GIA CÔNG CHI TIẾT mặt kẹp

Thiết kế mặt kẹp làm bằng INOX kiểu tròn Ø40 của máy cắt gạch loại BS2550-430- Xác định dạng sản xuất: Sản lượng chi tiết cần chế tạo: Nhằm xác định hình thức tổ chức sản xuất đơn chiếc,

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

 KHOA : CƠ KHÍ Lớp : 11CĐ-CK5

 GVHD: Thầy NGUYỄN TAM CƯƠNG

 SVTH : NGÔ TRUNG TÍN

Hiện nay, các ngành kinh tế nói chung và ngành cơ khí nóiriêng đòi hỏi kỹ sư cơ khí và cán bộ kỹ thuật cơ khí đượcđào tạo ra phải có kiến thức sâu rộng, đồng thời phải biết vậndụng những kiến thức đó để giải quyết những vấn đề cụ thểthường gặp trong sản xuất, sửa chữa và sử dụng

Mục tiêu của môn học là tạo điều kiện cho sinh viên nắmvững và vận dụng có hiệu quả các phương pháp thiết kế, xâydựng và quản lý các quá trình chế tạo sản phẩm cơ khí về kỹthuật sản xuất và tổ chức sản xuất nhằm đạt được các chỉ tiêukinh tế kỹ thuật theo yêu cầu trong điều kiện và qui mô sảnxuất cụ thể Môn học còn truyền đạt những yêu cầu về chỉtiêu công nghệ trong quá trình thiết kế các kết cấu cơ khí đểgóp phần nâng cao hiệu quả chế tạo chúng

Đồ án môn học công nghệ chế tạo máy nằm trong chươngtrình đào tạo của ngành chế tạo máy thuộc khoa cơ khí có vaitrò hết sức quan trọng nhằm tạo cho sinh viên hiểu một cáchsâu sắc về những vấn đề mà người kỹ sư gặp phải khi thiết

kế một qui trình sản xuất chi tiết cơ khí

LỜI NÓI ĐẦU

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN

Trường Cao Đẳng Kỷ Thuật Lý Tự Trọng

Ngày Tháng Năm

CHƯƠNG I: XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

Thiết kế mặt kẹp làm bằng INOX kiểu tròn Ø40 của máy cắt gạch loại BS2(550-430)

- Xác định dạng sản xuất:

Sản lượng chi tiết cần chế tạo:

Nhằm xác định hình thức tổ chức sản xuất (đơn chiếc, hàng loạt nhỏ, hàng loạt vừa, hàng loại lớn, hàng khối) để từ đó cải thiện tính công nghệ cho chi tiết, chọn phương pháp ché tạo phôi, chọn thiết bị công nghệ hợp lý cho việc gia công chi tiết

Để thực hiện điều này trước hết ta cần xác định sản lượng chi tiết cần chế tạo trong năm của nhà máy theo công thức sau ( trang 12 sách Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy, công thức 2 ):

0

β α

m N

N

Với:

+ N0: số sản phẩm 1 năm theo kế hoạch N0 = 5000

+ m : Số lượng chi tiết như nhau trong 1 sản phẩm m = 1+ α : Độ phế phẩm chủ yếu trong xưởng đúc, rèn : α = 4%+ β : Số chi tiết được chế tạo thêm để dự trữ γ = 6%

6 5 1 1

1200 = 13320 (chi tiết/năm)

- Khối lượng của chi tiết:

Xác định gần đúng khối lượng chi tiết bằng cách chia chitiết ra làm 5 phần thể tích:

Trọng lượng riêng của vật liệu:

Y=7,2 kg/m3

Vậy khối lượng chi tiết là:

→ M = V.Y =0,34 x 7,2 = 2,4 kg

→ M > 2 kg và theo bảng 2.1 (TL1-Trang 24) ta xác định được đây là sản xuất hàng loạt lớn

- Kết luận: vì đây là dạng sản xuất hàng loạt vừa nên khi thiết kế quy trình công nghệ ta phải phân tích thật kỹ, để gia công đạt năng suất cao ta phải chọn máy chuyên dùng trên máy vạn năng

Khi sản xuất phôi nên làm phôi có biên dạng gần giống với biên dạng sản phẩm để tránh hao phí nhằn hạ giá thành sản phẩm

II Phân tích chi tiết gia công:

- Mục đích của phần này là xem kết cấu và các điều kiện kỹ thuật cho trong bản vẽ chi tiết có phù hợp hay không với chức năng phục vụ và khả năng chế tạo

1 Công dụng của chi tiết:

- Dựa vào bản vẽ chi tiết đây là dạng hộp, được dùng làm mặt kẹp có tác dụng định hướng cho trục, vì có 2 lỗ Ø40 được dùng lắp 2 ổ bi để truyền chuyển động được tốt đến lưỡi cắt

- Chi tiết dạng hộp thường làm chức năng của chi tiết cơ sở

để lắp ráp các chi tiết khác, cụm khác tạo thành một bộ phận máy

- Thông thường ta gặp chi tiết này trong các máy công cụ, chi tiết có thể dùng định vị, nối kết

- Mặt kẹp INOX thường làm tăng độ cứng vững các bộ phận lấp trên nó

Chi tiết được làm việc trong môi trường không có bôi trơn, chịu va đập, chịu nhiệt.

3 Yêu cầu kỹ thuật:

Kích thước cơ bản được gia công với cấp chính xác cấp 7÷9

là 0,02mm, độ nhám bề mặt đáy và 2 mặt bên Ra = 0,63÷

0,32, độ nhám bề mặt lỗ là Ra = 2,5, các bề mặt còn lại

không gia công có Rz = 80

Độ không song song của các tâm lỗ cơ bản là 0,05 trên

100mm chiều dài

Độ không vuông góc của các tâm lỗ với mặt đầu là 005 tên 100mm chiều dài

4 Vật liệu chi tiết:

Do chịu va đập nhẹ, chịu nhiệt nên chọn vật liệu chế tạo là hợp kim nhôm, có độ cứng HB = 25HRB

Hợp kim nhôm đúc là hỗn hợp của Al-Si hay Al-Si-Mg…là loại hợp kim với khoảng Si rộng (0,5-20%) và có thêm

Mg(0,3-05)

Hợp kim nhôm: nhẹ dẻo, dai nên dễ vát mỏng và kéo sợi, tính đúc tốt, chịu ăn mòn tốt trong môi trường không khí ẩm,nên hợp kim nhôm được sử dùng nhiều trong chế tạo các chi tiết cần có khối lượng tuowngg đối nhỏ

Trong quá trình làm việc chi tiết chủ yếu là chịu nén và chịu lực kẹp nên chi tiết được làm bằng hợp kim nhôm là phù hợp

Cách chế tạo: đúc và làm nguội

III Phương pháp kiểm tra các yêu cầu kỹ thuật của chi tiết:

- Kiểm tra đường kính lỗ bằng thước cặp

- Kiểm tra độ không song song giữa các đường tâm lỗ bằng đồng hồ xo với đồ gá

- Kiểm tra độ không vuông góc giữa 2 lỗ và mặt đầu lỗ dùng

đồ gá chuyên dùng và đồng hồ so, dùng thước đo góc vuông

CHƯƠNG II: CHỌN PHÔI VÀ PHƯƠNG PHÁP

kể từ công đoạn chế tạo phôi cho tới công đoạn gia công chitiết phải thấp nhất

Khi xác định loại phôi và phương pháp chế tạo phôi chochi tiết ta cần phải quan tâm đến đặc điểm về kết cấu và yêucầu chịu tải khi làm việc của chi tiết (hình dạng, kích thước,vật liệu, chức năng, điều kiện làm việc…)

Sản lượng hàng năm của chi tiết

Điều kiện sản xuất thực tế xét về mặt kỹ thuật và tổchức sản xuất (khả năng về trang thiết bị, trình độ kỹ thuậtchế tạo phôi…)

Mặt khác khi xác định phương án tạo phôi cho chi tiết

ta cần quan tâm đến đặc tính của các loại phôi và lượng dưgia công ứng với từng loại phôi Sau đây là một vài nét vềđặc tính quan trọng của các loại phôi thường được sử dụng:

Phôi đúc:

Khả năng tạo hình và độ chính xác của phương phápđúc phụ thuộc vào cách chế tạo khuôn, có thể đúc được chitiết có hình dạng từ đơn giản đến phức tạp (chi tiết của ta có

khuôn theo mẫu gỗ hoặc dưỡng đơn giản cho độ chính xáccủa phôi đúc thấp Phương pháp đúc áp lực trong khuôn kimloại cho độ chính xác vật đúc cao Phương pháp đúc trongkhuôn cát, làm khuôn thủ công có phạm vi ứng dụng rộng,không bị hạn chế bởi kích thước và khối lượng vật đúc, phítổn chế tạo phôi thấp, tuy nhiên năng suất không cao.Phương pháp đúc áp lực trong khuôn kim loại có phạm viứng dụng hẹp hơn do bị hạn chế về kích thước và khối lượngvật đúc, phí tổn chế tạo khuôn cao và giá thành chế tạo phôicao, tuy nhiên phương pháp này lại có năng suất cao thíchhợp cho sản suất hàng loạt vừa.

Phôi rèn:

Phôi tự do và phôi rèn khuôn chính xác thường được

áp dụng trong ngành chế tạo máy Phôi rèn tự do có hệ sốdung sai lớn, cho độ bền cơ tính cao, phôi có tính dẻo và đànhồi tốt Ơ phương pháp rèn tự do, thiết bị, dụng cụ chế tạophôi là vạn năng, kết cấu đơn giản,nhưng phương pháp nàychỉ tạo được các chi tiết có hình dạng đơn giản ,năng suấtthấp Rèn khuôn có độ chính xác cao hơn, năng suất caonhưng phụ thuộc vào độ chính xác của khuôn Mặt khác khirèn khuôn phải có khuôn chuyên dùng cho từng loại chi tiết

do đó phí tổn tạo khuôn và chế tạo phôi cao Phương phápnày khó đạt được các kích thước với cấp chính xác 7-8 ởnhững chi tiết có hình dạng phức tạp

Phôi cán:

Có prôfin đơn giản, thông thường là tròn, vuông, lụcgiác, lăng trụ và các thanh hình khác nhau, dùng để chế tạocác trục trơn, trục bậc có đường kính ít thay đổi, hình ống,ống vạt, tay gạt, trục then, mặt bít Phôi cán định hình phổ

biến thường là các loại thép góc, thép hình I, U, V… đượcdùng nhiều trong các kết cấu lắp Phôi cán định hình chotừng lĩnh vực riêng, được dùng để chế tạo các loại toa tàu,các máy kéo, máy nâng chuyển… Phôi cán ống dùng chế tạocác chi tiết ống, bạc ống, then hoa, tang trống, các trụ rỗng…

Cơ tính của phôi cán thường cao, sai số kích thước của phôicán thường thấp, độ chính xác phôi cán có thể đạt từ 9→12.Phôi cán được dùng hợp lý trong trường hợp sau khi cánkhông cần phải gia công cơ tiếp theo, điều đó đặc biệt quantrọng khi chế tạo các chi tiết bằng thép và hợp kim khó giacông, đắt tiền

*Kết luận:chi tiết dạng hộp có hình dạng phức tạp và cómột số mặt có độ chính xác cao nên ta không dùng cácphương pháp tạo phôi khác mà ta chọn dạng phôi đúc vì:

+Gía thành chế tạo vật đúc rẽ,thiêt bị đầu tư ởphương pháp này đơn giản

+Độ nhám bề mặt,độ chính xác sau khi đúc có thểchấp nhận để có thể gia công các mặt tiếp theo

+Phù hợp với dạng sản xuất hàng loạt vừa

II Chọn phương pháp chế tạo phôi:

Việc chế tạo phôi bằng phương pháp đúc được sử dụng rộng rãi hiện nay, vì phôi đúc có thể đúc ra các hình dạng kết cấu phức tạp và có thể đạt kích thước từ nhỏ đến lớn mà các

phương pháp khác như rèn, dập khó đạt được Cơ tính và độ chính xác của phôi đúc tùy thuộc vào phương pháp đúc và

kỹ thuật làm khuôn

Chọn phương pháp chế tạo phôi:

Trong đúc phôi có những phương pháp sau:

1. Đúc trong khuôn cát mẫu gỗ :

- Chất lượng bề mặt vật đúc không cao, giá thành thấp, trang thiết bị đơn giản, thích hợp cho dạng sản xuất đơnchiếc và loạt nhỏ.

- Loại phôi này có cấp chính xác: IT16÷IT17

- Độ nhám bề mặt: Rz = 160 µm

2. Đúc trong khuôn cát mẫu kim loại:

- Nếu công việc thực hiện bằng máy thì có ấp chính xác khá cao, giá thành cao hơn khuôn đúc trong mẫu bằng

gỗ Loại này phù hợp với dạng sản xuất hàng loạt vừa

và lớn

- Loại phôi này có cấp chính xác: IT15÷IT16

- Độ nhám bề mặt: Rz = 80 µm

3 Đúc trong khuôn kim loại:

- Độ chính xác ca nhưng giá thành đầu tư lớn, phôi có hình dáng gần giống với chi tiết Giá thành sản phẩm cao Loại này phù hợp với dạng sản xuất hang loạt lớn

yêu cầu kỹ thuật cao Trang thiết bị đắt tiền nên giá thành sản phẩm cao.

- Phôi đúc đạt cấp chính xác là: II

- Cấp chính xác kích thước: IT15÷IT16

- Độ nhám bề mặt: Rz = 80 µm

2

3

4 7

5

6

Hình đánh số các bề mặt chi tiết III Tra lượng dư sơ bộ:

Do kích thước lớn nhất là 220 nên ta chọn lượng dư cho các

Góc thoát khuôn từ 10-1.50.

Dung sai kích thước phôi theo cấp chính xác đối xứng

Theo hướng dẫn đồ án CNCT M thì dung sai kích thước là IT15/2

Độ nhám Rz = 80

Bản vẽ phôi:

Bản vẽ phôi đúc:

CHƯƠNG III: LẬP QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

I Chọn phương pháp gia công các bề mặt của phôi:

Mục đích của việc chọn phương pháp gia công các bề mặt của phôi là nhằm để đảm bảo độ chính xác về kích thước, vị trí tương quan và độ nhám các bề mặt theo yêu cầu đề ra và đặc biệt là sản xuất các khoa học tiết kiệm thời gian và công sức.

Dựa vào yêu cầu kỹ thuật ta chọn phương pháp gia công các

bề mặt như sau: phay, tiện, khoan, khoét, doa

Tra sách hướng dẫn thiết kế đồ án công nghệ ( T55 bảng 34) ta có:

II Chọn chuẩn:

Chuẩn thô nên chọn là bề mặt không gia công nhằm đảm bảo

vị trí tương quan giữa các bề mặt gia công và không gia công(nên chọn một lần trong qui trình gia công)

Chuẩn tinh chọn mặt 3 và lỗ 4 nhằm đảm bảo vị trí lắp ráp giữa mặt 3 và bề mặt của máy (máy cắt gạch) và mặt lỗ 4 nhằm đảm bảo khi lắp với trục của máy cắt

III Chọn quy trình công nghệ:

1. Mục đích:

Xác định trình tự gia công hợp lý nhằm đảm bảo độ chính xác về kích thước, vị trí tương quan, hình dạng hình học, độ nhám, độ bóng của bề mặt theo yêu cầu của chi tiết cần chế tạo

a.phương án 1:

STT Tên ngyên

công

Số bề mặtgia công

Số bề mặtđịnh vị

Dạng máycông nghệ

Số bề mặtđịnh vị

Dạng máycông nghệ

2 Phân tích:

- Phương án 1: + ưu điểm là phân tán nguyên công điều thích hợp cho sản xuất hàng loạt lớn, vì chi tiết của ta cần gia công chính xác 2 lỗ Φ40 có độ bóng theo đúng yêu cầu kỹ thuật, ta phải dùng dao để khoan khoét doa

+ Thiết bị gá đặt đơn giản+ Khả năng chọn chuẩn tốt+ Đảm bảo độ chính xác về vị trí và kích thước

- Phương án 2: tuy bằng nguyên công như phương án 1, giảm được nhiều thời gian gá đặt nhưng khó có thể đạt

độ chính xác như mong muốn vì khi thực hiện nguyên công 1 trước thì sẽ khó mà xác định đúng kích thước.Vậy từ phân tích trên ta chọn phương án 1 để gia công chi tiết

CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ NGUUYÊN CÔNG

Sơ đồ gá đặt:

WS

III Nguyên công 3:

Khoét doa lỗ 4

Dụng cụ cắt:mũi khoét doa thép gió Φ40

Đồ gá chuyên dùng

Sơ đồ gá đặt:

Máy công nghệ: Chọn máy Phay 6H12

Dụng cụ cắt:dao phay ngón thép gió Φ10

Đồ gá chuyên dùng

Sơ đồ gá đặt:

Dụng cụ cắt: Chọn mũi khoan đuôi trụ thép gió dao taro Φ8

CHƯƠNG V: TÍNH LƯỢNG DƯ TRUNG GIAN

VÀ KÍCH THƯỚC TRUNG GIAN Tính lượng dư và chế độ cắt cho cho nguyên công III:

+ Tính lượng dư khi gia công lỗ Φ40

Độ chính xác phôi cấp 2 khối lượng phôi khoảng 2,4

kg ,vật liệu Gang xám GX15-32 Quy trình công nghệ gồm 2bước: khoét thô lỗ Φ40 và doa tinh lỗ Φ40 Chi tiết đượcđịnh vị mặt phẳng đáy hạn chế 3 bậc tự do, ngam cố địnhcủa etôhạn chế 2 bậc tự do, ngam di động hạn chế 1 bậc tựdo

Công thức tính lượng dư cho bề mặt trụ trong đốixứng :

( d) ( l) ( ) ( ) m

p c = ∆k 2 + ∆k 2 = 1,2.40 2 + 1,2.60 2 = 86,5µ

Trong đó:

- l,d là chiều dài và đường kính lỗ

Giá trị ρcm (Độ xê dịch phôi đúc ) được tra theo bảng3.98 – Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 1, ρcm = 0,5 mm =

500µm

4 , 507 500

5 , 86

ρmax =2.σ + ρmin

Trong đó:

σ là dung sai của lỗ định vị σ = 0,016 mm;

ρmin là khe hở nhỏ nhất giữa lỗ và chốt ρmin = 0,013 µm

tgα =σHmax

Ở đây : H là khoảng cách giữa hai lỗ chuẩn vậy ta có :

0004 ,

0 100

013 ,

0 016

, 0 2

Bây giờ ta có thể xác định lượng dư nhỏ nhất theo công thức:

2.zmin = 2.(RZi-1 + Ti-1 + 2 2

1 i

ρ − + )Lượng dư nhỏ nhất của tiện thô là:

2 min =  + 2 + 2  =

+ Lượng dư gia công cho các bề mặt còn lại:

Lượng dư gia công mặt 1: 5,5 mm (bảng 3-103(I)).Lượng dư gia công mặt 2: 4 mm (bảng 3-103(I))

t T

C

v m x v y

.

kMv : Hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công

kuv : Hệ số phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt

klv : Hệ số phụ thuộc vào chiều sâu khoét

Tra bảng 5.1 ( sổ tay CNCTM tập 2 ) KMv = 1

Tra bảng 8.1 ( sổ tay CNCTM tập 2 ) Kuv = 1

Tra bảng 5.18 ( sổ tay CNCTM tập 2 ) Kφv = 1

Tra bảng 5.5 ( sổ tay CNCTM tập 2 ) Knv = 1,01

kV = 1,01.1.1.0,94.1 = 0,95

Tốc độ cắt:

Tiện thô:

ph m

1 5 , 2 40

292

2 , 0 15 , 0 2

18,0.5,0.40

292

2 , 0 15

, 0 2

6 , 115

1000

1000

4,207

1000

.1000

1000

400.39.14,

31000

v t

1000

700 40 14 , 3 1000

.

= π

d) Lực cắt

L L

L T

.

2 1

0

+ +

=

30

5,22

5,

1 = + ÷ = + =

tg tg

t L

33,53

L L L T

2 1

0

++

=

( ) 1 5 , 33

30

5 , 2 2

5 ,

tg tg

18 , 0

33 , 5 3

smm/v

nv/ph

Vmm/ph

smm/v

nv/ph

Vmm/ph

NGUYÊN CÔNG II:

Bước

Chế độ cắt

Máy Dao

tmm

smm/v

nv/ph

Vmm/ph

smm/v

nv/ph

Vmm/ph

2 Phaytinh 0,1 2 130,6 8,2 0,4

nv/ph

Vmm/ph

smm/v

nv/ph

Vmm/ph

T0

Phút

1 Khoan 2.5 0,53 500 31,5 0,3

6H12

Mũikhoanruộtgà,mũidoaΦ8

2 taro 0,1 2 130,6 8,2 0,4

CHƯƠNG VII TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ ĐỒ GÁ

I Nhiệm vụ kỹ thuật:

Gia công 2 lỗ Φ40 với Rz = 20 dung sai +0,02

Vật liệu hợp kim nhôm đúc liền khối

Sai lệch độ sog song và không vuông góc của các bề mặt làmviệc không quá 0,01/100 mm

+ Thao tác nhanh chi tiết: sau khi gia công xong,

ta vặn đai ốc nới lỏng chi tiết ra, nhấc chit tiết lên vàlấy ra

III.Tình tự thiết kế:

+ Máy phay 6H11

+ Phương pháp định vị

+ Xác định kích thước thực bề mặt dung làm chuẩn

+ Vẽ đường bao của chi tiết tại nguyên công thiết kế đồ gá.+ Xác định phương chiều và điểm đặt lực cắt, lực kẹp

+ Xác định vị trí và kết cấu đồ định vị

2

3 4

- Momen Mx có xu hướng làm cho chi tiết xoay quang trục của nó Nếu muốn chi tiết không bị xoay thì momen ma sát

do lực hướng trục và lực kẹp gây ra phải thắng momen cắt Không tính đến lực dọc trục P0 thì phương trình cân bằng códạng:

1

2

R f W R

K d

M x

=

+ Với K là hệ số an toàn có tính đến khả năng làm tăng lực cắt trong quá trình gia công (công thức 36 sách thiết keesDDACNCTM)

K = K0 K1 K2 K3 K4 K5 K6

- K0 = 1,5 là hệ số an toàn

- K1 = 1,2 hệ số tính đến trường hợp tăng lực cắt khi độ bóng thay đổi

- K2 = 1,5 hệ số tăng lực cắt khi dao bị mòn

- K3 = 1,2 hệ số tính đến việc tăng lực cắt khi bề mặt gia công gián đoạn

- K4 = 1,3 hệ số tính đến sai số của cơ cấu kẹp chặt

- K5 = 1,2 hẻ số tính dseens mức độ thuận lợi của cư cấu kẹpchặt bằng tay

- K6 = 1,5 hệ số tính đến ảnh hưởng của độ lớn mặt tiếp xúc của phôi với đồ gá

⇒ K = 1,5 1,2 1,5 1,2 1,3 1,2 1,5 = 7,58

R = 80 mm R1 = 33 mm f = 1 ( hệ số ma sát)

33 1 , 0 20

80 58 , 7 19 2

.

, 1