phân tán nguyên công (ít bước công nghệ trong một nguyên công), các quátrình gá đặt gia công theo phương tự động đạt kích thước

 Từ hai phương án nêu trên ta thấy : để gia công chi tiết trên cho đơn giản cần tiến hành gia công hai lỗ nhỏ (7,10), để từ hai lỗ này định vị gia công các bề mặt khác, khi đó đồ gá it phức tạp Em chọn phương án gia công 2 để tiến hành gia công chi tiết trên

 3.1 lập thứ tự các nguyên công.

Nguyên công 1 :

 Trình tự các bước trong nguyên công:

- Bước 1 : phay thô mặt 9

- Bước 2 : phay tinh mặt 9

 Sơ đồ gá đặt :

Nguyên công 2 :

 Trình tự các bước trong nguyên công:

- Bước 1 : phay thô mặt 1,8

- Bước 2 : phay bán tinh mặt 1,8

Sơ đồ gá đặt : Chọn máy công nghệ :

Nguyên công 4 :

 Trình tự các bước trong nguyên công:

- Bước 1 : phay thô mặt 3,

- Bước 2 : phay bán tinh mặt 3

 Sơ đồ gá đặt :

Nguyên công 5 :

 Trình tự các bước trong nguyên công:

- Bước 1 : thay thô mặt 14 , 15

- Bước 1 : phay bán tinh mặt 14,15

Nguyên công 7 :

 Trình tự các bước trong nguyên công:

- Bước 1 :phay thô mặt 11, 13

- Bước 2 : phay bán tinh mặt 11, 13

 Sơ đồ gá đặt :

Nguyên công 8 :

 Trình tự các bước trong nguyên công:

- Bước 1 :Phay rãnh lỗ thô

- Bước 2 : phay rãnh lỗ tinh

 Sơ đồ gá đặt :

5.2 Nguyên công 9:

 Trình tự các bước trong nguyên công:

- Bước 1 : doa thô lỗ 4

- Bước 2 : doa tinh lỗ 4

- Bước 3 : doa thô lỗ 5

- Bước 4 : doa tinh lỗ 5

 Sơ đồ gá đặt :

Chương IV: Tính lượng dư gia công cho bề mặt Ф66+0,046

- Phôi được chế tạo bằng phương pháp đúc trong khuôn kim loại, CCX I, khối lượng 2kg, sản lượng hàng năm 10500 chiếc/năm

+ Khoét: - Khoét thô

- Khoét tinh+ Doa : - Doa thô

- Doa tinh

Hình 4 1: Gia công lỗ Ф66+0,046

- Chất lượng bề mặt chi tiết : Rz = 200 (µm) ( Bảng 3-66/[1]/T1/235)

o 4.2.Qui định độ chính xác (dung sai) cho từng bước

+ Phôi đúc cấp chính xác 1và sai lệch kích giới hạn là ± 0,8 mm

Dung sai của phôi là: =1,6 mm = 1600 m

+ Dung sai của các nguyên công gia công cơ:

+/ Khoét thô: IT = 460 m+/ Khoét tinh: IT = 190m (Bảng 3-91/[1]/T1/248)

+/ Doa thô: IT = 120 m+/ Doa tinh: IT = 46 m (được qui định trên bản vẽ chi tiết)

- Chất lượng bề mặt Rzi-1, chiều sâu lớp hư hỏng Ti-1 của nguyên công sát trước đểlại

+ Phôi đúc cấp chính xác 1 trị số

+ Khoét thô trị số

+ Khoét tinh trị số

+ Doa thô trị số

+ Doa thô trị số

- Sai lệch không gian do nguyên công sát trước để lại

+ Độ cong vênh của phôi

k: độ cong vênh đơn vị (m/mm)

k = 21 (Bảng 3.7 HDTKDA)

D: đường kính của bề mặt cần gia công,D = 66mm

L: chiều dài lỗ cần gia công, L = 20mm

+ Sai số chuẩn xuất hiên do chi tiết bị xoay khi định vào hai chốt

Lắp ghép giữa chốt và lỗ định vị theo kiểu

Có độ hở lớn nhất

Góc xoay lớn nhất của chi tiết khi định vị

Sự xoay của chi tiết gây nên sai số chuẩn:

gđ3 = = 50 m

o 4.4 Xác định lượng dư nhỏ nhất 2Z imin

Lượng dư giới hạn nhỏ nhất được xác định:

+ Kích thước tính toán của bước doa thô:

65,438 – 2.0,69 = 64,058 mm

4.6.1 Kích thước giới hạn lớn nhất

Do kích thước bề mặt trụ trong, qui tròn kích thước tính toán đã tính ở mụctrên cho phù hợp với giá trị có nghĩa của dung sai, ta được kích thước giới hạn lớn nhất của từng bước gia công tương ứng (lấy hai số sau dấu phẩy):

+ Kích thước giới hạn lớn nhất của phôi: 64 mm

+ Kích thước giới hạn lớn nhất của bước khoét thô: 65,43 mm

+ Kích thước giới hạn lớn nhất của bước khoét tinh: 65,73 mm

+ Kích thước giới hạn lớn nhất của bước doa thô: 65,97 mm

+ Kích thước giới hạn lớn nhất của bước doa tinh :66,046mm

4.6.2 Xác định kích thước giới hạn nhỏ nhất.

Dựa vào kích thước giới hạn lớn nhất và dung sai, tính kích thước giới hạnnhỏ nhất của phôi, theo quan hệ : ITd = Dmax - Dmin

+ Kích thước giới hạn nhỏ nhất của phôi: 66 – 1,6 = 62,4 mm

+ Kích thước giới hạn nhỏ nhất của bước khoét thô: 65,43 – 0,46 = 64,97 mm+ Kích thước giới hạn nhỏ nhất của bước khoét tinh: 65,73 – 0,19 = 65,54 mm+ Kích thước giới hạn nhỏ nhất của bước dao thô: 65,97– 0,12 = 65,85 mm

+ Kích thước giới hạn nhỏ nhất của bước khoét tinh: 66,046 – 0,046 = 66 mm

4.7.1 Lượng dư giới hạn nhỏ nhất

Xác định lượng dư giới hạn nhỏ nhất ta dùng quan hệ : 2.Zmin= bmax - amaxTrong đó : bmax – kích thước giới hạn lớn nhất của bước trước đó

amax – kích thước giới hạn lớn nhất của bước đang xét+ Lượng dư nhỏ nhất của bước khoét thô: 2.Zmin= 65,43 – 64 = 1,43 mm

+ Lượng dư nhỏ nhất của bước khoét tinh : 2.Zmin= 65,73 – 65,43 = 0,3 mm + Lượng dư nhỏ nhất của bước doa thô: 2.Zmin=65,97 – 65,73 = 0,24 mm

+ Lượng dư nhỏ nhất của bước doa tinh: 2.Zmin= 66,046– 65,97 = 0,076 mm

4.7.2 Lượng dư giới hạn lớn nhất

Để xác định lượng dư giới hạn lớn nhất ta dùng quan hệ:

2.Zmax=bmin- aminTrong đó : bmin – kích thước giới hạn nhỏ nhất của bước trước đó

bmax – kích thước giới hạn lớn nhất của bước đang xét+ Lượng dư lớn nhất của bước khoét thô: 2.Zmax= 64,97 – 62,4 = 2,57 mm

+ Lượng dư lớn nhất của bước khoét tinh: 2.Zmax = 65,54 – 64,97 = 0,57 mm + Lượng dư lớn nhất của bước doa thô: 2.Zmax = 65,85 – 65,54 = 0,31 mm

+ Lượng dư lớn nhất của bước doa tinh: 2.Zmax = 66 – 65,85 = 0,15 mm

4.7.3 Xác định lượng dư tổng cộng

2.Z0min= = 1,43 + 0,3 + 0,24 + 0,076 = 2,046 mm

2.Z0max= = 2,57 + 0,57 + 0,31 + 0,15 = 3,6 mm

4.7.4 Kiểm tra tính toán lượng dư

Đối với từng bước theo công thức: 2.Zimax= 2.Zimin+ (ITa- ITb)

Bước khoét thô: 2570 = 1430 + (1600 – 460) = 2570 m

Bước khoét tinh : 570 = 300 + (460 – 190) = 570 m

Bước doa thô : 310 = 240 + (190 – 120) m = 310 m

Bước doa tinh : 150 = 76 + (120 – 46) = 150 m

Kiểm tra lượng dư tổng cộng theo công thức : 2.Z0max= 2.Z0min+ (ITp- ITct)

3600 = 2046 + (1600 – 46) m = 3600 m

Kích thước tính toán (mm)

Dung Sai

Kích thước giới hạn (mm)

Lượng dư giới hạn (mm)

Khoét

thô 50 50 4,14 122 2.690 65,438 460 64,97 65,43 1,43 2,57Khoét

tinh 30 40 2,76 57,3 2.147 65,732 190 65,54 65,73 0,3 0,57Doa

thô 10 25 2,07 50 2.120 65,972 120 65,85 65,97 0,24 0,31Doa

Hình 4 2: Lượng dư gia công các bề mặt chi tiết

- Chương V: Tính chế độ cắt

Nguyên công này gồm các bước:

+ Khoét thô+ Khoét tinh+ Doa thô+ Doa tinh

 5.1.1 Bước 1: Khoét thô

D L l d

Bảng 5 2: Mũi khoét thô

- Bước tiến của dao, S = 1,3 mm/vòng ( Bảng 5-26/[1]/T2/22 )

- Chiều sâu cắt, t = 0,7 (mm)

- Tốc độ cắt:

(5.1)Trong đó:

+) Cv = 105 ; q = 0,4 ; x = 0,15 ; y = 0,45 ; m = 0,4, không sử dụng dung dịch trơn nguội ( Bảng 5-29/[1]/T2/23 )

Cp = 46 ; x = 1 ; y = 0,4 ; q = 1 ( Bảng 3-32/[1]/T2/25 )

Thay vào 5.1 =>

+ Mômen xoắn Mx

(5.3) Trong đó: CM = 0,196 ; q = 0,85 ; x = 0,8 ; y = 0,7

Thay vào 5.3 => Mx = 10.0,196.650,85.0,71.1,30,7.0,95 = 54,4 (N.m)+ Công xuất cắt Ne

=> Công xuất cắt Ne = 1,9 < Nđc.0,8 = 8 KW, Vậy máy chọn phù hợp điều kiện gia công

 5.1.2 Bước 2: Khoét tinh

Bảng 5 3: Mũi khoét tinh

- Bước tiến của dao

 5.1.3 Bước doa thô

Bảng 5 4: Thông sô mũi doa thô

- Bước tiến của dao,S = 3,8 mm/vòng.(Bảng 5-27/[1]/T2/22)