Đồ án công nghệ chế tạo máy (Dạng càng)

Trong công cuộc xây dựng đất nước, ngành cơ khí nói riêng và ngành kỹ thuật nói chung. Ngành chế tạo máy là một ngành then chốt trong nền kinh tế quốc dân.Trong chương trình đào tạo thì học phần chế tạo máy là một phần căn bản, nhằm trang bị cho học sinh, sinh viên những kiến thức về thiết kế chế tạo các loại máy, các trang thiết bị cơ khí phục vụ cho công nghiệp. Môn học công nghệ chế tạo máy đã truyền đạt các tiêu chuẩn thiết kế và gia công chi tiết. Đồ án công nghệ chế tạo máy nhằm hệ thống lại tất cả các kiến thức đã được học trong nhà trường để áp dụng các kiến thức đã được học vào thực tiễn vào đề tài đồ án được giao. Công việc thiết kế là vận dụng cả một quá trình học tập , thực tiễn và được tổng hợp lại để áp dụng.

LỜI NÓI ĐẦU

Qui trình công nghệ chế tạo chi tiết dạng càng cần đạt yêu cầu về các mặt đầu,

độ song song của các lỗ với nhau Từ các yêu cầu trên, ta phải thiết kế một qui trình công nghệ hợp lý từ khâu tạo phôi đến khâu tạo thành chi tiết hoàn chỉnh Trên cơ sở đó ta phải thiết kế đồ gá, tính chế độ cắt và xác định thời gian gia công cơ bản cho từng nguyên công một cách hợp lý để đạt hiệu quả kinh tế , kỹ thuật cao nhất Những yêu cầu trên được thể hiện trong : ĐỒ ÁN THIẾT KẾ QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT DẠNG CÀNG

Các số liệu, thông số do tra bảng hoặc tính toán đều dựa vào các tài liệu và kinhnghiệm của thầy hướng dẫn

Một sản phẩm có thể có nhiều phương án công nghệ khác nhau việc thiết kế quytrình công nghệ còn so sánh và chọn lọc ra được một phương án công nghệ hợp

lý nhất đảm bảo yêu cầu về chất lượng, giá thành rẻ, thời gian, đáp ứng nhu cầu

xã hội

Tuy nhiên, do đây là lần đầu thực hiện đồ án TKQTCN nên không thể tránh khỏinhững sai sót trong quá trình tính toán cũng như chọn các số liệu Em rất mong thầy cô góp ý, bổ sung để kiến thức của em được vững vàng hơn

Sinh viên thực hiện

Mục lục

LỜI NÓI ĐẦU 1

Mục lục 2

PHẦN 1 : PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG 2

PHẦN 2 : XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT 4

PHẦN 3 : CHỌN DẠNG PHÔI VÀ PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI 5

PHẦN 4 : LẬP QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 6

1.Xác định trình tự gia công: 6

2 Phân tích hai quy trình công nghệ đưa ra để chọn một: 13

PHẦN 5 : TÍNH LƯỢNG DƯ GIA CÔNG VÀ KÍCH THƯỚC TRUNG GIAN 14

1 Xác định lượng dư và kích thước trung gian cho mặt (1) 18

2 Xác định lượng dư và kích thước trung gian cho mặt (2) tương tự mặt (1) 20

3 Xác định lượng dư và kích thước trung gian cho mặt (4) & mặt (5) 21

4 Xác định lượng dư và kích thước trung gian cho mặt (3-6-7-8) 23

5 Xác định lượng dư và kích thước trung gian cho mặt cong (8) 24

6 Xác định lượng dư và kích thước trung gian cho mặt (9) 25

PHẦN 6 TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ CẮT 27

A) Tính chế độ cắt bằng phương pháp phân tích : 27

B) Tính chế độ cắt bằng phương pháp tra bảng: 32

PHẦN 7 : Lập bảng kết quả 43

Tài liệu tham khảo : 44

PHẦN 1 : PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG

1.công dụng của chi tiết :

- Chi tiết gia công có dạng càng dùng để điều chỉnh sự hoạt động của các chi tiêt gắn vào với nó, nó chuyền động được nhờ một trục gắn vào lỗ làm viếc chính có đường kính Φ = 30mm (lỗ 6) và được gắn chặt nhờ then gắn chặt trục Nhờ trục này sẽ điều khiển được các chi tiết khác gắn vào hai lỗ ở hai đầu càng có đường kính lần lượt là Φ = 16mm và rãnh dàiΦ = 9mm

- Độ vuông góc giữa đường tâm của lỗ và mặt đầu phải bảo đảm

2 Các yêu cầu kỹ thuật :

- Các chi tiết gia công thuộc họ càng và ta chọn lỗ Φ = 30mm là mặt làm việc chính dựa vào bề mặt làm việc chính để gia công các lỗ còn lại (lỗ 1 và lỗ 8)

- Vị trí tương quan giữa các bề mặt: Độ song song giữa lỗ làm việc chính so với hai lỗ ở hai đầu càng là 0.1/100 mm

3.Vật liệu chi tiết:

- Chi tiết là gang xám GX 15-32 nên ta chế tạo bằng phương pháp đúc

PHẦN 2 : XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

1

Sản lượng chi tiết cần chế tạo :

- Số lượng chi tiết cần chế tạo trong một năm tính theo công thức :

N = N0 m.(1 + α/100).(1 + β/100) (chiếc/ năm)

Trong đó:

m = 1 : số lượng chi tiết như nhau trong một đơn vị sản phẩm

α = 10 - 20% : số % chi tiết dùng làm phụ tùng, chọn α = 10%

β= 5 - 7% : số % chi tiết phế phẩm trong quá trình chế tạo,chọn β=5%

N0 =10000 số sản lượng trong một năm theo kế họach

Nên N= 10000 1 (1 + 10/100).(1 + 5/100) = 11550 (chiếc/ năm)

2 Khối lượng chi tiết :

- m = 0.5 (kg)

- Chi tiết là gang xám GX 15-32 nên ta chế tạo bằng phương pháp đúc

PHẦN 3 : CHỌN DẠNG PHÔI VÀ PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI

1 Dạng phôi :

- Chi tiết dạng càng, vật liệu chế tạo chi tiết là thep C30, phương pháp chế tạo phôi là đúc

2.Chọn phương pháp chế tạo phôi:

-Vì dạng sản xuất là hàng loạt vừa và vật liệu chi tiết là gang xám GX15- dùng phương pháp đúc trong khuôn cát mẫu kim loại, làm khuôn bằng máy, với CCX

II Loại phôi này có CCX kích thước là IT15 -:- IT16 (theo tài liệu HDTK trang 27).Theo tài liệu sổ tay công nghệ tập 1 trang 44 (bảng 28 -1) Do kích thước lớn nhất là 121 mm, nên ta chọn lượng dư gia công cho các bề mặt như sau:+ Lượng dư cho bề mặt (1-2-4-5): 3 mm

+ Lượng dư cho bề mặt (3) :4 mm

+ Lượng dư cho bề mặt(6): 3 mm

+ Góc thoát khuôn bằng 30

+ Bán kính góc lượn R = 3 mm

3.Bản vẽ phôi:

- Từ kích thước trên bản vẽ chi tiết ta có kích thước cho bản vẽ phôi là :

- Kích thước phôi = kích thước chi tiết + kích thước lượng dư

- Các góc lượn lấy R = 3 mm

- Góc thoát khuôn lấy bằng 30

- Dung sai kích thước phôi theo cấp chính xác đối xứng Theo bảng phụ lục 17

- Theo hướng dẫn đồ án CNCTM thì dung sai kích thước là ±IT 15

2 (ghi trên bản

vẽ phôi)

1.2.1 Chọn phương pháp gia công các bề mặt phôi:

- Dựa vào yêu cầu đặc tính kỹ thuật ta chọn phương pháp gia công cho các bề mặt sau như : tiện, phay, khoan,khoét, doa…

1.2.2 Chọn chuẩn công nghệ :

- Chọn bề mặt (10) làm chuẩn thô để gia công các bề mặt (3),(4)

- Chọn bề mặt (3) làm chuẩn tinh để gia công bề mặt (10),(11),(6)

- Chọn bề mặt (4),(6) làm chuẩn tinh để gia công bề mặt còn lại

1.2.3 Lập quy trình công nghệ:

 Quy trình công nghệ I :

- Nguyên công 1: Đúc phôi

- Nguyên cơng 2,3,: phay mặt phẳng

S(Phay thô ) S(Phay tinh)

- Nguyên cơng 4: khoan Doa

n

Yê u cầ thuậ t : Dung sai độ vuô ng gó c giữ a đườ ng tâ m lỗ t  ) đố i  vớ i mặ t

B 0,1/100 mm

Bước 1: Định vị mặt (3) bằng mỏ kẹp khoan thơ bề mặt (3)

Bước 2: Định vị mặt (3 bằng mỏ kẹp khoan bán tinh bề mặt (3)

Bước 3: Định vị mặt (3) bằng mỏ kẹp khoan tinh bề mặt (3).

Bước 4: Định vị mặt (3) bằng mỏ kẹp khoét thô lỗ (6)

Bước 5: Định vị mặt (3) bằng mỏ kẹp khoét tinh lỗ (6)

Bước 1: định vị mặt 3 kết hợp kẹp chặt mặt phay thô 2 mặt (4).(5)

Bước 2: Định vị lỗ (3) và mặt (10) kết hợp kẹp chặt phay bán tinh 2 mặt (4).(5)Bước 3: Định vị lỗ (3) và mặt (10) kết hợp kẹp chặt phay tinh 2 mặt (mặt (4).(5)

- Nguyên công 7: khoan, doa 2 lỗ Ø10 và Ø19

S n

19 +0,052

7

Bước 1: Định vị lỗ (3) và mặt (10) kết hợp kẹp chặt khoan lỗ (6-7)Bước 2: Định vị lỗ (3) và mặt (10) kết hợp kẹp chặt khoét lo (6-7).Bước 3: Định vị lỗ (3) và mặt (10) kết hợp kẹp chặt doa lỗ (6-7)

- Nguyên công 8: khoan lỗ mở rãnh cong Ø11

s n

Bước 1: Định vị lỗ (3) và mặt (10) kết hợp kẹp chặt khoan lỗ (8)

Bước 2: Định vị lỗ (3) và mặt (10) kết hợp kẹp chặt phay bán tinh rãnh (8).Bước 3: Định vị lỗ (3) và mặt (10) kết hợp kẹp chặt phay tinh rãnh (8)

Nguyên công 9 phay rãnh cong

Nguyên công 11 kiểm tra

Kiểm tra độ song song của bề mặt (1), (2), (4), (5)Kiểm tra kiểm tra độ đồng trục của các lỗ (3), (6), (7)Kiểm tra độ nhám của rãnh cong (8)

Ki

2 Phân tích hai quy trình công nghệ đưa ra để chọn một:

- Theo em quy trình công nghệ I là tốt hơn là vì chi tiết gia công đòi hỏi phải có

độ song song giữa bề mặt làm việc chính lỗ Φ30 với hai lỗ còn lại ở hai đầu càng là 0.1/100 mm chính vì lẽ đó cho nên theo quy trình công nghệ I

- Ưu điểm của quy trình công nghệ I là: khi ta khoan các bề mặt (3-6-7-8) thì dễ đạt được độ chính xác Trong khi đó đối với quy trình công nghệ II khi tiện các

bề mặt (3-6-7-8) thì chi tiết khi quay bị đảo dẫn đến sự rung động của máy dẫn đến gia công chi tiết không được chính xác Lý do là khi tiện ở hai đầu càng có những khoảng thời gian ăn dao và những khoảng thời gian chạy dao không cho nên chi tiết bi đảo Chính vì những ý nêu trên, nên em chọn quy trình công nghệ

I để thực hiện cho việc tính toán gia công

PHẦN 5 : TÍNH LƯỢNG DƯ GIA CÔNG VÀ KÍCH THƯỚC TRUNG GIAN

1

2

3 4

5

6 7

8

9

1 Xác định lượng dư bằng phương pháp phân tích :

- Lượng dư nhỏ nhất một phía Zimin=RZi-1 + Ti-1 + Pi-1 + εi

- Lượng dư nhỏ nhất hai phía 2Zimin=2(RZi-1 + Ti-1 + 2

i

2 1 i

Trong đó :

Zimin: lượng dư bề mặt của bước công nghệ thứ i

RZi-1: chiều cao nhấp nhô do bước gia công trước để lại µm

Ti-1 : chiều sâu lớp biến cứng ở bước gia công trước để lại µm

Pi-1: sai số không gian của bề mặt gia công bước gia công sát trước để lại µm

- Sai lệch không gian :

2 vt

2

cv+ρρ

=ρ

Trong đó :

ρcv :sai số do cong vênh của bề mặt gia công µm

ρvt : sai số vị trí tương quan giữa mặt gia công và mặt định vị µm

εi = ε2c +ε2k +ε2gñ

εi sai số gá đặt phôi

εk sai số do kẹp chặt

εc sai số chuẩn

εgđ sai số đồ gá

- Thực hiện bằng phương pháp phân tích cho bề mặt (6) có Ra=1.6 µm

- Theo phụ lục 11a và11 / trang 148 và trang 145/ HDĐA-TP ta được trình tự cácbước công nghệ đạt được độ nhám , cấp chính xác như sau:

ρcv = ∆K×l :sai số do cong vênh của bề mặt gia công µm

Với ∆K=1µm/mm (Bảng 15 trang 43 HDĐA - HN )

ρvt : sai số vị trí tương quan giữa mặt gia công và mặt định vị µm

12002

2

2 2

2 c

- Các sai số không gian còn lại

2 vt

2 cv

ρ

ρi= ki ×ρ0 Với ki :hệ số in dập ss không gian bảng 2.12 / trang 64 / HDĐA -TP+ Sai số không gian còn lại các bước khoét thô

Rk = 0 vì chuẩn kích thước vuông góc với chuẩn gia công

Sđg= 0 Sai số đồ gá (rất nhỏ nên bỏ qua)

- Vậy lượng dư nhỏ nhất cả hai phía tính cho từng bước nguyên công

+ Lượng dư cho bước gia công Khoét thô

Dmax3= 30+0.033 = 30.033mm

+ Kích thước trung gian của lỗ sau khi gia công Doa

Dmax2= Dmax3 - 2Zmin3=30.033 - 0.118 = 29.92mm

+ Kích thước trung gian của lỗ sau khi gia công tinh (Khoét tinh)

Dmax1= Dmax2 - 2Zmin2= 29.92 - 0.205 = 29.71mm

+ Kích thước trung gian của lỗ sau khi gia công thô (Khoét thô)

Dmax0= Dmax1 - 2Zmin1= 29.71 - 2.562 = 27.15 mm

- Tra bảng 7-1 /trang 8 ta có các thứ tự sau

δ0 = 1.6 mm => CCX 15

δ1 = 0.33mm => CCX 13

δ2 = 0.084 mm => CCX 10

δ3 = 0.033mm => CCX 8

+ Đường kính trung gian nhỏ nhất của phôi

D0max = 27.15mm => D0min = D0max - δ0 = 27.15 - 1.6 = 25.55mm+ Đường kính trung gian sau khi gia công khoét thô

D1max = 29.71mm => D1min = D1max - δ1 = 29.71 - 0.33 = 29.38mm+ Đường kính trung gian sau khi gia công khoét tinh

D2max = 29.92mm => D2min = D2max - δ2 = 29.92 - 0.084 = 29.84mm+ Đường kính trung gian sau khi gia công Doa

D3max = 30.033mm => D3min = D3max - δ3 = 30.033 - 0.033 = 30mm

- Tính lượng dư lớn nhất và bé nhất của lỗ

+ Khoét thô

2Z1min = D1min - D0min = 29.38 - 25.55 = 3.83mm

2Z1max = D1max - D0max = 29.71 - 27.15 = 2.56m

+ Khoét tinh

2Z2min = D2min - D1min = 29.84 - 29.38 = 0.46mm

2Z2max = D2max - D1max = 29.92 - 29.71 = 0.21mm

+ Doa

2Z3min = D3min - D2min = 30 - 29.84 = 0.16mm

2Z3max = D3max - D2max = 30.033 - 29.92 = 0.11mm

 Vậy lượng dư tổng cộng lớn nhất và bé nhất

2Z0min – 2Z0max = 4.45 - 2.88 = 1.57mm (1)

δph - δct = 1.6 – 0.021 = 1.579mm (2)

Vậy so sánh (1) và (2) ta thấy tương đương nhau

 Bảng xác định lượng dư bằng phương pháp phân tích

Trình tự

các bước

công nghệ

Các yếu tố tạo thành lượng dư

Lượn

g dư tính toán2Zmin

Kích thướ

c tínhtoán

Dun

g saiMm

Kích thước giới hạnMm

Lượng giưgiới hạnmm

Rzi Ti ρi εi

Dmin

Dmax

2Zmin

2Zmax

 Xác định lượng dư bằng phương pháp Tra bảng.

1 Xác định lượng dư và kích thước trung gian cho mặt (1)

(Có kích thước 40mm,chiều dài L= 60mm)

S(Phay thoâ) S(Phay tinh)

n

5 ±0.3

- Theo bảng 28.1/T44 có lượng dư tổng cộng:

Z0 = 4mm (ứng với kích thước lớn nhất của chi tiết là 121mm,kích thước danh nghĩa là 60mm).Ta có lượng dư bên dưới là 3mm

=> Kích thước của phôi là : 60 + 3 + 4 = 67 mm

Dung sai phôi d0= 0.6mm (Ứng với kích thước là 60mm - cấp chính xác 15 tra ở bảng phụ lục 17/ trang159 / HDĐACN1-TP)

=> Kích thước max của phôi là: D0max 67 + 0.6 = 67.6mm

- Các bước công nghệ khi gia công mặt 4

- Lượng dư còn lại cho bước tiện thô & tiện bán tinh: Z0max = (4 + 0.6) - 0.4 = 4.2mm

Ta chia lượng dư làm 2 phần

+ Tiện bán tinh Z2= 1.3 mm (3000 của 4.2 mm)

Vậy ta có:

+ Tiện thô Z1= 2.9 mm+ Tiện bán tinh Z2= 1.3 mm

- Kích thước của phôi sau khi tiện tinh

D3max= D2max – Z3 = 63.4 – 0.4 = 63mmTrên bản vẽ sẽ ghi là

Trên bản vẽ sẽ ghi là D = 63±0.23 mm

2 Xác định lượng dư và kích thước trung gian cho mặt (2) tương tự mặt (1)

S(Phay thoâ) S(Phay tinh)

- Lượng dư trung gian của bước tiện tinh là Z3= 0.4mm

- Lượng dư trung gian của bước tiện thô & bán tinh là (3 + 0.6) – 0.4 = 3.2mm

Ta chia lượng dư thành 2 phần :

+ Tiện bán tinh Z2= 1 mm (3000 của 3.2 mm)

+ Tiện thô Z1= 2.2mm (7000 của 3.2 mm)

- Kích thước của phôi sau khi tiện thô

- Lượng dư trung gian của bước tiện thô và tinh là (3 + 0.5 ) = 3.5mm

Ta chia lượng dư thành 2 phần :

+ Tiện bán tinh Z2 = 1.1mm(3000 của 3.5 mm)+ Tiện thô Z1 = 2.4 m(7000 của 3.5 mm)

4 Xác định lượng dư và kích thước trung gian cho mặt (3-6-7-8)

3 6

7 8

Dùng miui khoan, doa gia cong 4 mặt đồng thời

- Lượng dư tra bảng tổng cộng mặt 3: Z01= 3.0mm

- Lượng dư tra bảng tổng cộng mặt6 : Z02= 3.0mm(`tra bảng 28.1/T 44 sổ tay

CN CTM)

+ khoan thô CCX 13 => T1=0.27+khoan tinh CCX 11 => T2=0.11

- Lượng dư tổng cộng cả 2 phía: Z01 + Z02 = 3.0 + 3.0 = 6mm

- Kích thước của phôi là : 16 + 6 = 22mm

- Kích thước lớn nhất của phôi là: D0max=22 + 0.42 = 22.42mm

Tra bảng 63-1/T89 / CTM1-TP Ta có: Lượng dư cho phay tinh là 1mm,dung sai

là +0.3

Lượng dư lớn nhất cho bước gia công phay tinh là 1.3mm(cho một bên)

- Lượng dư phay thô

Z11= 3.0 –1.3 = 1.7mm

Z12= 3.0 –1.3 = 1.7mm Vậy tổng lượng dư thô 2 phía: 1.7 + 1.7 = 3.4mm

và tổng lượng dư tinh 2 phía: 2 ×1.3 = 2.6mm

- Kích thước trung gian sau khi phay thô

5 Xác định lượng dư và kích thước trung gian cho mặt cong (8)

Rãnh đúc đặc có đường kính sau khi gia công là D = 9+0.022mm

- Các bước công nghệ gia công mặt (8)

- Đường kính lớn nhất của rãnh sau khi phay mỏng: D3max = 9 + 0.22 = 9.022mm

- Đường kính lớn nhất của rãnh sau khi phay tinh : D2max = 9.022 - 0.09 =

8.932mm

- Đường kính lớn nhất của rãnh sau khi phay ban tinh : D1max = 8.932 - 0.15 = 8.782mm

- Đường kính lớn nhất của rãnh sau khi khoan : D1max = 8.782 - 0.22 = 8.562mm

- Kích thước ghi trên bản vẽ :

- Khoan 2Z1 = D1= 15mm

- Doa tinh 2Z3 = D3 – D2 =16 – 15.85 = 0.15mm

- Đường kính lỗ lớn nhất sau khi doa tinh : D3max=16 + 0.027 = 16.027mm

- Đường kính lỗ lớn nhất sau khi khoét : D2max=16.027 - 0.15 = 15.88mm

- Đường kính lỗ lớn nhất sau khi khoan : D1max=15.88 – 0.85 = 15.03mm

- Kích thước ghi trên bản vẽ :

+ Khoan 15.03+0.27

+ Khoét 15.88+0.11

+Doa tinh 16+0.027

+ Khoét thô t1= 2Z1min/2 = 3.83/2 =1.9mm

+ Khoét tinh t2= 2Z2min/2 = 0.46/2 = 0.23mm

+ Doa t3= 2Z3min/2 = 0.16/2 = 0.08mm

- Lượng chạy dao s :

s = CsD0.6 CT trang 281 / đồ gá

Cs= 0.075 (vì HB > 170)

+ Khoét thô s1 = Cs1 0 6

1

D = 0.075×29.380.6 = 0.57 mm/vòng+ Khoét tinh s2 = Cs2 0 6

2

D = 0.075×29.840.6 = 0.57 mm/ vòng+ Doa s3 = Cs3 0 6

3

D = 0.075×300.6 = 0.57mm/ vòng

- Tốc độ cắt v :

v v

Kmv= 1 ảnh hưởng của vật liệu phần cắt của dao (bảng X16 trang 347 Anh)

Ng-Ngọc-+ Khoét thô:

phuùt/

m89.218.057

.091.140

38.298.18

m04.278.057

.023.040

84.298.18

m43.118.057

.008.075

306.15

88.211000

04.271000

43.111000

2501000

v3 = 11.78

1000

3014.31251000

t

C

p y z p

2

438.29114.091.15

2

484.291143.023.05

2

4301144.008.05

- Thử lại kết quả

N1 = 0.35KW < Nđc = N = 10× 0.75 = 7.5 KW

=> Điều này đảm bảo cho may hoạt động tốt

- Xác định thời gian cơ bản:

57.0250

60s

60s

4.0914.130s

n

ll

×

++