Đồ án công nghệ chế tạo máy Chi tiết dạng càng

LỜI NÓI ĐẦU Chi tiết dạng càng là một trong những chi tiết điển hình của công nghệ chế tạo máy.Chúng thường được dung để biến chuyển động quay thành chuyển động thẳng của chi tiết khác,

Đồ án công nghệ chế tạo máy Chi tiết dạng càng

Mục lục

Lời nói đầu 2

Chương 1 : Phân tích chi tiết gia công 3

Chương 2 : Xác định dạng sản xuất và chọn phôi 5

Chương 3 : Lập qui trình công nghệ 7

Chương 4 : Thiết kế nguyên công 10

Chương 5 : Tính toán lượng dư gia công 18

Chương 6 : Xác định chế độ cắt 22

Chương 7 : Thiết kế đồ gá 33

Chương 8 : Phiếu tổng hợp nguyên công 37

Kết luận

Tài liệu tham khảo

LỜI NÓI ĐẦU

Chi tiết dạng càng là một trong những chi tiết điển hình của công nghệ chế tạo

máy.Chúng thường được dung để biến chuyển động quay thành chuyển động thẳng của chi tiết khác, đẩy bánh răng…Với công dụng trên, các chi tiết dạng càng cần đảm bảo các yêu cầu đối với mặt đầu, đảm bảo độ song song giữa các lỗ cơ bản

Nhiệm vụ của người thiết kế công nghệ chế tạo chi tiết dạng càng là phải hiểu rõ những đặc tính kỹ thuật của chúng, từ đó thiết kế một quá trình gia công hợp lý ,vừa đảm bảo những yêu cầu kỹ thuật,vừa mang lại hiệu quả kinh tế

Sinh viên cơ khí có thể sẽ trở thành người thiết kế công nghệ, vì vậy cần phải biết cách thiết kế công nghệ Đáp ứng điều này, chúng em bắt tay vào thiết kế một chi tiết dạng càng,

và quyển thuyết minh này chính là những nội dung,những kết quá của quá trình trực tiếp thiết kế

Vì lần đầu thiết kế nên chúng em gặp không ít khó khăn, và có lẽ sẽ khó tránh khỏi những sai sót, kính mong quí thầy cô đóng góp ý kiến

Chúng em chân thành cảm ơn thầy Sơn đã giúp đỡ chúng em rất nhiều trong quá trình thực hiện đồ án

Sinh viên thực hiện:

Trương Nguyễn Minh Đoàn

Diệp Bảo Duy

CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG

I Phân tích chức năng làm việc của chi tiết:

11

8

7 6

5 4

3 2

1

Chi tiết có dạng càng, được dung trong hệ thống dệt may.Chi tiết chuyển động nhờ lắp một trục vào lỗ 5(Φ30), chuyển động được truyền qua nhờ then.Chuyển động này điều khiển các chi tiết lắp trên lỗ 2(Φ16) và rãnh 7

II Phân tích các yêu cầu kỹ thuật:

-Vật liệu chi tiết là gang xám GX15-32

-Lỗ 5(Ф30) là chuẩn thiết kế,cũng là lỗ làm việc chính, vì vậy ta chọn lỗ 5 làm chuẩn gia công chi tiết để đảm bảo độ song song giữa các lỗ

-Các yêu cầu kỹ thuật cụ thể trong bảng sau:

Bảng phân tích chi tiết:

Kích thước tạo ra khi gia công

Dung sai vị trí tương

quan

Phương pháp gia công đáp ứng

Kích thước danh nghĩa

Dung sai

Cấp chính xác

-Độ song song: 0.1/100

-Khoảng cách đường tâm:70.7±0.23(CCX13)

-Doa tinh -Chuốt tinh

1m.N

 N : Số chi tiết được sản xuất trong một năm (Chiếc/năm)

 N1 = 5000 : Số sản phẩm được sản xuất trong một năm

 m = 1: Số chi tiết trong một sản phẩm

  = 5 % : Số chi tiết được chế tạo thêm để dự trữ

  = 5 % : Số phế phẩm

Trọng lượng chi tiết

2,7.10.54,65539

V

Q1   6 = 0,47 (kG)

 V = 65539,54 : Thể tích của chi tiết  3

mm (Thể tích xác định nhờ công cụ Mass properties của phần mềm Solidworks)

  = 7,2 : Trọng lượng riêng của Gang xám ( kG/dm 3

) Xác định dạng sản xuất

Với giá trị N và Q 1 vừa tính , Ta xác định được dạng sản xuất là loạt vừa dựa vào bảng 3-2 ( Tài liệu [3] )

II.Chọn dạng phôi và phương pháp chế tạo phôi

1 Dạng phôi

- Chi tiết dạng càng Vật liệu chế tạo là gang xám GX15-32,có tính đúc tốt ,gia công cắt gọt dễ dàng,chế tạo đơn giản và được sử dụng rộng rãi

- Hình dạng phôi đúc có thể phức tạp,kích thước bất kỳ,sản lượng không hạn chế

Vì những lý do nêu trên ta nhận thấy Phôi đúc là thích hợp nhất trong trường hợp này

Bảng cơ tính của Gang xám GX 15-32 :

 (%)

Giới hạn bền uốn (N/mm2)

Độ võng uốn theo khoảng cách trục

Giới hạn bền nén (N/mm2)

Độ cứng

HB

Dạng graphít

2 Chọn phương pháp chế tạo phôi

- Ứng với dạng sản xuất loạt vừa ta dùng phương pháp đúc trong khuôn cát , mẫu kim loại , làm khuôn bằng máy (Đúc chính xác cấp II) Loại phôi này có cấp chính xác kích thước IT15-IT16 , độ nhám R z = 80  m ( Theo TL [1] )

- Dựa vào [3], bảng 3-95 với kích thước lớn nhất của vật đúc  120 Ta tra được lượng dư cho các bề mặt như sau :

- Dung sai của chi tiết đúc lấy bằng

2

15IT

 (Theo [1] )

CHƯƠNG 3: LẬP QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

5 4

3 2

-Lỗ 5(Ф30) là chuẩn gia công nên phải được gia công trước

-Tiếp theo có thể là các mặt đầu hoặc lỗ 2(Ф16) để thuận lợi cho việc định vị gia công các bề mặt còn lại

Tiện tinh mặt đầu

5

Khoan thô

Khoét thô Doa tinh

b Quy trình công nghê II:

II.Chọn qui trình công nghệ:

1.Phân tích quy trình công nghệ:

a.Quy trình công nghệ I:

 Ưu điểm:

 Chuẩn gia công trùng chuẩn thiết kế

 Năng suất cao hơn

 Đảm bảo tốt vị trí tương quan giữa các lỗ làm việc

 Nhược điểm:

 Yêu cầu độ cứng vững cao khi phay các măt 1 và 11, 7 và 8

 Dùng nhiều chủng loại máy hơn

b.Quy trình công nghệ II:

 Ưu điểm:

 Hạn chế chủng loại máy sử dụng

 Nhược điểm:

 Không đảm bảo độ song song giữa 2 mặt đầu 4 và 10

 Năng suất gia công thấp hơn

2.Kết luận:

Từ việc so sánh trên, ta nhận thấy quy trình I đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật tốt hơn quy trình II, lại có năng suất cao hơn nên ta chọn quy trình I

CHƯƠNG 4:THIẾT KẾ NGUYÊN CÔNG

1.Nguyên công 1

a.Trình tự nguyên công :

 Tiện thô mặt đầu 10

 Tiện tinh mặt đầu 10

o Chi tiết được định vị và kẹp chặt trên mâm căp 3 chấu có bạc chặn mặt đầu

o Mâm cặp 3 chấu khống chế 4 bậc tự do : xoay quanh ox , xoay quanh oz , tịnh tiến theo phương ox , tịnh tiến theo phương oz

Kích thước dao (Theo bảng 4.4 TL [3] )

o Định vị chi tiết dùng trục gá đàn hồi hai phía trên máy tiện khống chế 5 bậc tự

do : xoay quanh ox , oz , tịnh tiến theo phương ox , oy , ox

o Kẹp chặt bằng trục gá đàn hồi hai phía

 Mặt phẳng khống chế 3 bậc tự do : xoay quanh ox,oy , tịnh tiến oz

 Chốt trụ ngắn khống chế 2 bậc tự do : tịnh tiến theo phương ox và oy

 Chốt chống xoay khống chế bậc tự do xoay quanh oz

 Kẹp chặt bằng trục gá đàn hồi hai phía

d.Máy công nghệ

o Công suất động cơ chạy dao 1,6 KW

o Số cấp tốc độ trục chính : 18

o Phạm vi tốc độ trục chính : 28 - 1400

e.Dụng cụ cắt :

Hai dao phay đĩa 3 mặt răng thép gió

Thông số dao (Theo bảng 4-84 TL [3] )

 Mặt phẳng khống chế 3 bậc tự do : xoay quanh ox,oy , tịnh tiến oz

 Chốt trụ ngắn khống chế 2 bậc tự do : tịnh tiến theo phương ox và oy

 Chốt chống xoay khống chế bậc tự do xoay quanh oz

 Kẹp chặt bằng trục gá đàn hồi hai phía

d.Máy công nghệ

o Công suất động cơ chính : 7,5 KW

o Công suất động cơ chạy dao 1,6 KW

o Số cấp tốc độ trục chính : 18

o Phạm vi tốc độ trục chính : 28 - 1400

e.Dụng cụ cắt :

Hai dao phay đĩa 3 mặt răng gắn mảnh thép gió

Thông số dao (Theo bảng 4-84 TL [3] )

f.Dụng cụ kiểm tra : thước cặp độ chính xác 0.001mm

g.Dung dịch trơn nguội : Emunxi

 Mặt phẳng tựa khống chế bậc tự do tịnh tiến theo phương oz

 Trục gá đàn hồi hai phía khống chế 4 bậc tự do : tịnh tiến theo phương ox và

oy, xoay quanh ox và oy

 Khối V di động khống chế bậc tự do xoay quanh oz

 Kẹp chặt bằng trục gá đàn hồi

d.Máy công nghệ

Máy phay đứng của Nga: 6H12П, theo [5], bảng 9-38:

o Công suất động cơ chính : 7 KW

o Số cấp tốc độ trục chính : 18

o Tốc độ quay trục chính,vg/ph : 31.5 - 1600

e.Dụng cụ cắt :

Khoét : mũi khoét liền khối chuôi lắp bằng thép gió,15,85 , L = 50

Doa : mũi doa liền khối chuôi trụ bằng thép gió: 16, L = 49170

f.Dụng cụ kiểm tra : Calíp trụ , Đồng hồ so 0,01mm

g.Dung dịch trơn nguội :

- Khoan và khoét : emunxi

o Trục gá đàn hồi hai phía hạn chế 4 bậc tự do : tịnh tiến theo phương ox và oy,xoay quanh ox và oy

o Mặt tựa khống chế bậc tự do tịnh tiến theo phương oz

o Kẹp chặt bằng trục gá đàn hồi

d.Máy công nghệ :

Máy phay đứng của Nga: 6H12П, theo [5], bảng 3-98:

o Công suất động cơ chính : 7 KW

o Số cấp tốc độ trục chính : 18

o Tốc độ quay trục chính,vg/ph : 31.5 - 1600

e.Dụng cụ cắt

Khoan : mũi khoan ruột gà đuôi trụ ngắn,bằng thép gió,8

Phay : dao phay ngón đuôi trụ bằng thép gió,5 răng, 8

f.Dụng cụ kiểm tra : không

g.Dung dịch trơn nguội : Emunxi

 Mặt phẳng tựa khống chế bậc tự do tịnh tiến theo phương oz

 Trục gá đàn hồi hai phía khống chế 4 bậc tự do : tịnh tiến theo phương ox và

oy, xoay quanh ox và oy

 Chốt trám khống chế bậc tự do xoay quanh oz

 Kẹp chặt bằng trục gá đàn hồi

d.Máy công nghệ

Máy phay đứng của Nga : 6H12П

a.Trình tự gia công :

 Chốt trụ ngắn : hạn chế 2 bậc tư do tịnh tiến theo phương ox và oy

 Chốt trám khống chế bậc tự do xoay quanh oz

 Kẹp chặt bằng thanh kẹp định hình di động

d.Máy công nghệ: Máy xọc 7A 412, theo [5],bảng 9-37:

 Công suất động cơ: 1.5(kW)

CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN LƯỢNG DƯ GIA CÔNG

I.Xác định lượng dư bằng phương pháp phân tích cho lỗ 5:

 Qui trình công nghệ

 Bước 1 : Tiện thô

 Bước 2 : Tiện tinh

 Định vị : mâm cặp 3 chấu tự định tâm kết hợp với bạc chặn

 Bảng kết quả tính toán lượng dư

Lượng

dư tính toán 2Zbmin

m

Kích thước tính toán

mm

Dung sai



mm

Kích thước giới hạn (mm)

Trị số giới hạn của lượng dư

- Tiện thô và tiện tinh : tra bảng 13 để xác định Rza (với gang Ta = 0) [2]

 Sai lệch về không gian do bước công nghệ sát trước để lại a

- theo bảng 14 tài liệu [1] ta có :

cm 2 c d

a0      



- sai lệch do cong vênh c K.B

K

B : chiều dài phôi theo bảng 15 [1] với d = 40 ta được

mm

m 2

cm     

Vậy cm  1202 12002 1206(m)

- Tiện thô : a1  a0 kin Theo bảng 2.12 ( [1] ) : kin = 0,06

)m(721206.06,0

k  



m 250

gd

0    



- Tiện tinh :  1 kin. 0 0,04.25010m

 Lượng dư nhỏ nhất Zbmin :

Công thức tính toán lượng dư

b 2 a za

min

b 2 R Ta Z

Với :

- Rza : chiều cao nhấp nhô tế vi do bước công nghệ sát trước để lại

- Ta : chiều sâu lớp hư hỏng bề mặt do bước công nghệ sát trước để lại

- a : sai lệch về vị trí không gian do bước công nghệ sát trước để lại

b

 : sai số gá đặt ở bước công nghệ đang thực hiện

 Tiện thô : 2 Zbmin  2 ( 500  12062  2502)  3463 , 28 (  m )

- Tiện tinh : dt = 30,033 mm Tiện thô : dt = 30,033 – 245,38.10-3 = 29,788 (mm) Phôi : dt = 29,788 – 3463,28.10-3 = 26,325 (mm)

 Dung sai 

- Phôi tra theo cấp chính xác 15 840m

- Tiện thô đạt cấp chính xác 14 (Bảng 3-69 [3] ) 520m

- Tiện tinh đạt yêu cầu bản vẽ đề ra   33 m

- Các dung sai bên trên được tra từ bảng 3-91 [3]

- Tiện tinh : d3 = 30,033 – 0,033 = 30 (mm)

 Trị số giới hạn của lượng dư

Zbmax : hiệu các kích thước giới hạn lớn nhất

Zbmin : hiệu các kích thước giới hạn nhỏ nhất

Ta có : Tiện tinh : 2Zbmax = 30 – 29,268 = 0,42 (mm) 2Zbmin = 30,033 – 29,788 = 0,245 (mm) Tiện thô :

2Zbmin = 29,788 – 26,325 = 3,463 (mm)

 Xác định lượng dư tổng cộng : lượng dư tổng cộng lớn nhất là tổng các lượng

dư trung gian (lượng dư nguyên công) lớn nhất,còn lượng dư tổng cộng nhỏ nhất là tổng các lượng dư trung gian (lượng dư nguyên công) nhỏ nhất

    



n 1 max b max

0 Z 3783 732 4515 ( m ) Z

    



n 1 min b min

0 Z 3463 245 3708( m)Z

Kiểm tra phép tính : phép tính đúng khi ta có biểu thức sau:

chitiet phoi

II.Xác định lượng dư bằng phương pháp tra bảng:

Bảng kết quả tra lượng dư:

Lượng

dư (mm)

Kích thước trung gian

Nguồn tài liệu

7 ,

85 ,

CHƯƠNG 6: XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ CẮT

I Xác định chế độ cắt bằng phương pháp phân tích cho nguyên công 1:

Các số liệu cho trước:

 Dao tiện mặt đầu: Dao tiện ngoài thân cong:

-Vật liệu gia công: gang xám GX 15-32, HB200

1.Tiện thô và tiện tinh mặt đầu 10:

a.Chiều sâu cắt:

b Lương chạy dao:

Theo bảng 5-11 và bảng 5-114, tài liệu [2], ta có:

Bước gia công Lượng chạy dao(mm/vòng) Nguồn tài liệu

Chu kỳ bền của dao: T=60(phút)

Hệ số Cv và các số mũ x,y,m của tiện tra theo[2], bảng 5-17, ta có:

292 0.15 0.2 0.2

n MV

Hệ số phụ thuộc vào tình trang bề mặt gia công: Bề mặt có vỏ cứng:

Hệ số phụ thuộc vào vật liệu dao: cả hai bước đều có vật liệu dao bằng hợp kim cứng BK8 nên theo [2],bảng 5-6:

0.83

uV

-Ta có hệ số KV cho tiên thô và tiện tinh:

-Thay vào công thức, ta có vận tốc cắt:

đường kính trong của mặt đầu Kết quả:

Tiện thô mặt 10 1077.42

-Theo lý lịch máy tiện 1K62, chọn số vòng quay n như sau:

-Để khỏi chỉnh lại tốc độ máy khi chuyển từ tiện thô sang tiện tinh( giảm thời gian

phụ), ta lấy tốc độ và lượng chạy dao cắt tinh dùng cho cả hai bước:

Lượng chạy dao phải thoả độ nhám nên chọn: S 0.38(mm v/ )

Vận tốc cắt thực cho hai bước: 25 1588 124.72( / )

tr th

P P rP

K K K K

P

K

Vậy: P z 10 92 2.3  10.40.75124.7200.951011.1( )N

e Kiểm tra công suất cắt:

Công suất cắt yêu cầu:

Vậy: N yc N m, máy đảm bảo công suất cắt

f Tóm tắt chế độ cắt và tính thời gian gia công cơ bản:

-Thời gian gia công cơ bản:

1

7.5 4 1

0.021 0.38 1588

b Lương chạy dao:

Bước gia công Lượng chạy dao(mm/vòng) Nguồn tài liệu

Chu kỳ bền của dao: T=60(phút)

Hệ số Cv và các số mũ x,y,m tra theo[2], bảng 5-17, ta có:

292 0.15 0.2 0.2

n MV

Hệ số phụ thuộc vào tình trang bề mặt gia công: Bề mặt có vỏ cứng:

Hệ số phụ thuộc vào vật liệu dao: cả hai bước đều có vật liệu dao bằng hợp kim cứng BK8 nên theo [2],bảng 5-6:

0.83

uV

-Ta có hệ số KV cho tiên thô và tiện tinh:

Tiện thô mặt 5 0.94 0.8 0.83 0.624

-Thay vào công thức, ta có vận tốc cắt:

Lớn hơn không quá 10%

-Để khỏi chỉnh lại tốc độ máy khi chuyển từ tiện thô sang tiện tinh( giảm thời gian

phụ), ta lấy tốc độ và lượng chạy dao cắt tinh dùng cho cả hai bước:

Lượng chạy dao phải thoả độ nhám nên chọn S 0.2(mm v/ )

Vận tốc cắt thực cho hai bước: 30 1588 149.67( / )

P P rP

K K K K

e Kiểm tra công suất cắt:

Công suất cắt yêu cầu:

Vậy: N yc N m, máy đảm bảo công suất cắt

f Tóm tắt chế độ cắt và tính thời gian gia công cơ bản:

-Thời gian gia công cơ bản:

1

60 2 2

0.202 0.2 1588

II.Xác định chế độ cắt bằng phương pháp tra bảng cho các nguyên công còn lại:

Lượng chạy dao (mm/v)

Vận tốc cắt (m/ph)

Số vòng quay tính (v/ph)

Số vòng quay chọn (v/ph)

Kiểm tra công suất

Nguồn tài liệu

Ntra (kW)

(Nmáy)hd (kW)

Kết luận

7,5.0,75

[2], B5-60, B5-65, B5-69 Tiện

[2], B5-62, B5-65 B5-69

Thời gian gia công cơ bản:

o Công suất động cơ chính : 7,5 KW

o Số cấp tốc độ trục chính : 18

o Phạm vi tốc độ trục chính : 28 - 1400

 Dụng cụ cắt :

- Hai dao phay đĩa 3 mặt răng gắn mảnh thép gió

- Thông số dao (Theo bảng 4-84 TL [3] )

Lượng chạy dao (mm/v)

Vận tốc cắt (m/ph)

Số vòng quay tính (v/ph)

Số vòng quay chọn (v/ph)

Kiểm tra công suất

Nguồn tài liệu

Ntra (kW)

(Nmáy)hd (kW)

Kết luận

3

Phay

30,5.1.1 1.0,75

175

33,5.1.1 1.0,8

=26,8

Thời gian gia công cơ bản:

 Mũi khoan ruột gà thép gió Ф15,8

 Mũi khoét thép gió: Ф15,85

 Mũi doa thép gió: Ф16

Lượng chạy dao (mm/v)

Vận tốc cắt (m/ph)

Số vòng quay tính (v/ph)

Số vòng quay chọn (v/ph)

Kiểm tra công suất

Nguồn tài liệu

Ntra (kW)

(Nmáy)hd (kW)

Kết luận

Thời gian gia công cơ bản:

16 5 3

0,11 0, 7.317,5

o Mũi khoan ruột gà thép gió Ф8

o Dao phay ngón thép gió (z=5): Ф8

Lượng chạy dao (mm/v)

Vận tốc cắt (m/ph)

Số vòng quay tính (v/ph)

Số vòng quay chọn (v/ph)

Kiểm tra công suất

Nguồn tài liệu

Ntra (kW)

(Nmáy)hd (kW)

Kết luận

Thời gian gia công cơ bản:

Lượng chạy dao (mm/v)

Vận tốc cắt (m/ph)

Số vòng quay tính (v/ph)

Số vòng quay chọn (v/ph)

Kiểm tra công suất

Nguồn tài liệu

Ntra (kW)

(Nmáy)hd (kW)

Kết luận

Sd=0,1

24.1.1 1.0,8

=19,2

[2], B5-153, B5-155, B5-158

Sn = 0,04.5

=0,2

Thời gian gia công cơ bản:

0, 49 0,1.635 0, 2 635

o Dao xọc thô thép gió B=5

o Dao xọc thô thép gió B=6

Lượng chạy dao (mm/htk)

Vận tốc cắt (m/ph)

Số hành trình kép (htk /ph)

Số hành trình kép (htk /ph)

Kiểm tra công suất

Nguồn tài liệu

Ntra (kW)

(Nmáy)hd (kW)

Kết luận