Đồ án môn học công nghệ chế tạo máy

Lời nói đầu Môn học công nghệ chế tạo máy đóng vai trò quan trọng trong chươngtrình đào tạo kỹ sư và cán bộ kỹ thuật về thiết kế và chế tạo các loại máy, cácthiết bị phục vụ các ngành công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải ...Đồ án môn học công nghệ chế tạo máy là một trong các đồ án có tầmquan trọng nhất đối với một sinh viên khoa cơ khí, đặc biệt là kỹ sưnghànhcông nghệ chế tạo máy. Đồ án giúp cho sinh viên hiểu những kiến thứcđã học không những môn công nghệ chế tạo máy mà các môn khác như : máycông cụ, dụng cụ cắt... Đồ án còn giúp cho sinh viên được hiểu dần về thiết kếvà tính toán một qui trình công nghệ chế tạo một chi tiết cụ thể.

Lời nói đầu Mơn học cơng nghệ chế tạo máy đóng vai trị quan trọng chương trình đào tạo kỹ sư cán kỹ thuật thiết kế chế tạo loại máy, thiết bị phục vụ ngành công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải Đồ án môn học công nghệ chế tạo máy đồ án có tầm quan trọng sinh viên khoa khí, đặc biệt kỹ sư nghànhcông nghệ chế tạo máy Đồ án giúp cho sinh viên hiểu kiến thức học môn công nghệ chế tạo máy mà môn khác : máy công cụ, dụng cụ cắt Đồ án giúp cho sinh viên hiểu dần thiết kế tính tốn qui trình cơng nghệ chế tạo chi tiết cụ thể Nội dung thuyết minh tính tốn Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy Phân tích chức làm việc chi tiết Theo đề thiết kế:Thiết kế qui trình cơng nghệ chế tạo chi tiết mang cá với sản xuất loạt lớn ,điều kiện sản xuất tự Là dạng chi tiết họ chi tiết hộp, chúng loại chi tiết có lỗ mà tâm chúng song song với tao với góc Chi tiết dạng hộp lắp đầu máy bào có tác dụng để lắp bàn gá dao Điều kiện kỹ thuật chi tiết: + Độ không song song C A < 0,03/100 mm + Độ khơng vng góc mặt B A < 0,03/100 mm + Độ không phẳng mặt C < 0,01/chiều dài làm việc + Vật liệu chi tiết C45 Phân tích tính cơng nghệ kết cấu chi tiết Bề mặt làm việc chủ yếu mang cá hai bề mặt mang cá Cụ thể ta cần đảm bảo điều kiện kỹ thuật sau đây: - Hai bề mặt làm việc mang cá phải đạt độ nhám Ra=0,63m - Hai đường tâm hai lỗ M16 phải song song với vng góc với mặt phẳng có diện tích lớn Hai đường tâm hai lỗ M18 phải đảm bảo khoảng cách A = 1300,5, độ không song song hai tâm lỗ < 0,1/100 mm, độ khơng vng góc tâm lỗ so với mặt phẳng có diện tích lớn < 0,1/100 mm - Ba đường tâm ba lỗ M10 phải song song với song song với mặt phẳng có diện tích lớn Bai đường tâm ba lỗ M10 phải đảm bảo khoảng cách sai lệch không quá0,1mm, độ không song song ba tâm lỗ < 0,1/100 mm, độ không song song tâm lỗ so với mặt phẳng có diện tích lớn < 0,1/100 mm Qua điều kiện kỹ thuật ta có số tính cơng nghệ kết cấu chi tiết dạng hộp sau: + Độ cứng vững: Do kích thước chi tiết dài, chiều dầy thân khơng lớn nên đảm bảo độ cứng vững + Các mặt mang cá phẳng song song nên thuận lợi cho việc gá đặt chi tiết gia công, đồ gá đơn giản hơn, dễ gia cơng khí chế tạo phơi + Các lỗ ren M18 có kết cấu thuận lợi cho việc gia cơng + Với hình dáng kết cấu ta thấy chi tiết thuận lợi cho việc chọn chuẩn thô chuẩn tinh thống Ngay ta chọn chuẩn thơ mặt phẳng có diện tích lớn + Chi tiết thích hợp với việc chế tạo phơi phương pháp đúc Xác định số sản phẩm sản xuất năm Với yêu cầu sản xuất loạt lớn, ta phải tìm số sản phẩm sản xuất năm Trọng lượng chi tiết xác định theo công thức: Q = V. = 1,17.7,852= 9,18 kg Theo bảng trang 13 [5], ta có: Số sản phẩm sản xuất năm từ 500-1000 Chọn phương pháp chế tạo phôi Với chi tiết mang cánhư hình vẽ để đạt suất cao ta chọn phương pháp đúc khuôn kim loại Để rút mẫu dễ dàng phần góc mang cá ta đúc vuông để tạo thuận lợi cho việc rút mẫu Lập thứ tự nguyên công, bước - Nguyên công 1: Phay mặt D lấy mặt A làm chuẩn thô, gia công máy phay đứng dao phay mặt đầu - Nguyên công 2,3: Phay hai mặt bên lấy mặt D làm chuẩn tinh, gia công máy phay ngang dao phay mặt đầu - Nguyên công 4: Phay mặt A lấy mặt D làm chuẩn tinh, gia công máy phay đứng dao phay mặt đầu - Nguyên công 5: Phay mặt đầu lấy mặt A làm chuẩn tinh, gia công máy phay ngang dao phay mặt đầu - Nguyên công 6: Phay rãnh mang cá lấy mặt A làm chuẩn tinh, gia công máy phay đứng dao phay có góc 60o - Ngun cơng 7:Phay rãnh thoát dao dao phay đĩa mặt máy phay mà đầu máy xoay góc - Ngun cơng 8: Khoan ta rô lỗ ren M18 dùng mặt A làm chuẩn tinh Gia công máy khoan cần - Nguyên công 9: Khoan ta rô lỗ ren M10 lỗ định vị dùng mặt A làm chuẩn tinh Gia công máy khoan cần - Nguyên công 10: Mài mặt làm việc mang cá để đạt độ bóng Ra=0,63m máy mài phẳng Tính lượng dư cho bề mặt tra lượng dư cho bề mặt cịn lại 6.1 Tính lượng dư phay mặt đầu chiều dài 100mm chiều rộng 50mm Kích thước lớn chi tiết: Lmax=400 (mm) Ta tính lượng dư cho ngun cơng phay mặt đầu mang cá cấp xác cần đạt là7 khối lượng phôi đúc 9,18(kg)vật liệu chế tạo phôi thép 45 Như xác định, qui trình cơng nghệ gồm bước: phay thô phay tinh Chi tiết định vị theo mặt phẳng đáy phiến tỳ mặt bên chốt trụ, mặt hông chốt trám Theo bảng 10/39/Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy, với phơi đúc, đường kính < 1250 (mm), cấp xác 7-9 Rz=250 (m), Ti=350 (m) Sau bước thứ nhất.Theo bảng 10/32/Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy, với phay thô: Rz=50 (m),Ti=50(m), phay tinh: Rz=10 (m),Ti=30(m) Sai lệch không gian tổng cộng xác định theo công thức sau: phôi= - cv giá trị độ khơng vng góc mặt đầu so với bề mặt chuẩn thô Theo bảng 4-40/133/Sổ tay công nghệ chế tạo máy,với phôi đúc khuôn kim loại cv= 0,3-1,5 (m/mm) Chọncv=1,0 (m/mm)  cv=1,0.400=400 (m) - sph giá trị sai lệch mặt đầu độ cong phôi gá đặt để phay, lấy 200(m) Ta có sai lệch khơng gian tổng cộng: phôi===447 (m) Sai số gá đặt phay thô xác định theo công thức:gđ=  sai số chuẩn chiều dài:C=0 Theo bảng 24/48/Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy, định vị phiến tỳ, kẹp chặt ren vít, bề rộng chi tiết H=400 (mm)  K=0(m).Vì phương lực kẹp vng góc với phương kích thước thực Vậy sai số gá đặt ngun cơng phay mặt đầu lấy gđ= 10 (m) sai số phụ thuộc khẳ người lắp ráp đồ gá dụng cụ để điều chỉnh ta chọn dụng cụ điều chỉnh có độ xác 10(m) Theo cơng thức Kơvan, lượng dư nhỏ nhất: 2Zmin=2.(Rzi-1+Ti-1+)  lượng dư nhỏ phay là: 2Zmin=2.(250+350+)=2.1065 (m) Ta có: - kích thước phay là: l=(lDN-)+2Zmin=400-0,1+2.0,097=400,094 (mm) - kích thước phơi: lphơi=400,094+2Zmin=400,094+2.1,065=402,13 (mm) Theo bảng 3.91/248/Sổ tay công nghệ chế tạo máy_Tập I, ta có:  dung sai phay thơ:=300 (m) (cấp xác 12) Theo bảng 3.97/253/Sổ tay cơng nghệ chế tạo máy_Tập I:  dung sai phay phôi:ph=400 (m) Vậy ta có: - sau phay là: lmin=400,094 lmax=400,094+0,3=400,394 (mm) - kích thước phơi: lmin=402,13 (mm) Lmax=402,13+0,4=402,53 (mm) Lượng dư nhỏ lớn nguyên công: 2Zmin=402,13-400,094=2,036 (mm)=2036 (m) 2Z max=402,53-400,394=2,136 (mm)=2136 (m)  lượng dư tổng cộng gia công: 2Z0min=94+2036=2130 (m) 2Z0max=274+2136=2410 (m) Kiểm tra kết phay 2Zmax-2Zmin=2136-2036=100 (m) ph-=400-300=100 (m)  Kết tính tốn Bảng kết tính tốn lượng dư cho ngun cơng trên: Kết Rz (m) Ti (m)  (m)  (m) Zmin (m) Lt (m)  (m) Lmin (m) Lmax (m) 2Zmin Phôi 250 350 447 400 400 400 402,53 (m) 2Zmax Khi gia công 50 50 45 10 1018 400,094 300 400,094 400,394 2036 2136 (m) 6.2 Tra lượng dư cho bề mặt cịn lại: Với phương pháp chế tạo phơi phương đúc khuôn kim loại, ta độ xác phơi cấp I, theo bảng 3-9/252/Sổ tay công nghệ chế tạo máy_Tập I, ta tra lượng dư cho bề mặtnhư sau: - lượng dư mặt đáy chuẩn thô C=2 (mm) - lượng dư mặt đầu C=2 (mm) - lượng dư hai mặt bên C=2 (mm) - lượng dư hai mặt mang cá C=2,5(mm) TíNH Và CHA CHế Độ CắT CHO CáC NGUYÊN CƠNG Cụ THể: 7.1 Ngun cơng 1: Phay mặt D Lập sơ đồ gá đặt: Để phay mặt D ta định vị bậc tự đủ Ta lấy mặt A có diện tích lớn tạo độ cứng vững cao làm chuẩn thô, mặt A định vị bậc tự chốt trám, hai bậc tự ta dùng phiến tỳ định vị bên cnh Hỡnh v s gỏ t: Nguyên công Rz40 w Kẹp chặt: Dùng ê tô để kẹp chặt, tạo thuận lợi cho việc tháo lắp dễ dàng đảm bảo lực kẹp cần thiết Chọn máy: Máy phay đứng 6M82 Theo bảng 7-13 trang 460 [Sổ tay CNCTM] ta có: Cơng suất máy N m = 7,5kW, phạm vi tốc độ trục 31,5 – 1600 vg/ph ngang, 90 – 1400 vg/ph thẳng đứng, với 18 cấp tốc độ, phạm vi bước bàn máy dọc 25-1250, ngang 25-1250, thẳng đứng 8,3-416,6, thước khuôn khổ máy 2445x1745x1880 Số vòng quay tiêu chuẩn máy :31,5; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 315; 400; 500; 630; 800; 1000; 1250; 1600 Chọn dao: Phay dao phay mặt đầu chắp thép gió, có kích thước tra theo bảng 6-16 trang 388 sau: D = 160 mm, d = 50 mm, B =45 mm, Z = 16 Lượng dư gia công: Phay 1lần với lượng dư phay Zb1 = mm Chế độ cắt: + Chiều sâu cắt: t = 2mm + Lượng chạy dao: Theo bảng 5-95 trang 208 ta có: lượng chạy dao S0 = 1–2,6 mm/vòng, chọn S0 = 1,5 mm/vòng Sz = 0,09 mm/răng + Tốc độ cắt: Với Sz = 0.09 mm/răng , D =160mm, số Z = 16 răng.Theo bảng 96 trang 209 ta có: Vb = 49,5 m/ph Ta tra hệ số phụ thuộc: k1 : Hệ số phụ thuộc vào chu kỳ bền, yêu cầu T thực = 1.5.Tdn nên k1 = 0,92 k2 : Hệ số phụ thuộc vào trạng thái vật liệu phôi (đúc), k2=0,8 k3 : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc chiều rộng phay, k3 = k4 : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc dạng gia công( tinh), k4 = 0,8 vt = vb.k1.k2.k3 k4= 49,5.0,92.0,8.1.0,8 = 29,14 m/ph Xác định số vịng quay tính tốn trục nt cơng thức: (vịng/phút) Ta chọn số vịng quay theo máy nm = 63 vòng/phút.Như vậy, tốc độ cắt thực tế là: m/phút Lượng chạy dao phút Sp = Sz.Z.n = 0,09.16.63 =90,72 mm/phút 7.2 Nguyên công nguyên công 3: Phay hai mặt bên Lập sơ đồ gá đặt: Với nguyên công để phay mặt bên ta định vị bậc tự Ta lấy mặt D vừa gia công làm chuẩn tinh, mặt D định vị bậc tự phiến tỳ, hai bậc tự ta dùng chốt trụ có khía nhám định vị mặt bên cạnh cịn li Hỡnh v s gỏ t: Nguyên công w Rz40 Với nguyên công để phay mặt bên ta định vị bậc tự Ta lấy mặt D vừa gia công làm chuẩn tinh, mặt D định vị bậc tự phiến tỳ, hai bậc tự ta dùng chốt trụ trơn định vị mặt bên cạnh cịn lại Hình v s gỏ t: Nguyên công w Rz40 Kẹp chặt: Dùng ren ốc để kẹp chặt, tạo thuận lợi cho việc tháo lắp dễ dàng đảm bảo lực kẹp cần thiết Chọn máy: Thông số: bề rộng phay B=25 (mm), kích thước cần đạt 380, vật liệu thép C45, phơi xác cấp I Chọn máy gia công máy phay ngang 6H82, cơng suất máy NM=7 (KW), số vịng quay trục n=200 (v/ph) Chọn dao: Phay dao phay mặt đầu, có kích thước tra theo bảng 6-16 trang 387như sau: D = 80 mm, d = 27 mm, B =36 mm, Z = 10 Lượng dư gia công: Phay lần với lượng dư phay thô Zb1 = mm Chế độ cắt: Với nguyên công mục đích gia cơng để làm chuẩn ting cho ngun cơng sau, mà ta gia cơng thơ + Chiều sâu cắt: t = mm + Lượng chạy dao: Theo bảng 5-94 trang 208 ta có: lượng chạy dao Sz = 0.08 – 0.15 mm/răng, chọn Sz = 0.12 mm/răng S = 1, mm/vg + Tốc độ cắt: Với Sz = 0.12 mm/răng , D =80mm, số Z = 10 Theo bảng 96 trang 209 ta có: Vb = 44 m/ph Ta tra hệ số phụ thuộc: k1 : Hệ số phụ thuộc vào chu kỳ bền, yêu cầu T thực = 1,5.Tdn nên k1 = 0,92 k2 : Hệ số phụ thuộc vào trạng thái vật liệu phôi (đúc), k2=0,8 k3 : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc chiều rộng phay, k3 = k4 : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc dạng gia công( thô), k4 = vt = vb.k1.k2.k3 k4= 44.0,92.0,8.1.1 = 32,38 m/ph Xác định số vịng quay tính tốn trục nt cơng thức: (vịng/phút) Ta chọn số vịng quay theo máy nm = 118 vòng/phút.Như vậy, tốc độ cắt thực tế là: m/phút Lượng chạy dao phút Sp = Sz.Z.n = 0,12.10.118 =141,6 mm/phút 7.3 Nguyên công 4: Phay mặt A Lập sơ đồ gá đặt: Để phay mặt A ta định vị bậc tự đủ Ta lấy mặt D làm chuẩn tinh , mặt D định vị bậc tự phiến tỳ, hai bậc tự ta dùng phiến tỳ định vị bên cạnh Hình vẽ sơ đồ gá đặt: 10 Nguyên công S w S cht: ren c kẹp tạo lợi cho tháo lắp dễ dàng đảm bảo lực kẹp thiết Kẹp Dùng để chặt, thuận việc cần Chọn Máy cần máy: khoan 2H55 Theo bảng 7-24 trang 470 ta có: Cơng suất máy N m = 4kW, phạm vi tốc độ trục 20 - 2000 vg/ph, với 21 cấp tốc độ, kích thước khuôn khổ máy 2350x1000x3320 Chọn dao: Theo bảng 6-5 trang 369 Mũi khoan thép gió P6M5, D = 13,6mm, L = 160mm, l = 100mm Chọn dao vát mép theo tiêu chuẩn vát rộng lỗ13,6 Mũi ta rô để cắt ren hệ mét: do=16;L=90; l=40; d=14; s=2,5 Chế độ cắt:  Chiều sâu cắt: t = D/2=6,8 mm  Lượng chạy dao: Theo bảng 5-58 trang 181.Với vật liệu Thép 45 có HB = 170…217 (thuộc nhóm thép gia cơng 6) ta có: S = 0,16 0,22 mm/vg Chọn lượng chạy dao theo máy S = 0,2 mm/vg  Tốc độ cắt Tốc độ cắt tính theo cơng thức: V= Trong đó: Cv, m, y, q: hệ số số mũ cho bảng 5-43 trang 175  Cv = 8,9 m = 0,2 y = 0,7 q = 0,4 T: chu kỳ bền dao cho bảng 5-30 trang 24 [2] T = 25 phút 18 Hệ số hiệu chỉnh chung cho tốc độ cắt phụ thuộc vào điều kiện cụ thể: kV = kMV.klV.kuv Trong đó: kMV hệ số xét đến tính chất vật liệu chi tiết gia công với vật liệu chi tiết C45 cób = 750 Mpa theo 5-1 trang [2] ta có: Theo 5-2 trang [2] ta có: kn = nV = 0,9 nên: klv : Là hệ số phụ thuộc chiều sâu gia cơng, theo 5-31 trang 24 [2] ta có: k lv =1 kuv : Là hệ số phụ thuộc vật liệu dụng cụ cắt, theo 5-5 trang [2] ta có: kuv =1 kV = kMV.knV.kuv = 1.1.1 = Thay số ta có: V = (m/ph) Ta xác định số vịng quay tính tốn trục nt vào cơng thức: vg/ph chọn m = 10  Số vòng quay trục theo dãy số vịng quay: vg/ph  Tốc độ cắt thực: (m/ph)  Mô men xoắn Mx Mô men xoắn: Mx = 10.CM.Dq.S y.kMP Theo 5-32 trang 25 [2] ta có: CM = 0,0345 q=2 y = 0,8 Theo 5-9 trang 25 [2] ta có: kMP = Mx = 10.CM.Dq.S y.kMP = 10.0,0345.13,62.0,20,8.1 = 17,76 (Nm)  Lực chiều trụcPo Lực chiều trục: P0 = 10.CP.Dq.S y.kP Theo 5-32 trang 25 [2] ta có: CP = 68 q=1 y = 0,7 Theo 5-9 trang 25 [2] ta có: kP = P0 = 10.CP.Dq.S y.kP = 10.68.13,61.0,20,7.1 = 2204,09 (N)  Công suất cắt Ne 19 (kW) Ta thấy Ne < Nm = 4kW hợp lý 7.8.Nguyên công 9: Khoan, vát mép, ta rô Khoan lỗ  8,5 lỗ ta rô lỗ M10 Lập sơ đồ gá đặt:: mặt A định vị bậc tự phiến tỳ ,mặt bên định vị bậc tự chốt trụ ,mặt định vị bậc tự chốt trụ có khía nhám Sơ đồ gá đặt Nguyªn c«ng S S S w w Kẹp chặt: Dùng ren ốc để kẹp chặt, tạo thuận lợi cho việc tháo lắp dễ dàng đảm bảo lực kẹp cần thiết Chọn máy: Máy khoan cần 2H55 Theo bảng 7-24 trang 470 ta có: Cơng suất máy N m = 4kW, phạm vi tốc độ trục 20 - 2000 vg/ph, với 21 cấp tốc độ, kích thước khuôn khổ máy 2350x1000x3320 Chọn dao: Theo bảng 6-5 trang 369 Mũi khoan thép gióOCT 887-43, D = 8,5mm, L = 120mm, l = 80mm 20 Mũi khoan thép gióOCT 887-43, D = 6mm, L = 100mm, l = 65mm Mũi ta rô để cắt ren hệ mét: do=10;L=80; l=24; d=8; s=1,5 Xác định công bội máy: Với m = 10 chọn theo dãy tiêu chuẩn Chiều sâu cắt t =D/2=8,5/2=4,25 (mm) Theo bảng 5.89/21/Sổ tay công nghệ chế tạo máy_Tập II, với vật liệu gia công thép , HB > 170, ta có lượng chạy dao vịng: S=0,27-0,13 (mm/vòng), chọn theo máy: S=0,2 (mm/vòng) Theo bảng 5.90/86/Sổ tay công nghệ chế tạo máy_Tập II, với vật liệu gia cơng thép, HB > 170, S=0,25 (mm/vịng), ta có tốc độ cắt: Vb=35,5 (m/ph) Ta tra hệ số phụ thuộc: + Hệ số phụ thuộc vào chu kỳ bền, yêu cầu Tthực = Tdn nên K1 = + Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào vật liệu dao, với dao thép gió nên K = + Hệ số điều chỉnh phụ thuộc chiều sâu lỗ với H