Thiết kế hệ thống cô đặc hai nồi xuôi chiều thiết bị cô đặc có ống tuần hoàn trung tâm cô đặc dung dịch kno3 với năng suất 8500kg

Nội dung các phần thuyết minh và tính toán: - Nghiên cứu bản vẽ chi tiết, kiểm tra lại tính công nghệ trong kết cấu - Phân tích điều kiện kỹ thuật và chi tiết - Xác định dạng sản xuất -

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐHBK HÀ NỘI

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên: Nguyễn Tuấn Vũ

Khoá ……… Ngành học: Công nghệ chế tạo máy

1 Đầu đề thiết kế:

Thiết kế quy trình công nghệ và trang bị công nghệ gia công chi tiết bích chặn

2 Các số liệu ban đầu:

- Sản lượng 1000 chi tiết/năm

- Điều kiện thiết bị phù hợp với Việt Nam

3 Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:

- Nghiên cứu bản vẽ chi tiết, kiểm tra lại tính công nghệ trong kết cấu

- Phân tích điều kiện kỹ thuật và chi tiết

- Xác định dạng sản xuất

- Chọn phôi và phương pháp chế tạo phôi

- Lập quy trình công nghệ chế tạo

-

4 Các bản vẽ:

Hà Nội, ngày tháng năm 200

Cán bộ hướng dẫn

LỜI NÓI ĐẦU

Môn học công nghệ chế tạo máy đóng vai trò quan trọng trong chươngtrình đào tạo kỹ sư và cán bộ kỹ thuật về thiét kế và chế tạo các loại máy, cácthiết bị phục vụ các ngành công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải…

Đồ án môn học công nghệ chế tạo máy kỳ 9 là một trong các đồ án cótầm quan trọng nhất đối với một sinh viên khoa cơ khí Đồ án giúp cho sinhviên 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 án giúp cho sinh viênđược hiểu dần về thiết kế và tính toán một qui trình công nghệ chế tạo một chitiết cụ thể

Được sự giúp đỡ và hướng dẫn tận tình của thầy giáo: Đinh Đắc Hiếntrong bộ môn công nghệ chế tạo máy đến nay đồ án môn học của em đã hoànthành Tuy nhiên việc thiết kế đồ án không tránh khỏi sai sót em rất mongđược sự chỉ đạo của các thầy và sự chỉ bảo của các bạn

Em xin chân thành cảm ơn thầy: Đinh Đắc Hiến đã giúp đỡ em hoànthành công việc được giao

Hà Nội, ngày tháng năm 2009

Sinh viên thực hiện

NỘI DUNG THUYẾT MINH VÀ TÍNH TOÁN ĐỒ ÁN MÔN HỌC

CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

1 Phân tích chức năng làm việc của chi tiết

- Theo đề tài thiết kế: Thiết kế qui trình công nghệ chế tạo chi tiết bíchchặn với sản lượng 3000 chi tiết/năm, điều kiện sản xuất tự do

Bích chặn là một dạng chi tiết trong họ chi tiết dạng hộp, chúng là mộtloại chi tiết có một hoặc một số lỗ cơ bản mà tâm của chúng song song vớinhau

Điều kiện làm việc đòi hỏi khá cao:

+ Luôn chịu ứng suất thay đổi theo chu kỳ

+ Luôn chịu lực tuần hoàn, va đập

2 Phân tích công nghệ trong kết cấu của chi tiết

Bề mặt làm việc chủ yếu của bích chặn là các bề mặt trong của lỗ và các

bề mặt làm việc của bích chặn

Qua các điều kiện kỹ thuật trên ta có thể đưa ra một số nét công nghệđiển hình gia công chi tiết như sau:

+ Kết cấu của hộp phải được đảm bảo khả năng cứng vững

+ Với bích chặn, với kích thước không lớn lắm phôi nên chọn là phôiđúc và vì để đảm bảo các điều kiện khắc nghiệt của bích chặn

+ Chiều dài các lỗ cơ bản nên chọn bằng nhau và các mặt đầu của chúngthuộc hai mặt phẳng song song với nhau là tốt nhất

+ Kết cấu nên chọn đối xứng qua mặt phẳng nào đó Đối với các lỗvuông góc cần phải thuận lợi cho việc gia công lỗ

+ Kết cấu phải thuận lợi cho việc gia công nhiều chi tiết cùng một lúc.+ Kết cấu thuận lợi cho việc chọn chuẩn thô và chuẩn tinh thống nhất.+ Nguyên công đầu tiên gia công hai mặt đầu cùng một lúc để đảm bảo

độ song song của 2 mặt đầu và để làm chuẩn cho chi tiết và mặt bên là phaybằng hai dao phay đĩa 3 mặt sau đó mài phẳng để đạt yêu cầu

3 Xác định dạng sản xuất

Sản lượng hàng năm được xác định theo công thức sau đây:

N = N1m (1 + /100)

Trong đó:

N: Số chi tiết được sản xuất trong một năm

N1: Số sản phẩm (số máy) được sản xuất trong một năm;

m: Số chi tiết trong một sản phẩm

: Số chi tiết được chế tạo thêm để dự trữ (5% đến 7%)

 N = 3000 1 (1 + 6%) = 3180 (sản phẩm)

Sau khi xác định được sản lượng hàng năm ta phải xác định trọng lượngcủa chi tiết Trọng lượng của chi tiết được xác định theo công thứuc:

Q = V  = 0,12 7,852 = 1kg

Theo bảng 2 trang 13 - Thiết kế đồ án CNCTM, ta có:

Dạng sản xuất: hàng loạt vừa

4 Chọn phương pháp chọn phôi

* Phôi ban đầu đúc: Vì dạng sản xuất hàng loại nên chi tiết được đúctrong khuôn kim loại quá trình sản xuất được tra cụ thể trong sổ tay côngnghệ chế tạo máy

Từ cách chế tạo phôi ở trên ta có thể tra được lượng dư theo bảng 3-9(lượng dư phôi cho vật đúc khuôn) - Sổ tay CNCTM Các kích thước của vậtđúc khuôn, được xác định đối với các bề mặt gia công của chi tiết khi làmtròn sẽ tăng lượng dư lên với độ chính xác: +0,5mm Trị số lượng dư trongbảng cho đối với bề mặt R2 = 40; nếu bề mặt gia công có R2 = 20 ÷ 40 thì trị

số lượng dư tăng 0,3 ÷ 0,5mm

5 Lập thứ tự các nguyên công, các bước (vẽ sơ đồ gá đặt, ký hiệu định vị, kẹp chặt, chọn máy, chọn dao, vẽ chiều chuyển động của dao, của chi tiết).

Lập sơ bộ các nguyên công:

- Nguyên công đầu tiên là đúc tạo phôi dùng phương pháp trong khuânkim loại sao cho phù hợp với sản xuất hàng loạt

Nguyên công 1: Phay mặt đầu đạt kích thước 38±0,3, gia công trên máyphay ngang bằng dao phay trụ (đạt được độ nhám Rz = 20 - cấp độ nhẵn bóngcấp 5) để làm chuẩn định vị cho các nguyên công sau

Nguyên công 2: Phay mặt bên đạt kích thước 28±0,3, gia công trên máyphay đứng bằng dao phay trụ (đạt được độ nhám Ra = 2,5 cấp độ bóng cấp 6).Nguyên công 3: Gia công lỗ đạt kích thước 9,13 gia công trên máykhoan, doa bằng mũi khoét, mũi doa để đạt được độ nhám Rz = 40 cấp độnhẵn bóng cấp 4

Nguyên công 4: Gia công lỗ to đạt kích thước 25±0,05 và vát mép lỗ, giacông trên máy doa bằng mũi khoét, mũi doa và dao vát mép để đạt được độnhám Rz = 2,5 đạt cấp độ nhẵn bóng cấp 6

Nguyên công 5: Phay 2 mặt đạt kích thước 128±0,5, gia công trên máyphay bằng hai dao phay đĩa 3 mặt có đường kính tối thiểu là 200mm

(đạt được đô nhám Rz = 20 - cấp độ nhẵn bóng cấp 5)

Nguyên công 6: Phay mặt đáy đạt kích thước 38±0,3, gia công trên máy

cấp 4) để làm chuẩn định vị cho các nguyên công sau

Nguyên công 7: Gia công lỗ đạt kích thước 10 gia công trên máy

cấp 4

Thiết kế các nguyên công cụ thể:

5.1.1 Nguyên công 1: Phay mặt đầu

Lập sơ đồ gá đặt: gia công trên máy phay đứng dùng 2 chốt khía nhámhạn chế 2 bậc tự do và 2 chốt cứng hạn chế 2 bậc tự do

Kẹp chặt: Dùng cơ cấu kẹp chặt liên động, phương của lực kẹp vuônggóc với phương của kích thước thực hiện Ta có thể điều chỉnh máy đạt đượckích thước theo yêu cầu

4,5kW

Chọn dao: Phay bằng dao phay mặt đầu vật liệu làm dao là hợp kimBK8, có các kích thước sau Tra theo bảng 4-92 Sổ tay Công nghệ Chế tạomáy tập 1- (373):

D = 50mm d = 22, L = 36mm, số răng Z = 12 răng, tuổi bền Tp = 100Lượng dư gia công: là 3mm tra theo bảng (1.33) Sổ tay CNCTM

Phay 2 lần với lượng dư phay thô Zb = 2mm

phay bán tinh Zb = 1mm

phay thô

Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt Chiều sâu cắt t = 2mm, lượng chạy dao

Sr = 0,15mm/răng, tốc độ cắt Vb = 130m/phút Bảng 2-84 Sổ tay CNCTM.Các hệ số hiệu chỉnh:

K1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào kích thước gia công cho trong bảng2-84 Sổ tay CNCTM - k1 = 1,1

K2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái của bề mặt gia công và độ

K3: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào vật liệu và độ cứng dụng cụ chotrong bảng (2-84) Sổ tay CNCTM - k3 = 1 hợp kim cứng BK8

t t

Ta chọn số vòng quay theo máy nm = 235 vòng/phút Như vậy tốc độ cắtthực tế sẽ là:

V1 = = = 36,895 m/phút

Lượng chạy dao phút SP = 0,12.235 = 28,2 mm/phút

Theo máy ta có Sm = 30 mm/phút

5-1-2- Nguyên công 2: Phay mặt bên

Lập sơ đồ gá đặt : Hai mặt bên cần đảm bảo độ song song

Định vị: Mặt bên thô vì vậy ta dùng hai chốt khía nhám hạn chế 2 bậc tự

do, và mặt phẳng hạn chế 3 bậc tự do

Kẹp chặt: Bằng cơ cấu ren vít + đòn kẹp liên động

Chọn máy: Máy phay nằm đứng vạn năng 6H82 Công suất của máy

Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt Chiều sâu cắt t = 2mm, lương chạy dao

S = 0.2 mm/răng, tốc độ cắt V = 120m/phút, Bảng 2-84 Sổ tay CNCTM, tuổibền Tb = 100

Sau khi gia công xong lật ngược lại để gia công tiếp mặt đối diện

Kiểm tra độ song song của hai mặt bên

Nguyên công 3: khoan, dao lỗ 2  9

Lập sơ đồ gá đặt:

Định vị: đặt chi tiết trên 2 phiến ty hạn chế 3 bậc tự do và 2 chốt chứnghạn chế 2 bậc tự do, 1 phiến tỳ khía nhám hạn chế 1 bậc tự do,

1 Chọn dao: mũi khoan  8

Lượng dư gia công: khoan Zb = 4 mm; doa Zb = 0,5 mm

Chế độ khoan: với t = 4 mm

2 Chọn bước tiến dao vòng

Xác định bước tiến: Lc/d = 23/8= 2,8  So = 0,2 mm/vòng tra bảng 2-101trang 213 sổ tay CNCTM

3 Tính vận tốc cắt và số vòng quay của máy

Dựa vào So và d: Ta có Vb = 18 mm/PH bảng 2-113 trang 217 sổ tayCNCTM

Vt= vb.k1.k2.k3

K1 - Hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công K1=1

K2 - Hệ số phụ thuộc vào tuổi bền dụng cụ K2 = 1,5

K3 - hệ số phụ thuộc vào tỷ số chiều dài cắt với đường kính cắt K3= 1

V1= 18.1.1,5.1= 27 mm/phút

tính số vòng quay trục chính

n = nt= == 1074,84 vòng/phút

Máy

Chọn dao: mũi khoét 13 mm

Lượng dư gia công Zb = 2mm chiều sâu cắt t= 2 mm

Chọn bước tiến doa vòng So = 0,45 mm/vòng

chọn bước tiến theo máy S = 0,4 mm/ph

Tính vận tốc cắt và số vòng quay của máy

Dựa vào So và d: Ta có Vb = 16 m/ph

Vt = vb.k1.k2.k3

K1- hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công k1=1

K2- hệ số phụ thuộc vào tuổi bền dụng cụ K2= 1,5

K3- hệ số phụ thuộc vào tỷ lệ chiều dài cắt với đường kính cắt k3=1

xác định nm

ta có m-1 =

12-1= 11 == 44,44theo bảng (8) ứng với 12 = 44,44 ta có  = 1,41

Kẹp chặt:Dùng cơ cấu kẹp chặt ren vít + dòn liên động

Chọn máy khoan 2H125 có công xuất n=2,2Kw

1 Chọn dao: mũi khoét đuôi côn có đường kính D=23,8 mm để gia công

lỗ thông suốt có D= 23mm

2 Chọn bước tiến dao vòng, chiều sâu cắt t= 0.8

Xác định bước tiến : Lc/d= 28/23,8 = 1.174=> S0 = 0,6 mm/vg; tra bảng2-101 trang 213 sổ tay CNCTM

3 Tính vận tốc cắt và số vòng quay của máy

Dựa vào S0 và d: Ta có Vb = 25 mm/ph bảng 2.113 trang 217 sỏ tayCNCTM

Vt = vb.k1 k2.k3

K1- hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công K1=1

K2 - hệ số phụ thuộc vào tuổi bền dụng cụ K2 =0.85

K3 - hệ số phụ thuộc vào tỷ số chiều dài với đường kính cắt k3=1

Chọn dao doa: Mũi doa có gắn mảnh hợp kim cúng D= 25mm

Lượng dư gia công: có Zb =0.2, chiều sâu cắt t=0.2mm

Bước tiến dao S0=0.85mm/vg

Tính vận tốc cắt và số vòng quay của máy

Dựa vào S0 và d: Ta có Vb =20m/ph; bảng 2-117 trang 28 sổ tayCNCTM

5.1.3 Nguyên công 5: Phay 2 mặt thành lên

Lập hồ sơ gá đặt:

Đ

ịnh vị Dùng 1 chốt trụ hạn chế 2 bậc tự do và 1 chốt chám hạn chế 1bậc tự do, mặt phẳng hạn chế 3 bậc tự do

Kẹp chặt: Dùng cơ cấu kẹp chặt bằng đai ốc

D= 250 mm, d= 50 mm, B = 18mm, số răng Z = 12 răng

L

ư ợng d ư gia công: Phay 1 lần với lượng dư phay thô Zb1= 2mm

Chế đ ộ cắt: Xác định chế độ cắt cho một dao Chiều sâu cắt t= 2mm,lượng chạy dao Sz = 0.2mm/răng, tốc độ cắt Vb= 110m/phút

Kẹp chặt: Dùng cơ cấu kẹp chặt ren vít + dòn liên động.

Chọn máy: Máy phay đứng vạn năng 6H82 Công xuất của máy

Chon dao: Phay bằng dao phay ngón có gắn mảnh hợp kim cứng, có cáckích thước sau tra theo bảng (4-69) sổ tay Công Nghệ Chế tạo Máy tập 2: d= 40mm, L= 221mm, l = 63mm, số răng Z= 6 răng

L

ư ợng d ư gia công: Phay 1 lần với lượng dư phay thô Zb = 2mm

Chế đ ộ cắt: Xác định chế độ cắt Chiều sâu cắt t= 2mm, lượng chạy dao

Định vị: định vị bằng phiến tỳ hạn chế 3 bậc tự do, 1 chốt trụ hạn chế 2bậc tự do và 1 chốt chám hạn chế 1 bậc tự do

Kẹp chặt: Dùng cơ cấu kẹp chặt ren vít + dòn liên động

Chon máy:

Chon máy khoan đúng 2H 125, công suất động cơ N = 2,2 (kW)

Chon dao:

- Dùng mũi khoan ruột gà bằng thép gió phí tiêu chuân  9,8 (mm)

- Dùng mũi doa thép gió  10(mm)

- Dao vát mép thép gió

Tra bảng 7 (1) ta có tuổi bền của dao T + 25 (phút)

L

ươ ng d ư gia công:

Gia công lỗ  10(mm) được chia làm ba bước:

- Tra bảng (5.87) (3) với D = 9,8 (mm), lượng chạy dao: S0 = 0.26(mm/phút)

- Chọn S0 = 0.2 mm/vòng

3 Tính vận tốc cắt và số vòng quay của máy

Dựa vào S0 và d: ta có Vb = 18 mm/phút bảng 2-113 trang 217 sổ tayCNCTM

Vt= Vb K1 K 2 K3

K1 - hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công; K1=1

K2 - hệ số phụ thuộc vào tuổi bền dụng cụ.k2

K3 - hệ số phụ thuộc vào tỷ số chiều dài cắt với đường kính cắt K3= 1

Theo bảng (5.88) (3) với các thông số ở trên ta tra được công suất cắt Nc

= 1,0 (Kw) <Nmáy,= 2,8.0.8 = 2,24 (Kw) => vậy máy chon đủ công suất cắt

*Doa lỗ  10.

- Chiều sâu cắt: t= 0.1 (mm)

- Tra bảng (5.112) (3) với D = 10 (mm) và nhóm chạy dao II ta có lượngchạy dao: S= 0.7 (mm/ vòng) Chọn theo máy ta có lượng chạy dao smáy =0.62 (mm/vòng)

- Theo bảng (5.88) (3) với D= 10 (mm), lượng chạy dao S = 0.62(mm/vòng) và nhóm thép gia công 6 ta có tốc độ cắt : Vb = 13(m/phút)

- Tốc độ cắt tính toán: Vt = Vb K

Trong đó:

K: Hệ số phụ thuộc vào chu kỳ bền

Với D= 10 (mm) => T = 40 (phút) => T/ TH = 40/25 Theo bảng (5.88)(3) ta có K = 0.8

- Chọn theo máy ta có lượng chạy dao khi vát mép S0 = 0.1 (mm/vòng)

- Chọn tốc độ quay trục chạy dao theo máy nm = 668 (m/phút)

my tt

Lập sơ đồ gá đặt: khoan lỗ cần đảm bảo độ xuyên tâm của tâm lỗ đồng thời cần đảm bảo độ song song tương đối của 2 lỗ với nhau bởi vậy ta sử dụng

cơ cấu để hạn chế 6 bậc tự do như sau: mặt phẳng hạn chế 3 bậc tự do, một chốt trụ và 1 chốt chám hạn chế 2 bậc tự do

Kẹp chặt: dùng cơ cấu đòn kẹp liên động, phương của lực kẹp vuông gócvới phương của kích thước thực hiện

1 Tính chiều dài gia công

Lgc= Lc + y + 1p

Lc - chiều dài cắt Lc = 10mm

Y- chiều dài vào ra của dụng cụ y= 2mm

Lp - chiều dài thêm dùng trong trường hợp kết cấu cần thêm chiều dài:

Xác định bước tiến: Lc/d = 10/6.5 = 1.5 => S0 = 0.15 mm/ vg tra bảng

2-101 trang 213 sổ tay CNCTM

3 Tính vận tốc cắt và số vòng quay của máy.

Dựa vào S0 và d: ta có Vb = 19 mm/ ph bảng 2- 123 trang 217 sổ tay CNCTM

Vt= vb.k1.k2k3

K1 - hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công K1 = 1

K2 - hệ số phụ thuộc vào tuổi bền dụng cụ K2 = 1.5

K3 - hệ số phụ thuộc vào tỷ số chiều dài cắt với đường kính cắt k3 = 1

Vt = 19.1.1.5.1= 28.5mm/ph

Tính số vòng quay trục chính

1000 1000.28.5

1396.37 / 3.14.6.5

Vb vận tốc tra theo bảng 2-145 trang 227 vật liệu gia công là gang xám

=> Vb=9m/ph Kb - hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công Kb = 0.8

2 Tính số vòng quay của dụng cụ

1000 1000.7, 2

286,62 / 3,14.8

x c

K1 - hệ số phụ thuộc đường kính ren: k1 = 0.7 tra bảng 2-147

K2 - hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công: k2 = 0.65 bảng 2-148

Mxb= 90.0.7 0.65 = 40, 95 (kg.m

40.95 3,14.8

Kẹp chặt: dùng cơ cấu vít me- đai ốc và kẹp từ trên xuống

Chế độ cắt:

Chon máy: Máy khoan đứng 2H125

Công xuất của máy nm= 2.2kw

Tính chiều dài gia công

Lgc= Lc + y + 1p

Lc= chiều dài vào ra của dụng cụ y = 2mm

Lp chiều dài thêm dùng trong trường hợp kết cấu cần thêm chiều dài: 1p=5mm

3 Tính vận tốc cắt và số vòng quay của máy

Dừa vào S0 và d: ta có Vb = 24 mm/ph; bảng 2-113 trang 217 sổ tay CNCTM

Vt= vb.k1.k2k3

K1- hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công k1

K2 - hệ số phụ thuộc vào tuổi bền dụng cụ K2

K3 - hệ số phụ thuộc vào tỷ số chiều dài cắt với đường kính cắt k3=1

Vt= 24.1.1,5.1=36mm/ph

Tính số vòng quay trục chính

1000 1000.36

2866.24 / 3.14.4

d n

5 Tính lượng dư của bề mặt D, còn tất cả các bề mặt gia công khác

của chi tiết thì tra theo sổ tay công nghệ (7)

Tính lượng dư của bề mặt C Độ chính xác của phôi đúc cấp 4-6, trọng phôi; là 1.1kg vật liệu phôi: G21-40:

Công thức tính lượng dư cho bề mặt C

Zmin= Rz + Ti + Pi + gdi

Trong đó:

Rz: chiều cao nhấp nhô tế vi do bước công nghệ sát trước để lại

Ti: Chiều sâu lớp kim loại khuyết tật bề mặt do bước công nghệ sát trước

để lại

Pi: Sai lệch không gian do bước công nghệ sát trước để lại (độ cong vênh, độ lệch tâm, độ không song song )

gdi : Sai số gá đặt chi

Theo bảng 10- thiết kế đồ án công nghệ Chế tạo máy, ta có:

Rz 250m

Ti = 350m

Sai lệch không gian tổng cộng được xác định theo công thức:

(định vị bằng mặt phẳng tính theo công thức sau)

1.128 128

i cv cv l m

Độ cong vênh phôi đúc= 0.7-1m

trên 1mm chiều dài tra bảng (1.23) sổ tay CNCTM

Sai lệch về độ không song song giữa mặt phẳng chuẩn và mặt phẳng gia công tra bảng 3-11(STCNCTM) với dung sai vật đúc là:

s = dung sai phôi /2 = 25.6/2= 12.8 m

Vì sai lệch độ không song song và độ cong vênh là cùng chiều nên tổng sai lệch của phôi là: