Đồ án môn học cơ khí ché tạo máy

Luận văn Đồ án môn học cơ khí ché tạo máy

Lời nói đầu

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

Đợc sự giúp đỡ tận tình của các thầy giáo ,đặc biệt là thầy Nguyễn đắc lộc đã giúp em hoàn thành tốt đồ án

Lời nói

đầu

Mục lục

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

Chơng 2: Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết

Chơng 3: Xác định dạng sản xuất

Chơng 4: Chọn phơng pháp chế tạo phôi

Chơng 5: Lập thứ tự các nguyên công

Chơng 6: Tính lợng d cho một bề mặt và tra lợng d cho các bề mặt còn lại Chơng 7: Tính chế độ cắt cho một nguyên công

Chơng 8: Tính thời gian gia công cơ bản cho tất cả các nguyên công

Chơng 9: Tính và thiết kế đồ gá

Tài liệu tham khảo

1 2 3 3 4 5 6 8

1 0 2 2 2 6 3 0

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

1.Chức năng làm việc.

Là bộ phận nối giữa trục điều khiển và các bánh răng di trợt nhằm điều chỉnh sự ăn khớp của các cặp bánh răng (khi cần thay đổi tỷ số truyền trong hộp tốc độ)

Sơ đồ làm việc:

2.Điều kiện làm việc:

Điều kiện làm việc không khắc nghiệt, chi tiết chỉ chịu mô men xoắn nhỏ khi làm việc (gạt cho các bánh răng ăn khớp với nhau) và chi tiết thờng xuyên không chịu tải,

cặp bánh răng cố định

cặp bánh răng di tr ợt

càng gạt

không mài mòn, có va đập khi làm việc, nhiệt độ làm việckhông cao.

Chơng 2: Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết.

Phân tích kết cấu theo quan điểm công nghệ trong kếtcấu của chi tiết Phần tử kết cấu cũng nh những yêu cầu kỹthuật cha hợp lý với chức năng làm việc của đối tợng giacông

1 Về yêu cầu kỹ thuật:

Với những yêu cầu kỹ thuật trên bản vẽ chi tiết là chaphù hợp để đảm bảo chức năng và điều kiện làm việc củachi tiết là tối u Đó là bề mặt trong lỗ 42 là có độ nhẵnRa=2,5 là không hợp lý vì bề mặt này không làm việckhông cọ sát nên có thể chỉ cần lấy là Rz = 40m

2.Về các phần tử kết cấu:

a Đơn giản hoá kết cấu:

Ngoài những phần do đảm bảo chức năng làm việc khôngthể thay đổi đợc nh mặt trụ, mặt làm việc , ta xét các bề mặtcòn lại

 Gân trợ lực :

Do khi làm việc chi tiết có chịu va đập mà vật liệulàm bằng gang dễ vỡ đồng thời phần chuyển tiếp giữa phầntrụ ở đầu và thân có kích thớc thay đổi đột ngột nên tậptrung ứng suất , do đó tại vị trí này chi tiết dễ bị gãy Đểtránh việc chi tiết bị phá huỷ cần có gân trợ lực, việc bỏ gântrợ lực để đơn giản kết cấu là không thể đợc

 Bố trí chi tiết đối xứng:

Do hình dạng của chi tiết nên ta ghép hai chi tiết lạithành một chi tiết có hình dạng đối xứng làm tăng độ cứngvững cho chi tiết khi gia công, đồng thời làm giảm số lợngcác nguyên công (do chỉ gia công một chi tiết sau đó cónguyên công cắt đứt sau cùng).

Việc bố trí chi tiết đối xứng là không có lợi vì nh thế

sẽ làm tăng nguyên công hoặc bớc, phải gia công các mặt

đầu qua 2 nguyên công hoặc bớc và khi đó định vị trênchuẩn tinh thống nhất chi tiết có độ cứng vững không cao Việc thay thế kết cấu bằng hàn , lắp ghép đều không

đem lại hiệu quả kinh tế và kỹ thuật

b Khả năng áp dụng các phơng pháp gia công tiên tiến Các phơng pháp gia công bằng công nghệ tiên tiến đềukhông phù hợp với

điều kiện kỹ thuật và điều kiện sản xuất

 Gia công bằng phơng pháp cắt dây và tia lửa điện chonăng suất không cao và chất lợng bề mặt không đòi hỏicao

 Gia công bằng phơng pháp điều khiển số CNC khôngphù hợp với điều kiện sản xuất ở nớc ta

Chơng 3: 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

 : Số chi tiết đợc chế tạo thêm để dự trữ(5%)

 : Số phế phẩm(3%)

100

3 5 1 (

1

V

2 6 2

2 2

4 35 18 4 2

8 107 ).

33 62 ( 35

I.Xác định phơng pháp chế tạo phôi:

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

1.Phôi dập:

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

Trạng thái ứng suất vật gia công nói chung là nén khối, do

đó kim loại có tính dẻo tốt hơn , biến dạng triệt để hơn , cơtính sản phẩm cao hơn và có thể gia công vật 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 chínhxác , chế tạo khuôn đắt tiền

Do những đặc điểm trên nên dập thể tích chỉ dùng trongsản xuất hàng loạt và hàng 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, rỗco Biến tổ chức hạt thành tổ chức thớ , tạo đợc các tổ chứcthớ 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 chitiết và giữa các loạt gia công chất lợng gia công còn phụthuộc vào trình độ công nhân và trình độ tổ chức nơi làmviệc

Năng suất lao động thấp , lợng d , dung sai và thời giangia công lớn , hiệu quả kinh tế không cao

Sử dụng trong sản xuất đơn chiếc, loạt nhỏ, phục vụ côngnghiệp sửa chữa, chế tạo máy

3.Đúc trong khuôn kim loại:

Có thể tạo ra sản phẩm có chất lợng cao, kích thớc chínhxác, độ bóng bề mặt cao, có khả năng cơ khí hoá , tự độnghoá cao

Giá thành sản xuất đúc nói chung hạ hơn so với các dạngsản 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 khuôncao nên khả năng điền đầy kém Mặt khác có sự cản cơ củakhuôn 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 khuônkim 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 , kíchthớc lớn nhất của vật đúc, tính chất sản xuất, mức độ phứctạp của chi tiết, phơng pháp làm khuôn(bằng tay hay bằngmáy ) , vị trí bề mặt trong khuôn và cấp chính xác của vật

Mặt không gia công cơ độ xiên lấy nh sau:

 Thành dày < 5mm độ xiên làm tăng chiều dày

 Thành dày 5 10mm độ xiên tăng một phần và giảmmột phần

 Thành dày >10mm độ xiên làm giảm chiều dày

 Trên các gân tăng cứng vững góc nghiêng thờng lấy 5

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

Nguyên công 1: Chế tạo phôi

Nguyên công 2: Phay mặt đầu thứ nhất

Nguyên công 3: Phay mặt đầu thứ hai

Nguyên công 4: Phay mặt đầu thứ ba

Nguyên công 5: Khoan khoét, doa lỗ đặc

Nguyên công 6: Khoét lỗ rỗng 42

Nguyên công 1: Chế tạo phôi.

Nguyên công 2: Phay mặt đầu thứ nhất

Nguyên công 3: Phay mặt đầu thứ hai

Nguyên công 4: Khoan khoét, doa lỗ đặc

Nguyên công 5: Tiện mặt đầu, tiện lỗ 42

cụ thể từng nhà máy mà ta theo phơng án nào

ở đây ta chọn thiết kế nguyên công cho phơng án 1.Sơ đồgá đặt, ký hiệu định vị kẹp chặt, chọn máy, chọn dao, kýhiệu chiều chuyển động của dao và của chi tiết đợc thể hiệntrong tập bản vẽ

Chơng 6: Tính lợng d cho một bề mặt và tra lợng d cho

bề mặt còn lại

Lợng d gia công đợc xác định hợp lý về trị số và dung sai

sẽ góp phần bảo đảm hiệu quả kinh tế của quá trình côngnghệ vì :

 Lợng d quá lớn sẽ tốn nguyên vật liệu , tiêu hao lao

động để gia công nhiều đồng thời tốn năng lợng điện ,dụng cụ cắt , vận chuyển nặng dẫn đến giá thànhtăng

 Ngợc lại , lợng d quá nhỏ sẽ không đủ để hớt đi các sailệch của phôi để biến phôi thành chi tiết hoàn chỉnh

Trong công nghệ chế tạo máy , ngời ta sử dụng hai phơngpháp sau đây để xác định lợng d gia công:

- Phơng pháp thống kê kinh nghiệm

- Phơng pháp tính toán phân tích

Phơng pháp thống kê kinh nghiệm xác định lợng d giacông bằng kinh nghiệm Nhợc điểm của phơng pháp này làkhông xét đến những điều kiện gia công cụ thể nên giá trị l-ợng d thờng lớn hơn giá trị cần thiết

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

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

1.Nguyên công 1: phay mặt đầu thứ nhất.

Theo tài liệu tham khảo số 7 ta có:

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: phay mặt đầu thứ hai.

Lợng d đúc 2,01mm

Lợng d gia công thô sau khi đúc: 2,54mm

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

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

3.Nguyên công 3: phay mặt đầu.

Lợng d đúc 2,21mm

Lợng d gia công thô sau khi đúc: 2,79mm

Lợng d gia công bán tinh sau thô: 0,25mm

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

4.Nguyên công 4: khoan, khoét, doa lỗ 16.

Gia công lỗ 16 0 , 018 đạt các yêu cầu sau đây:

 Độ nhám bề mặt : Rz=10m

 Vật liệu : GX15-32

 Chi tiết máy: càng gạt

Trình tự gia công bề mặt lỗ 16 của càng gạt gồm các nguyên công sau:

- Khoan lỗ đặc

- Khoét rộng lỗ

- Doa tinh lỗ.

Cả ba nguyên công trên đều có cùng chuẩn định vị là:

Mặt đáy định vị 3 bậc bằng phiến tì , 2 khối V (một cố

định, một tuỳ động) định vị 3 bậc còn lại trên 2 mặt trụ

Lợng d gia công tính cho các nguyên công , các bớc khoan, khoét, doa lỗ 16.

Sau khi khoan lỗ :

Rza=40m ; Ta=0 (vì vật liệu gia công là gang)

Co : độ lệch của đờng tâm lỗ, Co=20m

y : độ cong đờng trục lỗ, y=1,4m/mm

Giá trịtính toán Dung

sai(

Kíchthớcgiớihạn

Trị số giới hạncủa lợng d(m)

120410

Các thông số trong bảng:

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

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

- a : sai lệch vị trí không gian do bớc công nghệ sáttrớc để lại (độ cong vênh, độ lệch tâm, độ khôngsong song )

- b : sai số gá đặt chi tiết ở bớc công nghệ đang thựchiện

- Zbmin : giá trị nhỏ nhất của lợng d gia công tínhcho bớc công nghệ đang thực hiện

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

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

b-ớc công nghệ

6.Nguyên công 6: khoét miệng lỗ 16.

Kích thớc cho trên bản vẽ chi tiết

Mặt làm việc của bàn máy : 400  1600mm

Công suất động cơ: N = 10kw, hiệu suất máy  = 0,75 Tốc độ trục chính:

30 ; 37,5 ; 47,5 ; 60 ; 75 ; 95 ; 118 ; 150 ; 190 ; 135 ;

300 ; 375 ; 475 ; 600 ; 750 ; 950 ; 1180 ; 1500

Lực cắt chiều trục lớn nhất cho phép tác dụng lên bànmáy:

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

Vt = Vb.k1.k2.k3.k4.k5

Trong đó:

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 mặtgia 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 = 141.1,0.0,8.0,8.1,13.0,95 = 97m/phút

Tốc độ trục chính:

nt = 1000Vt/.D = 1000.97/3,14.100 = 310vòng/phút

 Tốc độ cắt thực tế:

Vt = .D nm/1000 = 3,14.100.300/1000 = 94,2m/phót.

Định vị 2 bậc qua 2 mặt trụ thứ nhất.

Định vị 1 bậc còn lại qua mặt trụ còn lại

Lợng d gia công thô sau khi đúc: 2,54mm

Lợng d gia công bán tinh sau thô: 0,3

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

c Tra chế độ cắt:

 Bớc 1: gia công thô.

Chiều sâu cắt: t = 2,54mm

Lợng chạy dao răng: Sz = 0,24mm/răng

 Lợng chạy dao vòng: Sv = 100,24 = 2,4mm/vòng Tốc độ cắt tra đợc(bảng 5-127[6]): Vb = 141m/phút Tốc độ tính toán:

Vt = Vb.k1.k2.k3.k4.k5

Trong đó:

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 mặtgia 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 = 141.1,0.0,8.0,8.1,13.0,95 = 97m/phút

Tốc độ trục chính:

nt = 1000Vt/.D = 1000.97/3,14.100 = 310vòng/phút

 Tốc độ cắt thực tế:

Vt = .D nm/1000 = 3,14.100.300/1000 = 94,2m/phút

Vt = .D nm/1000 = 3,14.100.375/1000 = 118m/phót.

Lợng d gia công thô sau khi đúc: 2,79mm.

Lợng d gia công bán tinh sau thô: 0,25

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

 Tốc độ cắt thực tế:

Lợng chạy dao phút:

Chọn máy khoan đứng K135 hay 2A135.

Các đặc tính kỹ thuật của máy:

- Đờng kính mũi khoan khi khoan thép có độ bềntrung bình :

max = 35mm

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

- Số vòng quay trục chính trong một phút:

 Mũi khoét hợp kim BK8.

 Mũi doa thép gió răng liền:

 Nguyên công 1: khoan lỗ đờng kính 15,5mm

Tra bảng 5_94[6] ta đợc lợng chạy dao là S =0,35mm/vòng

Hệ số điều chỉnh tra ở bảng 5_87[6] đợc k=1,0

 Lợng chạy dao thực tế là S = 0,35.0,1 = 0,35mm/vòng.Tra bảng lợng chạy dao của máy ta lấy S = 0,28mm/vòng.Tra bảng 5_95[6] ta đợc tốc độ cắt Vb = 82m/phút

k3: hệ số điều chỉnh phụ thuộc mác hợp kim cứng, k2 =1,0.

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 gia công tinh bằng thép gió P6M5.

D Cv

q

.

.



Các hệ số Cv và các số mũ tra trong bảng 5-29[6] 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 kiệncắt thực tế:

40 105

45 , 0 15 , 0 4 , 0

4 , 0



 Tốc độ quay của trục chính:

5 , 50 1000

1000

.

10



Hệ số Cm và các số mũ tra bảng 5-32[2] đợc:

Cm=0,196 ; q=0,85 ; x=0,8 ; y=0,7