Đồ án công nghệ chế tạo máy_bạc

Đồ án công nghệ chế tạo máy_bạc

Lời nói đầu Hiện nay, cùng với sự phát triển của ngành cơ khí, môn công nghệ chế tạo máy thực sự là hành trang mỗi kĩ s- tr-ớc khi ra tr-ờng,ng-ời công nhân có thể dựa vào làm cơ sở thiết kế Môn công nghệ chế tạo máy đ-ợc đem vào giảng dạy ở hầu hết các tr-ờng kĩ thuật và càng ngày không ngừng đ-ợc cải tiến d-ới sự nghiên cứu của các chuyên gia hàng đầu Đối với mỗi sinh viên cơ khí, đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy là môn học giúp sinh viên làm quen với việc giải quyết các vấn đề tổng hợp của công nghệ chế tạo máy đã đ-ợc học ở tr-ờng qua các giáo trình cơ bản

về công nghệ chế tạo máy Khi làm đồ án này ta phải làm quen với cách sử dụng tài liệu, cách tra sổ tay cũng nh- so sánh lý thuyết đã học với thực tiễn sản xuất cụ thể một sản phẩm điển hình.Để hoàn thành đ-ợc đồ án môn học này, em xin chân thành cảm ơn sự h-ớng dẫn của thầy Phí Trọng Hảo cùng các thầy cô giáo thuộc bộ môn Công Nghệ Chế Tạo Máy tr-ờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội Do làm lần đầu đ-ợc hoàn thành môn học này, tất nhiên không thể tránh khỏi có sai sót Em rất mong có

đ-ợc sự chỉ bảo giúp đỡ của các thầy và các bạn

Hà Nội Ngày 29 Tháng 10 Năm 2007 Sinh viên

Nguyễn Xuân Hoàng

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:

Bạc là loại chi tiết đ-ợc dùng rộng rãi trong kết cấu cơ khí.Đó là những chi tiết có dạng hình ống tròn,thành mỏng,mặt đầu có vai hoặc không có vai,mặt trong có thể

là dạng trụ hoặc côn.Mặt làm việc của bạc th-ờng là mặt trong,và do đó ở mặt trong

có khi có rãnh dầu và do đó lại phải có lỗ ngang vuông góc với đ-ờng tâm bạc để tra dầu

Chức năng làm việc của chi tiết càng : chi tiết cần yêu cầu thiết kế là chi tiết mặt

bích của máy đóng bàu.Đây là chi tiết dạng bạc,nó có chức năng dùng để lắp ráp

đầu trục để đỡ trục,mặt trong lắp với ổ lăn để đỡ trục

* Các bề mặt làm việc của bích:

+ Các mặt đầu tiếp xúc với thành hộp khi lắp ráp

+ Mặt trụ trong của bích dùng để lắp ráp ổ lăn đỡ trục

+ Mặt trụ ngoài tiếp xúc với lỗ hộp

* Các kích th-ớc quan trọng :

+Đ-ờng kính mặt trụ ngoài 62 dùng để lắp với lỗ hộp

+Đ-ờng kính mặt trụ trong 55 dùng để lắp ổ lăn

+ Khoảng cách các tâm lỗ lắp bu lông 130 dùng để cố định bích với thành hộp

* Điều kiện kỹ thuật cơ bản của chi tiết:

+Đ-ờng kính mặt ngoài 62 của bích đạt cấp chính xác cấp 7

+Đ-ờng kính mặt trụ trong 55 của bích đạt cấp chính xác cấp 7

+ Độ đồng tâm của mặt ngoài 62 và mặt lỗ 55 đạt không lớn hơn 0,1 mm

+Độ không vuông góc giữa mặt đầu và đ-ờng tâm lỗ bích nằm trong khoảng 0,1 mm/100mm đ-ờng kính

+Độ nhám bề mặt nh- sau:

+ Luôn chịu ứng suất thay đổi theo chu kỳ

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

Tính công nghệ trong kết cấu đối với chi tiết dạng càng bạc :tính công nghệ có ý nghĩa quan trọng vì nó ảnh h-ởng trực tiếp đến năng suất và độ chính gia công Vì vậy , khi thiết kế chi tiết dạng bạc nên chú ý kết cấu của nó qua một số điều kiện kỹ

ỉ115 ỉ130

Chi tiết bạc đỡ (hình trên) đ-ợc chế tạo bằng ph-ơng pháp đúc từ gang xám GX15-32 Quá trình đúc không quá phức tạp , nh-ng cần phải có mặt phân cách vì chi tiết có dạng tròn xoay nên không thể đúc trong một hòm khuôn Cần l-u ý rằng bạc có đ-ờng kính lỗ là 55, 40 trong khi chiều dài lỗ là 21mm, do vậy việc tạo



đ-ợc tạo thành sau quá trình gia công Với mặt trụ 62 dùng để định vị bích vào lỗ hộp ,khi chế tạo phôI ta có thể đúc liền Sau đó tạo hình dáng mặt trụ 62 bằng cách tiện trên máy tiện

III) Tính trọng l-ợng và sản l-ợng của chi tiết:

a)Tính trọng l-ợng của chi tiết:

Với yêu cầu của đề bài ta có dạng sản xuất của chi tiết bạc là dạng sản xuất hàng loạt vừa

Từ các thông số kỹ thuật của bản vẽ chi tiết ta tính đ-ợc khối l-ợng của chi tiết bích :

.21=278596,5 (mm3

) -V2:Khối trụ đ-ờng kính trong 62,đ-ờng kính ngoài 130 chiêu cao 6mm

V2 = h

4

) (D22 D 11



4

) 62 130 (

14 ,

2

)  Thể tích của bích là :

V = V1+V2-(V3+V4)=

= 278596,5 +79014,96-(28495,5+11304) =317811,96(mm3

)=0,32(dm3

)  Khối l-ợng của bích là : G = V.

Với khối l-ợng của chi tiết là G = 2,36 kg < 4 kg và dạng sản xuất là sản xuất hàng loạt vừa nên sản l-ợng sản xuất hàng năm là : 500  7500 chi tiết

IV)Chọn ph-ong pháp chọn phôi:

1 Ph-ơng pháp chế tạo phôi : Bạc đỡ có hình dáng dạng tròn xoay, nếu ta chế tạo phôi bằng ph-ơng pháp dập thể tích thì có thể có đ-ợc cơ tính rất cao Tuy nhiên, vật liệu để chế tạo bạc đỡ là gang xám GX15-32 nên ta không thể dùng ph-ơng pháp dập để chế tạophôi Ph-ơng pháp tạo phôi hợp lý nhất là phôi đúc bởi nó cho một số -u điểm đặc biệt quan trọng mà ph-ơng pháp khác không có đ-ợc:

- Phôi không bị nứt, vỡ khi chế tạo

- Sản xuất linh hoạt nên giá thành rẻ

- Giá thành tạo khuôn rẻ

- Ngoài ra, nếu chọn đ-ợc ph-ơng pháp đúc hợp lý sẽ cho vật đúc cơ tính cũng rất cao

Bên cạnh đó, nó có một số nh-ợc điểm:

- L-ợng d- lớn

- Độ chính xác của phôi không cao

- Năng suất thấp

- Phôi dễ mắc khuyết tật

Tuỳ thuộc vào loại khuôn, mẫu, ph-ơng pháp rót ta có thể dùng nhiều ph-ơng pháp đúc khác nhau và có các đặc điểm khác nhau Ta có thể xét các đặc điểm của chúng nh- sau

1.1 Đúc trong khuôn cát

Đúc trong khuôn cát là dạng đúc phổ biến Khuôn cát là loại khuôn đúc một lần( chỉ đúc một lần rồi phá khuôn) Vật đúc tạo hình trong khuôn cát có độ chính xác thấp, độ bóng bề mặt kém, l-ợng d- lớn Thích hợp với vật đúc phức tạp, khối l-ợng lớn Không thích hợp cho sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối

Ph-ơng pháp đúc trong khuôn cát khó cơ khí hoá và tự động hoá

1.2 Đúc trong khuôn kim loại:

Đúc trong khuôn kim loại có thể thực hiện việc điền đầy kim loại theo nhiều cách:

 Rót tự do:

Thích hợp cho sản xuất hàng loạt lớn, vật đúc nhỏ, trung bình, cấu tạo đơn giản Vật đúc có cơ tính cao, dùng đúc các vật liệu khác nhau Tuy nhiên hạn chế

đúc gang xám

 Điền đày kim loại đ-ới áp lực:

Sản xuất hàng loạt lớn, hàng khối Vật đúc nhỏ, đơn giản Đúc vật đúc yêu cầu chất l-ợng cao, thích hợp cho cả vật liệu có nhiệt độ nóng chảy thấp

1.3 Đúc ly tâm

Dùng trong sản xuất hàng loạt nhỏ và vừa, vật đúc tròn xoay, rỗng Không dùng cho vật liệu có thiên tích lớn Cơ tính vật đúc không đều

1.4 Đúc liên tục:

Dùng trong sản xuất hàng loạt Vật đúc có dạng thỏi hoặc ống, có thiết diện không

đổi trên suốt chiều dài, độ dài lớn Vật đúc có mặt ngoài và mặt trong đạt chất l-ợng cao, không cần gia công

1.4 Đúc trong khuôn vỏ mỏng:

Dùng trong sản xuất hàng loạt, vật đúc nhỏ và trung bình Chế tạo vật đúc có chất l-ợng cao, kim loại quý, l-ợng d- gia công nhỏ Tuy vậy, giá thành sản xuất đúc là rất lớn

Xuất phát từ những đặc điểm về sản xuất và kết cấu của chi tiết bạc đỡ: dạng sản xuất hàng loạt lớn, Vật liệu gang xám GX15-32, vật đúc tròn xoay, kết cấu không phức tạp, yêu cầu chất l-ợng cao, năng suất cao ở đây ta chọn ph-ơng pháp tạo phôI là ph-ơng pháp đúc trong khuôn kim loại, điền đầy kim loại bằng ph-ơng pháp rót áp lực

2 Bản vẽ lồng phôi:

Từ ph-ơng pháp chế tạo phôi đã chọn trên, ta có thể xác định đ-ợc l-ợng d- và sai lệch về kích th-ớc cho chi tiết đúc nh- sau:

- L-ợng d- gia công về kích th-ớc phôi

Vật đúc nhận đ-ợc từ các mẫu gỗ, dùng khuôn kim loại dễ tháo lắp và sấy khô

Do vậy cấp chính xác chi tiết đúc nhận đ-ợc là cấp chính xác II

Theo bảng 3-95 trang 252(Sổ tay CNCTM) ta có l-ợng d- về kích th-ớc phôi: + Với những kích th-ớc  50mm: l-ợng d- đạt đ-ợc là 2,5mm

+ Với những kích th-ớc 50 L  120mm: l-ợng d- đạt đ-ợc là 3mm

- Sai lệch cho phép về kích th-ớc phôi

Theo bảng 3-98 trang 253 (Sổ tay CNCTM) ta có:

+ Với những kích th-ớc  50mm sai lệch cho phép: 0,5mm

+ Với những kích th-ớc 50 L  120mm sai lệch cho phép: 0,8mm

- Sai lệch cho phép về trọng l-ợng phôi: 7%

Từ đây ta có thể vẽ đ-ợc bản vẽ lồng phôi cho chi tiết đúc nh- trang bên

0,4 Ø47,5+

Ø52 +

0,3 Ø40

Ø55 Ø62 h7 H7

+) Dao tiÖn ngoµi th©n cong g¾n m¶nh hîp kim cøng BK8, φ = 450, H = 40,

= 25, L = 200, T = 90ph (tra b¶ng 4.4[2]), dïng tiÖn mÆt ®Çu vµ tiÖn trßn ngoµi +) Dao tiÖn lç cã g¾n m¶nh hîp kim cøng BK8, φ = 600, R = 1, H = B = 16,

L = 170, P = 60, T = 90ph (tra b¶ng 4.13[2])

V.2) Nguyên công 2: Tiện thô mặt đầu 2, tiện mặt trụ 130, vát mép

- Ph-ơng pháp gia công: Tiện trên máy tiện vạn năng bằng dao tiện mặt đầu, dao tiện ngoài

- Định vị vào mặt tròn ngoài 130 hạn chế 2 bậc tự do và mặt đầu 3 hạn chế 3 bậc tự

+) Dao tiện ngoài thân cong gắn mảnh hợp kim cứng BK8, φ = 450, H = 40,

B = 25, L = 200, T = 90ph (tra bảng 4.4[2]), dùng tiện mặt đầu

+) Dao tiện ngoài thân thẳng gắn mảnh hợp kim cứng BK8, φ = 600, H = 40,

B = 25, L = 170, T = 90ph (tra bảng 4.5[2]), dùng tiện mặt ngoài

- Sơ đồ nguyên công:

V.3) Nguyªn c«ng 3: TiÖn tinh mÆt ®Çu 2, tiÖn tinh lç 55,mÆt trô 62

- Ph-¬ng ph¸p gia c«ng: TiÖn trªn m¸y tiÖn v¹n n¨ng b»ng dao tiÖn mÆt ®Çu, dao tiÖn lç

- §Þnh vÞ vµo mÆt trßn ngoµi 130 h¹n chÕ 2 bËc tù do vµ mÆt ®Çu 3 h¹n chÕ 3 bËc tù

15

12 6

V.4) Nguyªn c«ng 4: Khoan 6 lç 6,5, khoÐt 6 lç 11

- Ph-¬ng ph¸p gia c«ng: Khoan, khoÐt trªn m¸y khoan cÇn b»ng mòi khoan vµ mòi khoÐt

- §Þnh vÞ vµo mÆt ®Çu 1 h¹n chÕ 3 bËc tù do, mÆt lç 55 h¹n chÕ 2 bËc tù do

V.5) Nguyên công 5: Khoan và tarô lỗ M6

- Ph-ơng pháp gia công: Khoan, tarô trên máy khoan cần bằng mũi khoan và mũi tarô

+) Mũi tarô ngắn có chuôi chuyển tiếp, có p = 1,75; L = 89; l = 29; l1 = 105;

d1 = 9; vật liệu: phần l-ỡi cắt thép gió P6M5, phần chuôi thép 45

(tra bảng 4.136[2])

- Sơ đồ nguyên công:

6 lo M6

V.6) Nguyên công 6: Kiểm tra

 Độ đồng tâm giữa 62 và 55 không quá 0,1mm

- Dụng cụ: đồng hồ so với độ chính xác 0,01mm

- Chi tiết đ-ợc gá trên bạc lắp trên trục gá

 Độ vuông góc giữa mặt đầu A và đ-ờng tâm lỗ 55

- Dụng cụ: đồng hồ so với độ chính xác 0,01mm

- Chi tiết đ-ợc gá trên bạc lắp trên trục gá

Ta tính l-ợng d- khi gia công lỗ 55H7, còn tất cả các bề mặt gia công khác của chi

tiết thì tra theo Sổ tay Công nghệ :

*Yêu cầu kĩ thuật của bề mặt cần gia công :

Vật liệu: vật liệu gia công là gang xám 15-32 có HB = 190

Độ nhẵn bóng bề mặt sau khi gia công : Ra = 2,5

Để đảm bảo yêu cầu kĩ thuật trên, cần thực hiện gia công qua 2 b-ớc công nghệ

là :

+ Gia công thô

Ti1: Chiều sâu lớp khuyết tật do b-ớc công nghệ sát tr-ớc để lại

i1: Sai lệch vị trí không gian do b-ớc công nghệ sát tr-ớc để lại

i: Sai số gá đặt chi tiết ở b-ớc công nghệ đang thực hiện

-Giá trị tổng cộng Rz i -1 + Ti 1 =600m cho phôi đúc cấp chính xác cấp II(bảng 3.2 [7] ).Sau b-ớc công nghệ đầu tiên với vật liệu gang đúc Ti1không còn do vậy sau khi tiện thô thì tiện tinh chỉ còn Rz.Tra bảng 3.5 [7] ta có Rz sau tiện thô là 50

+lk : sai số do lệch thao đúc tạo lỗ , lk = 0,5 mm=500m (bảng 2.11)

+cv: sai số do độ cong vênh của mặt lỗ sau khi đúc,xác định theo hai ph-ơng dọc trục và h-ớng kính,

cv = 2 2

) ( ) ( k d  k l ( Tra bảng 3-7 [7] )

k:độ cong vênh đơn vị lấy theo bảng 3.7

+ L-ợng d- nhỏ nhất khi tiện thô là :

2 Zbmin = 2 ( 600 + 2 2

110 5

,

501  ) =2227 (m )=2,23 mm + L-îng d- nhá nhÊt khi tiÖn tinh lµ :

2 Zbmin = 2.(50 + 2 2

90 1 ,

Trong đó :Tct, Tph là giới hạn trên của dung sai chi tiết và phô có giá trị lần l-ợt

bằng

30 (m) và 500 (m)

Kiểm tra độ chính xác của các kích th-ớc tính toán đã thực hiện:

Tiện tinh Zmax - Zmin=520-290=230(m), tho -tinh=300-70=230(m),

Tiện thô Zmax - Zmin=2930-2230=700m), phoi -tho

VII Tính chế độ cắt cho nguyên công khoan và tarô lỗ M6 và tra chế độ cắt cho các nguyên công còn lại

VII.1 Tính chế độ cắt cho nguyên công khoan và tarô lỗ M6

* Chọn máy và dụng cụ cắt

- Chọn máy: Máy khoan cần 2H53, có công suất động cơ N = 13Kw

(tra bảng 9.22[4])

- Chọn dao:

+) Mũi khoan ruột gà đuôi trụ, vật liệu BK8, L = 101, l = 63

(tra bảng 4.41[2])

+) Mũi tarô ngắn có chuôi chuyển tiếp, có p = 1,75; L = 89; l = 29; l1 = 105;

d1 = 9; vật liệu: phần l-ỡi cắt thép gió P6M5, phần chuôi thép 45

k S T

D C

.

.

( m/phút )

Trong đó :

Cv= 14,7 ; q = 0,25 ; y = 0,55 ; m = 0,125 ; T = 35 ( phút ) Tra bảng 5-28 , 5-29 , 5-30 [2]

6 7 , 14

55 , 0 125 , 0

25 , 0

= 31,7 ( m/phút )

Ta xác định số vòng quay tính toán của trục chính nt dựa vào công thức:

6 14 , 3

7 , 31 1000

1000



=

1000

1500 6 14 , 3

p D S k

.

10 . Tra bảng 5-32 Cm=0,021, q=2,y=0,8

Với n m=1500 vg/ph

Mx=2,086 Nm ta có: Ne=

9750

1500 086 , 2

K S T

D C

.

L-ợng chạy dao: Smáy = 1,6 (mm/vg)

6 8

,

64

5 , 0 9

,

0

2 , 1

= 3,8 (m/ph)

6

8 , 3 1000

VII.2) Tra chế độ cắt cho các nguyên công còn lại

VII.2.1) Nguyên công 1: Tiện thô mặt đầu 1, tiện thô mặt lỗ 55, 40

K1: Hệ số phụ thuộc chu kỳ bền của dao, K1 = 0,92

K2: Hệ số phụ thuộc góc nghiêng chính, φ = 450  K2= 1

K3: Hệ số phụ thuộc trạng thái bề mặt phôi, K3 = 0,8

K4: Hệ số phụ thuộc vào mác vật liệu, K4 = 0,83



Do đó tốc độ cắt thực tế là: Vm =

1000

235.130.1000

K1: Hệ số phụ thuộc chu kỳ bền của dao, K1 = 1,15

K2: Hệ số phụ thuộc góc nghiêng chính, φ = 450  K2= 1

K3: Hệ số phụ thuộc trạng thái bề mặt phôi, K3 = 0,8

K4: Hệ số phụ thuộc vào mác vật liệu, K4 = 0,83

 Vt = 138.1,15.1.0,8.0,83 = 105 m/ph

- Tốc độ quay trục chính n:

62

1000 105

Do đó tốc độ cắt thực tế là: Vm =

1000

530.62.1000

K1: Hệ số phụ thuộc chu kỳ bền của dao, K1 = 0,92

K2: Hệ số phụ thuộc góc nghiêng chính, φ = 600  K2= 0,87

K3: Hệ số phụ thuộc trạng thái bề mặt phôi, K3 = 0,8

K4: Hệ số phụ thuộc vào mác vật liệu, K4 = 0,83

 Vt = 140.0,92.0,87.0,8.0,83 = 74 m/ph

- Tốc độ quay trục chính n:

5 , 54

1000 74

Do đó tốc độ cắt thực tế là: Vm =

1000

530.5,54.1000

K1: Hệ số phụ thuộc chu kỳ bền của dao, K1 = 0,92

K2: Hệ số phụ thuộc góc nghiêng chính, φ = 450  K2= 1

K3: Hệ số phụ thuộc trạng thái bề mặt phôi, K3 = 0,8

K4: Hệ số phụ thuộc vào mác vật liệu, K4 = 0,83

 Vt = 87.0,92.1.0,8.0,83 = 74 m/ph

- Tốc độ quay trục chính n:

40

1000 74

Do đó tốc độ cắt thực tế là: Vm =

1000

530.40.1000

- Vận tốc cắt V:

Tra bảng 5.65[3] với t = 1; S = 1 Vb = 154 m/ph

 Vt = Vb K1.K2.K3

Trong đó:

K1: Hệ số phụ thuộc chu kỳ bền của dao, K1 = 0,92

K2: Hệ số phụ thuộc góc nghiêng chính, φ = 450  K2= 1

K3: Hệ số phụ thuộc trạng thái bề mặt phôi, K3 = 0,8

K4: Hệ số phụ thuộc vào mác vật liệu, K4 = 0,83

K1: Hệ số phụ thuộc chu kỳ bền của dao, K1 = 0,92

K2: Hệ số phụ thuộc góc nghiêng chính, φ = 600  K2= 0,87

K3: Hệ số phụ thuộc trạng thái bề mặt phôi, K3 = 0,8

K4: Hệ số phụ thuộc vào mác vật liệu, K4 = 0,83

 Vt = 123.0,92.0,87.0,8.0,83 = 65 m/ph

- Tốc độ quay trục chính n:

130

1000 65

Do đó tốc độ cắt thực tế là: Vm =

1000

190.130.1000