Đồ án kỹ thuật công nghệ mài phẳng

Đồ án kỹ thuật_công nghệ mài phẳng

Trang 1

nội dung đồ án

Phần I: nghiên cứu sự phân bố của nhiệt cắt

trong quá trình mài phẳng Phần ii: Thiết kế quy trình công nghệ gia công

chi tiết thân động cơ 37E

Ch-ơng i – Thiết kế quy trình công nghệ gia công cơ

i chức năng làm việc của chi tiết

ii xác định dạng sản xuất và đ-ờng lối công nghệ gia công cơ iii thiết kễ nguyên công gia công cơ

Ch-ơng II - Tính và thiết kế đồ gá cho một số nguyên công

Phần IIi - Kết luận

Trang 2

Lời giới thiệu

Nền kinh tế n-ớc ta trong giai đoạn hiện nay đang phát triển không ngừng về mọi mặt nhờ vào các chính sách đầu t- trong các lĩnh vực thu hút vốn đầu t- n-ớc ngoài Trong đó, các ngành công nghiệp nặng đang đ-ợc -u tiên hàng đầu nhằm tạo thành ngành kinh tế mũi nhọn trong công cuộc phát triển đất n-ớc Trong công cuộc công nghiêp hoá và hiện đại hoá đất n-ớc, ngành cơ khí nói chung và ngành công nghệ chế tạo máy nói riêng đang dần đ-ợc khôi phục và phát triển, sau một thời gian dài bị ngừng trệ

Yêu cầu cấp thiết của cơ khí n-ớc ta hiện nay là dần dần nội địa hoá các sản phẩm cơ khí nhằm đ-a công nghệ kỹ thuật Việt Nam đuổi kịp với sự phát triển của các n-ớc trong khu vực Để làm đ-ợc điều này thì việc nghiên cứu, ứng dụng các ph-ơng pháp gia công tiên tiến vào sản xuất là một việc cấp thiết Các sản phẩm động cơ cũng là một lĩnh vực quan trọng trong tiến trình nội đia hoá sản phẩm cơ khí Công nghệ sản xuất các chi tiết của động cơ cũng ch-a phổ biến ở n-ớc ta , do vậy trong quá trình thực hiện đồ án,chúng em đã chọn đề tài làm tốt nghiệp :’Gia công thân động cơ 37-E’

Quá trình thực hiện, là việc đo đạc, lên bản vẽ và lập quy trình công nghệ gia công chi tiết này đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật, phù hợp với điều kiện công nghệ

và máy móc n-ớc ta hiện nay với một chi phí sản xuất là thấp nhất Trong đồ án này, qui trình công nghệ gia công cơ đ-ợc cơ bản thiết kế cho việc gia công trên máy công cụ thông th-ờng đồng thời kết hợp với công nghệ gia công tiên tiến trên máy CNC, một xu h-ớng chung của quá trình gia công cơ

Trong sản xuất cơ khí, việc gia công tinh sẽ quyết định lớn đến chất l-ợng sản phẩm cơ khí Một trong các nguyên công gia công tinh là “mài” Yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến chất l-ợng bề mặt sản phẩm là nhiệt cắt khi mài Do đó chung em

được giao nhiệm vụ “Nghiên cứu sự phân bố nhiệt cắt trong quá trình mài phẳng” Nội dung của đồ án đ-ợc trình bầy hai phân nh- sau:

+Phần 1:Nghiên cứu sự phân bố nhiệt cắt trong quá trình mài phẳng

Trang 3

+Phần 2:Thiết kế quy trình công nghệ gia công thân động cơ 37-E

Để hoàn thành đề tài này, ngoài sự cố gắng của bản thân là sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo h-ớng dẫn, thầy Tr-ơng Hoành Sơn cùng thầy cô giáo trong bộ môn công nghệ chế tạo máy

Trong phạm vi đề tài tốt nghiệp, do thời gian và trình độ còn hạn chế cho nên không tránh khỏi những thiếu sót, do vậy chúng em rất mong nhận đ-ợc sự đóng góp ý kiến của các thầy, các cô cùng các bạn trong ngành để đề tài này đ-ợc hoàn thiện

Chúng em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội 20 tháng 5 năm 2003 Sinh viên thiết kế

Đặng Hồng Thái Nguyễn Trọng Thanh

Phần I: nghiên cứu sự phân bố nhiệt cắt

trong quá trình mài phẳng

I Tầm quan trọng của kỹ thuật mài:

Với sự phát triển của khoa học kỹ thuật ngày càng đòi hỏi có những sản phẩm cơ khí có yêu cầu kỹ thuật cao, làm việc chính xác và tin cậy cao phục vụ cho đời sống con ng-ời Để đạt đ-ợc chất l-ơng chi tiết cao, đòi hỏi phải có các ph-ơng pháp cần thiết, đặc biệt là ph-ơng pháp gia công tinh lần cuối, sẽ đem lại chất l-ợng bề mặt cao, đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, trong đó phải kể đến ph-ơng pháp gia công tinh lần cuối là màiở các n-ớc công nghiệp phát triển thì nguyên công mài chiếm khoảng 2025% giá thành chế tạo sản phẩm Nh- có ng-ời nói rằng

“Nếu không có mài thì không có xã hội văn minh” Mài là một ph-ơng pháp gia công tinh phổ biến cho năng suất cũng nh- chất l-ợng bề mặt cao

Trang 4

II ảnh h-ởng của nhiệt mài tới chất l-ợng sản phẩm

Mài là ph-ơng pháp gia công tinh với chiều sâu cắt rất nhỏ Do đó, lực cắt sinh ra

là rất nhỏ và ảnh h-ởng không đáng kể đến chất l-ợng sản phẩm Nh-ng quá trình mài th-ờng diễn ra ở vận tốc cắt lớn nên nhiệt mài sinh ra là rất lớn

(Q0=Ft.V) L-ợng nhiệt này sẽ truyền ra xung quanh và một phần lớn nhiệt l-ợng

sẽ truyền vào chi tiết Phần nhiệt này sẽ ảnh h-ởng lớn đến chất l-ợng sản phẩm

Cụ thể là làm biến dạng lớp bề mặt, tạo ra ứng suất , làm thay đổi tính chất cơ lý hoá của lớp bề mặt Chính vì nó có ảnh h-ởng lớn đến chất l-ợng sản phẩm nh- vậy nên vấn đề này đã đ-ợc nhiều nhà khoa học nghiên cứu từ rất lâu, nh-:

M.C.Shaw, S.Malkin, K.Sato, Y.Hasegawa… Các nhà khoa học đã đ-a ra đ-ợc các lí thuyết về nhiệt cắt sinh ra trong quá trình mài nh-ng th-ờng ch-a đ-a ra

đ-ợc các công thức tính toán cụ thể

Do vậy việc tính toán l-ợng nhiệt truyền vào chi tiết và ảnh h-ởng của các thông

số công nghệ đến l-ợng nhiệt đó sẽ góp phần và việc điều khiển đ-ợc chất l-ợng

bề mặt chi tiết gia công

III-Tính toán l-ợng nhiệt truyền vào chi tiết khi mài phẳng

1-Lý thuyết của M.C.Shaw

Mô hình lí thuyết

Trang 5

l l

V'

V

Vf

Đá quay với vận tốc V và Chi tiết chuyển động với vận tốc v

Vùng tiếp xúc giữa đá và chi tiết có chiều dài là l

V l L K

 với

.

k K

Trang 7

Trong phần này ta chỉ nghiên cứu với đá mài mà chất dính kết có hệ số truyền nhiệt cao Cụ thể là đá mài kim c-ơng liên kết kim loại (Cu)

Kim c-ơng và đồng là những chất có hệ số dẫn nhiệt cao

b Sự phân bố nhiệt khi mài

Tổng nhiệt l-ợng sinh ra trong quá trình mài là: Q0=Ft.V

Phần lớn nhiệt l-ợng này sẽ truyền vào chi tiết, vào đá mài và vào phoi

Q0=QW+QS+QC

Trong đó:

Q0: nhiệt l-ợng tổng cộng sinh ra trong quá trình cắt

QW: Nhiệt l-ợng truyền vào chi tiết

QS : Nhiệt l-ợng truyền vào đá mài

QC : Nhiệt l-ợng truyền vào phoi

QW=RW.Q0; QS=RS.Q0; QC=RC.Q0

Với RW, RS, RC lần l-ợt là tỉ lệ nhiệt l-ợng truyền vào chi tiết, vào đá và vào phoi

RW+RS+RC=1

c Tính toán l-ợng nhiệt truyền vào chi tiết

áp dụng lí thuyết của M.C.Shaw để tính toán cho tr-ờng hợp cụ thể:

vật liệu gia công là T15K6 và chất dính kết của đá là Cu

Trang 8

S và W là nhiệt độ ban đầu của đá và của chi tiết

Nhiệt độ tức thời tại vùng mài của đá và của chu tiết là bằng nhau

S

W S S S f l W W f l

k C V l A Q

*Từ công thức trên ta thấy để giảm l-ợng nhiệt truyền vào chi tiết cần:

Chọn vật liệu làm đá và chất dính kết có khả năng dẫn nhiệt tốt nh- đá mài kim c-ơng liên kết kim loại(Cu)

Chọn các thông số công nghệ hợp lí Nh- tăng vận tốc chi tiết

Trang 9

Thiết kế qui trình công nghệ gia công

thân động cơ 37e Ch-ơng i: Thiết kế qui trình công nghệ gia công cơ

I- chức năng làm việc của chi tiết

+Chi tiết thân động cơ 37E là chi tiết dạng hộp có kết cấu khá phức tạp và

đòi hỏi về yêu cầu kỹ thuật khá cao Các bề mặt làm việc và cần gia công của chi tiết là các mặt phẳng và các lỗ, trong đó có các bề mặt cần đ-ợc gia công chính xác nh- mặt phẳng phía trên của thân, các lỗ lắp xi lanh, các lỗ lắp đũa đẩy xu páp, lỗ lắp trục khuỷu, trục cam Do đó yêu cầu kỹ thuật của chi tiết :

Yêu cầu của chi tiết:

+Vật liệu: Phải có tính chảy điền đầy khuôn tốt, tản nhiệt tốt, dễ gia công và giá thành rẻ

Trang 10

ii- xác định dạng sản xuất và đ-ờng lối công nghệ gia

công cơ

Mỗi dạng sản xuất có những đặc điểm riêng, phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau Ng-ời ta căn cứ vào từng dạng sản xuất mà có các ph-ơng án gia công chi tiết nhất định Tuy nhiên ở đây chúng ta không đi sâu nghiên cứu những đặc điểm của từng dạng sản xuất mà chỉ nghiên cứu ph-ơng pháp xác định chúng theo tính toán

Muốn xác định dạng sản xuất của chi tiết tr-ớc hết phải biết sản l-ợng hàng năm của chi tiết gia công ( ở đây ta đã biết sản l-ợng chi tiết trong một măm là 5000 sản phẩm.) và khối l-ợng của một chi tiết

 Công thức tính sản l-ợng hàng năm là:

N=N1.m.(1+/100).(1+/100)

Trong đó:

N: Số chi tiết phải sản xuất trong một năm

N1: Là số sản phẩm yêu cầu sản xuất trong một năm : N1=5000 Chiếc/năm

m: Số chi tiết trong một sản phẩm : m=1;

 -trọng l-ợng riêng của vật liệu đối với hợp kim nhôm =7,8 (Kg/dm3);

V – Thể tích của chi tiết ;

Trang 11

Thể tích của chi tiết đ-ợc xác định gần đúng ch- sau: Coi chi tiết là một khối hình hộp chữ nhật, có kích th-ớc của khối hộp bao chi tiết Sau đó ta trừ đi thể tích của các hốc, các lỗ

Với khối l-ợng riêng của gang =7,8 (Kg/dm3)

Qt=8,76.7,8=67 (Kg);

Tra bảng 2-Thiết kế đồ án công nghệ chê tạo máy-NXBKH.KT -2001ta có dạng sản xuất là hàng khối

Trang 12

*Trình tự gia công cơ

1- Nguyên công 1 Chuẩn bị phôi

2- Nguyên công 2 Phay mặt trên

3- Nguyên công 3 Phay mặt d-ới

4- Nguyên công 4 Khoan - khoét - doa 2 lỗ định vị  18

5 - Nguyên công 5 Phay mặt đầu nhìn theo C

6- Nguyên công 6 Phay mặt đầu nhìn theo D

7- Nguyên công 7 Phay mặt bên phía trên nhìn từ A

8- Nguyên công 8 Phay mặt bên phía trên nhìn từ B

9- Nguyên công 9 Phay mặt bên phía d-ới nhìn từ A

10- Nguyên công 10 Phay mặt bên phía d-ới và ở giữa nhìn từ B

11- Nguyên công 11 Phay tinh mặt trên và gia công hệ lỗ trên máy CNC 12- Nguyên công 12 Kiểm tra

13- Nguyên công 13 Phay rãnh gối đỡ trục khuỷu

14- Nguyên công 14 Phay mặt đầu 5 gối đỡ

15- Nguyên công 15 Phay rãnh trên gôi đỡ giữa

16- Nguyên công 16 Khoan 10 lỗ trên các gối đỡ

17- Nguyên công 17 Khoét doa lỗ trục khuỷu

18- Nguyên công 18 Kiểm tra

19- Nguyên công 19 Khoan khoét doa lỗ trục cam

20- Nguyên công 20 Kiểm tra

21- Nguyên công 21 Khoan khoét doa lỗ lắp banh răng trung gian

22- Nguyên công 22 Khoan hệ lỗ trên mặt đầu nhìn theo C

23- Nguyên công 23 Khoan hệ lỗ trên mặt đầu nhìn theo D

24- Nguyên công 24 Khoan 4 lỗ D=10

25- Nguyên công 25 Khoan khoét doa lỗ định vị trên mặt đầu C

26- Nguyên công 26 Khoan khoét doa lỗ định vị trên mặt đầu D

27- Nguyên công 27 Khoan lỗ dẫn dầu lên trục cam

Trang 13

28- Nguyên công 28 Phay mặt lỗ thăm dầu

29- Nguyên công 29 Khoan lỗ thăm dầu

30- Nguyên công 30 Khoan 3 lỗ 12 trên mặt bên nhìn theo A

31- Nguyên công 31 Khoan 3 lỗ 12 trên mặt ben nhìn theo B

32- Nguyên công 32 Khoan 4 lỗ 10 trên mặt bên nhìn theo A

33- Nguyên công 33 Khoan hệ lỗ bulong d-ới đáy

34- Nguyên công 34 Tổng kiểm tra

iii.thiết kế nguyên công gia công cơ

A.Thiết kế nguyên công

1 Nguyên công 1 : Chuẩn bị phôi

Phôi sau khi đúc đ-ợc làm sạch ba via và các cạnh sắc nếu có

Trang 15

2.5.1 Tra l-ợng d-

Vật liệu gia công là gang xám

Dựa vào bảng 3-95 Sổ tay công nghệ chế tạo máy Tập 1, ta có:

L-ợng d- tổng cộng là: Z=3,5 mm

Do mặt phẳng có yêu cầu độ chính xác cao và độ bóng làm việc cao nên phải gia công tinh

Để đạt đ-ợc yêu cầu thì ta phải gia công theo các b-ớc sau:

- Phay thô: với chiều sâu cắt là t=2,0 mm

- Phay bán tinh : với chiều sâu cắt t=1,0 mm

- Phay tinh : với chiều sâu cắt là t=0,5 mm( Sẽ gia công sau ở trên máy CNC)

K1- Hệ số phụ thuộc vào độ cứng của gang HB=190 nên K1=1

K2- Hệ số phụ thuộc vào mác hợp kim BK8 nên K2=0,8

K3- Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt gia công

Trang 16

1000. 1000.116 148

t

V n

Trang 17

1000. 1000.132 168

t

V n

Trang 18

Dao phay mặt đầu gắn mảnh hợp kim cứng BK8

Mặc dù chiều rộng phay là B=306 mm nh-ng bề mặt là gián đoạn nên thực tế chỉ

và tịnh tiến theo ph-ơng Oz)

Hai chốt tỳ ở mặt bên hạn chế 2 bậc tự do

3.4 Kẹp chặt:

Chi tiết đ-ợc kẹp chặt bằng 2 đòn kẹp ren vít

Trang 19

3.5 Tra l-ợng d- và chế độ cắt:

3.5.1 Tra l-ợng d- :

Dựa vào bảng 3-95 Sổ tay công nghệ chế tạo máy Tập 1, ta có:

L-ợng d- tổng cộng là: Z=3,5 mm

Do mặt phẳng có yêu cầu độ chính xác cao và độ bóng làm việc cao nên phải gia công tinh

Để đạt đ-ợc yêu cầu thì ta phải gia công theo các b-ớc sau:

- Phay thô: với chiều sâu cắt là t=2,0 mm

- Phay bán tinh : với chiều sâu cắt t=1,0 mm

- Phay tinh : với chiều sâu cắt là t=0,5 mm

Mặt gia công không có vỏ cứng nên K3=1

K4- Hệ số phụ thuộc vào chiều rộng phay B/D=70/90 =0,77 nên K4=1 K5- Hệ số phụ thuộc vào góc nghiêng chính o=60o nên K5=1

→K=Ki=0,8

Trang 20

K4- Hệ số phụ thuộc vào chiều rộng phay B/D=177/250 =0,7 nên K4=1 K5- Hệ số phụ thuộc vào gôc nghiêng chính o=60o nên K5=1

→K=Ki=0,8

Trang 21

K4- Hệ số phụ thuộc vào chiều rộng phay B/D=177/250 =0,7 nên K4=1 K5- Hệ số phụ thuộc vào gôc nghiêng chính o=60o nên K5=1

→K=Ki=0,8

Trang 22

200; 250; 315; 400; 500; 630; 800; 1000; 1250; 1600; 2000

Trang 23

Phạm vi tốc độ chạy dao (mm/vòng): 0,056  2,50 (12 cấp tốc độ)

0,056; 0,08; 0,118; 0,160; 0,224; 0,315; 0,450; 0,630; 0,90; 1,25; 1,8; 2,5

4.2 Chọn dao:

Chọn dao là mũi khoan ruột gà thép gió thép gió

4.3 Định vị:

Chi tiết đ-ợc định vị trên 2 phiến tì hạn chế 3 bậc tự do (quay quanh trục Ox, Oy

Một chốt côn tuỳ động trên lỗ xi lanh 116 hạn chế 2 bậc tự do

Một chốt trụ nhỏ trên 1 lỗ xi lanh khác hạn chế nốt bậc tự do còn lại

Dựa vào bảng 3-130 sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1 có:

Đ-ờng kính khi khoan: 17 mm

Đ-ờng kính khi khoét: 17,85 mm

Đ-ờng kính khi doa thô: 17,94 mm

Trang 24

Đ-ờng kính khi doa tinh: 18,00 mm

Dựa vào bảng 5-98 sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2 có:

S= 0,520,64 mm/vòng ( Nhóm chạy dao II)

Dựa vào bảng 5-92 Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2 có

Nc=2 KW <Nmáy

4.5.3 Chế độ cắt khi khoét:

Đ-ờng kính khoét : 17,85 mm

Trang 26

4.5.5 Chế độ cắt khi doa tinh:

Đ-ờng kính doa tinh : 18 mm

Trang 27

Chiều rộng phay là B=275 mm Chia làm 3 l-ợt mỗi l-ợt có B=90 mm

Do đó chọn dao có thông số: D/Z=110/12

5.3 Định vị:

Zi min = (RZ + T)i-1+ i-1 + i

RZi-1: Chiều cao nhấp nhô tế vi do b-ớc công nghệ sát tr-ớc để lại

Ti-1: Chiều sâu lớp h- hỏng bề mặt do b-ớc công nghệ sát tr-ớc để lại

i-1 : Sai lệch vị trí không gian do b-ớc công nghệ sát tr-ớc để lại

i : Sai số gá đặt chi tiết ở b-ớc công nghệ đang thực hiện

Theo bảng 3-65 sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1 có:

(Rz + T)phôi= 350+350=700 m

Trang 28

Sau khi phay thô đạt Rz=50 m, T=0

Sau khi phay tinh đạt Rz=20 m, T=0

Trang 29

L-îng d- nhá nhÊt khi phay th« lµ:

Zmin=700+ 330+50=1080 m1100 m

L-îng d- nhá nhÊt khi phay tinh lµ:

Zmin=50+20+50=120m 100m

Dung sai c¸c b-íc gia c«ng

Phay tinh –chi tiÕt (cÊp chÝnh x¸c 10) ct= 200 m

KiÓm tra: Zbmax - Zbmin = (1,3+0,2)– (1,1+0,1) = 0,3 mm=300 m

ph«i-chi tiÕt = 500 - 200= 300 m

Trang 30

q v

KMV - hệ số xét đến chất l-ợng của vật liệu gia công

Bảng 5-1 sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2

190

v

n MV

K

HB

 

   HB=190 nên KMV=1

Knv: Hệ số xét đến trạng thái bề mặt của phôi

Knv = 0,80,85

Kuv: Hệ số xét đến vật liệu dụng cụ cắt

Bảng 5.6 sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2

Trang 31

Kuv = 0,83

 Kv = 1 0,85 0,83 = 0,7055

0,2 0,32 0,15 0,35 0,2 0

Chän S theo m¸y, lÊy S= 750 mm/ph

L-îng ch¹y dao r¨ng 750 0, 21

12.300

ph z

S S

KMP: HÖ sè ®iÒu chØnh cho chÊt l-îng cña vËt liÖu gia c«ng

B¶ng 5-9 sæ tay c«ng nghÖ chÕ t¹o m¸y tËp 2

1

190

n MP

z

X

P D

Trang 32

Công suất cắt :

2520.103, 7

4, 27 1020.60 1020.60

q v

Kv: Hệ số điều chỉnh cho tốc độ cắt phụ thuộc vào các điều kiện cắt cụ thể

Kv = KMV.Knv.Kuv

KMV - hệ số xét đến chất l-ợng của vật liệu gia công

190

v

n MV

K

HB

 

   HB=190 nên KMV=1

Knv: Hệ số xét đến trạng thái bề mặt của phôi

Knv = 1( bề mặt đã gia công 1 lần)

Kuv: Hệ số xét đến vật liệu dụng cụ cắt

Trang 33

B¶ng 5.6 sæ tay c«ng nghÖ chÕ t¹o m¸y tËp 2

Kuv = 0,83

 Kv = 1 1 0,83 = 0,83

0,2 0,32 0,15 0,35 0,2 0

Chän S theo m¸y, lÊy S= 750 mm/ph

L-îng ch¹y dao r¨ng 750 0,104

12.600

ph z

S S

KMP: HÖ sè ®iÒu chØnh cho chÊt l-îng cña vËt liÖu gia c«ng

B¶ng 5-9 sæ tay c«ng nghÖ chÕ t¹o m¸y tËp 2

1

190

n MP

z

X

P D

Trang 34

*Công suất cắt :

162.207, 3

0, 6 1020.60 1020.60

Dao phay mặt đầu gắn mảnh hợp kim cứng BK8

Chiều rộng phay là B=275 mm Chia làm 3 l-ợt mỗi l-ợt có B=92 mm

Do đó chọn dao có thông số: D/Z=110/12

Trang 35

6.3 Định vị:

Bảng chế độ cắt:

Phay tinh 6H12 600 750 0,1

Phay thô 6H12 300 750 1,1

B-ớc công nghệ Máy n (vg/phút) S (mm/ph) t (mm)

Trang 36

7.nguyªn c«ng 7: Phay mÆt bªn phÝa trªn nh×n theo A

Trang 37

Trang 40

W

Tiêu đề	Đồ án kỹ thuật công nghệ mài phẳng
Tác giả	Đặng Hồng Thái, Nguyễn Trọng Thanh
Người hướng dẫn	Thầy Trần Hoành Sơn
Trường học	Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Chuyên ngành	Công nghệ chế tạo máy
Thể loại	Đồ án tốt nghiệp
Năm xuất bản	2003
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	155
Dung lượng	2,59 MB