ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CTM - THIẾT KẾ CHẾ TẠO CHI TIẾT CÀNG GẠT

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

Mục lục

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.

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 cho phép trong khoảng 0.05 ữ0.025 mm/100 mm trong một số trờng hợp có thể tới

0.01 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 ữ55

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

γ : Trọng lợng riêng của vật liệu γ = 7kg/dm3.

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 hàng khối (>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 răng thẳng, 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 sai lệch 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 tính dẻo tốt hơn , biến dạng triệt để hơn , cơ tính 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 chính xác , chế tạo khuôn đắt tiền

Do những đặc điểm trên nên dập thể tích chỉ dùng trong sản 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, 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 loạt gia công chất lợng gia công còn phụ thuộc vào trình độ công nhân và trình độ tổ chức nơi làm việc.

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

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

3.Đúc trong khuôn kim loại:

Có thể tạo ra sản phẩm có chất lợng cao, kích thớc chính xác, độ bóng bề mặt cao, 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(bằng tay 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, vị trí tơng quan và độ nhám các bề mặt thoe yêu cầu đề ra

2.Bản vẽ đánh số:

10 11 3

12

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:

Chơng 5: 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 công nghệ 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 thành tăng

• Ngợc lại , lợng d quá nhỏ sẽ không đủ để hớt đi các sai lệch của phôi để biến 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 tố tạo 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

= +

-TÝnh sai lÖch cßn l¹i cho c¸c nguyªn c«ng

-Sai sè kh«ng gian cßn l¹i cña bíc khoÐt th« lµ:

-VËy lîng d nhá nhÊt c¶ hai phÝa tinh cho bíc nguyªn c«ng

-Lîng d cho bíc gia c«ng khoÐt th«

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

0

2 0 0 0 min

-KÝch thíc trung gian cña lç lín nhÊt cña chi tiÕt:

Dmax 3= 36 + 0.015 = 36,015 mm

- KÝch thíc trung gian cña lç sau khi gia c«ng doa tinh:

Dmax 2= Dmax 3 - 2Zmin 3= 36,015 – 0,182 = 35,83 mm

- KÝch thíc trung gian cña lç sau khi gia c«ng khoÐt tinh:

Dmax 1= Dmax 2 - 2Zmin 2= 35,83 – 0,226 = 35,60 mm

- KÝch thíc trung gian cña lç sau khi gia c«ng khoÐt th«:

Dmax 0= Dma1 - 2Zmin 1= 35,60 – 2,700 = 32,90mm

Tra b¶ng (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-§êng kÝch trung gian nhá nhÊt cña ph«i:

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

- §êng kÝch trung gian sau khi gia c«ng khoÐt th«:

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

- §êng kÝch trung gian sau khi gia c«ng khoÐt tinh:

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

- §êng kÝch trung gian sau khi gia c«ng doa lç

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

-TÝnh lîng d lín nhÊt vµ nhá nhÊt cña lç:

+KhoÐt th«:

mm D

D

2 1min = 1min − 0min = − =

mm D

D

2 2min = 2min − 1min = − =

mm D

D

2 3min = 3min − 2min = − =

mm D

D

2 3max = 3max − 2max = − =

- vËy lîng d tæng céng lín nhÊt vµ bÐ nhÊt:

i

i 2 , 76 0 , 2 0 , 2 3 , 76

21,51 min min

=

mm Z

Z

i im

sai (µm

KÝch thíc giíi h¹n

TrÞ sè giíi h¹n cña lîng d (µm)

x 2Zmin 2Zmax

50

- 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 cong vênh, 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 cho phay tinh lµ 1mm, dung sai lµ +0,3

- Đờng kính rãnh lớn nhất sau khi phay mỏng:

Mặt làm việc của bàn máy : 400 ì 1600mm

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

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

k2: HÖ sè ®iÒu chØnh phô thuéc m¸c hîp kim, k2 = 0,8.

k3: HÖ sè ®iÒu chØnh phô thuéc vµo tr¹ng th¸i bÒ mÆt gia c«ng , k3 = 0,8 k4: HÖ sè ®iÒu chØnh phô thuéc chiÒu réng phay, k4 = 1,13

k5: HÖ sè ®iÒu chØnh phô thuéc gãc nghiªng chÝnh, k5 = 0,95

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

.

.

=

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

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

e.Sơ đồ

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: HÖ sè ®iÒu chØnh phô thuéc gãc nghiªng chÝnh, k5 = 0,95.

- mũi khoét hợp kim cứng BK8.

- mũi doa hợp kim cứng BK8

c.sơ đồ

S n

HÖ sè ®iÒu chØnh k2 phô thuéc chiÒu s©u mòi khoan(b¶ng 5_87/84[stCNCTM2]), k2=1,0.

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

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

s n

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(bảng 5_87/84[stCNCTM2]), k2=1,0

⇒ Vt = 72.1,0.1,0 = 72m/phút

Số vòng quay trục chính:

nt =1000.Vt/π.D = 1000.72/3,14.18 = 1274vòng/phút

Chọn tốc độ máy n =950vòng/phút

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

b Định vị:

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

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 = 0,22mm/vòng

A

A

s n

s

n

n

A-A

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

Lỗ trụ thứ nhất định vị 2 bậc qua chốt trụ ngắn , lỗ trụ còn lại định vị 1 bậc còn lại qua chốt trám

s n

Chieàu xoay cuûa chi tieát

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 = 1,0 K4: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc góc nghiêng chính, k4 = 1,0

Tốc độ tính toán:

Vt = Vb.k1.k2.k3.k4

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 mặt gia công , k3 = 1,0 K4: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc góc nghiêng chính, k4 = 1,0

⇒ Vt = 22 m/phút