Thiết kế quy trình gia công chi tiết thân đỡ B2 ( thuyết minh + bản vẽ)

LỜI NÓI ĐẦU Hiện nay trong các ngành kinh tế nói chung và đặc biệt là ngành cơ khí đòi hỏi kĩ sư cơ khí và cán bộ kĩ thuật cơ khí được đào tạo ra phải có kiến thức cơ bản vững chắc và tương đối rộng đồng thời phải biết vận dụng những kiến thức đó để giải quyết những vấn đề cụ thể thường gặp trong sản xuất. Môn học công nghệ chế tạo máy có vị trí quan trọng trong chương trình đào tạo kĩ sư và cán bộ kĩ thuật về thiết kế, chế tạo các loại máy và các thiết bị cơ khí phục vụ các ngành kinh tế trong nền kinh tế quốc dân.Để giúp cho sinh viên nắm vững được các kiến thức cơ bản của môn học và làm quen với nhiệm vụ thiết kế , trong chương trình đào tạo.Đồ án môn học công nghệ chế tạo máy không thể thiếu được đối với sinh viên chuyên nghành chế tạo máy khi kết thúc môn học. Sau một thời gian tìm hiểu và với sự hướng dẫn chỉ bảo tận tình của thầy giáo: Đỗ Anh Tuấn , em đã hoàn thành đồ án môn học công nghệ chế tạo máy được giao.Trong quá trình thiết kế em đã cố gắng tìm hiểu các tài liệu liên quan,tuy nhiên sẽ không tránh khỏi những sai sót vì thiếu kinh nghiệm thực tế, thiết kế. Do vậy em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy cô giáo trong bộ môn công nghệ chế tạo máy và sự đóng góp ý kiến của các bạn để em hoàn thiện hơn đồ án cũng như hoàn thiện hơn vốn kiến thức của mình. Em xin chân thành cảm ơn

_

Lời nói đầu

Hiện nay trong các ngành kinh tế nói chung và đặc biệt là ngành cơ khí

đòi hỏi kĩ s cơ khí và cán bộ kĩ thuật cơ khí đợc đào tạo ra phải có kiến thức cơ bản vững chắc và tơng đối rộng đồng thời phải biết vận dụng những kiến thức đó để giải quyết những vấn đề cụ thể thờng gặp trong sản xuất

Môn học công nghệ chế tạo máy có vị trí quan trọng trong chơng trình

đào tạo kĩ s và cán bộ kĩ thuật về thiết kế, chế tạo các loại máy và các thiết bị cơ khí phục vụ các ngành kinh tế trong nền kinh tế quốc dân.Để giúp cho sinhviên nắm vững đợc các kiến thức cơ bản của môn học và làm quen với nhiệm

vụ thiết kế , trong chơng trình đào tạo.Đồ án môn học công nghệ chế tạo máy không thể thiếu đợc đối với sinh viên chuyên nghành chế tạo máy khi kết thúcmôn học

Sau một thời gian tìm hiểu và với sự hớng dẫn chỉ bảo tận tình của thầy

giáo: Đỗ Anh Tuấn , em đã hoàn thành đồ án môn học công nghệ chế tạo

máy đợc giao.Trong quá trình thiết kế em đã cố gắng tìm hiểu các tài liệu liên quan,tuy nhiên sẽ không tránh khỏi những sai sót vì thiếu kinh nghiệm thực tế,thiết kế Do vậy em rất mong đợc sự chỉ bảo của các thầy cô giáo trong bộ môn công nghệ chế tạo máy và sự đóng góp ý kiến của các bạn để em hoàn thiện hơn đồ án cũng nh kiến thức của mình

Em xin chân thành cảm ơn !

Hng Yên, ngày tháng 3 năm 2011 Sinh viên thực hiện

Đỗ Văn Anh

Mục lục

I Phân tích chức năng làm việc của chi tiết Trang 3

II Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết Trang 4

_

III Xác định dạng sản xuất Trang 4

IV - Chọn phơng pháp chế tạo phôi Trang 6

- Xây dựng phơng án gia công chi tiết

V Tra cấp chính xác lỗ Trang 8

VI Kiểm tra độ bóng bề mặt gia công Trang 8VII Chọn chuẩn Trang 9VIII Tính lợng d cho một bề mặt và tra lợng d

cho các bề mặt còn lại Trang 10

IX Tính chế độ cắt cho một nguyên công

và tra chế độ cắt cho các nguyên công còn lại Trang 13

X Xác định thời gian nguyên công Trang 40

XI Thiết kế đồ gá cho nguyên công gia công lỗ  30 mm Trang 46

Nội dung các phần thuyết minh và tính toán

 Phân tích chức năng làm việc của chi tiết

Căn cứ vào bản vẽ chi tiết (b2) thân đỡ với vật liệu là GX15-32(gang xám15-32)

Với vật liệu làm bằng gang xám GX15-32

_

Do đó ,nhiều lỗ cần đợc gia công chính xác để thực hiện các mối lắpghép

- Trên chi tiết ta thấy những bề mặt làm việc chủ yếu là:

+ Mặt trụ rỗng trong 20+0,04 đợc dùng để thực hiện lắp ghép với các chitiết máy khác

+ Mặt trụ rỗng trong 30+0,04 đợc dùng để thực hiện lắp ghép với các chitiết máy khác

+ Mặt trụ rỗng trong 12+0,03 đợc dùng để thực hiện lắp ghép với cácchi tiết máy khác

+ Mặt đáy phẳng có 4 lỗ 6,5+0,03 đợc dùng để bắt bulông với chi tiếtkhác

+ Mặt đầu của phần trụ 40

+ Mặt đầu của phần trụ 30

- Trong đó các kích thớc quan trọng là:

+ Kích thớc đờng kính lỗ: 30+0,04 ; 20+0,04 ; 12+0,03

+ Kích thớc thẳng: 50 của phần trụ 40

6của đế (bề dày của đáy)

+ Kích thớc của khoảng cách tâm các lỗ chính so với mặt đáy:

160,05 ; 330,05

- Chi tiết là thân đỡ do vậy mà các bề mặt trụ trong 20+0,04 và

30+0,04 ,12+0,03 thờng phải chịu tải trọng là chủ yếu, cũng nh chịu sự màimòn khi thực hiện lắp ghép với chi tiết khác trong quá trình làm việc

 Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi

tiết:

Từ bản vẽ chi tiết ta nhận thấy:

- Kết cấu các bề mặt trụ trong đều là các lỗ thông suốt, do đó thoát dao dễdàng

- Chi tiết không có các lỗ tịt vì vậy ta dễ da dao vào thực hiện gia công các

lỗ một cách dễ dàng

- Trên chi tiết cũng không có các bề mặt nghiêng so với đáy Có các mặt

đầu của phần trụ vuông góc với đáy

- Chi tiết nhìn chung đủ cứng vững

- Bề mặt đáy có đủ diện tích và khả năng dùng chuẩn phụ

- Với kết cấu nh vậy ta hoàn toàn có thể áp dụng các phơng pháp chế tạophôi tiên tiến Ta có thể chế tạo phôi bằng cách: Đúc trong khuôn cát, khuônkim loại ,đúc theo mẫu chảy,

: Trọng lợng riêng của vật liệu (  ¿ 7,2 (Kg/dm3)

V: Thể tích của chi tiết (dm3) : V = V1 + V2 + V3 Trong đó:

Ta có dạng sản xuất là : Hàng loạt lớn.

IV.xác định phơng pháp chế tạo phôi:

_

Với hình dạng của chi tiết không quá phức tạp có thể chế tạo phôi bằng

ph-ơng pháp dập thể tích cho cơ tính cao song vì vật liệu chọn chế tạo phôi là gang xám nên không thể dập đợc do đó ta chọn phơng pháp đúc Tuy phơng pháp đúc có một số nhợc điểm nh sau:

Với phơng pháp đúc hợp lý vẫn có thể khắc phục đợc các nhợc điểm trên, ngoài ra nó còn có một số u điểm đó là:

 Phôi không nứt vỡ khi chế tạo

b/ Làm khuôn bằng máy: áp dụng cho đúc hàng loạt vừa và hàng khối, năng suất và độ chính xác cao

2/

Đúc trong khuôn kim loại :

Sản phẩm đúc có kích thớc chính xác, cơ tính cao Phơng pháp này sản xuất cho hàng loạt lớn và hàng khối Vật đúc có khối lợng nhỏ khoảng 12kg, hình dạng vật đúc không phức tạp và không có thành mỏng

Do đó thờng áp dụng cho dạng sản xuất hàng loạt lớn và hàng loạt khối và áp dụng đối với chi tiết có kích thớc nhỏ

Tham khảo qua một số phơng pháp đúc nh trên, căn cứ vào chi tiết dạngcàng có hình dáng tơng đối đơn giản, kích thớc khung không lớn lắm và là

dạng sản xuất hàng loạt lớn Vì thế ta chọn phơng pháp đúc trong khuôn kim

loại, khuôn mẫu kim loại Khuôn đúc trong khuôn kim loại có hai phần ghép

vào nhau và một mặt phân khuôn thẳng, khi kim loại nóng chảy vào khuôn, kim loại sẽ điền đầy các phần trong khuôn

Do đó chi tiết đúc trong khuôn kim loại, khi đúc xong các bề mặt không cần độ bóng thì không cần gia công

4.Nguyên công 4: Khoan - doa lỗ 12+0,03

5.Nguyên công 5: Phay mặt đầu A&B của mặt 30

6 Nguyên công 6: Phay hai mặy đầu trụ 40

7.Nguyên công 7: Kiểm tra

Phơng án 2

Gia công chi tiết B2 đợc theo trình tự nh sau:

1.Nguyên công 1: Phay mặt phẳng đế

2.Nguyên công 2: Khoan doa 4 lỗ 6.5 trên mặt đế

3.Nguyên công 3: Phay mặt đầu A&B của mặt 30

4.Nguyên công 4: Phay hai mặy đầu trụ 40

5.Nguyên công 5:Khoan - doa lỗ 12+0,03

6 Nguyên công 6:Khoan-khoét-doa lỗ 20+0,04,30+0,04

7.Nguyên công 7: Kiểm tra

=> Ta chọn phớng án 2 làm phơng án gia công nhằm đảm bảo đợc yêu cầu kích thớc,vị trí tơng quan và các yêu cầu kỹ thuật khác của chi tiết

 Cấp độ bóng 5  gia công bán tinh

 Khoan + khoét + doa

- Lỗ 12+0,03 Rz =20 m

_

Hình 1

* Chọn chuẩn thô:

* Chọn bề mặt phẳng cách mặt đế 6±0,2 làm chuẩn thô vì đáp ứng đợc

nguyên tắc 2 và 4 khi chọn chuẩn thô

- Nguyên tắc 2: Nếu có một số bề mặt không gia công, thì nên chọn bềmặt không gia công nào có yêu cầu độ chính xác về vị trí tơng quan cao nhất

đối với các bề mặt gia công làm chuẩn thô

- Nguyên tắc 4: Cố gắng chọn mặt làm chuẩn thô tơng đối bằng phẳng

* Chọn mặt đế làm chuẩn tinh chính vì nh vậy sẽ thoả mãn:

+Cho chi tiết lúc gia công có vị trí tơng tự lúc làm việc (nguyên tắc 1khi chọn chuẩn tinh)

_

+ Cố gắng chọn chuẩn định vị trùng gốc kích thớc (nguyên tắc 2)

+ Mặt đáy đủ diện tích để định vị (nguyên tắc 3)

VIII Tính lợng d cho một bề mặt và tra lợng d cho

các bề mặt còn lại:

1 Tính lợng d khi gia công lỗ 20 +0,04 (Nguyên công 6)Nguyên công 6))

- Phôi đúc, vật liệu là gang xám: GX15-32 nên  độ chính xác phôi cấp

II Nguyên công gồm 3 bớc: Khoan, khoét, doa thô

Chi tiết đợc định vị bằng mặt phẳng đáy và 2 lỗ 6,5

- Theo bảng 10, thiết kế đồ án CNCTM ta có Rz và Ta của phôi nh sau:Rza = 250(m)

Ta = 350 (m)

- Sai lệch không gian tổng cộng  = CV

Với CV = k.L : Sai lệch cong vênh

L: Chiều dài chi tiết; L = 50 (mm)

Trong đó: C0 = 25 m : Độ chênh lệch của đờng tâm lỗ

y = 0,9 m/mm: Độ cong đờng trục lỗ

* Doa lç (doa thêng):

- Theo b¶ng 3-87 sæ tay CNCTMI - 1999 ta cã:

Dungsai

KÝch thícgiíi h¹n

TrÞ sè giíih¹n lîng d

2Zbmi n

(m)

Dt

(mm)

(m)

2Zmax - 2Zmin = 200 - 90 = 110 (m)

3 - 4 = 130 - 20 - 110 (m)

Nh vậy kết quả tính lợng d là đúng

2 Tra lợng d cho các nguyên công còn lại:

- Theo sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1 - 1976 ta có:

Lợng d gia công mặt đáy: Zb = 1,5 (mm)

Lợng d gia công mặt bích: Zb = 3,0 (mm)

Lợng d gia công 2 mặt đầu : Zb = 3,5 (mm) (Bảng VII - Tr 32) Lợng d gia công lỗ trụ : 2Zb = 3,5 (mm)

IX.Tính chế độ cắt cho một nguyên công và tra chế

độ cắt cho các nguyên công còn lại.

1 Tính chế độ cắt cho nguyên công 6):

Nguyên công 6): Khoan + Khoét + Doa lỗ 30; lỗ 20.

- Định vị: Chi tiết đợc định vị ở mặt đáy nhằm khống chế 3 bậc tự do(Qoy,Qoz,Tox)đợc thực hiện bởi các phiếu tỳ Đồng thời khống chế 3 bậc tựdo(Qox,Toz,Toy ) nhờ vào 2 lỗ 6,5 đã gia công ở nguyên công 2, đợc thựchiện bởi 1 chốt trụ ngắn + 1 chốt trám

- Kẹp chặt: Chi tiết đợc kẹp chặt bằng ren vít thông qua khối V, khối V đợc

tỳ vào bề mặt trụ 40

- Lực kẹp vuông góc với mặt phẳng đáy

- Chọn máy: Máy khoan cần 2H55 có :

+ Đờng kính gia công lớn nhất là :50(mm)

+ Kích thớc của máy : 1000 – 2455(mm)

+ Công suất động cơ của máy: Nm = 4 KW

+ Số cấp tốc độ : 21

_

+ Số cấp tốc độ chạy dao : 12

+ Giới hạn số vòng quay 20-2000 (vòng/ phút)

+ Giới hạn chạy dao : 0,056 – 2,5 (mm/vòng)

- Chọn dao: Mũi khoan thép gió BK8

Mũi khoét thép hợp kim P6M5 Mũi doa thép gió BK8 ( Z =12 răng )

w w

Hình 2 - Sơ đồ định vị và kẹp chặt của nguyên công 6 khoan,khoét,

D = 19,5 (mm) + KV: hệ số điều chỉnh chung cho tốc độ cắt tính đến các điều kiện cắtthực tế.

KV= KMV KUV Klv Trong đó:

KMV = (190HB)n v : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào tính chất cơ lý củavật liệu gia công (đối với gang xám)

Theo công thức 7 ( trang 26 thiết kế đồ án CNCTM ) ta có :

Theo bảng 5-9 sổ tay CNCTM II trang 9 ta có :

Đối với gang xám : kp

= k MP

= (190HB)n Với n = 0,6

HB = 200

kp = k MP = (200190)0,6 = 1,03lực cắt P o = 10.42,7. 19,51.0,460,8 .1,03 = 4607,93 (N)

- Xác định mômen xoắn M m :

M m = 10 C m D q S y k p .

Trong đó:

_

+ Tra bảng 5-32 sổ tay CNCTM II

Với gang xám và vật liệu lỡi cắt là thép gió ta có:

C m =0,021 ; q = 2 ;y = 0,8.

k p = k MP = 1,03 - hệ số tính đến các yếu tố gia công trong thực tế.

Vậy mômen xoắn sẽ bằng ;

Với η - hiệu suất của máy ( η = 0,8- 0,85)

N m - công suất động cơ của máy (kW)

Vậy máy khoan cần 2H55 đủ công suất để gia công lỗ có đờng kính là

(Bảng 5-30 trang 24 sổ tay CNCTM II)

ϕ x= n t

nmin=

497 , 72

Theo b¶ng 8 øng víi ϕ=1 , 26 ta cã gi¸ trÞ ϕ x=20,16 gÇn víi ϕ x=24 ,89 .

- Chän sè vßng quay theo m¸y:

_

C p =46; q = 0; x= 1 ;y = 0,4.

kp - hệ số tính đến các yếu tố gia công trong thực tế,trong trờng hợp

này chỉ phụ thuộc vào vật liệu gia công và đợc xác định nh sau:

Theo bảng 5-9 sổ tay CNCTM II trang 9 ta có :

Đối với gang xám : kp = k MP = (190HB)n Với n = 0,6

HB = 200

kp

= k MP

= (200190)0,6 = 1,03lực cắt P o = 10.46. 0,151.19,80.0,60,4 .1,03 = 57,94 (N)

k p = k MP = 1,03 - hệ số tính đến các yếu tố gia công trong thực tế.

Vậy mômen xoắn sẽ bằng ;

Với η - hiệu suất của máy ( η = 0,8- 0,85)

N m - công suất động cơ của máy (kW)

Vậy máy khoan 2H55 đủ công suất để khoét lỗ có đờng kính là

19,8mm.

KMV = (190HB)n v : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào tính chất cơ lý củavật liệu gia công (đối với gang xám).

Theo Bảng 5- 2 sổ tay CNCTM II ta có:

nv = 1,3

HB – Độ cứng của vật liệu gia công : HB = 200

 KMV = (190200)1,3 = 0,935

ϕ x= n t

nmin=

307 ,21

Theo b¶ng 8 øng víi ϕ=1 , 26 ta cã gi¸ trÞ ϕ x=12,64 gÇn víi ϕ x=15,36 .

- Chän sè vßng quay theo m¸y: nm = 12,64.20 = 253 (vßng / phót)

Theo b¶ng 5-9 sæ tay CNCTM II trang 9 ta cã :

§èi víi gang x¸m : k p = k MP = (190HB)n Víi n = 0,6 , HB =200

k p = k MP = (200190)0,6 = 1,03

k p = k MP = 1,03 - hệ số tính đến các yếu tố gia công trong thực tế.

Vậy mômen xoắn sẽ bằng ;

Với η - hiệu suất của máy ( η = 0,8- 0,85)

N m - công suất động cơ của máy (kW)

Vậy máy khoan cần 2H55 đủ công suất để khoét lỗ có đờng kính là 29,4

ϕ x= n t

nmin=

157 ,32

Theo bảng 8 ứng với ϕ=1 , 26 ta có giá trị ϕ x=6 ,32 gần với ϕ x=7,87 .

- Chọn số vòng quay theo máy: nm = 20.6,32 = 126 (vòng / phút)

- Tốc độ cắt thực tế:

S Z - lîng dao r¨ng vµ b»ng lîng ch¹y dao vßng chia cho sè r¨ng doa

KV= KMV KUV Klv

ϕ x= n t

nmin=

331 , 05

Theo bảng 8 ứng với ϕ=1 , 26 ta có giá trị ϕ x=12,64 gần với ϕ x=16,55 .

- Chọn số vòng quay theo máy: nm = 12,64.20 = 253 (vòng / phút)

2 Tra chế độ cắt cho các nguyên công còn lại.

2.1.Nguyên công 1: Phay mặt đáy:

- Vì RZ = 80 m nên ta chỉ cần phay thô 1 lần

Hệ số phụ thuộc vào độ cứng của chi tiết gia công : k1 = 0,89

Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt : k2 = 0,8

Hệ số phụ thuộc vào tuổi bền của dao : k3 =1

(Bảng 5-127 trang 115 sổ tay CNCTM II)

- Tốc độ cắt tính toán là:

Vt = Vb k1 . k2 . k3 = 180 0,89 0,8 1 = 128,16 (m/phút)

_

S

Nguyên công 1 : Phay mặt phẳng đế

w w

Hình 3- Sơ đồ định vị và kẹp chặt của nguyên công 1 phay mặt phăng đáy

- Số vòng quay của trục chính theo tính toán:

nt =

1000.V t

π D =

1000.128,16 3,14 110 = 371,05 (vòng / phút)

- Chọn số vòng quay theo máy có: nm = 318 (vòng / phút)

_

- Định vị: Dùng mặt phẳng đế đã gia công ở nguyên công 1 làmchuẩn tinh  định vị 3 bậc tự do (Qox,Qoy,Toz ) trên mặt đế đựơc thực hiệnbởi các chốt tỳ đầu bằng

+ Cần định vị 2 bậc tự do (Toy, Qoz )bằng khối V tự lựa tỳ vào bề mặt trụ

- Chọn máy: Chọn máy khoan đứng 2H 125

Công suất động cơ: Nm = 2,2 (KW)

Đờng kính gia công lớn nhất :25(mm)

Số cấp tốc độ :12

Giới hạn số vòng quay :45- 2000 (vòng/ phút)

Số cấp chạy dao :9

Giới hạn chạy dao : 0,1 - 1,6 (mm/ vòng)

- Chọn dao: Mũi khoan ruột gà thép gió

Mũi doa thép gió : Z = 8 răng

- Lợng chạy dao: S = 0,16 (mm/vòng) (Bảng 5-89 trang 86 sổ tay CNCTM II)

- Vận tốc cắt: Vb = 35 (m/phút) (Bảng 5-90 trang 86 sổ tay CNCTM II)

2.3 Nguyên công 3: Phay 2 mặt đầu trụ 30

- Định vị: Chi tiết đợc định vị ở mặt đáy 3 bậc tự do( Toz, Qox ,Qoy)thực hiện bởi 2 phiếu tỳ

+ Định vị vào 1 lỗ bằng chốt trụ ngắn, 1 lỗ bằng chốt trám nhằm khốngchế 3 bậc tự do (Tox, Toy ,Qoz)

Giíi h¹n ch¹y dao : Ch¹y dao däc : 35 -1125 (mm/ phót)

Ch¹y dao ngang : 25 -765 (mm/ phót)

- Chän sè vßng quay theo m¸y: nm = 63 (vßng / phót)