ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY DẠNG CÀNG, HỘP, TRỤC

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

LỜI NÓI ĐẦU

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

Nguyễn Văn Thuận

MỤC LỤC

Phần I-PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ Trang 4

XÁC ĐIỊNH DẠNG SẢN XUẤT

1/ ĐIỀU KIỆN KỸ THUẬT Trang 4

2/ ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC Trang 4

3/ TÍNH CÔNG NGHỆ TRONG KẾT CẤU CỦA CHI TIẾT Trang 4

Phần II- CHỌN PHÔI VÀ PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI Trang 8

1 Xác định phương pháp chế tạo phôi Trang 8

2 Thiết kế bản vẽ chi tiết lồng phôi: Trang 9

Phần III - XÁC ĐỊNH CHUẨN GIA CÔNG VÀ PHƯƠNG ÁN GIA CÔNG Trang 10

I /XÁC ĐỊNH CHUẨN GIA CÔNG Trang 10

V/ NGUYÊN CÔNG 5 Trang 28

VI/ NGUYÊN CÔNG 6 Trang 33

VII/ NGUYÊN CÔNG 7 Trang 34

Phần VI -THIẾT KẾ ĐỒ GÁ VÀ TÍNH LỰC KẸP NGUYÊN CÔNG 5 Trang 39

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

PHẦN I: PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG

VÀ XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

I Phân tích chức năng làm việc của chi tiết:

1 Điều kiện kỹ thuật:

- Thể hiện ở bản vẽ đề bài ta xách định đây là chi tiết có dạng càng

- Do không nắm được nguồn gốc của chi tiết cần gia công vì vậy dựa vào điều kiện kỷthuật ta có thể phân tích chức năng làm việc của chi tiết

-Mặt đế có diện tích lớn nhất nên cố định chi tiết vững chắc

-Dùng để đỡ các chi tiết dạng trục ở 2 lỗ Ø15

-Bề mặt làm việc của chi tiết có 2 lỗ Ø15 có độ nhẵn bóng phải cao

-Chi tiết lắp trục 10 mm để truyền động từ tính năng trên của 2 lỗ Ø15

-Nên các đường tâm lỗ Ø15 và Ø10 phải song song với nhau

-Rãnh 4 mm dùng để triệt tiêu những rung động trong quá trình gia công và để đàn hồi cácchi tiết cặp

2 Điều kiện làm việc

Từ bản vẽ đề bài cho ta thấy chi tiết sẽ được đặt nằm ngang khi làm việc:

+ Chi tiết dùng để đỡ các chi tiết dạng trục

+ Chi tiết phải đạt được độ cứng vững cần thiết và làm việc ổn định khi chịu tải.Nói chung chi tiết của ta là dạng chi tiết làm việc liên tục nhưng điều kiện làm việc không quá khắc nghiệt

3 Tính công nghệ trong kết cấu chi tiết

-Chi tiết có dạng hộp nên sẽ hình thành chi tiết ở dạng phôi đúc.Chi tiết không quá

phức tạp nhưng có nhiều bề mặt cần phải gia công

-Chi tiết có dạng hộp chữ nhật nên gia công dễ dàng

-Các bề mặt ngoài của chi tiết thì gia công phay là được

-Các lỗ chỉ cần khoan nếu yêu cầu độ bóng cao thì khoét và doa

4 Yêu cầu kỹ thuật

- Độ không song song 2 bề mặt trên và dưới chi tiết không quá 0.05

- Độ không song song giữa 2 tâm lỗ không qua 0.05

- Mặt trên và mặt dưới có độ nhám bề mặt Rz = 10

- Bề mặt của 2 lỗ Ø15 có độ nhám Rz = 10

- Rãnh (4,25) có độ nhám Rz = 10

- Rãnh (6,80) có nhám bề mặt Rz = 40

Mỗi dạng sản xuất có những đặc điểm riêng, phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau, tuy nhiên

ở đây không đi sâu vào nghiên cứu những đặc điểm của từng dạng sản xuất mà chỉ nghiên cứuphương pháp tính toán

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

1 (1 )

100

N =N ×m +α β+

Trong đó:

N : Số lượng chi tiết tổng cộng được sản xuất trong một năm ;

N1 : Số lượng sản phẩm cần chế tạo trong năm theo kế hoạch (40000 chiếc)

m : Số lượng chi tiết 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 vậy ta có:

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

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

β= 5%

27500100

6411

Q1: khối lượng của chi tiết (kg)

γ : khối lượng của vật liệu (kg/dm3)

Chi tiết làm bằng gang xám nên:

Thể tích khối 1:( hình trụ tròn):

)(708463100

4

9514.34

3 2

704

6014.3

2

2 2

h D

Thể tích khối 4: ( hình khối chữ nhật )

Thể tích khối 5: ( trụ rỗng )

)(196250100

4

5014.34

3 2

452014

2

mm h

43

Thể tích khối 7: (rãnh)

)(550005

6014.3

2

2 2

h D

Thể tích khối 9: ( 2 lỗ φ20 )

)(628020

4

2014.34

3 2

2

mm h

 Ta có N=27500 ( chi tiết/năm), Q=7.3(kg) dựa vào bảng 2( Hướng dẫn thiết kế

đồ án công nghệ chế tạo máy) ta có dạng sản xuất hàng khối.

PHẦN II: PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI

1 Xác định phương pháp chế tạo phôi

Chọn phôi tức là phương pháp chế tạo phôi, xác định lượng dư, kích thước và dung sai của phôi Có rất nhiều phương pháp chế tạo phôi như rèn, đúc, dập, hàn…nhưng với vật liệu gang xám GX18-36 ta nên chọn phương pháp nào có tính hiệu quả và ít tốn kém hơn, dưới đây là

ưu nhược điểm của một số phương pháp

a Phôi rèn

• Ưu điểm

 Biến dạng kim loại ở thể rắn nên khử được khuyết tật khi đúc như rổ khí…

 Tổ chức kim loại mịn chắc và ở dạng thớ nên cơ tính cao, phù hợp với những chi tiết làm việc ở tải trọng động, thay đổi

 Khuôn được sử dụng nhiều lần

 Tự động hóa các quy trình tháo,lắp, kẹp, khuôn…

 Phù hợp với các dạng sản xuất hàng loạt lớn giá thành vật đúc re

 Không cần lõi khi đúc vật tròn xoay mỏng

 Do tác dụng của lực li tâm nên kim loại điền đầy vào khuôn tốt

 Kết luận: Tham khảo qua một số phương pháp tạo phôi như trên, ta chọn phương pháp đúctrong khuôn cát làm khuôn bằng máy nếu có lõi thì làm bằng kim loại, chi tiết đạt độ chính xác cấp I ở hình dưới đây

Bản vẽ khuôn đúc

Khuôn trên Hê? thô´ng ro´t Ðâ?u ngo´t Lô~ hoi

Khuôn duo´i

2 Thiết kế bản vẽ chi tiết lồng phôi:

Từ cách chế tạo phôi ở trên ta có thể tra được lượng dư theo bảng 3-110( sổ tay công nghệ chếtạo máy 1)

Bản vẽ lồng phôi

PHẦN III: XÁC ĐỊNH CHUẨN GIA CÔNG VÀ

PHƯƠNG ÁN GIA CÔNG

I Xác định chuẩn gia công:

Đối với chi tiết dạng hộp ta nên chọn chuẩn gia công lại mặt đế và 2 lỗ R10 làmchuẩn tinh thống nhất để gia công chi tiết

II Phương án gia công

Trước khi thực hiện các nguyên công chính ta thực hiện các nguyên

công chuẩn bị

Có nhiều phương án gia công khác nhau để gia công chi tiết dưới đây là

2 phương án gia công tối ưu nhất.

Dưới đây là bản vẽ đánh số:

1 2

11 12

2 Các phương án gia công:

3 Lập thứ tự các nguyên công, các bước:

Từ những sự phân tích trên đây ta có thể lập được quy trình công nghệ gia công chi tiết chủ yếu gồm các nguyên công sau:

- Nguyên công 1: phay mặt 1 gia công trên máy phay ngang bằng dao phay mặt đầu, saukhi phay xong làm chuẩn định vị cho các nguyên công sau

- Nguyên công 2: phay mặt 2 gia công trên máy phay ngang bằng dao phay mặt đầu, saukhi phay xong làm chuẩn định vị cho các nguyên công sau

- Nguyên công 3: khoét doa lỗ 50φ , gia công trên máy khoan 2A135

- Nguyên công 4: phay mặt 3 gia công trên máy phay ngang bằng dao phay mặt đầu

- Nguyên công 5: khoan khoét doa lỗ 5,6 gia công trên máy khoan 2A125

- Nguyên công 6: khoan khoét doa lỗ 8 gia công trên máy khoan 2A125

- Nguyên công 7: phay rãnh 7s gia công trên máy phay ngang bằng dao phay ngón

Trình tự gia công được thể hiện qua bảng sau:

STT Nguyên công Máy Mặt gia

công

Mặtđịnh vị

Kẹpchặt

Sốbậc

tự do

Độ bóngsau khigia công

PHẦN IV: TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ CẮT CHO CÁC

NGUYÊN CÔNG

I Nguyên công 1: Phay mặt phẳng 1.

Bảng vẽ nguyên công 1:

• Công suất động cơ 7kW

• Hiệu suất máy : η=0.75

• Công suất máy: = 7×0.75=5.25 (kW).

 Phay thô: Zb= 3mm.

 Phay tinh:Zb=1mm

II- Chế độ cắt khi phay thô nguyên công 2:

1- Gia công thô chiều sâu cắt t= 3mm

2- Chọn lượng chạy dao:

II- Chế độ cắt khi phay tinh nguyên công 1:

1- Gia công thô chiều sâu cắt t= 1mm

2- Chọn lượng chạy dao:

Chọn lượng chạy dao S z=0.18

1000 1000 130

331( / )3.14 125

II Nguyên công 2: Phay mặt phẳng 2.

Bảng vẽ nguyên công 2:

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

Bước V T n(vg/ph) T(phút) S (mm/ph) ph S (mm/răng) z

III Nguyên công 3: Khoét doa lỗ 3.

Bảng vẽ nguyên công 3:

Chọn máy để thực hiện nguyên công 3:

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

• Dùng mũi khoét Ø49,5 mm dao doa Ø50mm vật liệu dao bằng dao thép gió.

- Chế độ cắt khi phay thô nguyên công 3:

Lượng chạy dao S theo bảng 5-104 (STCNCTM) đường kính mũi khoét D= 49,5 ,

HB<200 nhóm chạy dao II suy ra luowngjj chạy dao vòng 1,1- 1,3(mm/vg)

 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

2 Bước II: Doa lỗ Ø50.

Chọn mũi dao doa có đường kính Ø50 dao doa bằng thép gió

1000 1000 7,3

46( / )3.14 50

IV Nguyên công 4: Phay mặt phẳng 4.

Bảng vẽ nguyên công 4:

Chọn máy để thực hiện nguyên công 1:

Máy phay 6H12.

• Công suất động cơ 7kW

• Hiệu suất máy : η=0.75

• Công suất máy: = 7×0.75=5.25 (kW)

II- Chế độ cắt khi phay thô nguyên công 4:

1- Gia công thô chiều sâu cắt t= 2mm

2- Chọn lượng chạy dao:

II- Chế độ cắt khi phay tinh nguyên công 4:

1- Gia công thô chiều sâu cắt t= 1mm

2- Chọn lượng chạy dao:

Chọn lượng chạy dao S z=0.18

V Nguyên công 5: Khoan, khoét, doa mặt 5.

Bảng vẽ nguyên công 5:

Đường kính mũi khoan: D = 19,5 mm.

Vật liệu mũi khoan : BK8.

D Cv

Tra bảng 3-3 (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 tuổi bền trung bình.

Bảng 4-3 : T = 60 phút.

Kv = Kmv.Knv.Klv.Kuv.

Trong đĩ: Kv : hệ số hiệu chỉnh chung.

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

Theo máy 2A135 chọn n = 275(v/ph).

= 2.275

975 = 0,56 (kW).

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

6 _ Thời gian cơ bản:

Chế độ cắt khi khoét:

Đường kính mũi khoét : D =19,8 mm.

Vật liệu mũi khoét : BK8.

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= m Xv Zv Yv

S t T

D Cv

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

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:

Đường kính mũi doa: D = 20 mm.

Vật lieu mũi doa : BK8

−

= 0,1 mm 2_ Lượng chạy dao:

D Cv

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

Theo máy ta chọn n = 750.

Vận tốc thực của máy:

4_ Momen xoắn Mx:

M =

1000.2

t S Kp D Z

= 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:

VI Nguyên công 6: Phay mặt phẳng 6.

Bảng vẽ nguyên công 6:

S

n n

n

W

Vì các kích thước của nguyên công 6 hoàn toàn giống nguyên công 5 nên chế

độ cắt của nguyên công 6 giống nguyên công 5.vì chiều dài khi khoan ; khoét ; doa của 2 nguyên công khac nhau nên thời gian thực hiện cac bước cũng khác nhau :

Thời gian gia công khi khoan:

Bảng vẽ nguyên công 7:

+ Kẹp chặt : Chi tiết được kẹp chặt bằng mỏ kẹp Ví trí của dao phay được xác định bằng

cữ so dao Các then dẫn hướng có tác dụng định vị đồ gá trên máy

Chọn máy để thực hiện nguyên công 7:

Máy phay 6H12.

• Công suất động cơ 7kW

• Hiệu suất máy : η=0.75

• Công suất máy: = 7×0.75=5.25 (kW)

-Lượng chạy dao vòng: S V= Sz×z = 0.18×16= 0.8(mm/v)

-Tốc độ cắt tính toán :Tra bảng 5-165 trang148 [STCNCTM Tập 2] , ta chọn V= 20.5(m/phút)

-Các hệ số điều chỉnh tốc độ cắt: k = 1 tra bảng 5-148 trang121 [STCNCTM Tập 2] Vậy v =20.5×1.12=23(m/phút).

-Số vòng quay của trục chính :

1000 1000 23

493.14 150

v n

 Theo thuyết minh máy chọn n=40(v/phút)

-Lượng chạy dao phút và lượng chạy dao thưc tế theo máy :

Sph= Sz×z×n=0.18×16×40=115(mm/phút).

-Công suất cắt: 2.7(kW) Tra bảng 5-168 trang 151 [STCNCTM Tập 2]

*Thời gian khi phay rãnh 7:

Với : ρv: Độ cơng vênh của phơi

Ρvt : Sai số tương quan giữa mặt gia cơng và mặt chuẩn.

Sai lệch khơng gian sau khi doa :

ρ3= 0 μm ( VÌ doa khơng sai lệch vị trí ).

3/Sai số gá đặt :

2 2 2

dg k c

DC M CT

Vậy εdg=14,35 μm

Sai số gá đặt: εgd = 2 2 2

32 +90 +14,35 = 96,5 µ m

4/ Lượng dư gia cơng:

2Rz +T + ρ +ε

=2 12,5 0( + + 252+96,52) = 224,4 μm

5/Kích thước trung gian:

Kích thước lớn nhất của chi tiết:

Dmax3=20+0,05=20,05 mm

Kích thước lớn nhất của phơi trước khi doa tinh:

Dmax2=Dmax3-2Zmin3=20,05-0,224 = 19,826 mm

Kích thước lớn nhất của phơi trước khi khoét tinh:

Dmax1=Dmax2-2Zmin2=19,826 -0,317 = 19.509 mm

Kích thước lớn nhất của phơi trước khi khoét thơ :

Dmax0 = Dmax1-2Zmin1 = 19.509 − 1,244 = 18,256 mm

6/ Dung sai kích thước trung gian :

+ Dung sai phơi : δ0 = 1,9 mm ( IT 16) ( Bảng 3.11 [ 3,182 ] )

+ Dung sai kích thước sau bước khoan : δ1 = 0,43 mm ( IT14)

+ Dung sai kích thước sau bước khoét : δ2 = 0,07 mm ( IT10)

+ Dung sai kích thước sau bước doa : δ3 = 0,05 mm ( IT8)

7/ Quy tròn kích thước trên và tính toán kích thước lớn nhất:

Dmax0 = 18,3 mm ⇒ Dmin0 = Dmax0 − δ0 = 18,3 − 1,9 = 16,4 mm

Dmax1 = 19,5 mm ⇒ Dmin1 = Dmax1 − δ1 = 19,5 − 0,43 = 19,07 mm

Dmax2 = 19,8 mm ⇒ Dmin2 = Dmax2 − δ2 = 19,8 − 0,07 = 19,73 mm

Dmax3 = 20,05 mm ⇒ Dmin3 = Dmax3 − δ3 = 20,05 − 0,05 = 20 mm

8/ Lượng dư trung gian bé nhất và lớn nhất của các bước :

+ Bước khoan : 2Zmin1 = Dmax1 − Dmax0 = 19,5 − 18,3 = 1,2 mm 2Zmax1 = Dmin1 − Dmin0 = 19,07 − 16,4 = 2,67 mm + Bước khoét :

2Zmin2 = Dmax2 − Dmax1 = 19,8 − 19,5 = 0,3 mm 2Zmax2 = Dmin2 − Dmin1 = 19,73 − 19,07 = 0,66 mm + Bước doa :

2Zmin3 = Dmax3 − Dmax2 = 20,05 − 19,8 = 0,25 mm 2Zmax3 = Dmin3 − Dmin2 = 20 − 19,73 = 0,27 mm _ Lượng dư tổng cộng bé nhất và lớn nhất :

2Z0min = ∑

=

3 1 min

2

i i

Z =1,2+0,3+0,25 = 1,75 mm

2Z0max= ∑

=

3 1 max

2

i

i

Z = 2,67+0,66+0,27 = 3,6 mm _ Thử kết quả :

2Z0max-2Z0min =3,6 – 1,75 = 1,85 mm

δph − δct = 1,9 − 0,05 = 1,85 mm _ Lượng dư gia công danh nghĩa :

2Z0=2Z0min + ESph − ESct =1,75 +0 – 0,05 = 1,7 mm

Lượng

dư dotínhtoán2Zmini

(μm)

Kíchthướctínhtoán(mm)

Dungsaiδi

(mm)

Kích thước giớhạn (mm)

Lượng dưgiới hạn(mm)