Đồ án công nghệ chế tạo máy_bích chặn

Lời nói đầu Môn học công nghệ chế tạo máy đóng vai trò quan trọng trong ch-ơng trình đào tạo kỹ s- và cán bộ kỹ thuật về thiết kế và chế tạo các loại máy, các thiết bị phục vụ các ngành

Lời nói đầu Môn học công nghệ chế tạo máy đóng vai trò quan trọng trong ch-ơng trình đào tạo kỹ s- và cán bộ kỹ thuật về thiết kế và chế tạo các loại máy, các thiết bị phục vụ các ngành công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải

Đồ án môn học công nghệ chế tạo máy kỳ 9 là một trong các đồ án có tầm quan trọng nhất đối với một sinh viên khoa cơ khí Đồ án giúp cho sinh viên hiểu những kiến thức đã học không những môn công nghệ chế tạo máy mà các môn khác nh-: máy công

cụ, dụng cụ cắt Đồ án còn giúp cho sinh viên đ-ợc hiểu dần về thiết kế và tính toán một qui trình công nghệ chế tạo một chi tiết cụ thể

Đ-ợc sự giúp đỡ và h-ớng dẫn tận tình của thầy Pgs-Pts: nguyễn thế đạt

trong bộ môn công nghệ chế tạo máy đến nay đồ án môn học của em đã hoàn thành Tuy nhiên việc thiết kế đồ án không tránh khỏi sai sót em rất mong đ-ợc sự chỉ bảo của các thầy và sự chỉ bảo của các bạn

Em xin chân thành cảm ơn thầy Pgs-Pts :nguyễn thế đạt đã giúp đỡ em

hoàn thành công việc đ-ợc giao

Hà Nội, ngày 17/11/2002

Sinh viên :lê thăng khoa

nội dung thuyết minh và tính toán Đồ án môn học

Công Nghệ Chế Tạo Máy

1 Phân tích chức năng làm việc của chi tiết:

- Theo đề bài thiết kế: Thiết kế qui trình công nghệ chế tạo chi tiết bích nhặn với sản l-ợng 1000 chi tiết/năm, điều kiện sản xuất tự do

Bich chặn là một dạng chi tiết trong họ chi tiết dạng hộp, chúng là một loại chi tiết

có một hoặc một số lỗ cơ bản mà tâm của chúng song song với nhau

Điều kiện làm việc đòi hỏi khá cao:

+ Luôn chịu ứng suất thay đổi theo chu kỳ

+ Luôn chịu lực tuần hoàn, va đập

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

Bề mặt làm việc chủ yếu của bich chặn là các bề mặt trong của lỗ và các bề mặt làm việc của bích chặn

Qua các điều kiện kỹ thuật trên ta có thể đ-a ra một số nét công nghệ điển hình gia công chi tiết nh- sau:

+ Kết cấu của hộp phải đ-ợc đảm bảo khả năng cứng vững

+ Với bích chặn, với kích th-ớc không lớn lắm phôi nên chọn là phôi đúc và vì để

đảm bảo các điều kiện làm việc khắc nghiệt củabích chặn

+ Chiều dài các lỗ cơ bản nên chọn bằng nhau và các mặt đầu của chúng thuộc hai mặt phẳng song song với nhau là tốt nhất

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

+ Kết cấu phải thuận lợi cho việc gia công nhiều chi tiết cùng một lúc

+ Kết cấu thuận lợi cho việc chọn chuẩn thô và chuẩn tinh thống nhất

+ nguyên công đầu bên gia công hai mặt đầu cùng một lúc để đảm bảo độ song song của 2 mặt đầu và để làm chuẩn cho chi tiết và mặt bên là phay bằng hai dao phay

đĩa 3 mặt sau đó mài phẳng để đạt yêu cầu

3 Xác định dạng sản xuất:

Sản l-ợng hàng năm đ-ợc xác định theo công thức sau đây:

N = N1m(1 + /100) Trong đó:

N : Số chi tiết đ-ợc sản xuất trong một năm;

N1 : Số sản phẩm (số máy) đ-ợc sản xuất trong một năm;

m : Số chi tiết trong một sản phẩm;

 : Số chi tiết đ-ợc chế tạo thêm để dự trữ (5% đến 7%)

 N = 1000.1.(1 + 6%) = 1060 ( sản phẩm)

Sau khi xác định đ-ợc sản l-ợng hàng năm ta phải xác định trọng l-ợng của chi tiết Trọng l-ợng của chi tiết đ-ợc xác định theo công thức:

Q = V. = 0,123.7,852 = 1 kg Theo bảng 2 trang 13 – Thiết kế đồ án CNCTM, ta có:

số l-ợng d- tăng 0.3  0.5 mm; nếu bề mặt có độ nhấp nhô thấp hơn thì trị số l-ợng d- tăng thêm 0.5  0.8 mm Trong tr-ờng hợp này bề mặt gia công của ta có

Ra = 2,5 (cấp nhẵn bóng : cấp 6 có Rz = 40) Ta có các l-ợng d- t-ơng ứng nh- sau:

5 Lập thứ tự các nguyên công, các b-ớc (vẽ sơ đồ gá đặt, ký hiệu định vị, kẹp chặt, chọn máy, chọn dao, vẽ chiều chuyển động của dao, của chi tiết)

- Nguyên công 3 : Phay mặt bên đạt kích th-ớc 280,1, gia công trên máy phay ngang bằng dao phay ( đạt đ-ợc độ nhám Ra = 5 cấp độ bóng cấp 4)

- Nguyên công 4 : Phay mặt bên đạt kích th-ớc 280,1, gia công trên máy phay ngang bằng dao phay ( đạt đ-ợc độ nhám Ra = 10 - cấp độ bóng cấp 5)

Nguyên công 5-6 : Phay 2 mặt đầu đạt kích th-ớc 1280,1, gia công trên máy phay ngang bằng hai dao phay đĩa 3 mặt có đ-ờng kính tối thiểu là 200 mm

( đạt đ-ợc độ nhám Ra = 4 - cấp độ bóng cấp 4)

- Nguyên công 7 : Gia công lỗ to đạt kích th-ớc 250,05 và vát mép lỗ, gia công trên máy doa bằng mũi khoét, mũi doa và dao vát mép để đạt đ-ợc độ nhám Ra = 2,5

- Nguyên công 8 : Gia công lỗ đạt kích th-ớc 4,9,130,05 gia công trên máy khoan, doa bằng mũi khoét, mũi doa để đạt đ-ợc độ nhám Rz = 40

- Nguyên công 9 : Gia công lỗ dầu đầu nhỏ, khoan trên máy khoan với 2 mũi có

đ-ờng kính 10 và 8 Sau đó ta rô để thoả mãn yêu cầu

5.2 Thiết kế các nguyên công cụ thể:

5.2.1 Nguyên công I-2 : Phay mặt bên

Lập sơ đồ gá đặt: Hai mặt bên 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 3 bậc tự do, mặt phẳng tì hạn chế 3 bâc tự do là đủ có sơ đồ gá đặt nh- sau:

Kẹp chặt : Vì ở đây chỉ gia công mặt phẳng nên chỉ dùng định vị 3 BTD là đủ để

có thể điều chỉnh máy đạt đ-ợc kích th-ớc theo yêu cầu

Chọn máy: Máy phay nằm đứng vạn năng 6H12 Công suất của máy Nm = 10kW

Chọn dao: Phay bằng dao phay ngón có gắn mảnh hợp lim cứng, có các kích

th-ớc sau( Tra theo bảng 4-69 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 2):

d = 40 mm, L = 221 mm, l = 63 mm, số răng Z = 6 răng

L-ợng d- gia công: Phay 1 lần với l-ợng d- phay thô Zb = 3 mm

Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt Chiều sâu cắt t = 3 mm, l-ợng chạy dao S = 0.1

64,192.1000

.1000

d n m



188,4 m/phút

L-ợng chạy dao phút là Sp = Sr.z.n = 0,1.6.1500 = 900 mm/phút Theo máy ta có

Sm = 500 mm/phút

5.2.2.Nguyên công3: phay mặt đầu.

Lập sơ đồ gá đặt:t-ơng tự nguyên công I gia công trên máy phay đứng dùng 1chốt chụ ngắn có vít ốc hạn chế 2 bậc tự do và một mặt phẳng tì hạn chế 3 bậc tự

do

Kẹp chặt: Dùng cơ cấu kẹp chặt nh- định vị , ph-ơng của lực kẹp vuông góc với

ph-ơng của kích th-ớc thực hiện.Ta có thể điều chỉnh máy đạt đ-ợc kích th-ớc theo yêu cầu

Chọn máy: Máy phay nằm đứng vạn năng 6H12 Công suất của máy Nm = 10kW

Chọn dao: Phay bằng dao phay ngón có gắn mảnh hợp lim cứng, có các kích

th-ớc sau( Tra theo bảng 4-69 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 2):

d = 40 mm, L = 221 mm, l = 63 mm, số răng Z = 6 răng

L-ợng d- gia công: Phay 1 lần với l-ợng d- phay thô Zb = 3 mm

Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt Chiều sâu cắt t = 3 mm, l-ợng chạy dao S = 0.1

nt =  

40.14,3

64,192.1000

.1000

d n m



188,4 m/phút

L-ợng chạy dao phút là Sp = Sr.z.n = 0,1.6.1500 = 900 mm/phút Theo máy ta có

Sm = 500 mm/phút

5.2.2.Nguyên công4: phay mặt đáy:

Lập sơ đồ gá đặt:t-ơng tự nguyên công I gia công trên máy phay đứng dùng 1chốt chụ ngắn có vít ốc hạn chế 2 bậc tự do và một mặt phẳng tì hạn chế 3 bậc tự

do và một chốt tỳ tự nựa hạn chế một bậc tự do

Kẹp chặt: Dùng cơ cấu kẹp chặt nh- cơ cấu định vị , ph-ơng của lực kẹp vuông

góc với ph-ơng của kích th-ớc thực hiện.Ta có thể điều chỉnh máy đạt đ-ợc kích th-ớc theo yêu cầu

Chọn máy: Máy phay nằm đứng vạn năng 6H12 Công suất của máy Nm = 10kW

Chọn dao: Phay bằng dao phay ngón có gắn mảnh hợp lim cứng, có các kích

th-ớc sau( Tra theo bảng 4-69 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 2):

d = 40 mm, L = 221 mm, l = 63 mm, số răng Z = 6 răng

L-ợng d- gia công: Phay 1 lần với l-ợng d- phay thô Zb = 3 mm

Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt Chiều sâu cắt t = 3 mm, l-ợng chạy dao S = 0.1

64,192.1000

.1000

d n m

Lập sơ đồ gá đặt: Hai mặt đầu thành bên của bích chặn sử dụng cơ cấu kẹp hạn 6

bậc tự do, dùng chốt chụ ngắn có cơ cấu vít me - đai ốc hạn chế 2 bậc tự do và mặt phẳng tì hạn chế 3 bâc tự do và phiến tì hạn chế 1 bậc tự do đảm bảo độ phẳng của hai mặt đầu ta cần gia công hai mặt của hai đầu trong cùng một( đồ gá):

Chọn dao: Phay bằng dao phay mặt răng gắn mảnh thép gió, có các kích th-ớc

sau( Tra theo bảng 4-84 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 2)

: Chọn máy: Máy phay nằm ngang 6H82 Công suất của máy Nm = 7kW

D = 250 mm, d =50 mm, B = 18 mm, số răng Z = 26 răng

L-ợng d- gia công: Phay 2 lần với l-ợng d- phay thô Zb1 = 2.5 mm và l-ợng d- mài thô Zb2 = 0.5 mm

Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt cho một dao Chiều sâu cắt t = 2.5 mm, l-ợng

chạy dao S = 0.1 – 0.18mm/răng, tốc độ cắt V = 32.5 (30,5 hoặc 27,5)m/phút Các hệ số hiệu chỉnh:

K1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào nhóm và cơ tính của thép cho trong bảng

26.1000

.1000

d

v t

Ta chọn số vòng quay theo máy nm = 30 vòng/phút Nh- vậy, tốc độ cắt thực tế sẽ là:

1000

30.250.14,31000

d n m



23,56 m/phút

L-ợng chạy dao phút là Sp = Sr.z.n = 0,13.26.30 =101,4 mm/phút Theo máy ta có

Sm = 95 mm/phút

5.2.4Nguyên công 7:Khoét, Doa, vát mép lỗ  250.05

Lập sơ đồ gá đặt: Gia công lỗ cần đảm bảo độ đồng tâm t-ơng đối giữa hình trụ

trong và hình tròn ngoài của phôi và độ vuông góc của tâm lỗ và mặt đầu bởi vậy ta định vị nhờ một mặt phẳng hạn chế 3 bậc tự do định vị vào mặt đầu vàphiến tì hạn chế 2BTD với vấu tì hạn chế 1BTD còn khi gia công sử dụng

mỏ kẹp dùng làm kẹp chặt và có tác dụng định tâm

Kẹp chặt: Dùng cơ cấu vít me -đai ốc và kẹp từ trên xuống

Chọn máy: Máy khoan đứng 2A135(K135) có đ-ờng kính mũi khoan lớn nhất khi

khoan thép có độ bền trung bình max = 25mm Công suất của máy Nm = 6 kW

Chọn dao: Mũi Khoét có lắp mảnh hợp kim cứng D = 20 mm( có các kích th-ớc

sau: L = 180  355mm, l = 85210 mm), Mũi Doa có lắp mảnh hợp kim cứng

D = 25mm, ( Tra theo bảng 4-47, 4-49 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 2):

L-ợng d- gia công: Gia công 2 lần với l-ợng d- khoét Zb1 = 1,25 mm và l-ợng d- Doa Zb2 = 0,25 mm

Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt cho Khoét Chiều sâu cắt t = 1,25 mm, l-ợng

chạy dao S = 0.8 mm/vòng(0,81), tốc độ cắt V = 10 mm/vòng Ta tra đ-ợc các hệ số phụ thuộc:

k1 : Hệ số phụ thuộc vào chu kỳ bền, B5-109 Sổ tay CNCTM tập 2, k1 = 1 k2 : Hệ số phụ thuộc vàotrạng thái bề mặt phôi,B5-109 Sổtay CNCTM t.2,

72.1000

.1000

10.1000

.1000

5.2.2 Nguyên công 8:khoan- Khoét, Doa,  4;  9;  13

Lập sơ đồ gá đặt: Gia công lỗ cần đảm bảo độ song song t-ơng đối giữa hình trụ

trong và hình tròn ngoài của phôi và độ vuông góc của tâm lỗ và mặt đầu đồng thời cần đảm bảo khoảng cách tâm của các lỗ bởi vậy ta định vị chung nh- ở nguyên công gia công lỗ 4;9;13 nhờ chung một đồ gá chuyên dùng

Chọn dao: Mũi khoan- Khoét có lắp mảnh hợp kim cứng D = 4; 9 ;13 mm, Mũi Doa bằng thép gió D = 4;9;13mm ( Tra theo bảng 4-47, 4-49 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 2):

L-ợng d- gia công: Gia công 2 lần với l-ợng d- khoét Zb1 = 1,25 mm và l-ợng d- Doa Zb2 = 0,25 mm

Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt cho Khoét Chiều sâu cắt t = 1,25 mm, l-ợng

chạy dao S = 1 mm/vòng(11,3), tốc độ cắt V = 86 (hoặc 96)mm/phút Ta tra

đ-ợc các hệ số phụ thuộc:

k1 : Hệ số phụ thuộc vào chu kỳ bền, B5-109 Sổ tay CNCTM tập 2, k1 = 1

k2 : Hệ số phụ thuộc vàotrạng thái bề mặt phôi,B5-109 Sổtay CNCTM t.2, k2=1

k3 : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào Mác của hợp kim cứng, B5-109 Sổ tay CNCTM tập 2, k3 = 1



Khi gia công 2 lỗ 13 ta có thể tính nh- sau:

13.14,3

72.1000

.1000

Xác định chế độ cắt cho Doa Chiều sâu cắt t = 0,25 mm, l-ợng chạy dao S = 1,17 (1,0  1,5 )mm/vòng, tốc độ cắt V = 10 mm/vòng

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

13.14,3

10.1000

.1000

72.1000

.1000

10.1000

.1000

72.1000

.1000

10.1000

.1000

5.2.3 Nguyên công 9:Khoan lỗ dầu đầu  10  8 và ta rô

Lập sơ đồ gá đặt: Khoan lỗ cần đảm bảo độ xuyên tâm của tâm lỗ đồng thời cần

đảm bảo độ song song t-ơng đối của 2 lỗ với nhau bởi vậy ta sử dụng cơ cấu

để hạn chế 6 bậc tự do nh- sau: mặt đầu hạn chế 3 bậc tự do, một phiến tì

chống xoay hạn chế 2BTD và 1 vấu tì hạn chế 1 BTD là đủ

Kẹp chặt: Dùng cơ cấu đòn kẹp, ph-ơng của lực kẹp vuông góc với ph-ơng của

kích th-ớc thực hiện

Chọn máy: Máy khoan đứng 2A125 có đ-ờng kính mũi khoan lớn nhất khi khoan

thép có độ bền trung bình max = 10 mm Công suất của máy Nm = 2,8 kW

Chọn dao: Mũi khoan có kích th-ớc nh- sau d = 10 mm và mũi khoan có d =

8mm ( Tra theo bảng 4-40, 4-41 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 2):

L-ợng d- gia công: Gia công 2 lần với l-ợng d- khoan 1 Zb1 = d1/2 = 3 mm và l-ợng d- khoan lần 2 Zb2 = d2/2 =1 mm

Chế độ cắt:

- Xác định chế độ cắt cho khoan lần 1 lỗ 10, chiều sâu cắt t = 3 mm, l-ợng chạy dao S = 0,17 (0.140,18)mm/vòng, tốc độ cắt V = 27,5 m/phút Ta có các hệ số:

K1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền T của dao, k1 = 1

K2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái thép, k2 = 1

K1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều sâu lỗ, k3 = 1

K4: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào Mác của vật liệu mũi khoan, k1 = 1

vt = vb.k1.k2.k3.k4 = 27,5.1.1.1.1 = 27,5 m/phút

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

10.14,3

5,27.1000

.1000

d

v t

 ta chọn số vòng quay của trục chính theo dãy số vòng quay: nm =

1360vòng/phút

- Xác định chế độ cắt cho khoan lần 1 lỗ 8 Chiều sâu cắt t = 1 mm, l-ợng chạy dao S = 0,05 (hoặc 0,06) mm/vòng, tốc độ cắt V = 43 m/phút

Ta có các hệ số:

K1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền T của dao, k1 = 1

K2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái thép, k2 = 1

K3: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều sâu lỗ, k3 = 1

K4: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào Mác của vật liệu mũi khoan, k4 = 1

vt = vb.k1.k2.k3.k4 = 43.1.1.1.1 = 43 m/phút

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

8.14,3

43.1000

.1000

5.2.4 Nguyên công 10:Kiểm tra

Kiểm tra độ không song song của hai tâm lỗ 25 và 4, 9

Kiểm tra độ không vuông góc giữa đ-ờng tâm lỗ và măt đầu

6 Tính l-ợng d- của bề mặt nào đó, còn tất cả các bề mặt gia công khác của chi tiết thì tra theo Sổ tay Công nghệ [7]

Tính l-ợng d- của bề mặt 25+0,05 Độ chính xác của phôi đúc cấp , trọng phôi: là 1,1 kg vật liệu phôi: G 21-40 :

Qui trình công nghệ gồm hai nguyên công (hai b-ớc) : khoan khoét mở rộng và doa Chi tiết đ-ợc định vị mặt phẳng đầu hạn chế 3 bậc tự do mỏ kẹp hạn chế dùng để kẹp chặt trong quá trình gia công, phiến tì hạn chế 2 bậc tự do và vấu tì hạn chế một bậc

RZa : Chiều cao nhấp nhô tế vi do b-ớc công nghệ sát tr-ớc để lại

Ta : Chiều sâu lớp h- hỏng bề mặt do b-ớc công nghệ sát tr-ớc để lại

a : Sai lệch về vị trí không gian do b-ớc công nghệ sát tr-ớc để lại ( độ cong vênh, độ lệch tâm, độ không song song …)

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

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

28.5,150.5,1

Trong đó:

- k lấy theo bảng 15 –Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy

- l,d là chiều dài và đ-ờng kính lỗ

Giá trị cm (Độ xê dịch phôi đúc ) đ-ợc tra theo bảng 3.77 – Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 1, cm = 0.3 mm = 300m

300

87  = 312,36 m

Sai lệch không gian còn lại sau khi khoét là:

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

1 = 0,05.312,36 =15,618 m

Sai số gá đặt chi tiết b ở b-ớc nguyên công đang thực hiện đ-ợc xác định bằng tổng

