thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết bàn xoay

Tính chế độ cắt cho một nguyên công và tra chế độ cắt cho các nguyên công còn lại 3.5.. Công nghệ chế tạo máy là một ngành then chốt, nó đóng vai trò quyết định trongsự nghiệp công nghiệ

MỤC LỤC

Lời nói đầu

Chương 1 Phân tích chi tiết gia công và dạng sản xuất

1.1 Phân tích chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết

1.2 Tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết

Chương 3.Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết

3.1 Xác định đường lối công nghệ

3 2 Chọn phương pháp gia công

3.3 Tính lượng dư cho một bề mặt và tra lượng dư cho các bề mặt còn lại

3.3.1 Tính lượng dư gia công khi gia công lỗ

3.32 Tra lượng dư cho các bề mặt còn lại

3.4 Tính chế độ cắt cho một nguyên công và tra chế độ cắt cho các

nguyên công còn lại

3.5 Xác định thời gian nguyên công

Chương 4 Tính và thiết kế đồ gá

Kết luận

Tài liệu tham khảo

Lêi nãi ®Çu

Công nghệ chế tạo máy là một ngành then chốt, nó đóng vai trò quyết định trong

sự nghiệp công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nớc Nhiệm vụ của công nghệ chế tạo máy

là chế tạo ra các sản phẩm cơ khí cho mọi lĩnh vực của nghành kinh tế quốc dân, việc phát triển ngành công nghệ chế tạo máy đang là mối quan tâm đặc biệt của Đảng và nhà nớc ta

Môn học công nghệ chế tạo máy có vị trí quan trọng trong chơng trình đào tạo kĩ

s và cán bộ kĩ thuật về thiết kế, chế tạo các loại máy và các thiết bị cơ khí phục vụ các

ngành kinh tế nh công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải, điện lực vv

Để giúp cho sinh viên nắm vững đợc các kiến thức cơ bản của môn học và làm quen với nhiệm vụ thiết kế, trong chơng trình đào tạo, đồ án môn học công nghệ chế tạo máy là môn học không thể thiếu đợc của sinh viên chuyên ngành chế tạo máy khi kết thúc môn học Sau một thời gian tìm hiểu và với sự chỉ bảo nhiệt tình của các thày cô giáo, đặc biệt là thầy Nguyờ̃n Trọng Mai đến nay em đã hoàn thành đồ án môn học công nghệ chế tạo máy Trong quá trình thiết kế và tính toán tất nhiên sẽ có những sai sót do thiếu thực tế và kinh nghiệm thiết kế, em rất mong đợc sự chỉ bảo của các thầy cô giáo trong bộ môn công nghệ chế tạo máy và sự đóng góp ý kiến của các bạn để lần thiết kế sau và trong thực tế sau này đợc hoàn thiện hơn Em xin chân thành cảm ơn ! Sinh viờn thực hiện Bùi Đình Đạt NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIấN HƯỚNG DẪN ………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

Giáo viên hướng dẫn

(Ký tên)

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

Chương 1 Phân tích chi tiết gia công và dạng sản xuất

1 Phân tích chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết

-Dựa vào bản vẽ chi tiết ta thấy chi tiết bàn xoay là chi tiết dạng hộp có các lỗ, mà tâmcủa chúng song song với nhau

-Bề mặt làm việc chủ yếu của bàn quay là các bề mặt trên của lỗ và các bề mặt làm việc của bàn quay

- Chi tiết dùng để gá đặt các chi tiết khác khi cần gia công các rãnh chữ T,các lỗ xoay một góc nhất định nào đó

Bảng 1.1: Thành phần hóa học của thép C45

0,4-0,5 0,17-0,37 0,5 – 0,8 0,045 0,045 0,3 0,3

2.Tính công nghệ trong kết cấu

-Tính công nghệ trong kết cấu là những đặc điểm về kết cấu cũng như những yêu cầu

kỹ thuật ứng với chức năng làm việc của chi tiết gia công Nó có ý nghĩa quan trọng trong việc nâng cao tính công nghệ, giảm khối lượng lao động, tăng hệ số sử dụng vật liệu và hạ giá thành sản phẩm

-Chi tiết bàn quay là một trong các chi tiết dạng hộp do vậy một số yêu cầu phải đượcđảm bảo:

+ Kết cấu của hộp phải được đảm bảo khả năng cứng vững không bị biến dạng và có thể dùng chế độ cắt cao, năng suất cao

+ Với bàn quay, kích thước không lớn lắm phôi nên chọn là phôi đúc và vì để đảm bảo các điều kiện làm việc của bàn quay

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

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

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

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

+ Các bề mặt làm chuẩn phải đủ diện tích nhật định, phải cho phép thực hiện nhiềunguyên công khi dùng bề mặt đó làm chuẩn và phải cho phép gá đặt nhanh

- Kết cấu của chi tiết là hợp lí đảm bảo độ cứng vững cũng như tiết kiệm được vật liệu

3 Xác định dạng sản xuất.

* Sản lượng hàng năm của chi tiết được xác định theo công thức sau đây:

N = N1.m(1 + )

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 β = 6%

Ta xét thêm α% phế phẩm α = 3% ÷ 6%, chọn α = 4%, lúc đó :

-Dựa vào bản vẽ 3D trong phần mềm SolidWorks ta cú : V = 0,291 dm3

Vậy trọng lượng chi tiết: Q = 0,291.7,852 = 2,28kg

(Hoặc dựa vào bản vẽ 3D trong phần mềm SolidWorks ta cú : Q = 2,27 kg)Dựa vào bảng 2 HDTKDACNCTM ta xác định :

-Chọn phương pháp chế tạo phôi bằng phương pháp đúc trong khuôn cát Để đảm bảoyêu cầu về kỹ thuật cũng như tính công nghệ trong chi tiết chúng ta sử dụng vật liệulàm chi tiết là thép C45 Sau khi đúc cần có nguyên công làm sạch và cắt bavia.

2 Bản vẽ lồng phôi.

• Yêu cầu kỹ thuật :

+ Phôi đúc xong phải đảm bảo độ cong vênh trong phạm vi cho phép

+ Đảm bảo vị trí tương quan giữa các bề mặt

+ Đảm bảo phôi đúc ít ba via, đậu rót, đậu ngót

Chương 3: Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết

3.1.Xác định đường lối công nghệ

-Do sản xuất hàng loạt lớn nên quy trình công nghệ được xây dựng theo nguyên tắcphân tán nguyên công Ở đây, mỗi máy thực hiện một nguyên công nhất định, đồ gáđược sử dụng là đồ gá chuyên dùng

-Do sản xuất hàng loạt nên ta chọn phương pháp gia công cùng một vị trí ,một dao,gia công tuần tự Dùng máy vạn năng kết hợp với đồ gá chuyên dùng

3.2.Chọn phương pháp gia công

- Khi gia công các mặt phẳng đạt độ bóng bề mặt Rz = 20µm chọn phương pháp giacông là phay Khi đó theo bảng 3- 69 (Sổ tay CNCTM I) [1] ta chọn gia công lần cuối

- Khi gia công 4 lỗ bậc φ 9, chọn gia công lần cuối là phay tinh.

3.3 Tính lượng dư cho một bề mặt và tra lượng dư cho các bề mặt còn lại3.3.1.Tính lượng dư gia công khi gia công lỗ Φ 132

-Quy trình công nghệ gồm 2 bước : Tiện thô và tiện tinh

Lượng dư gia công được xác định theo công thức:

-Theo bảng 4.3 – HDTKĐAMHCNCTM [5]:

-Sai số gá đặt khi tiện thô được xác định như sau: =

= 0 vì chuẩn định vị trùng với gốc kích thước

Sai lệch không gian còn lại sau khi tiện thô là: ρ1 = k.ρ phôi ( k = 0,05 )ρ1= 0,05.614,4= 30,72 µm

-Sai số gá đặt còn lại ở nguyên công tiện thô là :

= 0,05 = 0,05.140 = 7µm

Lượng dư gia công nhỏ nhất của tiện tinh:

= 263,01µmVới:

dung sai tiện thô = 170µm,

dung sai tiện tinh = 50µm,

dung sai phôi = 400 µm

Kích thước lỗ khi :

Tiện thô : d2 = 132,05 – 0,263 = 131,78 mm

Phôi : d = 131,78 – 2,4603 = 129,32 mm

Kích thước giới hạn:

Sau tiện tinh: dmax = 132,05 mm, dmin = 132,05 - 0,05 = 132mm

Sau tiện thô: dmax = 131,78 mm, dmin = 131,78 – 0,17 = 131,61 mm

Kích thước của phôi: dmax = 129,32 mm, dmin = 129,32 - 0,4= 128,92 mm

-Lượng dư giới hạn:

+ Khi tiện tinh

2Zmin = 132,05 –131,78 = 0.27 mm = 270 µm2Zmax = 132 – 131,61= 0,39 mm = 390µm + Khi tiện thô

2Zmin = 131,78 – 129,32 = 2,46 mm = 2460 µm2Zmax = 131,61 – 128,92 = 2,69 mm = 2690µm-Lượng dư tổng cộng :

2Zmin = 270+2460 = 2730 µm

2Zmax = 390+2690 = 3080 µm

-Kiểm tra kết quả tính toán:

Sau khi tiện tinh:

µm

µm

d

dmm

dmm

2Zminmm

2Zmaxmm

2

129,32

3.3.2 Tra lượng dư cho các bề mặt còn lại

-Tra bảng 3.95-STCNCTM [1] ta có :

+ Lượng dư gia công mặt đầu chứa rănh chữ T φ140 là: 5mm

+ Lượng dư gia công các mặt còn lại là : 4 mm

3.4 Tính chế độ cắt cho một nguyên công và tra chế độ cắt cho các nguyên công còn lại.

3.4.1.Lập sơ bộ các nguyên công:

-Nguyên công 1:là đúc tạo phôi dùng phương pháp đúc trong khuôn cát sao cho phù

hợp vơí sản xuất hàng loạt

-Nguyên công 2: Khỏa mặt đầu đạt kích thước 28± 0,1, gia công trên máy Tiện bằng daovai ( đạt được độ nhám Rz = 20 - cấp độ bóng cấp 5) để làm chuẩn định vị cho cácnguyên công sau

-Nguyên công 3: Phay mặt đầu đạt kích thước 26± 0,1, gia công trên máy phay đứngbằng dao phay mặt đầu (đạt được độ nhám Rz = 20 cấp độ bóng cấp 5)

-Nguyên công 4: Gia công lỗ tâm kích thước R6± 0,1, gia công trên máy khoan cần( đạt được độ nhám Ra = 5- cấp độ bóng cấp 5)

-Nguyên công 5: Gia công 4 lỗ φ 9 đạt kích thước φ 9± 0,1 (đạt được độ nhám Ra = 5 cấp độ bóng cấp 5)

Nguyên công 6: Gia công 8 lỗ kích thước φ10 ± 0,1, gia công trên máy khoan cần (đạtđược độ nhám Ra = 5- cấp độ bóng cấp 5)

-Nguyên công 7: Phay rãnh chữ T đạt kích thước 4± 0,05 và 8± 0,05 gia công trên máy phayđứng bằng dao phay ngón chữ T( đạt được độ nhám Ra = 5 - cấp độ bóng cấp5)

-Nguyên công 8: Gia công 3 lỗ φ 2 đạt được độ nhám Ra = 5 - cấp độ bóng cấp 5)

-Nguyên công 9: Kiểm tra độ không song song giữa các mặt lỗ < 0.06, độ không

vuông góc giữa các mặt lỗ và mặt đầu <0.06 (kiểm tra bằng đồng hồ so)

3.4.2 Chế độ cắt:

-Nguyên công2: Khoả mặt đầu tiện lỗ φ 75, φ 124 , φ 132 và φ140

+oCông suất của máy Nm = 10kW.

+Chiều cao tâm 200mm, khoảng cách lớn nhất giữa 2 mũi tâm 1400mm

+Hiệu suất máy

+Số vòng trục chính(vg/ph): 12,5; 16; 20; 31,5; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 315; 400;500; 630; 800; 1000; 1250; 1600; 2000

-Chọn dao: Chọn vật liệu dao là T15K6

Chế độ cắt bước: tiện thô

a)Chiều sâu cắt

Chiều sâu cắt t = 2 mm

Lượng chạy dao răng Sz = 0,8 mm/vòng (Bảng 5-11 SổTay CNCTM T2)

b)Tốc độ cắt

Như vậy tốc độ cắt thực tế là:

-Nguyên công 3: Phay mặt đầu thứ 2:

-Định vị :

Chi tiết được định vị 3 bậc tự do bởi phiến tỳ, định vị 2 bậc tự do bởi khối V cố địnhlại Vị trí của dao được xác định bằng cữ so dao Nguyên công được thực hiệntrên máy phay đứng bằng dao phay mặt đầu

+Công suất máy Nm = 7 KW

+ Bề mặt làm việc của bàn máy: 400 × 1600 mm

+ Công suất động cơ: N =10 kw

+ Hiệu suất máy η = 0,75

+ Tốc độ trục chính: 18 cấp: 30; 37,5; 47,5; 60; 75; 95; 118; 150; 190; 235; 300; 375; 475; 600; 750; 950; 1180; 1500

-Chọn dao :

+ Theo bảng (4-2) STCNCTM T1 chọn vật liệu dao là T15K6

+ Theo bảng (4-94) STCNCTM T1[1] Chọn dao phay mặt đầu có răng chắp mảnh hợp kim cứng T15K6 Đường kính dao : D= (1,25-1,5)B, Chọn

Lượng chạy dao răng Sz = 0,24 mm/răng (Bảng 5-125 SổTay CNCTM T2)

⇒ Lượng chạy dao vòng Sv = Sz z = 0,24 12= 2,88 mm/vòng

Ta chọn số vòng quay theo máy nm= 235 vg/ph

Lượng chạy dao phút : Sp = n.Sv = 235.2,88 = 676,8 mm/phút

Như vậy tốc độ cắt thực tế là:

Chế độ cắt bước 2: (phay tinh với R a = 5)

Chiều sâu cắt t =1 mm

Lượng chạy dao răng Sz = 0,28 mm/răng (Bảng 5-125 SổTayCNCTM T2)

⇒ Lượng chạy dao vòng Sv = Sz z = 0,28 12= 3,36 mm/vòng

Ta chọn số vòng quay theo máy nm = 300 vg/ph

Lượng chạy dao phút : S p = n.Sv = 300.3,36 = 1008 mm/phút

Như vậy tốc độ cắt thực tế là:

Bảng chế độ cắt

Phay tinh 6H12 T15K6 131.88 300 1008 1

-Nguyên công 4: Khoan - doa lỗ φ12

-Định vị :

Chi tiết được định vị 3 bậc tự do bởi phiến tỳ, định vị 2 bậc tự do bằng chốt trụ ngắn

có vít ốc Nguyên công được thực hiện trên máy Khoan cần 2A55

-Kẹp chặt :

Chi tiết được kẹp chặt đai ốc

-Chọn máy : Máy khoan 2A55

+ Công suất động cơ : N = 4,5 kW

+ Số vòng quay trục chính (vg/ph): 30-37;5-47, 5- 60-75-95-118-150-190 375-475-600-950-1180-1500-1700

-225-+Bước tiến 1 vòng quay trục chính (mm/vg): 0.56-0.79-1.15-1.54-2.2

0.05-0.07-0.1-0.14-0.2-0.28-0.4 Chọn dao :

+ Chọn vật liệu cho mũi khoan, mũi doa là thép gió

+ Chọn mũi khoan ruột gà đuôi côn

+ Chọn mũi doa thép gió răng liền

-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 k2 =1,0

- k1: hệ số điều chỉnh phụ thuộc chu kỳ bền dao, k1 = 1,0

- k2: hệ số điều chỉnh phụ thuộc trạng thỏi bề mặt phụi, k2 = 1,0

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

 Vt = 10.6.1.1.1 = 10.6 m/phút

Số vòng quay của trục chính theo tính toán là:

-Nguyên công 5: Phay 4 lỗ 9:

-Chọn máy : Máy khoan 2A55

+ Công suất động cơ : N = 4,5 kW

+ Số vòng quay trục chính (vg/ph): 30-37 -47, 5- 60-75-95-118-150-190 375-475-600-950-1180-1500-1700

-225-+Bước tiến 1 vòng quay trục chính (mm/vg): 0.56-0.79-1.15-1.54-2.2

0.05-0.07-0.1-0.14-0.2-0.28-0.4 Chọn dao: Phay bằng dao phay ngón thép gió, có vành răng liền(dạng mũi khoan)

Lượng dư gia công: Phay 1 lần với lượng dư phay thô Zb = 3 mm

Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt Chiều sâu cắt t = 3 mm, lượng chạy dao S =0.1 – 0.18mm/răng, tốc độ cắt V = 172(hoặc 181) m/phút Bảng 5-160 và 5-

161 Sổ tay CNCTM tập 2 Các hệ số hiệu chỉnh:

K1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào nhóm và cơ tính của thép cho trong bảng5-161 Sổ tay CNCTM2- k1 = 1,12.

K2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái của bề mặt gia công và chu kỳbền 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 Sổtay CNCTM2- k3 = 1

K4: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào vật liệu gia công cho trong bảng 5-161 Sổtay CNCTM2- k4 = 1

Vậy tốc độ tính toán là: vt = vb.k1.k2.k3.k4 = 172.1,12.1.1.1 = 192.64 m/phút

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

-Định vị:

Chi tiết được định vị 3 bậc tự do bởi phiến tỳ, định vị 2 bậc tự do bằng chốt trụ ngắn

có vít ốc, và 1 chốt trám chống xoay Nguyên công được thực hiện trên máyKhoan cần 2A55

-Kẹp chặt :

Chi tiết được kẹp chặt đai ốc

-Chọn máy : Máy khoan 2A55

+ Công suất động cơ : N = 4,5 kW

+ Số vòng quay trục chính (vg/ph): 30-37;5-47, 5- 60-75-95-118-150-190 375-475-600-950-1180-1500-1700

-225-+Bước tiến 1 vòng quay trục chính (mm/vg): 0.56-0.79-1.15-1.54-2.2

0.05-0.07-0.1-0.14-0.2-0.28-0.4 Chọn dao :

+ Chọn vật liệu cho mũi khoan, mũi khoét, mũi doa là thép gió

+ Chọn mũi khoan ruột gà đuôi côn

+ Chọn mũi khoét đuôi côn

+ Chọn mũi doa thép gió răng liền

- k1: hệ số điều chỉnh phụ thuộc chu kỳ bền dao, k1 = 1,0

- k2: hệ số điều chỉnh phụ thuộc trạng thỏi bề mặt phụi, k2 = 1,0

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

Như vậy tốc độ cắt thực tế là:

Lượng chạy dao phút: Sp = n.Sv = 950.0,6 = 570 mm/phút

Bảng chế độ cắt

-Nguyên công 7: Phay rãnh chữ T.

-Định vị:

Dùng phiến tỳ bề mặt dưới hạn chế 3 bậc tự do và 1chốt chụ ngắn có vít ốc hạn chế 2bậc tự do

-Kẹp chặt :

Chi tiết được kẹp chặt đai ốc

-Chọn máy: Máy phay đứng vạn năng 6H12

+Công suất máy Nm = 7 KW

+ Bề mặt làm việc của bàn máy: 400 × 1600 mm

+ Công suất động cơ: N =10 kw

+ Hiệu suất máy η = 0,75

+ Tốc độ trục chính: 18 cấp: 30; 37,5; 47,5; 60; 75; 95; 118; 150; 190; 235; 300; 375; 475; 600; 750; 950; 1180; 1500

lượng chạy dao S = 0.1 – 0.18mm/răng,

tốc độ cắt V = 172(hoặc 181) m/phút Bảng 5-160 và 5-161 Sổ tay CNCTMtập 2

Vậy tốc độ tính toán là: vt = vb.k1.k2.k3.k4 = 172.1,12.1.1.1 = 192.64 m/phút

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

-Định vị : Chi tiết được định vị 3 bậc tự do bởi phiến tỳ, định vị 2 bậc tự do bằng chốttrụ ngắn có vít ốc Nguyên công được thực hiện trên máy Khoan cần 2A55

-Kẹp chặt : Chi tiết được kẹp chặt đai ốc

-Chọn máy : Máy khoan 2A55

+ Công suất động cơ : N = 4,5 kW

+ Số vòng quay trục chính (vg/ph): 30-37;5-47, 5- 60-75-95-118-150-190 375-475-600-950-1180-1500-1700

-225-+Bước tiến 1 vòng quay trục chính (mm/vg): 0.56-0.79-1.15-1.54-2.2

0.05-0.07-0.1-0.14-0.2-0.28-0.4 Chọn dao :

+ Chọn vật liệu cho mũi khoan là thép gió

+ Chọn mũi khoan ruột gà đuôi côn

Chế độ cắt bước 1: Khoan lỗ φ 2

Chiều sâu cắt t = 0,5.2 = 1 mm

Lượng chạy dao Sv = 0,08 mm/vòng (Bảng 5-25 SổTay CNCTM T2 )

Tốc độ cắt Vb= 15 m/ph (Bảng 5-86 SổTay CNCTM T2 )