Đồ án công nghệ chế tạo máy

Tài liệu tham khảo Đồ án công nghệ chế tạo máy

-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 đ-

ợc 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 Tăng Huy

đã giúp em hoàn thành tốt đồ án môn học này

Em xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên: Nguyễn Trung Kiên

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 4 5 6 8 12

19 36 42 52

Chơng 1 Phân tích chức năng làm việc của chi tiết

1.1 Chức năng làm việc

Chi tiết dạng càng thờng 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 gạt bánh răng (khi cần thay đổi tỷ số truyền trong hộp tốc độ)

1.2 Điều kiện làm việc

Điều kiện làm việc không khắc nghiệt, chi tiết chỉ chịu mô men xoắn

nhỏ khi làm việc (gạt cho các bánh răng ăn khớp với nhau) và chi tiết thờng

xuyên không chịu tải, không mài mòn, có va đập khi làm việc, nhiệt độ làm

việc không cao

2.2 Yêu cầu kỹ thuật

Khi chế tạo chi tiết dạng càng cần đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật sau

đây

Kích thớc các lỗ cơ bản đợc gia công với độ chính xác cấp 7  9, độ nhám bềmặt R a  0 , 63  0 , 32

2.3 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

Gia công bằng phơng pháp cắt dây và tia lửa điện cho năng suất không cao

và chất lợng bề mặt không đòi hỏi cao

Gia công bằng phơng pháp điều khiển số CNC không phù hợp với điềukiện sản xuất ở nớc ta

Chơng 3 Xác định dạng sản xuất

Sản lợng hàng năm đợc xác định theo công thức sau đây

100 1

Trong đó

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

: Số chi tiết đợc chế tạo thêm để dự trữ (5%)

: Số phế phẩm (3%)

100

3 5 1 1

V: Thể tích chi tiết

Trạng thái ứng suất vật gia công nói chung là nén khối, do đó kim loại

có tính dẻo tốt hơn, biến dạng triệt để hơn, cơ tính sản phẩm cao hơn và có thể gia công vật phức 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 đắt tiền

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

4.2 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 tổ chức 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 gia công chất lợng gia công còn phụ thuộc vào trình độ công nhân và trình độ tổ chức nơi làm việc

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

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

4.3 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

-5.2 Chọn phơng pháp gia công

Chọn phơng pháp gia công thích hợp để đạt độ bóng và độ chính xác yêu cầu

Nguyên công 1: Phay mặt đầu thứ nhất A

Nguyên công 2: Phay mặt đầu thứ hai B

Nguyên công 3: Phay 3 mặt đầu trụ  8

Nguyên công 4: Khoan, khoét, doa lỗ  20 và  12

Nguyên công 5: Khoan, taro ren M4 trên trụ  24

Nguyên công 6: Khoan, taro ren M4 trên trụ  24

Nguyên công 7: Khoan, taro ren M4 trên trụ  34

Nguyên công 8: Kiểm tra

Sơ đồ gá đặt, ký hiệu định vị kẹp chặt, chọn máy, chọn dao, ký hiệu chiều chuyển động của dao và của chi tiết đợc thể hiện trong tập bản vẽ

Nguyên công 1

-W

Nguyªn c«ng 2

-Bclipbrd.exe

W

Nguyªn c«ng 5 vµ 6

-W

Nguyªn c«ng 7

W

Ngợc lại, lợng d quá nhỏ sẽ không đủ để hớt đi các sai lệch của phôi đểbiến phôi thành chi tiết hoàn chỉnh.

Trong công nghệ chế tạo máy, ngời ta sử dụng hai phơng pháp sau đây

Ngợc lại, phơng pháp tính toán phân tích dựa trên cơ sở phân tích các yếu tố tạo ra lớp kim loại cần phải cắt gọt để tạo ra chi tiết hoàn chỉnh

Trong đồ án này chỉ tính lợng d theo phơng pháp phân tích cho nguyên công 4, còn lại là thống kê kinh nghiệm

6.1 Nguyên công 1

+ Phay mặt đầu thứ nhất

Theo tài liệu tham khảo số 7 ta có

Lợng d vật dập, 2  mm

Chi tiết máy, càng gạt

Trình tự gia công bề mặt lỗ 20 của càng gạt gồm các nguyên công

sau

- Khoan lỗ

- Khoét rộng lỗ

- Doa tinh lỗCả ba nguyên công trên đều có cùng chuẩn định vị là

Mặt đáy định vị 3 bậc tự do bằng 3 phiến tì, khối V ngắn định vị vào trụ 24 khống chế 2 hai bậc tự do và khối V tự lựa định vị vào trụ 24 còn lại khống

Sau khi doa lỗ thì, Rz = 20 m, Ta = 25

Lợng d để doa lỗ sau bớc khoét (bỏ qua sai số gá đặt chi tiết gia công ở bớc doa)

2Zbmin = 2(20 + 25 + 1) = 92 m

Kích thớc tính toán đợc xác định nh sau: lấy kích thớc cuối cùng trừ đi lợng d khi doa, sẽ đợc kích thớc khi khoét sau đó lấy kích thớc khoét trừ đi l-ợng d khi khoét sẽ đợc kích thớc sau khi khoan

d1 = 20,016 – 0,092 = 19,924

d2 = 19,924 – 0,267 = 19,656

Dung sai của từng nguyên công đợc tra theo bảng

Dung sai khi doa,  =32m; dung sai khi khoét,  =100m; dung sai khi khoan,  =200m

Kích thớc giới hạn đợc xác định nh sau: lấy kích thớc tính toán và làm tròn theo hàng số có nghĩa của dung sai đợc dmax sau đó lấy dmax trừ đi dung sai đợc dmin Vậy ta có

Sau khi doa, dmax = 20,016 mm; dmin = 20,016 - 0,032 = 19,984 mmSau khi khoét, dmax = 19,924 mm; dmin = 19,924 - 0,1 = 19,824 mmSau khi khoan, dmax = 19,656 mm; dmin = 19,656 - 0,2 = 19,456 mm

Lợng d giới hạn đợc xác định nh sau, Zmin bằng hiệu hai kích thớc lớn nhất của hai nguyên công kề nhau; Zmaxbằng hiệu giữa hai kích thớc nhỏ nhất của hai nguyên công kề nhau.

-Khi doa, 2Zmin = 20,016 - 19,924 = 0,092 mm = 92 m

Giá trị tính toán Dung

sai (m)

Kích thớc giới hạn (mm)

Trị số giới hạn của lợng d (m)

R z T a  a  b Zbmin

(m)

Dt (mm)

Rz: chiều cao nhấp nhô tế vi do bớc công nghệ sát trớc để lại

Ta: chiều cao lớp h hỏng bề mặt do bớc công nghệ sát trớc để lại

a: sai lệch vị trí không gian do bớc công nghệ sát trớc để lại (độ congvênh, độ lệch tâm, độ không song song )

b: sai số gá đặt chi tiết ở bớc công nghệ đang thực hiện

Zbmin: giá trị nhỏ nhất của lợng d gia công tính cho bớc công nghệ đangthực hiện

dmin, dmax: kích thớc giới hạn tại mỗi bớc công nghệ

Zmin, Zmax: lợng d lớn nhất và nhỏ nhất tại mỗi bớc công nghệ

Lợng d tổng cộng

-2 Z0min = 268 - 92 = 176

2Z0max = 386 - 160 = 208

Kiểm tra kết quả tính toán

Sau khi doa, 2Zmax- 2Zmin = 160 – 92 = 68

+Nguyên công kiểm tra

Chơng 7 Tính chế độ cắt cho một nguyên công và tra cho các

bề mặt còn lại

Nguyên công1 Phay mặt đầu

+ Định vị

Chi tiết đợc định vị ba bậc tự do qua mặt đáy  34và  24 bằng 3 chốt

-tỳ cố định đầu cong, hai bậc tự do đợc đợc định vị bằng khối V ngắn cố định vào mặt trụ  24, một bậc còn lại đợc định vị bằng khối V di động vào mặt trụ  24

Mặt làm việc của bàn máy: 400  1600mm

Công suất động cơ: N = 10kw, hiệu suất máy  = 0,75

Tốc độ trục chính: 30; 37,5; 47,5; 60; 75; 95; 118; 150; 190; 135; 300; 375; 475; 600; 750; 950; 1180; 1500

Lực cắt chiều trục lớn nhất cho phép tác dụng lên bàn máy:

Với thép có b = 750N/mm2, với chất làm mát là Emunxi

Tra bảng 5-37 Sổ tay công nghệ chế tạo máy ta có

Lợng chạy dao S = 0,5 mm/v

Số răng Z = 10

Bớc tiến một răng SZ = 0,5/10 =0,05

-+ VËn tèc c¾t khi phay

v p u y z x m

q

Z B S t T

D C

.

100 7 , 64

0 15 , 0 2 , 0 1 , 0 2 , 0

2 , 0

6 , 55 1000

1000

100 190

q

u y z

x p

n D

Z B S t C

.

10

100

10 39 05 , 0 1 825 10

2 , 0 3 , 1

1 , 1 75 , 0 1

100 480 , 6 100 2

-6 , 0 60 1020

7 , 59 6480 60

1020

Víi thÐp cã b = 750N/mm2, víi chÊt lµm m¸t lµ Emunxi

Tra b¶ng 5-37 Sæ tay c«ng nghÖ chÕ t¹o m¸y ta cã

q

Z B S t T

D C

.

100 7 , 64

0 15 , 0 2 , 0 1 , 0 2 , 0

2 , 0

6 , 55 1000

1000

100 190

q

u y z

x p

n D

Z B S t C

.

10



Tra b¶ng 5-41 dao hîp kim cøng (STCN TËp 2)

-CP =825; u =1,1; x =1; w= 0,2; y=0,75; q =1,3

Thay số vào ta đợc

48 , 6 1 190

100

10 39 05 , 0 1 825 10

2 , 0 3 , 1

1 , 1 75 , 0 1

100 480 , 6 100 2

7 , 59 6480 60

1020

+ Đồ gá

Định vị mặt đáy ba bậc tự do bằng phiến tỳ Đinh vị 2 bậc tự do bằng khối V ngắn cố định vào mặt trụ  34, định vị một bậc tự do còn lại bằng chốt tỳ đầu cong

Số răng, z = 20Chiều rộng lỗ dao phay, d= 50mmMột dao phay đĩa ba mặt răng

-§êng kÝnh dao, D = 50 mmChiÒu réng dao, B = 10 mmGãc nghiªng chÝnh,  = 60

Sè r¨ng, z = 14ChiÒu réng lç dao phay, d= 16mm

q

Z B S t T

D C

.

, 0 20 25 01 , 0 2 180

200 1340

0 15 , 0 12 , 0 4 , 0 35 , 0

2 , 0

5 , 469 1000

1000

200 750

-MP w

q

u y z

x p

n D

Z B S t C

.

10

200

20 25 01 , 0 2 2 , 68 10

0 68 , 0

1 72 , 0 68 , 0

200 1 100 2

471 1 60 1020

Chi tiết đợc định vị 3 bậc t do tại mặt đáy nhờ phiến tỳ Chi tiết định vị

2 bậc tự do nhờ khối một V ngắn vào mặt trụ  24 và một khối V tuỳ động vào trụ  24 còn lại

+ Kẹp chặt

Chi tiết đợc kẹp chặt bằng khối V tuỳ động vào trụ 24, lực kẹp hớng

từ phải sang trái

+ Chọn máy

Máy khoan cần

Chọn máy khoan cần 2H53

Các đặc tính kỹ thuật của máy:

Đờng kính mũi khoan khi khoan thép có độ bền trung bình, max= 35mm

Mũi khoét P6M5

Bớc 1 Chế độ cắt của khoan lỗ 19, ta dùng mũi khoan thép gió

Chiều sâu cẳt khi khoan lỗ, 9 , 5

q

S T

D C

D: Đờng kính danh nghĩa của mũi khoan

Các hệ số ta tra đợc ở bảng 5.28 (Sổ tay CNCTM-t2), với vật liệu làm

19 8 , 9

5 , 0 2 , 0

4 , 0

= 22,1 m/ph

n = 10003,14..D V = 10003,14..2219,1 = 371 vòng/ph

Chọn n=315 vòng/ phút

V= 18,8 m/phót

q

S t T

D C

.

8 , 19 2 , 16

5 , 0 2 , 0 2 0

4 , 0

14 3

1000

= 227,2 v/phChän n=200 v/ph

q

S t T

D C

.

20 2 , 16

5 , 0 2 , 0 2 0

4 , 0

14 3

1000

= 10003,14..6420,3 = 1022,6 v/phChän n=1060 v/ph

Thay số vào các công thức ta có

Bớc 1 Chế độ cắt của khoan lỗ 3.5, sử dụng mũi khoan thép gió

Chiều sâu cẳt khi khoan lỗ, 1 75

2

5 3

q

S T

D C

D: Đờng kính danh nghĩa của mũi khoan.

-Các hệ số ta tra đợc ở bảng 5 - 28 (Sổ tay Công nghệ chế tạo máy –Tầp 2), với vật liệu làm lỡi cắt là thép gió

5 , 3 7

7 , 0 2 , 0

4 , 0

q

S T

D C

- KV = 1

12 , 0 90

4 8 64

5 , 0 9 0

2 1

14 3

1000

= 3 , 14 4

2 17 1000

Lợng d gia công thô sau khi dập 4mm.

-Lợng d gia công thô 3,5/2=1,75mm

Lợng d gia công tinh 0,5/2=0,25mm

+ Tra chế độ cắt

Bớc 1 Chế độ cắt của khoan lỗ 3.5, ta dùng mũi khoan thép gió

Chiều sâu cẳt khi khoan lỗ, 1 75

2

5 3

D C

.

.

Với

D: Đờng kính danh nghĩa của mũi khoan

Các hệ số ta tra đợc ở bảng 5 - 28 (Sổ tay CNCTM – Tầp 2), với vật liệu làmlỡi cắt là thép gió

5 , 3 7

7 , 0 2 , 0

4 , 0

-+ Tốc độ cắt khi taro

v y m

q

S T

D C

4 8 64

5 , 0 9 0

2 1

14 3

1000

= 3 , 14 4

2 17 1000

n S

L L

L 

i i: sè bíc gia c«ng

L: chiÒu dµi bÒ mÆt gia c«ng 174(mm)

L1: chiÒu dµi ¨n dao

L1 =0,5(D- D 2 t2 ) = 0,5(100- 100  2 2 2 )=0,01(mm)

L2: chiÒu dµi tho¸t dao, L2 = 4(mm)

190 5 , 0

4 01 , 0

L L L

.

2

1 



i: sè bíc gia c«ng

L: chiÒu dµi bÒ mÆt gia c«ng 174(mm)

L1: chiÒu dµi ¨n dao,

L1 =0,5(D- D 2 t2 ) = 0,5(100- 100  2 2 2 ) = 0,01

L2: chiÒu dµi tho¸t dao, L2 = 4(mm)

190 5 , 0

4 01 , 0

= 3,74(phót)

Nguyªn c«ng 3 Phay 3 vÊu trô 8

+ Thêi gian gia c«ng

¸p dông c«ng thøc, T0 = i

n S

L L L

.

2

1 



i: Sè bíc gia c«ng

L: ChiÒu dµi bÒ mÆt gia c«ng 8(mm)

L1: ChiÒu dµi ¨n dao, L1 = 4(mm)

L2: ChiÒu dµi tho¸t dao, L2 = 10(mm)

T0 = 1

750 2 , 0

10 4

8  

= 0.15(phut)

Nguyªn c«ng 4 Khoan, khoÐt, doa lç 20 vµ hai lç 12

+ Thêi gian gia c«ng 20

-áp dụng công thức, T0 = i

n S

L L L

.

L: Chiều dài bề mặt gia công 34(mm)

L1: Chiều dài ăn dao, L1 =

2

d

cotg() +(0.52)i: Số bớc gia công

2 45 , 15

= 0,363(phút)

Khi khoét lỗ

L: Chiều dài bề mặt gia công 34(mm)

L1: Chiều dài ăn dao, L1 =

2

d

D 

cotg() + (0.52)Với  là góc bù đỉnh dao,  = 34(độ)

L1 =

2

19 8 ,

2 59 , 1

= 0,4(phút)

Khi doa lỗ

L: Chiều dài bề mặt gia công 34(mm)

L1: Chiều dài ăn dao, L1 = cotg()+(0.52)

Với  là góc bù đỉnh dao,  = 34(độ)

L1 =

2

8 , 19

2 15 , 1

-Khi khoan lỗ

L: Chiều dài bề mặt gia công 34(mm)

L1: Chiều dài ăn dao, L1 = cotg()+(0.52)

2 15 , 9

=1(phút)

Khi khoét lỗ

L: Chiều dài bề mặt gia công 34(mm)

L1: Chiều dài ăn dao, L1 =

2

d

D 

cotg() +(0.52) Với  là góc bù đỉnh dao,  = 34(độ)

L1 =

2

11 8 ,

2 6 , 1

=0,84(phút)

Khi doa lỗ

L: Chiều dài bề mặt gia công 34(mm)

L1:Chiều dài ăn dao, L1 = cotg()+(0,52)

Với  là góc bù đỉnh dao,  = 34(độ)

L1 =

2

8 , 11

2 15 , 1

-¸p dông c«ng thøc, T0 = i

n S

L L L

.

2

1 



L: ChiÒu dµi bÒ mÆt gia c«ng 15(mm)

L1:ChiÒu dµi ¨n dao, L1 = cotg()+(0,52)

2 6 , 3

= 0.24(phót)

Khi taro ren M4

+ Thêi gian gia c«ng

¸p dông c«ng thøc, T0 =

1

2 1 2

1

.

L L L n

S

L L

L1:ChiÒu dµi ¨n dao

L2: ChiÒu dµi tho¸t dao

4 , 0 4 , 0 15 12 , 0 1410

4 , 0 4 , 0

Thêi gian nguyªn c«ng 5, T0= 0.24 +0,28 =0,52(phót)

Nguyªn c«ng 6 Khoan, taro ren M4 trªn trô 8 cña trô 34

Khi khoan lç 3,5

+ Thêi gian gia c«ng

¸p dông c«ng thøc, T0 =

n S

L L L

.

2

1 



L: chiÒu dµi bÒ mÆt gia c«ng 15(mm)

L1:ChiÒu dµi ¨n dao, L1 = cotg()+(0,52)

2 6 , 3

= 0.12(phót)

-Khi taro ren M4

+ Thêi gian gia c«ng

¸p dông c«ng thøc, T0 =

1

2 1 2

1

.

L L L n

S

L L

L1:ChiÒu dµi ¨n dao

L2: ChiÒu dµi tho¸t dao

4 , 0 4 , 0 15 12 , 0 1410

4 , 0 4 , 0