Thuyết minh đồ án công nghệ chế tạo máy 15

Đợc sự giúp đỡ và hớng dẫn tận tình của thầy thầy PGS.TS Nguyễn Viết Tiếp trong bộ môn công nghệ chế tạo máy đến nay đồ án môn học của em đã hoàn thành.. Nhờ các lỗ ngang dọc trên thân m

Lời nói đầu

Môn học công nghệ chế tạo máy đóng vai trò quan trọng trong chơng trình đào tạo kỹ s và cán bộ kỹ thuật

về thiết kế và chế tạo các loại máy, các thiết bị phục vụ các ngành công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải

Đồ án môn học công nghệ chế tạo máy kỳ 9 là một trong các đồ án có tầm quan trọng nhất đối với một sinh viên khoa cơ khí Đồ án giúp cho sinh viên hiểu những kiến thức đã học không những môn công nghệ chế tạo máy mà các môn khác nh: máy công cụ, dụng cụ cắt Đồ

án còn giúp cho sinh viên đợc hiểu dần về thiết kế và tính toán một qui trình công nghệ chế tạo một chi tiết

cụ thể.

Đợc sự giúp đỡ và hớng dẫn tận tình của thầy thầy PGS.TS Nguyễn Viết Tiếp trong bộ môn công nghệ chế tạo máy đến nay đồ án môn học của em đã hoàn thành

Tuy nhiên việc thiết kế đồ án không tránh khỏi sai sót em rất mong đợc sự chỉ bảo của các thầy và sự chỉ bảo của các bạn.

Em xin chân thành cảm ơn thầy PGS.TS Nguyễn Viết Tiếp đã tận tình chỉ bảo, giúp đỡ em hoàn thành đồ án

đợc giao.

Hà Nội, ngày 24-11-2005

Sinh viên thực hiện:

Nguyễn Duy Trinh

Thuyết minh đồ án công nghệ chế tạo máy

I Nhiệm vụ thiết kế

Thiết kế qui trình công nghệ gia công chi tiết thân ba ngả đảm bảoyêu cầu kỹ thuật đã cho trong bản vẽ chi tiết

II Phân tích chức năng làm việc của chi tiết.

Thân ba ngả trên thuộc họ chi tiết dạng hộp nên chức năng của chi tiếtnày có thể dùng trong các van cấp nớc, nhiên liệu, cấp dầu trong các hệ thốngcông nghiệp khác, đỡ các trục của máy Nhờ các lỗ ngang dọc trên thân mànhiên liệu đợc phân phối đi theo các ngả trong máy theo yêu cầu, các mặtlàm việc của chi tiết là các bề mặt trong của lỗ Chi tiết làm việc trong điềukiện không quá phức tạp với yêu cầu kỹ thuật không cao nên ta có thể gia côngchi tiết trên các máy vạn năng thông thờng mà vẫn có thể đảm bảo các yêucầu kỹ thuật đã đặt ra

Yêu cầu kỹ thuật cơ bản.

- Độ không vuông góc giữa mặt đầu φ20 và tâm lỗ φ25 cho phép0,05/100mm

- Độ không vuông góc giữa lỗ φ60 và lỗ φ25 cho phép 0,05/100mm

- Độ không đồng tâm của mặt đầu φ60 và lỗ φ25 cho phép 0,02mm

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

Trên chi tiết có nhiều bề mặt phải gia công trong đó có nhiều bề mặt

đòi hỏi độ chính xác, trên chi tiết cũng có nhiều lỗ phải gia công, về cơ bảnkết cấu của chi tiết có đủ độ cứng vững, kết cấu hợp lý nh chiều dày thành

đủ lớn, đủ diện tích, lỗ vuông góc với mặt phẳng của vách, bề mặt cần giacông không có vấu lồi Do Vậy đảm bảo cho việc chế tạo chi tiết, đảm bảocho chi tiết hoạt động tốt Với chi tiết này trên ta có thể dùng phơng pháp tạophôi

Tuy nhiên kết cấu có những nhợc điểm sau :

Gia công các lỗ khó khăn và khoảng cách các lỗ ngắn và không thể giacông trên máy nhiều trục chính, khi gia công khó đảm bảo độ đồng tâmcủa 2 lỗ φ 20 và φ12

Để đúc chi tiết, trong quá trình đúc tránh để rỗ khí, phôi đúc phải

đảm bảo yêu cầu kỹ thuật khi đúc phải để lại lợng d cho gia công cơ

Với chi tiết trên mặt A là gốc kích thớc vậy khi gia công cơ ta tiến hànhphay mặt A trớc để làm chuẩu tinh để gia công cho các nguyên công tiếptheo

Khi gia công chi tiết này ta phải khoan lỗ φ6 trên mặt trụ vậy nến ta

đ-a trực tiếp mũi khođ-an φ6 vào để khoan thì sẽ bị trợt sai vị trí và gẫy mũikhoan do vậy ta có thể dùng dao phay ngón để phay lấy mặt phẳng sau đó

ta mới khoan hoặc ta có thể dùng mũi khoan tôn ( đầu khoan có dạng chữ Vngợc) để khoan mồi khoảng 5 ữ 10 (mm) để định vị sau đó ta mới khoan lỗ

φ6

Tại mặt đầu trụ φ45 có 2 vấu vậy để đảm bảo chính xác ta có thểphay 2 mặt này đồng thời bằng 2 dao phay đĩa.

IV Xác định dạng sản xuất.

Để xác định dạng sản xuaats ta phải dựa vào trọng lợng của chi tiết vàsản lợng chi tiết hàng năm

a) Tính trọng lợng của chi tiết.

- Tính thể tích chi tiết bằng phần mềm proe2000i ta đợc thể tíchcủa chi tiết là:

V = 0,1145(dm3)

- Khối lợng riêng của hợp kim gang : γ = 7,4 kG/dm3

- Trọng lợng của chi tiết

100 1 (

m 1 N

N - Số chi tiết đợc sản xuất trong 1 năm

N1 - Số sản phẩm đợc giao N1 = 5000

m - Số chi tiết trong 1 sản phẩm, (m =1)

β - Số chi tiết đợc chế tạo thêm để dự trữ ( lấy β = 5%)

- Vì cấu tạo của chi tiết có dạng thân có nhiều lỗ vậy để đảm bảo

điều kiện kết cấu, làm việc cũng nh thuận tiện cho việc gia công cơ tachọn phơng pháp đúc phôi

- Do các đặc điểm của phôi nh :

+ Sản xuất hàng loạt lớn

+ Chi tiết cỡ nhỏ

Do đó, đúc phôi theo phơng pháp đúc trong khuôn vỏ mỏng Chọn mặt phân khuôn:

t d

Mặt phân khuôn đợc biểu diễn trên hình vẽ:

V Thiết kế qui trình công nghệ gia công chi tiết.

1 Xác định đờng lối công nghệ.

Sau khi phân tích kết cấu của chi tiết, dạng sản xuất là loạt lớn và trong

điều kiện sản xuất ở nớc ta hiện nay, ta chọn phơng án phân tán nguyêncông, sử dụng nhiều đồ gá chuyên dùng để gia công trên các máy vạn năngthông dụng

2 Tính toán và lập qui trình công nghệ gia công chi tiết.

Nguyên công tạo phôi.

Nguyên công 1 : Tiện mặt đầu khối trụ φ45 và khoét, doa lỗ φ25

Nguyên công 2 : Phay đầu khối trụ φ45

Nguyên công 3 : Khoan doa lỗ φ10

Nguyên công 4 : Phay mặt phẳng 30x35

Nguyên công 5 : Khoan Doa lỗ φ 20 và φ12

Nguyên công 6 : Phay mặt bậc cho lỗ φ6

Nguyên công 7 : Khoan lỗ φ 6

Nguyên công 8 : Khoan lỗ φ6 nằm trên mặt trụ φ45

Nguyên công 9 : Xọc rãnh 4

Nguyên công 10 : Phay vấu trên mặt đầu φ45

Nguyên công 11: Kiểm tra

Tính toán cụ thể:

Nguyên công 1 : Tiện mặt đầu φ60 Và khoét doa lỗ φ25±0,015

1.1 Yêu cầu kỹ thuật:

- Bề mặt đáy yêu cầu độ bóng Ra2,5 tơng ứng với Rz6,3 àm

- Lỗ φ 25 yêu cầu độ nhẵn bóng Ra2,5 Yêu cầu độ chính xác kíchthớc là : φ25± 0,015 tơng ứng với độ chính xác cấp 7

Vt=59,04 m/phótVíi : K1=0,8 lµ hÖ sè phô thuéc gãc nghiªng chÝnh cña dao.

K2=0,9 lµ hÖ sè phô thuéc ph«I cã vá cøng

K3=1 lµ hÖ sè phô thuéc chu kú bÒn cña dao

+ Chiều sâu cắt bằng lợng d còn lại: t=0,5 mm.

+ Tra sổ tay CNCTM chọn lợng chạy dao khi tiện tinh Ta có lợngchay dao : Sb=0,25 mm/vòng

Chọn theo máy là S=0,27mm/vòng+Vận tốc cắt : tra bảng vận tốc cắt trong sổ tay CNCTMT2 đợcVb=148 m/phút Từ đó ta có Vận tốc tính toán là:

Vt=Vb.K1.K2.K3=148.1.1.1 Vt=148 m/phút

Với : K1=1là hệ số phụ thuộc góc nghiêng chính của dao

K2=1 là hệ số phụ thuộc phôI có vỏ cứng

K3=1 là hệ số phụ thuộc chu kỳ bền của dao

là 2,5 mm và bớc khoét tinh là 0,75 mm Chọn dao khoét răng chắp

φ24, vật liệu bằng thép gió có chiều dàI L=200 mm Tuổi bền T=40phút

Vt=21 m/phótVíi : K1=1 lµ hÖ sè phô thuéc chu k× mòi khoÐt Chu kú b»ng 1.

K2=0,9 lµ hÖ sè phô thuéc ph«I cã vá cøng

K3=1 Lµ hÖ sè phô thuéc chu kú bÒn cña dao T=40 phót

Vt=22,05 m/phótVíi : K1=1 lµ hÖ sè phô thuéc chu k× mòi khoÐt Chu kú b»ng 1

K2=0,9 lµ hÖ sè phô thuéc ph«I cã vá cøng

K3=1 Lµ hÖ sè phô thuéc chu kú bÒn cña dao T=40 phót

Vt=22,05 m/phótVíi : K1=1 lµ hÖ sè phô thuéc chu k× mòi khoÐt Chu kú b»ng 1.

K2=0,9 lµ hÖ sè phô thuéc ph«I cã vá cøng

K3=1 Lµ hÖ sè phô thuéc chu kú bÒn cña dao T=40 phót

Nguyên công 2 : Phay mặt đầu φ 45(Tính lợng d và chế độ cắt)

1. Yêu cầu kỹ thuật:

- Bề mặt đợc gia công đạt độ Rz6,3 tơng ứng với cấp chĩnh xác 4

- Kích thớc cần đạt là 60± 0,1 Tra sổ tay CNCTM 1 ta thấy cấp chínhxác của kích thớc là cấp 10

Ta nhận thấy rằng bề mặt yêu cầu độ bóng cao nhng lại không yêucầu cao về độ chính xác kích thớc Do dó ta độ chính xác của đồ gácũng không đòi hỏi độ chĩnh xác cao

- Mặt đáy định vị 3 bậc tự do bằng hai phiến tỳ

- Mặt trụ ngoàI φ60 định vị 2 bậc tự do bằng khối V ngắn

Chi tiết đợc kẹp bằng cơ cấu kẹp tay quay theo phơng kẹp nh hình vẽ

4 Chọn máy và dụng cụ cắt:

Chọn máy gia công là má phay vạn năng 6H82Γ với các thông số nhsau:

- Công suất máy là N=7 kW

- Hiệu suất là η=0,75Chọn dao phay mặt đầu trụ tròn để đạt kích thớc 60± 0,1

5 Chế độ cắt cụ thể nh sau:

a Tính toán và tra lợng d.

Kích thớc cần đạt ở nguyên công này là 60± 0,1 với độ nhám Ra =2,5

àm.Tra theo bảng (3-91) STCNCTM T1, tơng ứng với cấp chính xácIT10

Nguyên công này đợc chia làm 2 bớc :

+ Phay thô

+ Phay tinh

Lợng d nhỏ nhất đợc tính nh sau :

Zimin = RZi-1 + Ti-1 + Si-1 + εi

Với phôi đúc trong khuôn vỏ mỏng, làm khuôn bằng máy, theo bảng(3-15) STCNCTM T1, cấp chính xác của phôi đúc đạt IT14

Theo bảng 8 TKĐACNCTM, với kích thớc lớn nhất của vật đúc nhỏhơn 1250 (mm) thì : RZ + T = 600 (àm) (1)

- Sai lệch không gian của vật đúc :

+ Sai lệch do độ cong vênh của mặt vật đúc :

(Bề mặt đang thực hiện gia công) đợc xác định là :

ρC1 = ∆K.L

∆K : Độ cong vênh trên 1mm chiều dài (àm/mm)

L : Kích thớc lớn nhất của mặt phẳng L = 75 (mm)

Theo bảng (4-40) STCNCTM ĐHBK Lấy ∆K = 1 →ρC1 = 1.75 = 75(àm)

+ Sai lệch về độ không song song giữa mặt phẳng chuẩn và mặt phẳng gia công:

ở bớc phay thô đạt cấp chính xác IT12, sau bớc phay thô theo bảng(3-11) ứng với kích thớc danh nghĩa 10 ữ 100 và cấp chính xácIT14

⇒ Dung sai của vật đúc là 740 (àm)

⇒ Sai lệch về độ không song song là :

ρKS2 = 1/2 dung sai phôi = 1/2 740 = 370 (àm)

+ Vì sai lệch do độ cong vênh và độ không song song là cùng ớng nên tổng sai lệch không gian cuả phôi là :

h-445 370 75

Sau phay tinh: Lmin = 59,9 (mm)

- Lợng d tổng cộng đợc tính theo công thức :

Zo min =130 + 1040 = 1170 (àm) = 1,17(mm)

Zo max= 290 + 2160 = 2450 (àm)= 2,45 (mm)

-Kiểm tra kết quả tính toán :

+ Sau khi tinh :

Zmax - Zmin= 290 - 130=160 (àm)

σ2 - σ1 =180 2-100 2=2,45 àm

+ Sau phay thô:

Zmax-Zmin= 2160 - 1040 = 1040(àm)

Dung sai σ

(àm)

Kích thớc giớihạn

Lợng d giớihạn

Phay

tinh

25 25 12 127 59,9 100 59,9 60,1 130 290

11702450

D = 100 B = 39

d = 32 Z = 10

- Tính toán chế độ cắt :

a Phay thô:

+ Chọn chiều sâu cắt t=2,16 (bằng lợng d gia công thô)

+ Lợng chạy dao S : Tra theo bảng(5-33)STCNCTM T2 → Sz=0,29(mm/ răng)

+ Tốc độ cắt đợc xác định theo công thức

y u. p v

z x m

q

Z B S t T

D C

V =

Trong đó:

D=100; t =2,16 ; Sz=0,29; Z=10Theo bảng 5-40 cùng với D=100 → T=180 phút Theo bảng 5-39 ta đợc các hệ số và số mũ nh sau :

45 29 , 0 16 , 2 180

100 445

V 0,32 0,15 0,35 0,2 0

2 , 0

=

Số vòng quay của dao :

434 100

14 , 3

31 , 136 1000 D

.

V 1000

mv w

q

u y z

x p

k n

D

Z B S t.

C 10

Px = 294,3 < Pxmax = 2000 : Thoả mãn điều kiện

- Xác định mômen xoắn (Nm) trên trục chính của máy :

464, 7.100

232,32.100 2.100

z x

z e

P V

Điều kiện Ne < Nm.η thoả mãn

Lợng chạy dao Sp là: Sp = n.Z.Sz = 475.0,29.10 = 1377 mm/phút

Chọn theo máy: Sp=900 mm/phútTóm lại chế độ cắt khi phay thô là :

q

Z B S t T

D C

V =

Các hệ số mũ nh ở bớc trớc :

0,2 0,32 0,15 0,35 0,2 0

V n

Tóm lại chế độ cắt khi phay tinh là :

Nguyên công 3: Khoan doa lỗ Φ10±0,07

1 Yêu cầu kỹ thuật:

- Độ bóng bề mặt Ra2,5 tơng ứng với độ nhám Rz6,3 àm

- Kích thớc lỗ là φ10± 0,07 Tra sổ tay công nghệ chế tạo đợc cấp chínhxác là: IT12

2 Phơng án gia công:

Ta tiến hành gia công qua hai bớc:

- Khoan với mũi khoan có đờng kính φ9,8 mm

- Doa với mũi doa φ10

3 Định vị và kẹp chặt:

Chi tiết đợc định vị nhờ phiến tỳ( 3 bậc tự do) vào mặt đáy φ45, chốttrụ ngắn( 2 bạc tự do vào mặt trụ trong φ25, chốt tì( 1 bậc tự do) vào

mặt bên Và đợc kẹp chặt bằng đòn kẹp liên động từ trên xuống nh hình

vẽ sau đây:

S

n

Ø10±0,07

4 Chọn máy và dụng cụ cắt:

Ta tiến hành khoan và doa trên máy khoan thông dụng là máy khoandứng 2A125 với:

Ta thấy rằng để gia công đạt độ bóng Ra = 2,5 (cấp chính xác 6), để

đạt cấp chính xác trên thì sau khi khoan ta cần phải doa thô( Hớng dẫnthiết kế ĐACNCTM)

a Khoan:

Lợng d khi khoan bằng 1/2 đờng kính mũi của mũi khoan Do sau khi khoan ta doa thô nên ta để lại cho bớc doa thô một lợng d là 0,2 mm

Nh vậy đờng kính mũi khoan phảI chọn là : d = 9,8 (mm)

Chọn mũi khoan ruột gà, đuôi côn, kiểu 1 theo bảng (4-2) STCNCTMTập 1, mũi khoan có các thông số là:

- Đờng kính mũi khoan : d = 9,8

- L = 250 (mm)

- Chiều dàI phần làm việc của mũi khoan : l = 170 (m m)

- Vật liệu cho mũi khoan là thép gió P18

Chế độ cắt

- Chiều sâu cắt : t = 9,8/2 = 4,9 mm

- Lợng chạy dao: Sb = 0,5 mm/vòng Bảng (5-89) STCNCTM T2.Chọn theo máy ta có S= 0,48 mm/vòng

- Tốc độ cắt dợc tính theo công thức :

Vt = Vb.K1.K2.K3.Theo bảng 5-90 sổ tay CNCTM2 ta có :

- Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kì bền của dao K1

⇒Số vòng quay của trục chính

nt = 1000. 1000.24, 4 791, 6( / )

3,14.9,8

t v

vong phut d

- Ta tiến hành doa trên máy khoan 2A125.

- Chọn dao thép gió liền khối đuôi côn (theo bảng 4-47 STCNCTM T1chọn ) Các thông số của dao sẽ là

K1 là hệ số điều chỉnh tốc độ cắt theo chu kỳ bền của mũikhoan k1 = 1

⇒ 8Vt = 16,7.1 = 16,7 (m/phút)

Tốc độ trục quay sẽ là : nt = 1000. 1000.16,7 531,8( / )

3,14.10

t v

v p d

Chọn theo tiêu chuẩn của máy là n = 540 (v/p)

Vậy ta có chế độ cắt bớc khoan là:

0,10,81 /

1 Yêu cầu kỹ thuật:

- Mặt phẳng 30x35 yêu cầu độ bóng Ra2,5 tơng ứng với độ nhám bềmặt là Rz6,3 àm

- Khi gia công yêu cầu đạt kích thớc là 45± 0,1 mm

- Chốt trụ ngắn định vị 2 bậc tự do vào mặt trụ φ25

- Chốt trám định vi 1 bậc tự do còn lại vào mặt trụ φ10 vừa đợcgia công

Chọn phơng án kẹp chặt chi tiết bằng bàn kẹp quay theo hớng nhhình vẽ

nS

4 Chọn máy và dụng cụ cắt:

- Chọn máy gia công là máy phay vạn năng 6H82Γ với các thông số nhsau:

+ Mặt làm việc của bàn : 320x1250 (mm2)

+ Công suất động cơ : N = 7,5 (KW)

+ Hiệu suất máy : η = 0,75

- Chọn dao phay mặt đầu có gắn mảnh hợp kim cứng BK8

Theo bảng 4-94 sổ tay CNCTM I ta có các thông số của dao nh sau: + Đờng kính dao: D = 100 mm

+ Chiều cao của dao: B = 39 mm + Đờng kính trục gá: d = 32 mm+ Số răng: Z = 10 (răng)

4 Tra chế độ cắt:

Với lợng d cho bề mặt là 2,5 mm, ta chia cho bớc phay thô là 2,25 mm

và bớc phay tinh là 0,25 mm

a Bớc phay thô:

- Chiều sâu cắt t = 2,25 (mm) (bằng cả lợng d ở bớc phay thô)

- Lợng chạy dao răng theo bảng 5-125 Sổ tay CNCTM T2 là S = 0,25(mm/răng)

- Tốc độ cắt đợc tính theo công thức:

Vt = Vb.k1.k2.k3Trong đó:

vong phut d

Chọn theo máy ta đợc: n = 475 (v/p)

Lợng chạy dao phút sẽ là : Sp= Sz.Z.n = 0,25 10 475 = 1187mm/phút

- Chiều sâu cắt t = 0,25 (mm)

- Lợng chạy dao răng: S = 0,2 mm/răng theo bảng 5-125 STCNCTM T2

- Vận tốc cắt tính theo công thức sau:

Vt = Vb.k1.k2.k3 Trong đó: Theo bảng 5-127 Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập II ta có

vong phut d

5 Nguyên công 5: Khoan doa lỗ φ 20 và φ 12

1 Yêu cầu kỹ thuật:

- Về độ nhám bề mặt thì cả hai lỗ đều yêu cầu độ nhám Ra2,5

T-ơng ứng với độ nhám bề mặt Rz6,3

- Yên cầu độ đồng tâm lỗ của hai lỗ là 0,02

- Độ chính xác của các lỗ là: φ20± 0,025 và φ12± 0,02 Tơng ứng với cấpchính xác 9

2 Phơng án gia công:

Qua yêu cầu kỹ thuật ta có thể thấy rằng bề mặt hai lỗ chỉ cần giacông qua hai bớc là khoan và doa Do phải gia công đồng thời hai lỗ đòihỏi độ đồng tâm cao đó là một khó khăn vì lỗ φ12 không đợc dẫn h-ớng do đó rất khó đảm bảo độ đồng tâm Nhng ta lai có một thuận lợi

là giảm số bớc của nguyên công, cụ thể nh sau:

Quá trình gia công đợc chia làm 4 bớc :

Chi tiết đợc định vị:

- Mặt đầu định vị 3 bậc tự do

- Chốt trụ ngắn định vị 2 bậc tự do vào mặt trụ φ25

- Chốt trám định vi 1 bậc tự do còn lại vào mặt trụ φ10 vừa đợcgia công

Chọn phơng án kẹp chặt chi tiết nh hình vẽvị vả kẹp chặt theo sơ

đồ sau đây: