Thuyết minh đồ án chi tiết máy quy trình chế tạo chi tiết máy

GVHD: PHẠM NGỌC TUẤN SVTH: Nguyễn Sĩ Triều Châu-ĐinhThanh Danh MỤC LỤC Lời nói đầu Chương I: Xác định dạng sản xuất Chương II: Phân tích chi tiết gia công Chương III: Chọn phôi Chương IV: Chọn tiến trình gia công Chương V: Thiết kế nguyên công Chương VI: Xác định lượng dư trung gian và kích thước trung gian Chương VII: Xác định chế độ cắt Chương VIII: Tính toán và thiết kế đồ gá Kết luận Tài liệu tham khảo Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy Trang 2 3 4 5 7 12 15 22 29 34 35 Trang 1 GVHD: PHẠM NGỌC TUẤN SVTH: Nguyễn Sĩ Triều Châu-ĐinhThanh Danh LỜI NÓI ĐẦU Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy là sự tổng hợp kiến thức của nhiều môn học như Công Nghệ Chế Tạo Máy, Vẽ Kỹ Thuật, Chi Tiết Máy, Công Nghệ Vật Liệu Và Xử Lý … Qua đồ án này giúp cho sinh viên hệ thống hóa, củng cố và phát triển các kiến thức đã học về công nghệ chế tạo chi tiết qua việc thiết kế quy trình công nghệ gia công một chi tiết cụ thể với năng suất, chất lượng cho trước và giá thành gia công thấp nhât và đồng thời giúp sinh viên làm quen với những quy trình công nghệ hiện đại trước khi làm luận văn tốt nghiệp Việc thiết lập quy trình công nghệ gia công chi tiết nhằm ứng dụng được những công nghệ gia công mới, loại bỏ những công nghệ lạc hậu không đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, chất lượng kém Ngoài ra việc thiết lập quy trình công nghệ gia công giúp người chế tạo giảm được thời gian gia công và tăng năng suất làm việc để đáp ứng sản phẩm theo yêu cầu sử dụng Một sản phẩm có thể có nhiều phương án công nghệ khác nhau Việc thiết lập quy trình công nghệ gia công còn là sự so sánh có chọn lựa để tìm ra một phương án công nghệ hợp lý nhằm đảm bảo những yêu cầu chất lượng, giá thành, thời gian gia công cho sản phẩm nhằm đáp ứng nhu cầu xã hội Sinh viên thực hiện Nguyễn Sĩ Triều Châu Đinh Thanh Danh Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy Trang 2 GVHD: PHẠM NGỌC TUẤN SVTH: Nguyễn Sĩ Triều Châu-ĐinhThanh Danh Chương I XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT Mục đích của chương này là xác định hình thức tổ chức sản xuất (đơn chiếc, hàng loạt nhỏ, hàng loạt vừa, hàng loạt lớn, hàng khối) để từ đó cải thiện tính công nghệ của chi tiết, chọn phương pháp chế tạo phôi thích hợp, chọn thiết bị hợp lý để gia công chi tiết Để thực hiện điều này trước hết ta cần xác định sản lượng chi tiết cần chế tạo trong một năm của nhà máy theo công thức sau [1, trang 24, công thức 2.1]:       N  N 0 m 1   1    100   100  với: N0 : số sản phẩm trong một năm theo kế hoạch N0 = 20000 m : số lượng chi tiết như nhau trong một sản phẩm m=1  : số phần trăm dự kiến cho chi tiết máy trên dùng làm phụ tùng thay thế   10%  : số phần trăm chi tiết phế phẩm trong quá trình chế tạo   5%   Vậy:      0.1   0.05   chieá c N  20000  1  1   1   20030 naê m 100 100     Khối lượng của chi tiết: m  0.24  kg   Vậy theo bảng thống kê [1, trang 25, bảng 2.1] thì dạng sản xuất của chi tiết là  loạt vừa  Xác định nhịp sản xuất: t = 60F phút N Trong đó: F : tổng thời gian làm việc trong một năm tính bằng giờ F = 300×8 = 2400 giờ N: sản lượng chi tiết hàng năm cần sản xuất N = 20000 t = 60  2400 = 7.2 ( phút ) 20000 Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy Trang 3 GVHD: PHẠM NGỌC TUẤN SVTH: Nguyễn Sĩ Triều Châu-ĐinhThanh Danh Chương II PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG Mục đích của phần này là xem kết cấu và các điều kiện kỹ thuật cho trong bản vẽ chi tiết có phù hợp hay không đối với chức năng phục vụ và khả năng chế tạo 2.1/ Phân tích chi tiết gia công:  Chi tiết tay biên (thanh truyền) là một chi tiết dạng càng, là bộ phận thường gặp trong các hệ thống truyền động cơ khí  Chi tiết dạng càng thường có chức năng biến chuyển động thẳng của chi tiết này thành chuyển động quay của chi tiết khác Ngoài ra chi tiết dạng càng còn dùng để đẩy bánh răng di trượt  Thông thường ta gặp chi tiết tay biên trong động cơ đốt trong Khi đó chi tiết là bộ phận trung gian để biến chuyển động thẳng của Piston thành chuyển động quay của cốt máy 2.2/ Phân tích kỹ thuật:  Vật liệu chế tạo tay biên là: Gang Xám 18 – 36  Độ cứng HB: 190   k 18  kg 2 mm    Giới hạn kéo:   u 36  kg 2 mm    Giới hạn uốn:  Khối lượng của chi tiết: m  0.24  kg   Gang xám là hợp kim Sắt với Cacbon và có chứa một số nguyên tố như (0.54.5)% Si, (0.40.6)% Mn, 0.8% P, 0.12% S và một số nguyên tố khác như: Cr, Ni, Cu, Al …  Gang xám có độ bền nén cao, chịu mài mòn, tính đúc tốt, có góp phần làm giảm rung động nên được sử dụng nhiều trong chế tạo máy  Trong quá trình làm việc tay biên chủ yếu là chịu nén nên chi tiết được làm bằng gang xám là phù hợp Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy Trang 4 GVHD: PHẠM NGỌC TUẤN SVTH: Nguyễn Sĩ Triều Châu-ĐinhThanh Danh Chương III CHỌN PHÔI 3.1/ Chọn dạng phôi: - Có rất nhiều phương pháp để tạo nên phôi Do đó cần phải phân tích (phân tích ưu điểm, khuyết điểm) giữa các kiểu tạo phôi với nhau nhằm tìm ra phương pháp tạo phôi thích hợp 3.1.1/ Phôi rèn dập: - Phôi rèn dập bằng tay hay bằng máy đều cho độ bền cơ tính cao, tạo nên ứng suất dư trong chi tiết nhưng lại tạo cho chi tiết dẻo và tính đàn hồi tốt - Chi tiết đã cho làm bằng gang xám nên việc chế tạo phôi theo phương pháp này là không hợp lý vì gang xám có tính dòn nên khi rèn làm cho chi tiết dễ làm cho chi tiết bị hiện tượng nứt nẻ 3.1.2/ Phôi cán: - Chi tiết làm bằng phôi cán cũng có cơ tính gần giống như phôi rèn dập 3.1.3/ Phôi đúc: - Phôi đúc có cơ tính không cao bằng phôi rèn dập, nhưng việc chế tạo khuôn đúc cho những chi tiết khá phức tạp vẫn dễ dàng, thiết bị lại khá đơn giản Đồng thời chi tiết rất phù hợp với những chi tiết có vật liệu là gang vì có những đặc điểm như sau: + Lượng dư phân bố đều + Tiết kiệm được vật liệu + Giá thành rẻ, được dùng phổ biến + Độ đồng đều của phôi cao, do đó việc điều chỉnh máy khi gia công giảm + Tuy nhiên phôi đúc khó phát hiện khuyết tật bên trong (chỉ phát hiện lúc gia công) nên làm giảm năng suất và hiệu quả * Kết luận: - Từ các phương pháp tạo phôi như trên, ta nhận thấy phôi đúc là phù hợp với chi tiết đã cho nhất vì có nhiều ưu điểm hơn so với các phương pháp khác đặc biệt khi vật liệu chi tiết là gang xám - Vậy ta chọn phương pháp để tạo ra chi tiết (tay biên) là dạng phôi đúc 3.2/ Phương pháp chế tạo phôi: trong đúc phôi có những phương pháp như sau: 3.2.1/ Đúc trong khuôn cát mẫu gỗ: - Chất lượng bề mặt vật đúc không cao, giá thành thấp, trang thiết bị đơn giản, thích hợp cho dạng sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ - Loại phôi này có cấp chính xác: IT 16 IT17 - Độ nhám bề mặt: Rz 160m Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy Trang 5 GVHD: PHẠM NGỌC TUẤN SVTH: Nguyễn Sĩ Triều Châu-ĐinhThanh Danh 3.2.2/ Đúc trong khuôn cát mẫu kim loại: - Nếu công việc thực hiện bằng máy thì có cấp chính xác khá cao, giá thành cao hơn so với đúc trong khuôn mẫu bằng gỗ Loại này phù hợp với dạng sản xuất hàng loạt vừa và lớn - Loại phôi này có cấp chính xác: IT 15 IT 16 - Độ nhám bề mặt: Rz 80m 3.2.3/ Đúc trong khuôn kim loại: - Độ chính xác cao nhưng giá thành thiết bị đầu tư lớn, phôi có hình dáng gần giống với chi tiết Giá thành sản phẩm cao Loại này phù hợp với dạng sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối - Loại phôi này có cấp chính xác: IT 14 IT 15 - Độ nhám bề mặt: Rz 40m 3.2.4/ Đúc ly tâm - Loại này chỉ phù hợp với chi tiết dạng tròn xoay, đặc biệt là hình ống, hình xuyến 3.2.5/ Đúc áp lực - Dùng áp lực để điền đầy kim loại trong lòng khuôn Phương pháp này chỉ thích hợp với chi tiết có độ phức tạp cao, yêu cầu kỹ thuật cao Trang thiết bị đắt tiền nên giá thành sản phẩm cao 3.2.6/ Đúc trong vỏ mỏng - Loại này tạo phôi chính xác cho chi tiết phức tạp được dùng trong sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối Kết luận: - Với những yêu cầu của chi tiết đã cho, tính kinh tế cũng như dạng sản xuất đã chọn ta sẽ chọn phương pháp chế tạo phôi là: “Đúc trong khuôn cát, mẫu kim loại, làm khuôn bằng máy” + Phôi đúc đạt cấp chính xác là: II + Cấp chính xác kích thước: IT 15 IT 16 + Độ nhám bề mặt: Rz 80m 3.3/ Tạo phôi – Thông số về phôi - Chi tiết tay biên được chế tạo bằng gang xám, được đúc trong khuôn cát mẫu kim loại, làm khuôn bằng máy, mặt phân khuôn X-X + Lượng dư phía trên: 4mm + Lượng dư phía dưới và mặt bên: 3mm + Góc nghiêng thoát khuôn: 30 + Bán kính góc lượn: 5mm Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy Trang 6 GVHD: PHẠM NGỌC TUẤN SVTH: Nguyễn Sĩ Triều Châu-ĐinhThanh Danh Chương IV CHỌN TIẾN TRÌNH GIA CÔNG 4.1/ Mục đích Xác định trình tự gia công hợp lý nhằm đảm bảo độ chính xác về kích thước, vị trí tương quan, hình dạng hình học, độ nhám, độ bóng của bề mặt theo yêu cầu của chi tiết cần chế tạo 4.2/ Nội dung: - Chọn phương pháp gia công các bề mặt phôi - Chọn chuẩn công nghệ và sơ đồ gá đặt - Chọn trình tự gia công các bề mặt chi tiết 4.2.1/ Chọn phương pháp gia công các bề mặt phôi - Sử dụng các thiết bị như: Máy phay, khoan, khoét, doa, tiện… 4.2.2/ Chọn chuẩn công nghệ - Khi phân tích chi tiết tay biên ta nhận thấy rằng các bề mặt làm việc là hai lỗ 15 và 10 (tương ứng với hai bề mặt 2 và 6) + Hai lỗ này phải đạt dung sai về kích thước + Độ vuông góc với mặt đầu của lỗ - Qua phân tích các nguyên tắc chọn chuẩn thô và tinh ta chọn chuẩn công nghệ như sau: + Chuẩn thô: Dùng bề mặt 11 và 8 làm chuẩn thô để gia công thô và tinh hai bề mặt 1 và 5 + Chuẩn tinh: Dùng hai bề mặt 1 và 5 làm chuẩn tinh để gia công các bề mặt còn lại 4.2.3/ Chọn tiến trình gia công các bề mặt phôi: - Từ sự phân tích chuẩn trên đây, các nguyên công để gia công chi tiết tay biên bao gồm: + Gia công hai bề mặt đầu + Gia công thô và tinh hai lỗ cơ bản + Kiểm tra Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy Trang 7 GVHD: PHẠM NGỌC TUẤN SVTH: Nguyễn Sĩ Triều Châu-ĐinhThanh Danh 4.2.3.1/ Gia công các bề mặt 1, 11 và 5, 8: - Trạng thái phôi ban đầu: + Cấp chính xác kích thước: IT15, R z 80 m + Phôi có dạng không gian - Chi tiết cần đạt yêu cầu: + Độ nhám bề mặt: Ra  2.5 m - Ta chia làm hai bước: gia công thô và gia công tinh 4.2.3.1.1/ Gia công thô và gia công tinh hai mặt 1 và 11 A/ Gia công thô - Theo [1, trang 143 và 144, phụ lục 11] ta có thể dùng các phương án sau: + Phương án 1: Tiện thô  Cấp chính xác kích thước: IT 1516  Độ nhám bề mặt: Ra = 25100m + Phương án 2: Bào thô  Cấp chính xác kích thước: IT 1214  Độ nhám bề mặt: Ra =12.525m + Phương án 3: Xọc thô  Cấp chính xác kích thước: IT 1415  Độ nhám bề mặt: Ra =2550m + Phương án 4: Phay thô  Cấp chính xác kích thước: IT 1214  Độ nhám bề mặt: Ra = 6.312.5m * Phân tích để so sánh và lựa chọn giữa các phương án: - Phương án 1: + Vì mặt gia công là mặt phẳng, chi tiết lại không có dạng tròn xoay nên khi gá đặt trên máy tiện sẽ gặp nhiều khó khăn, đồ gá phức tạp + Tiện chỉ cho năng suất cao khi chi tiết có hình dạng tròn xoay + Vậy ta không nên chọn phương án này - Phương án 2: + Đối với chi tiết dạng này thì khi gá đặt trên máy xọc không khó khăn lắm nhưng năng suất thu được thì không cao + Xọc chỉ phù hợp với dạng sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ + Vậy ta không nên chọn phương án này - Phương án 3: Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy Trang 8 GVHD: PHẠM NGỌC TUẤN SVTH: Nguyễn Sĩ Triều Châu-ĐinhThanh Danh + Máy bào chỉ đạt được năng suất cao khi chi tiết nhỏ và dài (dạng thanh) vì có hành trình chạy không của dao + Thường thì bào chỉ phù hợp với dạng sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ + Phương pháp bào cũng gia công được nhưng ít dùng vì bề mặt đầu nhỏ, rải rác nên năng suất thấp + Vậy ta không nên chọn phương án này - Phương án 4: + Phay là phương pháp gia công rất phổ biến, gia công rất tốt các mặt phẳng và lại cho năng suất cao + Phay hầu như thích hợp với tất cả các dạng sản xuất từ đơn chiếc đến hàng loạt + Với chi tiết tay biên này thì khi gia công thô không cần độ chính xác cũng như độ bóng bề mặt cao nên phương án phay rất phù hợp + Vậy ta chọn phương án phay gia công mặt đầu B/ Gia công tinh: - Theo [1, trang 143 và 144, phụ lục 11] ta có thể dùng các phương án sau: + Phương án 1: Tiện tinh  Cấp chính xác kích thước: IT 79  Độ nhám bề mặt: Ra = 1.63.2m + Phương án 2: Bào tinh  Cấp chính xác kích thước: IT 1113  Độ nhám bề mặt: Ra = 3.26.3m + Phương án 3: Mài bán tinh  Cấp chính xác kích thước: IT 811  Độ nhám bề mặt: Ra = 3.2m + Phương án 4: Chuốt bán tinh  Cấp chính xác kích thước: IT 89  Độ nhám bề mặt: Ra = 3.26.3m + Phương án 5: Phay bán tinh  Cấp chính xác kích thước: IT 10  Độ nhám bề mặt: Ra = 2.5m * Phân tích để so sánh và lựa chọn giữa các phương án: - Phương án 1: + Vì mặt gia công là mặt phẳng, chi tiết lại không có dạng tròn xoay nên khi gá đặt trên máy tiện sẽ gặp nhiều khó khăn, đồ gá phức tạp + Tiện chỉ cho năng suất cao khi chi tiết có hình dạng tròn xoay Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy Trang 9 GVHD: PHẠM NGỌC TUẤN SVTH: Nguyễn Sĩ Triều Châu-ĐinhThanh Danh + Vậy ta không nên chọn phương án này - Phương án 2: + Máy bào chỉ đạt được năng suất cao khi chi tiết nhỏ và dài (dạng thanh) vì có hành trình chạy không của dao + Thường thì bào chỉ phù hợp với dạng sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ + Vậy ta không nên chọn phương án này - Phương án 3: + Mài chỉ dùng khi lượng dư gia công nhỏ mà yêu cầu về độ bóng bề mặt cũng như cấp chính xác là cao Ngược lại khi lượng dư gia công lớn thì sử dụng mài là không hợp lý vì năng suất sẽ không cao + Vậy ta không nên chọn phương án này - Phương án 4: + Mặt đầu của chi tiết tay biên cũng có thể gia công bằng phương pháp chuốt Khi chuốt mặt đầu thì gia công riêng Gia công xong đầu lớn rồi gia công đầu nhỏ + Chuốt cho năng suất rất cao nhưng trang thiết bị rất phức tạp và đắt tiền + Thường thì chuốt chỉ phù hợp với sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối + Vậy ta không nên chọn phương án này - Phương án 5: + Phay là phương pháp gia công rất phổ biến, gia công rất tốt các mặt phẳng và lại cho năng suất cao + Phay hầu như thích hợp với tất cả các dạng sản xuất từ đơn chiếc đến hàng loạt + Bề mặt cần gia công có dạng mặt phẳng, lượng dư gia công không lớn lắm nên chọn phương án phay là phù hợp + Vậy ta chọn phương án phay gia công mặt đầu * Kết luận: - Vậy ta chọn phương án phay thô và tinh để gia công hai bề mặt 1 và 11 + Độ nhám bề mặt đạt được sau hai bước gia công thô và tinh là: Ra  2.5 m 4.2.3.1.2/ Gia công tinh hai bề mặt 5 và 8: - Tương tự như cách chọn và phân tích các phương án gia công khác nhau dùng cho hai bề mặt 1 và 11 thì ta cũng chọn phương án phay thô và tinh cho hai bề mặt 5 và 8 * Kết luận: - Vậy ta chọn phay thô và tinh để gia công hai bề mặt 5 và 8 + Độ nhám bề mặt đạt được sau hai bước gia công thô và tinh là: Ra  2.5 m 4.2.3.2/ Gia công các bề mặt 2, 3, 6, 7, 9, 12: - Hai lỗ cơ bản của chi tiết tay biên yêu cầu chính xác bản thân cao vì nó được dùng lắp ghép với các chi tiết khác Nó có yêu cầu chính xác về vị trí tương quan độ vuông Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy Trang 10 GVHD: PHẠM NGỌC TUẤN SVTH: Nguyễn Sĩ Triều Châu-ĐinhThanh Danh Vậy: 72 110 0.2  0.7 V  0.15 25.8 m ph 150  300.5  0.050.4  2.50.1 140.1 - Số vòng quay cần thiết cho trục chính: 1000V 1000  25.8 nct   74.6 v ph D 3.14 110 - Theo lý lịch máy đã chọn thì ta chọn: ntt 75 v ph - Vậy vận tốc cắt thực tế là: Vtt  3.14  75 110 25.9 v ph 1000 * Lực cắt PZ: - Theo [4, trang 369, công thức X-40] thì trị số lực vòng khi phay được tính theo công thức: PZ  C P t X P S YP B U P Z kP D q P n P + Theo [4, trang 381, bảng X-46] ta có: CP 30 XP 0.83 YP 0.65 P 0 UP 1 qP 0.83 + Số vòng quay của dao: n 75 v ph + Lượng chạy dao: S S Z Z 0.05 14 0.7 mm voøng + Hệ số hiệu chuẩn chung về lực cắt kP , do đặc điểm của quá trình cắt khi phay chỉ phụ thuộc vào vật liệu gia công biểu thị bằng k m mà trị số của nó được xác định trong P [4, trang 353, bảng X-22 và bảng X-23] Vậy: PZ  30  300.83  0.7 0.65  2.51 14 1 283.2 kG 110 0.83  750 - Công suất tính toán: N tt  PZV 25.9  283.2  1.19 KW 60 102 60 102 - Công suất hữu ích: N e  N d  1.7  0.75 1.275 KW Vậy: N tt  N e  Máy làm việc an toàn - Momen xoắn trên trục chính: Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy Trang 27 GVHD: PHẠM NGỌC TUẤN M SVTH: Nguyễn Sĩ Triều Châu-ĐinhThanh Danh PZ D 283.2 110  15.6 KGm 2 1000 2 1000 7.1.2/ Phay tinh bề mặt 1: - Theo [2, trang 226, bảng 225] chọn dụng cụ cắt là dao phay đĩa ba mặt cắt - Chiều sâu cắt: B=Zmax=1mm - Lượng chạy dao: SZ=0.025mm/răng (Theo [4, trang 370, bảng X-39]) * Vận tốc cắt: - Theo [4, trang 369, công thức X-38] thì tốc độ cắt của dao phay được xác định theo công thức: CV D qV V  m X V YV UV PV kV T t SZ B Z + Theo [4, trang 377, bảng X-44] ta có: CV 85 qv 0.2 M 0.15 XV 0.5 YV 0.4 UV 0.1 PV 0.1 + Theo [4, trang 380, bảng X-45] thì tuổi thọ T của dao là: 150phút + Khi sử dụng dao là dao phay đĩa thì chiều sâu phay và chiều rộng phay được xác định theo hình X-4: B=1mm và t=30mm + Tổng hệ số hiệu chuẩn về tốc độ xét đến điều kiện cắt khác nhau kV được xác định theo công thức X-39: kV k mV k nV k uV với: k mV : hệ số xét đến chất lượng vật liệu gia công ([4, trang 344, bảng X-10) k nV : hệ số xét đến trạng thái bề mặt phôi [4, trang 346, bảng X-15) k uV : hệ số xét đến vật liệu của dụng cụ [4, trang 347, bảng X-16] Vậy: kV 1  0.7  1 0.7 + Đường kính dao phay: D=110mm + Số răng trên dao: Z=14răng + Lượng chạy dao: SZ=0.025mm/răng Vậy: 72 110 0.2  0.7 V  0.15 34 m ph 150  30 0.5  0.0250.4 10.1 140.1 - Số vòng quay trục chính: 1000V 1000  34 nct   98.44 v ph D 3.14 110 - Theo lý lịch máy đã chọn thì ta chọn: Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy Trang 28 GVHD: PHẠM NGỌC TUẤN ntt 118 v SVTH: Nguyễn Sĩ Triều Châu-ĐinhThanh Danh ph - Vậy vận tốc cắt thực tế là: 3.14  118  110 40.75 v ph 1000 Vtt  * Lực cắt PZ: - Theo [4, trang 369, công thức X-40] thì trị số lực vòng khi phay được tính theo công thức: PZ  C P t X P S YP B U P Z kP D q P n P + Theo [4, trang 381, bảng X-46] ta có: CP 30 XP 0.83 YP 0.65 P 0 UP 1 qP 0.83 + Số vòng quay của dao: n 118 v ph + Lượng chạy dao: S S Z  Z 0.025 14 0.35 mm voøng + Hệ số hiệu chuẩn chung về lực cắt kP , do đặc điểm của quá trình cắt khi phay chỉ phụ thuộc vào vật liệu gia công biểu thị bằng k m mà trị số của nó được xác định trong P [4, trang 353, bảng X-22 và bảng X-23] Vậy: PZ  30  30 0.83  0.350.65 11 14 1 72.2 kG 110 0.83 118 0 - Công suất tính toán: N tt  PZV 40.75  72.2  0.48 KW 60 102 60 102 - Công suất hữu ích: N e  N d  1.7  0.75 1.275 KW Vậy: N tt  N e  Máy làm việc an toàn - Momen xoắn trên trục chính: M PZ D 72.2 110  3.97 KGm 2 1000 2 1000 * Xác định thời gian gia công cơ bản khi phay mặt phẳng được xác định theo công thức: - Theo [4, trang 449] ta có: T0  L  L1  L2 L  Y  Y1 i  i S n S ph Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy Trang 29 GVHD: PHẠM NGỌC TUẤN SVTH: Nguyễn Sĩ Triều Châu-ĐinhThanh Danh với: L: chiều dài bề mặt gia công L1: chiều dài ăn dao L2: chiều dài thoát dao S: lượng chạy dao vòng n: số vòng quay hoặc hành trình kép trong một phút i: số lượng lát cắt Sph: bước tiến trong một phút (mm) * Phay thô mặt 1: S ph  S Z  Z  n 0.05  14  75 52.5 mm ph L 30mm Y  t ( D  t  2b)   0.5  3  30110  30  2  2.5  2 49.4mm Y1 2mm T01  30  49.2  2 1.55 ph 52.5 * Phay tinh mặt 1: S ph S Z  Z  n 0.025 14 118 43.1 mm ph L 30mm Y  t ( D  t  2b)   0.5  3  30110  30  2 1  2 50.4mm Y1 2mm T0 2  30  50.4  2 1.99 ph 41.3 * Phay thô mặt 5: S ph S Z  Z  n 0.05 14  75 52.5 mm ph L 24mm Y  t ( D  t  2b)   0.5  3  24110  24  2  2.5  2 46.1mm Y1 2mm T03  24  46.1  2 1.37 ph 52.5 * Phay tinh mặt 5: S ph S Z  Z  n 0.025 14 118 41.3 mm ph L 24mm Y  t ( D  t  2b)   0.5  3  24110  24  2 1  2 46.9mm Y1 2mm T0 4  30  46.9  2 1.74 ph 41.3 Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy Trang 30 GVHD: PHẠM NGỌC TUẤN SVTH: Nguyễn Sĩ Triều Châu-ĐinhThanh Danh - Vậy tổng thời gian cho toàn bộ nguyên công phay là: T0 T01  T02  T03  T04 1.55  1.99  1.37  1.74 6.65 ph mà: T T0  T phuïcvuï Ttoåchöùc T phu'  Tnghu'T0  8%T0  3%T0  10%T0  5%T0 1.26  T0 1.26  6.65 8.432 ph 7.2/ Xác định chế độ cắt và thời gian cắt bằng phương pháp tra bảng cho các bề mặt còn lại: Phương pháp gia công Khoan Khoét Lỗ 15 Doa thô Doa tinh Khoan Doa thô Lỗ 10 Doa tinh Vát mép 15 Vát mép 10 Chiều sâu cắt t(mm) 6.5 0.425 0.05 0.025 4.9 0.08 0.02 1.5 1.5 Lượng chạy dao S(mm/v) 0.47 0.4 1.9 0.6 0.4 1.6 0.8 0.1 0.1 Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy Vận tốc cắt V(m/ph) 28 30 18.3 10 31 20.3 10 30 30 Số vòng quay n(v/ph) 680 680 140 140 680 140 140 272 272 Công suất cắt N(KW) 1.3 1.3 1 1 1 1 1 1 1 Thời gian gia công T(ph) 0.395 0.148 0.365 0.55 0.22 0.31 0.46 0.2 0.2 Trang 31 GVHD: PHẠM NGỌC TUẤN SVTH: Nguyễn Sĩ Triều Châu-ĐinhThanh Danh Chương VIII: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ ĐỒ GÁ 8.1/ Nhiệm vụ thiết kế: 8.1.1/ Nhiệm vụ đồ gá: - Độ định vị phải chính xác - Kẹp chặt phải đúng vị trí gá đặt và không làm biến dạng chi tiết cần gia công, dễ dàng thực hiện thao tác và nhanh chóng để có thể tăng năng suất - Gá đặt và tháo lắp chi tiết dễ dàng nhanh chóng - Đồ gá phải có kết cấu đơn giản, rẻ tiền 8.1.2/ Nội dung thiết kế: - Nhằm đơn giản quá trình kẹp chặt và gá đặt, giảm sức lao động, giảm khoảng thời gian phụ và tăng năng suất - Yêu cầu: Phải đảm bảo yêu cầu của sản phẩm + Đảm bảo khoảng cách tâm giữa hai lỗ cơ bản đã gia công ở hai nguyên công trước + Độ không song song giữa hai lỗ + Độ không vuông góc với mặt đầu + Cấp chính xác + Độ nhám Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy Trang 32 GVHD: PHẠM NGỌC TUẤN SVTH: Nguyễn Sĩ Triều Châu-ĐinhThanh Danh Sơ đồ gá đặt W W z x y * Nguyên lý hoạt động của đồ gá: - Đồ gá này dùng định vị và kẹp chặt chi tiết khi tiến hành gia công lỗ 7 - Cấu tạo đồ gá này gồm: + Một chốt trụ ngắn định vị ở lỗ 3 (khống chế hai bậc tự do) + Phiến tì định vị mặt đầu 5 (khống chế ba bậc tự do) + Một chốt trụ chống xoay (khống chế một bậc tự do) + Ngoài ra còn có một chốt tì đỡ phụ tự lựa - Tất cả được gá trên đồ gá và được kẹp chặt bằng đòn kẹp ta dùng bộ kẹp là loại kẹp bằng đòn liên động xiết bằng Bulông để tạo lực kẹp Q lớn hơn lực sinh ra trong quá trình khoan (PK) - Vậy chi tiết đã được kẹp chặt Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy Trang 33 GVHD: PHẠM NGỌC TUẤN SVTH: Nguyễn Sĩ Triều Châu-ĐinhThanh Danh * Quy tắc sử dụng: - Vì đồ gá đã định vị cho chi tiết đủ 6 bậc tự do nên ta chỉ cần đặt chi tiết vào đúng vị trí là có thể tiến hành gia công được - Mỏ kẹp sẽ nhấn chi tiết xuống khi ta xiết Bulông Lấy chi tiết ra theo chiều ngược lại 8.2/ Tính toán đồ gá: 8.2.1/ Sai số gá đặt: - Theo [7, trang 88, công thức 62] ta có sai số chế tạo cho phép của đồ gá được tính theo công thức sau: 2 2 2 2 2  cheátaïo   gaù ñaët  C   K   m   dc  với: +  gaùñaët: sai số gá đặt 1  gaùñaët  3 : dung sai nguyên công (theo [2, trang 34, bảng 21-1] thì  160m + C: sai số chuẩn  C 0 (vì chuẩn định vị trùng với chuẩn chi tiết gia công) + k: sai số kẹp chặt  k 0 (vì phương của lực kẹp vuông góc với phương của kích thước thực hiện gia công) +  m : sai số do đồ gá bị mòn gây ra  m  N với: N là số lượng chi tiết gia công trên đồ gá Do dùng chốt định vị nên:  0.1 0.5 Chọn  0.3 Vậy:  m 0.3 10000 30 m 0.03mm +  ñc : sai số điều chỉnh sinh ra trong quá trình lắp ráp và điều chỉnh đồ gá  ñc 5 10 m Chọn:  ñc 10m 0.01mm - Vậy sai số chế tạo cho phép của đồ gá là: 2  160  2 2 2 2  cheátaïo     0  0  30  10 43m 0.043mm 3     * Kiểm nghiệm:  cheátaïo   saûnphaåm mà:  saûnphaåm2  0.023 0.046 Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy Trang 34 GVHD: PHẠM NGỌC TUẤN SVTH: Nguyễn Sĩ Triều Châu-ĐinhThanh Danh Vậy: 0.043  0.046   cheátaïo  saûnphaåm - Vậy ta chọn đồ gá này và phương án gá đặt này là phù hợp 8.2.2/ Tính toán lực kẹp chặt: 8.2.2.1/ Tính lực cắt: - Theo [4, trang 358, công thức X-32] ta có công thức tính lực cắt khi khoan: P0 C p  D Z P  S y P  k mP với: CP: hệ số đối với lực chiều trục, điều kiện cắt nhất định Z P , y P : chỉ số mũ ảnh hưởng đến đường kính của mũi khoan D: đường kính của dụng cụ cắt D 9.8mm S: lượng chạy dao S 0.4 mm voøng + Theo [4, trang 367, bảng X-38] ta có C p 42.7 Z P 1 y P  0 8 + Theo [4, trang 353, bảng X-22] thì hệ số k P được xác định theo công thức:  HB  k P    190  nP  190     190  0.6 1 - Vậy: P0 42.7  9.81  0.4 0.8  1 201kG 8.2.2.2/ Tính Momen: - Theo [4, trang 358, công thức X-31] ta có: M 0 C M D Z M S yM k M Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy Trang 35 GVHD: PHẠM NGỌC TUẤN SVTH: Nguyễn Sĩ Triều Châu-ĐinhThanh Danh với: CM: hệ số momen xoắn xét đến điều kiện cắt Z M , y M : hệ số hiệu chỉnh D: đường kính của dụng cụ cắt D 9.8mm S: lượng chạy dao S 0.4 mm voøng + Theo [4, trang 368, bảng X-38] ta có: C M 0.021 Z M 2 y M 0.8 - Vậy: M 0 0.021  9.8 2  0.4 0.8  1 0.969kGm 8.2.2.3/ Tính lực kẹp chặt khi khoan: P0 M W W N - Do kết cấu của đồ gá có tính chất chống xoay khi khoan nên lực dọc trục P 0 có thể làm cho chi tiết bật ra khỏi vị trí đã được định vị Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy Trang 36 GVHD: PHẠM NGỌC TUẤN SVTH: Nguyễn Sĩ Triều Châu-ĐinhThanh Danh - Từ hình vẽ trên ta có phương trình cân bằng lực sau: 2Wtínhtoaùn P0  W P0 201  100.5kG 2 2 - Trong thực tế để đảm bảo an toàn trong quá trình gia công chi tiết thì ta sẽ nhân vào thêm hệ số an toàn K Theo [7, trang 80, công thức 36] ta có: K  K 0 K1 K 2 K 3 K 4 K 5 K 6 với: K0= 1.5 : hệ số an toàn cho tất cả các trường hợp K1= 1.2 : hệ số tính đến trường hợp khi dộ bóng thay đổi K2= 1 : hệ số tăng lực cắt khi dao mòn K3= 1 : hệ số tăng lực cắt khi gia công gián đoạn K4= 1: hệ số xét đến sai số của cơ cấu kẹp chặt K5= 1: hệ số tính đến mức độ thuận lợi của cơ cấu kẹp bằng tay K6= 1.5: hệ số tính momen làm quay chi tiết + Vậy: K 1.5 1.2 11111.5 2.7 - Vậy lực kẹp thực tế sẽ là: Wthöïc KWtínhtoaùn2.7  100.5 271.35kG * Lực kẹp chặt Bulông đai ốc được xác định theo quan hệ: L1 Q W L - Theo hình vẽ ta có phương trình cân bằng lực: QL1  WL 0  Chọn:  Q W L L1 L 2 L1 Q Wthöïc 271.35  135.675kG 2 2 * Chọn Bulông: - Theo [7, trang 61] ta có: Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy Trang 37 GVHD: PHẠM NGỌC TUẤN d c SVTH: Nguyễn Sĩ Triều Châu-ĐinhThanh Danh W  với: c 1.4  8 10 kG mm 2 W 135.675kG - Vậy: d 1.4 135.675 5.8mm 8 Vậy ta chọn: d 10mm * Các chi tiết khác của đồ gá: - Chọn mối lắp giữa trụ ngắn và lỗ là mối lắp có khe hở H7/h6 + Theo [8, bảng 4-2] ta có dung sai chốt trụ ngắn là  choát  0.012 - Bulông nền (bắt vào đế bàn máy) M124 - Phiếm định vị: R=24mm - Lò xo: + Đường kính ngoài: D=20mm + Đường kính trong: d=2mm - Ngoài ra ta còn sử dụng bạc tháo nhanh và đầu khoan tháo nhanh * Bảo quản đồ gá: - Nếu không sử dụng thì tháo rời, bôi mỡ dầu định kỳ chống rỉ sét… Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy Trang 38 GVHD: PHẠM NGỌC TUẤN SVTH: Nguyễn Sĩ Triều Châu-ĐinhThanh Danh KẾT LUẬN Trong thời gian thực hiện đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy em đã được cũng cố lại được các kiến thức đã học và tiếp thu được thêm nhiều kiến thức bổ ích khác Ngoài việc cũng cố về mặt lý thuyết công nghệ chế tạo chi tiết máy, em được tìm hiểu kỹ hơn về những phương pháp công nghệ thông dụng khác nhau Qua đó tạo cho em sự hiểu biết rõ ràng hơn so với khi nghiên cứu lý thuyết Tuy nhiên các số liệu mà em tính toán và đưa ra chỉ ở góc độ sử dụng tư liệu, sổ tay do vậy phải gặp những điều không thực tế Do đó trong quá trình làm đồ án em không thể tránh khỏi những thiếu sót, em mong được thầy cô chỉ dẫn thêm Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn thầy Trần Doãn Sơn đã tận tình giúp đỡ em hoàn thành đồ án môn học này TPHCM, ngày 20 tháng 12 năm 2000 Sinh viên thực hiện Nguyễn Duy Điền Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy Trang 39 GVHD: PHẠM NGỌC TUẤN SVTH: Nguyễn Sĩ Triều Châu-ĐinhThanh Danh TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Hướng dẫn đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy (Lê Trung Thực Đặng Văn Nghìn) [2] Sổ Tay Công Nghệ Chế Tạo Máy 1, 2, 3 (Nguyễn Đắc Lộc – Lê Văn Tiến – Ninh Đức Tốn –Trần Xuân Việt) [3] Cơ Sở Công Nghệ Chế Tạo Máy (Bộ môn Công Nghệ Chế Tạo Máy, Khoa Cơ khí, Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội) [4] Thiết kế đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy (Trần Văn Địch – Nhà Xuất Bản Khoa Học Kỹ Thuật Hà Nội 2000) [5] Đồ Gá Cơ Khí Hóa và Tự Động Hóa (Lê Văn Tiến – Trần Văn Địch – Trần Xuân Việt) [6] Sổ Tay Thiết Kế Công Nghệ Chế Tạo Máy 1, 2 (Bộ môn Công Nghệ Chế Tạo Máy Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội) [7] Đồ Gá Gia Công Cơ Khí Tiện Phay Bào Mài (Hồ Viết Bình  Lê Đăng Hoành  Nguyễn Ngọc Đào) [8] Tính Toán và Thiết Kế Hệ Dẫn Động Cơ Khí (Trịnh Chất) [1] GS TS Nguyễn Đắc Lộc, Lưu Văn Nhang Hướng dẫn thiết kế đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy Nhà xuất bản Khoa Học và Kỹ Thuật – Hà Nội – 2006 [2] Lê Trung Thực, Đặng Văn Nghìn Hướng dẫn đồ án môn học Công Nghệ Chế tạo Máy Nhà xuất bản Đại Học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh – 2006 [3] PGS.TS Ninh Đức Tốn, PGS TS Trần Xuân Việt Sổ tay Công Nghệ Chế Tạo Máy – Tập 1,2 và 3 Nhà xuất bản Khoa Học và Kỹ Thuật – Hà Nội – 2006 [4] GS.TS Trần Văn Địch Atlas đồ gá Nhà xuất bản Khoa Học và Kỹ Thuật – Hà Nội – 2006 [5] Nguyễn Tiến Thọ, Nguyễn Thị Xuân Bảy, Nguyễn Thị Cẩm Tú Kỹ thuật đo lường trong kiểm tra chế tạo cơ khí Nhà xuất bản Khoa Học và Kỹ Thuật – Hà Nội – 2001 [6] Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội – Khoa Cơ Khí – Bộ môn Công Nghệ Chế Tạo Máy Cơ sở Công Nghệ Chế Tạo Máy Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy Trang 40 GVHD: PHẠM NGỌC TUẤN [7] SVTH: Nguyễn Sĩ Triều Châu-ĐinhThanh Danh Nhà xuất bản Khoa Học và Kỹ Thuật – Hà Nội – 2006 Trịnh Chất, Lê Văn Uyển Tính toán thiết kế hệ thống dẫn động cơ khí – Tập 1 và 2 Nhà xuất bản giáo dục Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy Trang 41 ... Danh LỜI NĨI ĐẦU Đồ án mơn học Cơng Nghệ Chế Tạo Máy tổng hợp kiến thức nhiều môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy, Vẽ Kỹ Thuật, Chi Tiết Máy, Công Nghệ Vật Liệu Và Xử Lý … Qua đồ án giúp cho sinh viên... tra chế tạo khí Nhà xuất Khoa Học Kỹ Thuật – Hà Nội – 2001 [6] Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội – Khoa Cơ Khí – Bộ mơn Cơng Nghệ Chế Tạo Máy Cơ sở Công Nghệ Chế Tạo Máy Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo. .. lượng chi tiết sản phẩm m=1  : số phần trăm dự kiến cho chi tiết máy dùng làm phụ tùng thay   10%  : số phần trăm chi tiết phế phẩm trình chế tạo   5%   Vậy:      0.1   0.05   chieá