Thuyết minh đồ án công nghệ chế tạo máy chi tiết thân

Lời Nói ĐầuMôn học công nghệ chế tạo máy đóng vai trò quan trọng trong chương trìnhđào tạo kỹ sư và cán bộ kỹ thuật về thiết kế và chế tạo các loại máy, các chi tiếtphục vụ các nghành cô

Lời Nói ĐầuMôn học công nghệ chế tạo máy đóng vai trò quan trọng trong chương trìnhđào tạo kỹ sư và cán bộ kỹ thuật về thiết kế và chế tạo các loại máy, các chi tiếtphục vụ các nghành công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải vv

Đồ án môn học công nghệ chế tạo máy là một trong các đồ án có tầm quantrọng nhất đối với một sinh viên khoa cơ khí

Đồ án giúp cho sinh viên hiểu những kiến thức đã học không những môncông nghệ chế tạo máy mà các môn khác như: Máy công cụ dụng cụ cắt vv

Đồ án còn giúp cho sinh viên được hiểu dần về thiết kế và tính toán một quytrình công nghệ chế tạo một chi tiết cụ thể

Được sự giúp đỡ và hướng dẫn tận tình của cô phạm thị thiều thoa trong bộmôn công nghệ chế tạo máy đến nay đồ án môn học của em đã hoàn thành Tuynhiên việc thiết kế đồ án không tránh khỏi sai sót em rất mong được sự chỉ bảothầy và sự đóng góp ý kiến của các bạn để bài thiết kế của em được hoàn thiệnhơn

Em xin chân thành cảm ơn cô Phạm Thị Thiều Thoa đã tận tình chỉ bảo giúp

đỡ em hoàn thành đồ án được giao

Sinh viên thực hiện

Đỗ Hoàng Việt

MỤC LỤC

Lời nói đầu

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

Chương I Nhiệm vụ thiết kế

Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết Thân đảm bảo yêu cầu kỹ thuật

đã cho trong bản vẽ chi tiết

Chương II Phân tích chức năng làm việc của chi tiết

Thân thuộc họ chi tiết dạng trục nên chức năng làm việc trong điều kiệnkhông quá phức tạp với yêu cầu kỹ thuật không cao nên ta có thể gia công chi tiếttrên các máy vạn năng thông thường mà vẫn có thể đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật

đã đặt ra

Yêu câu kỹ thuật cơ bản :

- Độ bóng bề mặt đạt yêu cầu kỹ thuật là Rz20

- Độ đồng tâm giữa hai lỗ ø 48 và ø 33

- Đảm bảo độ không vuông góc của đường tâm lỗ ø 48 và ø 33 không quá 0.03mm

Chương III Phân tích tính công nghệ trong kết cấu

Trên chi tiết có nhiều bề mặt phải gia công trong đó có nhiều bề mặt đòi hỏi

độ chính xác, trên chi tiết cung có nhiều lỗ phải gia công, cơ bản về kết cấu của chitiết có đủ độ cúng vững, kết cấu hợp lý như chiều dày thành đủ lớn, đủ diện tích bềmặt cần gia công không có vấu lồi Do vậy đảm bảo cho việc chế tạo chi tiết, đảmbảo cho chi tiết hoat động tốt Với chi tiết này trên ta co thể dùng phương pháp tạophôi

Tuy nhiên kết cấu có những nhược điểm sau:

- Gia công các lỗ khó khăn và khoảng cách các lỗ ngắn và không thể giacông trên máy nhiều trục chính, gia công khó đảm bảo độ đồng tâm giữacác lỗ

- Để đúc chi tiết, trong quá trình đúc tránh để bị dỗ khí, phôi đúc đảm bảoyêu cầu kỹ thuật khi đúc phải để lại lượng dư cho gia công cơ

Chương IV Xác định dạng sản xuất

Để xác định dạng sản xuất ta phải dựa vào trọng lượng của chi tiết và sản lượng của chi tiết hàng năm

4.1 Trọng lượng của chi tiết:

Ta vẽ chi tiết trên phầm mềm Inventor với vật liệu Thép ta đo được

- Thể tích của chi tiết: 676006.209 mm3

- Trọng lượng của chi tiết là: 5.307 kg

4.2 Xác định dạng sản xuất:

Sản lượng hàng năm tính theo công thức:

- N0: số chi tiết sản xuất trong một năm N=9999 (chi tiết)

- N: số sản phẩm ( chi tiết máy, máy…) sản xuất trong một năm

- m: số chi tiết trong một sản phẩm m = 1

- β: số chi tiết đuợc chế tạo thêm để dự trữ β = (5% ÷ 7%)

- α: phế phẩm chủ yếu trong các phân xưởng đúc và rèn α = (3% ÷ 6%)Vậy sản lượng hàng năm là: N= 9999.1.(1+ ) = 11341 (chiếc/năm)

Với sản lượng chi tiết trong một năm là 11341 chi tiết/năm, ta tra bảng 2.2 Giáo trình hướng dẫn thiết kế đồ án Công nghệ Chế tạo máy

Do đó, ta chọn sản xuất hàng loạt lớn

Chương V Chọn phương pháp chế tạo phôi

Ta xét chi tiết được sản xuất hàng loạt lớn và có kết cấu đơn giản

Do đó để đảm bảo năng suất và chất lượng, ta chọn phương pháp Đúc Phôitrong khuôn kim loại và chi tiết Đúc chính xác cấp II

- Ưu điểm:

+ Nâng cao năng suất lao động

+ Giảm tiêu hao lao động cho việc chế tạo khuôn xuống 3÷5 lần

+ Có thể loại trừ lao động thủ công và hoàn toàn cho phép cơ khí hóa và tựđộng hóa sản xuất cho việc chế tạo khuôn, không phụ thuộc vào kíchthước, hình dạng và loại chi tiết đúc

Chương VI Thiết kế bản vẽ chi tiết lồng phôi

6.1 Lượng dư gia công

Tính lượng dư gia công cho bề mặt ø90±0.17:

Ta tính lượng dư khi gia công trục ø90, còn tất cả các bề mặt gia công khác của chitiết thì tra theo Sổ tay Công nghệ:

Để đảm bảo yêu cầu kĩ thuật, cần thực hiện gia công qua 2 bước công nghệ là :

+ Gia công thô

+ Gia công tinh

Tính toán lượng dư:

Bề mặt gia công là mặt tròn ngoài đối xứng nên lượng dư nhỏ nhất là:

= 2 Rz i-1 + + (Công thức [3-1] Sổ tay Công Nghệ chế tạo máy 1)

Trong đó:

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

: Chiều sâu lớp khuyết tật do bước công nghệ sát trước để lại

: Sai lệch vị trí không gian do bước công nghệ sát trước để lại

ε: Sai số gá đặt chi tiết ở bước công nghệ đang thực hiện

Giá trị tổng cộng Rz i -1 + Ti-1 = 600µm cho phôi thép đúc (Bản 4.5 – Hướng dẫn thiết kế đồ án Công nghệ chế tạo máy )

Sau bước công nghệ đầu tiên với vật thép bằng dao tiện vậy sau khi tiện thô thì tiện tinh Tra bảng 4.7 Hướng dẫn thiết kế đồ án Công nghệ chế tạo máy

ta có T, Rz sau tiện thô là 50 µm

+ : sai số do lệch thao đúc tạo lỗ, = 0,5 mm=500µm

+: sai số do độ cong vênh của mặt lỗ sau khi đúc, xác định theo hai phương dọc trục và hướng kính,

Khi tiện tinh d1 = 90,17(mm)

Khi tiện thô d2 = 90,17 + 1,52 =91,69 (mm)

Phôi dph =91,69 + 1,46 = 93.15 (mm)

Cột kích thước giới hạn xác định như sau : Ta lấy kích thước cuối cùngcộng đi lượng dư khi tiện tinh, ta sẽ được kích thước khi tiện thô, sao đó lấy kích thước khi tiện thô cộng đi lượng dư khi tiện thô ta được kích thước phôi

Tra bảng 2.7 và 3.3 Sổ tay Công Nghệ chế tạo máy 1, ta có:

Dung sai khi tiện tinh có cấp chính xác 7: δ= ±0.17 mm

Dung sai khi tiện thô có cấp chính xác 12: δ= -0.35 mm

Dung sai phôi đúc: δ=0.8mm

Vậy ta có: Sau khi tiện tinh : dmax=90.17 mm ; dmin=89.83 mm

Sau khi tiện thô: dmax=91.96 mm ; dmin=91.61 mmKích thước phôi: dmax=93.15 mm ; dmin=92.35 mm

Lượng dư giới hạn:

Khi tiện thô : 2Zmin=92.35-91.61= 0.74 mm

2Zmax=93.15-91.96= 1.19 mmKhi tiện tinh: 2Zmin=91.61-89.83= 1.78 mm

 Như vậy kết quả tính toán đúng

Ta có bảng tính lượng dư và kích thước giới hạn:

Dun

g sai

Kích thước giới hạnmm

Lượng dư giới hạnmm

công

nghệ

tính toánZbmin

tính toánmm

mmRz

92.35Tiện

13

0 1.52 91.69 -0.35

91.96

90.17

89.8

Tổn

Tra lượng dư các bề mặt khác:

Tra bảng 3-103 và 3-106 sổ tay công nghệ chế tạo máy 1 :

6.2 Bản vẽ lồng phôi

Chương VII Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết

7.1 Xác định đường lối công nghệ

Trong các dạng sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối, quy trình công nghệ được xây dựng theo nguyên tắc phân tán hoặc tập trung nguyên công Theo nguyêntắc phân tán nguyên công thì quy trình công nghệ được chia ra các nguyên công đơn giản có thời gian như nhau hoặc bội số của nhịp sản xuất

Nguyên tắc khi thiết kế nguyên công là phải đảm bảo năng suất lao động và

độ chính xác yêu cầu Năng suất và độ chính xác phụ thuộc vào chế độ cắt, các bước gia công, thứ tự các bước công nghệ Khi chọn phương án gia công ta phải chú ý tới dạng sản xuất Do yêu cầu bài toán là sản xuất hàng loạt nhỏ do vậy ta chọn phương pháp gia công cùng 1 vị trí, một dao và gia công tuần tự

7.2 Chọn phương pháp gia công

Sau khi phân tích kết cấu của chi tiết, sản xuất hàng loạt lớn trong điều kiện sản xuất ở nước ta hiện nay ta chọn phương án phân tán nguyên công và sử dụng nhiều đồ gá chuyên dùng để gia công trên các máy vạn năng thông dụng

7.3 Lập quy trình chế tạo

Chọn chuẩn tinh:

Chọn chuẩn, phân tích cách chọn chuẩn và các thiết lập về trình tự gia công việc chọn chuẩn trong quá trình gia công sẽ quyết định đến độ chính xác của chi tiết

Ta thấy việc định vị và kẹp chặt chi tiết là mặt trụ ngoài vì vậy ta lấy chuẩn tinh là mặt trụ ngoài của chi tiết

7.4 Thiết kế nguyên công

Nguyên công I: Đúc phôi

Nguyên công II: Tiên thô tinh: mặt đầu, biên dạng ngoài, lỗ ø33, doa lỗ ø33

Nguyên công III: Tiện thô, tinh: mặt đầu biên dạng, ngoài lỗ ø33 còn lại, tiện rãnh trong, Doa lỗ ø33

Nguyên công IV: Phay mặt B65

Nguyên công V: Phay mặt B101

Nguyên công VI: Khoét và Doa lỗ ø48

Nguyên công VII: Phay mép lỗ ø14

Nguyên công VIII: Khoan lỗ ø10, phay lỗ ø14

Nguyên công IX: Phay mép lỗ ø14 còn lại

Nguyên công X: Khoan lỗ ø10, phay lỗ ø14 còn lại

Nguyên công XI: Phay rãnh B12

Nguyên công XII: Nhiệt luyện

Nguyên công XIII: Mài tròn biên dạng ngoài

Nguyên công XI: Kiểm Tra

7.5 Nguyên công I: Đúc phôi:

Yêu cầu kỹ thuật:

Phôi không bị dỗ mặt, đạt độ bóng bề mặt chi tiết Rz80

Phương án gia công:

Thép được nung nóng chảy và rót vào khuông đúc và ủ đẻ khử ứng suất dư sau đó đem phôi ra làm sạch trước khi gia công cơ

7.6 Nguyên công II & III: Tiện thô, tinh: mặt đầu, biên dạng ngoài, khoét lỗ ø33, lỗ bậc, vắt mép, Doa lỗ ø33

Định vị và kẹp chặt:

Chi tiết được định vị và kẹp chặt trên mâm cặp 3 chấu tự định tâm hạn chế 4 bậc tựdo

Chọn máy và dụng cụ cắt

• Chọn máy gia công là máy tiện 1k62 công suất 10kw và hiệu η=0,75

• Chọn dao tiện mặt đầu và tiện trụ bậc là dao thép hợp kim cứng T15K6,

Có H=25, B=20, L=140, m=8, a=47, r=1

• Chọn dao doa thép hợp kim cứng T15K6 liền khối và đuôi côn theo bảng 47) sổ tay CNCTMT I ta có các thông số dao là:

+ Đường kính dao d=33mm

+ Chiều dài toàn dao là L=180mm

+ Chiều dài phần cắt l=30mm chọn thời gian làm việc của dao T=80phút

• Dao tiện rãnh trong có gắn mảnh hợp kim cứng B=3mm, L= 50mm,

Từ đó ta có vận tốc tính toán là:

Vt=Vb.K1.K2.K3=260.0,8.0,9.1=187 (m/phút)Trong đó: K1=0,8 là hệ số phụ thuộc góc nghiêng chính của dao

K2=0,9 là hệ số phụ thuộc vào phôi có vỏ cứngK3=1 là hệ số phụ thuộc chu kỳ bền của dao =>Vận tốc trục chính tính toán là:

Bước tiện tinh:

Bước tiện tinh phải gọt đi lượng dư là Zb=1 (mm) Từ đó ta có chiều sâu cắt khi tiện tinh là: t= 0,5(mm)

Tra bảng 5-62 sổ tay CNCTM 2 ta có lượng chạy dao Sb=0,35(mm/vg)Chọn theo máy ta có S=0,35(mm/vg)

=>Vt=417.0,9.0,8.1=300 (m/p)

Trong đó: K1=0,8 là hệ số phụ thuộc góc nghiêng chính của dao

K2=0,9 là hệ số phụ thuộc vao phoi của vỏ cứng

K3=1 là hệ số phụ thuộc vào chu kỳ bền của dao

Tiện trong

Phải gọt đi lượng dư là Zb=3.8mm ta phân ra cho bước tiện thô là

Zb=2.8mm từ đó ta có chiều sâu cắt t=2.8mm tra bảng sổ tay công nghệ CTMT2 ta

co lượng chạy dao Sb=0,4mm/vòng

Vận tốc cắt được tính bởi biểu thức:

Trong đó: K1=0,8 là hệ số phụ thuộc góc nghiêng chính của dao K2=0,9 là hệ số phụ thuộc vào phôi có vỏ cứng

K3=1 là hệ số phụ thuộc chu kỳ bền của dao

tính toán chế độ cắt khi doa lỗ ø33

chiều sâu cắt như sau: t=0,2 mm

Đồ gá:

Nguyên công 2:

Nguyên công 3:

7.7 Nguyên công IV & V: Phay mặt B65, B101

Yêu cầu kỹ thuật

Bề mặt được gia công đạt độ bóng Rz20 kích thước cần đạt là 65±0,15

Bề mặt gia công đạt độ bóng Rz20 Kích thước cần đạt là 101±0,15.

Định vị và kẹp chặt

Định vị trên 2 khối V ngắn hạn chế 4 bậc tự do

Trong đó có 1 khối V tỳ vào mặt bậc bên hạn chế 1 bậc tự do

Kẹp chặt bằng 2 mỏ kẹp ở mặt trên chi tiết

Chiều dài daoL=100 mm

Chiều dài làm việc của dao l=30 mm

Số răng Z=6 răng

Tính toán chế độ cắt

Ta có lượng dư gia công là Zb=12 mm

Chiều sâu mỗi lát cắt là t=3 mm

Lượng chạy dao Sz=0,15 mm/răng

Vậy ta có chế độ cắt khi phay là: t=2 mm

S=377 mm/vg n=375v/p

Đồ gá :

Nguyên công 4 :

Nguyên công 5 :

7.8 Nguyên công VI: Khoét và Doa lỗ ø48

Yêu cầu kỹ thuật:

Phương án gia công:

Máy khoan đứng 2A150, N=5.2KW

+ Chiều dài phần cắt l=30mm chọn thời gian làm việc của dao T=80phút Chọn dao doa thép gió liền khối và đuôi côn theo bảng (447) sổ tay CNCTMT I ta

có các thông số dao là:

+ Đường kính dao d=48mm

+ Chiều dài toàn dao là L=170mm

+ Chiều dài phần cắt l=30mm chọn thời gian làm việc của dao T=80phút

a Khi khoét thô là 2Z b =2mm

Chiều sâu cắt: t=1 mm

Ta tra bảng (527) sổ tay CNCTMT II với D=47 mm, vật liệu Thép

- Ta có lượng chạy dao Sb=1.2 mm/vg

Vận tốc khi khoét thô được tính bởi biểu thức:

v y x m

q

v K S t T

D C

b khoét tinh:

Chiều sâu cắt: t=0.4 mm

Ta tra bảng (5104) sổ tay CNCTMT II với D=47.8 mm, vật liệu Thép

- Ta có lượng chạy dao Sb=0.8 mm/vg

Vận tốc khi khoét thô được tính bởi biểu thức:

v y x m

q

v K S t T

D C

Tốc độ vòng quay trục chính là

Chọn theo máy là n=125vg/p

Vậy chế độ cắt khi doa là: t=0.4mm

S=0.8mm/vgn=125vg/p

Doa lỗ:

Chiều sâu cắt: t=0.1mm

Ta tra bảng (527) sổ tay CNCTMT II với D=48mm, vật liệu Thép

- Ta có lượng chạy dao Sb=1.5 mm/vg

Vận tốc khi doa được tính bởi biểu thức:

v y x m

q

v K S t T

D C

Tốc độ vòng quay trục chính là

Chọn theo máy là n=52vg/p

Vậy chế độ cắt khi doa là: t=0,1mm

S=1.5mm/vgn=52vg/p

Đồ gá :

7.9 Nguyên công VII & IX: Phay mép các lỗ ø14

Yêu cầu kỹ thuật

Mặt phẳng phay đủ rộng, phẳng và song song với bàn máy

Định vị và kẹp chặt

Định vị trên 2 khối V ngắn hạn chế 4 bậc tự do

Trong đó có 1 khối V tỳ vào mặt bậc bên hạn chế 1 bậc tự do

Kẹp chặt bằng 2 mỏ kẹp ở mặt trên chi tiết

Chiều dài dao L=100mm

Chiều dài làm việc của dao l=20 mm

7.10 Nguyên công VIII & X: Khoan 2 lỗ ø10 và phay lỗ ø14

Yêu cầu kỹ thuật

Không yêu cầu độ chính xác kỹ thuật lỗ khoan

Đảm được lỗ khoan này cách tâm của lỗ là ø48±0,05 một khoảng là l=33±0,05

Bề mặt yêu cầu độ bóng và đọ chính xác không cao cụ thể là Rz20

Phương án gia công

Chỉ cần khoan là đủ yêu cầu độ bóng bề mặt Rz20

Chọn máy công cụ

Chọn máy gia công là máy phay vạn năng 6H12 với các thông số như sau: Công suất máy N=7KW

Hiệu suất η=0,75

Chọn mũi khoan ruột gà chuôi trụ có các thông số là:

Đường kính mũi khoan là:D=10 mm

Chiêù dài mũi khoan L=139 mm

Chiều dài phần làm việcl=95 mm

Vật liệu làm mũi khoan là thép gió P18

Dao phay ngón ø14 thép gió

Ta có lượng dư gia công là Zb=16.5 mm

Chiều sâu mỗi lát cắt là t=3 mm

Lượng chạy dao Sz=0,15 mm/răng

7.11 Nguyên công XI: Phay rãnh B11

Định vị và kẹp chặt

Định vị trên 2 khối V ngắn hạn chế 4 bậc tự do

Trong đó có 1 khối V tỳ vào mặt bậc bên hạn chế 1 bậc tự do

Kẹp chặt bằng 2 mỏ kẹp ở mặt trên chi tiết

Chọn máy và dụng cụ cắt

Chọn máy gia công là máy phay vạn năng 6H82 với các thông số như sau: Công suất máy N=7KW

Hiệu suất η=0,75

Dao phay đĩa có gắn mãnh thép gió theo bảng (4 sổ tay CNCTM T1)

Ta chọn dao có kích thước như sau

Lượng chạy dao Sz=0,05(mm/răng)

Vận tốc cắt được tính theo công thức:

t=3 (mm)S=170 (mm/phút)n=170 (vòng/phút)

Đồ gá:

7.12 Nguyên công IX: Nhiệt Luyện

7.13 Nguyên công X: Mài mặt trụ ngoài

7.14 Nguyên công IX: Kiểm tra

Kiểm tra độ vuông góc của đường tâm lỗ ø33 và ø48 không quá 0,03 (mm)

Chương VIII Tính thời gian gia công

8.1 Khỏa 2 mặt đầu

L = 90mm, L1= 20mm, L2= 3mm, S=520v/p, i=1, n=1000v/p

• T0 =0.22 phút

Vậy tổng thời gian Tn2=0.44 phút

8.2 Tiện thô, tinh mặt ngoài

+Tiện thô:

Tiện suốt L174: T1=0.35

Tiện bậc 1 L28: T2=0.36

Phay Tn6= 1.02 phút

8.5 Phay rãnh B65, B101 và rãnh 11

Chương IX Thiết kế đồ gá cho nguyên công Khoét và Doa

lỗ ø48

9.1 Nhiệm vụ thiết kế đồ gá

-Đồ gá phải đảm bảo cho quá trình định vị và kẹp chặt được nhanh chóng, thao tác

gá đặt nhanh, an toàn, đơn giãn đảm bảo thời gian gia công là ngắn nhất và đảm bảo nhịp độ yêu cầu sản xuất

- Đồ gá phải góp phần đảm bảo độ chính xác gia công

- Giá thành phải rẻ, kết cấu đơn giản, dễ chế tạo và lắp ghép, vật liệu dễ tìm, dễ thay thế và dễ sử dụng

• Chi tiết được định vị 5 bậc tự do

Kẹp chặt bằng 2 mỏ kẹp ở mặt trên chi tiết:

- Phương: Phương lực kẹp vuông góc với mặt nằm ngang

- Chiều: Hướng vào tâm chi tiết