Đồ án môn học Khí cụ Điện

Luận Văn: Đồ án môn học Khí cụ Điện

-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 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 càngcòn 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 Ra 0,630,32

Độ không song song của các tâm lỗ cơ bản trong khoảng (0,03 

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 vớiđiều kiện kỹ thuật và điều kiện sản xuất.

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

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%).

5000  



V: Thể tích chi tiết

V = V1+V2+V3

V1=0,750,12 .0,50,17 1,50,241,5.0,06.0,10,07773 (dm3) V2=0,172.2.0,122. .0,340,1 0,04348

V3=0,042 0,050,00025

Đặc điểm của phơng pháp

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 giữa hai nửa khuôn Thông thờng độ bóng của dập thể tích đạt đợctừ 2 4, độ chính xác đạt đợc ( 0,1  0,05).

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 gâyra nứt.

Qua việc phân tích chức năng, điều kiện làm việc và sản lợng của chi tiết ta chọn phơng pháp chế tạo phôi dập là phù hợp nhất.

Chơng 5 Lập thứ tự các nguyên công

5.1 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 máy chủ yếu là máy vạn năng nên ta chọn phơng án gia công tập trung nguyên công và gia công tuần tự các bề mặt.

-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 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

Nguyªn c«ng 2

Nguyªn c«ng 5 vµ 6

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 để xác định lợng d gia công

+ Phơng pháp thống kê kinh nghiệm+ Phơng pháp tính toán phân tích

Phơng pháp thống kê kinh nghiệm xác định lợng d gia công bằng kinh nghiệm Nhợc điểm của phơng pháp này là không xét đến những điều kiện gia công cụ thể nên giá trị lợng d thờng lớn hơn giá trị cần thiết.

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 cóLợng d vật dập, 2  0,5 mmLợng d gia công thô, 1 mmLợng d gia công tinh, 1 mm

6.2 Nguyên công 2

+ Phay mặt đầu thứ hai

Lợng d dập, 2  0,5 mm

Lợng d gia công thô, mmLợng d gia công tinh, 1 mm

6.3 Nguyên công 3

+ Phay mặt đầu trụ 8

Lùng d vật dập, 2  mm

+ Khoan, khoÐt, doa lố 20

Lùng d vật dập 20 mm

Lùng d gia cẬng thẬ 0,8: 2 = 0,4 mmLùng d gia cẬng tinh 0,2: 2 = 0,1 mmườ nhÌm bề mặt Rz20

Vật liệu, thÐp C45Chi tiết mÌy, cẾng gỈt

TrỨnh tỳ gia cẬng bề mặt lố 20 cũa cẾng gỈt gổm cÌc nguyàn cẬng

- Khoan lố- KhoÐt rờng lố- Doa tinh lố

Cả ba nguyàn cẬng tràn Ẽều cọ củng chuẩn ẼÞnh vÞ lẾ

Mặt ẼÌy ẼÞnh vÞ 3 bậc tỳ do bÍng 3 phiến tỨ, khội V ng¾n ẼÞnh vÞ vẾo trừ 24khộng chế 2 hai bậc tỳ do vẾ khội V tỳ lỳa ẼÞnh vÞ vẾo trừ 24 còn lỈi khộng

Co: độ lệch của đờng tâm lỗ, Co = 20 m

-y: độ cong đờng trục lỗ, y=1,3 m/mml : chiều dài lỗ, l = 30 mm

 a 2021,3.30243.8m

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 = 19,924d2 = 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 2Zmax = 19,984 - 19,824 = 0,16 mm = 160 m

Khi khoét, 2Zmin = 19,924 - 19,656 = 0,268 mm = 268 m 2Zmax = 19,824 - 19,456 = 0,368 mm = 368 m

Bảng tính lợng d gia công lỗ 200,016

Thứ tự các nguyên công và các bớc của bề mặt phải tính lợngd

Các yếu tố tạo thành lợng d

Giá trị tính toánDung sai (m)

Kích thớc giới hạn (mm)

Trị số giới hạn của lợng d (m)

RzTaa bZbmin(m)

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 = 208Kiểm tra kết quả tính toán

Sau khi doa, 2Zmax- 2Zmin = 160 – 92 = 68 1 - 2 = 100 - 32 = 68

Sau khi khoét, 2Zmax- 2Zmin = 368- 268 =100 1 - 2 = 200 - 100 = 100.

6.5 Nguyên công 5

+ Khoan- taro M4 trên trụ 24Lợng d vật dập, 4 mm

Lợng d gia công thô, 3,5: 2 = 1,75 mmLợng d gia công tinh, 0,5: 2 = 0,25 mm

6.6 Nguyên công 6

+ Khoan- taro M4 trên trụ 34

Lợng d vật dập, 4 mm

Lợng d gia công thô, 3,5: 2 = 1,75 mmLợng d gia công tinh, 0,5: 2 = 0,25 mm

6.7 Nguyên công 7

+Nguyên công kiểm tra

Chơng 7 Tính chế độ cắt cho một nguyên công và tra cho cácbề 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 chốttỳ 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: Pmax =19,650N(2000Kg).

+ Chọn dao

Chọn dao phay mặt đầu răng chắp mảnh hợp kim cứng.Các thông số dao, (bảng 4-94[6])

Đờng kính dao, D = 100mm.Góc nghiêng chính,  = 60.Số răng, z = 10.

Mác hợp kim, P6M5

+ Lợng d

Lợng d gia công vật dập 2  0,5mm.Lợng d gia công thô 1mm.

Bớc tiến một răng SZ = 0,5/10 =0,05

-+ Vận tốc cắt khi phay

Trong đó các giá trị Cv, m, x, y, u, q, p tra trong sổ tay công nghệ chế tạo máybảng 5-39.

Cv=64,7; q=0,25; x=0,1; y=0,2; u=0,15; p=0; m=0,2.T: Tuổi bền của dao cho ở bảng 5-40, T=180.

kMV=1; knv=0,8; Kuv=1,15.kv=1.0,8.1,15=0,92

+ Vận tốc cắt khi phay

+ Số vòng quay

Tra bảng 5-41 dao hợp kim cứng (STCN Tập 2)

CP =825; u =1,1; x =1; w= 0,2; y=0,75; q =1,3.Thay số vào ta đợc

+ Momen cắt

+ Công suất cắt

Bớc tiến một răng, SZ = 0,5/10 = 0,05

+ Vận tốc cắt khi phay

Trong đó các giá trị Cv, m, x, y, u, q, p tra trong sổ tay công nghệ chế tạo máybảng 5-39.

Cv=64,7; q=0,25; x=0,1; y=0,2; u=0,15; p=0; m=0,2.T: Tuổi bền của dao cho ở bảng 5-40 T=180.

kMV=1; knv=0,8; Kuv=1,15.kv=1.0,8.1,15=0,92

+ Vận tốc cắt khi phay

+ Số vòng quay

Tra bảng 5-41 dao hợp kim cứng (STCN Tập 2)

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

-Thay số vào ta đợc

+ Momen cắt

+ 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

Đờng kính dao, D = 200 mmChiều rộng dao, B = 25 mmGóc nghiêng chính,  = 60Số răng, z = 20

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

Đờng kính dao, D = 50 mm

-Chiều rộng dao, B = 10 mmGóc nghiêng chính,  = 60Số răng, z = 14

Chiều rộng lỗ dao phay, d= 16mm

+ Lợng d

Lợng d gia công vật dập, 2  0,5 mmLợng d gia công, 2mm

+ Tra chế độ cắt

Chiều sâu cắt, t = 2mm

Lợng chạy dao răng, Sz = 0,01mm/răng

 Lợng chạy dao vòng, Sv = 200,01 = 0,2mm/vòngVận tốc cắt khi phay yupv

Trong đó các giá trị Cv, m, x, y, u, q, p tra trong sổ tay công nghệ chế tạo máy bảng 5-39.

Cv=1340; q=0,2; x=0,4; y=0,12; u=0; p=0; m=0,35.T: Tuổi bền của dao cho ở bảng 5-40, T=180

kv = kMV.knv.kuv

kMV = 1; knv = 0,8; Kuv = 1,15kv = 1.0,8.1,15 = 0,92

+ Vận tốc cắt khi phay

+ Số vòng quay

200 750

Tra bảng 5-41, (STCN Tập 2) với dao hợp kim cứng CP = 68,2; u =1; x = 0,68; w= 0; y= 0,72; q =0,68Thay số vào ta đợc

+ Momen cắt

Các đặc tính kỹ thuật của máy:

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

Công suất động cơ N = 2,8kw, công suất động cơ nâng cần N = 1,7kwSố vòng quay trục chính trong một phút: 25; 37,5; 56; 90; 132; 200; 315; 475; 710; 1060; 1600; 2500.

Công suất động cơ, N =3 kW

+ Chọn dao

Mũi khoan thép gió đuôi côn có các thông sốd =19 mm; L = 190mm; l = 120mm

Mũi khoét P6M5

-Mũi doa P6M5

+ Lợng d gia công

(tra bảng 24-T86[7])Khoan lỗ, 19mm.Khoét lỗ, 0,4Doa thô, 0,1

Bớc 1 Chế độ cắt của khoan lỗ 19, ta dùng mũi khoan thép gió.Chiều sâu cẳt khi khoan lỗ, 9,5

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 ỡi cắt là thép gió.

Bảng 5.1 (Sổ tay CNCTM - t2)B = 750  KMV = 1

KUV = 1, Bảng 5.6 (Sổ tay CNCTM – t2)KLV = 1, Bảng 5.31 (Sổ tay CNCTM – t2) KV = 1

 V = .145,0.45

= 22,1 m/ph n = 10003,14..DV = 10003,14..2219,1 = 371 vòng/ph Chọn n=315 vòng/ phút

V= 18,8 m/phút

Các hệ số ta tra đợc ở bảng 5.29 (Sổ tay CNCTM - t2), với vật liệu làmlỡi cắt là P6M5.

= 14,12 m/ph n =

= 227,2 v/phChọn n=200 v/ph

Các hệ số ta tra đợc ở bảng 5 - 29 (Sổ tay Công nghệ chế tạo máy –Tầp 2), với vật liệu làm lỡi cắt là P6M5.

Cv = 16,2; q =0,4; m = 0,2; y = 0,5; x=0,2

Tuổi thọ của mũi khoét tra đợc theo bảng 5 – 30 (Sổ tay công nghệchế tạo máy – Tập 2), T = 30 (phút).

HÖ sè Kv = KMV.KUV.KTV

-KMV = 1, B¶ng 5-50 Sæ tay CNCTM IIKUV = 1, B¶ng 5-50 Sæ tay CNCTM IIKTV = 1, B¶ng 5-50 Sæ tay CNCTM II KV = 1

= 64,3 m/phn =

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

Mx = 10.0,0345.192,0.0,120,8.1 = 1,08 Nm P0 = 10.68.191.0,120,7.1 = 2926 N

9750315.08,1

Thay số vào các công thức ta có

Mx = 10.0,09.19,81.0,400,9.0,120,8.1 = 1,43 Nm P0 = 10.67.0,41,2.190.0,120,65.1 = 56,23 N

+ Tra chế độ cắt

Bớc 1 Chế độ cắt của khoan lỗ 3.5, sử dụng mũi khoan thép gióChiều sâu cẳt khi khoan lỗ, 1.75

Với

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.

Bảng 5-1 Sổ tay CNCTM IIB = 750  KMV = 1

KUV = 1, Bảng 5-6 Sổ tay CNCTM IIKLV = 1, Bảng 5-31 Sổ tay CNCTM II KV = 1

= 29.6 m/ph

n = 10003,14.D.V = 10003,14..293,5,6 = 2696.88 vòng/phútChọn n=2000 vòng/ phút

Các hệ số ta tra đợc ở bảng 5 - 49 (Sổ tay Công nghệ chế tạo máy –Tầp 2), với vật liệu làm lỡi cắt là P6M5.