Đồ án công nghệ chế tạo máy_dao cắt giấy

Đồ án công nghệ chế tạo máy_dao cắt giấy

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 dao cắt giấy”

với sản l-ợng 8000 chi tiết/năm, điều kiện sản xuất tự do

Dao cắt giấy là một dạng chi tiết trong họ chi tiết dạng đĩa( B<= 0,25 D), chúng là một loại chi tiết hình tròn có chiều dày nhỏ hơn nhiều so với đ-ờng kính chi tiết

Dao cắt giấy có chức năng xén, cắt giấy vì vậy nó không phảI chịu lực lớn nh-ng nó chịu màI mòn khá cao, l-ỡi cắt phải rất sắc mới đảm bảo công việc xén cắt.do đặc thù của điều kiện làm việc nên dao không thể đ-ợc mài sắc th-ờng xuyên ,vì vậy dao đ-ợc làm bằng thép hợp kim Điều kiện làm việc của dao :

+Trong quá trình làm việc l-ỡi cắt luôn chịu ma sát và mài mòn

+ Lực cắt nhỏ , nhiệt độ làm việc không cao

+ Thời gian làm việc liên tục

Nhìn chung điều kiện làm việc của dao không đén nỗi khắc nghiệt lắm

Điều kiện kỹ thuật

Bề mặt làm việc chủ yếu của dao cắt giấy là bề mặt l-ỡi cắt của dao Cụ thể ta cần đảm bảo các điều kiện kỹ thuật sau đây:

+ Độ không vuông góc giữa tâm lỗ và mặt đầu là 0,01 mm

+ Độ không song song giữa 2 mặt đầu là 0,1 mm

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

Tính công nghệ trong kết cấu là những đặc điểm về kết cấu cũng nh- những yêu cầu kỹ thuật ứng với chức năng làm việc của chi tiết gia công Nó có ý nghĩa quan trọng trong việc nâng cao tính công nghệ, giảm khối l-ợng lao động, tăng hệ số sử dụng vật liệu và hạ giá thành sản phẩm

Về tính công nghệ trong kết cấu khi gia công cơ, thì chi tiết có những điểm cần chú ý sau:

+ Chi tiết có thành mỏng nên trong quá trình gia công, vấn đề biến dạng h-ớng kính cần

đ-ợc l-u ý

+ Kết cấu của dao phải đ-ợc đảm bảo độ đảo mặt đầu

+ Với dao, kích th-ớc không lớn lắm phôi nên chọn là phôi dập và vì để đảm bảo

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

+ các lỗ rất thuận lợi trong việc sản xuất loạt lớn

Nhìn chung chi tiết có tính công nghệ trong việc sản xuất loạt lớn

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 = 8000.1.(1 + 6%) = 8480 ( 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. = 0,2.7,852 = 1,6 kg Theo bảng 2 trang 13 – Thiết kế đồ án CNCTM, ta có:

Dạng sản suất: Hàng loạt lớn

4 Chọn ph-ong pháp chọn phôi:

4.1 Phôi ban đầu để rèn và dập nóng:

Tr-ớc khi rèn và dập nóng kim loại ta phảI làm sạch kim loại, cắt bỏ ra từng phần nhỏ từng phần phù hợp đ-ợc thực hiện trên máy c-a

đ-ợc xác định đối với các bề mặt gia công của chi tiết khi làm tròn sẽ tăng l-ợng d- lên với

độ chính xác : + 0,5 mm Trị số l-ợng d- cho trong bảng cho đối với bề mặt R = 80; nếu

bề mặt gia công có Rz = 20  40 thì trị 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 = 1.25 (cấp nhẵn bóng : cấp 7 có Rz = 6.3) 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)

5.1 Lập sơ bộ các nguyên công:

- Nguyên công 1 Tiện mặt đầu đạt kích th-ớc 290,03

, gia công trên máy tiện ngang bằng dao tiện mặt đầu và tiện lỗ đạt kích th-ớc 109 0,035

- Nguyên công 4 : Khoan 6 lỗ 8 trên máy khoan cần

- Nguyên công 5 : Xọc rãnh then 20 x 3 trên máy xọc

- Nguyên công 6 : Nhiệt luyện để ổn định tổ chức

- Nguyên công 7 : Mài mặt đầu nhỏ trên máy mài phẳng để đạt độ bóng bề mặt Ra=2,5

- Nguyên công 8 : Mài lỗ 110 trên trên máy mài tròn để dạt độ bóng bề mặt R=2,5

- Nguyên công 9 : Mài mặt côn trong của l-ỡi cắt trên máy mài tròn để đạt độ bóng bề mặt

Ra=0,63

- Nguyên công 10 : Mài mặt côn ngoài của l-ỡi cắt trên máy mài tròn để đạt độ bóng bề mặt

Ra=0,63

- Nguyên công 11 : Kiểm tra Độ song song của hai mặt đầu dao không đ-ợc quá 0,01mm,

độ vuông góc giữa lỗ tâm với mặt đầu của l-ỡi cắt dao không v-ợt quá

- 0,05 mm,

Thiết kế các nguyên công cụ thể:

Nguyên công I : Tiện mặt đầu , tiện lỗ 109 +0,03

( Bảng 4.14-trang 315-Sổ tay gia công cơ)

Tiện lỗ: dùng dao 2152-16-BK8 (dao tiện lỗ gắn mảnh hợp kim cứng BK8 với các

+tiện tinh: t =2(mm)

1.5.2 L-ợng chạy dao:

- l-ợng chạy dao cho tiện mặt đầu: S = 0,3 (mm/vòng)

(bảng 5-72 trang 64 STCN t2)

Vào gần tâm (khoảng 0,5 bán kính), l-ợng chạy dao S = 0,15(mm/vòng)

- l-ợng chạy dao cho tiện lỗ:

- K1: Hệ số phụ thuộc độ cứng chi tiết K1=0,83

- K2: Hệ số phụ thuộc trạng thái bề mặt K2=0,8

- K3: Hệ số phụ thuộc tuổi bền của dao Với dao BK8 thì K3=1

 Vt = 75 0,83 0,8 1 =49,8 (m/ph)

195

1000.8,49

1000

ph v D

ph m D

1000.42,143

1000

ph v D

.2531000

ph m D

n

1000

ph v D

ph m D

( B¶ng 4.14-trang 315-Sæ tay gia c«ng c¬)

TiÖn bËc: dïng dao 21001-004-BK8 (dao tiÖn kháa mÆt g¾n m¶nh hîp kim cøng

BK8 víi c¸c kÝch th-íc H=20, B =16)

( B¶ng 4.12-trang 314-Sæ tay gia c«ng c¬)

TiÖn c«n : dïng dao 21041-001-BK8 (dao tiÖn g¾n m¶nh hîp kim cøng BK8 víi

Tốc độ cắt đựơc tra theo bảng 5-74 trang 57 (2)

 Tiện thô: Vb= 75(m/ph)

 Vth = Vb K1.K2.K3

Trong đó:

- K1: Hệ số phụ thuộc độ cứng chi tiết K1=0,83

- K2: Hệ số phụ thuộc trạng thái bề mặt K2=0,8

- K3: Hệ số phụ thuộc tuổi bền của dao Với dao BK8 thì K3=1

 Vt h= 75 0,83 0,8 1 =49,8 (m/ph)

109

1000.8,49

1000

ph v D

1000.64,172

1000

ph v D

.3201000

ph m D

1000.12,119

1000

ph v D

chän theo m¸y cã: nm= 401 (v/ph)

1000

170 4011000

ph m D

( B¶ng 4.12-trang 314-Sæ tay gia c«ng c¬)

TiÖn c«n : dïng dao 21041-001-BK8 (dao tiÖn g¾n m¶nh hîp kim cøng BK8 víi

1000

ph v D

.2541000

ph m D

1000.1,152

1000

ph v D

ph m D

1.1 Lập sơ đồ gá đặt:

Gia công lỗ 8 0,05

cần đảm bảo độ độ vuông góc của đ-ờng tâm lỗ và hai mặt đầu song song của dao, yêu cầu đảm bảo độ chính xác về kích th-ớc lỗ Bởi vậy ta định vị nhờ 2 phiến tì hạn chế 3 bậc tự do, định vị vào lỗ 109 hạn chế 2 bậc tự do.Lực kẹp chi tiết h-ớng từ trên xuống ngoài tác dụng kẹp chặt còn có tác dụng chống xoay

+ c : Sai số chẩn

Do ở đây, chuẩn định vị trùng với gốc kích th-ớc nên ta có: c=0

+k : sai số do kẹp chặt gây ra

Lực kẹp ở đây song song với đ-ờng tâm lỗ do vậy nó chỉ gây biến dạng kích th-ớc chiều dài

lỗ mà không ảnh h-ởng tới kích th-ớc đ-ờng kính lỗ

 k = 0

 b  c2  k2 = 0

Ta có bảng tính l-ợng d- gia công lỗ nh- sau:

Với dung sai kích th-ớc đạt đ-ợc sau các b-ớc công nghệ tra bảng 3-91 trang 248 (2)

TT ND Các T.P của Z b min 2Z b min D tt  D gh 2.Z gh

150

60

20

9,82 9,98 10,05

9,67 9,92 10,03

K S T

D C

.

Theo bảng 5-28 (trang 23) và bảng 5-30(trang 24) sổ tay CNCTM có:

Cv = 34,2; q=0,45 ; m=0,2 ; y=0,3; T=45(phút)

Hệ số K = K k K

8 , 9 2 , 34

3 , 0 2 , 0

45 , 0

134,53.1000

ph m D

q v

K S t T

D C

.

Trong đó, các hệ số đ-ợc tra trong bảng5-28 trang 23 (1):

 Vt = 0,83

2,2.1.60

96,9.109

5 , 0 45

, 0

2 , 0

45,18.1000

= 587,35(v/ph) chọn theo máy có: nmáy=720 (vòng/phút)

)

/(62,221000

96,9 7201000

ph m D

đáng kể do vậy ở đây ta chỉ tính lực kẹp do lực cắt P0 và lực kẹp chặt W do cơ cấu kẹp chặt sinh ra

1.6.2 Tính lực cắt:

Nh- phân tích ở trên lực cắt bao gồm : Mô men xoắn Mx và lực chiều trục P0

Theo sổ tay công nghệ chế tạo máy ta có:

Theo bảng 5-32 trang 25, sổ tay CNCTM : với vật liệu phôi là Gang xám GX15-32 và vật liệu dao

là hợp kim cứng có :

- hệ số cho MK:

C =0,012; q = 2,2 ; y= 0,8

Theo b¶ng 5-32 trang 25, sæ tay CNCTM : víi vËt liÖu ph«i lµ Gang x¸m GX15-32 vµ vËt liÖu dao

m

x n M

 khi khoan: N c¾t= 1,025( )

9750

1440.94,6

Mx K

Ko:là hệ số an toàn trong mọi tr-ờng hợp , lấy Ko=1,5

K1:là hệ số kể đến l-ợng d- không đều ,khi khoan lấy K2=1,2

K2:là hệ số kể đến dao cùn làm tăng lực cắt ,lấy K2=1,5

K3:là hệ số kể đến lực cắt không liên tục , lấy K3=1

K4:là hệ số kể đến nguồn sinh lực , kẹp chặt bằng tay lấy K4=1,3

K5:là hệ số kể đến vị trí tay quay khi kẹp , lấy K5=1,2

K6:là hệ số kể đến tính chất tiếp xúc , lấy K6=1

 K = 1,5 1,2 1,5 1 1,3 1,2 1 = 4,212

 W  4,212 2633,67

16.45,0

94,6

1000  = 1426,3 N

1.6.4 Chọn cơ cấu kẹp:

Kẹp chặt: Dùng cơ cấu kẹp đơn giản, kẹp chặt bằng mối ghép ren, lực kẹp h-ớngtừ trên xuống thông

qua mỏ kep

=3137,86 (N)

1.6.5 Cơ cấu dẫn h-ớng và các cơ cấu khác:

 Cơ cấu dẫn h-ớng

Cơ cấu dẫn h-ớng đ-ợc dùng là phiến dẫn cố định , bạc dẫn đ-ợc chọn là loại bạc thay nhanh, bạc

cố định cho bạc thay nhanh

1

2 2 2 2 2

gd ctlr

ld m k c gd

c ld m k

1.8 Yêu cầu kỹ thuật của đồ gá:

- Độ không song song giữa mặt phiến tỳ và mặt đáy không quá 0,077 (mm)

- Độ không vuông góc giũa đ-ờng tâm bạc dẫn h-ớng với mặt đáy gá không lớn hơn 0,077mm

Nguyên công V: Xọc rãnh then 20 x 3

Định vị:

Chuẩn định vị là mặt đầu và hai lỗ 8,5 đối xứng qua tâm Định vị trên hai phiến tỳ,

một chốt trụ, một chốt trám, nh- vậy hạn chế đ-ợc 6 bậc tự do Kẹp chặt bằng hệ

thống đòn kẹp liên động, ph-ơng của lực kẹp trùng với ph-ong kích th-ớc thực hiện

Chọn máy:

Máy xọc 7A414 của liên bang Nga Công suất của máy Nm = 2,8(Kw)

Chọn dao: dùng dao 21810_001-BK8 (dao cạnh thẳng gắn mảnh hợp kim cứng BK8 với các kích th-ớc H=16, B =10)

( Bảng 4.24-trang 325-Sổ tay gia công cơ)

Nguyên công VII: Mài mặt đầu nhỏ trên máy mài phẳng để đạt độ bóng bề mặt Ra=2,5 Định vị:

Chuẩn định vị là mặt đầu l-ỡi cắt của Định vị trên bàn từ của máy mài, hạn chế đ-ợc

3 bậc tự do Kẹp chặt bằng hai khối V côn, khi máy hoạt động, bàn từ hút chặt 2 khối

V khiến chi tiết đ-ợc cố định

Chuẩn định vị là mặt đầu nhỏ, một chốt trụ, một chốt trám mặt đầu đựơc định

vị trên phiến tỳ ,hai chốt đặt tại 2 lỗ 8,5 đối xứng Kẹp chặt bằng 2 vít cấy đ-ợc lắp vào 2 lỗ đối xứng nhau

Chiều sâu cắt: t =0,5(mm)

Vận tốc đá: Vđ = 40(m/s)

L-ợng chạy dao: :

B-ớc tiến dao dọc Sd = 0,5 (mm/v) (bảng 5-207 trang 184 STCN t2)

L-ợng chạy dao ngang Sn = 0,003 (m/htk) (bảng 5-207 trang 184 STCN t2)

B-ớc tiến dao dọc Sd = 0,5 (mm/v) (bảng 5-207 trang 184 STCN t2)

L-ợng chạy dao ngang Sn = 0,003 (m/htk) (bảng 5-207 trang 184 STCN t2)

Vận tốc chi tiết: V= 73(m/ph)

Chiều dài gia công: L = l -1/3.H = 15 –1/3.30 = 5(mm)

Số hành trình kép: nđ= 37(htk/p)

****************************************

1.1 Tính thời gian gia công cơ bản cho b-ớc nguyên công

Thời gian gia công cơ bản đ-ợc tính theo công thức:

n S

L L L T

2 1 0





Trong đó:

L- Chiều dài bề mặt gia công (mm)

L1- Chiều dài ăn dao (mm)

L2 - Chiều dài thoát dao(mm)

S: L-ợng chạy dao vòng (mm/vòng)

n: Số vòng quay hoặc số hành trình kép trong một phút

Tuỳ từng sơ đồ gia công ta có công thức tính cụ thể trong bảng 2732 trang 55 (HDTKĐACN)

 Thời gian gia công cơ bản cho b-ớc: Tiện mặt đầu

n S

L L L

T

2 1 0





)(5,472

100195

d D

)(2)25,0(60

5,1)25,0(

0

tg tg

325,

47    (phút)

 Thời gian gia công cơ bản cho b-ớc: Tiện lỗ 109

n S

L L

T

1 0



L=27,5(mm)

)(2)25,0(60

625,0)25,0(

0

tg tg

L L L

T

2 1 0

L L

T

1 0

L L L

T

2 1 0





22   (phót)

 Thêi gian gia c«ng c¬ b¶n cho b-íc: TiÖn mÆt trong 159,5

n S

L L

T

1 0

L L L

T

2 1 0

225

,

 Thêi gian gia c«ng c¬ b¶n cho b-íc: Khoan, doa tinh lç 8,5

n S

L L L

T

2 1 0

0

mm g

g d

2215

l t

h Bk Sc

Bk Bc Vc

L L L

5

1000

2 1 0

n = 60 (v/ph)

1

01,0.5,0.80.5

5805,188.1000

25

555

L

3,

5,0.150.20.50

43,11

L

3,

5,0.150.20.30

73,11

L

3,

L = L-(0,4-0,6).B

153,11

0 

1.2 TÝnh thêi gian gia c«ng c¬ b¶n cho tõng nguyªn c«ng

Ta cã thÓ tÝnh thêi gian gia c«ng c¬ b¶n cho tõng nguyªn c«ng nh- sau:

 Nguyªn c«ng I: TiÖn mÆt ®Çu, tiÖn lç 109:

25,915

2215

22

15   (phót)

T0 D.tinh = 0,02

800.1

2215

4

4 = 6.(0,2+0,07+0,015+0,02)= 1,138 (phót)

 Thêi gian phô: TP= 10%T0

 Tpv: Thêi gian phôc vô: Tpv= Tpvtc + Tpvkt = 8% T0 + 3%T0

 Ttn: Thêi gian nghØ ng¬i tù nhiªn cña c«ng nh©n: Ttn=5%T0

1.4 Tæng thêi gian gia c«ng

Thêi gian gia c«ng tõng chiÕc:

1000

ph v D

.2531000

ph m D

1000.06,152

1000

ph v D

ph m D

 Vt = Vb K1.K2.K3

 Vt = 97 0,83 0,8 1 = 64,408 (m/ph)

70

1000.408,64

1000

ph v D

ph m D

1000.584,103

1000

ph v D

ph m D

Số vòng quay của trục chính theo tốc độ tính

toán là:

250.14,3

26.1000

.1000

d n m

5.1.1 Nguyên công II:Khoét, Doa, vát mép lỗ 300.033

Lập sơ đồ gá đặt: Gia công lỗ biên đầu nhỏ 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

định định vị vào mặt trụ ngoàI

của đầu nhỏ tay biên hạn chế 2

bậc tự do)

Kẹp chặt: Dùng cơ cấu trụ tr-ợt

thanh răng 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 = 35mm Công suất của máy Nm = 6 kW

Chọn dao: Mũi Khoét có lắp mảnh hợp kim cứng D = 29.5 mm( có các kích th-ớc sau: L

= 180  355mm, l = 85210 mm), Mũi Doa có lắp mảnh hợp kim cứng D = 30mm,Vát mép D = 35mm ( 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, k2=1

k3 : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào Mác của hợp

72.1000

.1000

Xác định chế độ cắt cho Doa Chiều sâu cắt t = 0,25 mm, l-ợng chạy dao S

= 1 mm/vòng(11,3), tốc độ cắt V = 10 mm/vòng

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

30.14,3

10.1000

.1000

Lập sơ đồ gá đặt: Gia công lỗ biên đầu to 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 đồng thời cần đảm bảo

khoảng cách tâm của hai lỗ A = 1650.1

bởi vậy ta định vị nhờ một mặt phẳng hạn chế 3

tr-ớc hạn chế 1 bậc tự do chống xoay( hoặc một khối V di động định vị vào mặt trụ ngoàI của đầu to tay biên hạn chế 1 bậc tự do và chốt trụ ngắn định vị lỗ 30 hạn chế hai bậc t- do còn lại)

Kẹp chặt: Dùng cơ cấu trụ tr-ợt thanh răng và kẹp từ trên xuống

Chọn máy: Máy khoan đứng 216A có đ-ờng kính

mũi khoan lớn nhất khi khoan thép có độ bền

trung bình max = 75mm Công suất của máy Nm

= 13 kW

Chọn dao: Mũi Khoét có lắp mảnh hợp kim cứng D

= 49.5 mm, Mũi Doa bằng thép gió D =

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

vt = vb.k1.k2.k3 = 86.1.1.1.1 = 86 mm/phút

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

29.14,3

72.1000

.1000

10.1000

.1000

d

v t