Thuyết minh đồ án công nghệ chế tạo máy 108 trục khửu

Lời nói đầuĐồ 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 côngnghệ chế tạo

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 côngnghệ 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 thời gian 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 thiếusót trong quá trình làm đồ án, em kính mong sự chỉ bảo tận tình 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 viªn:

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 độngquay 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 chốtkhác nhau của trục khuỷu

+ Chốt khuỷu cũng được gia cụng và sử lý để đạt độ búng và độ cứng cao

+ Mỏ khuỷu ta dựng hai mỏ khuỷu dạng ụvan nhằm giảm trọng lượng

và cú sức bến đều

2 Phõn biệt tớnh cụng 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 nguyên kết cấu

Kết cấu của trục không đối xứng vì vậy không thể giacông trên máy chép hình thuỷ lực

Trên chi tiết có hai lỗ nghiêng do đó ta phải chế tạo đồ gá để gia công lỗ nghiêng này

Ta có l/d=906/92<10 nên trục đủ độ cứng vững

Trục là trục khuỷu vì vậy bắt buộc phải gia công trớc khi mài khả năng bị biến dạng khi nhiệt luyện là có nhng vẫn có thể chấp nhận đợc

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

3.Xỏc định dạng sản xuất

Số lựơng chi tiết tổng cộng cần chế tạo trong một năm được xỏc định theo đầu bài ta đó cú N= 10000 chi tiết

Khối lượng chi tiết sản suất : Q1 = γ.V

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 trụckhuỷu là thép 40X

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

đợc 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 phôi hàng 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 tadùng 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 sốbậc 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 tâm :

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)

ΠΠ – đá phẳng

6.6 Khoan lỗ xiên của truc khuỷu

Máy :2H55

Dao : mũi khoan ruật gà đuôi trụ loại dài

Khoan lỗ đứng của truc khuỷu

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 nỳt đầu vào hốc đầu trục khuỷu

Xiết chạy nỳt đầu , tỏn chặt đàu nỳt dầu tại ba điểm

Lắp đai ốc vào trục khuỷu

Thỏo chi tiết kiểm tra

Cõn 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 %

Xác định lợng d và kích thớc giới hạn cho các bớc công nghệ gia công công cổ biên

1.Lập trình tự gia công: Ghi vào cột 1các thông

số Rz,Ta, ρa và ε vào các cột 2,3,4 phôi có dạng phôi

cán nóng, phôi cán tinh định kích thớc cấp chính xác 7 => 12 , chất lợng mặt đầu sau khi cán nóng dung sai chiều dài sau khi cắt ±1mm, khối lợng khoảng 42 kg Tiến trình công nghệ gia công gồm

3 bớc

Chuẩn định vị :mặt đầu lỗ là mặt phẳng hạn chế 3 bậc tự do

Mặt đáy 2 bậc tự do

Mặt bên 1 bậc tự do

Dung sai

δ

Kích thớc giới

han(mm )

h

2Z g h

tinh 5 10 0.01 0 31 22.021 31 22 22.021 31 49

Lợng d đợc tính theo công thức :

2 2 min 1 1 1

trong đó :ρcv:sai số cong vênh của mặt lỗ sau khi

đúc sai số này đợc tính cho hai phơng pháp dọc trục và hớng kính

đã gia công ở các nguyên công trớc và đợc sử dụng

để gá đặt chi tiết trên nguyên công đang thực hiện so với với bề mặt cần gia công ở đây bể mặt đã gia công là mặt đầu lỗ ỉ22 và dùng để

ε = ε2 + ε2

Thay sè vµo c«ng thøc tÝnh lîng d vµ lËp b¶ng ta cã:

Tra lợng d cho các nguyên công còn lại:

Sử dụng bảng tra lợng d gia công của (bảng 3-94)

và bảng sai lệch cho phép theo kích thớc(bảng 97) của vật đúc cấp chính các I và bảng giá trị dung sai của các kíc thớc lỗ ta có đợc các giá trị l- ợng d và dung sai cho phép của các bề mặt còn lại ,ta đợc bảng giá trị tơng ứng nh sau:

7 Tính chế độ cắt cho một nguyên công ( tính cho một nguyên công

cần thiết kế đồ gá ) và tra chế độ cắt cho một nguyên công còn lại

Tính chế độ cắt cho nguyên công tiện cổ biên truc khuỷu

a Chiều sâu cắt

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:

C

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)

Vậy thay vào công thức trên ta được :

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 :

, 120

29 , 58 54 , 28

kw

Thay các công thức trên vào công thức ta có :

Đối với tiện tinh :

) ( 27 , 0 60

, 120

29 , 58 54

, 120

29 , 58 54

Vậy máy T616 đủ công suất để gia công

Tra chế độ cắt cho các nguyên công còn lại

7.2.1 Ta tra chế độ cắt cho nguyên công tiện :

7.2.1.1 Tính chiều dài cắt:

7.2.1.1.1 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

7.2.1.2 Bước tiến dao :

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

5 Tính công suất theo công thức :

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

6 Kiểm tra khả năng công suất của máy :

Nc ≤ Nđcη Vậy thỏa mãn

+ Tra chế độ cắt cho nguyên công mày

- 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

8 Tính thời gian gia công cơ bản cho tất cả các nguyên công

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

T0 = S n

L L L

.

2

1 + +

(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

( Ph) Nguyên công 2 : Tiện thô T0 = 0,5.250

236

= 1,888 ( ph) Nguyên công 3: Tiện tinh T0 = 0,3.400

236

= 2 (ph) Nguyên công 4 : Phay mặt bắt đối trọng : Phay mặt phẳng bằng dao phay trụ L = 22 mm ; L1 = 4 mm ; L2 = 4 mm

T0 = S n

L L L

0

2 1

2 + +

= 1,5.500

4 4 22

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

T0 = S n

L L L

0

2 1

8 + +

= 1,5.500

4 4 22

= 0,08 (ph)

Nguyên công 5 : Khoan 8 lỗ Ф6 L = 15mm ,L1 = 3 mm , L2 = 3 mm

T0 = 0,1.960 1,5

3 3 15 8 8

L L L

3 15 960 5 , 0

3 15 8 8

1

1 1

Sn

L L Sn

L L

= 0,557 (ph)

- Nguyên công 7 : Phay rãnh then kín

* Phhay rãnh then phần trụ côn

T0 = 0,15.500

8 32 500 12 , 0

1 5

1 5

1+ − = + + − +

Mn

Md S

D L S

L+ 1 + 2

= 0,3.300

3 3

9 + +

= 0,167 (ph) Nguyên công 9 : Mài : T0 = 0,81.150

221

= 1,81 (ph) Nguyên công 10 : khoan hai lỗ Ф6

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

T0 = S n

L L L

0

2 1

2 + +

= 0,1.960

3 3 98

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 tiện cổ biên trục khuỷu được thực hiện trên máy tiện T616 , là Nguyên công 4 trong 12 Nguyên công gia công cơ

- Yêu cầu kích thước , độ nhám, độ chính xác vị trí tương quan : + Đường kính cổ biên :Ф40-0,019

- 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 :

+ Lực kẹp lớn

+ Cơ cấu kẹp đơn giản

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

KM Z 0

=

W = 0,35.25 =

20 52 , 99 37 , 3

766,58 kgVậy ta cú lực kẹp của một bu lụng 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 :

Tài liệu tham khảo

[1].Công nghệ chế tạo máy

NXB KHKT -Hà Nội 1998

Chủ biên và hiệu đính :

PGS,PTS Nguyễn Đắc Lộc,PGS,PTS Lê Văn Tiến.[2].Sổ tay và Atlas đồ gá

[4].Chế tạo phôi- tập 1,2

NXB ĐHBK - 1993

Hoµng Tïng, Ph¹m B¸ N«ng, NguyÔn V¨n H¶o, §inh C«ng MÔ, NguyÔn LuyÕn.

[5].ThiÕt KÕ §å ¸n C«ng NghÖ ChÕ T¹o M¸y

Lª V¨n TiÕn; TrÇn V¨n §Þch; TrÇn Xu©n ViÖt

[9] hướng dẫn thiết kế đồ án công nghê chế tạo máy –

2004

Gs ts :Nguyễn Đắc Lộc : Lưu Văn Nhang