thiết kế quy trình công nghệ chế tạo cần lắc con cóc - càng cong

Mục tiêu của môn học là tạo điều kiện cho ngời 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 xuấ

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 kiế n 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 ngời 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 công nghệ chế tạo máy 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 ngờ 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, và đặc biệt là thầy giáo Trần Văn

Địch đã giúp em hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp này.

Em xin chân thành cảm ơn.

Sinh viên: Nguyễn Quốc Việt

TRƯỜNG ĐẠỊ HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

KHOA CƠ KHÍ

BỘ MễN CễNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

NHIỆM VỤ : THIẾT KẾ ĐỒ ÁN CễNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

I Đầu đề thiết kế:

Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo chi tiết : Cần lắc con cóc

II Các số liệu ban đầu :

Sản lượng sản suất hang năm : 6.000 chi tiết

Điều kiện sản xuất :

III Nội dung các phần thuyết minh và tính toán :

1 Phân tích chức năng làm việc của chi tiết

2 Phân tích tính công nghệ kết cấu của chi tiết

3 Xác định dạng sản xuất

4 Chọn phương pháp chế tạo phôi

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

6 Tính lượng dư cho một bề mặt ( mặt ngoài, mặt tròn trong hoặc một mặtphẳng ) và tra lượng dư cho các bề mặt còn lại

7 TÍnh chế độ cắt cho nguyên công ( tính cho nguyên công cần thiết kế đồ gá )

và chế tạo cho các nguyên công còn lại

8 Tính thời gian cơ bản cho các nguyên công

9 Tính thiết kế một đồ gá ( lập sơ đồ gá đặt, tính lực kẹp, thiết kế các cơ cấucủa đồ gá, tính sai số chuẩn, sai số kẹp chặt, sai số mòn, sai số điều chỉnh,sai số chế tạo cho các phép của đồ gá, đặt yêu cầu kỹ thuật của đồ gá, lậpbảng kê khai các chi tiết đồ gá )

IV Phần của bản vẽ:

1 Chi tiết lồng phôi : 1 bản khổ giấy A0 hoặc A1)

2 Sơ đồ nguyên công : 1 bản ( khổ A0 )

3 Đồ gá : 1 bản ( khổ A0 hoặc A1)

Người nhận Hà nội, ngày tháng năm 2006

Là bộ phận nối giữa trục điều khiển và các bánh răng di trợt nhằm điều chỉnh sự

ăn khớp của các cặp bánh răng (khi cần thay đổi tỷ số truyền trong hộp tốc độ)

2 Điều kiện làm việc.

Điều kiện làm việc không khắc nghiệt, chi tiết chỉ chịu mô men xoắn nhỏ khi làmviệc (gạt cho các bánh răng ăn khớp với nhau) và chi tiết thờng xuyên không chịutải, không mài mòn, có va đập khi làm việc, nhiệt độ làm việc không cao

II

Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết

Phân tích kết cấu theo quan điểm công nghệ trong kết cấu của chi tiết Phần tử kếtcấu cũng nh những yêu cầu kỹ thuật cha hợp lý với chức năng làm việc của đối t-ợng gia công

1.Về yêu cầu kỹ thuật.

Với những yêu cầu kỹ thuật trên bản vẽ chi tiết là cha phù hợp để đảm bảo chứcnăng và điều kiện làm việc của chi tiết là tối u Đó là bề mặt trong lỗ Φ24 là có độnhẵn Ra=0,045 là không hợp lý vì bề mặt này không làm việc không cọ sát nên cóthể chỉ cần lấy là Rz = 10àm

Phải đảm bảo yêu cầu kĩ thuật

- Độ cứng vững của càng

- Các mặt đầu cùng nằm trên hai mặt phẳng song song

- Kết cấu thuận lợi

2 Khả năng áp dụng các ph ơng pháp gia công tiên tiến

Các phơng pháp gia công bằng công nghệ tiên tiến đều không phù hợp với điềukiện kỹ thuật và điều kiện sản xuất

Gia công bằng phơng pháp cắt dây và tia lửa điện cho năng suất không cao và chấtlợng bề mặt không đòi hỏi cao

Gia công bằng phơng pháp điều khiển số CNC không phù hợp với điều kiện sảnxuất ở nớc ta

N: Số lợng chi tiết đợc sản xuất trong một năm

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

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

β : Số chi tiết đợc chế tạo thêm để dự trữ(6%).

V= 0,28 dm3

- Khối lợng riêng của gang xám γ = 7.1 Kg/dm3

- Khối lơng riêng của chi tiết Q = V γ = 0.,28.7,1= 1.45 kg

Q = 1,48 Kg < 4 Kg, số lợng chi tiết hàng năm trớc 6600 chiếc thuộc vào loại hàngloại lớn

IV Chọn ph ơng pháp chế tạo phôi

Đối với chi tiết đã có, có thể áp dụng các phơng pháp chế tạo phôi sau đây

Chi tiết cần chế tạo là loại chi tiết phức tạp có nhiều gân và ống khói khác nhau dovậy không sử dụng phôi rèn đợc vì vậy phải dùng phơng pháp đúc

Theo bảng 3-1 [1] (tập I sổ tay công nghệ chế tạo máy ) ta nhận thấy có hai phơngpháp đúc sau là hợp lý nhất :

- Đúc trong khuân mẫu hợp kim nhôm, với số lợng hàng năm hang loạt lớn Phùhợp với phơng pháp làm khuân bằng máy Máy làm khuân theo phơng pháp dằn, để

đảm bảo hòm khuôn không lớn quá 200mm

- Đúc trong khuân kim loại

Có 3 phơng pháp điền đầy khuôn:

+ Điền đầy khuân bằng phơng pháp tự do phù hợp với các chi tiết sản xuất loạt lớn

đúc trong khuôn cát, mẫu hợp kim nhôm làm chặt hỗn hợp bằng máy ép dằn ép

đảm bảo yêu cầu của phôi và giá thành hạ

V Lập thứ tự các nguyên công

5.1 Phân tích sơ bộ tính công nghệ và chọn chuẩn chi tiết.

Chí tiết đảm bảo độ đảo mặt đầu, dộ không song song giữa hai tâm Φ32 & Φ32,

độ không vuông góc giữua tâm lỗ Φ16 ngang và Φ32 để gia công còn lại Để đạt

đợc mục đích đó trớc hết phải gia công mặt A để làm chuẩn tinh lỗ Φ32 sau đó giacông các lỗ khác vì vậy chọn chuẩn thô làm chuẩn ban đầu của mặt B Việc chọnchuẩn nh vậy đảm bảo gốc kích thớc trùng với chuẩn gia công và tránh đợc sai sốchuẩn Khi gia công lỗ Φ10 và Φ18 ta chọn đầu A làm chuẩn chính Khi gia công

đầu A làm chuẩn chính Khi gia công mặt đầu E ta chọn lỗ Φ32 làm chuẩn chính

5.2 Sơ đồ thiết kế nguyên công

Nguyên công 0 : Dập nóng

Nguyên công 1 : Phay mặt đầu AC

Máy phay 6H12, dao phay mặt đầu răng chắp

Nguyên công 2 : Phay mặt đầu B đạt kích thớc 45 D đạt kích thớc 25

Nguyên công 3 : Khoét thô, khoét bán tinh, doa lỗ 30

Máy khoan 2h135; dao khoét, doa

Nguyên công 4 : Gia công lỗ 18 ( đứng )

Máy khoan 2H125, dao khoan, khoét, doa

Nguyên công 5 : Phay mặt đầu đạt kích thớc 93

May phay ngang 6h82, dao phay trụ răng nhỏ

Nguyên công 6 : Gia công lõ 16 ( ngang )

Máy khoan 2H125, dao khoan, khoét, doa

Máy khoan đứng 2h125, mũi khoan ruột gá.

Nguyên công 10: Kiểm tra

VI

Tính toán thiết kế cho từng nguyên công

6.1 Nguyên công 1 : Phay mặt đầu thức nhất.

Chọn máy: Máy phay nằm ngang 6H12

Công suất của máy Nm = 7kW

Chọn dao: Chọn dao phay trụ gắn mảnh hợp kim cứng.

K2: HÖ sè hiÖu chØnh phô thuéc vµo d¹ng gia c«ng cho trong b¶ng 5-132 Sætay CNCTM2- k2 = 1.

K3: HÖ sè phô thuéc vµo nh·n hiÖu hîp kim cøng k3 = 0,8

K4: HÖ sè hiÖu chØnh phô thuéc vµo tr¹ng th¸i cña bÒ mÆt gia c«ng vµ

chu kú bÒn cña dao cho trong b¶ng 5-120 Sæ tay CNCTM2- k4 = 0,8

K5 : HÖ sè phô thuéc vµo chiÒu réng phay – k5 = 1,13

97 101 1000

.D n m

Chi tiết đợc định vị 3 bậc qua mặt phẳng đã qua gia công (chuẩn tinh).

Nhằm đảm bảo dộ song song giữa mặt gia công và mặt định vị

Định vị 3 bậc còn lại bằng 2 khối chữ V trong đó 1 khôi V cố định 1 khối điềuchỉnh

K3: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền.

K4: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào dạng gia công cho trong bảng

6 , 46 1000

1000

.D n m

Lợng chạy dao phút là Sp = Sr.z.n = 0,15.10.118 =177 mm/phút Theomáy ta có Sm = 190 mm/phút

Theo bảng 5-140 trang [227], tra đợc công suất tiêu thụ khi hay

Ne = 1,1 KW < 1,7 KW ( tra bảng 9-38 trang 74 [II])

6.3 Nguyên công 3 : Khoét thô, khoét tinh, doa lỗ Φ32± 0,039 mm

Định vị: Chi tiết đợc định vị 3 bậc tự do bằng phiến tì, nhằm đảm bảo độ vuông

K1 =1 lµ hÖ sè hiÖu chØnh phô thuéc vµo chu kú bÒn T.

K2 = 0,8 lµ hÖ sè hiÖu chØnh phô thuéc vµo tr¹ng th¸I bÒ mÆt cña ph«i

VËy vËn tèc tÝnh to¸n :

Vt = 14.1.0,8 = 11,2 m/p

Sè vßng chôc chÝnh theo tÝnh to¸n :

30 14 , 3

2 , 11 1000

1000

.

=

= π

2 , 11 100 1000

π πD

D π =n π = 10,0 m/p.

6.4 Nguyên công 4 : Khoan, khoét, doa lỗ ( đứng )

Lập sơ đồ gá đặt:

Định vị: Vì cần đạt khoảng cách tâm 63±0,1 và đạt độ song song giữa hai lỗ

Φ10 & Φ32 nên ta phải hạn chế 6 bậc tự do của chi tiết

Mặt đáy A,C hạn chế 3 bậc tự do

Chốt trụ ngắn (Φ32) hạn chế 2 bậc tự do

Khối V tùy động hạn chế 1 bậc tự do

Kẹp chặt: Dùng cơ cấu kẹp nhanh điểm đặt tại lỗ Φ32

Chọn máy : Máy khoan đứng 2H125 có N = 2,2 KW

2−d =

D

= 7,125mm

+ Tuổi bền của mũi khoan T= 60 phút

+ Lợng chạy dao Sb = 0,32 mm/V ( tra bảng 5-32 trang 179 [III])

+ Tốc độ cắt : Vb = 25m/p ( tra bảng 5-32 trang 179 [III])

Hệ số điều chỉnh tốc độ khi gia công phụ thuộc điều kiền làm việc

Klv=1,0 Phụ thuộc tính chất của vật liệu gia công

Ktv=1,0 Phụ thuộc vào tuổi bền thực tế và tuổi bền tiêu chuẩn

Vận tốc tính toán Vt = 25.1.1.1 = 25m/p

Số vòng quay của trục chính theo tốc độ tính toán là:

nt = = =

25 , 14 14 , 3

25 1000

.D n m

C«ng suÊt c¾t lµ Nc= =

100 975

.n

1000 975

43 , 558

ỉ16±0.10

+ Lợng chạy dao Sb = 0,36 mm/V ( tra bảng 5-32 trang 179 [III])

+ Tốc độ cắt : Vb = 31m/p ( tra bảng 5-32 trang 179 [III])

Hệ số điều chỉnh tốc độ khi gia công phụ thuộc điều kiền làm việc

Klv=1,0 Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào lỡi dao

Ktv=1,0 Hệ số phụ thuộc vào chiều sâu lỗ L/D <3, ( tra bảng 5-66 trang 186 [III])

Vận tốc tính toán Vt = Vb.K1.K2 = 31m/p

Số vòng quay của trục chính theo tốc độ tính toán là:

82 , 15 14 , 3

14 1000

.D n m

Công suất cắt là Nc= =

100 975

.n

1000 975

540

−

=

−d

+ Tuổi bền của mũi khoan T= 60 phút

+ Lợng chạy dao Sb = 0,62 mm/V ( tra bảng 5-32 trang 179 [III])

7 , 11 1000

.D n m

Công suất cắt là Ne= =

100 975

.n

1000 975

190 2076

0,5 KW

Vậy vẫn có Ne< Nm = 2,2.0,8 = 1,76 KW vẫn thỏa mãn

6.5 Nguyên công 5 : Phay mặt đầu E đạt kịch th ớc 93± 0,1

Định vị: Mặt A,D hạn chế 3 bậc tự do, chốt trụ ngắn Φ32 hạn chế 2 bậc tự do, chốtchám Φ16 hạn chế 1 bậc tự do

Chän m¸y: M¸y phay n»m ngang 6H82

C«ng suÊt cña m¸y

30 1000

1000

D

V t

Ta chọn số vòng quay theo máy nm = 235 vòng/phút Nh vậy, tốc độ cắt thực tế sẽlà:

1000

235 40 14 , 3 1000

.D n m

6.6 Nguyên công 6 : Khoan, Khoét, Doa lỗ Φ16 ( ngang )

- Định vị : Mặt A,C hạn chế , chốt trụ ngắn (Φ32) hạn chế 2 bậc tự do, chốt chám(Φ16) hạn chế 1 bậc tự do Để tăng độ cứng vững cho chi tiết khi gia công ta sửdụng thêm một số chốt tỳ phụ đặt ở mặt phẳng F

2−d =

D

= 7,125mm

+ Tuổi bền của mũi khoan T= 60 phút

+ Lợng chạy dao Sb = 0,32 mm/V ( tra bảng 5-32 trang 179 [III])

+ Tốc độ cắt : Vb = 25m/p ( tra bảng 5-32 trang 179 [III])

Hệ số điều chỉnh tốc độ khi gia công phụ thuộc điều kiền làm việc

Klv=1,0 Phụ thuộc tính chất của vật liệu gia công

Ktv=1,0 Phụ thuộc vào tuổi bền thực tế và tuổi bền tiêu chuẩn

Vận tốc tính toán Vt = 25.1.1.1 = 25m/p

Số vòng quay của trục chính theo tốc độ tính toán là:

25 , 14 14 , 3

25 1000

Nh vậy, tốc độ cắt thực tế sẽ là:

1000

25 , 14 540 14 , 3 1000

.D n m

100 975

−

=

−d

+ Tuổi bền của mũi khoan T= 60 phút

+ Lợng chạy dao Sb = 0,62 mm/V ( tra bảng 5-77 trang 193 [III])

+ Vận tốc tính toán : Vt = 11,7.1 =11,7 m/p

Số vòng quay của trục chính theo tốc độ tính toán là:

16 14 , 3

7 , 11 1000

1000

D

v t

.D n m

C«ng suÊt c¾t lµ Nc= =

100 975

.n

1000 975

190

2076 0,5 KW

Vậy vẫn có Ne< Nm = 2,2.0,8 = 1,76 KW thỏa mãn.

6.7 Nguyên công 7 : Phay rãnh đạt kích th ớc 9± 0,1

- Định vị : Mặt A,C hạn chế 3 bậc tự do, chốt trụ ngắn (Φ32) hạn chế 2 bậc tự do,chốt chám (Φ16) hạn chế 1 bậc tự do

- Kẹp chặt : Mặt kẹp đặt ở B hớng vào mặt chuẩn chính

- Chọn máy : Chọn máy khoan đứng 2H182, có công suất N = 7 KW

- Chon dao : Dao phay đĩa 3 mặt cùng cắt làm bằng thép gió P18, bao gồm cácthông số sau :

Chế độ cắt :

+ Chiều sâu cắt t = 9 mm Chiều rộng cắt B = 5mm

+ Lợng chạy dao Sz = 0,1 mm/r ( tra bảng 5-157 trang 242 [IV])

+ Tốc độ cắt : Vb = 25m/p ( tra bảng 5-165 trang 148 [IV])

63 72

1 , 0 1 , 0 4 5 , 0 25 , 0

2 , 0

Sè vßng tÝnh to¸n

nt = 192 , 09 /

6 14 , 3

02 , 38 1000

p v

q

y z

x p

K n

D

Z n B s t C

.

10

16 190 5 1 , 0 9 30 10

0 83 , 0

63 , 0 8 , 0

1891,52 N

Công suất cắt : Ne =

60 1020

58 , 37 52 , 1891 60

1020

Φ32 ) hạn chế 2 bậc tự do, chốt trám ( Φ16 ) hạn chế 1 bậc tự do

- Kẹp chặt : Lực kẹp đặt tại A hớng vào mặt chuẩn chính

- Chọn máy : Chọn máy khoan 2A125, công suất 2,8 KW

- Chọn dao : Mũi khoan ruột gá làm bằng thép gió P18, tuổi bền 35 phút

- Chế độ cắt :

Chiều sâu cắt : t = D / 2 = 5 mm

Tuổi bền của mũi khoan T = 35 phút ( tra bảng 5-89 trang 86 [IV] )

Tốc độ cắt Vb = 31,5 mm/p ( tra bảng 5-90 trang 86[IV] )

Hệ số điều chỉnh tốc độ khi gia công phụ thuộc vào điều kiện làm việc của:

Klv = 1 Phụ thuộc vào tính chất của vật liêu gia công

Ktv = 1 Phụ thuộc vào tuổi bền thực tế và tuổi bền tiêu chuẩn

Kt = 1 Hệ số phụ thuộc vào chiều sâu cắt thực tế và chiều sâu cắt tiêu chuẩn

Vt = Vb.K = 31,5.1.1.1.1 = 31,5 m/p

Số vòng quay tính toán là :

10 14 , 3

5 , 31 1000

1000

.D n m

Chän Vm = 30 m/p

C«ng suÊt c¾t ( tra b¶ng 5-92 trang 87 [IV] ) :

Ne = 2 KW < 7.0,8 = 5,6 KW thỏa mãn.

6.9 Nguyên công 9 : Khoan lỗ Φ8

- Định vị : Mặt A hạn chế 3 bậc tự do , chốt trụ ngắn (Φ32) hạn chế 2 bậc tự do,chốt chám (Φ16) hạn chế 1 bậc tự do

- Kẹp chặt : Mặt kẹp đặt ở B hớng vào mặt chuẩn chính A

- Chọn máy : Chọn máy khoan đứng 2A125, có công suất N = 2,8 KW

- Chon dao : Dao phay đĩa 3 mặt cùng cắt làm bằng thép gió P18, tuổi bền 35 phút,

D = 8mm

- Chế độ cắt :

Chiều sâu cắt t = 4 mm ( tra bảng 5-30 trang 24 [IV] )

Lợng chạy dao Sb = 0,3 mm/p ( tra bảng 5-89 trang 89 [IV] )

Tra bảng 5- 64 có cs = 0,1

5-64 có K1=1  So = 0,15.300,6.1 = 0.81

Vận tốc cắt Vb = 30m/p ( bảng 5-90 trang 86 [IV] )

K1 =1 là hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền của mũi dao

K2 = 1 là hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào trạng tháI bề mặt của phôi

30 1000

1000

D

v t

w

Chän nm = 950 v/p

VËn tèc thùc tÕ c¾t

Vtt = = =

1000

950 8 14 , 3 1000

.D n m

. Công suất cắt ( tra bảng 5-92 trang 87 [IV] ) :

Ne = 1 KW < Nm = 2,8.0,8 = 2,24 KW

6.10 Nguyên công kiểm tra

Kiểm tra độ song song và vuông góc

- Định vi : Để kiểm tra vuông góc và độ song song của chi tiếtta phải hạn chế

5 bậc tự do Dùng hai khối V ngắn hạn chế 4 bậc tự do và một chốt tỳ hạn chế 1bậc tự do

- Phơng pháp đo và tính toán :

Để kiểm tra độ song song và độ vuông góc ta thờng dùng đồng hồ so kiểmtra theo cả hai phơng X,Y vuông góc với trục, vị trí hai điểm nằm trên phơng dọctrục của chi tiết

Khi đã lấy tâm lỗ Φ32 làm chuẩn đo, thì kết quả đo đợc ở điểm thứ nhất trừ đi điểmthứ hai ta thu đợc kết quả đo song song cần kiểm tra

| q1 – q2 | = K.pTrong đó : q1, q2 là giá trị của đồng hô tại vị trí đo I và II

Khoảng cách từ I  II là chiều dài tiêu chuẩn

Tơng tự ta cũng có độ vuông góc theo cả hai phơng hai điểm

b) Kiểm tra độ bảo mật đầu

Định vị : chột chụ dài hạn chế 4 bậc tự do, mặt đầu hạn chế 1 bậc tự do.Phơng pháp đo và tính toán :

Đồng hồ so đợc gá vào đầu A, hiệu số giá trị độ lớn và giá trị bé nhất sau 1vòng quay là kết quả nhận đợc

7 Tính toán l ợng d cho nguyên công 3:

Qui trình công nghệ gồm 3 bớc nguyên công : khoét thô, khoét tinh, doa tinh