thuyết minh đồ án công nghệ chế tạo máy chi tiết nắp trước xi lanh

đồ án công nghệ chế tạo máy chi tiết dạng nắp trước xilanh.Thiết kế quy trình công nghệ nguyên công chi tiết nắp trước xi lanh.Các nguyên công thiết kế chi tiết nắp trước xi lanh.đồ án công nghệ chế tạo máy chi tiết nắp trước xi lanh.tính lượng dư gia công chi tiết.

NhËn xÐt cña gi¸o viªn híng dÉn.

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

……

………

………

………

………

………

……….………

……

………

………

………

Mục lục Lời núi đầu: ……… 4

ChơngI: Phân tích chức năng làm việc của chi tiết 6

I Phân tích chức năng và điều kiện làm việc làm việc của chi tiết 6

Chơng II: Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết 7

Chơng III Xác định dạng sản xuất 8

Chơng IV: Xác định phương phỏp chế tạo phôi 11

I Chọn phương phỏp chế tạo phôi 11

Chơng V: Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết 13

I Xác định đờng lối công nghệ

II Lập thứ tự các nguyên công

Chơng VI: Tính toán và tra lượng dư gia cụng cho cỏc bề mặt 24

ChơngVII Tính toán và tra thông số cắt cho các nguyên công 30

Chương VIII Tớnh thời gian gia cụng cơ bản cho cỏc nguyờn cụng ……… 51

Phần VII Thiết kế đồ gá gia công cho nguyên công khoan và ta rụ 4 lỗ M6 57

Tài liệu tham khảo

[1] Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy.(Trần Văn Địch)

( Nguyễn Đắc Lộc – Lu Văn Nhang)

[2] Chế độ cắt gia công cơ khí ( Phùng Xuân Sơn )

[3] Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập I

[4] Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập II

[5] Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập III

[6] Đồ gá

[7] át lát Đồ gá

[8] Giáo trình công nghệ chế tạo máy Tập 1 + Tập 2

Lời núi đầu

Hiện nay ở nước ta công cuộc công nghiệp hoá, hiện đại hoá đang diễn

ra rất mạnh mẽ Vì vậy ngành cơ khí nói chung và ngành công nghệ chế tạomáy nói riêng đóng một vai trò hết sức quan trọng trong nền kinh tế Quốc dân,

nó đảm nhiệm công việc chế tạo ra những thiết bị máy móc Nam ta trong nhiềunăm qua ngành cơ khí nói chung và đặc biệt là ngành cơ khí chế tạo máy cònđang rất lạc hậu so với các nước trên thế giới và các nước trong khu vực Xongnhững năm gần đây ta đã thực hiện những bước cải cách rất đáng kể trên nhiềulĩnh vực trong đó có ngành công nghiệp nói chung và ngành cơ khí nói riêng Các ngành kinh tế nói chung và ngành cơ khí nói riêng luôn luôn đòi hỏicác kỹ sư cơ khí và cán bộ kỹ thuật cơ khí được đào tạo ra phải có kiến thức cơbản tương đối rộng Đồng thời họ phải biết vận dụng những kiến thức đó đểgiải quyết những vấn đề cụ thể thường gặp trong sản xuất, sửa chữa và sửdụng

Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy là một nhiệm vụ quan trọng củaquá trình đào tạo kỹ sư chuyên ngành chế tạo máy trong các trường đại học vàcao đẳng kỹ thuật Đồ án công nghệ chế tạo máy giúp cho sinh viên năm cuối

hệ thống lại các kiến thức thu nhận được từ bài giảng, bài tập thực hành, hìnhthành cho họ khả năng làm việc độc lập, làm quen với các nhiệm vụ thườngngày của một người cán bộ kỹ thuật trước khi ra trường

Đồ án công nghệ chế tạo máy là một bài tập tổng hợp, vì vậy sinh viên

sẽ có điều kiện để hoàn thành khả năng sử dụng tài liệu, các loại sổ tay, bảngbiểu tiêu chuẩn, phối hợp chúng với các kiến thức lý thuyết đã được trang bịtrong các môn học liên quan để thiết lập phương án công nghệ tốt nhất ứng vớiđiều kiện sản xuất cụ thể

Đồ án công nghệ chế tạo máy cũng cho phép sinh viên phát triển khảnăng sáng tạo, hoàn thiện các bài toán kỹ thuật và tổ chức xuất hiện khi thiết

kế công nghệ, nhằm nâng cao hiệu quả sản xuất, chất lượng sản phẩm ; ứngdụng kỹ thuật mới vào các quá trình công nghệ gia công

Đồ án công nghệ chế tạo máy rất có ý nghĩa trong việc hình thành mộtphong cách làm việc của các kỹ sư cơ khí khi giải quyết các bài toán của thực

tế sản xuất

Trong quá trình tìm hiểu và thiết kế đồ án em đã nhận được sự chỉbảo tận tình của các thầy cô giáo trong khoa cơ khí Đặc biệt là sự hướng dẫn

rất tận tình của thầy giáo Đào Ngọc Hoành đã giúp em hoàn thành đồ án

này.Tuy nhiên vì kiến thức và kinh nghiệm thực tế của em còn hạn chế, do đótrong quá trình tính toán và thiết kế đồ án của em còn nhiều thiếu xót Em rấtmong nhận được sự chỉ bảo của các thầy, cô giáo và sự đóng góp ý kiến củabạn bè để em rút ra kinh nghiệm cho bản thân và thực tế sau này

Em xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên thực hiện: Nghiêm Xuân Khiêm

CHƯƠNG I

Ph©n tÝch Chøc n¨ng lµm viÖc cña chi tiÕt

I.Phân tích chức năng làm việc của chi tiết.

Theo đề bài thiết kế : thiết kế công nghệ chi tiết Nắp trước xi lanh, vớisản lượng 10000 chi tiết/năm, điều kiện sản xuất tự do

Nắp trước xi lanh là chi tiết thuộc dạng hộp, làm việc ở môi trường cóchịu áp lực cao, ứng suất nhiệt sinh ra có thể làm cho bạc đỡ bị rạn nứt dẫn đếnphá hỏng chi tiết

Theo quan điểm kết cấu thì nắp máy là một chi tiết cố định có hình dạng phức

tạp nhất xi lanh khí nén Nắp máy có thể có dạng liền khối cho tất cả các xylanh, riêng rẽ cho từng nhóm hoặc cho từng xy lanh

Trên nắp có nhiều mặt phải gia công với độ chính xác khác nhau và cũng cónhiều bề mặt không phải gia công Bề mặt làm việc chủ yếu là lỗ trụ ϕ40, ϕ48,ϕ52.Cần gia công mặt phẳng A chính xác để làm chuẩn tinh gia công

Vật liệu sử dụng là: GX 18-36 , có các thành phần hóa học sau :

C = 3 – 3,7 Si = 1,2 – 2,5 Mn = 0,25 – 1,00

S < 0,12 P =0,05 – 1,00

[]bk = 150 MPa []bu = 320 MPA

- Các bề mặt đều được thoát dao khi gia công.

- Các lỗ của chi tiết có thể gia công đồng thời trên máy nhiều trục

- Các bề mặt làm chuẩn đủ diện tích và cứng vững trong khi gia công

- Với kết cấu và vật liệu chi tiết ta chọn phương pháp đúc

- Xét về kết cấu vật liệu thống nhất, dễ kiếm, kích thước hợp lý, làm giảmgiá thành

• Sản lợng:

• Tính ổn định của chi tiết

• Tính lặp của quá trình sản xuất

• Mức độ chuyên môn hóa trong sản xuất

Tùy theo sản lượng hàng năm và khối lượng của chi tiết người ta phõn ralàm 3 dạng sản xuất:

1.Sản lợng hàng năm của chi tiết:

Muốn xác định dạng sản xuất trớc hết phải biết sản lượng hàng năm của chi tiếtgia công

Cụng thức tớnh sản lượng hàng năm:

N=N1.m ( 1+ ) (Chiếc / năm)

Trong đó:

N : Số chi tiết được sản xuất trong 1 năm

N1: Sản lượng sản phẩm trong một năm N1 = 10000 chi tiết

m : Số lượng chi tiết trong một sản phẩm

: Số phần trăm chi tiết phế phẩm = 5%

: Số phần trăm chi tiết dự trữ dùng làm phụ tùng = 5%

Thay vµo c«ng thøc ta cã:

N=10000.1 ( 1+ ) = 11000chi tiết/ năm

2.Trọng lượng của chi tiết.

Trọng lượng chi tiết: Q1 = V.γ (kg)

Dạng sản

xuất

Trọng lượng chi tiết(kg)

< 4kg 4 200 kg >200 kgSản lượng hàng năm(chiếc)

I Chọn phương phỏp chế tạo phụi.

Căn cứ vào dạng sản xuất của chi tiết nắp trước xi lanh là dạng sản xuấthàng loạt lớn

Căn cứ vào hình dáng của chi tiết, kết cấu của chi tiết nắp trước xi lanhtương đối phức tạp Ta chọn phương phỏp đỳc phụi

Tùy theo tính chất sản xuất, vật liệu của chi tiết đúc, trình độ kỹ thuật vàhình dạng của chi tiết đúc để chọn các phương phỏp khỏc nhau như :

- Đúc trong khuôn cát mẫu gỗ

- Đúc trong khuôn cát mẫu kim loại

- Đúc trong khuôn kim loại

- Đúc bằng mẫu chảy

- Đúc ly tâm

Nhưng sau khi nghiờn cứu chi tiết nắp trước xi lanh em chọn phương phỏpđỳc trong khuụn cỏt mẫu gỗ

1 2

3 4

11 12

CHƯƠNG V thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết.

- Tập trung nguyên công có nghĩa là bố trí nhiều bước công nghệ trong phạm

vi 1 nguyên công như vậy số lượng nguyên công sẽ ít đi

- Phân tán nguyên công có nghĩa là bố trí ít bước công nghệ trong phạm vi 1nguyên công như vậy số nguyên công của quá trình công nghệ sẽ nhiều lên

Đối với các dạng sản xuất hàng loạt vừa, loạt lớn và hàng khối muốn chuyênmôn hóa cao để có thể đạt năng suất cao trong điều kiện Việt Nam thì đờng lốicông nghệ thích hợp nhất là phân tán nguyên công

ở đây ta dùng các loại máy vạn năng kết hợp với đồ gá chuyên dùng và cácmáy chuyên dùng dễ chế tạo

Với chi tiết nắp trước xi lanh sản xuất loạt lớn nên đường lối công nghệ tachọn là phân tán nguyên công

II Lập thứ tự các nguyên công

1.Nguyên công I : Đúc phôi : đúc trong khuôn cỏt mẫu gỗ.

- Chọn mặt phõn khuụn cần phải đảm bảo những nguyờn tắc sau:

+Đảm bảo chớnh xỏc bề mặt vật đỳc

+ Đảm bảo lấy được mẫu dễ dàng, khi rỳt mẫu khụng được vỡ cỏt, ớt miếngmẫu rời và sửa khuụn dễ

+ Vị trớ đậu ngút phải đặt ở vị trớ cao nhất của chi tiết và xa đậu rút nhất

+ Vị trớ đậu rút thường ở mặt phõn khuụn

- Mục đớch

Phự hợp với kết cấu của chi tiết Để phự hợp với dạng sản xuất hàng loạtvừa đảm bảo phõn phối lượng dư cần thiết để gia cụng đạt dược yờu cầu kĩthuật của bản vẽ chi tiết

Yờu cầu kĩ thuật của phụi khi đỳc ra:

- Chi tiết đỳc phải cõn đối về hỡnh dạng, khụng nứt rỗ, cong vờnh

- Phụi khụng được sai lệch hỡnh dạng quỏ phạm vi cho phộp

- Đảm bảo kớch thước của bản vẽ

- Vật liệu đồng đều, khụng chứa những tạp chất

- Đỳc xong ủ để giảm độ cứng của lớp vỏ ngoài phụi

- Vệ sinh phụi, làm sạch cỏt, mài bavia để phụi đạt độ ngút trước khi đưa vàogia cụng cơ

2.Nguyên công II : KHỎA MẶT ĐẦU, TIỆN ϕ125, ϕ90, ϕ80.

a Mục đích và yêu cầu.

Gia công trên một lần gá , đạt kích thước và tạo chuẩn tinh cho các nguyêncông sau

Sn Sd

H

H

55 53 49 45 38

4

-Chọn máy tiện 1K62

+ Đường kính lớn nhất của chi tiết gia công được trên thân máy: 400 mm

+ Đường kính lớn nhất vật liệu luồn qua lỗ trục chính : 45mm

+ Số cấp tốc độ trục chính: 23

+ Số vòng quay trục chính: 12.5 16 20 25 31.5 40 50 63 80 100 125 160 200

250 315 400 500 630 730 800 1000 1250 1500 2000

+ Đường kính lớn nhất của chi tiết gia công được trên bàn dao: 220 mm

+ Khoảng cách từ mặt tựa của dao tới tâm máy: 240 mm

+ Khoảng cách giữa 2 tâm đến 1400 mm

+ Công suất động cơ: N= 7,5÷10 kw

+ Hiệu suất: η= 0,75

Chiều dài dao: L=200mm

Tiết diện dao: B=20x20mm2

3.Nguyªn c«ng III : Khoan – doa tinh 4 lỗ 14 và khoan lỗ15.

- Định vị: Dùng phiến tỳ phẳng vào mặt đáy, 1 chốt trụ ngắn vào lỗ ϕ40

và 1 chốt tỳ phụ vảo mặt bên của chi tiết để hạn chế 6 bậc tự do

- Kẹp chặt : ta kẹp chặt chi tiết bằng cơ cấu đòn kẹp kết hợp với bulong

đai ốc Lực kẹp hướng vào mặt định vị chính

-Chän m¸y : M¸y khoan cÇn 2H55

- §êng kÝnh lín nhÊt khoan thÐp : 50mm

- C«ng suÊt ®Çu khoan 4,5 kw

Mòi khoan thÐp giã ruét gµ ®u«i c«n kiÓu I :

+ §êng kÝnh mòi khoan :d =14(mm) vµ d= 15(mm)

+ ChiÒu dµi dao khoan : L = 250 (mm)

+ ChiÒu dµi lµm viÖc : l = 170 (mm)

4.Nguyªn c«ng IV: KhoÐt – doa lç ϕ40, ϕ48, ϕ52

- Định vị : Dùng phiến tỳ phẳng định vị vào mặt đáy đồng thời dùng 1

chốt trụ ngắn và 1 chốt tram định vị chéo nhau vào 2 lỗ 14 để hạn chế tất cả là

+ Công suất 7,5 Kw

+ Kích thớc bề mặt làm việc của bàn máy 500x560

+ Số cấp tốc độ trục chính: 12 cấp

+ Phạm vi tốc độ trục chính từ 22,4-1000 vg/phút

-Chọn dao : Chọn mũi khoét – doa làm bằng thép gió P18.

5.Nguyên công V : Khoan 4 lỗ ϕ5 và taro 4 lỗ M6.

- Định vị : Dựng phiến tỳ phẳng định vị vào mặt đỏy đồng thời dựng 1

chốt trụ ngắn và 1 chốt trỏm định vị chộo nhau vào 2 lỗ 10 để hạn chế tất cả là

6 bậc tự do

- Kẹp chặt: Ta sử dụng cơ cấu kẹp chặt bằng Bulong đai ốc kết hợp với

bạc chữ C để thỏo nhanh chi tiết.Lực kẹp hướng vào bề mặt định vị chớnh

n1 n1

4xM6

-Chän m¸y : M¸y khoan cÇn 2H55

- §êng kÝnh lín nhÊt khoan thÐp : 50mm

- C«ng suÊt ®Çu khoan 4,5 kw

- C«ng suÊt n©ng xµ ngang 1,7kw

- M« men xo¾n lín nhÊt 75Kg.m

- Lùc däc trôc lín nhÊt 2000kg

+ Chọn dao:

Mũi khoan ruột gà đuôi trụ, kiểu I, vật liệu thép gió P18 Tra theo bảng

4-41, STCNCTM-1 ta có: d = 5, L = 119, l = 78

6.Nguyªn c«ng VI: Phay mÆt bªn cã lç ren c«n Rc1/2.

- Định vị : Dùng phiến tỳ phẳng định vị vào mặt đáy đồng thời dùng 1

chốt trụ ngắn và 1 chốt trám định vị chéo nhau vào 2 lỗ 14 để hạn chế tất cả là

6 bậc tự do

- Kẹp chặt: Ta sử dụng cơ cấu kẹp chặt bằng Bulong đai ốc kết hợp với

bạc chữ C để tháo nhanh chi tiết.Lực kẹp hướng vào bề mặt định vị chính

• Chän dao: dïng dao phay mÆt ®Çu r¨ng ch¾p m¶nh hîp kim cøng BK8.

7.Nguyªn c«ng VII : Khoan vµ taro lç Rc1/2.

- Định vị : Dùng phiến tỳ phẳng định vị vào mặt đáy đồng thời dùng 1

chốt trụ ngắn và 1 chốt trám định vị chéo nhau vào 2 lỗ 14 để hạn chế tất cả là

6 bậc tự do

- Kẹp chặt: Ta sử dụng cơ cấu kẹp chặt bằng Bulong đai ốc kết hợp với

bạc chữ C để tháo nhanh chi tiết, hạn chế 5 bậc tự do.Lực kẹp hướng vào bềmặt định vị chính

-Chọn máy: Chọn máy doa ngang 2613, kích thước làm việc của bàn máy

710x900 ,công suất động cơ là N= 4,5 KW, số cấp tốc độ trục chính 12 cấp

-Chọn mũi khoan ruột gà, chuụi cụn, kiểu 1 Tra bảng 4-12 trang 292[1] cú:

Đường kớnh mũi khoan d =10mm

Chiều dài mũi khoan L=250mm

Chiều dài phần làm việc l=170mm

Vật liệu mũi khoan và taro là thộp giú P18

• Nguyên công VIII : Kiểm tra độ vuông góc giữa mặt A và mặt đáy, độ

I.Tớnh Lượng dư khi gia công lỗ φ40± 0.1

1.Tớnh Lượng dư khi gia công lỗ φ40 ± 0.1

Phôi đúc cấp chính xác II, khối lợng 1,5 kg, vật liệu gang xám GX 18-36.Quytrình công nghệ gồm 3 bước: khoét, doa thô, doa tinh.Chi tiết được gá đặt nhưhình vẽ.

Hình vẽ :

Theo bảng 10 , Thiết kế đồ án CNCTM ta có Rza và Ta của phôi là 250 và 350

m

Sai lệch không gian tổng cộng đợc xác định theo công thức sau: = cv

Trong đó cv = k L - sai lệch cong vênh

L- Chiều dài chi tiết

Sai lệch không gian tổng cộng đợc tính theo công thức : = k phôi

k là hệ số giảm sai (Hệ số chính xác hoá )

• Dung sai doa tinh : = 25 m.Dung sai doa th« : = 80 m Dung saikhoÐt = 170 m Dung sai ph«i = 300 m

Ta cã : Sau doa tinh: dmax= 40,025 mm ; dmin= 40,025 - 0,025 =40 mm

m

dt

dminmm

dmaxmm

2Zminm

2Zmaxm

- Xác định lượng dư gia công tạo điều kiện thuận lợi trong việc tính toán

thiết kế ở mỗi nguyên công tiếp theo

-lượng dư gia cụng được xỏc định hợp lý sẽ giảm giá thành chế tạo phụigiảm giá thời gian gia công điều đó có ý nghĩa kinh tế rất lớn đối với việc sản xuất.Theo bảng 3-95 trang 235 STCNCTM1 với vật liệu Gang, kớch thước lớn nhấtcủa chi tiết là 145mm ta tra được cấp chớnh xỏc II

Theo bảng 3-94 trang 252 STCNCTM 1 ta tra được lượng dư của cỏc bề mặtnhư sau:

Kớch thước

lớn nhất của

chi tiết

Vị trớ bề mặt khi rỳt kim loại

Kớch thước danh nghĩa

* Yêu cầu kỹ thuật của phôi đúc:

- Phôi đúc ra không bị rạn nứt, không bị cong vênh, không có rỗ khí quá lớn,không chai cứng bề mặt

- Ph«i kh«ng bÞ sai lÖch vÒ h×nh d¸ng qu¸ ph¹m vi cho phÐp

- §¶m b¶o kÝch thíc cña ph«i

- §¶m b¶o c¸c gãc lîn

*Ta cã : B¶n vÏ chi tiÕt lång ph«i.

H×nh vÏ:

110 145

* Yêu cầu kỹ thuật của phôi đúc:

- Phôi đúc ra không bị rạn nứt, không bị cong vênh, không có rỗ khí quá lớn,không chai cứng bề mặt

- Phôi không bị sai lệch về hình dáng quá phạm vi cho phép

- Đảm bảo kích thớc của phôi

- Đảm bảo các góc lợn

II.Nguyờn cụng tiện ϕ125 với độ búng Ra=2.5 m và tiễn rónh ϕ110, tiện ϕ90, tiện ϕ80.

Sn Sd

H

H

55 53 49 45 38

4

a Mục đích và yêu cầu.

Gia công trên một lần gá , đạt kích thước và tạo chuẩn tinh cho các nguyêncông sau

+ Đường kớnh lớn nhất của chi tiết gia cụng được trờn thõn mỏy: 400 mm

+ Đường kớnh lớn nhất vật liệu luần qua lỗ trục chớnh : 45mm

+ Số cấp tốc độ trục chớnh: 23

+ Số vòng quay co trên động cơ: 12.5 16 20 25 31.5 40 50 63 80 100 125 160

200 250 315 400 500 630 730 800 1000 1250 1500 2000

+ Đường kính lớn nhất của chi tiết gia công được trên bàn dao: 220 mm

+ Khoảng cách từ mặt tựa của dao tới tâm máy: 240 mm

+ Khoảng cách giữa 2 tâm đến 1400 mm

+ Công suất động cơ: N= 7,5÷10 kw

Theo tiêu chuẩn chọn n=400 (vòng/phút)

Tra bảng 5- 5 trang 8 [2] có Knv=0,9

Tra bảng 5- 6 trang 8 [2] có Kuv=2,7

Kv=1,512Tra bảng 5- 15 trang 13 [2] có S=0,240,32(mm/vòng)

Ta chon S=0,24 (mm/vòng)

Tra bảng 5-17 trang 14 [2] có: Cv=182; M=0,23; x=0,12; y=0,3

Thay số ta tính được v=109(m/ph)