Thuyết minh đồ án công nghệ chế tạo máy 107 trục khửu

Sau khi thiết kế đồ án môn học công nghệ chế tạo máy, sinh viên đợc làm quen với cách sử dụng tài liệu, sổ tay, tiêu chuẩn và khả năng kết hợp so sánh những kiến thức lý thuyết và thực t

Lời nói đầu

Đồ án môn học công nghệ chế tạo máy nhằm cung cấp các kiến thức cơ bản để giải quyết một vấn đề tổng hợp về công nghệ chế tạo Sau khi thiết kế đồ án môn học công

nghệ chế tạo máy, sinh viên đợc làm quen với cách sử dụng tài liệu, sổ tay, tiêu chuẩn và khả năng kết hợp so sánh những kiến thức lý thuyết và thực tế sản xuất, độc lập trong sáng tạo để giải quyết một vấn đề công nghệ cụ thể

Trong phần thuyết minh gồm có: Tính toán chi tiết gia công, xác định dạng sản xuất, xác định phơng pháp chế tạo phôi, thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết, tính thờigian gia công, tính lơng d, tính toán thiết kế đồ gá

Những giáo trình tra cứu: Công nghệ chế tạo máy (Tập 1

và 2), Máy cắt kim loại, Nguyên lý cắt kim loại, đồ gá,sổ tay Atlas và đồ gá,sổ tay công nghệ chế tạo máy(T ập 1 và 2)

Đợc sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo đến nay cơ bản

em đã hoàn thành nhiệm vụ của mình, tuy còn nhiều thiếu sót trong quá trình làm đồ án, em kính mong sự chỉ bảo tậntình của các thầy trong bộ môn để em có thể củng cố thêm kiến thức và hoàn thành tốt nhiệm vụ của mình

Em xin chân thành cảm ơn

Sinh viên:

Vũ Anh Tuấn

ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

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

Đây là một trục khuỷu dạng nguyên nó có nhiêm vụ biến chuyển động quay thành chuyển tinh tiến và ngược lại nhờ tay biên

Trục khuỷu chịu lực khí thể T,Z do lực khí thể và lực quán tính của nhóm pistong thanh truyền gây ra Ngoài ra truc khuỷu còn lực quán tính ly tâm của các khối lượng quay lệc tâm của bản thân truc khuỷu và các thanh truyền Những lực này gây uốn ,xoắn ,dao động xoắn và dao động ngang của truc khuỷu bao gồm :

Có hai cổ khuỷu hai

Hai đầu trục có then để lắp ghép bánh răng

Có hai má khuỷu

Một chốt khuỷu

+Cổ khuỷu được gia công và sử lý bề mặt đạt độ cứng và độ bóng cao

Cổ khuỷu thường rỗng để làm rãnh dẫn dầu bôi trơn đến các cổ và chốt khác nhau của trục khuỷu

+ Chốt khuỷu cũng được gia công và sử lý để đạt độ bóng và độ cứng cao

+ Má khuỷu ta dùng hai má khuỷu dạng ôvan nhằm giảm trọng lượng và

có sức bến đều

2 Phân biệt tính công nghệ trong kết cấu :

Chi tiết gia công là chi tiết dạng trục

Các bề mặt trục có khả năng gia công bằng các dao tiện thông thờng

Trong trờng hợp này then của trục chúng ta phải giữ

Khi gia công trục chúng ta phải gia công hai lỗ tâm hai

đầu làm chuẩn định vị

Ta cú thể gia cụng kết cấu của trục bằng cỏc dao tiện thụng thường , khi khoan lỗ chống tấm và chống xoay cũng được dựng bằng những mũi khoan thụng thường

Kớch thước đường kớnh trục từ hai gối đỡ được giảm dần về hai phớa trong trường hợp này cú lắp ghộp then bằng then hở

Trục phải qua nhiệt luyện ,trong quỏ trỡnh gia cụng trục khụng cần cú lỗ tõm phụ

V = 6 dm3 - thể tớch của chi tiết

γ : trọng lượng riờng của vật liệu

Với vật liệu là thộp ta cú

γ = 7,852Kg/dm3

Vậy ta cú :Q 1 = 42 kg

Suy ra đú là dạng sản xuất hàng khối, ( bảng 2.6 trang 31 [1] )

4 Chọn phụi và phương phỏp chế tạo phụi

Đối với các chi tiết dạng trục ta dùng vật liệu bao gồm

thép các bon nh thép 35,40,45 ;thép hợp kim nh thép

crôm,crôm-niken;40X;40Γ;50Γ…

Trong bài này ta chọn vật liệu để gia công chi tiết trục khuỷu là thép 40X

Trong sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối phôi của trục

đ-ợc chế tạo bằng dập nóng trên máy dập hoặc ép trên máy ép Bảng 3 -17 stcnctm tr190

Từ đó ta thấy rằng chọn phôi dập nóng là tốt nhất bởi vì loại phôi này đảm bảo đợc những tiêu chuẩn nh:hình dáng phôi gần với chi tiết gia công ,lợng d hợp lí,có thể sản xuất phôihàng loạt,…

Dựng phương phỏp dập để chế tạo phụi ,chi tiết này cú thể được dập trờn mỏy nằm ngang hoặc dập đứng

Phương phỏp dập cú ba via , trọng lượng ba via là ( 0,5- 1% Q)

5.Phõn tớch cỏc quỏ trỡnh cụng nghệ hiện cú để qia cụng chi tiết đó

cho

Đối với các chi tiết dạng trục yêu cầu về độ đồng tâm giữa các cổ trục là rất quan trọng.Để đảm bảo yêu cầu

này,khi gia công trục cần phải dùng chuẩn tinh thống nhất

Chuẩn thống nhất khi gia công các chi tiết dạng trục là hai

lỗ tâm côn ở hai đầu của trục.Dùng hai lỗ tâm côn làm chuẩn

có thể hoàn thành việc gia công thô và tinh hầu hết các bề mặt trục

Khi gia công tinh ta lại lấy chuẩn là hai lỗ tâm,thực hiện bằng cách chống tâm hai đầu,để chống xoay chúng ta dùng thêm một cái tốc ở một đầu

Khi gia công các phần khác của trục nh then,lỗ chúng ta dùng chuẩn là mặt ngoài của trục nhng đợc thực hiện bằng cách dùng khối V kết hợp với các chốt tỳ để khống chế đủ số bậc tự do cần thiết

6.Lập tiến trỡnh cụng nghệ và thiết kế nguyờn cụng

Để hoàn thiện chi tiết trục khuỷu ta cú cỏc nguyờn cụng sau :

6.1.Kiểm tra phụi

-Kiểm tra cỏc kớch thước của phụi rốn , đảm bảo đủ lượng dư gia cụng -Phụi đó qua khử ứng suất

-Phụi rốn khụng cú cỏc vết nứt , chỏy gập xỉ

6.2.Khỏa mặt đầu và khoan hai lỗ tõm :

Trên một nguyên công đồng thời thực hiện phay mặt đầu và khoan lỗ tâm ở cả hai phía trên máy chuyên dùng

Dao : Dao tiện tổ hợp với bước tiến lớn và tiện rãnh

Khoan lỗ đầu nằm trên tâm của cổ biên ( lỗ công ghệ)

Máy 2H55

Dao : d = 0,5 – 6 ; D0 = 2 – 18 ; L = 35- 70 ; l = 1,5 – 11,5

6.4.Phay hai mÆt bªn cña m¸ khuûu

Máy 6II80

Dao : Dao phay mÆt ®Çu

Dao phay tru D50-22 50 6

Dao phay đĩa D50 – 5 16 12

Định vị và kẹp chặt chi tiết trên ê tô

Làm sạch toàn bộ các bề mặt chi tiết trước khi lắp

Lắp lần lượt các chi tiết đối trọng , bu lông , đêm hãm vào truc khuỷu Xiết chặt các bu lông , đánh gặp các đệm hãm

Lắp nút đầu vào hốc đầu trục khuỷu

Xiết chạy nút đầu , tán chặt đàu nút dầu tại ba điểm

Lắp đai ốc vào trục khuỷu

Tháo chi tiết kiểm tra

Cân bằng :

Lắp đúi trọng cõn bằng vào trục khuỷu

Đặt chi tiết lờn giỏ cõn bằng , xỏc định lượng mất cõn bằng theo yờu cầu kỹ thuật của bản vẽ

Cỏc kớch thước cũn lại kiểm tra 5 %

Tớnh toỏn lượng dư gia cụng

7.Tính lợng d cho bề mặt và tra lợng d cho các

bề mặt khác.Ta tính lợng d khi gia công trục Φ92g6, còn tất cả các bề mặt gia công khác của chi tiết thì tra theo Sổ tay Công nghệ :

*Yêu cầu kĩ thuật của bề mặt cần gia công :

Vật liệu: vật liệu gia công là thép 45 có HB = 190

Độ nhẵn bóng bề mặt sau khi gia công : Ra = 0,63

Ta có cấp nhẵn bóng là cấp 8

Cấp chính xác gia công là cấp 6

Để đảm bảo yêu cầu kĩ thuật trên, cần thực hiện gia công qua 2 bớc công nghệ là :

Rz i− 1 : Chiều cao nhấp nhô tế vi do bớc công nghệ sát trớc

+r cv: sai số do độ cong vênh của mặt lỗ sau khi đúc,xác

định theo hai phơng dọc trục và hớng kính,

+ Lîng d nhá nhÊt khi tiÖn tinh lµ :

Ph«i dph =93,39 + 1,503 = 94,893 ( mm )

Cột kích thớc giới hạn xác định nh sau : lấy kích thớc tính toán và làm tròn theo hàm số có nghĩa của dung sai ta

đợc dmax sau đó lấy dmax trừ đi dung sai ta đợc dmin

Dung sai các bớc đợc lấy theo bảng δ =

TiÖn tinh :Zmax - Zmin=1710-1420 =290 (µm),

vµ hai mÆt ®Çu trô th× ta phay

Vëy c¨n cø vµo b¶ng 139/115 s¸ch STGCC ta cã : tÊt c¶ c¸c bÒ mÆt trô dêng kÝnh tõ 50 100 mm cã l¬ng d lµ

ρ i (µm)

ε gd (µm)

δ ( µ m)

d min (mm)

d max (mm)

2Z min (µm)

2Z max (µm)

Ph«i 500

2540

2

200

3000

94.89

97.89

TiÖn

th«

550

50

152

4

9

93.73

150

0

4160

tinh

70

734

91.97

92.02

1420

Chiều sâu cắt khi tiện thô : t = 0,5 ÷2 mm

Chiều sâu cắt khi tiện tinh : t = 0,1 ÷0,4 mm

b Bước tiến dao

S = 0,4 ÷0,5 mm /vg

Ta dùng bước tiến dao này cho cả nguyên công tiện thô và tiện tinh

Ta phải đi kiểm tra độ bền của cán dao

Độ bền của cán dao được kiểm tra bằng độ bền uốn dưới tác dụng của lực cắt Pz

B = 25mm , H = 25 mm – kích thước cán dao ( mm )

[ ]σu - độ bền uốn cho phép (kg/mm2 , [ ]σu = 20kg/mm2 đối với thép kết cấu

l = 100 mm – chiều dài thò ra của cán dao (mm)

Vậy thay vào công thức ta có:

Kv ( m/ph)Trong đó :

T = 60 phút ( tuổi bền dụng cụ , sử dụng một dao )

t = 1mm ( đối với tiệm thô ) – chiều sâu cắt mm

t = 0,3 mm ( đối với tiện tinh )

s = 0,4 mm/vg – bước tiến dao ( mm/vg)

Đối với tiện tinh ta có :

V = 600,125.0,30,25.0,40,66

56

.1.0,8.1.1,04.0,9.0,91.1,03.10,4 = 58,29 (m/ph)Đối với tiện thôta có :

Thay các công thức trên vào công thức ta có :

Đối với tiện tinh :

28,54.58, 29

0, 27( ) 6120

Vậy máy T616 đủ công suất để gia công

Tra chế độ cắt cho các nguyên công còn lại

8.2.1 Ta tra chế độ cắt cho nguyên công tiện :

8.2.1.1 Tính chiều dài cắt:

8.2.1.1.1 Tiện cổ khuỷu :

L = Lct + yc + yvr

Lct – chiều dài gia công của chi tiết (mm)

yc – chiều dài vào cắt (mm)

Dựa vào chi tiết và tra bảng 2.60 và bảng 2.61 Sách STGCC ta có

a Tra bảng 2.62 ta có bước tiến dao : S0 = 0,6 mm

b Tính bước tiến dao theo công thức sau :

Với : Pzp – lực cắt tra trong bảng 2.76

Pp1Pp2 – hệ số điều chỉnh lực cắt tra theo bảng 2.77 và 2.78

8.5 Tính công suất theo công thức :

Nc = Pzv/ 6120 =132.39/6120 = 0,84 ( kW)

8.6 Kiểm tra khả năng công suất của máy :

Nc ≤ 1,2Nđcη Vậy thỏa mãn

+ Tra chế độ cắt cho nguyên công mài

- Tính vận tốc đá mài :

Vd = Π D.nd/1000.60 = 3,14 300.2110/ 1000.60 = 33(m/s)

- Tính vận tốc và số vòng quay của chi tiết :

* Chọn vận tốc chi tiết theo bảng 2.194 :Vct = 30 (m/ph)

* Tính số vòng quay chi tiết :

n = 1000.v/(Π.d) = 1000.30/ (3,14.40) = 240 (m/ph)

* Tính lại vận tốc của chi tiết :

v = Πdn/1000 = 3,14.40.240/1000 = 30(m/ph)

* Chọn bước tiến ngang : Sm = 1,9mm/ph Tra bảng 2.195

* Sác định thời gian sửa tinh : tt = 0,08 (ph) Tra bảng 2.201

* Xác định chiều dày cắt khi sửa tinh : at = 0,05 (mm) Tra bảng 2.203+ Tra chế độ cắt cho nguyên công phay

Bước tiến dao : Sz = 0,15 bảng 2.83

Tuổi bền của dao phay : Tp = 100

Tính vận tốc cắt , số vòng quay và bước tiến daocho bàn máy

Thời gian gia công cơ bản được xác định theo công thức sau đây :

T0 =

1 2

L L L

S n

+ +

(ph)Trong đó : * L – Chiều dài bề mặt gia công (mm)

L1 – Chiều dài ăn dao (mm)

L2 – Chiều dài thoắt dao mm

S – Lượng chạy dao vòng ( mm/ph)

n – Số vòng quay hoặc hành trình kép trong một phút

T0 =

1 2 0

2 + +

= 0,08 (ph)Phay mặt bậc bằng dao phay mặt đầu L = 15 mm ;L1 = 3mm ; L3 = 3mm

T0 =

1 2 0

2 + +

= 0,08 (ph)Nguyên công 5 : Khoan 8 lỗ Ф6 L = 15mm ,L1 = 3 mm , L2 = 3 mm

T0 =

1 2 0

- Nguyên công 7 : Phay rãnh then kín

* Phhay rãnh then phần trụ côn

+ +

= 0,3.300

3 3

L = 98 mm , L2 = 3mm , L2 = 3mm

T0 =

1 2 0

2 + +

= 1,083 (ph)

9 Tính và thiết kế một đồ gá

Lập sơ đồ gá đặt , tính lực kẹp ,thiết kế các cơ cấu của đồ gá , tính sai

số chuẩn , sai số kẹp chặt , sai số mòn , sai số điều chỉnh , sai số chế tạo cho phép của đồ gá , yêu cầu kỹ thuật của đồ gá , lập bảng kê khai các chi tiết của

dồ gá

1/ Xác định kết cấu của đồ gá

1.1/ Yêu cầu kỹ thuật

- Nguyên công phay hai mặt đầu được thực hiện trên máy tiện MP-71 ,

là Nguyên công 1 trong 12 Nguyên công gia công cơ

- Yêu cầu kích thước , độ nhám, độ chính xác vị trí tương quan :

- Chọn phương lực kẹp là thặng đứng, có hướng từ trên xuống

- Để kẹp chặt chi tiết trên đồ gá , ta chọn phương pháp kẹp chặt bằng bu lông đai ốc

- Cơ cấu kẹp bằng bu lông đai ốc có những ưu điểm sau :

Trong nguyên công tiện cổ biên trục khuỷu để xác định lực kẹp khi tiện dưaaj vào phần tính trên ta chọn lực cắt PZ cắt của nguyên công cắt thô vì nó lớn hơn của cắt tinh

f : Hệ số ma sát giữa vật kẹp và chi tiết f = 0,35

R : bán kính của chi tiết tại phần gia công

M : mômen cắt

K : hệ số an toàn

K = K0K1K2K3K4K5K6

K0 : hệ số an toàn cho tất cả các trường hợp K0 = 1,5

K1 : hệ số kể đến hệ dư không đều K1 = 1,2

K2 : hệ số kể đến dao mòn làm tăng lưc cắt K2 = 1,2

K3 : hệ số kể đến vì cắt không liên tục làm tăng lực cắt K3 = 1,2

K4 : hệ số kể đến nguồn sinh lực không ổn định K4 = 1,3

K5 : hệ số kể đến mức độ thuận lợi của cơ cấu kẹp bằng tay K5 = 1

K6 ; hệ số kể đến mômen làm lật chi tiết qua điểm tựa K6 =1

K = 1,5.1,2.1,2.1,2.1,3.1.1 = 3,37

W= fR

R KP FR

=

W = 0,35.25 =

20 52 , 99 37 , 3

766,58 kgVậy ta có lực kẹp của một bu lông se là :

= 171,65 kg 3/ Tớnh sai số chế tạo cho phộp của đồ gỏ

Sai số gỏ đặt được tớnh theo cụng thức sau :

Tính sai số chế tạo cho phép của đồ gá [εCT]

Sai số gá đặt đợc tính theo công thức sau

e uuur uur uur uuurgd = + + ec ek edcg

+ δc : là dung sai kich thớc chốt , δc = 30 (àm )

+ ∆ min : là khe hở nhỏ nhất giữa lỗ và chốt Với cách lắp

εm : sai số mòn do đồ gá bị mòn gây ra Sai số mòn đợc xác định theo công thức sau đây: ε =m β N (àm)

Trong đó β : là hệ số phụ thuộc vào kết cấu đồ định

với δ : dung sai nguyên công , δ = 404 ( àm )

⇒ [εgđ] = 3

404

= 134,67 (àm) ≈ 0,135 (mm).

εct : sai số chế tạo cho phép đồ gá [εct] Sai số này cần

đ-ợc xác định khi thiết kế đồ gá Do đa số các sai số phân bố theo qui luật chuẩn và phơng của chúng khó xác định nên ta

sử dụng công thức sau để tính sai số gá đặt cho phép:

[εct]= [ ]2 [ 2 2 2 2 ]

dc m k c

- Độ bóng của các bề mặt lắp ráp và định vị : cấp 8

- Độ cứng của các phiến tỳ và chốt định vị : 50 55 HR

3 GS.TS NguyÔn §¾c Léc – Sæ Tay C«ng NghÖ ChÕ T¹o M¸y, TËp 2 Nxb Khoa Häc vµ Kü ThuËt Hµ Néi 2006

4 GS.TS NguyÔn §¾c Léc – Sæ Tay C«ng NghÖ ChÕ T¹o M¸y, TËp 3 Nxb Khoa Häc vµ Kü ThuËt Hµ Néi 2006

5 GS.TS NguyÔn §¾c Léc – Sæ Tay Gia C«ng C¬ Nxb

Khoa Häc vµ Kü ThuËt Hµ Néi 2002

6 GS.TS TrÇn V¨n §Þch – Sæ Tay Dông Cô C¾t vµ Dông Cô Phô Nxb Khoa Häc vµ Kü ThuËt Hµ Néi 2002

TËp 1,2 Nxb Gi¸o dôc Hµ Néi 2005

11 Ninh §øc Tèn – Dung sai vµ l¾p ghÐp Nxb Gi¸o dôc.

Hµ néi, 2004