ĐỒ ÁN Đồ án Chế tạo máy Càng gạt (có hình CAD)

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 xu

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 kiến 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 công nghệ có vai trò hết sức quan trọng nhằm tạo cho sinh viên hiểu một cách sâu sắc về những vấn đề mà ngời kỹ thuật gặp phải khi thiết kế một qui trình sản xuất chi tiết cơ khí.

Bùi công Thanh đã giúp em hoàn thành tốt đồ án môn học

Lời nói đầu .

Mục lục

Chơng 1: Phân tích chức năng làm việc của chi tiết

Chơng 2: Xác định dạng sản xuất

Chơng 3: Chọn phơng pháp chế tạo phôi

Chơng 4: Lập thứ tự các nguyên công

Chơng 5: Tính lợng d cho một bề mặt và tra lợng d cho các bề mặt còn lại Chơng 6: Tính chế độ cắt cho một nguyên công

Chơng 7: Tính thời gian gia công cơ bản cho tất cả các nguyên công

Chơng 8: Tính và thiết kế đồ gá

Tài liệu tham khảo

1 2 2 2 3 5 8 13 36 40 50

Chơng 1: Phân tích chi tiết gia công.

1.Chức năng làm việc.

Chi tiết gia công có dạng càng dùng dể điều chỉnh hoạt động của các chi tiết ván vào vói nó, chuyển động đợc nhờ một trục gắn vào lỗ làm việc chính có đờng kính

φ 36 mm Nhờ trục này sẽ điều khiển đợc các chi tiết khác gắn vào hai lỗ ở đầu càng có đờng kính φ 19 mm và rãng dài φ 11 mm

2.các yêu cầu kỹ thuật:

Chi tiết dạng càng ta chọn lỗ φ 36 mm là mặt làm việc chính dựa vào bề mặt chính để gia công các lỗ còn lại

Kích thớc các lỗ cơ bản đợc gia công vói độ chính xác cấp 7 ữ9, cácrãnh

và mặt đàu với độ chính xác cấp 8 ữ10

Sai lệch vị trí tơng quan giữa các bề mặt gồm:

Sai lệch cho phép về khoảng cách gia tâm và các lỗ đợc cho theo điều kiện làm việc trong khoảng 0,1 ữ0,2 mm

Độ không song song và độ không vuông góc giữa đờng tâm các lỗ chophép trong khoảng 0.05 ữ0.025 mm/100 mm trong một số trờng hợp có thể tới0.01 mm/100mm.

Độ không vuông góc giữa mặt đầu và đờng tâm lỗ cho ơhe[s trong khoảng

1 ữ3àm/1mm bán kính mặt đầu

Độ nhám bề mặt các lỗ cơ bản không vợt quá giá trị Ra≤ 2 , 5 àm; với mặt

đầu Ra≤ 2 , 5 àm, với các rãnh đợc gia công đạt RZ= 40 ữ 10 àm

Các mặt làm việc của càng đôi khi phảI nhiệt luyện đạt độ cứng 50 ữ55HRC

Chơng 2: Xác định dạng sản xuất.

Sản lợng hàng năm đợc xác định theo công thức sau đây:

100 1 (

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(5%)

α : Số phế phẩm(3%)

100

3 5 1 (

1

2 =h .l .b = ( 125 50 19 ) − ( 125 50 6 ) = 81250mm

3 3 3

3 =h .l .b = ( 62 5 26 19 ) − ( 62 5 19 13 ) = 39785mm

V1 V2 V3=VV=35915+81250+39875=158040 mm3

⇒ Q= 7 158040 10 − 6 = 1 1kg

Tra bảng 1.1 trang 13[công nghệ chế tạo máy], ta đợc dạng sản xuất là hàngkhối (>50.000)

Chơng 3: Chọn phơng pháp chế tạo phôi.

I.Xác định ph ơng pháp chế tạo phôi:

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

1.Phôi dập:

Phôi dập thờng dùng cho các loại chi tiết sau đây: trục răng côn, trục răngthẳng, các loại bánh răng khác , các chi tiết dạng càng , trục chữ thập, trục khuỷu có các đặc điểm:

Sử dụng một bộ khuôn có kích thớc lòng khuôn gần giống vật gia công

Độ chính xác của vật dập cao , đặc biệt là các kích thớc theo chiều cao và sailệch giữa hai nửa khuôn Thông thờng độ bóng của dập thể tích đạt đợc từ ∆ 2 ữ∆

4 ,độ chính xác đạt đợc ± 0,1ữ± 0,05

Trạng thái ứng suất vật gia công nói chung là nén khối, do đó kim loại có tínhdẻo tốt hơn , biến dạng triệt để hơn , cơ tính sản phẩm cao hơn và có thể gia côngvật phức tạp

Dễ cơ khí hoá nên năng suất cao

Hệ số sử dụng vật liệu cao

Thiết bị sử dụng có công suất lớn , chuyển động chính xác , chế tạo khuôn đắttiền

Do những đặc điểm trên nên dập thể tích chỉ dùng trong sản xuất hàng loạt vàhàng khối

2.Rèn tự do.

Ưu điểm của rèn tự do:

Thiết bị rèn đơn giản , vốn đầu t ít

Có khả năng loại trừ các khuyết tật đúc nh rỗ khí, rỗ co Biến tổ chức hạt thành

tổ chức thớ , tạo đợc các tổ chức thớ uốn xoắn , do đó làm tăng cơ tính sản phẩm Lợng hao phí kim loại khi rèn ít hơn khi gia công cắt gọt

Các nhợc điểm của rèn tự do:

Độ chính xác kích thớc , độ bóng bề mặt kém

Chất lợng vật rèn không đồng đều trong từng phần của chi tiết và giữa các loạtgia công chất lợng gia công còn phụ thuộc vào trình độ công nhân và trình độ tổchức nơi làm việc

Năng suất lao động thấp , lợng d , dung sai và thời gian gia công lớn , hiệu quảkinh tế không cao

Sử dụng trong sản xuất đơn chiếc, loạt nhỏ, phục vụ công nghiệp sửa chữa, chếtạo máy

3.Đúc trong khuôn kim loại:

Có thể tạo ra sản phẩm có chất lợng cao, kích thớc chính xác, độ bóng bề mặtcao, có khả năng cơ khí hoá , tự động hoá cao

Giá thành sản xuất đúc nói chung hạ hơn so với các dạng sản xuất khác

Vật đúc dễ tồn tại các dạng rỗ co , rỗ khí , nứt

Tiêu hao một phần kim loại do hệ thống rót , đậu ngót

Khi đúc trong khuôn kim loại, tính dẫn nhiệt của khuôn cao nên khả năng điền

đầy kém Mặt khác có sự cản cơ của khuôn kim loại lớn nên dễ gây ra nứt

Tóm lại: Từ chức năng , điều kiện làm việc và sản lợng của chi tiết ta chọn phơng

pháp chế tạo phôi đúc trong khuôn kim loại là phù hợp nhất

II.Bản vẽ chi tiết lồng phôi:

1.Xác định l ợng d gia công cơ:

Xác định lợng d gia công cơ phụ thuộc hợp kim đúc , kích thớc lớn nhất của vật

đúc, tính chất sản xuất, mức độ phức tạp của chi tiết, phơng pháp làm khuôn(bằngtay hay bằng máy ) , vị trí bề mặt trong khuôn và cấp chính xác của vật đúc Với những vật đúc trong khuôn kim loại ta có cấp chính xác 1

Góc thoát khuôn lấy =3

Dung sai kích thớc phôi theo cấp chính xác đối xứng (theo bảng 217).

Chơng 4: Lập thứ tự các nguyên công.

1.Xác định trình tự gia công;

Xác định trình tự gia công hợp lts nhằm đảm bảo độ chính xác về kích thớc, vịtrí tơng quan và độ nhám các bề mặt thoe yêu cầu đề ra

2.Bản vẽ đánh số:

1 2 4 5 6 7 8 9

10 11 3

Dung sai +0,11 ứng với cấp chính xác 7, độ bóng cấp 6

Có thể áp dụng phơng pháp gia công cuối cùng là:

- Khoan

- khoét

- Doa

• Gia công lỗ φ19+ 0 , 13 , độ bóng Ra= 2,5àm:

Dung sai +0,13 ứng với cấp chính xác 7, độ bóng cấp 6

Có thể áp dụng phơng pháp gia công cuối cùng là:

- Khoan

- khoét.

- Doa

• Gia công kích thớc 62+ 0 , 19 độ bóng Rz=40àm:

Dung sai +0,19 ứng với cấp chính xác 11, độ bóng cấp 4

Có thể áp dụng phơng pháp gia công cuối cùng là:

- Phay thô

- Phay tinh

- Phay mỏng

• Gia công kích thớc 50+ 0 , 19 độ bóng Rz=40àm:

Dung sai +0,19 ứng với cấp chính xác 11, độ bóng cấp 4

Có thể áp dụng phơng pháp gia công cuối cùng là:

• Ngợc lại , lợng d quá nhỏ sẽ không đủ để hớt đi các sai lệch của phôi đểbiến phôi thành chi tiết hoàn chỉnh

Trong công nghệ chế tạo máy , ngời ta sử dụng hai phơng pháp sau đây để xác

Ngợc lại , phơng pháp tính toán phân tích dựa trên cơ sở phân tích các yếu tốtạo ra lớp kim loại cần phải cắt gọt để tạo ra chi tiết hoàn chỉnh

Trong đồ án này chỉ tính lợng d theo phơng pháp phân tích cho nguyên công 4,còn lại là thống kê kinh nghiệm

1.Nguyên công 1: phay mặt đầu

Lợng d đúc 2,5 ± 1mm.

Lợng d gia công thô sau khi đúc: 3,04mm

Lợng d gia công bán tinh sau thô: 0,3mm

Lợng d gia công tinh sau bán tinh: 0,16mm

2.Nguyên công 2: khoan, khoét, doa lỗ φ36

Gia công lỗ Φ36+ 0 , 16 đạt các yêu cầu sau đây:

• Độ nhám bề mặt : Rz=10àm

• Vật liệu : GX15-32

• Chi tiết máy: càng gạt

Trình tự gia công bề mặt lỗ Φ16 của càng gạt gồm các nguyên công sau:

, 0 2

2

2 2

2

= +

-Tính sai lệch còn lại cho các nguyên công

-Sai số không gian còn lại của bớc khoét thô là:

- Sai số gá đạt = 0

-Vậy lợng d nhỏ nhất cả hai phía tinh cho bớc nguyên công

-Lợng d cho bớc gia công khoét thô

2Z (R Z T P ε 2 2 80 0 1270 2 0 2700 àm

0

2 0 0 0 min

-Kích thớc trung gian của lỗ lớn nhất của chi tiết:

Dmax3= 36 + 0.015 = 36,015 mm

- Kích thớc trung gian của lỗ sau khi gia công doa tinh:

Dmax2= Dmax3 - 2Zmin3= 36,015 – 0,182 = 35,83 mm

- Kích thớc trung gian của lỗ sau khi gia công khoét tinh:

Dmax1= Dmax2 - 2Zmin2= 35,83 – 0,226 = 35,60 mm

- Kích thớc trung gian của lỗ sau khi gia công khoét thô:

Dmax0= Dma1 - 2Zmin1= 35,60 – 2,700 = 32,90mm

Tra bảng (3-132/275) [st CNCTM1]

mm

30 , 0

0 = δ

mm

33 , 0

1 =

δ

mm

347 , 0

2 =

δ

mm

15 , 0

3 =

δ-Đờng kích trung gian nhỏ nhất của phôi:

D0max= 32 , 90mm⇒D0min =D0max − δ0 = 32 , 90 − 0 , 30 = 32 , 60mm

- Đờng kích trung gian sau khi gia công khoét thô:

D1max= 35 , 60mm⇒D1min =D1max − δ1 = 35 , 60 − 0 , 33 = 35 , 27mm

- Đờng kích trung gian sau khi gia công khoét tinh:

D2max= 35 , 83mm⇒D2min =D2max − δ2 = 35 , 83 − 0 , 347 = 35 , 80mm

- Đờng kích trung gian sau khi gia công doa lỗ

D3max= 36 , 015mm⇒ D3min =D3max − δ3 = 36 , 015 − 0 , 15 = 36 , 00mm

-Tính lợng d lớn nhất và nhỏ nhất của lỗ:

+Khoét thô:

mm D

D

Z 35 , 27 32 , 60 2 , 76

mm D

D

Z 35 , 80 32 , 60 0 , 2

mm D

D

Z 36 , 00 35 , 80 0 , 2

mm D

D

Z 36 , 015 35 , 83 0 , 185

- vậy lợng d tổng cộng lớn nhất và bé nhất:

mm Z

Z

i im

sai(àm)

Kíchthớcgiớihạn(mm)

Trị số giới hạn củalợng d (àm)

50

0 0.30 32.60 32.902.khoét thô 50 0 6

3 0 1270 35,27 0,33 25,27 35,60 2,76 2,73.khoét tinh 40 0 5

1 0 226 35,80 0,34 35,80 35,83 0,2 0,3

5 0 182 36 0,15 36,00 36,015 0,2 0,1 Các thông số trong bảng:

- Rza : chiều cao nhấp nhô tế vi do bớc công nghệ sát trớc để lại

- Ta : chiều cao lớp h hỏng bề mặt do bớc công nghệ sát trớc để lại

- ρa : sai lệch vị trí không gian do bớc công nghệ sát trớc để lại (độ congvênh, độ lệch tâm, độ không song song )

- εb : sai số gá đặt chi tiết ở bớc công nghệ đang thực hiện

- Zbmin : giá trị nhỏ nhất của lợng d gia công tính cho bớc công nghệ

đang thực hiện

- dmin ,dmax : kích thớc giới hạn tại mỗi bớc công nghệ

- Zmin , Zmax : lợng d lớn nhất và nhỏ nhất tại mỗi bớc công nghệ

+ Lîng d gia c«ng phay th«:CCX 13⇒ δ1 = 0 , 27mm

+Lîng d gia c«ng phay tinh: CCX 11⇒ δ2 = 0 , 11mm

-Lîng d tæng c«ng hai phÝa: Z1 + Z2= 3,0 + 3,0 = 6,0 mm

kÝch thíc cña ph«i: 19 + 6,0 = 25 mm

KÝch thíc lín nhÊt cña ph«i: D0max = 25 + 1 = 26mm

Lîng d cho phay tinh lµ 1mm, dung sai lµ +0,3

Mặt làm việc của bàn máy : 400 ì 1600mm.

Công suất động cơ: N = 10kw, hiệu suất máy η = 0,75

- Góc nghiêng chính: ϕ = 75°.

- Số răng: z = 14

- Mác hợp kim: BK8

e Lợng d:

Lợng d gia công thô sau khi đúc: 3,04mm

Lợng d gia công bán tinh sau thô: 0,3

Lợng d gia công tinh sau bán tinh: 0,16mm

f Sơ đồ.

S(Phay thoõ) S(Phay tinh) n

k1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc độ cứng gang, k1=1,0

k2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc mác hợp kim, k2 = 0,8

k3: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái bề mặt gia công , k3 = 0,8 k4: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc chiều rộng phay, k4 = 1,13

k5: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc góc nghiêng chính, k5 = 0,95

⇒ Vt = 34,5.1,0.0,8.0,8.1,13.0,95 = 24m/phút

Chọn máy khoan đứng K135 hay 2A135.

Các đặc tính kỹ thuật của máy:

- Đờng kính mũi khoan khi khoan thép có độ bền trung bình :

φmax = 35mm

- Công suất động cơ: N = 6kw, hiệu suất η = 0,8

- Số vòng quay trục chính trong một phút:

D Cv

V m x y

q

.

.

=

Các hệ số Cv và các số mũ tra trong bảng 5-29/[ st CNCTM2] đợc: Cv=105,0 ;q=0,4 ; x=0,15 ; y= 0,45 ; m=0,4

Hệ số điều chỉnh chung cho tốc độ cắt tính đến điều kiện cắt thực tế:

Kv=Kmv.Kuv.Klv.Knv

Kmv: hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công (bảng 5-1/6), Kmv=1

Kuv: hệ số phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt (bảng 5-6/8), Kuv=0,83

Klv: hệ số phụ thuộc vào chiều sâu mũi khoan (bảng 5-31/24), Klv=1,0

Knv: hệ số điều chỉnh bổ sung khi khoét lỗ đúc hoặc dập sẵn(bảng 5-5/8),Knv=0,8

⇒ Kv=1,0.0,83.1,0.0,8 = 0,66

⇒ Vt 0 , 66 45 , 8m/ph

3 , 1 7 , 2 50

40 105

45 , 0 15 , 0 4 , 0

4 , 0

=

= Tốc độ quay của trục chính:

8 , 45 1000

.

=

π Tốc độ trên máy: nm=375v/ph

⇒ tốc độ cắt thực tế:

V D n 41 , 2m/ph

1000

375 40 14 , 3 1000

M .

10

= -Hệ số Cm và các số mũ tra bảng 5-32/95[st CNCTM2] đợc:

Kmv=1,0 ; Kuv=0,80 ; Klv=1,0 ; Knv=1,0

⇒ Kv=1,0.0,8.1,0.1,0 = 0,8

⇒ Vt 0 , 8 64 , 37m/ph

3 , 1 3 , 0 50

85 , 35 105

45 , 0 15 , 0 45 , 0

4 , 0

=

= Tốc độ quay của trục chính:

37 , 64 1000

.

=

π Tốc độ trên máy: nm=540v/ph

⇒ tốc độ cắt thực tế:

V D n 60 , 78m/ph

1000

540 85 , 35 14 , 3 1000

70 1000

.

=

π Tốc độ trên máy: nm=600v/ph

⇒ tốc độ cắt thực tế:

V D n 68m/ph

1000

600 36 14 , 3 1000

Mặt làm việc của bàn máy : 400 ì 1600mm

Công suất động cơ: N = 10kw, hiệu suất máy η = 0,75

- Số răng: z = 14.

- Mác hợp kim: BK8

d.Lợng d:

Lợng d gia công thô sau khi đúc: 3,0mm

Lợng d gia công bán tinh sau thô: 1mm

Lợng d gia công tinh sau bán tinh: 0,3mm

k1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc độ cứng gang, k1=1,0.

k2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc mác hợp kim, k2 = 0,8

k3: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái bề mặt gia công , k3 = 0,8 k4: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc chiều rộng phay, k4 = 1,13

k5: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc góc nghiêng chính, k5 = 0,95

- mũi khoét hợp kim cứng BK8.

- mũi doa hợp kim cứng BK8

c.sơ đồ

S n

HÖ sè ®iÒu chØnh k1 phô thuéc chu kú bÒn cña mòi khoan, k1=1,0

HÖ sè ®iÒu chØnh k2 phô thuéc chiÒu s©u mòi khoan(b¶ng5_87/84[stCNCTM2]), k2=1,0

⇒ Vt = 72.1,0.1,0 = 72m/phót

Sè vßng quay trôc chÝnh:

k1: hÖ sè ®iÒu chØnh phô thuéc chu kú bÒn dao, k1 = 1,0.

k2: hÖ sè ®iÒu chØnh phô thuéc tr¹ng th¸i bÒ mÆt ph«i, k2 = 1,0

k3: hÖ sè ®iÒu chØnh phô thuéc m¸c hîp kim cøng, k2 = 1,0

5.Nguyên công 5: khoa,khoét,dao lỗ φ19mm.

a Định vị:

Chi tiết đợc định vị 3 bậc ở mặt phẳng đáy bằng phiến tỳ

Lỗ trụ thứ nhất đợc định vị 2 bậc bằng chốt trụ ngắn

- mũi khoét hợp kim cứng BK8

- mũi doa hợp kim cứng BK8

Hệ số điều chỉnh k1 phụ thuộc chu kỳ bền của mũi khoan, k1=1,0.

Hệ số điều chỉnh k2 phụ thuộc chiều sâu mũi khoan(bảng5_87/84[stCNCTM2]), k2=1,0

123 1000

.

=

π Tốc độ trên máy: nm=1360v/ph

⇒ tốc độ cắt thực tế:

V D n 85m/ph

1000

1360 85 , 18 14 , 3 1000

70 1000

.

=

π Tốc độ trên máy: nm=950v/ph

⇒ tốc độ cắt thực tế:

V D n 57950m/ph

1000

950 19 14 , 3 1000

Chi tiết đợc định vị 3 bậc tự do ở mặt đáy bằng phiến tỳ

Định vị 2 bậc tự do qua lỗ trụ bằng một chốt trụ ngắn

Định vị 1 bậc tự do qua lỗ trụ còn lại bằng một chốt trụ trám

f Sơ đồ

g Tra chế độ cắt:

Chiều sâu lớn nhất: t= 0,5.(D-d)= 5mm

Tra bảng 5_107[stCNCTM2] ta đợc lợng chạy dao

S = 0,22mm/vòng, tra lợng chạy dao máy ta đợc

s

n

n

A-A