Lời-Nói-Đầu

Môn học công nghệ chế tạo máy có vị trí quan trọng trong chương trình đào tạo kĩ sư và cán bộ kĩ thuật về thiết kế, chế tạo các loại máy và các thiết bị cơ khí phục vụ các ngành kinh tế

Lời Nói Đầu

Công nghệ chế tạo máy là một ngành then chốt, nó đóng vai trò quyết định trong sự nghiệp công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước Nhiệm vụ của công nghệ chế tạo máy là chế tạo ra các sản phẩm cơ khí cho mọi lĩnh vực của nghành kinh tế quốc dân, việc phát triển ngành công nghệ chế tạo máy đang là mối quan tâm đặc biệt của Đảng và nhà nước ta Phát triển ngành công nghệ chế tạo máy phải được tiến hành đồng thời với việc phát triển nguồn nhân lực và đầu tư các trang bị hiện đại Việc phát triển nguồn nhân lực là nhiệm vụ trọng tâm của các trường đại học Hiện nay trong các ngành kinh tế nói chung và ngành cơ khí nói riêng đòi hỏi kĩ sư cơ khí và cán bộ kĩ thuật cơ khí được đào tạo ra phải có kiến thức cơ bản tương đối rộng, đồng thời phải biết vận dụng những kiến thức đó để giải quyết những vấn đề cụ thể thường gặp trong sản xuất.

Môn học công nghệ chế tạo máy có vị trí quan trọng trong chương trình đào tạo kĩ sư và cán bộ kĩ thuật về thiết kế, chế tạo các loại máy và các thiết bị cơ khí phục vụ các ngành kinh tế như công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải, điện lực vv

Để giúp cho sinh viên nắm vững được các kiến thức cơ bản của môn học

và giúp cho chúng em làm quen với nhiệm vụ thiết kế, trong chương trình đào tạo, đồ án môn học công nghệ chế tạo máy là môn học không thể thiếu được của sinh viên chuyên ngành chế tạo máy khi kết thúc môn học.

Sau một thời gian tìm hiểu và với sự chỉ bảo nhiệt tình của thầy giáo: Trần Đức Huân đến nay em đã hoàn thành đồ án môn học công nghệ chế tạo máy Trong quá trình thiết kế và tính toán tất nhiên sẽ có những sai sót do thiếu thực tế và kinh nghiệm thiết kế, em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy cô giáo trong bộ môn công nghệ chế tạo máy và sự đóng góp ý kiến của các bạn để lần thiết kế sau và trong thực tế sau này được hoàn thiện hơn.

Ø29H7

6 l? Ø

14 H7 cá

ch d?u

134 96 61 42

1.1 Phân Tích Chức Năng Làm Việc Và Yêu Cầu Kỹ Thuật Của Khớp Nối

1.1.1 Phân tích chức năng làm việc.

-Là khớp nối cứng được dùng để truyền chuyển động quay giữa 2 trục.Đồng thời nhờ có khớp nối mà ta có thể chế tạo vỏ hộp máy thành mỏng ít tốn nguyên vật liệu vẫn đảm bảotính công nghệ

- Trụ ngoài chịu tải trong khi làm việc Then bằng định vị chống xoay.

1.1.2 Điều kiện làm việc của khớp nối.

-Trong quá trình làm việc trục quay, khớp nối luôn chịu tải trọng va đập và dao động Mặtlàm việc chịu tải trọng chu kì, nhiệt độ làm việc tương đối cao Tuy nhiên nó không đên mức quá khắc nghiệt bởi nó được bôi trơn trong quá trình làm việc

-Lỗ lắp với trục và được cố định bằng mối ghép then bằng

-Trụ ngoài lắp với bạc và được cố định bằng mối ghép then bằng

- 2 chi tiết được cố định bằng 3 bu lông-đai ốc

1.2 Phân Tích Vật Liệu Chế Tạo Khớp Nối.

Vật liệu chế tạo khớp nối trục là Thép C45

Thép C45 là thép Carbon có hàm lượng Carbon là 0,45% (0,45%C), ngoài ra loại thép này còn chứa các tạp chất khác như silic, mangan, lưu huỳnh, crom, phốt pho, đồng, niken…

Mác C45: Chữ “C” là kí hiệu của thép Cacbon, trong đó “45” có nghĩa là mác thép chưa hàm lượng C là 0,45%

Thép mác C45 được ứng dụng và sử dụng phổ biến trong các công trình xây dựng và công nghiệp hiện nay bởi cơ tính (độ bền, độ cứng, dộ dẻo,…) rất phù hợp cho gia công

cơ khí, chế tạo chi tiết máy, xây dựng cầu đường, khung thép,… dễ dàng tôi, ram để đạt được độ cứng mong muốn

min-max

Si (%) max

min-Mn (%)

Cr (%) min-max

C45 0,42-0,50 0,15-0,35 0,50-0,80 0,025 0,025 0,20-0,40

1.3 Xác Định Dạng Sản Xuất.

Số lượng chi tiết:

Yêu cầu sản lượng hàng năm là: = 11500 chiếc/năm

Số chi tiết sản xuất hàng năm:

N = m (1 + )

Trong đó:

- Sản lượng hàng năm;

m - Số chi tiết trong một sản phẩm, m = 1;

- Số chi tiết sản xuất thêm để dự trữ, = 3 ;

Theo bảng 2 (trang 13-hướng dẫn thiết kế đồ án CNCTM-Trần Văn Dịch.2000):

-Số lượng chi tiết sản xuất trong một năm : N = 11854 (chi tiết)

-Trọng lượng chi tiết : Q = 2,15 (kG) < 4 (kG)

Dạng sản xuất là dạng sản xuất hàng loạt lớn

Điều này có ý nghĩa rất lớn trong việc quy định kết cấu của chi tiết

1.4 Phân Tích Tính Công Nghệ Trong Kết Cấu Của Chi Tiết.

Tính công nghệ trong kết cấu là những đặc điểm về kết cấu cũng như những yêu cầu

kỹ thuật ứng với chức năng làm việc của chi tiết gia công Nó có ý nghĩa quan trọng trongviệc nâng cao tính công nghệ, giảm khối lượng lao động, tăng hệ số sử dụng vật liệu và

hạ giá thành sảm phẩm

Chi tiết bạc lắp ổ được chế tạo bằng phương pháp đúc từ Thép C Qúa trình đúc khôngquá phức tạp, nhưng cần phải có mặt phân cách vì chi tiết có dạng tròn xoay nên không

Về tính công nghệ trong kết cấu khi gia công cơ khí thì chi tiết có những đặc điểmsau.

-Chi tiết có thành mỏng nên trong quá trình gia công, vấn đề biến dạng hướng kínhcần được lưu ý

-Hình dáng và vị trí của lỗ Ø42 và Ø29 không cho phép ta gia công hết toàn bộ từ mộtphía Như vậy khi gia công lỗ này ta phải thay đổi gá đặt và quá trình này sẽ ảnh hưởngtới độ đồng tâm giữa lỗ và mặt ngoài cũng như độ vuông góc giữa mặt đầu và đường tâmlỗ

-Mặt làm việc (mặt lỗ) yêu cầu độ nhám là Ra = 5 là hợp lý vì khi độ nhám bề mặt nàycàng cao thì khả năng diễn ra bôi trơn ma sát ướt càng dễ Yêu cầu cấp chính xác đườngkính lỗ đạt cấp chính xác cấp 7 Yêu cầu này ta có thể thực hiện được nhưng cũng gặpkhó khăn bởi với cùng một cấp chính xác thì việc gia công trục bao giờ cũng dễ hơn, hơnnữa việc gia công đạt yêu cầu đó là không cần thiết bởi trong thực tế, kiễu lắp giữa bạc

và trục thông thường là các kiểu lắp lỏng tiêu chuẩn: H7/e8 ; H7/f7…Như vậy, với đườngkính lỗ bạc chỉ cần gia công với cấp chính xác cấp 7 là đủ

-Việc gia công lỗ bắt bu lông cũng gặp khó khăn bởi:

+Không thể thực hiện trên nhiều trục chính do khoảng cách giữa hai lỗ tâm này nhỏ -Về mặt vật liệu: Với việc chế tạo bằng thép C45 là vật liệu có khả năng chống màimòn cao Tuy vậy, về lâu dài vấn đề mài mòn vẫn không thể khắc phục được hết Sau mộtthời gian làm việc, khe hở giữa bạc và trục lớn, không đảm bảo đúng chức năng làm việc

ta phải thay bạc Để tiết kiệm ta có thể dùng bạc lót Với việc dùng bạc lắp thì khi bạc bịmòn mặt làm việc ta chỉ cần đổi lót bạc khác thay vì phải đổi cả bạc Việc thay thế cũng

dễ dàng

Với những đặc điểm về tính công nghệ trong kết cấu, nhìn chung chi tiết có tính công nghệ trong điều kiện sản xuất hàng loạt lớn

CHƯƠNG 2 XÁC ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI VÀ THIẾT KẾ BẢN VẼ CHI TIẾT LỒNG PHÔI.

2.1 Chọn Phôi

Khớp nối trục có hình dạng tròn xoay, nếu ta chế tạo phôi bằng phương pháp dập thể tíchthì có thể có được cơ tính rất cao Tuy nhiên, vật liệu chế là Thép c45 nên ta không nêndùng phương pháp dập để chế tạo phôi Phương pháp tạo phôi hơp lý nhất là phôi đúc bởi

nó cho một số ưu điểm đặc biệt quan trọng mà phương pháp khác không có được :

-Phôi không bị nứt, vỡ khi chế tạo;

-Sản xuất linh hoạt nên giá thành rẽ;

-Gía thành tạo khuôn rẽ;

-Ngoài ra, nếu chọn được phương pháp đúc hợp lý sẽ cho vật liệu đúc cơ tính cũngrất cao

Bên cạnh đó,nó cũng có một số nhược điểm:

2.1.1 Đúc Trong Khuôn Cát.

Đúc trong khuôn kim loại có thể thực hiện việc điền đầy kim loại theo nhiều cách:

-Rót tự do: Thích hợp cho sản xuất hàng loạt lớn, vật đúc nhỏ, trung bình, cấu tạo đơngiản Vật đúc có cơ tính cao Dùng đúc các vật liệu khác nhau Tuy nhiên hạn chế đúcgang xám

-Điền đầy kim loại dưới áp lực: Sản xuất hàng loạt lớn, hàng khối Vật đúc nhỏ, đơngiản Đúc vật liệu yêu cầu chất lượng cao, thích hợp cho cả vật liệu có nhiệt độ nóngchảy thấp.

Phương pháp đúc trong khuôn kim loại dễ cơ khí hóa và tự động hóa, giá thành sản xuất đúc cao hơn với đúc trong khuôn cát Tuy vậy, với sản lượng hợp lý thì giá thành sản xuất

2.1.4 Đúc Trong Khuôn Vỏ Mỏng.

Dùng trong sản xuất hàng loạt, vật đúc nhỏ và trung bình Chế tạo vật đúc có chấtlượng cao, kim loại quý, lượng dư gia công nhỏ Tuy vậy, giá thành sản xuất đúc là rấtlớn

2.1.5 Đúc Trong Khuôn Kim Loại.

Đúc trong khuôn kim loại có thể thực hiện việc điền đầy kim loại theo nhiều cách:

-Rót tự do: Thích hợp cho sản xuất hàng loạt lớn, vật đúc nhỏ, trung bình, cấu tạo đơngiản Vật đúc có cơ tính cao Dùng đúc các vật liệu khác nhau Tuy nhiên hạn chế đúcgang xám

-Điền đầy kim loại dưới áp lực: Sản xuất hàng loạt lớn, hàng khối Vật đúc nhỏ, đơngiản Đúc vật liệu yêu cầu chất lượng cao, thích hợp cho cả vật liệu có nhiệt độ nóngchảy thấp

Phương pháp đúc trong khuôn kim loại dễ cơ khí hóa và tự động hóa, giá thành sảnxuất đúc cao hơn với đúc trong khuôn cát Tuy vậy, với sản lượng hợp lý thì giá thành sảnxuất sẽ không cao

Xuất phát từ những đặc điểm về sản xuất và kết cấu của chi tiết bạc lót: Dạng sản xuấthàng loạt lơn, vật liệu chế tạo là Thép C45, vật đúc tròn xoay, kết cấu không phức tạp,yêu cầu chât lượng cao, năng suất cao Vì vậy, ta chọn phương pháp tạo phôi là phươngpháp đúc trong khuôn kim loại, điền đầy kim loại bằng phương pháp rót áp lực.

Lượng dư gia công về kích thước phôi

Vật đúc nhận được từ các mẫu gỗ, dùng khuôn kim loại dễ tháo lắp và sấy khô Dovậy cấp chính xác chi tiết đúc nhận được là cấp chính xác 2

Theo bảng 3-103 trang 256 (Sổ tay CNCTM1) ta có lượng dư gia công về kích thướcvật đúc:

+Với những kích thước L 120mm: lượng dư đạt được là 4mm;

+Với những kích thước 120 L 260mm: lượng dư đạt được là 4mm

Theo bảng 3-106 trang 257 (Sổ tay CNCTM1) ta có sai lệch cho phép theo kích thướccủa vật đúc:

+Với những kích thước L 50 sai lệch cho phép: 0,5mm;

+Với những kích thước 50 L 120mm sai lệch cho phép: 0,8mm;

+Với những kích thước 120 L 260mm sai lệch cho phép: 1mm

Theo bảng 3-109 trang 257 (Sổ tay CNCTM) ta có sai lệch cho phép theo trọng lượngcủa vật đúc:

+Sai lệch cho phép về trọng lượng phôi: 7

Từ đây ta có thể vẽ được bản vẽ lồng phôi cho chi tiết đúc.

134 61 42

29 52

Hình 1 Bản vẽ lồng phôi

CHƯƠNG 3 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT 3.1 Xác Định Đường Lối Công Nghệ.

Sau khi phân tích kết cấu của chi tiết, dạng sản xuất là hàng khối và trong điều kiện sản xuất ở nước ta hiện nay, ta chọn phương pháp phân tán nguyên công, sử dụng nhiều

đồ gá chuyên dùng để gia công trên nhiều máy thông dùng

- Kẹp chặt: Dùng mâm cặp 3 chấu tự định tâm

- Chọn máy: Máy tiện vạn năng T630, công suất N = 10 kw

- Dụng cụ cắt: Dùng dao đầu tiện gắn mảnh hợp kim cứng T15k6

+ Khỏa đầu mặt bích: Dao thân cong, kích thước dao 25x16x45

+ Tiện mặt trong : Dao khoét, kích thước 305x205

3.2.2 Nguyên công 2: Khỏa đầu mặt còn lại, tiện thô mặt ngoài , , 134 sau đó tiện

tinh mặt ngoài , , 134.

Hình 3 - Nguyên công 2

- Chuẩn: chuẩn tinh là mặt trụ trong 42

- Định vị: 5 bậc tự do

- Kẹp chặt: Dùng mâm cặp 3 chấu tự định tâm

- Chọn máy: Máy tiện vạn năng T630, công suất N = 10 kw

- Dụng cụ cắt: Dùng dao đầu tiện gắn mảnh hợp kim cứng T15k6

+ Khỏa đầu mặt bích: Dao thân cong, kích thước dao 25x16x45

+ Tiện mặt ngoài và 64 : Dao lắp vào trục gá dao, kích thước dao 25x16x45.+ Tiện mặt ngoài 134: Dao lắp vào trục gá dao, kích thước dao 25x16x45

3.2.3 Nguyên công 3: Tiện thô mặt trong 29 sau đó tiện tinh mặt trong 29.

+Chọn loại dao tiện ngoài thân cong có gắn mảnh thép gió

+Các thông số cơ bản của dao: - Góc nghiêng chính o

-Góc nghiêng phụ 1 = 10o

h=16mm , b=10mm , L=100mm , n=4mm , l=12mm , R=0,5mm

3.2.4 Nguyên công 4: Tiện tinh mặt trụ trong 42, tiện thô mặt ngoài 61 sau đó tiện

tinh mặt trụ ngoài 61.

Hình 5 - Nguyên công 4.

- Chuẩn: chuẩn tinh là mặt trụ ngoài 52

- Định vị: 5 bậc tự do

- Kẹp chặt: Dùng mâm cặp 3 chấu tự định tâm

- Chọn máy: Máy tiện vạn năng T630, công suất N = 10 kw

- Dụng cụ cắt: Dùng dao đầu tiện gắn mảnh hợp kim cứng T15k6

+ Tiện mặt ngoài 61 : Dao lắp vào trục gá dao, kích thước dao 25x16x45

+ Tiện lỗ 42: Dao khoét, kích thước 305x205

3.2.5 Nguyên công 5: Khoan 6 lỗ và taro 6 lỗ 14.

- Chọn máy: thực hiện trên máy khoan đứng 2H118

- Chọn dao: Dao khoan và dao khoét đầu gắn mảnh hợp kim cứng.+ Dao khoan đuôi côn: 250x170

+ Dao khoét đuôi côn: 160x80

3.2.6 Nguyên công 6: Xọc rãnh then.

- Dùng phiến tì hạn chế 3 bậc tự do

- Chốt trụ ngắn định vị lỗ hạn chế 2 bậc tự do

- Chốt tỳ tại lỗ 14 hạn chế 1 bậc tự do

- Kẹp chặt bằng khối V tự động

- Chọn máy: thực hiện trên máy xọc 7B510

- Chọn dao: dùng dao xọc mũi móc, mũi dao có gắn hợp kim cứng

Hình 7 Nguyên công 5.

3.2.7 Nguyên công kiểm tra.

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

Hình 8: Nguyên công kiểm tra.

- Dụng cụ kiểm tra: Bàn chuẩn, trục kiểm, đồng hồ so

- Cách tiến hành: Đặt chi tiết lên bàn máy Lắp trục kiểm vào lỗ 29 Tiếp đến ta gắnđồng hồ so vào trục kiểm, sau đó đưa đầu đo của đồng hồ so tiếp xúc với mặt đầu của chi tiết Khi ta quay trục, nếu mặt đầu không vuông góc với lỗ 29 thì kim

Kiểm tra độ vuông góc giữa 2 mặt đầu:

- Dụng cụ kiểm tra: Bàn chuẩn, trục kiểm, đồng hồ so

- Cách tiến hành: Đặt chi tiết lên bàn máy Gắn đồng hồ vào trục kiểm, sau đó đưa đầu đo của đồng hồ so tiếp xúc với mặt đầu của chi tiết Khi ta dịch chuyển đầu của đồng hồ so, kim đồng hồ sẽ dịch chuyển Ta ghi lại kết quả

Hình 9: Nguyên công kiểm tra.

CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN LƯỢNG DƯ.

4.1 Tính Toán Lượng Dư Bề Mặt Lỗ 29H7.

Quy trình công nghệ gồm các bước: Tiện thô – tiện tinh

4.1.1 Tính sai lệch không gian

Theo bảng 10 (HDTKDA-TVĐ) giá trị Ri = 350 và Ti = 250

Sai lệch không gian tổng cộng được xác định theo công thức sau:

Giá trị ktra theo bảng 15.1 còn d và llần lượt là đường kính lỗ và chiều dài lỗ.

Giá trị sai lệch cm được xác định theo công thức sau:

ở đây  b, c lần lượt là dung sai kích thước b,c của phôi.

Như vậy sai số không gian tổng cộng là:

- Sai số gá đặt của từng nguyên công.

- Chiều cao nhấp nhô tế vi do bước công nghệ sát trước để lại.

- Chiều sâu lớp kim loại bề mặt hư hỏng do bước công nghệ sát trước để lại.

Tra bảng (3.2) và (3.5), ta có các số liệu sau:

= 29,03 0,11 = 28,92 m

- Kích thước phôi:

= 28,92 1,1 = 27,82 m

- Dung sai từng nguyên công: Tra bảng (3.91) sổ tay CNCTM, ta có:

+)Dung sai của phôi: = 210 m (ứng với Ø29H12)

+)Dung sai tiện thô: = 130 m (ứng với Ø29H11)

+)Dung sai tiện tinh: = 21 m (ứng với Ø29H7)

4.1.6 Tính lượng dư giới hạn.

2 : bằng hiệu hai kích thước lớn nhất của hai nguyên công kề nhau.

2 : bằng hiệu hai kích thước nhỏ nhất của hai nguyên công kề nhau.

+)Lượng dư giới hạn khi tiện thô:

2 = = 1,1 mm;

2 = = 1,18 mm;

+)Lượng dư giới hạn khi tiện tinh:

2 = = 0,11 mm;

+)Lượng dư tổng cộng được tính theo công thức:

Kích thước giới hạn mm

Lượng dư giới hạn mm

Kích thước mm

4.1.7 Tra lượng dư các bề mặt còn lại.

- Lượng dư các bề mặt còn lại được tra tại “ Sổ tay CNCTM 1”

- Chi tiết thuộc dạng sản xuất hàng loạt lớn Ta có thể xác định lượng dư gia công theo kinh nghiệm, theo tính toán và tra theo bảng Ở đây xác định lượng dư theo phương pháp tra bảng

- Theo bảng 3-94 ( sổ tay CNCTM 1) ta có lượng dư được xác định như hình vẽ:

Máy làm việc an toàn.

5.1.1.5 Tính thời gian máy:

Theo Thiết kế đồ án CNCTM ta có:

Trong đó: L = 60 mm (chiều dài bề mặt gia công)

L1 = = ,5 = 1,13 mm