Môn học chế tạo máy là một môn học chính trong chơng trình đào tạo kỹ s chế tạo máy cung cấp cho ngời học những kiến thức cơ bản về năng suất, chất lợng và giá thành sản phẩm, về phơng p
Trang 1
Lời nói đầu
Chế tạo máy là một ngành quan trọng của nền kinh tế quốc dân Phạm vi sử dụng sản phẩm của ngành chế tạo máy rất rộng rãi, đặc biệt là trong lĩnh vực chế tạo máy công cụ Môn học chế tạo máy là một môn học chính trong chơng trình đào tạo kỹ s chế tạo máy cung cấp cho ngời học những kiến thức cơ bản về năng suất, chất lợng và giá thành sản phẩm, về phơng pháp thiết kế qui trình công nghệ, về phơng pháp xác định chế độ cắt tối u
và về những phơng pháp gia công mới,
Việc thiết kế đồ án môn học là một hoạt động cụ thể hoá những kiến thức lý thuyết, vận dụng chúng vào trong thực tế sản xuất Để thực hiện tốt đồ án yêu cầu học viên (sinh viên) phải nắm đợc tổng thể các kiến thức về môn học Công nghệ chế tạo máy và các kiến thức cơ
sở khác nh: Nguyên lý cắt kim loại, Thiết kế dụng cụ cắt, Sức bền vật liệu Ngoài ra còn
cần biết sử dụng các phần mềm trợ giúp thiết kế nh AutoCAD, Mechanical Desktop, Maple, Với mục tiêu là thiết kế qui trình công nghệ chế tạo đợc chi tiết mà đồ án yêu cầu.
Sau một thời gian đợc sự tận tình giúp đỡ của thầy Tạ Đăng Doanh, thầy Trần Hữu Quang và các thầy trong bộ môn Chế tạo máy – Khoa Cơ khí em đã thiết kế đợc qui trình
công nghệ chế tạo chi tiết: Thân Hộp Giữa , nội dung thiết kế chính đợc ghi trong bản thuyết minh, và các bản vẽ Tuy nhiên do kiến thức thực tế, kinh nghiệm thiết kế còn hạn chế do vậy đồ án không thể tránh đợc các thiếu sót Em rất mong nhận đợc các ý kiến phê bình của các thầy giáo và các bạn để đồ án đạt đợc tính thực tế cao nhất.
Em xin chân thành cảm ơn !
Ngày 30 tháng 04 năm 2008
Học viên thực hiện
Lê Đình Kiên
Trang 2Họ và tên: Lê Đình Kiên Lớp: Công nghệ chế tạo Vũ khí K39
1 Tên đề tài:Thiết kế qui trình công nghệ gia công chi thân hộp giữa.
2 Các số liệu ban đầu
• Bản vẽ chi tiết số : 198
• Trang thiết bị công nghệ : Tự chọn
• Dạng sản xuất : Loạt vừa
3 Nội dung bản thuyết minh
• 01 bản vẽ chi tiết đã hiệu chỉnh (A3)
• 01 bản vẽ chi tiết lồng phôi (A3)
Trang 3Mục lục :
Lời nói đầu ……… …… 1
Giao nhiệm vụ ……… 2
Mục lục ……… 3
Chơng 1 : Phân tích sản phẩm và chọn phôi……….4
1.1.Nghiên cứu chức năng , yêu cầu kĩ thuật , và kết cấu của chi tiết ………4
1.2.Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết ……… 4
1.3.Chọn phôI và phơng pháp tạo phôI ……….5
Chơng 2 : Thiết kế quy trình công nghệ ………7
2.1.Xác định đờng lối công nghệ ……… 7
2.2.Thiết kế tiến trình công nghệ ………7
2.3Thiết kế nguyên công ……….8
2.4.Tính lợng d gia công cho các bớc công nghệ ………16
2.4.1.Tính lợng d gia công cho bề mặt lỗ Φ33……….16
2.4.2.Xác định lợng d gia công cho các bề mặt gia công còn lại bằng phơng pháp tra bảng ……… 18
2.5.Xác định các yếu tố chế độ cắt cho các bớc công nghệ trong các nguyên công 19 ………
2.5.1.Xác định các yếu tố chế độ cắt của các bớc công nghệ khi gia công lỗ Φ24 19 ………
2.5.2.Xác định các yếu tố chế độ cắt của các bớc công nghệ trong các nguyên công còn lại bằng phơng pháp tra bảng ………22
Kết luận ……… 25
Tài liệu tham khảo ………26
Trang 4*Trên phần trụ của chi tiết có khoan 4 lỗ M4 ở 2 phía , phần đế của chi tiết không
có gì đặc biệt về hình dáng hình học và độ chính xác
Yêu cầu kĩ thuật :
*Nhiệt luyện lỗ Φ33 đạt 42 ữ 55 HRC : để đảm bảo khả năng chịu tảI trọng động
và tải trọng tĩnh của chi tiết trong quá trình làm việc
*Làm sạch bề mặt chuyển tiếp không gia công : để tránh xuất hiện các khuyết tật , tập trung ứng suất … ( những hiện tợng này làm giảm khả năng làm việc của chi tiết) , đồng thời nâng cao tính thẩm mĩ của chi tiết
*Góc lợn lấy theo phôi : Do các bề mặt làm việc không liên quan trực tiếp dến các góc lợn và để giảm các nguyên công không cần thiết khi gia công chi tiết
*Các bề mặt gia công yêu cầu độ chính xác cao , cần phải gia công làm 2 bớc : thô
1.2 Phân tích tính công nghệ trong kết cấu chi tiết :
* Các mặt trụ trongΦ 33 và Φ24 có sai số là : Φ330+0.016 ,Φ240+0.021 là yêu cầu hoàn toàn hợp lý vì chúng đợc lắp ghép với các bề mặt khác
*Sai số khoảng cách giữa 2 đờng tâm của 2 lỗ Φ24 là: 123±0.03.là yêu cầu nhằm
đảm bảo độ chính xác lắp ghép của chi tiết với các chi tiết khác , giúp cho chi tiết làm việc ổn định không bị va đập , lệch tâm giữa bề mặt lỗ và bề mặt trụ lắp
ghép
*Độ nhám:
_ Của bề mặt A là : Ra250 (cấp 6)
Trang 5_ Của bề mặt B là : Ra250 (cấp 6)
_ Của bề mặt trong lỗΦ 33 là : Ra63 (cấp 8)
*Yêu cầu độ cứng của bề mặt lỗ Φ33 là 42 45 HRC Để đạt độ cứng đó ta phải tiến hành nhiệt luyện bằng phơng pháp hoá nhiệt luyện (Tôi cao tần )
Sở dĩ phải tiến hành nhiệt luyện để đảm bảo độ cứng nói trên , nhằm đảm bảo cơ tính của chi tiết phù hợp với điều kiện làm việc của nó Mà trong các phơng pháp nhiệt luyện thì phơng pháp hoá nhiệt luyện là phơng pháp đảm bảo đồng thời cơ tính và tính công nghệ cao nhất
Sau khi nhiệt luyện độ chính xác về hình dáng hình học cũng nh độ nhám bề mặt của các bề mặt đều giảm , vì vậy cần phải sửa lại lỗ tâm sau khi nhiệt luyện
1.3 Chọn phôi và phơng pháp tạo phôi :
Chọn phôi :
*Vật liệu chế tạo chi tiết :
Vật liệu chế tạo chi tiết là thép : C45 Với thành phần hoá học và cơ tính nh sau :_Thành phần hoá học của thép C45 , %:
C[ ]% Si [ ]% Mn [ ]% S
[ ]%
P
[ ]% ≤
Ni
[ ]%
Cr
[ ]%0.40-0.50 0.17-0.37 0.50-0.80 0.045 0.045 0.03 0.03
Trang 6*Phơng pháp tạo phôi :
_Phân loại phôi đúc :
Tuỳ theo đièu kiện làm việc của chi tiết mà có các loại phôi đúc sau :
+Không quan trọng : Các loại phôi đúc làm việc trong điều kiện tải nhẹ , không tính đến độ bền và kích thớc của phôi
+Quan trọng : Các loại phôi đúc làm việc trong điều kiện nặng nề , tải trọng tĩnh , chịu ma sát , yêu cầu đến độ bền
+Đặc biệt quan trọng : Các loại phôi đúc làm việc trong điều kiện nặng nề , tải trọng động , yêu cầu độ bền cao
_Các phơng pháp tạo phôi đúc theo cấp chính xác :
Khi chế tạo phôi đúc phải chú ý đến số lợng và trọng lợng của vật đúc để lựa chọn phơng pháp cho hợp lý :
+Phôi đúc có cấp chính xác I: Đợc đúc trong mẫu kim loại , có độ chính xác cao , Phơng pháp này dùng để chế tạo phôi hàng loạt và hình dáng của phôi tơng đối phức tạp
+ Phôi đúc có cấp chính xác II: Đợc đúc trong mẫu bằng gỗ Mẫu đợc kẹp chặt trên tấm mẫu bằng kim loại Phơng pháp này để chế tạo phôi có hình dáng tơng
đối phức tạp với số lợng loạt vừa
+ Phôi đúc có cấp chính xác III: Mẫu để đúc loại phôi này đợc làm bằng tay , có thể đúc trên mẫu cát hở , độ chính xác không cao , nhng có thể đúc đợc các hình dáng khác nhau , kích thớc lớn nhỏ khác nhau , các hợp kim khác nhau với số lợng nhỏ hoặc đơn chiếc
_ Các phơng pháp đúc thông thờng :
+Đúc gang trong khuôn cát , mẫu gỗ ,làm khuôn bằng tay Phơng pháp này cho
độ chính xác thấp , lợng d để gia công cắt gọt lớn , năng suất thấp , đòi hỏi công nhân phải có trình độ cao , thích hợp với sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ
+Dùng mẫu kim loại , khuôn cát , làm khuôn bằng máy , đạt độ chính xác và năng suất cao , lợng d gia công cắt gọt nhỏ Phơng pháp này thích hợp với sản xuất hàng loạt và hàng khối
+Dùng phơng pháp đúc trong khuôn vỏ mỏng , phôi đúc đạt độ chính xác 0.3 ữ
0.6 mm ,tính chất cơ học tốt Phơng pháp này dùng cho sản xuất loạt lớn và hàng khối , nhng chỉ thích hợp với các chi tiết cỡ nhỏ
Căn cứ vào dạng sản xuất của chi tiết là loạt vừa , trang bị công nghệ tự chọn cũng nh u , nhợc điểm , phạm vi ứng dụng của từng phơng pháp đúc , ta chọn ph-
ơng pháp tạo phôi đúc là :Dùng mẫu kim loại ,khuôn cát , làm khuôn bằng máy
Chơng ii: thiết kế quy trình công nghệ
Trang 72.1 Xác định đờng lối công nghệ
Số lợng các nguyên công của một quá trình công nghệ phụ thuộc vào phơng pháp thiết kế các nguyên công Trong thực tế ngời ta thờng áp dụng hai phơng pháp thiết kế các nguyên công tuỳ thuộc vào trình độ phát triển sản xuất của ngành chế tạo máy, đó
là phơng pháp tập trung nguyên công và phân tán nguyên công
Trên cơ sở thực trạng trình độ công nghệ hiện nay ở nớc ta, sử dụng phơng pháp tập trung nguyên công kết hợp phân tán nguyên công (bố trí nhiều bớc công nghệ trong một nguyên công kết hợp bố trí ít bớc công nghệ trong một nguyên công) Bởi vì áp dụng phơng pháp này tạo điều kiện tăng năng suất lao động, rút ngắn chu kỳ sản xuất, giảm chi phí điều hành và lập kế hoạch sản xuất
• Nguyên công III: Phay.
• Nguyên công VII: (Nhiệt luyện).
Nhiệt luyện chi tiết đạt độ cứng HRC 42 45…
• Nguyên công VIII: Mài trụ trong φ24 v m i mặt D à à
Mài thô trụ trong φ24
Mài tinh trụ trong φ24
Mài thô mặt phẳng D Mài tinh mặt phẳng D
• Nguyên công IX: Mài mặt phẳng B
Mài thô
Mài tinh
Trang 8• Nguyªn c«ng X: Mµi trô trong φ33 vµ mÆt ph¼ng A,C.
Mµi th« trô trong φ33
Mµi tinh trô trong φ33
Mµi th« mÆt A Mµi tinh mÆt A
Trang 9Sử dụng mũi khoét chuyên dùng , đờng kính 24 mm , vật liệu bằng thép gió
Sử dụng mũi doa chuyên dùng , đờng kính 24 mm , vật liệu bằng thép gió
+Dụng cụ đo kiểm : Đồng hồ đo lỗ
Trang 124.Chọn trang bị công nghệ :
+Dụng cụ cắt :Sử dụng mũi khoan ruột gà , đờng kính Φ30 , Φ4 , vật liệu bằng thép gió
Sử dụng mũi khoét chuyên dùng đờng kính Φ32, vật liệu làm bằng thép gió
Sử dụng mũi doa chuyên dùng đờng kính Φ33 , vật liệu làm bằng thép gió
+Dụng cụ đo kiểm : Sử dụng đồng hồ đo lỗ
Trang 13*Nguyên công VII: Nhiệt luyện
(Sử dụng phơng pháp hoá nhiệt luyện )
*Nguyên công VIII:Mài 2 lỗ trụ trong Φ24 và mài mặt D.
1.Chọn máy :
+ Tên máy : Máy mài tròn trong của liên bang nga
+ Kiểu máy :3A225
+Công suất động cơ chính : 1.1Kw
2.Xác định cấu trúc nguyên công :
+ Số lần gá : 2
+Các bớc công nghệ : mài thô lỗ trụ trong Φ24.
mài tinh lỗ trụ trong Φ24
Trang 14+ Tªn m¸y : M¸y mµi trßn trong cña liªn bang nga
+ KiÓu m¸y :3A225
Trang 154.Chọn trang bị công nghệ :
+Dụng cụ cắt : Sử dụng đá mài mặt đầu
+Dụng cụ đo kiểm : Sử dụng đồng hồ so
+Đồ gá : Sử dụng đồ gá chuyên dùng
*Nguyên công X: Mài lỗ trụ trong Φ33 và các mặt phẳng A, C
1.Chọn máy :
+ Tên máy : Máy mài tròn trong của liên bang nga
+ Kiểu máy :3A225
Trang 164.Chọn trang bị công nghệ :
+Dụng cụ cắt : Sử dụng đá sửa theo đờng kính lỗ Và đá mài mặt đầu
+Dụng cụ đo kiểm : Sử dụng đồng hồ so
+Đồ gá : Sử dụng đồ gá chuyên dùng
*Nguyên công XI: Kiểm tra lần cuối.
Sử dụng các dụng cụ do kiểm đã sử dụng trong quá trình gia công (đồng hồ so ,
đồng hồ đo lỗ ) để kiểm tra các kích th… ớc theo yêu cầu kĩ thuật
Làm sạch các bề mặt không gia công
Kiểm tra độ cứng của các bề mặt theo yêu cầu kĩ thuật
Kiểm tra các bề mặt có yêu cầu kĩ thuật về độ chính xác gia công
2.4 Tính lợng d gia công của các bớc công nghệ :
Trong phạm vi đồ án này , chúng ta sẽ tiến hành tính toán lợng d gia công cho bề mặt lỗ Φ33 , các bề mặt đợc gia công còn lại ta tiến hành xác định lợng d bằng phơng pháp tra bảng
Trang 17ρkhoan = ρph x 0.06 = 603,6 0,06 = 36àm
Sai số gá đặt chi tiết : εgd1 = 60 àm (bảng 1.110).
Lợng d tối thiểu : 2Z bmin= 2(600 + 603 2 + 60 2 ) = 2412,96 àm.
Sau khi khoan kích thớc đạt cấp chính xác 13 , vì vậy dung sai của đờng kính lỗ sau khi khoan là : 340 àm ( bảng 1.70 )
_Cột khoét :
Tra bảng 1.25 , đối với khoét thô ta có : Ta = 50 àm và RZ = 50 àm.
Sai số không gian còn sót lại khi khoét :
Sau khi khoét , kích thớc của lỗ đạt cấp chính xác cấp 11 , nên dung sai đờng kính
lỗ sau khi khoét là 170 àm ( bảng 1.70)
_ Cột doa :
Tra bảng 1.25 , đối với doa thờng ta nhận đợc : Ta = 20 àm và RZ = 10 àm.
Sai số không gian còn sót lại khi doa : ρdoa ≈0 àm.
Vì chi tiết không bị thay đổi gá đặt khi doa nên :
Tra bảng 1.25 , đối với mài ta nhận đợc : Ta = 10 àm và RZ = 3 àm.
Sai số không gian còn sót lại khi mài : ρdoa ≈0 àm.
Sai số gá đặt chi tiết : εgd4 = 50 àm (bảng 1.110).
Lợng d tối thiểu : 2Z bmin= 80àm.
Trang 18Sau khi mài , kích thớc lỗ đạt cấp chính xác 6 , vì vậy dung sai đờng kính lỗ sau khi doa là : 15àm ( bảng 1.70)
Dựa vào các tính toán ở trên , ta lập đợc bảng tính lợng d nh sau :
Kiểm tra quá trình tính toán :
2.Zomax - 2.Zomin (mm) so sánh với 600-15 (àm).
Qua các bớc kiểm tra , ta thấy quá trình tính toán là hợp lý
2.4.2.Xác định lợng d gia công cho bề mặt gia công còn lại bằng phơng pháp tra bảng
Dựa vào sổ tay gia công cơ và đặc điểm của các bề mặt gia công , ta lập đợc bảng ợng d của các bớc gia công trong các nguyên công nh sau :
l-Nguyên công Bứoc công nghệ Lợng d Ghi chú
Nguyên công I
Khoả mặt đầu Phay thô 1,3
Phay tinh 0,6Nguyên công II
Phay
Phay thô mặt D 1,2Phay tinh mặt D 0,7Nguyên công V Khoan -
Ta rô Nguyên công VI Mài thô lỗ Φ24 0,06
-Mài tinh lỗ Φ24 0,01Mài thô mặt D 0,6Mài tinh mặt D 0,3Nguyên công VII
Mài
Mài thô mặt B 0,6Mài tinh mặt B 0,3Nguyên công IX
Mài
Mài thô mặt A 0,4Mài tinh mặt A 0,2Mài thô mặt C 0,4Mài tinh mặt C 0,2Mài thô lỗ Φ33 0,07 Mài tinh lỗ Φ33 0,01
Trang 192.5.Xác định các yếu tố chế độ cắt cho các bớc công nghệ : Trong phạm vi đồ án
này , chúng ta sẽ tiến hành xác định các yếu tố chế độ cắt cho các bớc công nghệ khi khoan lỗ Φ24 , yếu tố chế độ cắt của các bớc công nghệ khi gia công các bề mặt còn lại ta tiến hành tra bảng
2.5.1.Xác định các yếu tố chế độ cắt của các bớc công nghệ khi gia công lỗ Φ24.
+ Gía trị của các hệ số ta nhận đợc khi tra bảng 2.34 :
Suy ra : Kmv = 1,204 ( Hệ số điều chỉnh tính đến chất lợng vật liệu gia công)
Knv = 0,4 ( Hệ số điều chỉnh tính đến vật liệu dụng cụ cắt , tra theo bảng 2.14 )
Klv = 1,0 ( Hệ số điều chỉnh tính đến chiều sâu lỗ gia công , tra theo bảng 2.36 )
•Mô men cắt và lực chiều trục khi khoan tính theo công thức :
Trang 20n = V
D
11080 3,14.22 = 160,4 ( Vg / phut )
−
= 1 (mm ) ( D ,d là đờng kính lỗ trớc và sau gia công )
• Bớc tiến dao ( tra bảng 2.33 ) :
Knv = 0,4 ( Hệ số điều chỉnh tính đến vật liệu dụng cụ cắt , tra theo bảng 2.14 )
Klv = 1,0 ( Hệ số điều chỉnh tính đến chiều sâu lỗ gia công , tra theo bảng 2.36 )
Z là số răng của dao khoét
Các hệ số và số mũ trong công thức đợc lấy nh cho lực Pz khi tiện (bảng 2.19)
M V D
3, 4451.8200 3,14.24.975 = 0,384 (kW)
Trong đó :
M là mômen cắt và V là vận tốc cắt
Trang 21Suy ra : Kmv = 1,204 ( Hệ số điều chỉnh tính đến chất lợng vật liệu gia công)
Knv = 0,4 ( Hệ số điều chỉnh tính đến vật liệu dụng cụ cắt , tra theo bảng 2.14 )
Klv = 1,0 ( Hệ số điều chỉnh tính đến chiều sâu lỗ gia công , tra theo bảng 2.36 ) Suy ra : V = 2,578( m/ phut )
• Mô men cắt khi khoét tính theo công thức :
Z là số răng của dao doa
Các hệ số và số mũ trong công thức đợc lấy nh cho lực Pz khi tiện (bảng 2.19)
M V D
4, 431, 2578 3,14.24.975 = 0,156 (kW)
vật liệu hạt mài là : corun điện ; độ hạt của đá là : 40 ; Độ cứng C1
Các thông số cơ bản khi mài đợc tra theo bảng 2.58 :
• Vận tốc đá Vđ ( m/s):
Trang 22+Đối với mài thô : Vđ = 30 ữ35 ( m/s)
+ Đối với mài tinh : Vđ = 30 ữ35 ( m/s)
•Vận tốc cắt hoặc tịnh tiến của phôi Vph (m/s) :
+Đối với mài thô : Vph = 20 ữ120 ( m/s)
+ Đối với mài tinh : Vph = 40 ữ120 ( m/s)
• Chiều sâu mài t (mm) : Là lớp kim loại đợc lấy đI bằng chu vi của đá do lợng chạy dao ngang sau 1 lần dịch dao
+Đối với mài thô : t = 0,02 ữ0,05 ( mm)
+ Đối với mài tinh : t = 0,0025 ữ0,01 ( mm)
•Lợng chạy dao dọc Sd là lợng dịch chuyển của đá mài theo phơng hớng tâm của chi tiết mài (mm/ vòng )
+Đối với mài thô : Sd = 0,5 ữ3,8 ( mm/vòng)
+ Đối với mài tinh : Sd = 1,2 ữ2,0 ( mm/ vòng)
+Đối với mài thô : N = 0, 27.80 0, 03 0,5 0,4 = 0,593 ( KW)
+ Đối với mài tinh : N= 0,5 0,4
