Thuyết minh đồ án môn học công nghệ chế tạo máy

Để đáp ứng được nhu cầu phát triển của các ngành kinh tế quốc dân vềmặt trang thiết bị, ngành chế tạo máy cần được phát triển mạnh mẽ và phảiđào tạo một đội ngũ cán bộ công nghệ lành ngh

lời nói đầu

Trong công cuộc công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước hiện nay Cácngành kinh tế nói chung và ngành cơ khí nói riêng đòi hỏi nguời kĩ sư và cán

bộ kĩ thuật được đào tạo có kiến thức cơ bản tương đối rộng, phải biết vậndụng những kiến thức đó để giải quyết những vấn đề cụ thể trong sản xuất

và sửa chữa

Ngành chế tạo máy đóng vai trò then chốt trong công nghiệp hóa, bảo

đảm sản xuất ra thiết bị, công cụ cho mọi ngành trong nền kinh tế quốc dân

Vì thế việc phát triển khoa học kĩ thuật trong lĩnh vực ngành chế tạo máy lạicàng có ý nghĩa hàng đầu nhằm hoàn thiện và nắm vững các phương phápchế tạo, tổ chức và điều khiển quá trình sản xuất đạt hiệu quả kinh tế caonhất Để đáp ứng được nhu cầu phát triển của các ngành kinh tế quốc dân vềmặt trang thiết bị, ngành chế tạo máy cần được phát triển mạnh mẽ và phảiđào tạo một đội ngũ cán bộ công nghệ lành nghề để phát huy hết tiềm lực củathiết bị đã có Những thiết bị dù tinh vi mà không có sự tác động của côngnghệ thì khó phát huy hết khả năng của nó

Đồ án môn học công nghệ chế tạo máy là một bước tập dượt đầu tiên chocông việc nghiên cứu, thiết kế ra một sản phẩm cơ khí của một kĩ sư chuyênngành công nghệ chế tạo máy sau này Sinh viên sẽ được làm quen với cách

sử dụng tài liệu, sổ tay, tiêu chuẩn và có khả năng kết hợp, so sánh nhữngkiến thức lý thyết với thực tế sản xuất Trong quá trình hoàn thành đồ án mônhọc công nghệ chế tạo máy thiết kế quy trình gia công chi tiết càng gạt với sự

hướng dẫn tận tình của thầy Đoàn Đình Quân em đă hoàn thành đồ án môn

học công nghệ chế tạo máy Tuy nhiên do còn chưa được tiếp xúc nhiều vớithực tế sản xuất cũng như các kinh nghiệm tích lũy qua thực tiễn nên trong

đồ án chắc chắn không tránh khỏi thiếu xót Mong rằng em sẽ nhận được các

ý kiến chỉ dẫn của thầy hướng dẫn cũng như các thầy cô trong bộ môn côngnghệ chế tạo máy

Thuyết minh đồ án môn học

Công nghệ chế tạo máy

Phần I :Phân tích chức năng làm việc của chi tiết

- Với chi tiết thiết kế là càng gạt thường có chức năng biến chuyển độngthẳng của chi tiết này thành chuyển động quay của chi tiết khác Ngoài ra nó

có thể đẩy bánh răng ( khi cần thay đổi tỉ số truyền trong các hộp tốc độ )

- Trên các chi tiết càng gạt, những lỗ cơ bản cần được gia công chính xác:với độ nhám Rz=10

- Ngoài ra mặt đầu gia công với độ nhám Rz=20

- Độ không vuông góc giữa đường tâm lỗ 28 H7 và 22 H7 :0,1mm/100mm

- Độ không vuông góc giữa đường tâm lỗ 28 và mặt đầu là:0,1mm/100mmm

- Độ không đồng tâm giữa hai lỗ 22 : 0,05mm/100mm

- Độ không // của mặt đầu lỗ 22 H7 :0,05mm/100mm

- Độ cứng vật liệu : HB200

Phần II : Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết.

- Tính công nghệ về kết cấu phải được đảm bảo từ khâu thiết kế để giảmthời gian gia công và nâng cao chất lượng khi chế tạo, đảm bảo độ cứngvững, độ bền khi gia công.Các bề mặt chuẩn đảm bảo gá đặt chi tiết khi giacông và lắp ráp Bề mặt gia công thuận lợi cho việc gia công trên máy phay,máy khoan và máy doa Các lỗ đồng tâm thuận tiện cho việc gia công cùngmột lần gá, đảm bảo độ chính xác gia công

- Chi tiết càng gạt được chế tạo bằng phương pháp đúc từ gang xám

Điều kiện làm việc (cơ tớnh ) khụng cao, chế tạo bằng phụi đỳc nờn năng suất thấp, khú tự động húa và cơ khớ húa.

Trong kết cấu gia cụng cơ thỡ chi tiết cú nhược điểm : hỡnh dỏng và chi tiết của 2 lỗ 22 được gia cụng từ một phớa, đối với lỗ 28 lại gia cụng từ phớakhỏc nờn khi gia cụng cỏc lỗ trờn ta phải thay đổi cỏch gỏ đặt Quỏ trỡnh đú ảnh hưởng đến độ // 2 đường tõm lỗ 22, độ  của lỗ 22 và lỗ 28

N: Số lợng chi tiết đợc sản xuất trong một năm

N1: Số sản phẩm (số máy) đợc sản xuất trong mộtnăm

m: Số chi tiết trong một sản phẩm, m=1

 : Số chi tiết đợc chế tạo thêm để dự trữ(5%)

 : Số phế phẩm (3%)

Trọng lượng của chi tiết được xỏc định theo cụng thức : Q1 = V.

Trong đú  : là trọng lượng riờng của vật liệu,

 gang xỏm  7kg/ dm3

 Tớnh V : V: Thể tích chi tiết (dm3)

V = V1 + 2V2 + V3

V1=

2.[10.13.40 + 77.58.40 - (77.32.40) - 452 /2.40 262 /2.40] = 99498 mm

Với N và Q đó.Theo bảng 2 trang 13 [5] (thiết kế đồ ỏn cụng nghệ

chế tạo mỏy) tra được dạng sản xuất là : sản xuất hàng loạt lớn.

Phần IV : Xỏc định phương phỏp chế tạo phụi và thiết kế bản vẽ chi tiết lồng phụi.

Đối với chi tiết càng gạt , phương phỏp chế tạo đơn giản nhất là phụi đỳc Một số ưu điểm của phụi đỳc :

- Khụng bị nứt, vỡ khi chế tạo phụi,

Ph ầ n V : Thiết kế quy trỡnh cụng nghệ gia cụng chi tiết

V.1 Xỏc định đường lối cụng nghệ.

Với chi tiết càng gạt và dạng sản xuất là hàng loạt lớn ta chọn đường lối cụng nghệ là phõn tỏn nguyờn cụng (ớt bước cụng nghệ trong một nguyờn cụng ) dựng cỏc loại mỏy vạn năng kết hợp với đồ gỏ chuyờn dựng dễ chế tạo

V.2 Chọn phương ỏn gia cụng.

Theo bảng 4 (thiết kế đồ ỏn cụng nghệ CTM), vật liệu là gang xỏm

Nguyên công 1: gia công mặt A (mặt đầu của lỗ 28).

Nguyên công 2 : gia công mặt B( mặt đáy của lỗ 28 ).

Nguyên công 3: Gia công lỗ 28 ±0.03

Nguyên công 4: gia công đồng thời các mặt đầu C, D, E, F của 2 lỗ 22 Nguyên công 5 : Gia công đồng thời 2 lỗ 22±0.05

Nguyên công 6: Kiểm tra.

V.3 Thiết kế nguyên công.

1 Chuẩn bị phôi:

Tạo phôi: Phôi được chế tạo bằng phương pháp đúc trong khuôn kim loại sử dụng mẫu gỗ

Cắt ba-via: do phôi được đúc trong khuôn kim loại nên ta không phải cần làm sạch, sử dụng phương pháp cắt ba-via bằng khí nén

Xử lý nhiệt : Đảm bảo phôi sau khi đúc không bị nứt, rỗ, cong, vênh, ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt chi tiết gia công

2 Nguyên công 1:

(mặt A), dùng mặt đáy B làm chuẩn thô định vị 3 bậc tự do

nhờ phiến tỳ định vị 3 bậc tự do khối V định vị hai bậc tự do kẹp chặt chặt chi tiết được thực hiện bằng cơ cấu kẹp ren vít.

Phương lực kẹp vuông góc với phương kích thước thực hiện

Chọn máy: Chọn máy phay ngang 6M82, công suất Nm = 7 (kW)

Chọn dao: Chọn dao phay trụ răng nhỏ thép gió , đường kính dao D = 60mm,

số răng Z = 16, tuổi bền T = 45(phút)(Theo bảng 7_tr25 Thiết kế

ĐACNCTM)

Lượng dư gia công Z0 = 2mm

Với kích thước gia công 65+0,05 , độ cứng HB200 , độ bóng bề mặt Rz = 20, ứng với cấp chính xác 5 ta chọn phương pháp gia công là phay

Lượng dư gia công :

Theo bảng 5-136 ta tra được chế độ cắt Vb = 38 (m/phút)

Các hệ số : Hệ số phụ thuộc vào chất lượng vật liệu gia công kMv

Hệ số phụ thuộc vào vật liệu của dụng cụ cắt kuv

Theo bảng 5-6 với vật liệu dụng cụ cắt là P18 ta có kuv=0,83

Tốc độ tính toán: vt= vb.kMv.kuv.knv=38.1.0,8.0,83=25,23 [m/p]

Số vòng quay của trục chính theo tính toán :

Theo máy chọn lượng chạy dao phút là : SP =250 [mm/p].

- Phay lần 2 : lượng dư phay là : Zb = 1mm

Độ nhám Rz=20 đường kính dao D=60 mm theo bảng 5-131 ta có lượng chạydao vòng S0=1,2 [mm/vòng]

Theo bảng 5-136 với các thông số công nghệ như phay lần 1 ,chiều sâu cắt

Lượng chạy dao là : Sp = So.nm = 1,2.252=302.4 (mm/p)

Theo máy chọn lượng chạy dao phút : Sp = 288 (mm/p)

- Công suất cắt Nc : Theo bảng 1-139 ta có: với chiều rộng phay B =52(mm)

Sz = 0,12 (mm/răng), chiều sâu cắt t=3 mm, Sp=250 (m/p)

Nc = 2,7 (kW) Nm. = 7.(0,8 0,85) = 5,6 5,95 (kW)

3 Nguyên công 2 :

Phay mặt phẳng đáy thứ 2

Định vị kẹp chặt giống như nguyên công 2.

Chọn máy: Máy phay ngang 6M82

Chọn dao: Dao phay trụ răng nhỏ thép gió có đường kính dao D = 60 mm, sốrăng dao Z = 16, tuổi bền dao T=45 (phút)

Lượng dư gia công Z0=3 mm

Gia công hai bước: Bước 1: Zb= 2.5 mm

Bước 2: Z b= 0,5 mm

- Phay lần 1: Zb = 2,5 mm

Chế độ cắt của bước 1: Chiều sâu cắt t = 2,5 mm, lượng chạy dao răng tra theo bảng 5-131 với công suất máy Nm=7 kW, hệ thống có độ cứng vững trung bình: Sz= 0,15 (mm/răng)

Theo máy chọn lượng chạy dao phút là : SP =288 [mm/p]

_ Phay lần 2 : Đạt độ bóng Rz = 20, chiều sâu cắt t = 0,5 ; ta có lượng chạy dao vòng S0=1,2 (mm/vòng)

Theo bảng 5-136 với các thông số công nghệ như phay lần 1 , tốc độ cắt

Chọn số vòng quay theo máy: nm = 252 (v/p)

Tốc độ cắt thực tế : t = = 47,5 (m/p)

Lượng chạy dao là : Sp = So.nm = 1,2.252=302.4 (mm/p)

Theo máy chọn lượng chạy dao phút : Sp = 288 (mm/p)

- Công suất cắt Nc : Theo bảng 1-139 ta có: với chiều rộng phay B =52(mm)

Sz = 0,15 (mm/răng), chiều sâu cắt t= 2.5 mm, Sp=288 (m/p)

Chọn máy : chọn máy khoan đứng 2H135 có công suất N = 4kW -Bước 1 : Khoan lỗ 25,5Mũi khoan : dùng mũi khoan ruột gà có đường kính d = 25,5 mm, vật liệu mũi khoan là thép gió

Theo bảng 5-89 với nhóm chạy dao I ( nguyên công tiếp theo là khoét), vật liệu có HB = 190, lượng chạy dao S = 0.95 (mm/ vòng), chiều sâu cắt

t = D/2 = 25,5/2 = 12,75 Theo bảng 5-90 ta tra được tốc độ cắt là vb=26 (m/ vòng)

Chu kỳ bền của mũi khoan T = 75 (phút), hệ số điều chỉnh khi khoan lỗ đặc

t = 3,14.25,5.320 / 1000 =25,64 [m/p]

Công suất cắt : theo bảng 5- 92 với D = 25,5; S = 0.95 ta có

Nc = 3 (kW) < Nm..(0,8 0,85).4 = 3,2 3,4 (kW)

-Bước 2 : Khoét lỗ 27,75 sử dụng dao khoét phi tiêu chuẩn với lượng

dư gia công khoét Zb = 1,125 mm, vật liệu dao là thép gió, mũi khoét liền.Chế độ cắt của khoét: chiều sâu cắt : t= 1,125 mm, nhóm chạy dao I theo bảng 5-104 chọn S = 1,3 ( mm/vòng)

Tốc độ cắt theo bảng 5-106 với gang HB=190, mũi khoét liền có đường kính d=27,6 mm ta tra được: vt = 20,5 (mm/vòng)

Số vòng quay của trục chính theo tính toán:

5 Nguyên công 4 :

Phay đồng thời 4 mặt phẳng C, D, E, F của càng.

Định vị mặt đáy 3 bậc tự do, chốt trụ định vị hai bậc tự do và một chốt tỳ chỗng xoay hạn chế 1 bậc tự do Kẹp chặt nhờ cơ cấu kẹp bu lông đai ốc, phương lực kẹp vuông góc với phương kích thước thự hiện (hv)

Chọn máy : Chọn máy phay ngang 6M82, công suất động cơ Nm = 7 kW

Chọn dao : Chọn dao phay đĩa ba mặt răng thép gió có đường kính dao D = 150mm, số răng dao Z = 16 Với độ bóng yêu cầu Rz = 20 ta tiến hành phay hai bước với lượng dư phay Z0 = 2,5 mm

- Phay lần 1 : với lượng dư

phay Zb = 2 mm, theo bảng 5-170với máy 6M82 công suất N=7

kW, hệ thống có độ cứng vững trung bình, dao phay răng nhỏ (mịn) ta tra được lượng chạy dao thô Sz = 0,18 (mm/răng)

Theo bảng 5-172 ta tra được với chiều rộng phay B = 2 mm, Chiều sâu cắt t

= 40 mm ta tra được tốc độ cắt vb = 21,5 (m/ph)

Các hệ số điều chỉnh tra theo bảng 5-134 với gang HB = 190

Hệ số phụ thuộc vào độ cứng vững vật liệu gia công : k1 = 1

Hệ số phụ thuộc vào bề mặt gia công: k2 = 1

Hệ số phụ thuộc vào chu kỳ bền của dao : k 3 = 1

Hệ số phụ thuộc vào dạng gia công : k 4 = 1

Tốc độ cắt theo tính toán : vt= vb.kMv.kuv.knv=21,5.1.0,75.1.1=16,125 [m/p]

Tốc độ quay của trục chính :

nt = 1000.t / .D = 1000.16,125 / 3,14.60 = 85,6 ( /p )

Theo máy : nm = 78.75 [v/p]

Tốc độ cắt thực tế là :

t = 3,14.60.78,75 / 1000 = 14.84 [m/p]

Lượng chạy dao phút là :

SP =Sz.z.nm =0,18.14,84.78,75 = 210,4 [mm/p]

- Phay lần 2 : lượng dư phay là : Zb = 0,5mm

Độ nhám Rz=20 hệ thống công nghệ cứng vững tra được lượng chạy dao tinhtheo bảng 5-170 là S0 = 1,6 (mm/vòng)

Các hệ số điều chỉnh tra theo bảng 5-135

Hệ số phụ thuộc vào độ cứng vững vật liệu gia công : k1 = 1

Hệ số phụ thuộc vào bề mặt gia công: k2 = 0,75

Hệ số phụ thuộc vào chu kỳ bền của dao : k 3 = 1

Hệ số phụ thuộc vào dạng gia công : k4 = 0,8

6 Nguyên công 5 : Khoan, khoét, doa lỗ 22.

Định vị mặt đáy 3 bậc tự do, chốt trụ định vị hai bậc tự do và một chốt tỳ

chỗng xoay hạn chế 1 bậc tự

do Kẹp chặt nhờ cơ cấu kẹp

bu lông đai ốc, phương lực kẹp vuông góc với phương kích thước thự hiện (hv)

Chế độ cắt của khoét: chiều sâu cắt : t= 1,125 mm, nhóm chạy dao I theo bảng 5-104 chọn S = 1,2 ( mm/vòng).

Tốc độ cắt theo bảng 5-106 với gang HB=190, mũi khoét liền có đường kính d=21,75 mm ta tra được: vt = 20,5 (mm/vòng)

Số vòng quay của trục chính theo tính toán:

Số vòng quay của trục chính theo tính toán:

7 Nguyên công 6 : Kiểm tra

Kiểm tra độ không đồng tâm giữa hai lỗ 22

Kiểm tra độ không vuông góc giữa đường tâm lỗ 22 và đường và đường tâm lỗ 28

Kiểm tra độ không vuông góc giữa đường tâm lỗ 28 và mặt đầu

Kiẻm tra độ không song song của các mặt đầu tâm lỗ 22

VI Tính lượng dư gia công theo nguyên công phay đồng thời các bề mặt đầu lỗ Ø22

( Các nguyên công còn lại tra theo sổ tay Công nghệ chế tạo máy)

kích thước gia công 17+0,05 đối xứng

lượng dư xác định theo tính toán sẽ có trị số nhỏ nhất

2Zmin = 2 2

b a a

R     

Ra – Chiều cao nhấp nhô của nguyên công trước

Ta – Chiều sâu lớp kim loại bị phá hỏng của nguyên công trước

a – sai lệch bề mặt của nguyên công trước

b – Sai số gá đặt của nguyên công đang xét

Các bề mặt đầu C,D,E,F của các lỗ 22 được phay đồng thời bằng bốn dao phay đĩa ba mặt để đạt được kích thước theo yêu cầu

Phôi được chế tạo bằng phương pháp đúc từ gang sám trong khuôn kim loại,

Ta lập phiếu công nghệ cho nguyên công phay đồng thời bốn mặt đầu của lỗ

22 Theo bảng 4-39 (sổ tay Công nghệ chế tạo máy tập I) với đọ chính xác của phôi đúc đạt cấp chính xác IT14-IT17 ta có Ra = 200 m, Ta = 300m

Sau bước thứ nhất (phay thô mặt phẳng) thì với vật liệu chi tiết là gang ta có

Ta = 0, chỉ còn Ra, theo bảng 4-42 )sổ tay CNCTM tập I) tương ứng với

nguyên công phay thô có Ra = 50 m và phay tinh có Ra = 20m

Bảng tính lượng dư gia công và kích thước giơia hạn của kích thước gia công

C – sai số chuẩn, trong trường hợp này sai số chuẩn xuất hiện do chi tiết

xoay khi định vị vào hai lỗ có khe hở với lỗ định vị

max = min+A+B

A – dung sai của lỗ 28, A = 0,012

B – dung sai đường kính chốt định vị, B – 0,013

min – khe hở nhỏ nhất giữa lỗ và chốt, min = 0,016

Góc xoay lớn nhất của chi tiết được xác định (quay quanh chốt tỳ)



Sai số chuẩn trên chiều dài bề mặt gia công:

C = L.tg

L – kích thước mặt phẳng gia công, ta có L = 40

Dung sai phay tinh  = 50 m

Dung sai phay thô  = 160 m

Dung sai phôi  = 500 m

2Z0min = 1480+180 =1660 m

2Z0max = 1820 + 290 = 2110 m

kiểm tra kết quả

sau phay tinh 2Zmax – 2Zmin = 110 m

( các nguyên công khác tra theo sổ tay Công nghệ chế tạo máy)

chi tiết được gia công có phôi tạo bằng phương pháp đúc khuôn kim loại lượng dư bề mặt gia công = 2,5 mm, độ chính xác cấp II.Bề mặt đựoc phay hai bước với lượng dư phay lần I là Zb = 2 mm, lượng dư phay lần II là Zb = 0,5 mm

- chọn máy phay ngang 6M12 công suất động cơ N = 7kW

- Kích thước bàn máy 320 x 1250 mm

- Hiệu suất của máy  =0,75

- Số cấp tốc độ 18

- Số cấp chạy dao 18

- khoảng cách từ trục chính tới bàn máy 30  400 mm

- Chọn dao phay đĩa ba mặt thép gió có D = 150 mm; Z = 16 răngPhay Lần I : lượng dư gia công Zb= 2 mm chiều sâu cắt t = 40 mm, chiều rộng cắt B = 2 mm Tra bảng 5-170 sổ tay CNCTM 2 ( Nguyễn Đắc Lộc) ta tra được lượng chạy dao răng SZ = 0,18 (mm/răng)

- Tốc độ cắt mm/phút được tính theo công thức

m x y u p V

q

Z B S t T

D C

.

Trong đó:

CV,m,x,y,u,q,p: là các hệ số và số mũ tra trong bảng 5-39 sổ tay CNCTM 2T: chu kỳ bền của dao bảng 5-40

Kv : Hệ số điều chỉnh chung cho tốc độ cắt, phụ thuộc vào các điều kiện cụ thể: