Đồ án công nghệ ché tạo máy chi tiết dạng càng c15

Trên chi tiết dạng càng ngoài những lỗ cơ bản cần đợc gia công chính xáccòn có những lỗ dùng để kẹp chặt, các mặt đầu của lỗ và những yếu tố kháccần đợc gia công.. Do các mặt đầu của càn

Lời mở đầu.

Môn học Công nghệ chế tạo máy là một trong những môn học chuyênngành quan trọng nhất của mỗi sinh viên chuyên ngành Chế tạo máy-khoa Cơkhí cũng nh của mỗi sinh viên thuộc khoa Cơ khí

Đồ án môn học Công nghệ chế tạo máy đóng vai trò rất quan trọngtrong chơng trình đào tạo kỹ s Cơ khí, nó giúp sinh viên hiểu sâu hơn về mônhọc Công nghệ chế tạo máy đồng thời củng cố kiến thức của nhiều môn họckhác nh: Dung sai, Đồ gá, Dụng cụ cắt,

Đợc sự giúp đỡ tận tình của thầy Trần Xuân Việt và sự góp ý của bạn

bè, đồ án của em đã đợc hoàn thành Tuy vậy, do sự hạn chế về mặt kinhnghiệm và kiến thức thực tế nên đồ án không tránh khỏi những thiếu sót, emrất mong đợc sự chỉ bảo của các thầy cô và đóng góp ý kiến của bạn bè để

Chơng I:

Phân tích chi tiết gia công và xác định dạng sản xuất

I Phân tích chức năng làm việc của chi tiết.

Càng gạt là chi tiết dạng càng Chi tiết dạng càng thờng có chức năngbiến đổi chuyển động thẳng của chi tiết này ( Piston của động cơ đốt trong )thành chuyển động quay của chi tiết khác ( trục khuỷu ) Ngoài ra chi tiếtdạng càng còn dùng để đẩy bánh răng ( khi cần thay đổi tỉ số truyền tronghộp tốc độ )

Trên chi tiết dạng càng ngoài những lỗ cơ bản cần đợc gia công chính xáccòn có những lỗ dùng để kẹp chặt, các mặt đầu của lỗ và những yếu tố kháccần đợc gia công

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

Vật liệu chế tạo chi tiết càng gạt C15 là gang xám 15-32 Đây là loại vậtliệu có tính đúc tốt, ta có thể sử dụng phơng pháp đúc để chế tạo phôi.

Chiều dầy của càng là 10-15 mm, do vậy tính cứng vững của chi tiếtkhông cao Vì vậy khi gia công càng cần phải chú ý đến vấn đề kẹp chặt chitiết

Do các mặt đầu của càng không cùng nằm trên một mặt phẳng, do vậykhi gia công ta phải gá đặt nhiều lần (không gia công đợc các mặt đầu trongmột lần gá), điều này ảnh hởng đến năng suất gia công

Độ chính xác của các lỗ chính cao, bề mặt lỗ 10, 20 cần gia công đạt

độ nhám Ra = 2,5 (6), với dung sai ), với dung sai 10 là 0,03( tơng ứng với cấp chínhxác H7); ); 20 là 0,035 (tơng ứng với cấp chính xác H7); ) Để đạt đợc yêu cầunày ta phải gia công qua các bớc khoan-khoét-doa

Các bề mặt đầu cần gia công đạt độ nhám Rz = 20 (5), ta có thể giacông đạt đợc yêu cầu này bằng phơng pháp gia công phay, qua các bớc phaythô và phay tinh

Độ không song song giữa bề mặt C và B là 0,03; độ không vuông gócgiữa bề mặt D và A là không quá 0,03; độ không song song của các tâm lỗcơ bản không quá 0,03/100mm chiều dài Các yêu cầu kỹ thuật này ta hoàntoàn có thể đạt đợc khi gia công trên các máy vạn năng hay các máy chuyêndùng

III Xác định dạng sản xuất.

- Xác định trọng lợng của chi tiết:

Ta có:

Q = V. (kg)Trong đó:

Q : Trọng lợng của chi tiết (kg)

4

10 2

4

6

2  2 = 7); 822,56), với dung sai 6), với dung sai mm3

4

40 2

4

20 2

4

12

V3 = 25546), với dung sai ,7); 2/cos280 = 28933,45 mm3

 V= 2.7); 822,56), với dung sai 6), với dung sai + 35437); ,16), với dung sai 5 +2.28933,45 =108949,197); mm3

 : Tỉ lệ dự trữ trong sản xuất.

 = (57); )   lấy  = 6), với dung sai 

M = 1

 N = 10000.1.(1+5 ).(1+6), với dung sai ) = 11130 chi tiết/năm

Tra bảng 2 [4]  dạng sản xuất là hàng loạt lớn

Trạng thái ứng suất của phôi dập nói chung là nén khối, do vậy kimloại có tính dẻo tốt hơn, biến dạng triệt để hơn nên cơ tính của phôi dập caohơn rèn, vì vậy mà dễ cơ khí hoá và tự động hoá nâng cao đợc năng suất

Tuy nhiên, phơng pháp chế tạo phôi dập có một số nhợc điểm sau:Thiết bị sử dụng cho dập có công suất lớn, chuyển động đòi hỏi chínhxác cao, chế tạo khuôn đắt tiền

2 Phôi đúc

Do vật liệu chế tạo phôi là gang xám15-32, đây là loại vật liệu có tính

đúc tốt Đúc có thể tạo ra các sản phẩm đúc phức tạp, giá thành của sảnphẩm đúc hạ hơn các dạng sản xuất khác

Tuy nhiên, sản phẩm đúc có những nhợc điểm sau:

+ Sản phẩm đúc dễ bị rỗ co, rỗ khí, nứt và lẫn tạp chất,

+ Khi đúc trong khuôn cát, độ chính xác về kích thớc và độ bóng thấp.+ Tiêu hao một phần không nhỏ lợng kim loại ở hệ thống rót, đậu hơi,

đậu ngót,

Do dạng sản xuất của ta là dạng sản xuất hàng loạt lớn, phôi có kíchthớc không lớn, kết cấu không quá phức tạp, có một số bề mặt không cần giacông, mặt khác vật liệu chế tạo phôi là gang xám 15-32 - đây là loại vật liệu

có tính đúc tốt, nên ta chọn phơng pháp chế tạo phôi là đúc, phôi đúc đợc

đúc trong khuôn cát, làm khuôn trên máy ép và máy rằn

II Thiết kế bản vẽ chi tiết lồng phôi.

Tra bảng 3-94[1] , với vật liệu đúc cấp chính xác1  lợng d gia côngcho các bề mặt bên và dới là : 2,0 mm

Tra bảng 3-3[1]  dung sai cho phép của vật liệu đúc

Tra bảng 3-13[1]  độ nhám bề mặt chi tiết đúc: Rz = 40 m (4)

Ta có bản vẽ chi tiết lồng phôi:

Do càng gạt C15 là chi tiết dạng càng, có các đờng tâm lỗ chính ( 10

và 20 ) yêu cầu độ song song cao và độ vuông góc giữa đờng tâm lỗ 20 vàmặt đầu A(D) là 0.03 và yêu cầu độ song song giữa các bề mặt C và B là0.03 Để đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật đó ta có thể có các phơng án chọnchuẩn tinh nh sau:

+ Chọn chuẩn tinh thống nhất là bề mặt C và hai lỗ 10

Nếu chọn chuẩn tinh nh trên thì ta chọn chuẩn thô là bề mặt A và vànhngoài 25 để gia công bề mặt C và hai lỗ 10 Khi kẹp chặt chi tiết lực kẹpchặt chi tiết W đợc tác động qua khối V di động (tác động bên ngoài 25).Mặt khác do càng có kết cấu kém cứng vững, vật liệu chế tạo càng là gangxám 15-32, nh vậy nếu lực kẹp lớn có thể gây ra biến dạng càng, số lợng phếphẩm tăng

+ Chọn chuẩn tinh thống nhất là bề mặt D và lỗ 20

Nếu chọn chuẩn tinh nh vậy thì ta chọn chuẩn thô để gia công chuẩntinh là mặt A và vành ngoài 40 Với cách chọn nh vậy thì lực kẹp sẽ đợc

đặt gần vành ngoài 40 để gia công chuẩn tinh, lực kẹp sẽ không gây biếndạng phôi Khi gia công các bề mặt phẳng còn lại ta có thể gia công đồngthời đợc các bề mặt C và D bằng dao phay đĩa

5 Nguyên công 5: gia công hai lỗ 10

6), với dung sai Nguyên công 6), với dung sai : gia công lỗ 20

Các lỗ 10 và 20 cần gia công đạt độ nhám Ra = 2,5(6), với dung sai )đạt đợcyêu cầu này ta tiến hành khoan, khoan đợc tiến hành qua ba bớc:khoan-khoét-doa.

10 Nguyên công 10: tổng kiểm tra

Kiểm tra độ không vuông góc giữa bề mặt D, A với đờng tâm lỗ

Kích thớc làm việc của bàn máy: BxL = 320x250

1.3 Chon dụng cụ cắt

Để gia công bề mặt C có bề rộng 25 ta chọn dao phay mặt đầu, vật liệuchế tạo dao là thép gió

Tra bảng 4.92[1]  chọn dao phay mặt đầu liền khối đuôi côn loại 1:Các kích thớc cơ bản của dao phay:

Đờng kính dao phay: D = 40 mm

W

Bề dầy dao phay: L = 26), với dung sai mm

Số răng dao phay: 10

Đờng kính lỗ lắp trục: d = 16), với dung sai mm

Tra bảng 7); [4]  tuổi bền của dao T = 130 phút

1.4 Tra lợng d

Để phay mặt C đạt Rz = 20 ta tiến hành phay, phay gồm hai bớc:

1.5 Tra chế độ cắt

Chiều sâu phay thô: t = 1,5 mm

Chiều sâu phay tinh: t = 0,5 mm

Tốc độ tính toán Vt = Vb.k1.k2.k3.k4.k5.k6), với dung sai

k6), với dung sai : Hệ số phụ thuộc vào dạng gia công

35 1000

1000

.

Tốc độ tính toán là: Vt = Vb.k1.k2.k3.k4.k5.k6), với dung sai

k6), với dung sai : Hệ số phụ thuộc vào dạng gia công

k5 = 1,0 k6), với dung sai = 0,8

 Số vòng quay trục chính:

nt =

40 14 , 3

1212 , 40 1000

1000

.

đợc sinh ra từ cơ cấu kẹp ren-đai ốc

Do nguyên công phay bề mặt B có kích thớc và lợng d nh bề mặt C,nên ta chọn máy, chọn dụng cụ cắt và chế độ cắt hoàn toàn giống nguyêncông I

Chế độ cắt khi phay thô:

Chế độ cắt khi phay tinh:

3 Nguyên công III: Phay mặt đầu A

3.1 Sơ đồ định vị và kẹp chặt:

W

W W

Để phay mặt đầu A ta định vị phôi trên phiến tỳ (hạn chế ba bậc tựdo), các phiến tỳ đợc đặt tại mặt phẳng C Để kẹp chặt chi tiết ta đặt lực kẹptại mặt B, lực kẹp W đợc sinh ra từ cơ cấu kẹp liên động ren-đai ốc Để tăngcứng vững, và tránh làm biến dạng phôi trong quá trình gia công ta đặt thêmchốt tỳ phụ tại mặt phẳng D.

3.2 Chọn máy

Để gia công mặt đầu A có bề rộng 40 đạt độ nhám Rz = 20 ta dùngmáy phay đứng 6), với dung sai H82

Một số thông số của máy phay 6), với dung sai H82 đợc giới thiệu ở nguyên công II3.3 Chọn dụng cụ cắt

Chọn dao phay mặt đầu loại 1 (đầu răng nhỏ), loại răng liền khối, vậtliệu chế tạo dao là thép gió

Từ bảng 4.92[1]  các kích thớc của dao phay mặt đầu:

Đờng kính dao : D = 6), với dung sai 3 mm

Để phay mặt A đạt Rz = 20 ta tiến hành phay, phay gồm hai bớc:

Tốc độ tính toán Vt = Vb.k1.k2.k3.k4.k5.k6), với dung sai

k6), với dung sai : Hệ số phụ thuộc vào dạng gia công

405 , 39 1000

1000

.

Từ bảng 5.119[2]  lợng chạy dao tinh S0 = 1,40,5 mm/vòng

Tốc độ tính toán là: Vt = Vb.k1.k2.k3.k4.k5.k6), với dung sai

k6), với dung sai : Hệ số phụ thuộc vào dạng gia công

034 , 45 1000

1000

.

2mm nên việc thiết kế nguyên công IV giống nh nguyên công III

Chọn máy: 6), với dung sai H82

Dụng cụ cắt: dao phay mặt đầu thép gió liền khối có:

D=6), với dung sai 3mm ; L = 40 mm ; d = 27); mm

Chế độ cắt khi phay thô:

Vt = 37); ,6), với dung sai 05 m/phút

Chế độ cắt khi phay tinh:

W W

t = 0,5 mm ; S0 = 1 mm/vòng ; nm = 190 mm/vòng ; Vt = 37); ,6), với dung sai 05 m/ph.

5 Nguyên công V: Khoan-khoét-doa hai lỗ 10

5.1 Sơ đồ định vị và kẹp chặt:

Để gia công hai lỗ 10 ta định vị phôi bằng hai phiến tỳ ở mặt phẳng

B, phiến tỳ hạn chế ba bậc tự do, và hai khối V, một khối V cố định hạn chếhai bậc tự do, một khối V di động hạn chế một bậc tự do Hai khối V này đặt

ở vành ngoài khối trụ 25 Lực kẹp W đợc đặt ở trên bề mặt A, lực kẹp W

đ-ợc sinh ra từ cơ cấu kẹp ren-đai ốc thông qua đòn kẹp Để tăng cứng vữngcho phôi ta sử dụng thêm chốt tỳ phụ, chốt tỳ phụ đợc đặt tại bề mặt D

5.2 Chọn máy

Để gia công hai lỗ 10 cách nhau một khoảng 180mm, ta tiến hànhgia công trên máy khoan cần

Tra bảng 9.22[3]  chọn máy khoan cần 2H53

Một số thông số chính của máy khoan cần 2H53:

Số cấp tốc độ trục chính: 12

Phạm vi tốc độ trục chính: 252500 (vòng/phút)

Dịch chuyển ngang lớn nhất của đầu khoan: 900 mm

Công suất của động cơ chính: 2,8 kw

Kích thớc bàn máy: bxl = 500x6), với dung sai 30

Đờng kính lớn nhất khoan đợc: 35 mm

chiều dài phần làm việc : l = 16), với dung sai 0 mm

+ Khoét lỗ 9,8dùng mũi khoét, vật liệu chế tạo thép gió

Tra bảng 4.48[1]  các thông số của mũi khoét:

0 = 6), với dung sai 080 0 = 80100 0 = 3006), với dung sai 00 0 = 300

+ Doa lỗ 10 dùng dao doa, vật liệu chế tạo là thép gió

Tra bảng 4.49[1]  các kích thớc của mũi doa:

W

Đối với kiểu mũi doa liền khối ,chuôi trụ:

Đờng kính mũi doa: D= 216), với dung sai mm

Chiều dài toàn bộ mũi doa: L = 4917); 0 mm

Chiều dài phần làm việc của mũi doa: l = 1152 mm

8

5 , 17 1000

 = 6), với dung sai 96), với dung sai ,303 vòng/phút

 Chọn nm = 6), với dung sai 50 vòng/phút

 Tốc độ khi khoan thực tế là:

1000

8 650 1000

.

Tra bảng 5.104[2]  lợng chạy dao S = 0,7); mm/vòng

Tra bảng 5.106), với dung sai [2]  tốc độ cắt khi khoét: V = 27); ,5 m/phút

 = 1000.9.27,8,5 = 893,216), với dung sai vòng/phút

.

Tra bảng 5.112[2]  lợng chạy dao S = 1,7); mm/vòng

Tra bảng 5.113[2]  tốc độ cắt khi dao V = 45 m/phút

10

4 1000

.

Để khoan-khoét-doa lỗ 20,ta định vị phôi bằng phiến tỳ (hạn chế babậc tự do) đặt ở mặt phẳng D, và hai chốt định vị ở hai lỗ 10 ta đã gia công

ở nguyên công trớc ở đây ta dùng một chốt trụ (hạn chế hai bậc tự do) vàmột chốt chám (hạn chế một bậc tự do) Lực kẹp W đợc đặt tại bề mặt B Cơcấu kẹp ở đây ta sử dụng hệ thống đòn kẹp liên động

6.2 Chọn máy

Ta sử dụng máy khoan đứng 2H135

Một số thông số của máy khoan đứng 2H135:

- Đờng kính lớn nhất khoan đợc: 35mm

- Khoảng cách lớn nhất từ mút trục chính tới bàn máy: 7); 50 mm

chiều dài phần làm việc : l = 210 mm

- Mũi khoét: ta dùng mũi khoét đợc chế tạo bằng thép gió, mũi khoét số 1

Tra bảng 4.48 [2]  các thông số của mũi khoét:

0 = 7); 0 ; 0 = 90 ; 0 = 3006), với dung sai 00 ; 0 = 300 ; 0 = 100 ;  = 0,82mm

- Mũi doa: Chọn mũi doa đợc chế tạo từ thép gió.

Tra bảng 4.49[1]  Xác định đợc các thông số của mũi doa:

Dùng mũi doa liền khối đuôi côn:

Đờng kính mũi doa: D = 20 mm

Chiều dài toàn bộ mũi doa: L = 138344 mm  chọn L = 200mm.Chiều dài phần làm việc của mũi doa: l = 26), với dung sai 50 mm  chọnl=40mm

6.4 Tính lợng d gia công

Khoan-khoét-doa Phôi ban đầu là phôi đặc, do vậy bớc đầu khoan ta không phải tính lợng

d gia công

Ban đầu ta khoan lỗ 19 từ phôi đặc, sau đó khoét-doa

Do bề mặt gia công là mặt trong đối xứng nên ta dùng công thức tínhlợng d sau:

- Khoan lỗ 19:

Do ban đầu là phôi đặc nên ta không tính lợng d cho bớc này

Tra bảng 3.87); [1]  sau khi khoan lỗ chất lợng bề mặt lỗ đạt đợc :Cấp chính xác 12

 Góc xoay lớn nhất của chi tiết: tg =

a1 = 0,05.a = 0,05.45,319 = 2,26), với dung sai 6), với dung sai m.

Sai số gá đặt còn lại sau khoét:

Kích thớc giới hạn (m)

Trị số giới hạn lợng d

m) 3

 a

(

m) 4

 b

(

m) 5

2.Z bm in

(m) 6), với dung sai

Kích thớc (mm ) 7); 8

Max 9

Min 10

2Z ma x

(m)11

2Z mi n

(m)12

ét 40 0 2,27); 15 335 19,95 84 19,950 19,86), với dung sai 6), với dung sai 46), với dung sai 6), với dung sai 340Doa 3,2 0 0,1

134 85

Kiểm tra kết quả tính toán:

Khoét: 2Zmax - 2Zmin = 46), với dung sai 6), với dung sai -340 = 126), với dung sai (m)

2 - 1 = 210 – 84 = 126), với dung sai (m)

 Vậy kết quả tính toán là đúng

6.5 Tính toán chế độ cắt.

* Khoan lỗ 19:

- Chiều sâu cắt: t = D/2 = 19/2 = 9,5 mm

- Lợng chạy dao: S

Tra bảng 5.89[2]  S = 0,520,6), với dung sai 4 mm/vòng

 Chọn S = 0,6), với dung sai mm/vòng

D C

.

19 1 , 17

4 , 0 125 , 0

25 , 0

= 26), với dung sai ,25 m/phút

19

25 , 26 1000



=

1000

32 , 355 19

P0 = 10.CP.Dq.Sy.KP

= 1,836), với dung sai kw

Ne = 1,836), với dung sai kw < Nđc chính = 4 kw





 d D

mmTra bảng 5.26), với dung sai [2] Lợng chạy dao S=0,9.Kos=0,9.0,7); =0,6), với dung sai 3 mm/vòngTốc độ cắt V (m/phút):

y x m

q

S t T

D C

.

m = 0,125Tra bảng 5.30[2]  T = 30 phút

q

S t T

D C

.

63 , 0 4 , 0 30

8 , 19 8 , 18

4 , 0 1 , 0 125 , 0

4 , 0

8 , 19

486 , 53 1000

1000







 D V

Tra bảng 8[4]  x = 22,56), với dung sai

 nm = 22,56), với dung sai 31,5 = 7); 10,6), với dung sai 4 vòng/phút

 nm = 7); 10,6), với dung sai 4 vòng/phút

V = 44 , 2

1000

8 , 19 14 , 3 64 , 710 1000

.

q

S t T

D C

.

Tõ b¶ng 5.30[2]  Tuæi bÒn dông cô c¾t: T = 6), víi dung sai 0 phót

V = 1 7 , 2586

08 , 2 1 , 0 60

20 6 , 15

5 , 0 1 , 0 3 , 0

2 , 0

Số vòng quay của trục chính:

20

2586 , 7 1000

1000

.



 D n

m/phút

100 2

.t S D S

12 20 1733 , 0 1 , 0 92 100

2

.





S D S t

Vát mép lỗ trụ 20:

Vát mép lỗ trụ10:

8 Nguyên công 8: Khoan hai lỗ 6

8.1 Sơ đồ định vị:

Để khoan hai lỗ 6), với dung sai ta hạn chế sáu bậc tự do của phôi Để hạn chế sáubậc tự do ta dùng phiến tỳ phẳng ( hạn chế ba bậc tự do) đặt ở bề mặt C vàhai chốt, một chốt trụ (hạn chế hai bậc tự do) và một chốt chám (hạn chế mộtbậc tự do) Hai chốt đợc đặt ở hai lỗ 10 ( đã đợc gia công ở nguyên công 5).Lực kẹp W đợc tác động từ đòn kẹp của cơ cấu kẹp liên động ren-đai ốc, lựckẹp đợc đặt tại bề mặt B.

8.2 Chọn máy

Để khoan hai lỗ 6), với dung sai cách nhau một khoảng 180mm, ta tiến hành khoantrên máy khoan cần

Tra bảng 9.22[3]  chọn máy khoan cần 2H53

Một số thông số của máy khoan cần 2H53:

Số cấp tốc độ trục chính: 12

Phạm vi tốc độ trục chính: 252500 (vòng/phút)

Dịch chuyển ngang lớn nhất của đầu khoan: 900 mm

Công suất của động cơ chính: 2,8 kw

Kích thớc bàn máy: bxl = 500x6), với dung sai 30

Đờng kính lớn nhất khoan đợc: 35 mm

8.3 Chọn dụng cụ cắt:

Để khoan lỗ 6), với dung sai đạt độ nhám Rz = 40 ta dùng mũi khoan ruột gà đuôitrụ loại trung bình, vật liệu chế tạo mũi khoan là thép gió

Tra bảng 4.41[1]  các kích thớc của mũi khoan kiểu I:

Đờng kính mũi khoan: d = 6), với dung sai mm

 =

6

40 1000

.