Đồ án công nghệ chế tạo máy thân ba ngả

Đồ án công nghệ chế tạo máy_thân ba ngả

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 thầy PGS.TS Nguyễn Viết Tiếp 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.TS Nguyễn Viết Tiếp đã tận tình chỉ bảo, giúp đỡ em hoàn thành

đồ án đ-ợc giao

Hà Nội, ngày 24-11-2005

Sinh viên thực hiện:

Thuyết minh đồ án công nghệ chế tạo máy

I Nhiệm vụ thiết kế

Thiết kế qui trình công nghệ gia công chi tiết thân ba ngả đảm bảo yêu cầu kỹ thuật

đã cho trong bản vẽ chi tiết

II Phân tích chức năng làm việc của chi tiết

Thân ba ngả trên thuộc họ chi tiết dạng hộp nên chức năng của chi tiết này có thể dùng trong các van cấp n-ớc, nhiên liệu, cấp dầu trong các hệ thống công nghiệp khác, đỡ các trục của máy Nhờ các lỗ ngang dọc trên thân mà nhiên liệu đ-ợc phân phối đi theo các ngả trong máy theo yêu cầu, các mặt làm việc của chi tiết là các bề mặt trong của lỗ Chi tiết làm việc trong điều kiện không quá phức tạp với yêu cầu kỹ thuật không cao nên ta có thể gia công chi tiết trên các máy vạn năng thông th-ờng mà vẫn có thể đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật đã đặt ra

Yêu cầu kỹ thuật cơ bản

- Độ không vuông góc giữa mặt đầu 20 và tâm lỗ 25 cho phép 0,05/100mm

- Độ không vuông góc giữa lỗ 60 và lỗ 25 cho phép 0,05/100mm

- Độ không đồng tâm của mặt đầu 60 và lỗ 25 cho phép 0,02mm

III Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết

Trên chi tiết có nhiều bề mặt phải gia công trong đó có nhiều bề mặt đòi hỏi độ chính xác, trên chi tiết cũng có nhiều lỗ phải gia công, về cơ bản kết cấu của chi tiết có đủ độ cứng vững, kết cấu hợp lý nh- chiều dày thành đủ lớn, đủ diện tích, lỗ vuông góc với mặt phẳng của vách, bề mặt cần gia công không có vấu lồi Do Vậy đảm bảo cho việc chế tạo chi tiết, đảm bảo cho chi tiết hoạt

động tốt Với chi tiết này trên ta có thể dùng ph-ơng pháp tạo phôi

Tuy nhiên kết cấu có những nh-ợc điểm sau :

Gia công các lỗ khó khăn và khoảng cách các lỗ ngắn và không thể gia công trên máy nhiều trục chính, khi gia công khó đảm bảo độ đồng tâm của 2 lỗ  20 và 12

Để đúc chi tiết, trong quá trình đúc tránh để rỗ khí, phôi đúc phải đảm bảo yêu cầu kỹ thuật khi đúc phải để lại l-ợng d- cho gia công cơ

Với chi tiết trên mặt A là gốc kích th-ớc vậy khi gia công cơ ta tiến hành phay mặt A tr-ớc

để làm chuẩu tinh để gia công cho các nguyên công tiếp theo

Khi gia công chi tiết này ta phải khoan lỗ 6 trên mặt trụ vậy nến ta đ-a trực tiếp mũi khoan 6 vào để khoan thì sẽ bị tr-ợt sai vị trí và gẫy mũi khoan do vậy ta có thể dùng dao phay ngón để phay lấy mặt phẳng sau đó ta mới khoan hoặc ta có thể dùng mũi khoan tôn ( đầu khoan có dạng chữ V ng-ợc) để khoan mồi khoảng 5  10 (mm) để định vị sau đó ta mới khoan lỗ 6

Tại mặt đầu trụ 45 có 2 vấu vậy để đảm bảo chính xác ta có thể phay 2 mặt này đồng thời bằng 2 dao phay đĩa

IV Xác định dạng sản xuất

Để xác định dạng sản xuaats ta phải dựa vào trọng l-ợng của chi tiết và sản l-ợng chi tiết

- Tính thể tích chi tiết bằng phần mềm proe2000i ta đ-ợc thể tích của chi tiết là:

100 1 (

m 1 N

N - Số chi tiết đ-ợc sản xuất trong 1 năm

N1 - Số sản phẩm đ-ợc giao N1 = 5000

m - Số chi tiết trong 1 sản phẩm, (m =1)

 - Số chi tiết đ-ợc chế tạo thêm để dự trữ ( lấy  = 5%)

Mặt phân khuôn đ-ợc biểu diễn trên hình vẽ:

V Thiết kế qui trình công nghệ gia công chi tiết

1 Xác định đ-ờng lối công nghệ

Sau khi phân tích kết cấu của chi tiết, dạng sản xuất là loạt lớn và trong điều kiện sản xuất ở n-ớc ta hiện nay, ta chọn ph-ơng án phân tán nguyên công, sử dụng nhiều đồ gá chuyên dùng

để gia công trên các máy vạn năng thông dụng

2 Tính toán và lập qui trình công nghệ gia công chi tiết

Nguyên công tạo phôi

Nguyên công 2 : Phay đầu khối trụ 45

Nguyên công 3 : Khoan doa lỗ 10

Nguyên công 4 : Phay mặt phẳng 30x35

Nguyên công 5 : Khoan Doa lỗ  20 và 12

Nguyên công 6 : Phay mặt bậc cho lỗ 6

Nguyên công 7 : Khoan lỗ  6

Nguyên công 8 : Khoan lỗ 6 nằm trên mặt trụ 45

Nguyên công 9 : Xọc rãnh 4

Nguyên công 10 : Phay vấu trên mặt đầu 45

Nguyên công 11: Kiểm tra

Tính toán cụ thể:

Nguyên công 1 : Tiện mặt đầu 60 Và khoét doa lỗ 250,015

1.1 Yêu cầu kỹ thuật:

- Bề mặt đáy yêu cầu độ bóng Ra2,5 t-ơng ứng với Rz6,3 m

- Lỗ  25 yêu cầu độ nhẵn bóng Ra2,5 Yêu cầu độ chính xác kích th-ớc là : 250,015t-ơng ứng với độ chính xác cấp 7

- Doa tinh đạt Rz6,3

1.3 Định vị và kẹp chặt:

Chi tiết đ-ợc định vị và kẹp chặt bằng mâm cặp ba chắu tự định tâm Nh- thế ta sẽ đảm bảo đ-ợc độ chính xác vị trí t-ơng quan giữa mặt 25 và 45 Sơ đồ định vị nh- hình vẽ sau:

Víi : K1=0,8 lµ hÖ sè phô thuéc gãc nghiªng chÝnh cña dao

K2=0,9 lµ hÖ sè phô thuéc ph«I cã vá cøng

K3=1 lµ hÖ sè phô thuéc chu kú bÒn cña dao

+ Tra sổ tay CNCTM chọn l-ợng chạy dao khi tiện tinh Ta có l-ợng chay dao : Sb=0,25 mm/vòng

Chọn theo máy là S=0,27mm/vòng +Vận tốc cắt : tra bảng vận tốc cắt trong sổ tay CNCTMT2 đ-ợc Vb=148 m/phút

Từ đó ta có Vận tốc tính toán là:

Vt=Vb.K1.K2.K3=148.1.1.1 Vt=148 m/phút

Với : K1=1là hệ số phụ thuộc góc nghiêng chính của dao

K2=1 là hệ số phụ thuộc phôI có vỏ cứng

K3=1 là hệ số phụ thuộc chu kỳ bền của dao

Với : K1=1 là hệ số phụ thuộc chu kì mũi khoét Chu kỳ bằng 1

K3=1 Lµ hÖ sè phô thuéc chu kú bÒn cña dao T=40 phót

Chän l-îng d- b-íc KhoÐt b-íc khoÐt tinh lµ 0,75 mm Chän dao khoÐt r¨ng ch¾p

24,75, vËt liÖu b»ng thÐp giã cã chiÒu dµI L=200 mm Tuæi bÒn T=40 phót

Víi : K1=1 lµ hÖ sè phô thuéc chu k× mòi khoÐt Chu kú b»ng 1

K2=0,9 lµ hÖ sè phô thuéc ph«I cã vá cøng

K3=1 Lµ hÖ sè phô thuéc chu kú bÒn cña dao T=40 phót

 VËn tèc trôc chÝnh tÝnh to¸n lµ:

nt=1000 1000.22, 05 289 .24, 75

Với : K1=1 là hệ số phụ thuộc chu kì mũi khoét Chu kỳ bằng 1

K2=0,9 là hệ số phụ thuộc phôI có vỏ cứng

K3=1 Là hệ số phụ thuộc chu kỳ bền của dao T=40 phút

 Vận tốc trục chính tính toán là:

nt=1000 1000.22, 05 289 .24, 75

Nguyên công 2 : Phay mặt đầu  45(Tính l-ợng d- và chế độ cắt)

1 Yêu cầu kỹ thuật:

- Bề mặt đ-ợc gia công đạt độ Rz6,3 t-ơng ứng với cấp chĩnh xác 4

- Kích th-ớc cần đạt là 600,1

Tra sổ tay CNCTM 1 ta thấy cấp chính xác của kích th-ớc là cấp 10

Ta nhận thấy rằng bề mặt yêu cầu độ bóng cao nh-ng lại không yêu cầu cao về độ chính xác kích th-ớc Do dó ta độ chính xác của đồ gá cũng không đòi hỏi độ chĩnh xác cao

- Mặt đáy định vị 3 bậc tự do bằng hai phiến tỳ

- Mặt trụ ngoàI 60 định vị 2 bậc tự do bằng khối V ngắn

Chi tiết đ-ợc kẹp bằng cơ cấu kẹp tay quay theo ph-ơng kẹp nh- hình vẽ

S

2,5n

4 Chọn máy và dụng cụ cắt:

Chọn máy gia công là má phay vạn năng 6H82 với các thông số nh- sau:

Zimin = RZi-1 + Ti-1 + Si-1 + i

Với phôi đúc trong khuôn vỏ mỏng, làm khuôn bằng máy, theo bảng (3-15) STCNCTM T1, cấp chính xác của phôi đúc đạt IT14

Theo bảng 8 TKĐACNCTM, với kích th-ớc lớn nhất của vật đúc nhỏ hơn 1250 (mm) thì : RZ + T = 600 (m) (1)

- Sai lệch không gian của vật đúc :

+ Sai lệch do độ cong vênh của mặt vật đúc :

(Bề mặt đang thực hiện gia công) đ-ợc xác định là :

C1 = K.L

K : Độ cong vênh trên 1mm chiều dài (m/mm)

L : Kích th-ớc lớn nhất của mặt phẳng L = 75 (mm)

Theo bảng (4-40) STCNCTM ĐHBK Lấy K = 1 C1 = 1.75 = 75 (m)

+ Sai lệch về độ không song song giữa mặt phẳng chuẩn và mặt phẳng gia công:

ở b-ớc phay thô đạt cấp chính xác IT12, sau b-ớc phay thô theo bảng (3-11) ứng với kích th-ớc danh nghĩa 10  100 và cấp chính xác IT14

 Dung sai của vật đúc là 740 (m)

 Sai lệch về độ không song song là :

KS2 = 1/2 dung sai phôi = 1/2 740 = 370 (m)

+ Vì sai lệch do độ cong vênh và độ không song song là cùng h-ớng nên tổng sai lệch không gian cuả phôi là :

445 370 75

2 ks

L-îng d- nhá nhÊt ë b-íc phay tinh lµ :

-KiÓm tra kÕt qu¶ tÝnh to¸n :

+ Sau khi tinh :

Kích th-ớc tính toán

Dung sai

 (m)

Kích th-ớc giới hạn

L-ợng d- giới hạn

Phôi 600 600 - 61,072 740 61,67 62,55

Phay thô 50 50 36 1040 - 61,027 180 60,03 60,39 1040 2160 Phay tinh 25 25 12 - 127 59,9 100 59,9 60,1 130 290

b, Tính toán chế độ cắt:

- Chọn dao:

+ Chọn dao theo bảng 4-3 sổ tay CNCTM T1 chọn vật liệu dao là BK 8

+ Theo bảng (4-95) STCNCTM T1  Chọn dao phay mặt đầu gắn mảnh hợp kim cứng BK8

+Đ-ờng kính dao đ-ợc xác định : D = 1,3B = 1,3 45=58,3(mm), theo bảng (4-3) STCNCTM T1, chọn dao theo tiêu chuẩn có :

D = 100 B = 39

d = 32 Z = 10

- Tính toán chế độ cắt :

a Phay thô:

+ Chọn chiều sâu cắt t=2,16 (bằng l-ợng d- gia công thô)

+ L-ợng chạy dao S : Tra theo bảng(5-33)STCNCTM T2  Sz=0,29(mm/ răng)

+ Tốc độ cắt đ-ợc xác định theo công thức

p u y z x m

q v

K Z B S t T

D C

V 

Trong đó:

D=100; t =2,16 ; Sz=0,29; Z=10 Theo bảng 5-40 cùng với D=100  T=180 phút Theo bảng 5-39 ta đ-ợc các hệ số và số mũ nh- sau :

45 29 , 0 16 , 2 180

100 445

V 0,32 0,15 0,35 0,2 0

2 , 0



Số vòng quay của dao :

434 100

14 , 3

31 , 136 1000 D

.

V 1000

q

u y z

x p

k n

D

Z B S t C 10

Pz 

Trong đó :

t = 2,16; Sz = 0,29; Z = 10 B = 45; Z = 10; D = 100; n = 400 Các hệ số và số mũ đ-ợc tra theo bảng (5-41) STCNCTM T2

Cp = 54,5; n = 1; x = 0,9; q = 1; y = 0,74 w = 0 ; kmv = 1 Thay vào công thức ta có :

Px = 294,3 < Pxmax = 2000 : Thoả mãn điều kiện

- Xác định mômen xoắn (Nm) trên trục chính của máy :

464, 7.100

232, 32.100 2.100

z x

z e

P V

Điều kiện Ne < Nm. thoả mãn

L-ợng chạy dao Sp là: Sp = n.Z.Sz = 475.0,29.10 = 1377 mm/phút Chọn theo máy: Sp=900 mm/phút

Tóm lại chế độ cắt khi phay thô là :

q v

K Z B S t T

D C

V 

Các hệ số mũ nh- ở b-ớc tr-ớc :

0,2445.100

Số vòng quay của dao :

1000 1000.340

1082,8 3,14.100

V n

Tóm lại chế độ cắt khi phay tinh là :

Ta tiến hành gia công qua hai b-ớc:

- Khoan với mũi khoan có đ-ờng kính 9,8 mm

- Doa với mũi doa 10

S

n

Ø10±0,07

4 Chän m¸y vµ dông cô c¾t:

Ta tiÕn hµnh khoan vµ doa trªn m¸y khoan th«ng dông lµ m¸y khoan døng 2A125 víi:

Chän mòi khoan ruét gµ, ®u«i c«n, kiÓu 1 theo b¶ng (4-2) STCNCTM TËp 1, mòi khoan cã c¸c th«ng sè lµ:

- §-êng kÝnh mòi khoan : d = 9,8

- L = 250 (mm)

- ChiÒu dµI phÇn lµm viÖc cña mòi khoan : l = 170 (m m)

- VËt liÖu cho mòi khoan lµ thÐp giã P18

- HÖ sè ®iÒu chØnh phô thuéc vµo chu k× bÒn cña dao K1 = 0,87

- HÖ sè phô thuéc phô thuéc vµo chiÒu s©u mòi khoan K2 = 1

- HÖ sèphô thuéc vµo m¸c vËt liÖu mòi khoan: K3 = 1

Theo b¶ng 5-89 tra ®-îc Vb = 28 (m/phót) VËy ta cã Vt = 28.0,87.1.1 = 24,4 (m/phót)

Sè vßng quay cña trôc chÝnh

- Ta tiÕn hµnh doa trªn m¸y khoan 2A125

- Chän dao thÐp giã liÒn khèi ®u«i c«n (theo b¶ng 4-47 STCNCTM T1 chän ) C¸c th«ng sè cña dao sÏ lµ

+ §-êng kÝnh dao: d = 10 mm

+ ChiÒu dµi toµn dao : L = 170 mm

+ ChiÒu dµi phÇn c¾t : l = 30 mm

K1 là hệ số điều chỉnh tốc độ cắt theo chu kỳ bền của mũi khoan k1 = 1

Chọn theo tiêu chuẩn của máy là n = 540 (v/p)

Vậy ta có chế độ cắt b-ớc khoan là:

0,10,81 /

1 Yêu cầu kỹ thuật:

- Mặt phẳng 30x35 yêu cầu độ bóng Ra2,5 t-ơng ứng với độ nhám bề mặt là Rz6,3 m

- Khi gia công yêu cầu đạt kích th-ớc là 450,1

- Chốt trụ ngắn định vị 2 bậc tự do vào mặt trụ 25

- Chốt trám định vi 1 bậc tự do còn lại vào mặt trụ 10 vừa đ-ợc gia công

Chọn ph-ơng án kẹp chặt chi tiết bằng bàn kẹp quay theo h-ớng nh- hình vẽ

4 Chọn máy và dụng cụ cắt:

- Chọn máy gia công là máy phay vạn năng 6H82 với các thông số nh- sau:

+ Mặt làm việc của bàn : 320x1250 (mm2

)

+ Công suất động cơ : N = 7,5 (KW)

+ Hiệu suất máy :  = 0,75

- Chọn dao phay mặt đầu có gắn mảnh hợp kim cứng BK8

Theo bảng 4-94 sổ tay CNCTM I ta có các thông số của dao nh- sau:

+ Đ-ờng kính dao: D = 100 mm

+ Chiều cao của dao: B = 39 mm + Đ-ờng kính trục gá: d = 32 mm + Số răng: Z = 10 (răng)

4 Tra chế độ cắt:

Với l-ợng d- cho bề mặt là 2,5 mm, ta chia cho b-ớc phay thô là 2,25 mm và b-ớc phay tinh là 0,25 mm

a B-ớc phay thô:

- Chiều sâu cắt t = 2,25 (mm) (bằng cả l-ợng d- ở b-ớc phay thô)

- L-ợng chạy dao răng theo bảng 5-125 Sổ tay CNCTM T2 là S = 0,25 (mm/răng)

- Tốc độ cắt đ-ợc tính theo công thức:

Vt = Vb.k1.k2.k3Trong đó:

Vb = 204 (m/p) Tra bảng 5-127 Sổ tay CNCTM tập II

Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào nhóm và cơ tính của vật liệu k1 = 1

Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái bề mặt gia công k2 = 0,8

Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào tuổi bền của dụng cụ gia công k3 = 1

k2 là hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái bề mặt gia công k2 = 0,8

k3 là hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào tuổi bền của dụng cụ gia công k3 = 1

5 Nguyên công 5: Khoan doa lỗ  20 và  12

1 Yêu cầu kỹ thuật:

- Về độ nhám bề mặt thì cả hai lỗ đều yêu cầu độ nhám Ra2,5 T-ơng ứng với độ nhám

bề mặt Rz6,3

- Yên cầu độ đồng tâm lỗ của hai lỗ là 0,02

- Độ chính xác của các lỗ là: 200,025 và 120,02 T-ơng ứng với cấp chính xác 9

2 Ph-ơng án gia công:

Qua yêu cầu kỹ thuật ta có thể thấy rằng bề mặt hai lỗ chỉ cần gia công qua hai b-ớc là khoan và doa Do phải gia công đồng thời hai lỗ đòi hỏi độ đồng tâm cao đó là một khó khăn vì lỗ 12 không đ-ợc dẫn h-ớng do đó rất khó đảm bảo độ đồng tâm Nh-ng ta lai có một thuận lợi là giảm số b-ớc của nguyên công, cụ thể nh- sau:

Quá trình gia công đ-ợc chia làm 4 b-ớc :

- Chốt trụ ngắn định vị 2 bậc tự do vào mặt trụ 25

- Chốt trám định vi 1 bậc tự do còn lại vào mặt trụ 10 vừa đ-ợc gia công

Chọn ph-ơng án kẹp chặt chi tiết nh- hình vẽvị vả kẹp chặt theo sơ đồ sau đây:

Ø12±0,015 Ø23±0,025

n s

4 Chọn máy và dụng cụ cắt:

Chúng ta thực hiện tất cả các b-ớc công nghệ của nguyên công trên máy khoan đứng ký hiệu: 2A125 Với các thông số nh- sau:

+ Đ-ờng kính mũi khoan max = 35 (mm)

Chiều dài mũi khoan : L = 195 (mm)

Chiều dài làm việc của mũi khoan : Llv = 128 (mm)

Vật liệu mũi khoan là : Thép gió P18

Chiều dài mũi khoan : L = 254 (mm)

Chiều dài làm việc của mũi khoan : Llv = 166 (mm)

Vật liệu mũi khoan là : Thép gió P18

- Tính và tra chế độ cắt

+ Chiều sâu cắt : t = (19,75-11,8)/2 = 3,975 (mm)

+ L-ợng chạy dao S = 1,2 (mm/vòng) Theo bảng 5-99 Sổ tay CNCTM T2 Chọn theo máy: S=0,81 mm/ vòng

+ Theo công thức tính toán tốc độ cắt ta có :

Vt = Vb.k1.k2.k3Trong đó :

Chọn tốc độ theo máy tiêu chuẩn n =668 (v/p)

Vậy ta có chế độ cắt ở b-ớc khoan là:

3,9750,81 /

-Ta tiến hành doa trên máy khoan 2A135 Và chọn dao có các thông số nh- sau:

Dao liền khối đuôi côn vật liệu thép gió (theo bảng 4-49 STCNCTMT1)

Đ-ờng kính: d = 12 Chiều dài toàn dao : L = 170 (mm)

Chiều dài phần cắt : l = 30 (mm)

- Tính toán chế độ cắt:

+ Chiều sâu cắt t = 0,2/2 = 0,10 (mm) + L-ợng chạy dao theo bảng (5-115) STCNCTM T2 là S = 0,15 (mm/vòng)

Chọn theo máy S=0,13 mm/vòng + Tốc độ cắt đ-ợc tính theo công thức sau:

Vt = Vb.k1 Với:

Chọn theo máy ta có: n = 190 (v/p)

Vậy ta có chế độ cắt ở b-ớc doa là:

0,10,13 /