NỘI DUNG THUYẾT MINH và TÍNH TOÁN đồ án môn học CÔNG NGHỆ GIA CÔNG cơ KHÍ chi tiết thuộc nhóm dạng hộp thuyet minh

Chương 1: Phân tích chi tiết gia công Xác định dạng sản xuất và phương pháp chế tạo phôi.1.1 Phân tích chức năng làm việc của chi tiết Dựa vào bản vẽ chi tiết và bản vẽ kết cấu của máy

Lời nói đầu

Hiện nay , các ngành kinh tế nói chung và ngành cơ khí nói riêng đòi hỏi kỹ s cơ khí và cán bộ kỹ thuật cơ khí đợc đào tạo ra phải có kiến thức sâu rộng , đồng thời phải biết vận dụng những kiến thức đó để giải quyết những vấn đề cụ thể thờng gặp trong sản xuất , sửa chữa và sử dụng.

Mục tiêu của môn học là tạo điều kiện cho ng ời học nắm vững và vận dụng có hiệu quả các phơng pháp thiết kế , xây dựng và quản lý các quá trình chế tạo sản phẩm cơ khí về kỹ thuật sản xuất và tổ chức sản xuất nhằm

đạt đợc các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật theo yêu cầu trong điều kiện và qui mô sản xuất cụ thể Môn học còn truyền đạt những yêu cầu về chỉ tiêu công nghệ trong quá trình thiết kế các kết cấu cơ khí để góp phần nâng cao hiệu quả chế tạo chúng.

Đồ án môn học Kỹ thuật gia cụng cơ khớ nằm trong chơng trình đào tạo của ngành Chế tạo máy thuộc khoa cơ khí có vai trò hết sức quan trọng nhằm tạo cho sinh viên hiểu một cách sâu sắc về những vấn đề mà ng ời kỹ s gặp phải khi thiết kế một qui trình sản xuất chi tiết cơ khí.

Đợc sự giúp đỡ tận tình của các thầy giáo ,đặc biệt là thầy Nguyễn Thanh Tựng đã giúp em hoàn thành tốt đồ án môn học này.

Em xin chân thành cảm ơn.

Chương 1: Phân tích chi tiết gia công Xác định dạng sản xuất và phương pháp chế tạo phôi.

1.1 Phân tích chức năng làm việc của chi tiết

Dựa vào bản vẽ chi tiết và bản vẽ kết cấu của máy chứa chi tiết cần thiết kếquy trình công nghệ để tìm hiểu kỹ cấu tạo, chức năng làm việc, điều kiện làm việccủa chi tiết

- Phiến tỳ đồ gá là trang bị phụ dung để xác định vị trí của chi tiết cần gia công rồi kẹp chặt chúng lại

- Phiến tỳ được bắt chặt với thân đồ gá Cả bốn cạnh ở các mặt trên của phiến

tỳ được vát mép tạo điều kiện cho việc đẩy chi tiết gia công và quét sạch phoi Gócmép vát là α= 4Gº.Đây là phiến tỳ phẳng, có nhược điểm là chỗ bắt vít lõm xuống cho nên khó quét sạch phôi.Để khắc phục nhược điểm này, các phiến tỳ phẳng được dùng để định vị các mặt phẳng đứng của chi tiết gia công

- Điều kiện làm việc: chịu tải trọng thay đổi, rung động, chịu mài mòn tại bề mặt gá đặt chi tiết gia công

- Trên phiến tỳ có nhiều bề mặt cần gia công với độ chính xác cao Các bề mặt làm việc chủ yếu của phiến tỳ: mặt trên, 2 lỗ định vị Ø16, 2 lỗ bắt vít Ø 16, lỗ định tâm Ø24

- Chi tiết thuộc nhóm dạng hộp Điều kiện kỹ thuật: các mặt đối diện nhau cầnđạt độ song song cho phép, kích thước mặt trên phải đạt chuẩn để khi gá đặt chi tiết gia công chính xác, độ nhám bề mặt đạt

1.2 Phân tích tính công nghệ của kết cấu chi tiết:

Từ bản vẽ chi tiết, trên cơ sở nghiên cứu điều kiện làm việc của phiến tỳ ta

xác định được kết cấu của phiến tỳ như sau:

- Mặt trên của phiến tỳ có độ cứng vững cao, có khả năng chịu mài mòn cao,tải trong thay đổi khi gá đặt chi tiết gia công, đạt năng suất cao

- Các bề mặt chuẩn có diện tích đủ tạo độ cứng vững khi gá đặt chi tiết, gá đặtnhanh, thực hiện dễ dàng

- Khoảng cách các lỗ là 64 và 148 cho phép gia công chúng đồng thời trên cácmáy gia công cố nhiều trục chính Các lỗ thông suốt nên có thể gia công từ 2 phía

- Bề mặt cho phép dụng cụ gia công tiếp cận dễ dàng để thực hiện quá trìnhgia công

- Chi tiết đủ dộ cứng vững, có khả năng sử dụng chế độ cắt cao

1.3 Chọn và xác định dạnh sản xuất:

Khi xác định dạng sản xuất bằng phương pháp tra bảng cần xác định khốilượng của chi tiết gia công và số lượng chi tiết tổng cộng cần chế tạo trongmột năm

Số lượng chi tiết tổng cộng cần chế tạo trong một năm:

m= 1 số chi tiết trong một sản phẩm

α là số sản phẩm dự phòng do sai hỏng khi chế tạo phôi

α = G%

β là lượng sản phẩm dự trù cho hỏng hóc và phế phẩm trongquá trình gia công cơ học β = G%÷ 7% Lấy β = 6%

N=4G00 1 ¿) = 49G chi tiết

V = 20.12.4,4 = 10G6 cm3

Q = 7,8G2 10-3 10G6 = 8,3 kg

Dựa vào trị số của N và Q, tra bảng 1.3 trang 9 Giáo trình Thiết kế đồ án KTGCCK ta xác định dạng sản xuất là sản xuất hang loạt vừa

1.4 Chọn phơi và phương pháp gia cơng:

Trong đúc phôi có những phương pháp như sau:

1.4.1 Đúc trong khuôn cát mẫu gỗ:

- Chất lượng bề mặt vật đúc không cao, giá thành thấp, trang thiết bị đơngiản, thích hợp cho dạng sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ

- Loại phôi này có cấp chính xác: IT16 ÷IT17

- Độ nhám bề mặt: R z = 160m

1.4.2 Đúc trong khuôn cát mẫu kim loại:

- Nếu công việc thực hiện bằng máy thì có cấp chính xác khá cao, giáthành cao hơn so với đúc trong khuôn mẫu bằng gỗ Loại này phù hợp với dạngsản xuất loạt vừa và lớn

- Độ nhám bề mặt: R z = 80m

1.4.3 Đúc trong khuôn kim loại:

- Độ chính xác cao nhưng giá thành đầu tư thiết bị lớn, phôi có hình dánggần vói chi tiết Giá thành sản phẩm cao Loại này phù hợp với dạng sản xuấthàng loạt lớn và hàng khối

- Loại phôi này có cấp chính xác: IT14 ÷IT15

- Độ nhám bề mặt: R z = 40m

bị đắt tiền nên giá thành sản phẩm cao

1.4.6 Đúc trong vỏ mỏng:

- Loại này tạo phôi chính xác cao cho chi tiết phức tạp được dùng trongsản xuất hàng loạt lớn và hàng khối

Xác định phương pháp chế tại phơi: do phiến tỳ là chi tiết chịu nén lớn,chịu uốn và kéo khơng đáng kể nên ta dung phương pháp chế tạo phơi bàngphương pháp đúc Ở đây ta chọn đúc trong khuơn cát, mẫu kim loại, làm khuơnbằng máy

Yêu cầu kỹ thuật:

- Phơi đúc đạt chính xác cấp II

- Cấp chính xác kích thước: IT1G÷ IT16

- Độ nhám bề mặt Rz = 80µm

Tạo phôi và thông số về phôi: tra bảng 1.8 ta xác định được sai lệch kíchthước cho phép của vật đúc với kích thước danh nghĩa của chi tiết : kích thước44mm là ±0,8mm; kích thước 200mm là ±1,0mm; góc thoát khuôn là 1º ÷ 1,Gº;bán kính góc lượn R= 3mm

T D

Chương 2: Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết 2.1 Thiết kế sơ bộ tiến trình công nghệ gia công cơ chi tiết

Quy trình công nghệ gia công cơ được hiểu là một tập hợp của các tác độngđến phôi liệu theo một trình tự nhất định nhằm làm thay đổi kích thước, hình dáng

và trạng thái cơ lý tính của nó để tạo ra sản phẩm theo bản vẽ thiết kế ban đầu

Quá trình thay đổi kích thước và hình dáng hình học của phôi được thựchiện trong quá trình gia công cơ; còn tính chất và trạng thái cơ lý của lớp kim loại

bề mặt sẽ được biến đổi trong quá trình gia công nhiệt

6

7

Đánh số bề mặt phiến tỳ

Mục đích: xác định trình tự gia công hợp lý nhằm đảm bảo độ chính xác vềkích thước, vị trí tương quan, hình dạng hình học, độ nhám, độ bong của bề mặttheo yêu cầu của chi tiết cần chế tạo.

Sau khi nghiên cứu tài liệu, chọn phương án trình tự gia công các bề mặtchi tiết như sau:

- Nguyên công 1: phay mặt đáy số 2 bằng phương pháp phay thô, sau đó

phay tinh để đạt độ nhám yêu cầu

- Nguyên công 2: phay mặt đầu số 1 bằng phương pháp phay thô, sau đó

phay tinh để đạt độ nhám yêu cầu

- Nguyên công 3: phay 2 mặt bên số 3 bằng phương pháp phay thô, sau đo

phay tinh để đạt độ nhám yêu cầu

- Nguyên công 4: phay 2 mặt cạnh số 4 bằng phương pháp phay thô, sau đo

phay tinh để đạt độ nhám yêu cầu

- Nguyên công 5: khoan và doa 4 lỗ Ø16 đạt độ nhám yêu cầu

- Nguyên công 6: khoan và doa lỗ giữa Ø24 đạt độ nhám yêu cầu.

- Nguyên công 7: khoan lỗ Ø30 sâu 1Gmm cho 2 lỗ vít.

Ưu điểm: phân tán nguyên công thích hợp cho sản xuất hang loạt, khi gálắp liên quan đến nhiều mặt đầu nên ta gia công các mặt đó trước làm chuẩn chogia công các bề mặt tiếp theo

2.2 Tính toán lượng dư gia công:

Ở đây ta tính toán lượng dư gia công khi gia công 2 lỗ vít, các nguyên côngcòn lại tra bảng

Phôi có dạng phôi đúc cấp chính xác II, khối lượng khoảng 8,3kg.Tiến trìnhgia công lỗ vít Ø16 gồm 3 bước: khoan và doa lỗ Ø16 đạt độ nhám Ra= 0,16mmsau đó khoan sâu 1Gmm lỗ Ø30

Chi tiết được định vị mặt phẳng đầu và khối V đầu

Ta tính lượng dư gia công cho bước khoan vè doa lỗ Ø16 do đây là bướcqua trọng cho nhiệm vụ của chi tiết

Công thức tính lượng dư cho bề mặt trụ trong đối xứng Ø16:

Zmin = Rza + Ta+ √ρ a2+ε b2

Trong đó:

Rza là chiều cao nhấp nhô tế vi do bước công nghệ trước để lại

Ta là chiều cao lớp hỏng bề mặt do bước công nghệ sát trước để lại

a là sai lệch về vị trí không gian do bước công nghệ sát trước để lại(độ cong vênh, độ lệch tâm, độ song song)

b là sai số gá đặt chi tiết ở bước công nghệ đang thực hiện

Tra bảng ta được: Rz = 150 m

Ti = 200 mSai lệch vị trí không gian tổng cộng được xác định:

a = √ρ c2+ρ lk2

Giá trị cong vênh ph của lỗ được tính theo cả 2 phương hướng kính

và hướng trục:

ph = √ (Δ k d)2+(Δ k l)2=√(1,5.16)2+(1,5.29)2 = 43 µm

k là độ cong vênh đơn vị lấy theo bảng 2.17

d là đường kính lỗ gia công d= 16mm

l là chiều dài lỗ gia công l= 29mmGiá trị lk là sai số do độ lệch thao đúc tạo lỗ, trong trường hợp nàychính là sai lệch về vị trí các mặt chuẩn đã gia công ở các nguyên công trước vàđược sử dụng để gá đặt chi tiết trên nguyên công đang thực hiện so với bề mặt cần

cl = k.ph= 0,05.293 = 14,65 µmSai số gá đặt chi tiêt εgd ở bước nguyên công này được xác định bằngtổng vecto sai số chuẩn εc và sai số kẹp chặt, nếu không xét đến sai số đồ gá:

Bây giờ ta xác định lượng dư nhỏ nhất theo công thức:

2.Zmin = 2.(RZi-1 + Ti-1 + √ρ i−12 +ε i2

) =2.(150 + 200 + + √2932+1602 )

Ta lập đươc bảng lượng dư như sau:

ρaµm

εbµm

Zmtµm

dρµm

Tµm

dminµm

dmaxµm

2Zminµm

2Zmaxµm

1367,6 8

233,4 308

Tổng: 1601,08 3G43,4

2.3 Tra lượng dư cho các bề mặt còn lại:

- Lượng dư gia công phay mặt đầu 1: 0,76mm

- Lượng dư gia công phay mặt đáy 2: 0,76mm

- Lượng dư gia công phay mặt bên 3: 2,3mm

- Lượng dư gia công phay mặt cạnh 4: 2,3mm

- Lượng dư gia công khoan lỗ vít Ø30( đã tính): 3,Gmm

Chương 3: Thiết kế nguyên công

3.1 Nguyên công 1: phay mặt đáy

- Sơ đồ gá đặt:

- Định vị và kẹp chặt: chi tiết được định vị ở mặt đáy hạn chế 3 bậc tự do,khối V cố định hạn chế 2 bậc tự do Khối V di động có tác dụng kẹp chặt

- Chọn máy phay: máy phay đứng 6H13 có công suất động cơ 10KW

- Chọn dao: dao phay mặt đầu gắn mảnh hợp kim TGK10

3.2 Nguyên công 2: phay mặt bên

- Định vị và kẹp chặt: chi tiết được định vị ở mặt đáy hạn chế 3 bậc tự do,khối V cố định hạn chế 2 bậc tự do Khối V di động có tác dụng kẹp chặt

- Chọn máy phay: máy phay đứng 6H13 có công suất động cơ 10KW

- Chọn dao: dao phay răng trụ có răng cắt nhỏ, vật liệu chế tạo là thép gió P18(80W18Cr4V2Mo) có

D= 100mm và z=18

- Sơ đồ gá đặt:

3.3 Nguyên công 3: phay mặt cạnh

- Định vị và kẹp chặt: chi tiết được định vị ở mặt đáy hạn chế 3 bậc tự do,khối V cố định hạn chế 2 bậc tự do Khối V di động có tác dụng kẹp chặt

- Chọn máy phay: máy phay đứng 6H13 có công suất động cơ 10KW

- Chọn dao: dao phay răng trụ có răng cátt nhỏ, vật liệu chế tạo là thép gióP18 (80W18Cr4V2Mo) có

D= 100mm và z=18

- Sơ đồ gá đặt:

3.4 Nguyên công 4: phay mặt đầu

- Sơ đồ gá đặt:

- Định vị và kep chặt: chi tiết được định vị ở mặt đáy hạn chế 3 bậc tự do,khối V cố định hạn chế 2 bậc tự do Khối V di động có tác dụng kẹp chặt

- Chọn máy phay: máy phay đứng 6H13 có công suất động cơ 10KW

- Chọn dao: dao phay mặt đầu gắn mảnh hợp kim TGK10

- Chọn máy : máy khoan đứng 2A13G, công suất động cơ 6KW

- Chọn dao: mũi khoét thép gió P6MG Ø14 và mũi dao doa Ø16

3.5 Nguyên công 6: khoan và doa lỗ giữa Ø24

- Sơ đồ gá đặt:

- Định vị và kẹp chặt: chi tiết được định vị ở mặt đáy hạn chế 3 bậc tự do,khối V cố định hạn chế 2 bậc tự do Khối V di động có tác dụng kẹp chặt

- Chọn máy : máy khoan đứng 2A13G, công suất động cơ 6KW

- Chọn dao: mũi khoan thép gió P6MG Ø22 và mũi dao doa Ø24

3.7 Nguyên công 7: khoan lỗ Ø30 sâu 15mm

- Chọn máy : máy khoan đứng 2A13G, công suất động cơ 6KW

- Chọn dao: mũi khoan thép gió P6MG Ø30

Chương 4: Tính và tra chế độ cắt 4.1 Tính chế độ cắt

Bước gia công tính toán: gia công lỗ vít trên Ø30 sâu 1Gmm, dưới Ø16 sâu29mm

Xác định chế độ cắt nghĩa là đi xác định chiều sâu cắt t, lượng chạy dao S, tốc

độ cắt v, công suất cắt N và thời gian máy to trong điều kiện gia công cụ thể.Vớiđiều kiện gia công nhất định, người thiết kế phải tính toán và lựa chọn được chế độcắt hợp lý

Các bước: khoan lỗ Ø30,sâu 1Gmm bằng mũi khoan thép gió

khoan lỗ thông bằng mũi khoét thép gió Ø12 doa lỗ Ø14 đạt kích thước Ø16

A.Chế độ cắt khi khoan lỗ Ø30

Chọn máy gia công: máy khoan đứng 2A13G, công suất 6KW

Chọn dao: mũi khoét thép gió P18 đường kính Ø30

Dung dịch trơn nguội: Emuxy

- Chiều sâu cắt: t = D2 = 1Gmm

- Bước tiến:

Theo sức bền của mũi khoét có công thức:

s1 = 3,88 D0,81/ρ0,94Theo điều kiện ban đầu: D = 30mm

ρ = G4 KG/mm2Thay vào ta có:

s1 = 3,88.300,81/G40,94 = 1,44mmTheo bảng 7.2 với mũi khoét đường kính D = 30mm lấy s2= 0,4Gmm/v.Vìsau khi khoét lỗ ta không gia công thêm, chiều sâu lỗ là 1Gmm< 3D nên bước tiến

s2 không nhận them hệ số nào khác

Chọn Smin= 0,4Gmm/v

Theo thuyết minh máy ta lấy S= 0,43mm/v

độ cắt khi khoan- khoét- doa ta có

Cv= 9,8

Zv= 0,4

Xv= 0

Yv= 0,Gm= 0,2Tra bảng 3.2 Trị số trung bình về tuổi bền của mũi khoét ta có: T = G0 phútTra bảng 4.2 Hệ số Kmv xét đến ảnh hưởng của vật liệu gang, thép đến tốc độcắt khi gia công bằng mũi khoan, mũi khoét, mũi doa bằng dao thép gió và hợpkim cứng ta có Kmv = 1,34

Tra bảng G.2 Hệ số Klv xét đến ảnh hưởng của chiều sâu lỗ đối với V ta có:

- Lực cắt và moment xoắn:

Lực cắt: Po = Cρ.Dzρ.Syρ.Kmp; KG

Theo bảng 6.2 Hệ số và các chỉ số mũ trong công thức tính moment xoắn và

Zρ = 1,0

Yρ = 0,7Theo bảng 11.1 Công thức tính hệ số Kmρ xét đến ảnh hưởng của tính chất cơ

lý của thép xây dựng và thép đúc, gang xám và gang dẻo đến lực cắt khi tiện vàkhoan, khoét, doa ta có Kmp = ( σ

 Po= 68.301.0,430,7.0,89 = 100G,6G KG

So với Pmax = 1600KG ta thấy với bươc tiến đã tính máy làm việc an toàn

Môment xoắn được tính theo công thức:

M= Cm.DZm.SYm.Km; KGmTheo bảng 6.2 ta có: Cm= 0,034

Zm = 2,G

Ym = 0,7Thay vào ta có: M= 0,034.302,G.0,430,7.0,89= 8,26 KGm

Theo bảng 7.2 ta có với mũi khoét đường kính D = 30mm lấy

S2=0,3Gmm.Vì sau khi khoan còn doa nên S2 phải nhân với hệ số K= 0,7G và hệ

số điều chỉnh sâu Kl= 0,9.Vậy S2= 0,3G.07G.0.9= 0,3 mm/v

Tra bảng 4.2 có Kmv = 1,34

Tra bảng G.2 có Klv = 1,0

 Kv = 1,34.1,0 = 1,34Thay vào ta có

) np

Zm = 2,G

Ym = 0,7Thay vào ta có: M= 0,034.142,G.0,2G0,7.0,89= 4,4 KGm

- Công suất cắt gọt:

N=4,4.750975 = 3,38 KW

So với công suất [N] = 6KW của máy ta thấy máy làm việc an toàn

C.Tính chế độ cắt khi doa lỗ Ø14 đạt kích thước Ø16

- Chọn t:

t= 16−142 = 0.Gmm

- Tính S theo công thức độ bền dao:

S= Cs.D0,7Theo bảng 1.2 Cs= 0.1G

 S= 0,1G.160,7= 1,0G mmTheo lý thuyết máy ta chọn S= 0,96mm

- Môment xoắn khi doa: nhỏ có thể bỏ qua.

4.2 Tra chế độ cắt cho các nguyên công còn lại

- Nguyên công 1: phay mặt đầu

Phay thô: t =1,9mm

n = 47G vòng/phúts= 900mm/phútPhay tinh: t =0,6mm

n = 47G vòng/phúts= 760mm/phút

- Nguyên công 2: phay mặt đáy

Phay thô: t =1,9mm

n = 47G vòng/phúts= 900mm/phútPhay tinh: t =0,6mm

n = 47G vòng/phúts= 760mm/phút

- Nguyên công 3: phay mặt bên

n = 7G vòng/phúts= 330mm/phútPhay tinh: t =0,Gmm

n = 7G vòng/phúts= 247,Gmm/phút

- Nguyên công 4: phay mặt cạnh

Phay thô: t = 2mm

n = 1G0 vòng/phúts= 480 mm/phútPhay tinh: t =0,G mm

n = 1G0 vòng/phúts= 360 mm/phút

- Nguyên công G: khoan và doa lỗ Ø24

Khoan: t =3,9 mm

n = G00 vòng/phúts= 0,7mm/vòng

n = G00 vòng/phúts= 0,7 mm/vòng