Đồ án môn học công nghệ chế tạo máy - chi tiết Dạng càng

đồ án công nghệ chế tạo máy - chi tiết dạng càng

Mục lục

Lời nói đầu 2

Chương 1 : Phân tích chi tiết gia công 3

Chương 2 : Xác định dạng sản xuất và chọn phôi 5

Chương 3 : Lập qui trình công nghệ 7

Chương 4 : Thiết kế nguyên công 10

Chương 5 : Tính toán lượng dư gia công 18

Chương 6 : Xác định chế độ cắt 22

Chương 7 : Thiết kế đồ gá 33

Chương 8 : Phiếu tổng hợp nguyên công 37

Kết luận

Tài liệu tham khảo

LỜI NÓI ĐẦU

Chi tiết dạng càng là một trong những chi tiết điển hình của công nghệ chế tạo

máy.Chúng thường được dung để biến chuyển động quay thành chuyển động thẳng của chi tiết khác, đẩy bánh răng…Với công dụng trên, các chi tiết dạng càng cần đảm bảo các yêu cầu đối với mặt đầu, đảm bảo độ song song giữa các lỗ cơ bản

Nhiệm vụ của người thiết kế công nghệ chế tạo chi tiết dạng càng là phải hiểu rõ những đặc tính kỹ thuật của chúng, từ đó thiết kế một quá trình gia công hợp lý ,vừa đảm bảo những yêu cầu kỹ thuật,vừa mang lại hiệu quả kinh tế

Sinh viên cơ khí có thể sẽ trở thành người thiết kế công nghệ, vì vậy cần phải biết cáchthiết kế công nghệ Đáp ứng điều này, chúng em bắt tay vào thiết kế một chi tiết dạng càng,

và quyển thuyết minh này chính là những nội dung,những kết quá của quá trình trực tiếp thiết kế

Vì lần đầu thiết kế nên chúng em gặp không ít khó khăn, và có lẽ sẽ khó tránh khỏi những sai sót, kính mong quí thầy cô đóng góp ý kiến

Chúng em chân thành cảm ơn thầy Sơn đã giúp đỡ chúng em rất nhiều trong quá trình thực hiện đồ án

Sinh viên thực hiện:

Trương Nguyễn Minh Đoàn

Diệp Bảo Duy

CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG

I Phân tích chức năng làm việc của chi tiết:

Chi tiết có dạng càng, được dung trong hệ thống dệt may.Chi tiết chuyển động nhờ lắp một trục vào lỗ 5(Φ30), chuyển động được truyền qua nhờ then.Chuyển động này điều khiển các chi tiết lắp trên lỗ 2(Φ16) và rãnh 7

II Phân tích các yêu cầu kỹ thuật:

-Vật liệu chi tiết là gang xám GX15-32

-Lỗ 5(Ф30) là chuẩn thiết kế,cũng là lỗ làm việc chính, vì vậy ta chọn lỗ 5 làm chuẩn gia công chi tiết để đảm bảo độ song song giữa các lỗ

-Các yêu cầu kỹ thuật cụ thể trong bảng sau:

Bảng phân tích chi tiết:

Kíchthướcdanhnghĩa

Dungsai

Cấpchínhxác

Lỗ 2 Ra=2.5 Ф16 +0.0270 8 -Độ song song: 0.1/100.-Khoảng cách đường

tâm:70.7±0.23(CCX13)

-Doa tinh-Chuốt tinh

1 , 11 Rz=25 16 ±0.055 11 -Khoảng cách đến mặt5: 30±0.026(CCX9) Phay tinh

4 , 10 Rz=25 60 ±0.095 11 Độ vuông góc:0.1/100 -Tiện tinh.-Phay tinh

Rz=80 Ф22 ±0.42 15

CHƯƠNG 2: XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT VÀ CHỌN

PHÔI.

I.Xác định dạng sản xuất

Sản lượng hàng năm của chi tiết gia công

 N : Số chi tiết được sản xuất trong một năm (Chiếc/năm)

 = 5000 : Số sản phẩm được sản xuất trong một năm

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

 = 5 % : Số chi tiết được chế tạo thêm để dự trữ

- Hình dạng phôi đúc có thể phức tạp,kích thước bất kỳ,sản lượng không hạn chế

Vì những lý do nêu trên ta nhận thấy Phôi đúc là thích hợp nhất trong trường hợp này

Bảng cơ tính của Gang xám GX 15-32 :

Số hiệu

gang Giới hạnbền kéo

(N/mm2)

Độ giãndài (%)

Giới hạnbền uốn(N/mm2)

Độ võng uốn theokhoảng cách trục hạn bềnGiới

nén(N/mm2

)

ĐộcứngHB

Dạnggraphít

GX

2 Chọn phương pháp chế tạo phôi

- Ứng với dạng sản xuất loạt vừa ta dùng phương pháp đúc trong khuôn cát , mẫu kim loại , làm khuôn bằng máy (Đúc chính xác cấp II) Loại phôi này có cấp chính xác kích thước IT15-IT16 , độ nhám Rz = 80 ( Theo TL [1] )

- Dựa vào [3], bảng 3-95 với kích thước lớn nhất của vật đúc 120 Ta tra được lượng dư cho các bề mặt như sau :

- Dung sai của chi tiết đúc lấy bằng (Theo [1] )

CHƯƠNG 3: LẬP QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

-Lỗ 5(Ф30) là chuẩn gia công nên phải được gia công trước

-Tiếp theo có thể là các mặt đầu hoặc lỗ 2(Ф16) để thuận lợi cho việc định vị gia công các bề mặt còn lại

2 Tiện tinh mặt đầuTiện thô mặt đầu 4 5,10

3 Phay thô mặt đầu 1 và 11; 7 và 8 4,5

4 Phay tinh mặt đầu 1 và 11; 7 và 8 4,5

5 Khoan thôKhoét thô 2 5,4 và mặt trụ Ф22

Doa tinh

b Quy trình công nghê II:

Nguyên công Nội dung Bề mặt gia công Bề mặt định vị

II.Chọn qui trình công nghệ:

1.Phân tích quy trình công nghệ:

a.Quy trình công nghệ I:

 Ưu điểm:

 Chuẩn gia công trùng chuẩn thiết kế

 Năng suất cao hơn

 Đảm bảo tốt vị trí tương quan giữa các lỗ làm việc

 Nhược điểm:

 Yêu cầu độ cứng vững cao khi phay các măt 1 và 11, 7 và 8

 Dùng nhiều chủng loại máy hơn

b.Quy trình công nghệ II:

 Ưu điểm:

 Hạn chế chủng loại máy sử dụng

 Nhược điểm:

Không đảm bảo độ song song giữa 2 mặt đầu 4 và 10

Năng suất gia công thấp hơn

2.Kết luận:

Từ việc so sánh trên, ta nhận thấy quy trình I đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật tốt hơn quy trình II, lại có năng suất cao hơn nên ta chọn quy trình I

CHƯƠNG 4:THIẾT KẾ NGUYÊN CÔNG.

1.Nguyên công 1

a.Trình tự nguyên công :

 Tiện thô mặt đầu 10

 Tiện tinh mặt đầu 10

 Tiện thô mặt lỗ 5

 Tiện tinh mặt lỗ 5

b.Sơ đồ gá đặt:

c.Định vị và kẹp chặt :

o Chi tiết được định vị và kẹp chặt trên mâm căp 3 chấu có bạc chặn mặt đầu

o Mâm cặp 3 chấu khống chế 4 bậc tự do : xoay quanh ox , xoay quanh oz , tịnh tiến theo phương ox , tịnh tiến theo phương oz

o Bạc chặn mặt đầu khống chế bậc tự do tịnh tiến theo phương oy

Kích thước dao (Theo bảng 4.4 TL [3] )

o Định vị chi tiết dùng trục gá đàn hồi hai phía trên máy tiện khống chế 5 bậc tự

do : xoay quanh ox , oz , tịnh tiến theo phương ox , oy , ox

o Kẹp chặt bằng trục gá đàn hồi hai phía

d.Máy công nghệ :

o Máy tiện 1K62

o Công suất của động cơ truyền động chính : 7.5KW

o Số cấp tốc độ trục chính : 23

 Mặt phẳng khống chế 3 bậc tự do : xoay quanh ox,oy , tịnh tiến oz.

 Chốt trụ ngắn khống chế 2 bậc tự do : tịnh tiến theo phương ox và oy

 Chốt chống xoay khống chế bậc tự do xoay quanh oz

 Kẹp chặt bằng trục gá đàn hồi hai phía

d.Máy công nghệ

Máy phay :FW315 1250/v

o Công suất động cơ chính : 7,5 KW

o Công suất động cơ chạy dao 1,6 KW

o Số cấp tốc độ trục chính : 18

o Phạm vi tốc độ trục chính : 28 - 1400

e.Dụng cụ cắt :

Hai dao phay đĩa 3 mặt răng thép gió

Thông số dao (Theo bảng 4-84 TL [3] )

 Mặt phẳng khống chế 3 bậc tự do : xoay quanh ox,oy , tịnh tiến oz

 Chốt trụ ngắn khống chế 2 bậc tự do : tịnh tiến theo phương ox và oy

 Chốt chống xoay khống chế bậc tự do xoay quanh oz

 Kẹp chặt bằng trục gá đàn hồi hai phía

d.Máy công nghệ

Máy phay FW315 1250/v

o Công suất động cơ chính : 7,5 KW

o Công suất động cơ chạy dao 1,6 KW

o Số cấp tốc độ trục chính : 18

o Phạm vi tốc độ trục chính : 28 - 1400

e.Dụng cụ cắt :

Hai dao phay đĩa 3 mặt răng gắn mảnh thép gió

Thông số dao (Theo bảng 4-84 TL [3] )

D B d(H7) Số răng

f.Dụng cụ kiểm tra : thước cặp độ chính xác 0.001mm

g.Dung dịch trơn nguội : Emunxi

 Mặt phẳng tựa khống chế bậc tự do tịnh tiến theo phương oz

 Trục gá đàn hồi hai phía khống chế 4 bậc tự do : tịnh tiến theo phương ox và

oy, xoay quanh ox và oy

 Khối V di động khống chế bậc tự do xoay quanh oz

 Kẹp chặt bằng trục gá đàn hồi

d.Máy công nghệ

Máy phay đứng của Nga: 6H12П, theo [5], bảng 9-38:

o Công suất động cơ chính : 7 KW

o Số cấp tốc độ trục chính : 18

o Tốc độ quay trục chính,vg/ph : 31.5 - 1600

e.Dụng cụ cắt :

Khoan : mũi khoan ruột gà đuôi trụ ngắn bằng thép gió, 15,8 , L = 100

Khoét : mũi khoét liền khối chuôi lắp bằng thép gió, , L = 50

Doa : mũi doa liền khối chuôi trụ bằng thép gió: , L = 49 170

f.Dụng cụ kiểm tra : Calíp trụ , Đồng hồ so 0,01mm

g.Dung dịch trơn nguội :

- Khoan và khoét : emunxi

o Mặt tựa khống chế bậc tự do tịnh tiến theo phương oz

o Chốt trám hạn chế bậc tự do xoay quanh oz

o Kẹp chặt bằng trục gá đàn hồi

d.Máy công nghệ :

Máy phay đứng của Nga: 6H12П, theo [5], bảng 3-98:

o Công suất động cơ chính : 7 KW

o Số cấp tốc độ trục chính : 18

e.Dụng cụ cắt

Khoan : mũi khoan ruột gà đuôi trụ ngắn,bằng thép gió,

Phay : dao phay ngón đuôi trụ bằng thép gió,5 răng,

f.Dụng cụ kiểm tra : không

g.Dung dịch trơn nguội : Emunxi

 Mặt phẳng tựa khống chế bậc tự do tịnh tiến theo phương oz

 Trục gá đàn hồi hai phía khống chế 4 bậc tự do : tịnh tiến theo phương ox và

oy, xoay quanh ox và oy

 Chốt trám khống chế bậc tự do xoay quanh oz

 Kẹp chặt bằng trục gá đàn hồi

d.Máy công nghệ

Máy phay đứng của Nga : 6H12П

o Công suất động cơ: 7 KW

 Chốt trụ ngắn : hạn chế 2 bậc tư do tịnh tiến theo phương ox và oy.

 Chốt trám khống chế bậc tự do xoay quanh oz

 Kẹp chặt bằng thanh kẹp định hình di động

d.Máy công nghệ: Máy xọc 7A 412, theo [5],bảng 9-37:

 Công suất động cơ: 1.5(kW)

CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN LƯỢNG DƯ GIA CÔNG.

I

. Xác định lượng dư bằng phương pháp phân tích cho lỗ 5:

 Qui trình công nghệ

 Bước 1 : Tiện thô

 Bước 2 : Tiện tinh

 Định vị : mâm cặp 3 chấu tự định tâm kết hợp với bạc chặn

 Bảng kết quả tính toán lượng dư

Lượng

dư tínhtoán 2Zbmin

Kíchthướctínhtoán

Dungsai Kích thước

giới hạn(mm)

Trị số giớihạn củalượng dư

2.Tiện

thô 50 0 72 250 3463,28 29,788 0,520 29,268 29,788 3463 37833.Tiện

- Tiện thô và tiện tinh : tra bảng 13 để xác định Rza (với gang Ta = 0) [2]

 Sai lệch về không gian do bước công nghệ sát trước để lại

- theo bảng 14 tài liệu [1] ta có :phôi :

- sai lệch do cong vênh : độ cong giới hạn của phôi trên 1 mm chiều dài

B : chiều dài phôi theo bảng 15 [1] với d = 40 ta được

Do đó : = 2.60 =120

- Sai lệch khoảng cách trục lỗ trong và bề mặt trụ ngoài :

( Theo phụ lục 11a [1] )Vậy

- Tiện thô :

Theo bảng 2.12 ( [1] ) : kin = 0,06

 Số gá đặt

- Bỏ qua sai số đồ gá (nhỏ),ta có :

- Tiện thô : theo bảng 19 tài liệu [1]

- sai số kẹp chặt dựa vào bảng 21 [2] với d

- Tiện tinh :

 Lượng dư nhỏ nhất Z bmin :

Công thức tính toán lượng dư

Với :

- Rza : chiều cao nhấp nhô tế vi do bước công nghệ sát trước để lại

- Ta : chiều sâu lớp hư hỏng bề mặt do bước công nghệ sát trước để lại

- : sai lệch về vị trí không gian do bước công nghệ sát trước để lại : sai số gá đặt ở bước công nghệ đang thực hiện

 Tiện thô : Tiện tinh :

 Kích thước tính toán

- Ghi kích thước của chi tiết ( kích thước nhỏ nhất ) vào hàng cuối cùng còn các kích thước khác thì lấy kích thước ở nguyên công trước cộng với lượng dưtính toán nhỏ nhất Như vậy ta có :

- Tiện tinh : dt = 30,033 mmTiện thô : dt = 30,033 – 245,38.10-3 = 29,788 (mm)Phôi : dt = 29,788 – 3463,28.10-3 = 26,325 (mm)

 Dung sai

- Phôi tra theo cấp chính xác 15

- Tiện thô đạt cấp chính xác 14 (Bảng 3-69 [3] )

- Tiện tinh đạt yêu cầu bản vẽ đề ra

- Các dung sai bên trên được tra từ bảng 3-91 [3]

 Trị số giới hạn của lượng dư

Zbmax : hiệu các kích thước giới hạn lớn nhất

Ta có :Tiện tinh :2Zbmax = 30 – 29,268 = 0,42 (mm)2Zbmin = 30,033 – 29,788 = 0,245 (mm)Tiện thô :

2Zbmax = 29,268 – 25,485 = 3,783 (mm)2Zbmin = 29,788 – 26,325 = 3,463 (mm)

 Xác định lượng dư tổng cộng : lượng dư tổng cộng lớn nhất là tổng các lượng

dư trung gian (lượng dư nguyên công) lớn nhất,còn lượng dư tổng cộng nhỏ nhất là tổng các lượng dư trung gian (lượng dư nguyên công) nhỏ nhất

Kiểm tra phép tính : phép tính đúng khi ta có biểu thức sau:

Thật vậy : 4205 – 3708 = 840 – 33( )

II.Xác định lượng dư bằng phương pháp tra bảng:

Bảng kết quả tra lượng dư:

Kích thước

yêu cầu Các bước côngnghệ ccx

Dungsai(mm)

Lượngdư(mm)

Kíchthướctrunggian

Nguồn tàiliệu

[3], bảng3-125

Tiện thô mặt đầu 10 Js14 2,3Tiện tinh mặt đầu10 Js11 0,7

Phay thô (1 và 11),

Phay tinh (1 và 11),(7 và 8) Js11 0,055 1 +1(gia công rãnh

CHƯƠNG 6: XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ CẮT

I Xác định chế độ cắt bằng phương pháp phân tích cho nguyên công 1:

Các số liệu cho trước:

 Dao tiện mặt đầu: Dao tiện ngoài thân cong:

-Vật liệu gia công: gang xám GX 15-32, HB200

1.Tiện thô và tiện tinh mặt đầu 10:

a.Chiều sâu cắt:

Bước gia công Chiều sâu cắt t(mm) Ghi chú

Tiện tinh mặt10 0.7 Lấy theo độ nhám yêu cầu

b Lương chạy dao:

Theo bảng 5-11 và bảng 5-114, tài liệu [2], ta có:

Bước gia công Lượng chạy dao(mm/vòng) Nguồn tài liệu

c.Tốc độ cắt:

-Trong đó:

Chu kỳ bền của dao: T=60(phút)

Hệ số Cv và các số mũ x,y,m của tiện tra theo[2], bảng 5-17, ta có:

Hệ số Kv:

Với:

Hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công:

(theo [2],bảng 5-1,5-2

Hệ số phụ thuộc vào tình trang bề mặt gia công: Bề mặt có vỏ cứng:

Bước gia công Nguồn tài liệu Ghi chúTiện thô mặt 10 0.8 [2],Bảng 5-5 Có vỏ cứngTiện tinh mặt 10 1 [2],Bảng 5-5 Không vỏ cứng

Hệ số phụ thuộc vào vật liệu dao: cả hai bước đều có vật liệu dao bằng hợp kim cứng BK8 nên theo [2],bảng 5-6:

-Ta có hệ số KV cho tiên thô và tiện tinh:

Bước gia côngTiện thô mặt10 0.94 0.8 0.83 0.624Tiện tinh mặt 10 0.94 1 0.83 0.78-Thay vào công thức, ta có vận tốc cắt:

Bước gia công (m/ph)Tiện thô mặt 10 84.62Tiện tinh mặt 10 128.57

-Số vòng quay tương ứng tính theo công thức: , với Dtr=25(mm) là đường kính trong của mặt đầu Kết quả:

Bước gia công (v/ph)Tiện thô mặt 10 1077.42Tiện tinh mặt 10 1637-Theo lý lịch máy tiện 1K62, chọn số vòng quay n như sau:

Bước gia công (v/ph)Tiện thô mặt 10 1001Tiện tinh mặt 10 1588

-Để khỏi chỉnh lại tốc độ máy khi chuyển từ tiện thô sang tiện tinh( giảm thời gian

phụ), ta lấy tốc độ và lượng chạy dao cắt tinh dùng cho cả hai bước:

Lượng chạy dao phải thoả độ nhám nên chọn:

Vận tốc cắt thực cho hai bước:

d.Lực cắt: Ta chỉ cần tính toán lực cắt, kiểm tra công suất cho tiện thô vì bước này có lực cắt lớn hơn:

Vậy:

e Kiểm tra công suất cắt:

Công suất cắt yêu cầu:

Công suất có ích của máy:

Vậy: , máy đảm bảo công suất cắt

f Tóm tắt chế độ cắt và tính thời gian gia công cơ bản:

-Chế độ cắt:

Bước gia công (mm) S(mm/v) V(m/ph) N(v/ph)Tiện thô mặt 10 2.3 0.38 124.72 1588Tiện tinh mặt 10 0.7

-Thời gian gia công cơ bản:

Bước Thời gian cơ bản (phút)Tiện thô mặt đầu 10

Tiện tinh mặt đầu 10

1.Tiện thô và tiện tinh mặt lỗ 5(Ф30 ):

a.Chiều sâu cắt:

Bước gia công Chiều sâu cắt t(mm) Ghi chú

Tiện tinh mặt 5 0.7 Lấy theo độ nhám yêu cầu

b Lương chạy dao:

Bước gia công Lượng chạy dao(mm/vòng) Nguồn tài liệu

c.Tốc độ cắt:

-Trong đó:

Chu kỳ bền của dao: T=60(phút)

Hệ số Cv và các số mũ x,y,m tra theo[2], bảng 5-17, ta có:

Hệ số Kv:

Với:

Hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công:

(theo [2],bảng 5-1,5-2

Hệ số phụ thuộc vào tình trang bề mặt gia công: Bề mặt có vỏ cứng:

Bước gia công Nguồn tài liệu Ghi chúTiện thô mặt 5 0.8 [2],Bảng 5-5 Có vỏ cứngTiện tinh mặt 5 1 [2],Bảng 5-5 Không vỏ cứng

Hệ số phụ thuộc vào vật liệu dao: cả hai bước đều có vật liệu dao bằng hợp kim cứng BK8 nên theo [2],bảng 5-6:

Bước gia côngTiện thô mặt 5 0.94 0.8 0.83 0.624Tiện tinh mặt 5 0.94 1 0.83 0.78-Thay vào công thức, ta có vận tốc cắt:

Bước gia công (m/ph)Tiện thô mặt 5 93.59Tiện tinh mặt 5 146.18

-Số vòng quay tương ứng tính theo công thức: , với D=30 (mm) là đường kính lỗ Kết quả:

Bước gia công (v/ph)Tiện thô mặt 5 993.02Tiện tinh mặt 5 1551.12-Theo lý lịch máy tiện 1K62, chọn số vòng quay n như sau:

Bước gia công (v/ph) Ghi chúTiện thô mặt 5 1001 Lớn hơn không quá 10%

Tiện tinh mặt 5 1588

-Để khỏi chỉnh lại tốc độ máy khi chuyển từ tiện thô sang tiện tinh( giảm thời gian

phụ), ta lấy tốc độ và lượng chạy dao cắt tinh dùng cho cả hai bước:

Lượng chạy dao phải thoả độ nhám nên chọn

Vận tốc cắt thực cho hai bước:

d.Lực cắt: Ta chỉ cần tính toán lực cắt, kiểm tra công suất cho tiện thô vì bước này có lực cắt lớn hơn:

Các hệ số phụ thuộc vào các thông số dao: theo [2],bảng 5-22

Vậy:

e Kiểm tra công suất cắt:

Công suất cắt yêu cầu:

Công suất có ích của máy:

Vậy: , máy đảm bảo công suất cắt

f Tóm tắt chế độ cắt và tính thời gian gia công cơ bản:

-Chế độ cắt:

Bước gia công (mm) S(mm/v) V(m/ph) N(v/ph)Tiện thô mặt 5 1.8 0.2 149.67 1588Tiện tinh mặt 5 0.7

-Thời gian gia công cơ bản:

Tiện thô lỗ 5Tiện tinh lỗ 5