NỘI DUNG THUYẾT MINH VÀ TÍNH TOÁN ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

NỘI DUNG THUYẾT MINH VÀ TÍNH TOÁN ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

Lời nói đầu

Hiện nay trong các ngành kinh tế nói chung và đặc biệt là ngành cơ khí

đòi hỏi kỹ s cơ khí và cán bộ kỹ thuật cơ khí đợc đào tạo ra phải có kiến thức cơbản vững chắc và tơng đối rộng đồng thời phải biết vận dụng những kiến thức đó

để giải quyết những vấn đề cụ thể thờng gặp trong sản xuất

tạo kỹ s và cán bộ kỹ thuật về thiết kế, chế tạo các loại máy và các thiết bị cơ khíphục vụ các ngành kinh tế trong nền kinh tế quốc dân

làm quen với nhiệm vụ thiết kế,trong chơng trình đào tạo, đồ án môn học côngnghệ chế tạo máy là không thể thiếu đợc đối với sinh viên chuyên ngành chế tạomáy khi kết thúc môn học

giáo:Nguyễn Viết Tiếp,em đã hoàn thành đồ án môn học công nghệ chế tạo máy

đợc giao Trong quá trình thiết kế em đã cố gắng tìm hiểu các tài liệu liên quantuy nhiên sẽ không tránh khỏi những sai sót ngoài ý muốn vì thiếu kinh nghiệmthực tế, thiết kế Do vậy em rất mong đợc sự chỉ bảo của các thầy cô giáo trong

bộ môn công nghệ chế tạo máy và sự đóng góp ý kiến của các bạn để em hoànthiện hơn đồ án của mình cũng nh hoàn thiện hơn vốn kiến thức em vẫn mong đ-

ợc học hỏi

Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo: Nguyễn Viết Tiếp đã hớng dẫn emhoàn thiện đồ án môn học này

Hà Nội, ngày tháng năm 2005

Nội dung thuyết minh và tính toán Đồ án môn học

Công Nghệ Chế Tạo Máy

I Phân tích chức năng làm việc của chi tiết:

Dựa vào đặc điểm kết cấu của chi tiết ta thấy đây là chi tiết dạng càng chúng là một loại chi tiết có một hoặc một số lỗ cơ bản mà tâm của chúng song

Chi tiết dạng càng thờng có chức năng biến chuyển động thẳng của chi tiếtnày (thờng là piston của động cơ) thành chuyển động quay của chi tiết khác nh

là trục khuỷu hoặc ngợc lại Ngoài ra chi tiết dạng càng còn dùng để đẩy bánhrăng khi cần thay đổi tỉ số truyền trong các hộp tốc độ

Trên chi tiết dạng càng ngoài những lỗ cơ bản cần đợc gia công chính xác còn cónhững lỗ dùng để kẹp chặt các rãnh then, các mặt đầu của lỗ và những yếu tốkhác cần đợc gia công

Nh vậy trong trờng hợp này chi tiết đã cho là tay biên trong động cơ đốttrong có nhiệm vụ biến chuyển động tịnh tiến của pit tong thành chuyển độngquay cua trục khuỷu, đây là chi tiết điển hình nhất của chi tiết dạng càng

Khi làm việc tay biên chịu: + lực khí thể

+ lực quán tính của nhóm pittông và lực quán tính của bản thân tay biên

+ các lực trên đều là lực tuần hoàn,va đập

II Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết:

Bề mặt làm việc chủ yếu của tay biên là hai bề mặt trong của hai lỗ, dovậy cần đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật sau:

0,05-+ Các mặt làm việc của chi tiết đợc nhiệt luyện đạt độ cứng 50-55 HRC.

Từ các yêu cầu kỹ thuật ta có thể đa ra một số nét công nghệ điển hình khigia công chi tiết tay biên nh sau:

+ Kết cấu phải bảo đảm khả năng cứng vững

+ Với tay biên có kích thớc nhỏ ta dùng phôi dập

+ Kết cấu của chi tiết nên chọn đối xứng qua mặt phẳng nào đó Đối với tay biêncác lỗ vuông góc cần phải thuận lợi cho việc gia công lỗ

+ Kết cấu của chi tiết phải thuận lợi cho việc gia công nhiều chi tiết cùng mộtlúc

+ Hình dáng của chi tiết phải thuận lợi cho việc chọn chuẩn thô và chuẩn tinhthống nhất

Với tay biên, nguyên công đầu tiên gia công hai mặt đầu cùng một lúc để

đảm bảo độ song song của 2 mặt đầu làm chuẩn cho các nguyên công sau ( giacông hai lỗ chính ) nên chọn chuẩn thô là hai mặt thân biên không gia công vàthứ tự gia công của hai mặt đầu là phay bằng hai dao phay đĩa 3 mặt sau đó màiphẳng để đạt yêu cầu

1





m N N

Trong đó:

N : Số chi tiết tổng cộng đợc sản xuất trong một năm

tiết

m : Số chi tiết trong một sản phẩm

: lợng sản phẩm dự phòng do sai hỏng khi tạo phôi dập gây ra ( = 6%).Chọn  = 4%

3%- : Số chi tiết đợc chế tạo thêm để dự trữ (3%- = 5% - 7%) Chọn 3%- = 6%Thay số ta có:

 6600

100

6 4 1 1

IV Xác định phơng pháp chế tạo phôi:

Phơng pháp tạo phôi phụ thuộc vào tất nhiều vấn đề nh chức năng và kếtcấu của chi tiết máy trong cụm máy ,vật liệu sử dụng ,yêu cần kỹ thuật ,hìnhdáng bề mặt và kích thớc của chi tiết,quy mô và tính loạt của sản xuất.Chọn phôinghĩa là chọn loại vật liệu chế tạo ,phơng pháp hình thành phôi ,xác định lợng dgia công cho các bề mặt ,tính toán kích thớc và quyết định dung sai cho quátrình chế tạo phôi Chọn phôi là một bài toán không dễ dàng Phơng án cuốicùng chỉ có thể đợc quyết định sau khi đã tính toán giá thành của phôi và giáthành của sản phẩm sau khi gia công cơ

Trong khuôn khổ một đồ án môn học không thể trình bày một cách đầy đủphơng pháp chế tạo phôi

Dựa vào kết cấu của chi tiết với đặc trng là chi tiết rát lớn cũng nh những

yêu cầu kỹ thuật và tính kinh tế của sản phẩm Ta chọn vật liệu chế tạo phôi là

độ bóng cấp 7) để làm chuẩn định vị cho các nguyên công sau

- Nguyên công 03: Gia công lỗ nhỏ tay biên và vát mép lỗ, gia công trênmáy doa bằng mũi khoét, doa và dao vát mép

- Nguyên công 04: Vát mép

- Nguyên công 05: Gia công mặt lắp ghép đầu to tay biên, mặt lắp bu lông

và mặt chuẩn phụ trên máy phay ngang bằng dao phay đĩa

- Nguyên công 06: Mài mặt lắp ghép đầu to tay biên, mặt lắp bu lông trênmáy mài.

- Nguyên công 07: Gia công lỗ lắp bu lông

- Nguyên công 08:Lắp nắp biên vào thân biên

- Nguyên công 09: Khoan 2 chốt đinh vị

- Nguyên công 10: Mài phẳng lại hai mặt đầu của tay biên trên máy mài

- Nguyên công 11: Khoét và doa vát mép lỗ đầu to trên máy doa

- Nguyên công 12: Vát mép

- Nguyên công 13:Phay mặt lỗ dẫn dầu

- Nguyên công 14: Khoan lỗ dẫn dầu

- Nguyên công 15: Hạ bậc đầu nhỏ

- Nguyên công 16: Kiểm tra và nghiệm thu

2 Thiết kế cụ thể các nguyên công:

2.1 Nguyên công 01: Gia công hai mặt đầu:

Lập sơ đồ gá đặt: Hai mặt đầu tay biên cần đảm bảo độ song song và cần phải

đối xứng qua mặt phẳng đối xứng của chi tiết, bởi vậy ta sử dụng cơ cấu kẹp tự

định tâm hạn chế cả 3 bậc tự do, và má kẹp có khía nhám định vị vào hai mặtphẳng của thân tay biên bởi đây là chuẩn thô

Kẹp chặt: Dùng hai miếng kẹp để kẹp chặt chi tiết, hớng của lực kẹp từ hai phía

cùng tiến vào, phơng của lực kẹp cùng phơng với phơng của kích thớc thực hiện,

Chọn dao: Phay bằng hai dao phay đĩa ba mặt thép gió, có các kích thớc sau :

D = 160 mm, d = 40 mm, B = 14 mm, số răng Z = 16 răng

2.2 Nguyên công 02:Mài 2 mặt đầu tay biên:

Lập sơ đồ gá đặt: Chi tiết đợc khống chế 3 bậc tự do, gá trên bàn từ của máy

mài

Kẹp chặt: Chi tiết đợc kẹp chặt bằng lực từ của bàn máy mài.

Chọn máy: Máy mài phẳng 3B722

Chọn dao: Đá mài phẳng có các kích thớc sau ( Tra theo bảng 4 - 170 Sổ tay

Kẹp chặt: Dùng cơ cấu trụ trợt thanh răng và kẹp từ trên xuống.

Chọn máy: Máy khoan – phay – doa liên hợp có trục chính thẳng đứng của

Nga 2254BM4 có công suất động cơ truyền dẫn trục chính 8 kW

Chọn dao: Mũi khoét, mũi doa và dao vát mép

2.4 Nguyên công 04: Vát mép đầu còn lại

Lập sơ đồ gá đặt: Định vị tơng tự nh nguyên công 3.

2.5 Nguyên công 05: Gia công mặt lắp ghép đầu to tay biên, mặt lắp bu lông.

Lập sơ đồ gá đặt: Định vị bằng mặt đầu hạn chế 3 bậc tự do Dùng chốt trụ

ngắn ở lố đầu nhỏ tay biên hạn chế 2 bậc tự do và điểm tỳ di động trên mặtchuẩn phụ tay biên để hạn chế bậc tự do xoay

Kẹp chặt: Dùng cơ cấu đòn kẹp, phơng của lực kẹp thẳng đứng Dồn kẹp đợc đặt

ở ngay trên đầu to của tay biên để tăng độ cứng vững

Chọn máy: Máy phay ngang vạn năng 6H82 Công suất của máy Nm = 10kW

Chọn dao: Phay bằng hai dao phay đĩa ba mặt thép gió, có các kích thớc :

Chọn máy: Máy mài phẳng 3E721B3-1 Công suất của máy Nm = 7,5 kW

Chọn dao: Sử dụng đá mài (Tra theo bảng 4 - 170 Sổ tay CNCTM tập 1):

Ký hiệu: , D = 150 mm, H = 60 mm, d = 50 mm, vật liệu : 1A

2.7 Nguyên công 07: Gia công lỗ lắp bu lông

Lập sơ đồ gá đặt: Để đảm bảo độ vuông góc của 2 lỗ với mặt lắp ghép, ta dùng

sơ đồ định vị nh sau: Dùng mặt phẳng hạn chế 3 bậc tự do định vị vào mặt đầucủa tay biên Dùng 1 mặt phẳng nữa để hạn chế 2 bậc tự do Một chốt trám hạnchế 1 bậc tự do định vị vào lỗ đầu nhỏ của tay biên

Kẹp chặt: Dùng cơ cấu đòn kẹp để kẹp chặt chi tiết gia công ngay tại đầu to của

chi tiết

Chọn máy: Máy khoan đứng 2H175 Công suất của máy Nm = 10kW

Chọn dao: Chọn mũi khoan ruột gà 12mm

2.8 Nguyên công 08:Lắp nắp biên với thân biên.

Thực hiện trên bàn nguội

2.9 Nguyên công 09: Khoan 2 lỗ định vị.

Lập sơ đồ gá đặt:Tơng tự nh sơ đồ gá khoan lỗ bắt bu lông.

2.10 Nguyên công 10 : Mài phẳng lại hai mặt đầu của tay biên trên máy mài

Lập sơ đồ gá đặt: Định vị bằng mặt đầu hạn chế 3 bậc tự do trên phần tay biên

chính Dùng một chốt tự lựa (tỳ vào phần tay biên phụ lắp thêm) để tăng cờng độcứng vững

Lập sơ đồ gá đặt: Gia công lỗ biên đầu to cần đảm bảo độ đồng tâm tơng đối

giữa hình trụ trong và hình tròn ngoài của phôi và độ vuông góc của tâm lỗ và

định vị nhờ một mặt phẳng hạn chế 3 bậc tự do định vị vào mặt đầu, một chốtchám định vị vào lỗ nhỏ vừa gia công ở nguyên công trớc hạn chế hai bậc tự do

và điểm tỳ vào đầu biên to hạn chế 1 bậc tự do xoay

Kẹp chặt: Dùng cơ cấu trụ trợt thanh răng và kẹp từ trên xuống

Chọn máy: Máy khoan – phay – doa liên hợp có trục chính thẳng đứng của

Nga 2254BM4

Chọn dao: Mũi khoét, mũi doa và dao vát mép

2.12 Nguyên công 12: Vát mép đầu lỗ còn lại.

Lập sơ đồ gá đặt: Định vị kẹp chặt nh nguyên công trên.

2.13 Nguyên công 13: Phay mặt lỗ dẫn dầu

Lập sơ đồ gá đặt: Mặt đầu chi tiết hạn chế 3 bậc tự do,lỗ đầu nhỏ định vị bắng

chốt trụ nhắn hạn chế 2 bậc tụ do,lỗ đầu to địng vị băng chốt trám hạn chế 1 bậc

tự do

Chọn máy: Máy phay đứng

Chọn dao: Dao phay mặt đầu bằng thép gió có D=40mm, L=2mm,d=16mm,số

răng Z=10 răng

2.14 Nguyên công 14: Khoan lỗ dẫn dầu

Lập sơ đồ gá đặt: Sơ đồ gá đặt nh nguyên công trên.

Kẹp chặt: Dùng bulông đai ốc để kẹp chặt chi tiết

Chọn máy: Máy khoan đứng 2H175 Công suất của máy Nm = 10 kW

Chọn dao: Mũi khoan ruột gà, đuôi trụ, 8 mm, chiều dài L = 20 mm, chiều dài

phần làm việc l = 10 mm ( bảng 4 - 40 Sổ tay CNCTM tập I)

2.15 Nguyên công 15: Phay hạ bậc đầu nhỏ

Lập sơ đồ gá đặt: Dùng cơ cấu kẹp tự dịnh tâm kẹp vào mặt đầu to.

Kẹp chặt: Dùng miếng kẹp để kẹp chặt chi tiết

Chọn máy: Máy phay ngang 6H82.

Chọn dao: Tơng tự nguyên công 1

2.15 Nguyên công 15: Kiểm tra và nghiệm thu

+ Kiểm tra các kích thớc tuyệt đối đã cho ở bản vẽ chi tiết nh : khoảng cách giữahai lỗ lắp bulông, khoảng cách giữa hai lỗ cơ bản của càng, dung sai đờng kính các lỗ cơ bản … Sau đó kiểm tra yêu cầu về các giá trị độ nhám bề mặt …

+ Kiểm tra độ không song song giữa hai đờng tâm lỗ (hình vẽ dới)

+ Kiểm tra độ không song song giữa hai mặt đầu

+ Kiểm tra độ không vuông góc giữa mặt đầu và đờng tâm các lỗ

V Tính lợng d gia công lỗ đầu nhỏ, tra lợng d các bề mặt còn lại:

Qui trình công nghệ gồm hai bớc nguyên công : khoét và doa Chi tiết đợc

định vị mặt phẳng đầu (hạn chế 3 bậc tự do), 1 chốt tỳ ở lỗ đầu to tay biên hạnchế bậc tự do xoay, chụp định vị vào đờng kính ngoài của đầu biên lớn hạn chế 2bậc tự do

Công thức tính lợng d cho bề mặt trụ trong đối xứng 42+0.015:

2.Zi.min = 2 (Rz.i-1 + Ta.i-1 + 2 2

i 

  )Trong đó :

Rz.i-1 : Chiều cao nhấp nhô tế vi do bớc công nghệ sát trớc để lại

Ta.i-1 : Chiều sâu lớp h hỏng bề mặt do bớc công nghệ sát trớc để lại

i-1 : Sai lệch về vị trí không gian do bớc công nghệ sát trớc để lại ( độcong vênh, độ lệch tâm, độ không song song )

i : Sai số gá đặt chi tiết ở bớc công nghệ đang thực hiện

Theo bảng 10 - Thiết kế Đồ án công nghệ Chế tạo Máy, ta có:

Rz=150;Ti=200 nên:Rz.i-1+ Ta.i-1 = 350 m

Sai lệch vị trí không gian tổng cộng đợc xác định theo công thức sau:

Trong đó:

- l,d là chiều dài và đờng kính lỗ

Giá trị lk sai lệch do độ lệch thao dập:

cm =500 m

   93 96 2  500 2 = 507 m

Sai lệch không gian còn lại sau khi khoét là:

1 = k. đối với gia công lỗ thì k = 0,05, đối với gia công thô (hệ số chínhxác hoá)

bằng tổng vector sai số định vị đv và sai số kẹp chặt k, nếu không xét đến sai số

Bây giờ ta có thể xác định lợng d nhỏ nhất theo công thức:

2.Zi.min = 2 (Rz.i-1 + Ta.i-1 + 2 2

Tính các giá trị dti, dmin, dmax, Zbmin, Zbmax

Cột kích thớc tính toán trong bảng ta điền từ ô cuối cùng giá trị lớn nhấtcủa kích thớc theo bản vẽ Dung sai kích thớc của lỗ là 42+0.015

Ph«i: dmaxph = 40.741 mm; dminph = 40.741 -1,3 = 39,441 mm

trªn nguyªn c«ng ®ang thùc hiÖn vµ nguyªn c«ng tríc nã Cßn gi¸ trÞ lîng d lín

c«ng ®ang thùc hiÖn víi nguyªn c«ng kÒ ngay tríc nã

KiÓm tra kÕt qu¶ tÝnh to¸n:

+ Sau khi khoÐt: 2Zmax - 2Zmin = 456 - 251 = 205 m

KÝch thíc tÝnh to¸n

d ti (mm )

Dung sai 

m

KÝch thíc giíi h¹n

Nguyên công tính chế độ cắt (trùng nguyên công thiết kế đồ gá):

Mũi khoét có lắp mảnh hợp kim cứng: D = 41.7 mm

Mũi doa bằng thép gió: D = 42 mm

q

S t T

D C

.



Tra b¶ng 5 - 29 (Sæ tay CNCTM tËp II) víi vËt liÖu gia c«ng lµ thÐp 45, vËtliÖu lìi c¾t lµ thÐp T15K6 Cã :

Theo b¶ng 5 - 2 (Sæ tay CNCTM tËp II): kn = 1, nv = 1Víi thÐp 45 : b = 750 N/cm2

7 , 41 18

3 , 0 2 , 0 25 , 0

6 , 0

75 , 0



Po = 10.67.0.851,2.1,00,65.1.41,70 = 551 (N)

S t T

D C

.

5 ,

10 0 , 3

 n =

42

54 , 3 1000

1000



 D 

V

= 26,83 vg/ph

Bảng kết quả tra chế độ cắt cho các nguyên công còn lại :

1 Nguyên công 1: Phay mặt đầu

2 Nguyên công 2:MàI mặt đầu

4 Nguyên công 4:Vát mép dầu còn lai

5 Nguyên công 5:Gia công mặt lắp ghép đầu to

6 Nguyên công 6:MàI mặt lắp ghép

7 Nguyên công 7:Gia công lỗ lắp bulông.

8 Nguyên công 8:Lắp nắp biên với thân biên.

9 Nguyên công 9:MàI phẳng lại đầu to

10 Nguyên công 10: Giống nguyên công 2

11 Nguyên công 11: Gia công lỗ to

12 Nguyên công 12:Vát mép lỗ dầu to còn lại

13 Nguyên công 13:Phay mặt dầu lỗ dẫn dầu

14 Nguyên công 14:Khoan lỗ dẫn dầu

16 Nguyên công 16: Kiểm tra và nghiệm thu

VIII.Tính thời gian cơ bản cho tất cả các nguyên công:

Trong sản hàng khối thời gian nguyên công đợc xác định theo công thứcsau đây:

Tng = Tcb + Tph + Tphv + Tk

Trong đó :

Tng - Thời gian từng chiếc ( thời gian nguyên công )

Tcb - Thời gian cơ bản ( thời gian cần thiết để biến đổi trực tiếp hìnhdạng, kích thớc và tính chất cơ lý của chi tiết, thời gian này có thể đợc thựchiện bằng máy hoặc bằng tay và trong từng trờng hợp gia công cụ thể có công

Tph - Thời gian phụ ( thời gian cần thiết để ngời công nhân gá, tháo chitiết, mở máy, chọn chế độ cắt, dịch chuyển ụ dao và bàn máy, kiểm tra kích th-

ớc của chi tiết ) Khi xác định thời gian nguyên công ta có thể lấy giá trị gần

đúng Tph = 10%Tcb

(Tphvkt) để thay đổi dụng cụ, mài dao, sửa đá, điều chỉnh máy, điều chỉnh dụng

cụ (Tphvkt = 8%To); thời gian phục vụ tổ chức (Tpvtc) để tra dầu cho máy, thu dọnchỗ làm việc, bàn giao ca kíp (Tphvtc=3%To)

Tk - Thời gian nghỉ ngơi tự nhiên của công nhân (Tk = 5%To)

Nh vậy:

Tng = Tcb + Tph + Tphvkt +Tphvtc+ Tk

1 Thời gian cơ bản của nguyên công 01:

1.1 Phay mặt đầu (phay 1 lần cho cả 2 đầu của tay biên)

 Thời gian cơ bản phay đầu to T2.1

L L L

L L L

3 Thời gian cơ bản của nguyên công 03: Khoét - Doa - Vát mép lỗ  42

- Thời gian cơ bản của bớc khoét: T3.1

L L L

L L L

L L

L L L

6 Thời gian cơ bản của nguyên công 06:MàI mặt lắp ghép.

Thời gian cơ bản xác định theo công thức:

T8= 2.1,2

m t

h S

B B v

L L L

ng

d ct ct

1

5

100

Bct-Chiều rộng của chi tiết,Bct= 50 mm

t -Chiều sâu mài cho một hành trình kép của bàn máy,t = 0,03 mm

h -Lợng d tổng cộng, h = 0,12

03 , 0

12 , 0 60 043 , 0

5 60 35 1000 10

5 5

= 2,14 phút

7 Thời gian cơ bản của nguyên công 07: Khoan 2 lỗ lắp bu lông.

Thời gian cắt cơ bản của bớc khoan: T0.7 =2

n S

L L L