NỘI DUNG THUYẾT MINH và TÍNH TOÁN đồ án môn học CÔNG NGHỆ GIA CÔNG cơ KHÍ de nop

Lời nói đầu Hiện nay, cùng với sự phát triển của ngành cơ khí, môn công nghệ chế tạo máy thực sự là hành trang mỗi kĩ s trớc khi ra trờng,ngời công nhân cố thể dựa vào làm cơ sở thiết k

Lời nói đầu

Hiện nay, cùng với sự phát triển của ngành cơ khí, môn công nghệ chế tạo máy thực sự là hành trang mỗi kĩ s trớc khi ra trờng,ngời công nhân cố thể dựa vào làm cơ sở thiết

kế Môn công nghệ chế tạo máy đợc đem vào giảng dạy ở hầu hết các trờng kĩ thuật và càng ngày không ngừng đợc cải tiến dới sự nghiên cứu của các chuyên gia hàng đầu

Đối với mỗi sinh viên cơ khí, đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy là môn học giúp sinh viên làm quen với việcgiải quyết các vấn đề tổng hợp của công nghệ chế tạo máy

đã đợc học ở trờng qua các giáo trình cơ bản về công nghệ chế tạo máy Khi làm đồ án này ta phải làm quen với cách

sử dụng tài liệu, cách tra sổ tay cũng nh so sánh lý thuyết

đã học với thực tiễn sản xuất cụ thể một sản phẩm điển hình.Để hoàn thành đợc đồ án môn học này, em xin chân thành cảm ơn sự hớng dẫn của thầy giáo Th.s Nguyễn Thanh Tùng cùng các thầy cô giáo thuộc bộ môn Công Nghệ Chế Tạo Máy trờng Đại Học Mỏ - Địa Chất Hà Nội

Do làm lần đầu đợc hoàn thành môn học này, tất nhiên không thể tránh khỏi có sai sót Em rất mong có đợc sự chỉbảo giúp đỡ của các thầy và các bạn

Hà Nội 12/2011

Sinh viên

Bùi Văn Tới

CHƯƠNG1: Phân tích chi tiết gia công

I Phân tích chức năng làm việc của chi tiết.

Chức năng làm việc của chi tiết:chi tiết cần yêu cầu thiết

kế là chi tiết càng gạt thờng có chức năng biến chuyển

động thẳng của chi tiết này thành chuyển động quay của chi tiết khác Ngoài ra chi tiết dạng càng còn dùng

+Chiều dài mặt đầu tiếp xúc với bánh răng :yêu cầu có

độ chính xác cao dễ dàng lắp vào khe bánh răng đồng thời không gây va đập khi gạt

+Khoảng cách tâm: do trong máy công cụ khoảng cách giữa trục gạt và trục lắp bánh răng có khoảng cách cố định

+Kích thớc lỗ trục :yêu cầu dung sai nhỏ, độ đồng tâm cao với trục gạt

Điều kiện kĩ thuật cơ bản của chi tiết:

+Lỗ trục: Dung sai ỉ40H8 tơng dơng với cấp chính xác(ccx) 8 Độ bóng Ra 2,5 tơng đơng với 6

1 Về yêu cầu kỹ thuật:

Với những yêu cầu kỹ thuật trên bản vẽ chi tiết là chaphù hợp để đảm bảo chức năng và điều kiện làm việc củachi tiết là tối u Đó là bề mặt trong lỗ 144 là có độ nhẵnRz=2,5 là không hợp lý vì bề mặt này không làm việckhông cọ sát nên có thể chỉ cần lấy là Rz = 40m

2.Về các phần tử kết cấu:

a Đơn giản hoá kết cấu:

Ngoài những phần do đảm bảo chức năng làm việckhông thể thay đổi đợc nh mặt trụ, mặt làm việc , ta xétcác bề mặt còn lại

 Gân trợ lực :

Do khi làm việc chi tiết có chịu va đập mà vật liệulàm bằng thép C40 đáp ứng đợc các yêu cầu ở mức trungbình cho các chi tiết nhỏ và vừa (=2030mm) Mặt khácchi tiết của đa ra có kích thớc  (40144mm) khá lớn,

đồng thời phần chuyển tiếp giữa phần trụ ở đầu và thân cókích thớc thay đổi đột ngột nên tập trung ứng suất , do đótại vị trí này chi tiết dễ bị gãy Để tránh việc chi tiết bị phá

huỷ cần có gân trợ lực, việc bỏ gân trợ lực để đơn giản kếtcấu là không thể đợc.

 Bố trí chi tiết đối xứng:

Do hình dạng của chi tiết nên ta ghép hai chi tiết lạithành một chi tiết có hình dạng đối xứng làm tăng độ cứngvững cho chi tiết khi gia công, đồng thời làm giảm số lợngcác nguyên công (do chỉ gia công một chi tiết sau đó cónguyên công cắt đứt sau cùng)

Việc bố trí chi tiết đối xứng là không có lợi vì nh thế

sẽ làm giảm nguyên công hoặc bớc, phải gia công các mặt

đầu qua 2 nguyên công hoặc bớc và khi đó định vị trênchuẩn tinh thống nhất chi tiết có độ cứng vững không cao Việc thay thế kết cấu bằng hàn , lắp ghép đều không

đem lại hiệu quả kinh tế và kỹ thuật

b Khả năng áp dụng các phơng pháp gia công tiên tiến Các phơng pháp gia công bằng công nghệ tiên tiến đềukhông phù hợp với điều kiện kỹ thuật và điều kiện sảnxuất

Gia công bằng phơng pháp cắt dây và tia lửa điện chonăng suất không cao và chất lợng bề mặt không đòi hỏicao

Gia công bằng phơng pháp điều khiển số CNC khôngphù hợp với điều kiện sản xuất ở nớc ta

m:số chi tiết trong một sản phẩm m=1

:số chi tiết dể chế tạo thêm dự trữ =5%

: số chi tiết phế phẩm ở phân xởng đúc =3%

100 5 3 1 1

144 4

90 2

1 123 2

144 90 2 4

90 4

144 38 114

20 44 2

1 2 4

40 4

Tra bảng 1.3 Dạng sản xuất là sản xuất hàng khối

CHƯƠNGIV: Chọn phơng pháp chế tạo phôi

I Xác định phơng pháp chế tạo phôi:

Đối với chi tiết đã có , có thể áp dụng các phơng pháp

chế tạo phôi sau đây:

1.Phôi dập:

Phôi dập thờng dùng cho các loại chi tiết sau đây:

trục răng côn, trục răng thẳng, các loại bánh răng khác ,

các chi tiết dạng càng , trục chữ thập, trục khuỷu .có các

đặc điểm:

Sử dụng một bộ khuôn có kích thớc lòng khuôn gần

giống vật gia công

Độ chính xác của vật dập cao , đặc biệt là các kích

thớc theo chiều cao và sai lệch giữa hai nửa khuôn Thông

thờng độ bóng của dập thể tích đạt đợc từ  2  4 ,độ

chính xác đạt đợc  0,1  0,05

Trạng thái ứng suất vật gia công nói chung là nén

khối, do đó kim loại có tính dẻo tốt hơn , biến dạng triệt

để hơn , cơ tính sản phẩm cao hơn và có thể gia công vật

phức tạp

Dễ cơ khí hoá nên năng suất cao

Hệ số sử dụng vật liệu cao

Thiết bị sử dụng có công suất lớn , chuyển động

chính xác , chế tạo khuôn đắt tiền

Do những đặc điểm trên nên dập thể tích chỉ dùng

trong sản xuất hàng loạt và hàng khối

2.Rèn tự do

Ưu điểm của rèn tự do:

Thiết bị rèn đơn giản , vốn đầu t ít

Các nhợc điểm của rèn tự do:

Độ chính xác kích thớc , độ bóng bề mặt kém

Chất lợng vật rèn không đồng đều trong từng phầncủa chi tiết và giữa các loạt gia công chất lợng gia côngcòn phụ thuộc vào trình độ công nhân và trình độ tổ chứcnơi làm việc

Năng suất lao động thấp , lợng d , dung sai và thờigian gia công lớn , hiệu quả kinh tế không cao

Sử dụng trong sản xuất đơn chiếc, loạt nhỏ, phục vụcông nghiệp sửa chữa, chế tạo máy

3.Đúc trong khuôn kim loại:

Có thể tạo ra sản phẩm có chất lợng cao, kích thớcchính xác, độ bóng bề mặt cao, có khả năng cơ khí hoá , tự

động hoá cao

Giá thành sản xuất đúc nói chung hạ hơn so với cácdạng sản xuất khác

Vật đúc dễ tồn tại các dạng rỗ co , rỗ khí , nứt Tiêu hao một phần kim loại do hệ thống rót , đậungót

Khi đúc trong khuôn kim loại, tính dẫn nhiệt củakhuôn cao nên khả năng điền đầy kém Mặt khác có sựcản cơ của khuôn kim loại lớn nên dễ gây ra nứt

Tóm lại: Từ chức năng , điều kiện làm việc và sản lợng

của chi tiết ta chọn phơng pháp chế tạo phôi đúc trongkhuôn kim loại là phù hợp nhất

Đối với chi tiết càng sản xuất hàng khối

công tuần tự các bề mặt.

II.Chọn phơng pháp gia công :

Chọn phơng pháp gia công thích hợp để đạt độ bóng và độchính xác yêu cầu:

 Gia công lỗ 90H8 , độ bóng Ra=2,5m.:

Dung sai H8 ứng với cấp chính xác 8, độ bóng cấp

6 ,có thể áp dụng phơng pháp gia công sau cùng là:

- Khoét tinh

- Tiện tinh

 Gia công lỗ 40H8 , độ bóng Ra= 2,5m:

Dung sai H8 ứng với cấp chính xác8, độ bóng cấp 6

Có thể áp dụng phơng pháp gia công cuối cùng là:

- Doa tinh

- Tiện tinh

 Gia công kích thớc 72 0 , 1 độ bóng Rz=20m:

Dung sai +0,1 ứng với cấp chính xác 11, độ bóng cấp

1.Nguyên công 1: Phay mặt đầu thứ nhất

*Yêu cầu kĩ thuật:

Vật liệu: vật liệu gia công thép C40 có HB = 217

Độ nhẵn bóng bề mặt sau khi gia công:Rz= 20 m

Để đảm bảo yêu cầu kĩ thuật trên, cần thực hiện gia công qua 2 bớc công nghệ:

Rza:Chiều cao nhấp nhô tế vi do nguyên công trớc để lại

Ta: Chiều sâu lớp khuyết tật do nguyên công trứơc để lại

a: Sai lệch vị trí không gian do nguyên công trớc để lại

b :Sai số gá đặt chi tiết ở nguyên công đang thực hiện

c: Là sai số chuẩn khi phay c= 0 ( m)

Do ta chọn chuẩn kích thớc trùng với chuẩn định vị

gđ= 2

c k

   =175( m)Sai số kẹp sau khi phay tinh: gđ2=0.02.175=3,5( m)Lợng d nhỏ nhất khi phay thô:

Zmin=600+386,4+175=1161,4( m)

Lợng d nhỏ nhất khi phay tinh:

Zmin=50+50+19,3=119,3( m)

Cét kÝch thíc tÝnh to¸n trong b¶ng, ta ®iÒn tõ « cuèi cïng gi¸ trÞ nhá nhÊt cña kÝch thíc theo b¶n vÏ dt=

Khi phay tinh :

dmin= 72 mm , dmax=72+0,1=72,1 mm

Zmax= 74,88-72,619=2,261 (mm) =2261 (m)

Zmin= 73,28-72,119= 1,161(mm) =1161(m)

Lợng d tinh sau nguyên công phay thô 0,5 mm

3.Nguyên công 3: Phay mặt đầu thứ 3

Tra bảng 3.102 TL2

Lợng d đúc 3 0 , 8mm

Lợng d công thô sau nguyên công đúc 2,5 mm

Lợng d tinh sau nguyên công phay thô 0,5 mm

4.Nguyên công 4: Khoan, khoét, doa  40

5.Nguyên công 5: Khoét, doa lỗ  90

Lợng d của đúc khi đã có lỗ  85 là Zmin= 2,5

Khối V ngắn định vị 2 bậc vào mặt trụ thứ nhất Khối V tuỳ động định vị 1 bậc chống xoay vào mặt trụ còn lại.

Kẹp chặt : Kẹp chặt bằng 2 khối V, phơng kẹp chặt song song với mặt định vị Dùng khối V vát tạo lực

Hiệu suất máy: 0,75

Lực lớn nhất cho phép theo cơ cấu tịnh tiến của máy là:1500KG

*Chọn dao:

Dùng dao phay mặt đầu hợp kim cứng, tra bảng

4-3[2]chọn dao có mác T15K6

Thông số dao: D = 160; b = 60; d = 50; z = 10;

chu kỳ bền của dao Tdao=180(phút)

*Lợng d gia công: Tra bảng 3-94[2] với:

+Kích thớc max = 2,8mm

+Vị trí bề mặt cần tính: mặt trên

 zb= 3(mm) Chia làm 2 bớc công nghệ: Phay thô 2,3mm

Phay tinh 0,5mm

*chế độ cắt:

a).Phay thô:

Chiều sâu cắt : t = 2,3 mm;

Lợng chạy dao sz = 0,13 (mm/răng) sv = 0,13.10 = 1,3(mm/vòng)

Tốc độ cắt tra bảng 5-126[2] với D = 160; b=60; z = 10; sz= 0,2; t = 2,3 vb = 249(m/ph)

Vận tốc tính đến ảnh hởng của các yếu tố vt = vb.k1.k2

.k3.k4 k5

k1: Hệ số phụ thuộc vào độ cứng của thép k1=1,0

k2 :Hệ số phụ thuộc vào chu kỳ bền của dao: 0 , 5

 k2 =1,15

k3: Hệ số phụ thuộc mác hợp kim cứng; Với T15K6k

 Tốc độ tính toán vt= vb.k1.k2 k3.k4 k5

= 249.1.1,15.1.0,8.0,89=203(m/ph)

vb = 352 (m/ph)

vt= vb.k1.k2 k3.k4 k5 k1:

k1: hệ số phụ thuộc vào độ cứng của thép k1=1

k2 :Hệ số phụ thuộc vào chu kỳ bền của dao: 0 , 5

 Tốc độ tính toán vt= vb.k1.k2 k3.k4 k5

= 352.1

1,15.1.0,8.0,89=288,8(m/p)

Khối V ngắn định vị 2 bậc vào mặt trụ thứ nhất.

Khối V tuỳ động định vị 1 bậc chống xoay vào mặt trụ còn lại

Công suất động cơ:7Kw

Kích thớc bàn máy:320x1250

Số cấp chạy dao:10

Giới hạn vòng quay:301500

Hiệu suất máy: 0,75

Lực lớn nhất cho phép theo cơ cấu tịnh tiến của máy là:1500KG

*Chọn dao:

Dùng dao phay mặt đầu hợp kim cứng, tra bảng

4-3[2]chọn dao có mác T15K6

Thông số dao: D = 160; b = 60; d = 50; z = 10;

chu kỳ bền của dao Tdao=180(phút)

*Lợng d gia công: Tra bảng 3-94[2] với:

+Kích thớc max = 3,0 mm

+Vị trí bề mặt cần tính: mặt trên

 zb= 3(mm) Chia làm 2 bớc công nghệ: Phay thô 2,5 mm

Phay tinh 0,5 mm

*chế độ cắt:

a).Phay thô:

Chiều sâu cắt : t = 2,5 mm;

Lợng chạy dao sz = 0,13 (mm/răng) sv = 0,13.10 = 1,3(mm/vòng)

Tốc độ cắt tra bảng 5-126[2] với D = 160; b=60; z = 10; sz= 0,2; t = 2,3 vb = 249(m/ph)

Vận tốc tính đến ảnh hởng của các yếu tố vt = vb.k1.k2

.k3.k4 k5

k1: Hệ số phụ thuộc vào độ cứng của thép k1=1,0

k2 :Hệ số phụ thuộc vào chu kỳ bền của dao: 0 , 5

 Tốc độ tính toán vt= vb.k1.k2 k3.k4 k5

= 249.1.1,15.1.0,8.0,89=203(m/ph)

vb = 352 (m/ph)

vt= vb.k1.k2 k3.k4 k5 k1:

k1: hệ số phụ thuộc vào độ cứng của thép k1=1

k2 :Hệ số phụ thuộc vào chu kỳ bền của dao: 0 , 5

Lợng chạy dao phút: sp = 0,8.600 = 480(mm/ph)

Khối V ngắn định vị 2 bậc vào mặt trụ thứ nhất.

Khối V tuỳ động định vị 1 bậc chống xoay vào mặt

Hiệu suất máy: 0,75

Lực lớn nhất cho phép theo cơ cấu tịnh tiến của máy

chu kỳ bền của dao Tdao=180(phút)

*Lợng d gia công: Tra bảng 3-94[2] với:

+Kích thớc max = 3,0 mm

+Vị trí bề mặt cần tính: mặt trên

 zb= 3(mm) Chia làm 2 bớc công nghệ: Phay thô 2,5 mm

Phay tinh 0,5 mm

*chế độ cắt:

a).Phay thô:

Chiều sâu cắt : t = 2,5 mm;

Lợng chạy dao sz = 0,13 (mm/răng) sv = 0,13.10 = 1,3(mm/vòng)

Tốc độ cắt tra bảng 5-126[2] với D = 160; b=60; z = 10; sz= 0,2; t = 2,3 vb = 249(m/ph)

Vận tốc tính đến ảnh hởng của các yếu tố vt = vb.k1.k2

.k3.k4 k5

k1: Hệ số phụ thuộc vào độ cứng của thép k1=1,0

k2 :Hệ số phụ thuộc vào chu kỳ bền của dao: 0 , 5

 Tốc độ tính toán vt= vb.k1.k2 k3.k4 k5

= 249.1.1,15.1.0,8.0,89=203(m/ph)

Lợng chạy dao phút: sp = 1,3.375 = 487,5 (mm/ph)

 Chọn theo máy sm= 475 (mm/ph)

b).Phay tinh:

k1: hệ số phụ thuộc vào độ cứng của thép k1=1

k2 :Hệ số phụ thuộc vào chu kỳ bền của dao: 0 , 5

*Sơ đồ gá đặt:

Định vị: Chi tiết đợc định vị ở mặt đáy 3 bậc tự dobằng phiến tỳ

Khối V ngắn định vị 2 bậc vào mặt trụ thứ nhất

Khối V tuỳ động định vị 1 bậc chống xoay vào mặttrụ còn lại

Kẹp chặt : Kẹp chặt bằng 2 khối V, phơng kẹp chặt song song với mặt định vị Dùng khối V vát tạo lực vuông góc với mặt định vị

* Chọn máy: Chọn máy khoan cần 2A55 với các thông

30-37,5-47,75-90-150-Lợng chạy dao trên 1 vòng quay trục

1,15-1,54-2,2

chính(mm/v):0,05-0,07-0,1-0,14-0,2-0,2800,4-0,56-0,79-Lực dọc trục lớn nhất 2000 KG

*Chọn dao: với mác dao là BK8

Dùng mũi khoan ruột gà bằng thép gió tiêu chuẩn 25Khoan rộng bằng thép gió mũi khoan ruột gà 38

Mũi khoét thép gió tiêu chuẩn 39,7

Mũi doa thép gió 40

Tra bảng 7[1] T= 35(ph)

*Chế độ cắt:

a)Khoan lỗ 25:

Chän theo m¸y nm=118(v/ph)

VËn tèc c¾t thùc tÕ vtt =1000.D.n 3,141000.38.118

= 14,1 (m/ph)

Lîng ch¹y dao: Chän theo m¸y sm= 0,79 (mm/v)

Lîng ch¹y dao: Chän theo m¸y sm= 0,79 (mm/v)

k: hÖ sè ®iÒu chØnh phô thuéc vµo chu kú bÒn:

*Sơ đồ gá đặt:

S n

*Chọn máy: Chọn máy khoan cần 2A55 với các thông

30-37,5-47,75-90-150-Lợng chạy dao trên 1 vòng quay trục

1,15-1,54-2,2

a)KhoÐt th«  89:

ChiÒu s©u c¾t: t = 2 (mm)

Lîng ch¹y dao:Tra b¶ng 5-104[2] víi D=89, HB>200, nhãm ch¹y dao IIsv = 1,2 1,5(mm/v) chän sv = 1,3 (mm/v)

Lîng ch¹y dao: Chän theo m¸y sm= 1,15 (mm/v)

Lîng ch¹y dao: Chän theo m¸y sm= 1,54 (mm/v)

*Chọn máy: Máy khoan cần 2A55

*Chọn dao: dao vát mép thép gió

*Chế độ cắt: Chiều sâu lớn nhất: t = 2mm

Tra bảng 5_104[2] ta đợc lợng chạy dao S = 0,9

K2: hệ số điều chỉnh phụ thuộc trạng thái; k2 =

 Lợng chạy dao: Chọn theo máy sm= 0,79

Khối V ngắn định vị 2 bậc vào mặt trụ thứ nhất

Khối V tuỳ động định vị 1 bậc chống xoay vào mặt

trụ còn lại

HiÖu suÊt m¸y: 0,75

Lùc lín nhÊt cho phÐp theo c¬ cÊu tÞnh tiÕn cña m¸y

chu kú bÒn cña dao Tdao=180(phót)

*Lîng d gia c«ng: Tra b¶ng 3-94[2] víi:

160 322

0 2 , 0 4 , 0 1 , 0 2 , 0

2 , 0

 (m/ph)

Số vòng quay thực tế : ntt=

) / ( 410 160

.

206 1000

.

1000

ph v D

.





n D



(m/ph)

*Lợng chạy dao phút và lợng chạy dao răng thực tế:

sm=sz.z.n=0,13.10.375= 487,5 (mm/ph)

Theo máy chọn sm=475 (mm/ph)

szthực= 0 , 127

375 10

x p

n D

Z B s t C

.

10



Trong đó: Z- số răng dao phay

n-số vòng quay của dao, v/ph

Cpvà các số mũ cho trong bảng 5-41

kMP- hệ số điều chỉnh cho chất lợng của vật liệu gia công

, 0 375

160

144 130 , 0 3 , 2 825 10

.

.

.

10

2 , 0 3 , 1

1 , 1 75 , 0 1





u y z

x p

n D

B s t

160 365 1000 2

P

60 1020

4 , 188 365 60

1020

10 144 08 , 0 5 , 0 180

160 322

0 2 , 0 4 , 0 1 , 0 2 , 0

2 , 0

 (m/ph)

Sè vßng quay thùc tÕ : ntt=

) / ( 579 160

.

291 1000

.

1000

ph v D

.





n D

x p

n D

Z B s t C

.

10

 Trab¶ng 5-41vµ b¶ng 5-9 ta cã:

Thay sè ta cã:

50 9 , 0 600

160

144 08 , 0 5 , 0 825 10

.

.

.

10

2 , 0 3 , 1

1 , 1 75 , 0 1





u y z

x p

n D

B s t

160 50 1000 2

P

60 1020

4 , 301 50 60 1020