ĐỒ ÁN CHẾ TẠO MÁY

L I NÓI Đ U Ờ ẦThiết kế đồ án môn học công nghệ chế tạo máy là nhiệm vụ quan trọng của quá trình đào tạo sinh viên trong các trường kỹ thuật.. Theo chương trình đào tạo của trường ,thầy

L I NÓI Đ U Ờ Ầ

Thiết kế đồ án môn học công nghệ chế tạo máy là nhiệm vụ quan trọng của quá trình đào tạo sinh viên trong các trường kỹ thuật Theo chương trình

đào tạo của trường ,thầy Nguyễn Ngọc Huệ phụ trách bộ môn công nghệ chế

tạo máy và là giáo viên hướng dẫn (GVHD) thiết kế đồ án đã đề ra những yêu cầu và nhiệm vụ cụ thể cho từng sinh viên làm việc với đồ án công nghệ chế tạo máy Một dạng bài tập tổng hợp giúp sinh viên hệ thống lại các kiến thức tiếp thu được từ những bài giảng ,bài tập thực hành, cùng với việc sử dụng tổng hợp các loại tài liệu liên quan ,các loại sổ tay ,bảng tiêu chuẩn … để hiểu

rõ tầm quan trọng và tính công nghệ của chi tiết cần gia công qua đó thiết lập phương án công nghệ tốt nhất ứng với từng điều kiện sản xuất cụ thể.

Mục tiêu của môn học này là tạo điều kiện cho sinh viên nắm vững các kiến thức cơ bản và vận dụng có hiệu quả các phương pháp thiết kế, xây dựng và quản lý các quá trình chế tạo sản phẩm cơ khí về ỹ thuật sản xuất và tổ chức sản xuất nhằm đạt được các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật theo yêu cầu trong điều kiện và quy mô sản xuất cụ thể Môn học còn truyền đạt những yêu cầu về chỉ tiêu công nghệ trong quá trình thiết kế các kết cấu cơ khí để góp phần nâng cao hiệu qả chế tạo chúng.

Đồ án môn học công nghệ chế tạo máy có vai trò vô cùng quan trọng đối

với sinh viên ngành cơ khí Đồ án giúp sinh viên làm quen dần vè thiết kế và tính toán một quy trình chế tạo một chi tiết cụ thể.

Em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn và chỉ bảo tận tình các thầy cô

khoa cơ khí đặt biệt là thầy Nguyễn Ngọc Huệ đã chỉ bảo tận tình nhất chỉ bảo

và theo sát em trong suốt quá trình làm đồ án, thầy đã hướng dẫn cụ thể mọi thắt mắt của em, định hướng cho bài làm của em đi đến kết quả tốt nhất, giúp

em hoàn thành đò án này Em xin chân thành cảm ơn thầy và em xin chúc thầy thành công trên con đường sự nghiệp của mình….

Sinh viên

Nguy n Văn Dễ ươ ng

M C L C Ụ Ụ

Ch ngI PHÂN TÍCH CH C NĂNG VÀ ĐI U KI N LÀM VI C C A CHI TI T ươ Ứ Ề Ệ Ệ Ủ Ế

I PHÂN TÍCH CHI TI T GIA CÔNG Ế

1/ Đi u ki n làm vi c c a chi ti t ề ệ ệ ủ ế Trang 6 2/ Phân tích kỹ thu t ậ Trang 7 3/ Xác đ nh d ng s n xu t ị ạ ả ấ Trang 7

Ch ươ ng II- CHỌN D NG Ạ PHÔI VÀ PHƯ NG Ơ PHÁP CHẾ TẠO PHÔI

2 1 Xac đ nh ph i ươ ng phap ch t o phôi ê a

Ch ươ ng III - XÁC ĐỊNH CHUẨN GIA CÔNG VÀ PHƯ NG Ơ ÁN GIA CÔNG 3.1 PHÂN TÍCH VÀ CH N PH Ọ ƯƠ NG ÁN GIA CÔNG Trang 13

3.2 PH ƯƠ NG ÁN GIA CÔNG Trang 14

V/ NGUYÊN CÔNG 5 Trang 37

VI/ NGUYÊN CÔNG 6 Trang,39

Ch ươ ng V- TÍNH TOÁN L C K P C A Đ GÁ (NGUYÊN CÔNG 4) Ự Ẹ Ủ Ồ

I.S đ hình vẽ ơ ồ Trang 41

II.Xác đ nh l c k p c a đ gáị ự ẹ ủ ồ Trang 42

Tài liệu tham khảo Trang 45

NH N XÉT C A GIÁO VIÊN Ậ Ủ

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

Chi tiết dạng càng thường có chức năng biến chuyển động thẳng của chi tiết này thành chuyển động quay của chi tiết khác Ngoài ra chi tiếtdạng càng còn dùng để đẩy bánh răng (khi cần thay đổi tỷ số truyền trong các hộp tốc độ)

Thông thường ta gặp chi tiết tay biên trong động cơ đốt trong Khi đó

chi tiết là bộ phận trung gian để biến chuyển động thẳng của Piston

thành chuyển động quay của cốt máy

2.Phân tích kỹ thuật

- Vật liệu chế tạo tay biên là: Gang Xám 15 – 32

- Độ cứng HB: 163HB 229HB

- Gang xám là hợp kim Sắt với Cacbon và có chứa một số nguyên tố

như (0.5¸4.5)% Si, (0.4¸0.6)% Mn, 0.8% P, 0.12% S và một số nguyên

tố khác như: Cr, Ni, Cu, Al …

- Gang xám có độ bền nén cao, chịu mài mòn, tính đúc tốt, có góp

phần làm giảm rung động nên được sử dụng nhiều trong chế tạo máy

- Trong quá trình làm việc tay biên chủ yếu là chịu nén nên chi tiết

được làm bằng gang xám là phù hợp

- Kết cấu phải đảm bảo khả năng cứng vững

- Với tay biên ,với kích thước không lớn lắm nên chọn phôi là phôi dập

sẽ đảm bảo được điều kiện làm việc khắc nghiệt của nó

- Bề mặt của tay biên chủ yếu là bề mặt lỗ vì vậy cần đảm bảo các các

yêu cầu kĩ thuậtsau:

+ Hai đường tâm của hai lỗ phải song song với nhau và cùng vuông

góc với mặt đầu tay biên

+ Kết cấu phải thuận lợi cho việc chọn chuẩn thô và chuẩn tinh

Với tay biên ,nguyên công đầu tiên gia công hai mặt đầu cùng lúc để

đảm bảo độ song song của hai mặt đầu và làm chuẩn cho các nguyên

công sau ( gia công hai lỗ chính) nên chọn chuẩn thô là hai mặt thân

biên không gia công

Vật liệu: Gang xám (15-32) theo sách công nghệ kim loại ta có các

thông số sau:

Vật liệu Giới hạn

bền kéo (N/mm2)

Giới hạn bền uốn (N/mm2)

Giới hạn bền nén (N/mm2)

Độ dãn dài

Độ cứng (HB)

Dạng grafit

thô to3.Xác định dạng sản xuất

.Sản lượng hàng năm được xác định theo công thức sau đây:

N : Số lượng chi tết tông c ng được sản xuất trong một năm ;ô

N1 : Số lượng sản phẩm cần chế tạo trong năm theo kế hoạch

(40000 chiếc)

m : Số lượng chi tết trong một sản phẩm (m=1)

α : Lượng sản phẩm dự phòng do sai hỏng khi tạo phôi gây ra (α= 3% - 6% ), chọn α= 4%

β : Lượng sản phẩm dự trù phòng do hỏng hóc và phế phẩm trong quá trình gia công cơ

(β= 5% - 7%), chọn β= 6% Như v y ta có:ậ

Ta chọn: Phế phẩm chủ yếu trong các phân xưởng là: α= 6%

Số chi tết được chế tạo thêm để dự trữ : β= 7%

27500 100

6 4 1 1

Thể tích của chi tiết Vct =0,000206 m3= 0,206 dm3

Trọng lượng riêng của gang xám: = ( 6,8- 7,4) kg/ dm3

2.1 Xác định phương pháp chế tạo phôi

Trong gia công cơ khí các dạng phôi có thể là: phôi đúc ,rèn , dập , cán

• Phôi rèn:

- Ưu đi m : bi n d ng kim lo i th r n nên kh để ế ạ ạ ở ể ắ ử ược khuy t t t ế ậkhi đúc nh r s , r khí T ch c kim lo i m n, ch c và d ng th ư ỗ ỉ ỗ ổ ứ ạ ị ắ ở ạ ếnên c tính cao , phù h p v i nh ng chi ti t làm vi c v i t i tr ng ơ ợ ớ ữ ế ệ ớ ả ọ

đ ng, thay đ i.ô ổ

- Nhược đi m : ch gia công để ỉ ược nh ng chi ti t đ n gi nữ ế ơ ả

• Phôi đúc:

 Đúc trong khuôn cát:

- Làm b ng khuôn tay : áp d ng cho s n xu t đ n chi c hay nh ng chiằ ụ ả ấ ơ ế ữ

ti t có kích thế ướ ớc l n, đ chính xác và năng xu t ph thu c vào tay ô ấ ụ ôngh ngề ười th ợ

- Làm b ng khuôn máy: áp d ng cho đúc hàng lo t v a và hàng kh i, ằ ụ ạ ừ ốnăng xu t và đ chính xác cao.ấ ô

 Đúc trong khuôn kim lo i: ạ

• Ư ể đi m :

+ ch t lấ ượng v t đúc có đ chính xác đ đ ng nh t và ch t lậ ô ô ồ ấ ấ ượng b ề

m t tặ ương đ i cao.ố

+ khuôn đượ ử ục s d ng nhi u l nề ầ

+ T đ ng hóa các quá trình tháo, l p, k p khuôn, ự ô ắ ẹ

+ Không c n lõi đúc v t tròn xoayầ ậ

+ Do tác d ng c a l c ly tâm nên kim lo i đi n đ y vào khuôn các ụ ủ ự ạ ề ầ

t t.ố

+ T ch c kim lo i m n, ch t, không b r co, r khí.ổ ứ ạ ị ắ ị ỗ ỗ

• Nhược đi m: Ch đúc để ỉ ược chi ti t tròn xoay.ế

Xác định loại và phương pháp chế tạo phôi nhằm mục đích đảm bảo hiệu quả kinh tế - kỹ thuật chung của quy trình chế tạo chi tiết Đồng thời giảm phí tổn chế tạo chi tiết kể từ khi công đoạn chế tạo phôi tới công đoạn gia công chi tiết là thấp nhất

Vật liệu gang xám có đặc tính cơ học : giòn ,chịu lực nén tốt và khử được rung động,nhưng dễ bị mỏi do kéo

Mặt khác gang có tính đúc cao và lượng dư chế tạo phôi lớn, phôi đúc được ứng dụng nhiều và phổ biến bởi những ưu điểm vượt trội của nó

Từ những phân tích trên ứng dụng vào đặc tính của gang nên ta chọn phương pháp ĐÚC trong khuôn kim loại là hợp lí nhất

 Đúc trong khuôn kim loại có nhưng ưu,nhược điểm sau:

+ Khuôn được sử dụng nhiều lần

+ Độ sạch và độ chính xác được nâng cao đáng kể.Điều này sẽ làm giảm lượng dư gia công cơ khí sau này

+ Nâng cao đáng kể độ bền của chi tiết

+Tăng năng suất giảm giá thành của sản phẩm

+ Tiết kiệm được diện tích nhà xưởng do không phải chế tạo khuôn

+ Dễ cơ khí hóa và tự động hóa ,điều kiện vệ sinh tốt

Nhược điểm:

Chế tạo khuôn kim loại phức tạp và đắt tiền ,độ bền khuôn hạn chế khi đúc thép

Khó đúc những vật thành mỏng và phức tạp ,vật đúc có ứng suất lớn Gang khi đúc dễ bị biến cứng ,quy trình đúc phải chặt chẽ

K t lu n ế ậ : Qua m t s phô ố ương pháp t o phôi nh trên, ta ch n ạ ư ọ

phương pháp đúc trong khuôn kim lo i ạ là hi u qu và giá thành r ệ ả ẻ

nh tấ

CHƯƠNG III : XÁC ĐỊNH CHUẨN GIA CÔNG VÀ

PHƯ NG Ơ ÁN GIA CÔNG

BẢN VẼ ĐÁNH SỐ

5

6 7

8

3 4

3.1 PHÂN TÍCH VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN GIA CÔNG

+ Bề mặt 1,2,3,4

+ Dạng bề mặt: Mặt phẳng

+ Yêu cầu đọ nhám : Rz= 40

+Kích thước tương quan giữa hai lỗ tâm là : 200

Ch n phọ ương pháp gia công:

• Gia công m t đ uặ ầ

• Dung sai T=0.1

• Đ bóng đ t Rô ạ Z40 tương ướng v i c p nh n bóng là 4 (b ng 5-Thi t ớ ấ ẵ ả ế

k đ gá công ngh ch t o máy).ế ồ ệ ế ạ

• Phương pháp gia công cu i cùng có th là : phay tinh ho c bào tinh ố ể ặ

Do b m t nh và không liên t c nên ta ch n phề ặ ỏ ụ ọ ương pháp cu i cùngố

là phay tinh qua 2 bước

- Phương pháp cu i cùng là doa tinh qua bố ước trung gian là khoan cu i cùng là doaố

3.2 Phương pháp gia công :

Ph ươ ng án 1:

STT Nguyên công B m t ề ặ

gia công B m tđ nh về ặị ị S b cđ nh vố ậị ị Máy

2A135

Khoét thô Khoét tinh Doa Vát mép

2A135

đ ng ứ L5110B

- Từ phương án gia công và sự phân tích ở trên ta có thể lập được quy trình công nghệ gia công chi tiết chủ yếu gồm cácbước sau:

CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ NGUYÊN CÔNG

4.1 Nguyên công I : Phay mặt đầu:

- Phay hai mặt ( 1,2) , gia công trên máy phay bằng dao phayngón Sau đó dùng mặt phẳng này làm chuẩn thô để gia công các mặt tiếp theo

+ Phương pháp gia công: phay thô và phay tinh+ Định vị;

Định vị mặt phẳng 3,4 (khống chế 3 bậc tự do) kết hợp khối V ngắn ( khống chế 2 bậc tự do) và khối V di động ( khống chế 1 bậc tự do)

Tổng định vị gia công mặt này là 6 bậc tự do

Minh họa Nguyên Công 1:

w

Lập sơ đồ gá đặt: Hai mặt đầu tay biên cần đảm bảo độ song song và cần

phải đối xứng qua mặt phẳng đối xứng của chi tiết, bởi vậy ta sử dụng

cơ cấu kẹp tự định tâm hạn chế cả 6 bậc tự do, và má kẹp có khíanhám định vị vào hai mặt phẳng của thân tay biên bởi đây là chuẩnthô

Kẹp chặt: Dùng hai miếng kẹp để kẹp chặt chi tiết, hướng của lực kẹp từ

hai phía cùng tiến vào, phương của lực kẹp cùng phương với phươngcủa kích thước thực hiện Để đảm bảo độ phẳng của hai mặt đầu tacần gia công hai mặt của hai đầu biên trong cùng một nguyên côngbởi vậy ta dùng cơ cấu bàn phân độ

Chọn máy: Máy phay đứng 6 H12

• Công suất động cơ Nm = 7Kw

• Hiệu suất máy : η=0.75

• Công suất máy: = 7×0.75=5.25 (kW)

->Chọn dao:

• Tra bảng 5-125 trang 113 [STCNCTM Tập 2] ta chọn dao phay mặtđầu gắn mảnh hợp kim cứng Bk6.

• D=125mm; Z=10 răng

• Lượng dư gia công gồm 2 bước:

 Phaythô: Zb= 3mm

 Phaytinh:Zb=0.5mm

 - Chế độ cắt khi phay thô nguyên công 1:

 Gia công thô chiều sâu cắt t= 3mm

 Chọn lượng chạy dao:

v

X y u p m

 Bảng (8-1) Trang17 :

1

v u

 Số vòng quay trong trục chính của dao:

 n = = = 262 ( vg/ph)

 Theo thuyết minh máy chọn n = 375 (vg/ph)

Chế độ cắt khi phay tinh nguyên công 1:

• Gia công thô chiều sâu cắt t= 0,5mm.

• Chọn lượng chạy dao:

Chọn lượng chạy dao z

Bảng (8-1) Trang17 :

1

v u

Số vòng quay trong trục chính của dao:

753( / )

M

S = mm ph

Vậy :uc

Vì nguyên công I và II giống nhau nên trình tự gia công của nguyên công

II giống hoàn toàn so với nguyên công.Vì vậy:

• Bảng chế độ cắt nguyên công II trên máy phay 6H12:

4.3 Nguyên công 3 : khoét ,doa,vát mép lỗ

Ch n máy đ th c hi n nguyên công 3: ọ ể ự ệ

Máy Khoan đứng 2A135 với các thông số sau:

• Công suất động cơ 7kW

• Hiệu suất máy : η=0.8

• Giới hạn vòng quay: 18-800

• Số cấp tốc độ : 12

->Chọn dao:

• Dùng mũi khoét Ø25 mm để khoét thô và mũi khoét Ø27 mm để khoét tnh Dùng dao doa Ø28mm vật liệu dao bằng dao thép gió.

 Chế độ cắt khi khoét thô nguyên công 3:

t= = mm

Tra theo bảng 4-42[I] chọn mũi khoan ruột gà đuôi côn:

Đường kính dao : D=28mm

Chiều dài dao : L=385mm

Chiều dài phần làm việc l=265mm

Lượng chạy dao S theo bảng 5-104 (STCNCTM) đường kính mũi khoét D= 25 , HB200 nhóm chạy dao I suy ra lượng chạy dao vòng 0,7- 0,8 (mm/vg)

Theo thuyết minh ta chọn : n= 230(vg/ph).

 Máy đảm bảo an toàn khi làm vệc.

Momen xoắn khi khoan:

.Tra bảng 5-32(STCNCTM) ta có:

N = = = 3,8 (kw)

So với công suất máy N= 7Kw thì máy đảm bảo an toàn

2. Bước II: Khoét lỗ Ø27

t= = mm

Vận tốc cắt khi khoét :

Trong đó :

Theo bảng 5-106 (STCNCTM) ta có:

V =19,5

: Là hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kì mũi khoét

: Là hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều sâu của lỗ khoan

: Là hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào vật liệu mũi khoét

 Máy đảm bảo an toàn khi làm vệc.

Momen xoắn khi khoan:

So với công suất máy N= 7Kw thì máy đảm bảo an toàn

3. Bước III: Doa lỗ Ø28.

Chọn mũi dao doa có đường kính Ø28 dao doa bằng thép gió

Sau khi th c hi n xong nguyên công, v i các thông s doa ta ti n hành ự ệ ớ ố ở ếthay dao vát mép và ti n hành gia công.ế

4.4 NGUYÊN CÔNG 4 (khoan , khoét,doa, vát mép lỗ )

Chế độ cắt khi khoan:

Đường kính mũi khoan: D = 13 mm

Vật liệu mũi khoan : BK8

81 , 0

Zv

S t T

D Cv

.

..KvTra bảng 5-3 (Chế độ cắt trong gia công cơ khí)

Cv = 34,2 : Hệ số anh hưởng của điều kiên cắt đối với tốc đôi cắt

Zv= 0,45: số mũ biểu thị mức độ ảnh hưởng của đường kính đến tốc độ cắt

Xv = 0: Chỉ số mũ xét đến ảnh hưởng của lượng chạy dao

Yv = 5,3 Chỉ số mũ xét đến ảnh hưởng của chiều sâu cắt

.m = 0,2 Chỉ số mũ xét đến ảnh hưởng của tuôi bền trung bình

Bảng 5-3 : T = 60 phút

Kv = Kmv.Knv.Klv.Kuv

Trong đó: Kv : hệ số hiệu chỉnh chung

Kmv = 1 : hệ số ảnh hưởng của vật liệu gang

= 205 (v/ph).

Theo máy 2A135 chọn n = 275(v/ph)

Vận tốc cắt thực của máy: V= 1000

Dn

π

=

3,14.19,5.275 1000

=

2.275 975

= 0,56 (kW)

So với công suất máy [ N] = 2,8 (kW): an toàn

6 _ Thời gian cơ bản:

= 0,20 phút

Chế độ cắt khi khoét:

Đường kính mũi khoét : D =17 mm

Vật liệu mũi khoét : BK8

−

= 0,15 mm

2_ Lượng chạy dao:

S = 0,8 (mm/ vòng).[ bảng 9-3/89 Chế độ cắt trong gia công cơ khí]

Theo máy ta chọn s= 0,72 (mm/vòng)

3_ Tốc độ cắt:

V=

Yv Xv m

Zv

S t T

D Cv

.

..KvTheo bảng 3-3(Chế độ cắt trong gia công cơ khí)

= 68,3 m/ phút.

4_ Momen xoắn Mx:

M = 2.1000

.t S Kp D Z

5_ Cơng suất :

Nc = 975

.n Mx

=

0, 4 1100

0, 45 975

(kW)

So với cơng suất máy [ N] = 2,8 (kW): an tồn

6 _ Thời gian gia cơng:

= 0,063 phút

Chế độ cắt khi doa :

Đường kính mũi doa: D = 20 mm

Vật lieu mũi doa : BK8

−

= 0,1 mm2_ Lượng chạy dao:

Zv

S t T

D Cv

.

..KvTra bảng 3-3( Chế độ cắt trong gia cơng cơ khí)

= 47,1m/ phút.

4_ Momen xoắn Mx:

M = 2.1000

.t S Kp D Z

= 0,25 KGm

5_ Công suất cắt :

Nc = 975

.n Mx

=

0, 25.750 975

= 0,19 (kW)

So với công suất máy [ N] = 2,8 (kW): an toàn

6 _ Thời gian gia công cơ bản:

4.5 NGUYÊN CÔNG 5 (CHUỐT RÃNH THEN )

S đ gá đ t:ơ ồ ặ

S

4.6 CHO NGUYÊN CÔNG 6 (KHOAN TARO )

Sơ đồ minh họa:

- Công suất động cơ: N= 2,8 (KW).

- Hiệu suất máy: = 0,8

Ta chọn S= 0,4 (mm/vòng)Tra bảng 5-90 (STCNCTM2) ta có : V= 31,5 (mm/vòng)Tra bảng 5-92 (STCNCTM2) ta có : N= 1,1 (kw)

- Số vòng quay của trục chính của dao trong một phút là:

n =

1000V D

10

9 3

11

II.Xác định lực kẹp của đồ gá

- Khi khoan chi ti t gia công ch u tác d ng c a mômen xo n Mế ị ụ ủ ắ c và

l c hự ướng tr c Pụ 0 N u l c k p W n m theo phế ự ẹ ằ ương th ng đ ng, ẳ ứcùng chi u v i l c k p W thì l c k p không l n l m.ề ớ ự ẹ ự ẹ ớ ắ

- Công th c tính l c k p khi khoan :ứ ự ẹ

W = (N)

Trong đó :

k = h s an toàn đệ ố ược tính nh sau (Sách HDTKĐACNCTM).ư

k0 : h s an toàn đ nh m c đi u ki n lý tệ ố ị ứ Ở ề ệ ưởng k0 = 1.5

k1 : h s có tính t i hi n tệ ố ớ ệ ượng tăng l c c t khi gia công kự ắ 1 = 1.2

k2 : h s tính t i l c hi n tệ ố ớ ự ệ ượng c t khi dao mòn kắ 2 = 1

k3 : h s tính t i hi n tệ ố ớ ệ ượng tăng l c c t do gián đo n quá trình ự ắ ạ

c t, ta b qua hi n tắ ỏ ệ ượng này vi chi ti t này đế ược gia công liên t cụkhông b gián đo n.ị ạ