MỤC LỤC MỤC LỤC 1 Danh mục bảng biểu 3 Danh mục hình ảnh 3 LỜI NÓI ĐẦU 4 CHƯƠNG 1 PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT 5 1 1 Phân tích chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết 5 1.
MỤC LỤC Danh mục bảng biểu Bảng 2.1: Tra lượng dư cho bề mặt Bảng3.1: Bảng trình tự gia cơng Bảng3.2: Bảng tiến trình cơng nghệ Danh mục hình ảnh LỜI NĨI ĐẦU Cơng nghệ chế tạo máy ngành then chốt, đóng vai trị định nghiệp cơng nghiệp hố đại hố đất nước Nhiệm vụ công nghệ chế tạo máy chế tạo sản phẩm khí cho lĩnh vực nghành kinh tế quốc dân, việc phát triển ngành công nghệ chế tạo máy mối quan tâm đặc biệt Đảng nhà nước ta Đào tạo kĩ sư cán kĩ thuật thiết kế, chế tạo loại máy thiết bị khí phục vụ ngành kinh tế công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải, điện lực Để giúp cho sinh viên nắm vững kiến thức môn học làm quen với nhiệm vụ thiết kế, chương trình đào tạo, đồ án môn học công nghệ chế tạo máy môn học thiếu sinh viên chuyên ngành chế tạo máy kết thúc môn học Sau thời gian tìm hiểu với bảo tận tình thầy giáo, đặc biệt thầy Nguyễn Trọng Lý đến em hoàn thành đồ án môn học công nghệ chế tạo máy Trong q trình thiết kế tính tốn tất nhiên có sai sót thiếu thực tế kinh nghiệm thiết kế, em mong bảo thầy cô giáo môn công nghệ chế tạo máy đóng góp ý kiến bạn để lần thiết kế sau thực tế sau hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn ! CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CƠNG VÀ XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT 1.1 Phân tích chức điều kiện làm việc chi tiết Bạc côn “ thuộc họ chi tiết dạng bạc Bạc côn chi tiết dạng bạc có đường kính đường kính ngồi lớn 72mm, đường kính lỗ nhỏ 25mm chiều dài tổng cộng chi tiết 144mm Chức chi tiết dẫn hướng trình gia công , thay tế cho ổ bị ổ đỡ , trục làm việc xoay Chi tiết làm việc điều kiện chịu lực ma sát bề mặt lỗ , tải trọng lên mặt lỗ Kết cấu chi tiết không phức tạp tiết máy vạn thơng thường mà đảm bảo yêu cầu kỹ thuật chi tiết 1.2 Phân tích yêu cầu kỹ thuật chi tiết Yêu cầu kỹ thuật chi tiết: + Các kích thước độ nhám bề mặt đảm bảo yêu cầu vẽ + Độ không đồng tâm lỗ ∅28 với lỗ ∅40 < 0.01 + Độ không vng góc mặt đầu với đường tâm lỗ < 0.02 + Độ nhám mặt lỗ ∅28 đạt Ra=2,5 tương ứng với độ nhám cấp + Độ nhám mặt ∅64 đạt Rz=20 tương ứng với độ nhám cấp + Kích thước cịn lại đạt cấp xác IT14 nhám bề mặt Rz=80 - Vật liệu C45 : * Thành phần thép C45 (%): Thành phần hoá học ( % ) Mác thép P S Không 0,2-0.4 0,5-0,8 0,25 C45 0,42-0,5 0,15-0,5 0,25 ( Trang 1455 – 1456 / Sổ tay thép giới ) * Cơ tính độ cứng vật liệu - Gang xám thép có độ bền dộ dẻo có khả chống bào mịn, chống oxy hóa C Si Cr Mn tốt chịu tải trọng cao, độ dai tốt , dễ gia cơng cắt gọt 1.3 Phân tích tính công nghệ kết cấu chi tiết Chi tiết có tính cơng nghệ tương đối tốt Khi gia cơng lỗ lỗ suốt tiến dao dễ dàng Lỗ gia cơng mặt ngồi để làm chuẩn gia cơng lỗ cịn lại Các rãnh , góc bo mặt khơng làm việc đúc giảm bớt bước gia công Mặt lỗ ∅28 , ∅40 lỗ bậc cân nhắc gia cơng lần gá máy tiện Nhận thấy chi tiết có tính cơng nghệ tốt , khơng phải thay đổi kết cấu chi tiết gia công 1.4 Xác định dạng sản xuất Muốn xác định dạng sản xuất ta phải biết sản lượng hàng năm khối lượng chi tiết gia công Theo công thức 2.1 [6]: (chi tiết/năm) Trong đó: �0 = 10000 (chi tiết) N- số lượng sản xuất thực tế trong1 năm �0- số sản phẩm sản xuất theo đơn đặt hàng m- số chi tiết sản phẩm �- tỉ lệ phần trăm số chi tiết phế phẩm không tránh khỏi sản xuất (3 - 6%) � : Tỉ lệ phần trăm số chi tiết dự trữ để phòng ngừa cố (5-7%) 3+5 N = 10000.1 1 + ÷ = 10800 100 Vậy (chi tiết/năm) * Trọng lượng chi tiết: - Được xác định theo công thức: Q1 = V.γ (kg) Trong đó: Q1: trọng lượng chi tiết (kg) V= 0,136 (dm3): Thể tích chi tiết γ : Trọng lượng riêng vật liệu chế tạo chi tiết Ta có: � = 7.85 (kg/dm3) Thể tích chi tiết : V = Vđặc – Vrỗng - Ta có: + Vđặc = V∅72 + V∅64 + V∅58+ V∅28 + V∅36 Vđặc = 362.30.π + 322.80.π + 292.3 π + 142.68 π + 182.6 π Vđặc = 435409 (mm3) + Vrỗng = V∅28 + V∅40 + V∅10 Vrỗng = 142.36.π + 202.50.π + 52.22.π Vrỗng = 86726 (mm3) - Vậy ta tích chi tiết là: V = 435409 - 86726= 348683 (mm3) - Vậy trọng lượng chi tiết là: Q = 348683 10-6 7,85 = 2.719 (kg) Tra theo bảng ta xác định dạng sản xuất loạt lớn Từ kết có qua tính tốn, kết hợp với việc tra bảng 2.2 trang 20 Hướng dẫn thiết kế đồ án CNCTM, ta kết luận chi tiết sản xuất dạng sản xuất hàng loạt lớn CHƯƠNG 2: XÁC ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI VÀ THIẾT KẾ BẢN VẼ CHI TIẾT LỒNG PHƠI 2.1 Xác định phương pháp chế tạo phơi Căn vào dạng sản xuất xác định chương dạng sản xuất loạt lớn ,căn vào kết cấu chi tiết ,căn vào vật liệu chi tiết gia công thép C45 ta chọn phương pháp chế tạo phôi phương pháp đúc Tr 24 [4] `2.2 Tra dư cho bề mặt gia công `2.2.1 Tra lượng dư cho bề mặt gia công Đối với phôi đúc: tra bảng xác định lượng dư bề mặt Tra bảng 3.103 [1] ta có : Bảng 2.1: Tra lượng dư cho bề mặt STT Bề ∅ ∅ Mặt đ ∅ 2.3 Thiết kế vẽ chi tiết lồng phơi - Dựa vào bảng 3.103 [1] có lượng dư gia công thể vẽ lồng phơi - Sai lệch cho phép kích thước chi tiết đúc:, 0,5 , ± 0.8 mm ( Bảng 3-106/ trang 257 [1]) - Sai lệch cho phép khối lượng: 8% ( Bảng 14/ trang 80/[5]) - Sai lệch cho phép kích thước : ( Bảng 3-103/ trang 256/ [1] ) - Lượng co theo chiều dài vật đúc: 1% ( Bảng 23/ trang 90/ [5]) - Độ dốc rút mẫu: 1o30’ ( Bảng 3-7/ trang 177/[1]) ( Bảng 24/ trang 93/[5] ) - Bán kính góc lượn: R = (trang 178 /[1]) * Bản vẽ chi tiết lồng phơi: Hình 2.1: Bản vẽ lồng phơi CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ GIA CƠNG CHI TIẾT 3.1 Xác định đường lối cơng nghệ gia công chi tiết 3.1.1 Tập trung nguyên công - Năng suất gia công tăng lên nhờ gia công song song trùng hợp thời gian máy Nâng cao hệ số sử dụng mặt sản xuất Máy có độ phức tạp cao điều chỉnh máy khó khăn Ứng dụng cho chi tiết phưc tạp có nhiều bề mặt cần gia cơng Áp sở tự động hóa sản xuất nhằm nâng cao suất lao động rút ngắn chu kỳ giảm chi phí điều hành lập kế hoạch sản xuất 3.1.2 Phân tán ngun cơng - Có tính linh hoạt cao : q trình chuyển đổi đối tượng gia cơng thực nhanh chóng chi phí khơng đáng kể - Tăng xuất lao động - Rút ngắn chu kỳ sản xuất - Giảm chi phí điều hành lập kế hoạch sản xuất - Chỉ áp dụng qui mô sản xuất lớn Kết luận : sở phân tích phương pháp tập trung ngun cơng phân tán nguyên công , đồng thời vào dạng sản xuất kết cấu chi tiết , ta chọn phương pháp phân tán nguyên công 3.2 Chọn phương pháp gia cơng Bảng3.1: Bảng trình tự gia cơng Bề mặt Trình tự gia cơng ∅28 Tiện thô =>Tiện tinh ∅72 Tiện thô =>Tiện tinh B Tiện thô =>Tiện tinh ∅58 Tiện thô ∅32 Tiện thô ∅64 Tiện thô =>Tiện tinh Mặt đầu ∅26 ∅40 Tiện Tiện thơ =>Tiện tinh ∅10 Khoan 3.3 Lập tiến trình công Hai phương án công nghệ đề xuất sau : Bảng3.2: Bảng tiến trình cơng nghệ Ngun cơng Phương án Phương án 2 Đúc phôi (đúcáp lực ) Tiện Ø72, khoả mặt đầu, tiện côn Đúc phôi( khuôn cát) Tiện Ø72, khoả mặt đầu, tiện côn Tiện thô lỗ Ø28 Ø40 Tiện Ø64,Ø36 khoả mặt đầu Tiện Ø64,Ø36 khoả mặt đầu Tiện thô lỗ Ø28 Ø40 Tiện tinh Ø64 Ø 36 Tiện tinh Ø64 Ø 36 Tiện tinh lỗ Ø28 Ø40, tiện rãnh ,ren Tiện tinh lỗ Ø28 Ø40, tiện rãnh ,ren Khoan lỗ ∅10 Khoan lỗ ∅10 Kiểm tra Kiểm tra Chọn phương án (2) : - Phương án đúc áp lực cao cần tính tốn khn phức tạp, chi phí làm khn cao, chi tiết đúc phương pháp có khối lượng lớn Mà chi tiết bạc lại có khối lượng bé nên việc sử dụng phương áp đúc phức tạp lãng phí Vì nên ưu tiên sử dụng phương pháp đúc khuôn cát phương án - Với phương án mặt lỗ chưa gia công tinh nên định vị gia công gây sai số gia công 3.4 Thiết kế nguyên công 3.4.1 Nguyên công1 : đúc phôi a, Yêu cầu kỹ thuật - Chi tiết đúc phải cân đối hình dạng - Vật liêu đồng không chứa tạp chất - Sau đúc phải ủ để giảm lớp cứng bề - Vệ sinh ba via, đậu ngót trước gia cơng - Tạo phôi khuôn cát mẫu gỗ đạt cấp xác cấp II 10 Kết cấu phù hợp với cơng dụng Đảm bảo độ xác chi tiết gá đặt đồ gá Sử dụng đồ gá an toàn thuận tiện làm việc Tận dụng kết cấu tiêu chuẩn hóa Chế tạo đồ gá phù hợp với khả chế tạo, lắp ráp thực tiễn sở sản xuất 4.2 Tính chọn cấu gá đặt đồ gá 4.2.1 Chọn cấu gá đặt +Trục gá Hình 4.2 : Trục gá Vật liệu : Thép CT3 HRC 50-55 4.2.2 Xác định cấu kẹp chặt - Chi tiết kẹp chặt bulong đai ốc - Phương lực kẹp song song với phương kính thước -Điểm đặt lực kẹp mặt mặt đầu Ở điểm đặt lực cân đối chi tiết không gây cân lật chi tiết gia công - Các thành phần lực: 33 Hình 4.3 : Sơ đồ phân bố lực + Lực cắt P0 + Lực kẹp chặt W + Mơ men cắt Mx Tính lực kẹp: Phương trình cân lực: Lấy momen cần điểm tỳ vai trục gá với chi tiết ∑ M = Wct.D / − P l = 0 D = Po l ⇒ Để đẩm bảo an toàn ta nhận thêm hệ số an toàn Wct ⇒ Wct = 2.K Po l D Trong : D - Đường kính ngồi mặt tỳ trục gá (D=40mm) Po - Lực chiều trục 34 l - khoảng cách từ mặt phẳng định vị đến tâm lỗ (l=29mm) K - Hệ số an tồn có tính đến khả làm tăng lực cắt q trình gia cơng -Tính hệ số an toàn: K = Ko.K1.K2.K3.K4.K5.K6 K0 - hệ số an tồn tính cho tất trường hợp : K0 = 1,5 K1 - hệ số tính đến trường hợp tăng lực cắt độ bóng thay đổi : K1= 1,2 K2 - hệ số tăng lực cắt dao mòn : chọn K2= 1,15 K3 - hệ số tăng lực cắt gia công gián đoạn : K3= 1,2 K4 - hệ số tính đến sai số cấu kẹp chặt : K4= K5 - hệ số tính đến mức độ thuận lợi cấu kẹp tay : chọn K5= K6 - hệ số tính đến mơ men làm quay chi tiết : K6= Thay số vào ta có : K = 2,484 -Mơmen cắt M tính theo cơng thức: M = 10.CM.Dq.Sy.kp (Nm) Trong đó: CM = 0,041 ( Bảng 5.32 [3.2] : Mũi khoan thép gió) D = 7.5 mm q = ( Bảng 5.32 [3.2] : Mũi khoan thép gió) S = 0,2 mm/vịng ( Bảng 5.25 [3.2] ) y = 0,7 ( Bảng 5.32 [3.2] : Mũi khoan thép gió) n 0,7 σB 650 kp = kMP = 750 = 750 = 0,9 ( Bảng 5.9 [3.2] ) Thay số ta có: M = 10.0,041.102.0,20,7.0,9 = 11,9 Nm Lực chiều trục Po tính theo cơng thức: Po = 10.Cp.Dq.Sy.kp (N) Trong đó: Cp = 42 ( Bảng 5.32 [3.2] : Mũi khoan thép gió) q = 1,0 ( Bảng 5.32 [3.2] : Mũi khoan thép gió) y = 0,7 ( Bảng 5.32 [3.2] : Mũi khoan thép gió) kp = kMP = 0,9 Thay số ta có: Po = 10.42.10.0,20,7.0,9 = 1225N Vậy lực kẹp cần thiết là: 2.2, 484.1225.29 Wct = = 4412( N ) 40 ⇒ Tính kích thước bu lơng kẹp Đường kính bu lơng cần xác định, phải thoả mãn điều kiện bền: W db = C × [σ ] Trong : C = 1,4 ( Với ren hệ mét) [σ]n= 70 N/mm2 ( ứng suất nén giới hạn vật liệu, bulông - chọn C45) 35 W = 4363,5 N ( Lực kẹp) ⇒ db = 4412 70 = 11,1 mm Ta chọn d = 12 mm 1, × 4.3 Xác định kết cấu cấu khác đồ gá 4.3.1 Bạc dẫn khoan Hình 4.4 : Bạc dẫn khoan Sử dụng bạc thay nhanh ngun cơng thực gồm bước khoét doa Phiến dẫn bạc : Vật liệu : Thép Y10 (Trang 14[8]) HRC6 36 4.3.2 Bạc trung gian Hình 4.5: Thân đồ gá Vật liệu : Thép 20X (Trang 14[8]) 4.3.3 Thân đồ gá Hình 4.5: Thân đồ gá Vật liệu : GX15-31 4.4 Xác định sai số chế tạo cho phép đồ gá Sai số chế tạo đồ gá cho phép theo yêu cầu nguyên công để quy định điều kiện kĩ thuật chế tạo lắp ráp đồ gá 37 Như ta có: Sai số gá đặt cho phép : 1 1 ε gd = ε c2 + ε k2 + ε m2 + ε ld2 + ε ctlr ≤ [ε gd ] = ÷ δ 2 ε ctlr = [ε ] gd − ε k2 − ε m2 − ε ld2 − ε c2 ⇒ Trong εk: sai số kẹp chặt phơi , trường hợp lực kẹp vng góc với phương kích thước thực εk= εm: sai số mịn đồ gá,ta có εm= β N với N số chi tiết gia công ; chọn N = 10000 chi tiết ⇒ εm= β N =0,18 =18µm εlđ: sai số lắp đặt đồ gá , lấy εlđ= 10 µm εc : sai số chuẩn định vị chi tiết gia công = 36 µm εgđ: sai số gá đặt, theo bảng 7-3 sổ tay & atlat đồ gá ta có εgđ=80µm Vậy: = = 68 (µm) 4.5 Thiết kế vẽ lắp chung vẽ chi tiết đồ gá 4.6 Điều kiện kỹ thuật đồ gá Từ ta đề yêu cầu kỹ thuật đồ gá sau : + Độ khơng vng góc tâm bạc mặt đế đồ gá không vượt 0,068/100 mm chiều dài + Độ không song song tâm trục gá mặt đế đồ gá 0,068/100 mm chiều dài + Bề mặt làm việc chốt định vị nhiệt luyện đạt độ cứng HRC 50 55 CHƯƠNG 5: TÍNH GIÁ THÀNH GIA CƠNG CHI TIẾT ( NGUYÊN CÔNG ) 5.1 Thời gian gia công + Khoan lỗ Φ 10 L= (72-28)/2 = 22 mm Mà L1= 10/2.Cotg30+ (0,5- 2) mm 38 => L1 = 10/2.Cotg 30 + 1,5 = 6,19 mm L2 = mm => t01= = 0,17 (Phút) =10,2(s) ⇒ Thời gian nguyên công tnc = t01 = 10,2 (s) 5.2 Chi phí tiền lương: - Giả sử, số tiền lương công nhân làm việc 50.000 đ - Chi phí tiền lương cho cơng nhân SL (đồng/giờ) sản xuất trực tiếp nguyên công tính theo cơng thức (tr209[5]): Trong đó: C – số tiền lương công nhân làm việc ttc – thời gian chi tiết ttc = tnc + tpv + ttn +) tnc: thời gian nguyên công (tnc = 78,6 s) +) tpv: thời gian phục vụ nguyên công (bảo dưỡng, chờ việc, …) (tpv = 15 s) +) ttn: thời gian cho nhu cầu tự nhiên (ttn = 15 s) → ttc = 10,2+ 15 +15 = 30,2 (s) = 0,503 (phút) ⇒ 5.3 Giá thành điện: - Chi phí cho điện Sđ phụ thuộc vào công suất máy chế độ cắt xác định theo cơng thức (tr210[5]): Trong đó: Cđ – giá thành kw/giờ (giá điện bình quân 3000 đ bao gồm thuế VAT) Nm – công suất động máy kW (Nm = 4,5 kW) – hệ số sử dụng máy theo công suất (= 1) t0 – thời gian gia công (t0 =0,17 phút) – hệ số thất thoát điện mạch điện (= 0,95) – hiệu suất động (= 0,95) ⇒ 5.4 Chi phí cho dụng cụ: Chi phí cho dụng cụ Sdc xác định theo cơng thức(tr211[5]) Trong đó: – giá thành ban đầu dao (đồng) (Cdc = 000 000 đ) – số lần mài lại dao bị hỏng ( = 20) tm – thời gian mài dao (phút) (tm = 8) Pm – chi phí cho thợ mài phút (Pm = 1200 đ) 39 t0 – thời gian gia công (t0 = 0,17 phút) T – tuổi bền dao (phút) (T = 60 phút) ⇒ 5.5 Chi phí khấu hao máy - Chi phí khấu hao máy số tiền cộng vao cho phí sản xuất để sau thời gian thu số tiền mua máy sử dụng Trong sản xuất lớn, máy thực nguyên công chi phí xác định sau(tr212[5]) Trong đó: – giá thành máy (đồng) (Cm = 100 000 000 đ) - phần trăm khấu hao ( = 10%) n – số chi tiết chế tạo năm (n = 10000 chiếc) ⇒ 5.6 Chi phí sửa chữa máy - Đây chi phí thường xuyên để sửa chữa máy, bao gồm tiền cơng vật tư cần thiết cho sửa chữa máy Ở ta xét máy chuyên dụng Chi phí cho sửa chữa máy Ssc tính theo cơng thức(tr213[5]): Trong đó: R – độ phức tạp sửa chữa máy (R = 19) n – số lượng chi tiết năm (n = 10000 chiếc) ⇒ 5.7 Chi phí sử dụng đồ gá - Ta xác định chi phí sử dụng đồ gá cho chi tiết gia công S sdđg theo cơng thức(tr214[5]: Trong đó: – giá thành đồ gá (đồng) ( 2000000 đồng) A – hệ số khấu hao đồ gá (khấu hao năm A = 0,5%) B – hệ số tính đến việc sử dụng bảo quản đồ gá (B = 0,15) n – số lượng chi tiết năm (n = 10000 chiếc) ⇒ 5.8 Giá thành chế tạo chi tiết nguyên công thiết kế - Giá thành chế tạo chi tiết ngun cơng thiết kế tổng tất chi phí tính trên: 40 Sctnc = SL + Sđ + Sdc + Skh + Ssc + Ssdđg = + + + + + 31 = 1074 ( 41 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]-Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1-GS.TS Nguyễn Đắc Lộc, PGS TS Lê Văn Tiến, PGS TS Ninh Đức Tốn, PGS TS Trần Xuân Việt- Nhà xuất khoa học kỹ thuật [2]- Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2-GS.TS Nguyễn Đắc Lộc, PGS TS Lê Văn Tiến, PGS TS Ninh Đức Tốn, PGS TS Trần Xuân Việt- Nhà xuất khoa học kỹ thuật [3]- Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 3-GS.TS Nguyễn Đắc Lộc, PGS TS Lê Văn Tiến, PGS TS Ninh Đức Tốn, PGS TS Trần Xuân Việt- Nhà xuất khoa học kỹ thuật [4]-Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy-GS.TS Trần Văn Địch [5]-Thiết kế đúc Nguyễn Xuân Bống &Phạm Quang Lộc [6]-Chế độ cắt gia cơng khí- Đại học sư phạm kỹ thuật TP HCM [7]-Giáo trình đồ gá- Đại học Công nghiệp Hà Nội [8]- Alat đồ gá - GS.TS Trần Văn Địch 42 ... KẾ QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ GIA CƠNG CHI TIẾT 3.1 Xác định đường lối công nghệ gia công chi tiết 3.1.1 Tập trung nguyên công - Năng suất gia công tăng lên nhờ gia công song song trùng hợp thời gian... (KW) Đảm bảo công suất cắt gọt + Thời gian gia công: - Thời gian bước 2: Ttc = To + Tp + Tpv + Ttn L + L1+ L S n - Mà ta có: Thời gian gia cơng Chọn L = 50 chọn L1 = 2mm Thời gian gia công góc L3... 0,350,8 1= 9,07 => Công suất cắt Ne= = = 4,93(KW) Mà ta có Ntt= 5.0,8 = kW => Đảm bảo công suất cắt gọt + Thời gian gia công khoan: To = L + L1+ L S n - Thời gian gia công bản: - L= (72-28)/2