Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy , Quy Trình Chế Tạo chi tiêt Hộp

Để nâng cao tuổi thọ của thiết bị, đơn giản hoá và giảm bớt khối lượng gia công các máy móc thiết bị, người ta thường lắp các chi tiết họ bạc. Chúng thường được dùng làm chi tiết lót ổ, chịu mài mòn và đặc biệt là khả năng thay thế được. Bạc là những chi tiết có dạng tròn xoay, hình ống, thành mỏng, mặt đầu có vai hoặc không có vai, mặt trong có thể trụ hoặc côn. Bạc có thể nguyên hoặc xẻ rãnh, mặt làm việc của bạc có rãnh dầu, trên bạc có lỗ ngang để tra dầu.

LỜI NÓI ĐẦU

Hiện nay trong các ngành kinh tế nói chung và ngành cơ khí nói riêng đòi hỏi kĩ

sư cơ khí và cán bộ kĩ thuật cơ khí được đào tạo ra phải có kiến thức cơ bản tương đốirộng, đồng thời phải biết vận dụng những kiến thức đó để giải quyết những vấn đề cụthể thường gặp trong sản xuất Trong đó Công Nghệ Chế Tạo Máy là một ngành thenchốt, nó đóng vai trò quyết dịnh trong sự nghiệp công nghiệp hoá hiện đại hoá đấtnước Nhiệm vụ của công nghệ chế tạo máy là chế tạo ra các sản phẩm cơ khí cho mọilĩnh vực của nghành kinh tế quốc dân, việc phát triển ngành công nghệ chế tạo máyđang là mối quan tâm đặc biệt của nhà nước ta

Môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy có vị trí quan trọng trong chương trình đàotạo 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 như công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải, điện lực vv

Để giúp cho sinh viên nắm vững được các kiến thức cơ bản của môn học vàgiúp cho họ làm quen với nhiệm vụ thiết kế, trong chương trình đào tạo, đồ án mônhọc công nghệ chế tạo máy là môn học không thể thiếu được của sinh viên chuyênngành chế tạo máy khi kết thúc môn học

Sau một thời gian tìm hiểu và với sự chỉ bảo nhiệt tình của thầy giáo Hoàng Văn Thạnh đến nay Em đã hoàn thành đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy đề tài

” Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo chi tiết dạng hộp “ trong quá trình thiết kế vàtính toán tất nhiên sẽ có những sai sót do thiếu thực tế và kinh nghiệm thiết kế, em rấtmong được sự chỉ bảo của các thầy giáo trong bộ môn Công Nghệ Chế Tạo Máy và sựđóng góp ý kiến của các bạn để lần thiết kế sau và trong thực tế sau này được hoànthiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn !

Sinh viên thực hiện

Hồ Hữu Sơn

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC VÀ YÊU CẦU KỸ THUẬT

CỦA CHI TIẾT

1.1 Phân tích chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết :

Hộp là chi tiết có hình khối rỗng thường làm nhiệm vụ của chi tiết cơ sở để lắpcác đơn vị lắp của những chi tiết khác lên nó tạo thành một bộ phận máy nhằm thựchiện nhiệm vụ động học nào đó của máy

Đặc điểm của hộp là có nhiều vách khác nhau, trong các vách lại có nhiều gân,nhiều phần lồi lõm, nhiều mặt phẳng gia công để làm mặt tiếp xúc Đặc biệt trên hộp

có nhiều lỗ phải gia công chính xác để thực hiện các mối lắp ghép Nhìn chung hộp làchi tiết khó gia công, khi chế tạo phải đảm bảo nhiều yêu cầu kỹ thuật khác nhau

Các bề mặt làm việc chủ yếu là lỗ Φ12 , Φ44, lỗ vuông có kích thước 20 mm,đồng thời phải gia công các lỗ ren sao cho có thể làm việc với các chi tiết lắp ghép mộtcách chính xác

Chi tiết làm việc trong điều kiện rung động và chịu nhiều áp lực nên ta chọn vậtliệu thép C45 để chế tạo chi tiết

1.2 Tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết :

Tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết hộp có ý nghĩa đặc biệt quan trọng bởi

vì nó không những ảnh hưởng đến công sức lao động khi chế tạo mà còn ảnh hưởngtới việc tiêu hao vật liệu Vì vậy khi thiết kế phải đảm bảo những yêu cầu về côngnghệ của kết cấu như sau :

+ Hộp phải có đủ độ cứng vững để khi gia công không bị biến dạng và có thểđạt chế độ cắt cao, đạt năng suốt cao

+ Các bề mặt làm chuẩn phải có đủ diện tích nhất định, phải cho phép thực hiệnnhiều nguyên công khi dùng nó làm bề mặt làm chuẩn Ngoài ra bề mặt phải tạo điềukiện để gá đặt chi tiết nhanh khi gia công và lắp ráp

+ Các bề mặt khi gia công không được có vấu lồi lõm, phải làm sao cho thuậnlợi cho việc ăn dao , thoát dao Kết cấu của các bề mặt phải tạo điều kiện cho việc giacông đồng thời nhiều dao.

+ Các lỗ được bố trí được bố trí nằm thẳng trên các vách nên khi gia côngkhông bị ăn dao lệch hướng

+ Hộp có đủ độ cứng vững để khi gia công không bị biến dạng có thể

dùng chế độ cắt cao , đạt năng suất cao

+ Các bề mặt làm chuẩn có đủ diện tích nhất định để cho phép thực hiện

nhiều nguyên công khi dùng bề mặt đó làm chuẩn và đảm bảo thực hiện quá

trình gá đặt nhanh

+ Chi tiết hộp được chế tạo bằng phương pháp đúc Kết cấu tương đối đơn giản

Chi tiết 3D

CHƯƠNG 2 : XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

2.1 Khái niệm dạng sản xuất :

Dạng sản xuất là một khái niệm kinh tế kĩ thuật tổng hợp nó phản ánh mối quan

hệ qua lại giữa các đặc trưng về công nghệ và các hình thức tổ choc để chế tạo ra cácsản phẩm đảm bảo chất lượng và đạt được hiệu quả kinh tế cao nhất

2.2 Ý nghĩa của việc định dạng sản xuất :

Xác định dạng sản xuất có ý nghĩa to lớn trong việc thiết kế quả trình công nghệ

vì nếu biết được các điều kiện cho phép về vốn đầu tư, trang thiết bị kĩ thuật cần thiết,nhân lực để tổ chức sản xuất chi tiết đó trong nhà máy

2.3 Cách xác định dạng sản xuất :

Trong chế tạo máy người ta phân biệt ba dạng sản xuất :

+ Sản xuất đơn chiếc+ Sản xuất hàng loạt ( hàng loạt lớn, hàng loạt vừa, hàng loạt nhỏ )+ Sản xuất hàng khối

Muốn biết được dạng sản xuất ta căn cứ vào sản lượng hằng năm và khối lượngchi tiết gia công để xác định

R14 R12

24

6 120

* Tính trọng lượng của chi tiết :

Trọng lượng của chi tiết được tính theo công thức :

1 *

Q =V γ (kg)

Trong đó :

+ Q1 : Trọng lượng chi tiết

+ γ =7,852 (kg/dm3) : Khối lượng riêng của vật liệu (thép C45)

+ V (dm3) : Khối lượng gần đúng của chi tiết cần sản xuất

* Tính thể tích V của chi tiết :

Dựa vào mặt cắt trên ta có thể tích của chi tiết được tính theo công thức :

( hop tru) ( 44 ( lovuong20*2) ranh12 elip loren 8M lo 12)

Với :

+ V hop =64*64*160 655360= ( mm3 )+ V tru =23*29*120 80040= ( mm3 )+

2 44

44

* *160 24316,162

3 )+ V lovuong20 =20*20*10 4000= ( mm3 )

+

2 12

Tra bảng 1 với N = 4400( chi tiết/ năm ) và Q1=3,66 (kg) ta chọn dạng sản

xuất là dạng sản xuất hàng loạt vừa

CHƯƠNG 3 : LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI

3.1 Các phương pháp chế tạo phôi : Với chi tiết dạng hộp có rất nhiều phương án

chế tạo phôi: phôi đúc, phôi hàn, phôi dập

3.1.1 Phôi đúc : Có đúc trong khuôn cát, đúc trong khuôn kim loại, đúc áp lực

* Ưu điểm :

+ Chủng loại vật liệu đa dạng, khối lượng vật đúc lớn

+ Có thể đúc được các chi tiết có hình dáng kết câu phức tạp mà các phươngpháp khác khó chế tạo

+ Có thể đúc được nhiều lớp kim loại khác nhau trong 1 vật đúc hoặc có thể tạo

ra cơ tính khác nhau giữa các bề mặt chi tiết

+ Giá thành chế tạo vật đúc rẻ vì đầu tư ban đầu ít, tính chất sản xuất linh hoạt

Có khả năng cơ khí hoá và tự động hoá

* Nhược điểm :

+ Tiêu tốn kim loại lớn do cháy hao khi nấu luyện

+ Tỉ lệ phế phẩm khá cao, chất lượng vật đúc khó ổn định

+ Độ bằng bề mặt chưa cao, độ chính xác kích thước thấp

+ Chi tiết hộp đúc ra thường nguội không đều, gây ra biến dạng nhiệt và ứngsuất dư

Được chế tạo từ thép khối sau đó được nung trong lò nung và gia công áp lựcbằng tay hoặc bằng máy búa hơi tùy theo yêu cầu kỹ thuật của chi tiết.

* Ưu điểm:

+ Phương pháp này đạt cơ tính tốt và năng suất cao

+ Dễ gia công yêu cầu theo mẫu hoặc dưỡng cho trước

* Nhược điểm :

+ Chỉ áp dụng được với chi tiết hộp nhỏ có hình thù không phức tạp

+ Độ chính xác về kích thước không cao

Vậy căn cứ vào hình dáng kết cấu kich thước của chi tiết gia công ta thấy :

+ Vật liệu của chi tiết là thép cácbon chất lượng thường

⇒ Dựa vào đặc điểm của các phương pháp tạo phôi ở trên, ta chọn phương pháp đúc

+ Phù hợp với sản xuất hàng loạt vừa

+ Độ nhám bề mặt và độ chính xác có thế chấp nhận và tiếp tục gia công tiếptheo

3.2 Bản vẽ lồng khuôn : Do sản xuất hàng loạt vừa nên ta chọn loại khuôn đúc là

khuôn kim loại, làm khuôn bằng máy, Mẫu làm bằng gỗ Phương pháp này thích hợpcho dạng sản xuất hàng loạt vừa, độ chính xác cao, lượng dư gia công cắt gọt nhỏ

1 : Nữa khuôn trên 4 : Mặt phân khuôn

2 : Ống rót kim loại 5 : Nữa khuôn dưới

Mặt cắt A-A nữa khuôn dưới

Trong đó :

1 : Chi tiết cố định nữa khuôn trên và dưới

2 : Lỗ định vị cho khuôn trên và khuôn dưới

3 : Thành khuôn dưới

172

Lõi để tạo lỗ Φ 44 khi đúc

CHƯƠNG 4 : THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CHI TIẾT

4.1 Phân tích các đặc điểm về yêu cầu kỹ thuật bề mặt cần gia công :

Các lỗ gia công với độ chính xác tương ứng là :

+ Lỗ Φ12F8 lắp lỏng với chi tiết tròn có đường kính 12 mm, gia côngvới độ chính xác cấp 8

+ Lỗ Φ44H7 gia công với độ chính xác cấp 7 và độ nhám bề mặt yêu cầu

là Ra 1,25

+ Lỗ vuông cạnh 20F8 gia công với độ chính xác cấp 8 và độ nhám bềyêu cầu mặt là Rz20

Do yêu cầu khi làm việc các lỗ được lắp với các chi tiết khác nên khi gia công

ta làm theo các yêu cầu kỹ thuật :

+ Độ không cắt nhau giữa đường tâm lỗ Φ 12 và Φ 44 ≤ 0,05/100 mm+ Độ không đối xứng của lỗ vuông 20F8 so với lỗ Φ 44 ≤ 0,03/100 mmCác bề mặt còn lại do không có yêu cầu cao về bề mặt làm việc nên tất cả các

bề mặt sau khi đúc với độ chính xác cấp II có độ nhám là Rz40

Trên các chi tiết còn có các lỗ trụ với các lỗ ren thì ta chỉ cần gia công chínhxác kích thước với lỗ lắp ghép và gia công lỗ sau đó tarô ren đối với các lỗ ren

4.2 Trình tự các nguyên công gia công :

4.2.1 Phân tích việc lựa chọn chuẩn :

* Chuẩn thô : Một số nguyên tắc chọn chuẩn thô là :

- Nếu chi tiết có một bề mặt không gia công thì nên chọn bề mặt đó làm chuẩnthô

- Nếu có một số các bề mặt không gia công thì nên chọn bề mặt không giacông nào có vị trí tương quan cao nhất đối với các bề mặt gia công

- Nếu tất cả các bề mặt đều gia công thì chọn bề mặt nào có lượng dư gia côngnhỏ, đều làm chuẩn thô

- Chuẩn thô nên chọn các bề mặt tương đối bằng phẳng, không có bavia, đậuhơi, đậu rót hoặc quá gồ ghề

- Chuẩn thô chỉ nên dùng một lần trong quá trình gia công

- Sau khi phôi đúc được đưa ra khỏi khuôn thì tiến hành làm sạch chi tiết đúc,cắt bavia… trước khi đưa phôi vào gia công trên máy

* Đánh dấu các bề mặt cần gia công :

2

3

4 1

5

6

9 7

Theo các nguyên tắc chọn chuẩn thô ta có các mặt không gia công là :

1,2,3,4,5,6 Ta chọn mặt số 3 làm chuẩn thô

4.2.2 Các loại máy gia công :

* Máy khoan K135 : Khoan các chi tiết lỗ < 35mm

Khoảng cách từ đường trục tâm chính tới trụ (mm) 300

Khoảng cách lớn nhất từ mút trục chính tới bàn máy

(mm)

750Kích thước bề mặt làm việc bàn máy (mm x mm) 450x500

Phạm vi điều chỉnh tốc độ Nmin- nmax 30÷1500

Phạm vi điều chỉnh lượng chạy dao smin ÷ smax 23,5÷1180

* Máy doa ngang TX611 :

Tốc độ lên xuống đầu gia công, tốc độ dịch chuyển bàn M/MIN 1.8

Hành trình dọc của bàn (X) (mm) 1100

Hành trình ngang của bàn (Y) (mm) 800

Khoảng cách từ lưỡi dao đến bàn (mm) 800

Khoảng cách từ tâm dao đến bề mặt cột (mm) 1120

- Kích thước đạt được, định vị và lực kẹp như hình vẽ

* Nguyên công 8 :

- Kiểm tra chi tiết sau khi gia công xong

4.3 Tra lượng dư cho từng bước công nghệ :

* Nguyên công 1 :

Tra bảng 3-142 trang 282 Sổ tay Công Nghệ Chế Tạo Máy tập 1 - GS.TSNguyễn Đắc Lộc - Nhà Xuất Bản Khoa Học Kỹ Thuật ta có lượng dư gia công a = 1mm

* Nguyên công 2 :

Tra bảng 3-142 trang 282 Sổ tay Công Nghệ Chế Tạo Máy tập 1 - GS.TSNguyễn Đắc Lộc - Nhà Xuất Bản Khoa Học Kỹ Thuật ta có lượng dư gia công a = 1mm.

* Nguyên công 3 :

+ Khoan : Tra bảng 3131 trang 275 Sổ tay Công Nghệ Chế Tạo Máy tập 1 GS.TS Nguyễn Đắc Lộc - Nhà Xuất Bản Khoa Học Kỹ Thuật ta có lượng dư gia công2a= 11,8 mm

+ Doa : Tra bảng 3131 trang 275 Sổ tay Công Nghệ Chế Tạo Máy tập 1 GS.TS Nguyễn Đắc Lộc - Nhà Xuất Bản Khoa Học Kỹ Thuật ta có lượng dư gia công2a= 0,2 mm

-* Nguyên công 4 :

Tra bảng 3-142 trang 282 Sổ tay Công Nghệ Chế Tạo Máy tập 1 - GS.TSNguyễn Đắc Lộc - Nhà Xuất Bản Khoa Học Kỹ Thuật ta có lượng dư gia công 2a =2mm

* Nguyên công 5 :

+ Khoan mồi : lỗ có đường kính Φ 20

Tra bảng 3-131 trang 275 Sổ tay Công Nghệ Chế Tạo Máy tập 1 - GS.TSNguyễn Đắc Lộc - Nhà Xuất Bản Khoa Học Kỹ Thuật ta có lượng dư gia công 2a= 20mm

* Nguyên công 7 :

+ Khoan : Tra bảng 3131 trang 275 Sổ tay Công Nghệ Chế Tạo Máy tập 1 GS.TS Nguyễn Đắc Lộc - Nhà Xuất Bản Khoa Học Kỹ Thuật ta có lượng dư gia công2a= 6,75 mm.

-+ Taro : Lượng dư 2a = 1,25 mm

4.4 Chọn chế độ cắt cho từng nguyên công :

* Nguyên công 1 :

- Chọn máy : Ta dùng máy phay đứng 6H12, công suất 7kw, bàn máy cỡ số 2(320x1250mm) Số vòng quay trục chính: (vg/ph) 30; 37,5; 47,5; 60; 75; 95; 118; 150;190; 235; 300; 375; 475; 600; 753; 950; 1180; 150

- Chọn dao : Tra bảng 4-92/375[1] ta chọn dao có đường kính D = 40 mm, sốrăng là 10 răng

- Chế độ cắt :

+ Lượng chạy dao răng : S z =0,18 mm/răng (Tra bảng 5-33 [2])

+ Lượng chạy dao vòng : S S= z*z=0,18*10 1,8= mm/vòng

+ Tuổi bền dao : Tra bảng 5-40/34[2] ta có T = 120 phút+ Chiều sâu cắt : t = 1 mm

- Công suất cắt : Tra bảng 5-129/116[2] ta chọn N = 7,8 kW

- Tính toán thời gian cơ bản cho nguyên công :

n S

L L L T

2 1 0

++

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 một phút

- Chọn dao : Tra bảng 4-92/375[1] ta chọn dao có đường kính D = 40 mm, sốrăng là 10 răng.

- Chế độ cắt :

+ Lượng chạy dao răng : S z =0,18 mm/răng (Tra bảng 5-33 [2])

+ Lượng chạy dao vòng : S S= z*z=0,18*10 1,8= mm/vòng

+ Tuổi bền dao : Tra bảng 5-40/34[2] ta có T = 120 phút+ Chiều sâu cắt : t = 1 mm

Lượng chạy dao phút

S = Sz * n = 0,18 * 1624 = 292 m/ph

- Công suất cắt : Tra bảng 5-129/116[2] ta chọn N = 7,8 kW

- Tính toán thời gian cơ bản cho nguyên công :

n S

L L L T

2 1 0

++

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 một phút.

- Công suất cắt : Tra bảng 5-102/93[2] ta chọn N = 1,6 kW

- Tính toán thời gian cơ bản của nguyên công :

L L L

T khoan

2 1

0 + +

= i = = 75 5, 4 3875*0,31+ +

.1 = 0,31 (ph)

- Chọn dao : Tra bảng 4-85/369[1] ta chọn dao phay đĩa ba mặt răng gắnmảnh hợp kim cứng có đường kính 200 mm và số răng là 14

+ Lượng chạy dao răng : S z =0,18 mm/vòng (Tra bảng 5-33/29[2])

+ Lượng chạy dao vòng : S S= z*z=0,18*14 2,52= mm/vòng

+ Tuổi bền dao : Tra bảng 5-40/34[2] ta có T = 180 phút+ Chiều sâu cắt : t = 2 mm

- Công suất cắt : Tra bảng 5-129/116[2] ta chọn N = 1,9 kW

- Tính toán thời gian cơ bản cho nguyên công :

n S

L L L T

2 1 0

++

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 một phút

- Khoan : Chọn máy và chế độ cắt như nguyên công (3)

+ Tra bảng 4-40/319[1] ta chọn mũi khoan ruột gà đuôi trụ loại trungbình đường kính 20 mm

+ Chiều sâu cắt chính là phần phoi bị khoan đi

+ Tính toán thời gian cơ bản của nguyên công :

L L L

T khoan

2 1

+ Lượng chạy dao : Tra bảng 5-83/81[2] chọn S = 0,4 m/hành trình kép+ Chiều sâu cắt : t = 1,41 mm

+ Tốc độ cắt : Tra bảng 5-85/82[2] chọn V=V tra*k yv = 48*0,6 ≈ 30 m/ph

+ Tốc độ trục chính : n = 38 vòng/phút+ Tuổi bền dao : Chọn T = 60 phút+ Thời gian gia công :

- Chọn máy : Máy doa ngang TX611, công suất 7 kW

- Chọn dao : Tra bảng 4-49/336[1] chọn dao doa liền khối chuôi côn có đườngkính Φ 44 mm

- Lượng chạy dao : Tra bảng 5-112/104[2] chọn S = 1,4 mm/vòng

Lượng chạy dao phút

- Khoan : Chọn chế độ cắt như nguyên công (3)

+ Tra bảng 4-40/319[1] ta chọn mũi khoan ruột gà đuôi trụ loại trungbình đường kính 6,8 mm

+ Chiều sâu cắt chính là phần phoi bị khoan đi

+ Tính toán thời gian cơ bản của nguyên công :

L0 = 10 mm

L L L

T khoan

2 1

CHƯƠNG 5 : THIẾT KẾ ĐỒ GÁ CHO NGUYÊN CÔNG 6

5.1 Xây dựng nguyên lý đồ gá :

* Định vị : Định vị 6 bậc tự do dùng :

+ Mặt đáy : Dùng 3 chốt tỳ định vị 3 bậc tự do Tz, Qx, Qy+ Mặt bên : Dùng một chốt tỳ định vị 1 bậc tự do Qz+ Lỗ Φ 12 : Dùng chốt trụ ngắn định vị 2 bậc tự do Tx, Ty

* Cơ cấu kẹp : Dùng cơ cấu thanh kẹp quay, kẹp chặt bằng bulông vặn

* Bố trí các lực, momen :