Đồ án môn học công nghệ chế tạo máy

LỜI NÓI ĐẦUĐồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy sau cùng của nhiều môn học nhưCông Nghệ Chế Tạo Máy và Gia Công Kim Loại, … Qua đồ án này giúp cho sinhviên làm quen với những quy trình cô

LỜI NÓI ĐẦU

Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy sau cùng của nhiều môn học nhưCông Nghệ Chế Tạo Máy và Gia Công Kim Loại, … Qua đồ án này giúp cho sinhviên làm quen với những quy trình công nghệ hiện đại trước khi làm luận án tốtnghiệp

Việc thiết lập quy trình công nghệ gia công chi tiết nhằm ứng dụng đượcnhững công nghệ gia công mới, loại bỏ những công nghệ lạc hậu không đảm bảo yêucầu kỹ thuật, chất lượng kém Ngoài ra việc thiết lập quy trình công nghệ gia cônggiúp người chế tạo giảm được thời gian gia công và tăng năng suất làm việc để đápứng sản phẩm theo yêu cầu sử dụng

Một sản phẩm có thể có nhiều phương án công nghệ khác nhau Việc thiết lậpquy trình công nghệ gia công còn là sự so sánh có chọn lựa để tìm ra một phương áncông nghệ hợp lý nhằm đảm bảo những yêu cầu chất lượng, giá thành, thời gian giacông cho sản phẩm nhằm đáp ứng nhu cầu xã hội

Sinh viên thực hiện

LÊ THANH TÙNG

Chương I: XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

- Mục đích của chương này là xác định hình thức tổ chức sản xuất (đơn chiếc,hàng loạt nhỏ, hàng loạt vừa, hàng loạt lớn, hàng khối) để từ đó cải thiện tính côngnghệ của chi tiết, chọn phương pháp chế tạo phôi thích hợp, chọn thiết bị hợp lý đểgia công chi tiết

- Để thực hiện điều này trước hết ta cần xác định sản lượng chi tiết cần chếtạo trong một năm của nhà máy theo công thức sau [trang 12 Sách Thiết kế đồ áncông nghệ chế tạo máy, công thức 2]:

βα

m

N

N

với:

+ N0: số sản phẩm trong một năm theo kế hoạch : N0 =50000

+m: số lượng chi tiết như nhau trong một sản phẩm : m=1

+ α : độ phế phẩm chủ yếu trong xưởng đúc, rèn : α =5%

+ β : số chi tiết được chế tạo thêm để dự trữ : β =10%

- Vậy:

57500(chi tieát naêm)

100

10511

M=

=0.7 3

dm

kg

γ :khối lượng riêng của vật liệu

V : thể tích của chi tiết

Ta phân tích chi tiết ra thành các phần với thể tích V1,V2,V3….sau đótính riêng từng thể tích rối cộng lại ta được : V = 1.57dm3

Vậy : M = 0.7x1.57 = 1.1 (kg)

- Vậy theo bảng thống kê [2], trang 13 thì dạng sản xuất của chi tiết là hàng khối

Kết luận: Vì là dạng sản xuất hàng khối nên khi thiết kế quy trình công nghệ ta phải

phân tích thật kỹ, để gia công đạt năng xuất cao ta phải chọn máy chuyên dùng hoặc

đồ gá chuyên dùng trên máy vạn năng

Chương II: PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG

- Mục đích của phần này là xem kết cấu và các điều kiện kỹ thuật cho trong bản vẽchi tiết có phù hợp hay không với chức năng phục vụ và khả năng chế tạo

2.1 Phân tích chi tiết gia công:

- Chi tiết này là một chi tiết đế

- Chi tiết đế thường có chức năng để đỡ các chi tiết khác trong một cụm máy

- Thông thường ta gặp chi tiết này trong các máy công cụ, chi tiết có thể được dùngđịnh vị, nối kết

- Chi tiết đế thường làm tăng độ cứng vững các bộ phận lắp trên nó

- Khối lượng của chi tiết: m=1.1( )kg

- Gang xám la hỗn hợp giữa Sắt với Cacbon và có chứa một số nguyên tố như(0.5÷4.5)% Si, (0.4÷0.6)% Mn, 0.8% P, 0.12% S …

- Gang xám có độ bền nén cao, chịu mài mòn, tính đúc tốt, có góp phần làmgiảm rung động nên được sử dụng nhiều trong chế tạo máy

- Trong quá trình làm việc chi tiết chủ yếu là chịu nén nên chi tiết được làmbằng gang xám là phù hợp

* Yêu cầu kỹ thuật: độ không phẳng, không song song của các bề mặt chínhtrong khoảng 0,05 mm trên 100mm chiều dài

- Dung sai khoảng cách giữa các lỗ phụ thuộc vào chức năng làm việc của nó

- Độ không đồng tâm giữa các lỗ tâm không quá 0,02

- Độ không vuông góc giữa các mặt đầu và tâm lỗ không vựot quá 0,05mmtrên 100mm chiều dài

2.3 Tính công nghệ chi tiết đế:

- Chú ý độ cứng vững của đế

- Những bề mặt lắp ráp, đỡ chi tiết khác nên quan tâm đến độ bóng, độ nhấpnhô.

- Hình dáng đế phải thuận lợi cho việc chọn chuẩn thô, chuẩn tinh thống nhất.-Các kết cấu chi tiết không gay khó khăn trong quá trình gia công Trong quátrình gia công ta sử dụng các phương pháp: phay, khoét, doa hợp lý cho những bềmặt để đạt được những yêu cầu đặt ra

Chương III: CHỌN PHÔI

3.1 Chọn dạng phôi:

- Có rất nhiều phương pháp để tạo nên phôi Do đó cần phải phân tích (phântích ưu điểm, khuyết điểm) giữa các kiểu tạo phôi với nhau nhằm tìm ra phươngpháp tạo phôi thích hợp

+ Lượng dư phân bố đều

+ Tiết kiệm được vật liệu

+ Giá thành rẻ, được dùng phổ biến

+ Độ đồng đều của phôi cao, do đó việc điều chỉnh máy khi gia công giảm+ Tuy nhiên phôi đúc khó phát hiện khuyết tật bên trong (chỉ phát hiện lúc giacông) nên làm giảm năng suất và hiệu quả

Kết luận:

- Từ các phương pháp tạo phôi như trên, ta nhận thấy phôi đúc là phù hợp vớichi tiết đã cho nhất vì có nhiều ưu điểm hơn so với các phương pháp khác đặc biệtkhi vật liệu chi tiết là gang xám

- Vậy ta chọn phương pháp để tạo ra chi tiết đế là dạng phôi đúc

3.2 Phương pháp chế tạo phôi:

- Trong đúc phôi có những phương pháp như sau:

3.2.1 Đúc trong khuôn cát mẫu gỗ:

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

- Loại phôi này có cấp chính xác: IT 16 IT÷ 17

- Độ nhám bề mặt: R z =160µm

3.2.2 Đúc trong khuôn cát mẫu kim loại:

- Nếu công việc thực hiện bằng máy thì có cấp chính xác khá cao, giá thành cao hơn

so với đúc trong khuôn mẫu bằng gỗ Loại này phù hợp với dạng sản xuất hàng loạtvừa và lớn

- Loại phôi này có cấp chính xác: IT 15 IT÷ 16

- Độ nhám bề mặt: R z =80µm

3.2.3 Đúc trong khuôn kim loại:

- Độ chính xác cao nhưng giá thành thiết bị dầu tư lớn, phôi có hình dáng gần giốngvới chi tiết Giá thành sản phẩm cao Loại này phù hợp với dạng sản xuất hàng loạtlớn và hàng khối

- Loại phôi này có cấp chính xác: IT 14 IT÷ 15

3.2.6 Đúc trong vỏ mỏng:

- Loại này tạo phôi chính xác cho chi tiết phức tạp được dùng trong sản xuất hàngloạt lớn và hàng khối

Kết luận:

- Với những yêu cầu của chi tiết đã cho, tính kinh tế cũng như dạng sản xuất

đã chọn ta sẽ chọn phương pháp chế tạo phôi là: “Đúc trong khuôn cát, mẫu kimloại, làm khuôn bằng máy”

+ Phôi đúc đạt cấp chính xác là: II

+ Cấp chính xác kích thước: IT 15 IT÷ 16

+ Độ nhám bề mặt: R z =80µm

3.3 Tạo phôi – Thông số về phôi:

- Chi tiết tay biên được chế tạo bằng gang xám, được đúc trong khuôn cátmẫu kim loại, làm khuôn bằng máy, mặt phân khuôn X-X

+ Lượng dư phía trên: 3mm

+ Lượng dư phía dưới và mặt bên: 2,5mm

+ Góc nghiêng thoát khuôn: 3 0

+ Bán kính góc lượn: 3mm

Bản vẽ đúc

Chương IV: CHỌN TIẾN TRÌNH GIA CÔNG

Hình đánh số bề mặt chi tiết

4.1/ Mục đích:

- Xác định trình tự gia công hợp lý nhằm đảm bảo độ chính xác về kích thước, vị trítương quan, hình dạng hình học, độ nhám, độ bóng của bề mặt theo yêu cầu của chitiết cần chế tạo

4.2/ Chọn tiến trình gia công các bề mặt:

a, Phương án 1:

Nguyên công 1: Phay mặt 1 Nguyên công 2: Khoét, doa lỗ Þ20 (mặt 2)Nguyên công 3: Khoét, doa mặt 3 Nguyên công 4: Phay mặt 4

Nguyên công 5: Phay mặt 5 Nguyên công 6: Phay mặt 6

Nguyên công 7: Khoét, doa mặt 7

b, Phương án 2:

Nguyên công 1: bước 1 phay mặt 1 bước 2 khoét, doa mặt 7

Nguyên cồng 2: khoét, doa mặt 3 Nguyên công 3: Phay mặt 4

Nguyên công 4: khoét, doa mặt 2 Nguyên công 5: Phay mặt

Nguyên công 6: phay mặt 6

Phân tích:

- Phương án 1: ưu điểm là phân tán nguyên công đều thích hợp cho sản xuất hàng khối, vì chi tiết của ta có phần gia công lỗ bậc có độ bóng cao, ta phải dùng dao Khoét, doa có phần trụ nên phải gia công lỗ nhỏ trước để làm chuẩn, phương án này có một nhược điểm là sau khi gia công các mặt tới mặt

7 ta phải lật nên độ vuông góc giữa mặt 7 và mặt 1 không tốt

- Phương án 2: ở nguyên công đầu ta tập trung nguyên công nên tốn rất nhiều thời gian thay dao và chỉnh máy vì vậy nó không phù hợp dạng sản xuất hàng khối

Từ phân tích trên ta chọn phương án thứ 1

Chương V: THIẾT KẾ NGUYÊN CÔNG

5.1/ Nguyên công 1: phay mặt đáy 1

+ Chọn máy: máy phay đứng 6H13 công suất của máy là Nm =2,8Kw.

+ Chọn dao: dao phay mặt đầu gắn mảnh hợp kim cứng BK6, ∅75mm

+ Lượng dư gia công: phay 2 lần với lượng dư Zb=2,5mm, và Zb=0,5mm

Hệ số phụ thuộc vào độ cứng của chi tiết gia công K1=0,9

Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt gia công K2=0,75

Hệ số phụ thuộc vào tuổi bền của dao K3=1

6,156.1000

=

=

tt

Lượng chạy dao phút Sp=0,14 600=84(mm/phút)

Chọn theo máy Sm=84 mm/phút

Bước 2 phay bán tinh: t=0,5; Sr =0,1 mm/răng các thông số khác lấy theobước 1

+ Thời gian gia công:

Trong sản xuất hàng loạt và sản xuất hàng khối thời gian nguyên công đượcxác định như sau:

Ttc = T0 + Tp + Tpv + Ttn (sách ĐA CNCTM ct 28)

Ơ đây:

Ttc : thời gian từng chiếc (thời gian nguyên công)

T0 : thời gian cơ bản

L L L T

2 1 0

++

Ở đây:

L: chiều dài bề mặt gia công (mm)

L1:chiều dài ăn dao (mm)

L2: chiều dài thoát dao (mm)

S: lượng chạy dao vòng (mm/vòng)

n: số vòng quay hoặc hành trình kép trong 1 phút

ở nguyên công 1:

n S

L L L T

2 1 0

++

Bước 1: gia công thô

L= 140 (mm)

( )) (0,5 3) 0,5(75 (75 70 )) 1 23(

5,

600.4,1

323140

=++

=

Bước 2: gia công bán tinh

28,0600

.1

323

140+ + =

=

48,028,02,0

1 = + =

5.2/ Nguyên công 2: khoét, doa lỗ Þ20(mặt 2)

+ Chọn máy: máy khoan đứng K125 công suất của máy là Nm =2,8Kw.

+ Chọn dao: dao khoét thép gió phi tiêu chuẩn, dao doa thép gió Þ20

+ Lượng dư gia công: Zb=1mm

+ Chế độ cắt:

Bước 1 khoét thô: t=0,7mm; s=1mm/vòng; Vb =24,5m/phút (bảng 104,

5-106 sổ tay CNCTM tập 2)

Hệ số phụ thuộc vào độ cứng của chi tiết gia công K1=0,9

Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt gia công K2=0,75

Hệ số phụ thuộc vào tuổi bền của dao K3=1

54,16.1000

tính tương tự ta được số vòng quay của trục chính: n=780

ta chọn số vòng quay của máy là nm =776 vòng/phút

Bước 3 doa tinh: t=0,1mm; s=0,79mm/vòng; nm =194vòng/phút; V=11,7m/phút (bảng 5-114 sổ tay CNCTM tập 2)

+ Thời gian gia công: khoét

n S

L L L T

2 1 0

++

2

204,39)

25,0(cot2

3630

1 = + + =

0,09

776.6,0

3630

2= + + =

⇒T

0,25

194.79,0

3630

+ Định vi: chi tiết được định vị ở mặt đáy(mặt 1) hạn chế 3 bậc tự do, chốt trụngắn 2 bậc, chốt tỳ 1 bậc chống xoay.

+ Kẹp chặt: dùng đòn kẹp để kẹp, chiều từ trên xuống như hình vẽ

+ Chọn máy: máy khoan đứng K125 công suất của máy là Nm =2,8Kw

+ Chọn dao: dao khoét thép gió Þ20 chuôi côn liền

+ Lượng dư gia công: Zb=1mm

+ Chế độ cắt:

khoét thô: t=0.8mm; s=0,7mm/vòng; nm =388vòng/phút; v=24,5m/phút khoét tinh: t=0,2mm; s= 0,5mm/vòng; V=44mm/phút; nm =776v/p

(bảng 5-104, 5-106 sổ tay CNCTM tập 2) + Thời gian gia công: khoét

n S

L L L T

2 1 0

++

2

1820)

25,0(cot2

3218

=

×++

=

2 0,29

776.2.0

32

+ Định vi: chi tiết được định vị ở mặt đáy(mặt 1) hạn chế 3 bậc tự do, chốt trụngắn 2 bậc, chốt trám 1 bậc chống xoay.

+ Kẹp chặt: dùng dùng đòn kẹp để kẹp, chiều từ trên xuống như hình vẽ

+ Chọn máy: máy phay đứng 6H13 công suất của máy là Nm =2,8Kw

+ Chọn dao: dao phay mặt đầu gắn mảnh hợp kim cứng BK6, ∅75mm

+ Lượng dư gia công: phay 2 lần với lượng dư Zb=2mm, và Zb=0,5mm

Hệ số phụ thuộc vào độ cứng của chi tiết gia công K1=0,9

Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt gia công K2=0,75

Hệ số phụ thuộc vào tuổi bền của dao K3=1

6,156.1000

Bước 2 phay bán tinh: t=0,5; Sr =0,1 mm/răng các thông số khác lấy theobước 1.

+ Thời gian gia công:

n S

L L L T

2 1 0

++

Bước 1: gia công thô

L= 70 (mm)

( )) (0,5 3) 0,5(75 (75 70 )) 1 23(

5,

600.4,1

323

323

70+ + =

=

28,016,012,0

5.5/ Nguyên công 5: phay mặt 5

Sơ đồ gá đặt

+ Định vi: chi tiết được định vị ở mặt đáy(mặt 1) hạn chế 3 bậc tự do, chốt trụ ngắn

2 bậc, chốt trám 1 bậc chống xoay

+ Kẹp chặt: dùng dùng đòn kẹp để kẹp, chiều từ trên xuống như hình vẽ

+ Chọn máy: máy phay đứng 6H13 công suất của máy là Nm =2,8Kw

+ Chọn dao: dao phay ngón chuôi côn,thép gió ∅30mm

+ Lượng dư gia công:Zb1=2.5mm,

Hệ số phụ thuộc vào độ cứng của chi tiết gia công K1=0,9

Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt gia công K2=0,75

Hệ số phụ thuộc vào tuổi bền của dao K3=1

13.1000

+ Thời gian gia công:

n S

L L L T

2 1 0

++

L=55 (mm)

( )) (0,5 3) 0,5(30 (30 30 )) 2 17(

5,

97.1

41755

+ Kẹp chặt: dùng dùng đòn kẹp để kẹp, chiều từ trên xuống như hình vẽ

+ Chọn máy: máy phay đứng 6H13 công suất của máy là Nm =2,8Kw

+ Chọn dao: dao phay ngón chuôi côn,thép gió ∅10mm

+ Lượng dư gia công:Zb1=15mm,

Hệ số phụ thuộc vào độ cứng của chi tiết gia công K1=0,9

Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt gia công K2=0,75

Hệ số phụ thuộc vào tuổi bền của dao K3=1

L L L T

2 1 0

++

425

6 = + × =

5.6/ Nguyên công 7: phay mặt 7

Sơ đồ gá đặt

+ Định vi: chi tiết được định vị ở mặt đáy(mặt 1) hạn chế 3 bậc tự do, chốt trụngắn 2 bậc, chốt tỳ 1 bậc chống xoay

+ Kẹp chặt: dùng đòn kẹp để kẹp, chiều từ trên xuống như hình vẽ

+ Chọn máy: máy khoan đứng K125 công suất của máy là Nm =2,8Kw

+ Chọn dao: dao khoét thép gió phi tiêu chuẩn, dao doa thép gió Þ40

+ Lượng dư gia công: Zb=10mm

+ Chế độ cắt:

Bước 1 khoét thô: t=9,7mm; s=1mm/vòng; Vb =24,5m/phút (bảng 104,

5-106 sổ tay CNCTM tập 2)

Hệ số phụ thuộc vào độ cứng của chi tiết gia công K1=0,9

Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt gia công K2=0,75

Hệ số phụ thuộc vào tuổi bền của dao K3=1

54,16.1000

.1000

ta chọn số vòng quay của máy là nm =194 vòng/phút

Bước 3 doa tinh: t=0,1mm; s=0,79mm/vòng; nm =97vòng/phút; V=11,7m/phút (bảng 5-114 sổ tay CNCTM tập 2)

+ Thời gian gia công: :

n S

L L T

1 0

110

110

Sơ đồ gá đặt

+ Định vi: chi tiết được định vị ở mặt đáy(mặt 1) hạn chế 3 bậc tự do, mặt bên 2bậc tự do và chốt chống xoay 1 bậc tự do

+ Kẹp chặt: dùng cánh tay dòn tháo lắp nhanh để kẹp chặt

+ Tính lượng dư gia công lỗ Φ25+., 05

+ Độ chính xác cấp I, khối lượng chi tiết 1,7kg

+Vật liệu gia công: gang xám 15-32

Qui trình công nghệ gồm 3 bước: khoét thô, khoét tinh và doa tinh

Theo bảng 10, giá trị của Ri và Ti bằng 600 µm (250+350) Sau bước thứ nhất đốivới gang có thể loại trừ Ti, chỉ còn Rz và giá trị này là 50µm,30µm và 3µm (bảng 13)sách TK ĐACNCTM

Sai lệch tổng cộng được xác định như sau: ( 2 2 )

cm c

p = +

Giá trị cong vênh ρc của lỗ được tính theo công thức: p c = (∆2k d2 +∆2k l2) ∆k: độ cong giới hạn trên một chiều dài tra bảng3.7sách hướng dẫnTKĐACNCTM (GS.TS Nguyễn Đắc Lộc và Lưu Văn Nhang): ∆k = 0,7

l,d là chiều dài và đường kính lỗ: l=49, d=25

2 2

k c

Sai số chuẩn trong trường hợp này là εc=0 vì gốc kích thước trùng với chuẩnđịnh vị.

Sai số kẹp chặt được xác định theo bảng 3.14 sách hướng dẫnTKĐACNCTM( Gs.Ts Nguyễn Đắc Lộc và Lưu Văn Nhang) cho kích thước115mm lấy bằng 150 µm

Sai số gá đặt khi khoét thô là: εgd =εgd =150µm

Sai số gá đặt còn lại ở bước khoét tinh là:

m

ε =0,05.150 =7,5Bây giờ ta tính lượng dư nhỏ nhất theo công thức:

)(

2

1 2 1 1

Z = − + − + − +ε ( bảng 9 sách TK ĐACNCTM)Lượng dư nhỏ nhất khi Khoét thô là:

2 min = = × ( Vì doa không khắc phục được sai lệch không gian và

sai số gá đặt nên công thức tính lượng dư trung gian là 2Zmin =2(R za +T a ))

Dung sai cho từng nguyên công tra bảng 3-97 sổ tay CN CTM tập 1

Dung sai phôi: ε =300µm

Dung sai khi khoét thô: ε =130µm

Dung sai khi khoét tinh: ε =33µm

Dung sai khi doa tinh: ε =20µm

Cột kích thước tính toán dt được xác định như sau: ta lấy kích thước cuối cùng trừvới lượng dư khi doa tinh ta sẽ được kích thước khi khoét tinh; sau đó lấy kích thướckhi khoét tinh trừ di lượng dư khoét tinh ta được kích thước khi khoét thô, lấy kíchthước khoét thô trừ đi lượng dư khi khoét thô ta sẽ được kích thước phôi

ta được dmin

Sau doa tinh:

dmax= 25,05mm  dmin=25,05-0,05=25mmSau khoét tinh:

dmax= 24,99mm  dmin=24,99-0,033= 24,957mmSau khoét thô:

dmax= 24,858mm  dmin=24,858-0,130= 24,728mmKích thước phôi:

dmax= 23,013mm  dmin=23,013-0,3= 22,713 mm