Đồ án càng gạt đối xứng 2 lỗ

Lời nói đầu. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Mục lục. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Chương 1: Phân tích chức năng làm việc của chi tiết. . . . . . . . . . . . . . . . Chương 2: Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết.. . . . . . . . Chương 3: Xác định dạng sản xuất. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Chương 4: Chọn phương pháp chế tạo phôi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Chương 5: Lập thứ tự các nguyên công.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Chương 6: Tính lượng dư cho một bề mặt và tra lượng dư cho các bề mặt còn lại. Chương 7: Tính chế độ cắt cho một nguyên công.. . . . . . . . . . . . . . . . . . Chương 8: Tính thời gian gia công cơ bản cho tất cả các nguyên công. . Chương 9: Tính và thiết kế đồ gá. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Tài liệu tham khảo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Lời nói đầu

Hiện nay , các ngành kinh tế nói chung và ngành cơ khí nói riêng đòi hỏi kỹ s cơ khí và cán bộ kỹ thuật cơ khí đợc đào tạo ra phải có kiến thức sâu rộng , đồng thời phải biết vận dụng những kiến thức đó để giải quyết những vấn đề cụ thể thờng gặp trong sản xuất , sửa chữa và sử dụng.

Mục tiêu của môn học là tạo điều kiện cho ngời học nắm vững và vận dụng có hiệu quả các phơng pháp thiết kế , xây dựng và quản lý các quá trình chế tạo sản phẩm cơ khí về

kỹ thuật sản xuất và tổ chức sản xuất nhằm đạt đợc các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật theo yêu cầu trong điều kiện và qui mô sản xuất cụ thể Môn học còn truyền đạt những yêu cầu về chỉ tiêu công nghệ trong quá trình thiết kế các kết cấu cơ khí để góp phần nâng cao hiệu quả chế tạo chúng.

Đồ án môn học công nghệ chế tạo máy nằm trong chơng trình đào tạo của ngành chế tạo máy thuộc khoa cơ khí có vai trò hết sức quan trọng nhằm tạo cho sinh viên hiểu một cách sâu sắc về những vấn đề mà ngờ kỹ s gặp phải khi thiết kế một qui trình sản xuất chi tiết cơ khí.

Đợc sự giúp đỡ tận tình của các thầy giáo ,đặc biệt là thầy Dơng Văn Đức đã giúp em

Mục lục

Lời nói đầu

Mục lục

Chơng 1: Phân tích chức năng làm việc của chi tiết

Chơng 2: Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết

Chơng 3: Xác định dạng sản xuất

Chơng 4: Chọn phơng pháp chế tạo phôi

Chơng 5: Lập thứ tự các nguyên công

Chơng 6: Tính lợng d cho một bề mặt và tra lợng d cho các bề mặt còn lại Chơng 7: Tính chế độ cắt cho một nguyên công

Chơng 8: Tính thời gian gia công cơ bản cho tất cả các nguyên công

Chơng 9: Tính và thiết kế đồ gá

Tài liệu tham khảo

1 2 3 3 4 5 6 8

10 22 26 30

Chơng 1: Phân tích chức năng làm việc của chi tiết.

1.Chức năng làm việc.

Là bộ phận nối giữa trục điều khiển và các bánh răng di trợt nhằm điều chỉnh sự

ăn khớp của các cặp bánh răng (khi cần thay đổi tỷ số truyền trong hộp tốc

độ)

Sơ đồ làm việc:

2.Điều kiện làm việc:

Điều kiện làm việc không khắc nghiệt, chi tiết chỉ chịu mô men xoắn nhỏ khi làmviệc (gạt cho các bánh răng ăn khớp với nhau) và chi tiết thờng xuyên không chịutải, không mài mòn, có va đập khi làm việc, nhiệt độ làm việc không cao

Chơng 2: Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của

chi tiết.

Phân tích kết cấu theo quan điểm công nghệ trong kết cấu của chi tiết Phần tửkết cấu cũng nh những yêu cầu kỹ thuật cha hợp lý với chức năng làm việc của đốitợng gia công

1 Về yêu cầu kỹ thuật:

Với những yêu cầu kỹ thuật trên bản vẽ chi tiết là cha phù hợp để đảm bảo chức

nhẵn Ra=2,5 là không hợp lý vì bề mặt này không làm việc không cọ sát nên có thể

2.Về các phần tử kết cấu:

a Đơn giản hoá kết cấu:

Ngoài những phần do đảm bảo chức năng làm việc không thể thay đổi đợc nh mặttrụ, mặt làm việc , ta xét các bề mặt còn lại

Do khi làm việc chi tiết có chịu va đập mà vật liệu làm bằng gang dễ vỡ đồngthời phần chuyển tiếp giữa phần trụ ở đầu và thân có kích thớc thay đổi đột ngột nêntập trung ứng suất , do đó tại vị trí này chi tiết dễ bị gãy Để tránh việc chi tiết bịphá huỷ cần có gân trợ lực, việc bỏ gân trợ lực để đơn giản kết cấu là không thể đợc

cặp bánh răng cố định

cặp bánh răng di trượt càng gạt

• Bố trí chi tiết đối xứng:

Do hình dạng của chi tiết nên ta ghép hai chi tiết lại thành một chi tiết có hìnhdạng đối xứng làm tăng độ cứng vững cho chi tiết khi gia công, đồng thời làm giảm

số lợng các nguyên công (do chỉ gia công một chi tiết sau đó có nguyên công cắt

đứt sau cùng)

Việc bố trí chi tiết đối xứng là không có lợi vì nh thế sẽ làm tăng nguyên cônghoặc bớc, phải gia công các mặt đầu qua 2 nguyên công hoặc bớc và khi đó định vịtrên chuẩn tinh thống nhất chi tiết có độ cứng vững không cao

Việc thay thế kết cấu bằng hàn , lắp ghép đều không đem lại hiệu quả kinh tế

và kỹ thuật

b Khả năng áp dụng các phơng pháp gia công tiên tiến

Các phơng pháp gia công bằng công nghệ tiên tiến đều không phù hợp với

điều kiện kỹ thuật và điều kiện sản xuất

chất lợng bề mặt không đòi hỏi cao

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

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

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

100

1 5 1 (

1

Trọng lợng của cả 10600 chi tiết là: Q = 10600.0,8796 = 9323,76(kg)

Tra bảng 2 trang 13[5], ta đợc dạng sản xuất là hàng loạt lớn

Chơng 4: Chọn phơng pháp chế tạo phôi.

I.Xác định phơng pháp chế tạo phôi:

Đối với chi tiết đã có , có thể áp dụng các phơng pháp chế tạo phôi sau đây:

1.Phôi dập:

Phôi dập thờng dùng cho các loại chi tiết sau đây: trục răng côn, trục răng thẳng,các loại bánh răng khác , các chi tiết dạng càng , trục chữ thập, trục khuỷu .có các

đặc điểm:

Sử dụng một bộ khuôn có kích thớc lòng khuôn gần giống vật gia công

Độ chính xác của vật dập cao , đặc biệt là các kích thớc theo chiều cao và sai lệch

Trạng thái ứng suất vật gia công nói chung là nén khối, do đó kim loại có tính dẻotốt hơn , biến dạng triệt để hơn , cơ tính sản phẩm cao hơn và có thể gia công vậtphức tạp

Dễ cơ khí hoá nên năng suất cao

Hệ số sử dụng vật liệu cao

Thiết bị sử dụng có công suất lớn , chuyển động chính xác , chế tạo khuôn đắttiền

Do những đặc điểm trên nên dập thể tích chỉ dùng trong sản xuất hàng loạt vàhàng khối

2.Rèn tự do

Ưu điểm của rèn tự do:

Thiết bị rèn đơn giản , vốn đầu t ít

Có khả năng loại trừ các khuyết tật đúc nh rỗ khí, rỗ co Biến tổ chức hạt thành tổchức thớ , tạo đợc các tổ chức thớ uốn xoắn , do đó làm tăng cơ tính sản phẩm Lợng hao phí kim loại khi rèn ít hơn khi gia công cắt gọt

Các nhợc điểm của rèn tự do:

Độ chính xác kích thớc , độ bóng bề mặt kém

Chất lợng vật rèn không đồng đều trong từng phần của chi tiết và giữa các loạt giacông chất lợng gia công còn phụ thuộc vào trình độ công nhân và trình độ tổ chứcnơi làm việc

Năng suất lao động thấp , lợng d , dung sai và thời gian gia công lớn , hiệu quảkinh tế không cao

Sử dụng trong sản xuất đơn chiếc, loạt nhỏ, phục vụ công nghiệp sửa chữa, chế tạomáy

3.Đúc trong khuôn kim loại:

Có thể tạo ra sản phẩm có chất lợng cao, kích thớc chính xác, độ bóng bề mặt cao,

có khả năng cơ khí hoá , tự động hoá cao

Giá thành sản xuất đúc nói chung hạ hơn so với các dạng sản xuất khác

Vật đúc dễ tồn tại các dạng rỗ co , rỗ khí , nứt

Tiêu hao một phần kim loại do hệ thống rót , đậu ngót

Khi đúc trong khuôn kim loại, tính dẫn nhiệt của khuôn cao nên khả năng điền

đầy kém Mặt khác có sự cản cơ của khuôn kim loại lớn nên dễ gây ra nứt

Tóm lại: Từ chức năng , điều kiện làm việc và sản lợng của chi tiết ta chọn phơng

pháp chế tạo phôi đúc trong khuôn kim loại là phù hợp nhất

II.Bản vẽ chi tiết lồng phôi:

Xác định lợng d gia công cơ phụ thuộc hợp kim đúc , kích thớc lớn nhất của vật

đúc, tính chất sản xuất, mức độ phức tạp của chi tiết, phơng pháp làm khuôn(bằngtay hay bằng máy ) , vị trí bề mặt trong khuôn và cấp chính xác của vật đúc

Với những vật đúc trong khuôn kim loại ta có cấp chính xác 2

Mặt có gia công cơ độ xiên phải lấy chùm lên độ d gia công cơ

Mặt không gia công cơ độ xiên lấy nh sau:

-Gia công nhiệt trớc khi gia công cơ: theo bảng 3.10 trang 181 ta dùng phơng pháp

ủ để khử ứng suất d còn tồn tại, tạo điều kiện cho gia công cơ, với chế độ nh sau:

-Dung sai kích thớc và độ nhám bề mặt của chi tiết đúc theo bảng3-13 trang 185

- Đảm bảo yêu cầu về tính chất kim loại

+ Những bề mặt gia công cần bố trí nằm dới hay bên cạnh

+ Đảm bảo độ chắc của kim loại trong vật đúc

- Đảm bảo về độ chính xác hình dạng của vật đúc

+ Nên đặt toàn bộ vật đúc hay phần lớn vật đúc nằm ở hòm khuôn dới.

+ Các mặt cần gia công và mặt chuẩn nên bố trí trong cùng một hòm khuôn + Mặt ráp khuôn không đợc cắt ngang mặt chuẩn

- Đảm bảo lấy mẫu dễ, đồng thời dễ dàng trong việc làm khuôn

Trên nguyên tắc đó ta lựa chọn mặt phân khuôn nh trên bản vẽ lồng phôi

2.Hệ thống rót:

Các nguyên tắc khi lựa chọn vị trí của hệ thống rót:

- Dòng kim loại chảy vào khuôn phải êm, không va đập vào thành khuôn, lõi, không sinh bắn toé

- Đờng đi của dòng kim loại nên ngắn nhất, mau chóng điền đầy khuôn

- Điều hoà đợc hiện tợng lý nhiệt trong khuôn, với vật đúc gang xám nên dẫn kim loại vào chỗ mỏng nhằm làm đều tốc độ nguội giữa các phần dày mỏng tránh đợc ứng suất d gây ra nứt, nên dẫn kim loại vào nhiều chỗ

Với các nguyên tắc trên ta lựa chọn cách dẫn kim loại: sử dụng cốc rót tiêu chuẩn, phân luồng kênh dẫn kim loại lỏng vào lòng khuôn Dẫn kim loại vào hai bên thành mỏng của càng (tại thân càng), điều này sẽ làm đều tốc độ nguội của cả lòng khuôn, và sẽ điền đầy lòng khuôn một cách nhanh chóng, dàn đều kim loại ra hai bên và nhất là không gây ra va chạm vào lõi của khuôn, dòng chảy

đều êm, không gây ra rung động mạnh

Chơng 5: Lập thứ tự các nguyên công.

1.Xác định đờng lối công nghệ:

Với dạng sản xuất loạt lớn và để phù hợp điều kiện sản xuất ở nớc ta là các máychủ yếu là máy vạn năng nên ta chọn phơng án gia công tập trung nguyên công vàgia công tuần tự các bề mặt

Dung sai +0,018 ứng với cấp chính xác 7, độ bóng cấp 6

Có thể áp dụng phơng pháp gia công cuối cùng là:

- Doa

- Tiện

Dung sai +0,125 ứng với cấp chính xác 11, độ bóng cấp 4

Có thể áp dụng phơng pháp gia công cuối cùng là:

- Phay

- Bào

- Chuốt

C¸c nguyªn c«ng:

Nguyªn c«ng 1: Phay mÆt ®Çu thø nhÊt

Nguyªn c«ng 2: Phay mÆt ®Çu thø hai

Chi tiết đợc định vị ba bậc qua mặt đáy bằng phiến tỳ, hai bậc đợc định vị bằngkhối V cố định, một bậc còn lại đợc định vị bằng khối V di động.

b Kẹp chặt:

Dùng ngay khối V điều chỉnh để kẹp, lực kẹp hớng từ phải sang trái

c Chọn máy:

Máy phay đứng vạn năng 6H12

Lợng d gia công thô sau khi đúc: 3,04mm

Lợng d gia công bán tinh sau thô: 0,3

Lợng d gia công tinh sau bán tinh: 0,16mm

k1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc độ cứng gang, k1=1,0

k2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc mác hợp kim, k2 = 0,8

k3: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái bề mặt gia công , k3 = 0,8

k4: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc chiều rộng phay, k4 = 1,13

k5: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc góc nghiêng chính, k5 = 0,95

2 Nguyên công 2: phay mặt đầu thứ hai.

a Định vị:

Chi tiết đợc định vị 3 bậc qua mặt phẳng đã qua gia công (chuẩn tinh)

Định vị 2 bậc qua 2 mặt trụ thứ nhất

Định vị 1 bậc còn lại qua mặt trụ còn lại

Lợng d gia công thô sau khi đúc: 2,54mm

Lợng d gia công bán tinh sau thô: 0,3

Lợng d gia công tinh sau bán tinh: 0,16mm

k1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc độ cứng gang, k1=1,0

k2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc mác hợp kim, k2 = 0,8

k3: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái bề mặt gia công , k3 = 0,8

k4: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc chiều rộng phay, k4 = 1,13

k5: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc góc nghiêng chính, k5 = 0,95

d Chọn dao:

d=14,25mm ; L =290mm ; l=190mm

Tra bảng 5_94[6] ta đợc lợng chạy dao là S = 0,35mm/vòng

Hệ số điều chỉnh k1 phụ thuộc chu kỳ bền của mũi khoan, k1=1,0

Hệ số điều chỉnh k2 phụ thuộc chiều sâu mũi khoan(bảng 5_87[6]), k2=1,0

Tra bảng 5_107 ta đợc lợng chạy dao S = 0,6mm/vòng

Tra lợng chạy dao trong máy đợc S = 0,5mm/vòng

Tra bảng 5_109[6] đợc tốc độ cắt Vb = 138m/phút

Tốc độ cắt thực tế: Vt = Vb.k1.k2.k3

Trong đó:

k1: hệ số điều chỉnh phụ thuộc chu kỳ bền dao, k1 = 1,0

k2: hệ số điều chỉnh phụ thuộc trạng thái bề mặt phôi, k2 = 1,0

k3: hệ số điều chỉnh phụ thuộc mác hợp kim cứng, k2 = 1,0

Tra bảng 5_115[6] ta đợc lợng chạy dao S = 0,2mm/vòng, tốc độ cắt V =5,0m/phút.

Chọn mũi khoét số 1 (gia công thô) BK8

Mũi khoét gia công tinh bằng thép gió P6M5

D Cv

V m x y

q

.

.

=

Các hệ số Cv và các số mũ tra trong bảng 5-29[6] đợc: Cv=105,0 ; q=0,4 ;x=0,15 ; y= 0,45 ; m=0,4

Hệ số điều chỉnh chung cho tốc độ cắt tính đến điều kiện cắt thực tế:

Kv=Kmv.Kuv.Klv.Knv

Kmv: hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công (bảng 5-1[6]), Kmv=1

Kuv: hệ số phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt (bảng 5-6[6]), Kuv=0,83

Klv: hệ số phụ thuộc vào chiều sâu mũi khoan (bảng 5-31), Klv=1,0

Knv: hệ số điều chỉnh bổ sung khi khoét lỗ đúc hoặc dập sẵn(bảng 5-5), Knv=0,8

⇒ Kv=1,0.0,83.1,0.0,8 = 0,66.

3 , 1 2 , 2 50

58 105

45 , 0 15 , 0 4 , 0

4 , 0

5 , 50 1000

1000

60 8 , 18

4 , 0 1 , 0 4 , 0

2 , 0

5 , 17 1000

1000

.

Chi tiết đợc định vị 3 bậc tự do ở mặt đáy bằng phiến tỳ.

Định vị 2 bậc tự do qua lỗ trụ bằng một chốt trụ ngắn

Định vị 1 bậc tự do qua lỗ trụ còn lại bằng một chốt trụ trám

Chiều sâu lớn nhất: t = 3mm

Tra bảng 5_107[6] ta đợc lợng chạy dao S = 0,9mm/vòng, tra lợng chạy dao máy

ta đợc S = 0,82mm/vòng

Tra bảng 5_109[6] ta đợc tốc độ cắt Vb = 77m/phút

Tốc độ cắt cần thực tế: Vt = Vb.k1.k2.k3

Trong đó:

k1: hệ số điều chỉnh phụ thuộc chu kỳ bền, k1 = 1,0

K2: hệ số điều chỉnh phụ thuộc trạng thái bề mặt phôi, k2 = 0,8

K3: hệ số điều chỉnh phụ thuộc mác hợp kim cứng, k1 = 1,0

-Kiểm tra các kích thớc vuông góc giữa các mặt đầu và các đờng tâm của lỗ.

Yêu cầu của kiểm tra chi tiết là phải đảm bảo các kích thớc với độ dung sai chophép, đồng thời đảm bảo độ song song, vuông góc cho phép Đối với chi tiết cànggạt, mức chính xác của độ vuông góc là quan trọng nên cần kiểm tra phần này kỹhơn

8. Nguyên công 8: cắt đứt.

a Định vị:

Chi tiết đợc định vị 3 bậc qua mặt phẳng đáy bằng phiến tỳ

Lỗ trụ thứ nhất định vị 2 bậc qua chốt trụ ngắn

Lỗ trụ thứ hai định vị 1 bậc qua chốt trám

Đặc tính kỹ thuật của máy:

Dao phay đĩa ba mặt răng thép gió, đờng kính D = 90mm, z = 20

Tuổi bền khi gia công gang(bảng 7[5]): T = 100phút

k1 : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc chiều rộng phay, k1 = 1,12

k2 : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc dạng gia công , k2 = 1,0

k3 : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc trạng thái bề mặt gia công , k3 = 0,8

1 Xác định kích thớc máy 2M57.

- Khoảng cách lớn nhất từ trục chính đến bàn máy: 300mm

- Khoảng chuyển động lên xuống của bàn máy: 200mm

Sơ đồ lực tác dụng lên chi tiết:

Lực tác dụng lên chi tiết bao gồm:

f : hệ số ma sát giữa bề mặt chi tiết và đồ gá(tra bảng 43[5]), f = 0,4

R : Khoảng cách giữa tâm lỗ giữa và lỗ biên, R = 107mm = 0,107m

P

Mx Fms2'

c

c

r : Bán kính trung bình bề mặt tiếp xúc giữa mặt đầu phần trụ giữa và phiến tỳ, r

k3: hệ số tăng lực cắt khi gia công gián đoạn, k3=1

k4: hệ số tính đến sai số của cơ cấu kẹp chặt, khi kẹp bằng tay k4=1,3

k5: hệ số tính đến mức độ thuận lợi của cơ cấu kẹp bằng tay,k5=1

k6: hệ số tính đến mô men làm quay chi tiết, k6=1,5

4 Kiểm tra độ bền cho các chi tiết của đồ gá.

Các chi tiết trên đồ gá trừ đòn kẹp đều chịu ứng suất nén với lực cắt và lực kẹpkhông lớn nên không phải tính cho các chi tiết đó , chỉ tính cho đòn kẹp chịu mômen uốn

ΣM(A) = N2.l2-N1.l1 = 0 (2)

Từ (1) và (2) ta có:

45 100

45 1317 2

1

2

l l

l W

Biểu đồ mô men uốn tác dụng lên chi tiết:

ở đây mặt cắt tại B chịu mô men uốn lớn nhất , đồng

thời ở đây chi tiết có tiết diện nhỏ nhất và thay đổi đột

ngột , ta chỉ kiểm tra bền cho chi tiết ở tiết diện này

X

B A

7 ,

5 Xác định sai số chế tạo cho phép của đồ gá.

Sai số chế tạo cho phép của đồ gá đợc tính bằng công thức:

O3