Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy

Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy Khoa Điện Cơ ĐHHP Lời Nói Đầu Đồ án môn học công nghệ chế tạo máy là một bài tập tổng hợp giúp cho sinh viên trong ngành có cơ hội sử dụng kiến thức[.]

Trang 1

Lời Nói ĐầuĐồ án môn học công nghệ chế tạo máy là một bài tập tổng hợp giúp cho sinh viêntrong ngành có cơ hội sử dụng kiến thức đã được học và có cơ hội thực tập học hỏivề những vấn đề liên quan tới thực tế.

Trong môn học em đã được giao nhiệm vụ thiết kế trục tựa trong máy se sợi Đặcđiểm của trục Với sản lượng sản xuất hàng năm là 15500 chiếc, việc xây dựngmột quy trình công nghệ gia công đạt yêu cầu là hết sức quan trọng trong quá trìnhchế tạo.Để xây dựng quy trình công nghệ gia công đạt yêu cầu ta cần giải quyếtcác vấn đề sau:

- Phân tích chức năng làm việc, tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết

- Xác định dạng sản xuất

- Chọn phương pháp chế tạo phôi

- Xác định hướng công nghệ gia công chi tiết

- Lập thứ tự các nguyên công

- Tính lượng dư gia công cho một bề mặt,tra lượng dư gia công cho các bề mặt còn lại

- Tính thời gian gia công cơ bản cho tất cả các nguyên công

- Tính toán thiêt kế đồ gá

Kể từ ngày nhận đồ án với sự cố gắng của bản than và sự giúp đỡ, hướng dẫn tận tình của Thạc sỹ Vương Gia Hải đến nay đồ án môn học của em đã hoàn thành Trong quá trình thiết kế, đồ án không tránh khỏi những thiếu xót do kiến thức của bản thân cón hạn chế, kinh nghiệm thực tế còn yếu Vì vậy em rất cảm ơn và mongđược sự chỉ bảo của các thầy cô, sự góp ý của các bạn để đồ án của em được hoàn thiện hơn

Hải Phòng, ngày 20 tháng 11 năm 2011 Sinh viên thực hiện Phạm Duy Phúc

Trang 2

M c L c ụ ụ

Chương 1: Phân tích chi tiết gia công 5

1.1 Phân tích chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết gia công 5

1.1.1 Giới thiệu chung về chi tiết dạng trục 5

1.1.2 Phân tích chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết 5

1.1.3 phân tích điều kiện làm việc của chi tiết 6

Chương 2: Chọn vật liệu 7

Chương 3: Xác định dạng sản xuất 9

3.1 Xác định dạng sản xuất 9

Chương 4: Chọn phôi và phương pháp chế tạo phôi 11

4.1 Cơ sở của việc chọn phôi 11

4.2 Phương pháp chế tạo phôi 11

4.2.1 Chế tạo phôi bằng phương pháp đúc 11

4.2.2 Chế tạo phôi bằng phương pháp rèn 11

4.2.3 Chế tạo phôi bằng phương pháp dập 11

4.3 Bản vẽ lồng phôi 14

Chương 5: Xác định phương hướng công nghệ gia công chi tiết 16

Chương 6: Lập thứ tự các nguyên công, chọn dao, vẽ sơ đồ gá đặt và kẹp chặt chi tiết cho từng nguyên công, chiều chuyển động của dao và chi tiết 20

6.1 Nguyên công 1: Tiện mặt đầu thứ nhất, tiện thô đoạn trục ∅49 20

6.2 Nguyên công 2 21

6.3 Nguyên công 3: Tiện tinh đoạn trục ∅49 và ∅42 22

6.4 Nguyên công 4: Đảo đầu tiện bán tinh đoạn trục ∅49 còn lại 23

6.5 Nguyên công 5: 24

6.7 Nguyên công 7: Nhiệt luyện 29

Trang 3

6.8 Nguyên công 8: Mài thô bề mặt trụ ∅49 29

6.9 Nguyên công 9: đảo đầu mài mặt trụ ∅49 và ∅42 29

Chương 7: xác định lượng dư gia công 31

7.1 Xác định lượng dư gia công cho bề mặt trụ ngoài ∅49 31

7.1.1 Sai số gá đặt: εb = εb + εk 31

7.1.2 Tính sai lệch còn lại sau các nguyên công 31

7.1.3 Tính lượng dư nhỏ nhất 31

7.1.4 Tính kích thước nhỏ nhất 31

Mài thô: d3 = 48,938 mm 31

7.1.5 Tra dung sai các nguyên công cột 8 31

7.1.6 Tính KTGH nhỏ nhất (cột 9) bằng cách làm tròn số KTTT và lấy 2 chữ số sau dấu phẩy 32

7.1.7 (Cột 10) bằng cách cộng KTGH nhỏ nhất với dung sai nguyên công32 7.1.8 Xác định lượng dư giới hạn 32

7.1.9 Xác định lượng dư tổng cộng: 32

7.1.10 Xác định lượng dư cho các bề mặt còn lại 33

Chương 8: Xác định thời gian cơ bản 34

8.5 Nguyên công 5: 36

Chương 9: Tính toán thiết kế đồ gá công nghệ nguyên công 6 39

9.1 Các cơ cấu định vị và kẹp chặt 39

Trang 4

9.1.1Các cơ cấu định vị 39

9.1.2 Cơ cấu kẹp chặt 39

9.2 Tính lực kẹp cho nguyên công 6 40

9.3 Xác định sai số chế tạo cho phép của đồ gá 40

9.4 Điều kiện kỹ thuật của đồ gá 42

TÀI LIỆU THAM KHẢO 43

Trang 5

Chương 1: Phân tích chi tiết gia công

1.1 Phân tích chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết gia công

1.1.1 Giới thiệu chung về chi tiết dạng trục

- Các chi tiết dạng trục được dùng rất phổ biến trong ngành chế tạo máy, chúng có bền mặt cơ bản cần gia công là mặt tròn xoay ngoài, mặt này thường làm mặt lắp ghép

- Chi tiết dạng trục dùng để truyền mômen xoắn giữa 2 trục song song hoặc vuông góc với nhau tạo thành một góc Nhờ chuyển động cơ khid giữa các cặp bánh răng, bánh vít-trục vít, ăn khớp hay nhờ chuyển động đai ma sát…Trong quá trình làm việc trục dễ bị biến dạng do chịu tác dụng của các lực phức tạp uốn, xoắn, kéo, nén của tải trọng và điều kiện làm việc Vì vậy chitiết phải được gia công chính xác để đảm bảo yêu cầu kỹ thuật đề ra như: Độ cứng xoắn, độ cứng uốn, độ đồng tâm Các bền mặt làm việc của trục được gia công chính xác, cơ tính đạt yêu cầu

1.1.2 Phân tích chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết

Trang 6

- Đây là trục tựa trong máy se sợi nằm trong kết cấu của hệ thống kéo dài sợi.

- Phần làm việc là phần cổ trục 2, mặt đầu 2 bên 3, lỗ côn 4, lỗ ren 5, đoạn đầu 2 bên mặt trụ ngoài 1

- cổ trục là vị trí lắp mỏ kẹp có tác dụng kẹp chặt chi tiết

- mặt đầu 2 bên 3, lỗ côn 4, lỗ ren 5, đoạn đầu mặt trụ ngoài kết hợp dùng để lắp cụm chi tiết C

1.1.3 phân tích điều kiện làm việc của chi tiết

- chi tiết dạng trục này có Lmax = 316mm, Dmax = 49mm, Dmin = 42mm

- trục có tỉ số 4 < L/D <10, do đo được xếp vào loại trục trung bình

- Với chức năng trên trục làm việc trong điều kiện sau:

+ Dưới tác dụng lực của các tấm sợi theo phương tiếp tuyến với bề mặt của trụ N, nhựa N sẽ quay đồng nghĩa với bạc B quay nhờ các ổ bi 8 lắp trên bề mặt trụ có sẻ rãnh và có đầu vít lắp chặt vào than chi tiết

+ Do chuyển động quay tròn xung quay tác dụng lên trục nên trục luôn chịumômen xoắn

Trang 7

Chương 2: Chọn vật liệu

Trục thường được chế tạo bằng gang hoặc thép

Ta có bảng so sánh vật liệu sau:

Tính công

nghệ

- Điểm nóng chảy thấp, độ chảy loãng tốt, tính đúc tốt dễ gia công,có khả năng chịu mài mòn

- Giá thành gia công thấp, do đó

gang được sử dụng trong rất nhiềuchi tiết, lĩnh vực khác nhau

- Khoảng gia công được bằng biếndạng dẻo Tuy nhiên tính đúc cao

- Vật liệu chịu tải trọng chu kỳ, dễ đúc, dập ít khuyết tật

- Giá thành cao

- Với thép 45 có thể gia công chi tiết bằng phương pháp dập

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

Trang 8

oxi-Cơ tính - [δn] = 830N/mm

2, chịu tait trọng

va đập tốt, khả năng chống mài mòn cao do đó có các tấm grafit nhỏ, mịn

- Thép 45 có đọ bền, độ dai và va đập thấp khả năng chống mài mòn kém

→ Trong điều kiện làm việc chi tiết chịu uốn xoắn nhiều nên chọn vật liệu gia

công là thép cacbon

Trang 9

Chương 3: Xác định dạng sản xuất.

3.1 Xác định dạng sản xuất

- Sản lượng hang năm của chi tiết:

N=N1.m(1+ )

Trong đó:

+ N - Số chi tiết được sản xuất trong một năm

+ N1 - Số sản phẩm được sản xuất trong một năm, theo đầu bài

N1=15.500c/năm

+ m - Số chi tiết được chế tạo thêm để dự phòng, β=6%

→ Sản lượng hàng năm của chi tiết:

N=15500.1.(1+ ) = 16430 (c/năm)

- Trọng lượng của chi tiết:

Q = v.γ

Trong đó:

V - Thể tích chi tiết(dm3)

γ – Khối lượng riêng của vật liệu, γthép=7,852(kg/dm3)

+ v1=3,14.( )2.162 = 237483 (mm3)

+ v2=3.14 ( )2

.60 = 83084,4 (mm3)+ v3=3,14.( )2.32 = 30772 (mm3)

Trang 11

Chương 4: Chọn phôi và phương pháp chế tạo phôi

4.1 Cơ sở của việc chọn phôi

4.2 Phương pháp chế tạo phôi

4.2.1 Chế tạo phôi bằng phương pháp đúc

Hiện nay việc chế tạo phồ bằng phương pháp đúc được sử dụng rộng rãi vì phôi đúc có hình dạng kết cấu phức tạp và có thể đạt được kích thước từ nhỏ đến lớn mà các phương pháp khác như rèn dập khó đạt được

Tuy nhiên vật đúc thường bị rỗ co, rỗ khí, nứt lẫn tạp chất…

+ khi đúc trong khuôn cát độ chính xác về độ bóng và kích thước thấp, tiêu haokim loại lớncho hệ thống ngót và các đại lượng khác( lượng dư, đọ xiên vật đúc)

Do vậy sử dụng phương pháp đúc chưa phải là giải pháp mang lại hiệu quả kinh tế cao đối vơi sản xuất loạy lớn

4.2.2 Chế tạo phôi bằng phương pháp rèn

- Ưu điểm:

+Chế tạo phôi bằng phương pháp rèn có khả năng công nghệ rộng rãi, có thể ràn được vật nặng từ vài gam tới vài trục tấn, sản phẩm rất đa dạng

+ quy mô sản xuất không hạn chế, thiết bị đơn giản, vốn đầu tư ít

+ Có khả năng loại trừ được các khuyết tật như rỗ co, rỗ khí…biến đổi tổ chức hạt thành tổ chức thớ, làm tang cơ tính sản phẩm

- Nhược điểm:

+ Độ chính xác kích thước và độ bóng bề mặt thấp

+ Chất lượng vật rèn không đồng đều trong từng phần chi tiết, giữa các loại giacông Chất lượng gia công còn phụ thuộc vào trình độ công nhân và trình độ tổ chức nơi làm việc

+ Năng suất lao động thấp, lượng dư gia công, dung sai chế tạo và thời gian giacông lớn, đem lại hiệu quả kinh tế không cao

4.2.3 Chế tạo phôi bằng phương pháp dập

Trang 12

+ Dễ cơ khí hóa nên năng suất cao hơn rèn tự do.

+ Phương pháp này thường áp dụng cho nguyên công tinh, sửa chữa đúng vào lần cuối trước khi ra thành phẩm

b Dập nóng

- Dập nóng trên máy ép:

+ Ưu điểm: Phương pháp này phôi đạt độ bóng cao, cơ tính tốt máy làm việc êm, độ cứng vững tốt, dẫn hướng êm, chính xác

+ Nhược điểm: Giá thành máy ép cao, kích thước phôi ban đầu yêu cầu độ chính xác cao, khó đánh sạch lớp oxi hóa nên yêu cầu thiết bị nung nóng phức tạp

Do hành trình đầu búa nhất định nên tính vạn năng kém, cần phải có thiết bị phụ để tạo phôi

- Dập nóng trên máy búa:

+ Ưu điểm: Phương pháp này cho phôi có hình dạng phức tạp, độ chính xáccao, cơ tính của phôi tốt, phù hợp với sản xuất hàng loạt và hàng khối, tiết kiệm kim loại, giảm thời gian gia công cơ do đó giá thành hạ, do đó hành trình của đầu búa nên tính vạn năng cao hơn máy ép Do lực tác dụng là lực

va đập nên giảm tối thiểu lớp oxi hóa tạo điều kiện cho việc làm sạch phôi.+ Nhược điểm:

Trang 13

Do lực tác dụng là lực va đập nên việc chế tạo phôi khó khăn làm tang giá thành sản phẩm Máp búa không linh hoạt bằng máy ép nên khó tự động hóa và cơ khí hóa Tuy vậy phương pháp dập nóng trên máy búa có ưu điểm hơn nó đảm bảo yêu cầu về kỹ thuật và tính kinh tế của chi tiết.

- Dập nóng trên máy rèn ngang:

+ Ưu điểm:

Gia công được trên những chi tiết có hình dạng phức tạp năng suất đạt được cao(có thể đạt được 900 sản phẩm trong một giờ), vật dập có độ chínhxác và độ bóng bề mặt cao, điều kiện làm việc an toàn, thuận lợi, có thể nénđược chi tiết có trong lượng tới 30kg, các trục có đầu to ra theo hính dạng khác nhau, các lỗ thủng hoặc không thủng hoặc không thủng, các mặt bích và các vấu lồi

Trang 14

D

W

Từ kích thước trên bản vẽ chi tiết ta có kích thước cho phép bản vẽ lồng phôi là: Kích thước phôi bằng kích thước chi tiết cộng với kích thước lượng dư

Trang 15

Hình 4.2 Bản vẽ lồng phôi

Trang 16

Chương 5: Xác định phương hướng công nghệ gia công chi tiết

Có nhiều phương án lập trình tự gia công chi tiết, ta chọn 2 phương án có thể gia công được, so sánh tìm ra 1 phương án hợp lý nhất áp dụng để gia công chi tiết nhằm đạt được chất lượng và yêu cầu kỹ thuật

n ct

s d

n

NC8: Mài m?t truc Ø49

?

NC7: Nhi?t luy?n Ð? th? ch? d? nung khi nhi?t luy?n

NC2: d?o d?u kh?a m?t d?u, ti?n

thô do?n tr?c Ø49, Ø42và vát mép

n

NC3: ti?n tinh do?n tr?c Ø49, Ø42

n

NC4: d?o d?u ti?n tinh do?n tr?c Ø49

NC5: - khoan, khoét, doa l? Ø24

- ti?n thô, ti?n tinh l? côn Ø35

- tarô l? ren M27X1,5

NC6: Ð?o d?u

- khoan, khoét, doa l? Ø24

Trang 17

NC8: Nhi?t luy?n Ð? th? ch? d? nung khi nhi?t luy?n

NC10: Ð?o d?u mài m?t truc Ø49 và Ø42

NC6: - khoan, khoét, doa l? Ø24

- tarô l? ren M27X1,5

NC7: Ð?o d?u

- khoan, khoét, doa l? Ø24

Trang 18

Việc chọn chuẩn thô có ý nghĩa quyết định đến quy trình công nghệ, nó ảnh hưởng tới các nguyên công sau, vì thế nên ảnh hưởng đến độ chính xác của chi tiết gia công.

- Yêu cầu khi chọn chuẩn thô:

Đảm bảo độ chính xác tương quan giữa các bề mặt gia công và bề mặt không gia công

- Các lời khuyên khi chọn chuẩn thô:

+ Nếu một chi tiết có một bề mặt không gia công chọn làm chuẩn thô.+ Nếu một chi tiết có nhiều hơn một bề mặt không gia công chọn bề mặt không gia công nào có độ chính xác về vị chí tương quan nhất làm chuẩn thô

+ Nếu một chi tiết có tất cả các bề mặt được gia công chọn bề mặt nào có lượng dư nhỏ nhất làm chuẩn thô

+ Không chọn bề mặt nào có ba via đậu ngót, đậu rót làm khó gà đặt

+ Chuẩn thô chỉ nên dùng một lần

- Yêu cầu chi tiết:

Đảm bảo chính xác vị trí tương qua giữa 2 bề mặt trụ ∅49 với bề mặt trụ

∅42, các lỗ ren với bề mặt trụ ngoài, độ đồng tâm giữa các lỗ ren với tâm các đoạn trục

→ Từ các yêu cầu trên ta có các phương án chọn chuẩn thô:

Không gia công được không gian rộng

- Sơ đồ định vị:

Trang 20

Chương 6: Lập thứ tự các nguyên công, chọn dao, vẽ sơ đồ gá đặt và kẹp chặt chi

tiết cho từng nguyên công, chiều chuyển động của dao và chi tiết

6.1 Nguyên công 1: Tiện mặt đầu thứ nhất, tiện thô đoạn trục ∅49

a) Định vị: Chi tiết được định vị ở mặt trụ ∅49 chưa gia công hạn chế 4 bậc tựdo

b) Kẹp chặt: Dùng mâm cặp 3 chấu tự định tâm kẹp chặt chi tiết

c) Chọn máy: Máy tiện 1k62

Công suất máy: N=10kw

d) Chọn dao: Dao tiện ngoài thân cong gắn mảnh hợp kim cứng T15k6

Thông số của dao:

f) Chế độ cắt:

+ chiều sâu cắt t=2mm

+ Lượng chạy dao s=0,5 mm/v

+ tốc độ cắt vb=205m/p (bảng 5-64[2])

Các hệ số điều chỉnh (bảng 5-64[2])

- Hệ số phụ thuộc vào độ cứng chi tiết gia công k1=1,0

- Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt k2=1,0

- Hệ số phụ thuộc vào tuổi bền của dao k3=1,06

Vậy tốc độ tính toán là:

vt = vb.k1.k2.k3 = 205.1.1.1,06 = 217,3 (m/p)

+ Số vòng quay trục chính theo tính toán:

Trang 21

chọn số vòng quay theo máy: nm = 1250 (v/p) Như vậy tốc độ cắt thực tế sẽlà:

+ Lực thành phần px: cp = 339; x = 1,0; y = 0,6; n = -0,4

+ Lực thành phần py: cp = 243; x = 0,9; y = 0,6; n = -0,3

+Lực thành phần pz: cp = 300; x = 1,0; y = 0,75; n = -0,15

Hệ số điều chỉnh kp là tích của một loạt hệ số:

b) Kẹp chặt: dùng mâm cặp 3 chấu tự định tâm kẹp chặt chi tiết

c) Chọn máy: máy tiện 1k62

e) Sơ đồ gá đặt:

Trang 22

6.3 Nguyên công 3: Tiện tinh đoạn trục ∅49 và ∅42

a) Định vị: Chi tiết được định vị ở mặt trụ ∅49 đã gia công thô hạn chế 4 bậc tự do

b) Kẹp chặt: Dùng mâm cặp 3 chấu tự định tâm kẹp chặt chi tiết

c) Chọn máy: Máy tiện 1k62

e) Chế độ cắt

+ chiều sâu cắt: t = 0,5mm

+ Lượng chạy dao(b5-62[2]):- đối với ∅49 ta có s = 0,4 mm

- đối với ∅42 ta có s = 0,25 mm

+ tốc độ cắt: v = 231 (m/p)

Vậy tốc độ tính toán là: vtt = 231.1.1.1,06 = 244,86 (m/p)

+ số vòng quay trục chính theo tính toán:

ntt = = 1591 (v/p) chọn theo máy ta có nm = 1600 (v/p)

Trang 23

Như vậy tốc độ cắt thực tế sẽ là: vtt = = 246 (m/p)

f) Sơ đồ gá đặt

6.4 Nguyên công 4: Đảo đầu tiện bán tinh đoạn trục ∅49 còn lại

a)

b)

c)

d)

Tiêu đề	Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy
Tác giả	Phạm Duy Phúc
Người hướng dẫn	Thạc sĩ Vương Gia Hải
Trường học	Đại học Dân lập Hải Phòng
Chuyên ngành	Kỹ thuật chế tạo máy
Thể loại	Đồ án
Năm xuất bản	2011
Thành phố	Hải Phòng

Định dạng
Số trang	46
Dung lượng	555,28 KB