Đồ án công nghệ chế tạo máy

NỘI DUNG THUYẾT MINH VÀ TÍNH TOÁN ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY 1,Phân tích chức năng làm việc của chi tiết: Chức năng làm việc của chi tiết:chi tiết cần yêu cầu thiết kế là chi

LỜI NÓI ĐẦU Môn học công nghệ chế tạo máy đóng vai trò quan trọng trong chương trình đào tạo kỹ sư và cán bộ kỹ thuật về thiết kế và chế tạo các loại máy, các thiết bị phục vụ các ngành công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải

Đồ án môn học công nghệ chế tạo máy kỳ 9 là một trong các đồ án có tầm quan trọng nhất đối với một sinh viên khoa cơ khí Đồ án giúp cho sinh viên hiểu những kiến thức đã học không những môn công nghệ chế tạo máy mà các môn khác như: máy công cụ, dụng cụ cắt Đồ án còn giúp cho sinh viên được hiểu dần

về thiết kế và tính toán một qui trình công nghệ chế tạo một chi tiết cụ thể

Được sự giúp đỡ và hướng dẫn tận tình của thầy GS-TS Trần Văn Địch trong bộ môn công nghệ chế tạo máy đến nay đồ án môn học của em đã hoàn thành Tuy nhiên việc thiết kế đồ án không tránh khỏi sai sót em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy

Em xin chân thành cảm ơn thầy GS-TS Trần Văn Địch đã giúp đỡ em hoàn thành công việc được giao

Hà Nội, ngày /10 /2009

NỘI DUNG THUYẾT MINH VÀ TÍNH TOÁN ĐỒ ÁN MÔN HỌC

CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY 1,Phân tích chức năng làm việc của chi tiết:

Chức năng làm việc của chi tiết:chi tiết cần yêu cầu thiết kế là chi tiết càng gạt

thường cò chức năng biến chuyển động thẳng của chi tiết này thành chuyển động quay của chi tiết khác Ngoài ra chi tiết dạng càng còn dùng để đẩy bánh răng ,nó

có chức năng đẩy bánh răng để thay đổi tΦ số truyền,được dùng nhiều trong máy công cụ

Các bề mặt làm việc :

+Các mặt đầu của càng tiếp xúc với bánh răng khi gạt bánh răng

+Mặt tru trong của lỗ càng gạt được lắp ghép với trục gạt

+Kích thước lỗ trục :yêu cầu dung sai nhỏ, độ đồng tâm cao với trục gạt

Điều kiện kĩ thuật cơ bản của chi tiết:

+lỗ trục: Dung sai Φ 0 , 084

20 tương đương với ccx 10, Φ12+0,07 tương đương với ccx8

Độ bóng Ra2,5 tương đương với 6

+Mặt đầu :kích thước 25 0 , 05.Độ bóng Rz20 tương đương với 5

Điều kiện làm việc của tay biên đòi hỏi khá cao:

+ Luôn chịu ứng suất thay đổi theo chu kỳ

+ Luôn chịu lực tuần hoàn, va đập

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

Đối với chi tiết dạng càng tính công nghệ có ý nghĩa quan trọng vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất và độ chính gia công Vì vậy ,khi thiết kế nên chú ý

kết cấu của nó đến Bề mặt làm việc chủ yếu của càng gạt là hai bề mặt trong của

hai lỗ Cụ thể ta cần đảm bảo các điều kiện kỹ thuật sau đây:

Qua các điều kiện kỹ thuật trên ta có thể đưa ra một số nét công nghệ điển hình gia công chi tiết càng gạt như sau:

+ Kết cấu của càng phải được đảm bảo khả năng cứng vững

+ Với càng gạt, với kích thước không lớn lắm phôi nên chọn là phôi dập và

vì để đảm bảo các điều kiện làm việc khắc nghiệt của càng gạt

+ Chiều dài các lỗ cơ bản nên chọn bằng nhau và các mặt đầu của chúng thuộc hai mặt phẳng song song với nhau là tốt nhất

+ Kết cấu của càng nên chọn đối xứng qua mặt phẳng nào đó Đối với càng gạt các lỗ vuông góc cần phải thuận lợi cho việc gia công lỗ

+ Kết cấu của càng phải thuận lợi cho việc gia công nhiều chi tiết cùng một lúc

+ Kết cấu của càng phải thuận lợi cho việc chọn chuẩn thô và chuẩn tinh thống nhất

Với càng gạt, nguyên công đầu tiên gia công hai mặt đầu cùng một lúc để đảm bảo độ song song của 2 mặt đầu và để làm chuẩn cho các nguyên công sau ( gia công hai lỗ chính ) nên chọn chuẩn thô là hai mặt thân biên không gia công

Trong đó:

N : Số chi tiết được sản xuất trong một năm;

N1 : Số sản phẩm (số máy) được sản xuất trong một năm;

m : Số chi tiết trong một sản phẩm;

 : Số chi tiết được chế tạo thêm để dự trữ (5% đến 7%) chọn õ =5%

ỏ : số chi tiết phế phẩm ở phân xưởng đúc =3%

D o đó V=145696+56912,5+45000=247608,5 mm3=0,2476085 dm3

Trọng lượng chi tiết: Q1=V.thép =0,2476085.7,852 = 1,9442Kg

Theo bảng 2 trang 13 – Thiết kế đồ án CNCTM, ta có:

Dạng sản suất: HÀNG LOẠT LỚN

4,Chọn phưong pháp chọn phôi:

1.1 Phôi ban đầu để rèn và dập nóng:

Trước khi rèn và dập nóng kim loại ta phải làm sạch kim loại, cắt bỏ ra từng phần nhỏ từng phần phù hợp được thực hiện trên máy cưa Trong trường hợp trọng lượng của chi tiết ( biên liền)khoảng 1 kg (< 10 kg) thì ta chọn phôi là cán định

5.Lập thứ tự các nguyên công, các bước (vẽ sơ đồ gá đặt, ký hiệu định vị, kẹp chặt, chọn máy, chọn dao, vẽ chiều chuyển động của dao, của chi tiết)

5.1 Lập sơ bộ các nguyên công:

- Nguyên công 1 : Phay mặt đầu đạt kích thước 250,05, gia công trên máy phay ngang bằng hai dao phay đĩa 3 mặt có đường kính là 110 mm (cấp độ bóng cấp 5) để làm chuẩn định vị cho các nguyên công sau

- Nguyên công 2 : Gia công lỗ đầu to càng gạt đạt kích thước 200,084 , gia công trên máy khoan bằng mũi khoan, khoét, mũi doa để đạt được độ nhám

- Nguyên công 5 : Gia công lỗ dầu đầu to càng gạt, khoan trên máy khoan cần

có đường kính 3,gia công ren trên máy rô bằng mũi ta rô để đạt kích thước M42

- Nguyên công 6 : phay vấu đầu nhỏ càng gạt bằng dao phay ngón đạt kích thước 15

- Nguyên công 7 : Gia công lỗ dầu đầu to càng gạt, khoan trên máy khoan cần

có đường kính 3,gia công ren trên máy rô bằng mũi ta rô để đạt kích thước M42,

- Nguyên công 8: Kiểm tra Độ song song của hai lỗ biên không được quá 0,1

mm, độ vuông góc của cả hai lỗ với mặt đầu tương ứng không vượt quá 0,1

mm, độ song song của hai mặt đầu không vượt quá 0,1 mm

5.2Thiết kế các nguyên công cụ thể:

5.2.1,Nguyên công I : Phay mặt đầu

-, Lập sơ đồ gá đặt: Hai mặt đầu

càng gạt cần đảm bảo độ song song

bởi vậy ta sử dụng cơ cấu kẹp tự

định tâm hạn chế cả 6 bậc tự do, và

má kẹp có khía nhám định vị vào

hai mặt phẳng của thân tay biên

bởi đây là chuẩn thô

-, Kẹp chặt: Dùng hai miếng kẹp

để kẹp chặt chi tiết, hướng của lực kẹp từ hai phía cùng tiến vào, phương của lực kẹp vuông góc với phương của kích thước thực hiện Để đảm bảo độ phẳng của hai mặt đầu ta cần gia công hai mặt của hai đầu biên trong cùng một nguyên công

-Chọn máy: Máy phay nằm ngang 6H82 Công suất của máy Nm = 7kW

-Chọn dao: Phay bằng hai dao phay đĩa ba mặt răng gắn mảnh thép gió, có các kích thước sau (Tra theo bảng 4-84 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 2):

D = 110 mm, d =32 mm, B = 16 mm, số răng Z = 14 răng

-Lượng dư gia công: Phay 2 lần với lượng dư phay thô Zb1 = 1.5 mm và lượng

dư phay tinh Zb2 = 0.5 mm

a, Với phay thô:

-,Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt cho một dao

Chiều sâu cắt t = 1.5 mm,

Lượng chạy dao S = 0.12 mm/răng,

K2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái của bề mặt gia công và chu

kỳ bền của dao cho trong bảng 5-120 (Sổ tay CNCTM2)- k2 = 0,85

K3: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào dạng gia công cho trong bảng 5-132 (Sổ tay CNCTM2)- k3 = 1

Vậy tốc độ tính toán là: Vt=Vb.k1.k2.k3= 31,5.1,16.0,85.1 = 31,059 m/phút

Số vòng quay của trục chính theo tốc độ tính toán là:

110 14 , 3

059 , 31 1000

1000

.d n m

K2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái của bề mặt gia công và chu

kỳ bền của dao cho trong bảng 5-120 (Sổ tay CNCTM2)- k2 = 0,8

K3: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào dạng gia công cho trong bảng 5-132 (Sổ tay CNCTM2)- k3 = 1

Vậy tốc độ tính toán là: Vt=Vb.k1.k2.k3= 37,5.1,16.0,8.1 = 34,8 m/phút

Số vòng quay của trục chính theo tốc độ tính toán là:

110 14 , 3

8 , 34 1000

1000

.d n m

5.2.2 Nguyên công II: khoan,Khoét, Doa, lỗ 200.084

-,Lập sơ đồ gá đặt: Gia công lỗ đầu to càng gạt cần đảm bảo độ đồng tâm

tương đối giữa hình trụ trong và hình tròn ngoài của phôi và độ vuông góc của tâm lỗ và mặt đầu bởi vậy ta định vị nhờ một mặt phẳng hạn chế 3 bậc tự do

định vị vào mặt đầu và một khối V cố định ,định vị vào mặt trụ ngoài của đầu

to càng gạt hạn chế 2 bậc tự do và một khối V tuỳ động định vị vào mặt ngoài

ở đầu nhỏ càng gạt khống chế 1 bậc tự do

-Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt bằng cơ cấu kẹp lực kẹp song song với

kích thước gia công

 Chọn máy: Máy khoan đứng 2A135.Công suất của máy Nm = 6kW

 Chọn dao:Mũi khoan ruột gà thép gió D=18; Mũi Khoét có lắp mảnh hợp kimcứng D = 19,8 mm,Mũi Doa thép gió D = 20mm,

 Lượng dư gia công: Gia công 3 lần với lượng dư khoan Zb1 = 9 mm và lượng dư khoét Zb2=0,9mm, lượng dư Doa Zb3 = 0,1 mm

a, Khoan lỗ 18:

-,Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt cho Khoan Chiều sâu cắt t =9mm,

Lượng chạy dao S = 0.36 mm/vòng,

Tốc độ cắt Vb = 27,5 mm/vòng

Tốc độ tính toán Vt=Vb.k1.k2.k3.k4

Ta tra được các hệ số phụ thuộc:

k1 : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền, (bảng5-86 Sổ tay CNCTM tập 2),

k4:Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều sâu của lỗ k4=1

5 , 27 1000

1000



=1000

540 18 14 , 3

=30,91 m/phút Lượng chạy dao S = 0,36 mm/vòng

Tốc độ tính toán Vt=Vb.k1.k2.k3.k4

Ta tra được các hệ số phụ thuộc:

k1 : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào

86 1000

1000



=

1000

1390 8 , 19 14 , 3

=86,42 m/phút Lượng chạy dao S = 0,7 mm/vòng

Ta tra được các hệ số phụ thuộc:

k1 : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền, (bảng5-113 Sổ tay CNCTM tập 2),

6 , 10 1000

1000



=1000

190 20 14 , 3

=11,932 m/phút Lượng chạy dao S = 0,81 mm/vòng

5.2.3,Nguyên công III: khoan , Khoét, Doa, vát mép lỗ 120.07

Định vị : Gia công lỗ đầu nhỏ càng gạt cần đảm bảo độ đồng tâm tương đối giữa

hình trụ trong và hình tròn ngoài của phôi và độ vuông góc của tâm lỗ và mặt đầu đồng thời cần đảm bảo khoảng cách tâm của hai lỗ A = 1500.1

bởi vậy ta định vị nhờ một mặt phẳng hạn chế 3 bậc tự do định vị vào mặt đầu, một chốt trụ ngắn vào

lỗ đầu to càng gạt hạn chế 2 bậc tự do và để chống xoay chi tiết ta dùng khối V tuỳ động

Kẹp chặt:Chi tiết được kẹp chặt bằng đòn kẹp

Chọn máy: Máy khoan đứng 2A135 có công suất của máy Nm = 6 kW

Chọn dao: Chọn mũi khoan ruột gà bằng thép gió phi tiêu chuẩn Φ9 Mũi Khoét

có lắp mảnh hợp kim cứng Φ11,8, Mũi Doa bằng thép gió Φ12,

k3 : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào Mác của hợp kim cứng, (bảng5-86 Sổ tay CNCTM t2), k3 = 1

k4:Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều sâu của lỗ k4=1

6 , 27 1000

1000



=1000

950 9 14 , 3

=26,847m/phút Lượng chạy dao theo máy S=0,22 mm/vòng

k3 : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào Mác của hợp kim cứng,(bảng5-109 Sổ tay CNCTM tập 2), k3 = 1

109 1000

1000



=

1000

2000 8 , 11 14 , 3

=74,732m/phút Lượng chạy dao S = 0,5 mm/vòng

Ta tra được các hệ số phụ thuộc:

k1 : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền, (bảng5-113 Sổ tay CNCTM tập 2),

k1 = 1

Vậy Vt = Vb.k1 =13.1 =13m/phút

Ta xác định số vòng quay tính toán của trục chính nt dựa vào công thức:

nt = 345,011 vòng/phút

=1000

338 12 14 , 3

=12,735m/phút Lượng chạy dao S = 0,82 mm/vòng

5.2.4,Nguyên công IV:Phay vấu đầu to càng gạt:

Lập sơ đồ gá đặt: Mặt đầu của vấu đầu to càng gạt cần đảm bảo khoảng cachso

với tâm của lỗ đầu to càng gạt , bởi vậy ta sử dụng cơ cấu để hạn chế 6 bậc tự do như sau: mặt đầu hạn chế 3 bậc tự do, một chốt trụ ngắn hạn chế 2 bậc tự do ,

chốt trám hạn chế 1 bậc tự do chống xoay còn lại

Kẹp chặt : chi tiết được kẹp chặt bằng đòn kẹp, phương của lực kẹp vuông góc với

phương của kích thước thực hiện.Ta có thêm cơ cấu so dao để có thể điều

chΦnh máy đạt được kích thước theo yêu cầu

Chọn máy: Máy phay đứng vạn năng 6H12 Công suất của máy Nm = 10kW

Chọn dao: Phay bằng dao phay ngón có gắn mảnh hợp kim cứng, có các kích

thước sau( Tra theo bảng 4-69 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 2):

Các hệ số hiệu chỉnh:

K1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào nhóm và cơ tính của thép cho trong bảng 5-161 Sổ tay CNCTM2- k1 = 1,12

K2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái của bề mặt gia công và chu

kỳ bền của dao cho trong bảng 5-161 Sổ tay CNCTM2- k2 = 1

K3: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều rộng phay cho trong bảng 5-161

Sổ tay CNCTM2- k3 = 1,13

K4: Hệ số đIều chỉnh phụ thuộc vào vật liệu gia công cho trong bảng 5-161

Sổ tay CNCTM2- k4 = 1

Vậy tốc độ tính toán là: Vt = Vb.k1.k2.k3.k4 = 172.1,12.1.1,13.1 = 217,683 m/phút

Số vòng quay của trục chính theo tốc độ tính toán là:

40 14 , 3

683 , 217 1000

1000

Vtt =  

1000

1500 40 14 , 3 1000

.d n m

Lập sơ đồ gá đặt: Khoan lỗ vấu đầu to càng gạt cần đảm bảo độ xuyên tâm của

tâm lỗ và tâm của lỗ đầu to càng gạt , bởi vậy ta sử dụng cơ cấu để hạn chế 6 bậc

tự do như sau: mặt đầu hạn chế 3 bậc tự do, một chốt trụ ngắn định vị

vào mặt trụ trong của lỗ  20 hạn chế 2 bậc tự do và chốt chám định vị vào lỗ 12 hạn chế 1 bậc tự do chống xoay còn lại

Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt bằng đòn kẹp phương của lực kẹp vuông góc

với phương của kích thước thực hiện

Chọn máy: Máy khoan đứng 2A125 Công suất của máy Nm = 2,8 kW

Chọn dao: Mũi khoan ruột gà thép gió có d=3 mm ,

Lượng dư gia công: lượng dư khoan Z = d/2 =1,5 mm

k1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền T của dao, k1 = 1

k2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái thép, k2 = 1

k3: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều sâu lỗ gia công, k3 = 0,85

k4: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào Mác của vật liệu mũi khoan, k4 = 1

55 , 36 1000

1000

.





m

n d



m/ph

b ta rô ren lỗ đầu to :

Lập sơ đồ gá đặt: Ta rô lỗ vấu đầu to càng gạt để lắp vít cố định cáng gạt và

trục, cần đảm bảo độ xuyên tâm của tâm lỗ và tâm của lỗ đầu to càng gạt , bởi vậy

ta sử dụng cơ cấu để hạn chế 6 bậc tự do như sau: mặt đầu hạn chế 3 bậc tự do, một chốt trụ ngắn định vị vào mặt trụ trong của lỗ  20 hạn chế 2 bậc tự do và chốt

chám định vị vào lỗ 12 hạn chế 1 bậc tự do chống xoay còn lại

Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt bằng đòn kẹp phương của lực kẹp vuông góc

với phương của kích thước thực hiện

Chọn máy: Máy 5A05 Công suất của máy Nm = 1,5kW

Chọn dao: Mũi ta rô thép gió có d=4 mm

Lượng dư gia công: lượng dư khoan Z = 0,6 mm

9 1000

1000

.





m

n d



m/ph

5.2.7 Nguyên công VI: phay vấu đầu nhỏ càng gạt:

Lập sơ đồ gá đặt: Mặt đầu của vấu đầu nhỏ càng gạt cần đảm bảo khoảng cach so

với tâm của lỗ đầu nhỏ càng gạt , bởi vậy ta sử dụng cơ cấu để hạn chế 6 bậc tự do

như sau: mặt đầu hạn chế 3 bậc tự do, một chốt trụ ngắn hạn chế 2 bậc tự do,chốt trám hạn chế bậc tự do chống xoay còn lại

Kẹp chặt : chi tiết được kẹp chặt bằng đòn kẹp , phương của lực kẹp vuông góc

với phương của kích thước thực hiện.Ta có thêm cơ cấu so dao để có thể điều chỉnh máy đạt được kích thước theo yêu cầu

Chọn máy: Máy phay nằm đứng vạn năng 6H12 Công suất của máy Nm = 10kW

Chọn dao: Phay bằng dao phay ngón có gắn mảnh hợp lim cứng, có các kích

thước sau( Tra bảng 4-69 Sổ tay CNCTM tập 2):

Tính tốc độ cắt tính toán Vt=Vb.k1.k2.k3.k4

Các hệ số hiệu chΦnh:

K1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào nhóm và cơ tính của thép cho trong bảng 5-161 Sổ tay CNCTM2- k1 = 1,12

K2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái của bề mặt gia công và chu

kỳ bền của dao cho trong bảng 5-161 Sổ tay CNCTM2- k2 = 1

K3: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều rộng phay cho trong bảng 5-161

Sổ tay CNCTM2- k3 = 1,13

K4: Hệ số đIều chỉnh phụ thuộc vào vật liệu gia công cho trong bảng 5-161

Sổ tay CNCTM2- k4 = 1

Vậy tốc độ tính toán là: Vt = Vb.k1.k2.k3.k4 = 172.1,12.1.1,13.1 = 217,683 m/phút

Số vòng quay của trục chính theo tốc độ tính toán là:

40 14 , 3

683 , 217 1000

1000

.d n m



188,4 m/phút

Lượng chạy dao phút là Sp = Sr.z.n = 0,145.6.1500 = 1305 mm/phút

Theo máy ta có Sm = 900 mm/phút

5.2.5 Nguyên công VII: Gia công lỗ ren M4x0.2 trên vấu đầu nhỏ

Khoan lỗ Φ3 vấu đầu nhỏ càng gạt:

Lập sơ đồ gá đặt: Khoan lỗ vấu đầu nhỏ càng gạt cần đảm bảo độ xuyên tâm