Đồ án kỹ thuật công nghệ mài phẳng

Đồ án kỹ thuật_công nghệ mài phẳng

Đồ án tốt nghiệp công nghệ chế tạo máy Lớp chế tạo máy 8 - K43 1 nội dung đồ án Phần I: nghiên cứu sự phân bố của nhiệt cắt trong quá trình mài phẳng Phần ii: Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết thân động cơ 37E Ch-ơng i Thiết kế quy trình công nghệ gia công cơ. i. chức năng làm việc của chi tiết ii. xác định dạng sản xuất và đ-ờng lối công nghệ gia công cơ iii. thiết kễ nguyên công gia công cơ Ch-ơng II - Tính và thiết kế đồ gá cho một số nguyên công. Phần IIi - Kết luận. Đồ án tốt nghiệp công nghệ chế tạo máy Lớp chế tạo máy 8 - K43 2 Lời giới thiệu Nền kinh tế n-ớc ta trong giai đoạn hiện nay đang phát triển không ngừng về mọi mặt nhờ vào các chính sách đầu t- trong các lĩnh vực thu hút vốn đầu t- n-ớc ngoài. Trong đó, các ngành công nghiệp nặng đang đ-ợc -u tiên hàng đầu nhằm tạo thành ngành kinh tế mũi nhọn trong công cuộc phát triển đất n-ớc. Trong công cuộc công nghiêp hoá và hiện đại hoá đất n-ớc, ngành cơ khí nói chung và ngành công nghệ chế tạo máy nói riêng đang dần đ-ợc khôi phục và phát triển, sau một thời gian dài bị ngừng trệ Yêu cầu cấp thiết của cơ khí n-ớc ta hiện nay là dần dần nội địa hoá các sản phẩm cơ khí nhằm đ-a công nghệ kỹ thuật Việt Nam đuổi kịp với sự phát triển của các n-ớc trong khu vực. Để làm đ-ợc điều này thì việc nghiên cứu, ứng dụng các ph-ơng pháp gia công tiên tiến vào sản xuất là một việc cấp thiết. Các sản phẩm động cơ cũng là một lĩnh vực quan trọng trong tiến trình nội đia hoá sản phẩm cơ khí .Công nghệ sản xuất các chi tiết của động cơ cũng ch-a phổ biến ở n-ớc ta , do vậy trong quá trình thực hiện đồ án,chúng em đã chọn đề tài làm tốt nghiệp :Gia công thân động cơ 37-E Quá trình thực hiện, là việc đo đạc, lên bản vẽ và lập quy trình công nghệ gia công chi tiết này đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật, phù hợp với điều kiện công nghệ và máy móc n-ớc ta hiện nay với một chi phí sản xuất là thấp nhất . Trong đồ án này, qui trình công nghệ gia công cơ đ-ợc cơ bản thiết kế cho việc gia công trên máy công cụ thông th-ờng đồng thời kết hợp với công nghệ gia công tiên tiến trên máy CNC, một xu h-ớng chung của quá trình gia công cơ. Trong sản xuất cơ khí, việc gia công tinh sẽ quyết định lớn đến chất l-ợng sản phẩm cơ khí. Một trong các nguyên công gia công tinh là mài. Yếu tố ảnh hởng trực tiếp đến chất l-ợng bề mặt sản phẩm là nhiệt cắt khi mài. Do đó chung em đợc giao nhiệm vụ Nghiên cứu sự phân bố nhiệt cắt trong quá trình mài phẳng Nội dung của đồ án đ-ợc trình bầy hai phân nh- sau: +Phần 1:Nghiên cứu sự phân bố nhiệt cắt trong quá trình mài phẳng Đồ án tốt nghiệp công nghệ chế tạo máy Lớp chế tạo máy 8 - K43 3 +Phần 2:Thiết kế quy trình công nghệ gia công thân động cơ 37-E Để hoàn thành đề tài này, ngoài sự cố gắng của bản thân là sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo h-ớng dẫn, thầy Tr-ơng Hoành Sơn cùng thầy cô giáo trong bộ môn công nghệ chế tạo máy . Trong phạm vi đề tài tốt nghiệp, do thời gian và trình độ còn hạn chế cho nên không tránh khỏi những thiếu sót, do vậy chúng em rất mong nhận đ-ợc sự đóng góp ý kiến của các thầy, các cô cùng các bạn trong ngành để đề tài này đ-ợc hoàn thiện. Chúng em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội 20 tháng 5 năm 2003 Sinh viên thiết kế. Đặng Hồng Thái Nguyễn Trọng Thanh Phần I: nghiên cứu sự phân bố nhiệt cắt trong quá trình mài phẳng I. Tầm quan trọng của kỹ thuật mài: Với sự phát triển của khoa học kỹ thuật ngày càng đòi hỏi có những sản phẩm cơ khí có yêu cầu kỹ thuật cao, làm việc chính xác và tin cậy cao phục vụ cho đời sống con ng-ời. Để đạt đ-ợc chất l-ơng chi tiết cao, đòi hỏi phải có các ph-ơng pháp cần thiết, đặc biệt là ph-ơng pháp gia công tinh lần cuối, sẽ đem lại chất l-ợng bề mặt cao, đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, trong đó phải kể đến ph-ơng pháp gia công tinh lần cuối là màiở các n-ớc công nghiệp phát triển thì nguyên công mài chiếm khoảng 2025% giá thành chế tạo sản phẩm. Nh- có ng-ời nói rằng Nếu không có mài thì không có xã hội văn minh .Mài là một ph-ơng pháp gia công tinh phổ biến cho năng suất cũng nh- chất l-ợng bề mặt cao. Đồ án tốt nghiệp công nghệ chế tạo máy Lớp chế tạo máy 8 - K43 4 II. ảnh h-ởng của nhiệt mài tới chất l-ợng sản phẩm Mài là ph-ơng pháp gia công tinh với chiều sâu cắt rất nhỏ. Do đó, lực cắt sinh ra là rất nhỏ và ảnh h-ởng không đáng kể đến chất l-ợng sản phẩm. Nh-ng quá trình mài th-ờng diễn ra ở vận tốc cắt lớn nên nhiệt mài sinh ra là rất lớn (Q 0 =F t .V). L-ợng nhiệt này sẽ truyền ra xung quanh và một phần lớn nhiệt l-ợng sẽ truyền vào chi tiết. Phần nhiệt này sẽ ảnh h-ởng lớn đến chất l-ợng sản phẩm. Cụ thể là làm biến dạng lớp bề mặt, tạo ra ứng suất , làm thay đổi tính chất cơ lý hoá của lớp bề mặt. Chính vì nó có ảnh h-ởng lớn đến chất l-ợng sản phẩm nh- vậy nên vấn đề này đã đ-ợc nhiều nhà khoa học nghiên cứu từ rất lâu, nh-: M.C.Shaw, S.Malkin, K.Sato, Y.Hasegawa Các nhà khoa học đã đ-a ra đ-ợc các lí thuyết về nhiệt cắt sinh ra trong quá trình mài nh-ng th-ờng ch-a đ-a ra đ-ợc các công thức tính toán cụ thể. Do vậy việc tính toán l-ợng nhiệt truyền vào chi tiết và ảnh h-ởng của các thông số công nghệ đến l-ợng nhiệt đó sẽ góp phần và việc điều khiển đ-ợc chất l-ợng bề mặt chi tiết gia công. III-Tính toán l-ợng nhiệt truyền vào chi tiết khi mài phẳng 1-Lý thuyết của M.C.Shaw Mô hình lí thuyết Đồ án tốt nghiệp công nghệ chế tạo máy Lớp chế tạo máy 8 - K43 5 q ll V' B V V f Đá quay với vận tốc V và Chi tiết chuyển động với vận tốc v Vùng tiếp xúc giữa đá và chi tiết có chiều dài là l .l D t trong đó D là đ-ờng kính đá và t là chiều sâu cắt của đá Nhờ có chuyển động t-ơng đối giữa đá và chi tiết nên tạo ra nhiệt khi mài do l rất nhỏ so với chiều rộng b của chi tiết nên coi đây là 1 dải nhiệt dài vô tận. Dải nhiệt này chạy dọc bề mặt chi tiết. Với L khác nhau thì sẽ đ-a ra đ-ợc các công thức về nhiệt độ trung bình và nhiệt độ lớn nhất khác nhau ' . 4. Vl L K với . k K C *Khi L>5 thì: max . 0,752. . 1,5. ql kL *Khi 1 <L<5 thì: ' max . 0,636. . . . m Kq f kV f f *0,1<L<1 thì: 4. . . 2,303. .lg(2. ) 1,616. . . . . . W W Q K l L L k V f bl 2- Sự phân bố nhiệt trong quá trình mài phẳng. a. Mô hình khi mài phẳng Đồ án tốt nghiệp công nghệ chế tạo máy Lớp chế tạo máy 8 - K43 6 Q s ,R s w Q w ,R w Q 0 V V f Chi tiết Đá mài s Mô hình hoá vùng mài khi mài phẳng D d F t L Mài là ph-ơng pháp gia công dạng hạt. Mỗi hạt mài là một l-ỡi cắt. Hạt mài có hình dáng và kích th-ớc không xác định. Do đó, để tiện cho việc tính toán, ng-ời ta giả sử rằng hạt mài có dạng hình cầu. f t Chi tiết q 0 =f t .V t Khi mài thì nhiệt l-ợng sinh ra sẽ truyền vào hạt mài, vào chi tiết, vào phoi, vào môi tr-ờng.v.v.v.Nhiệt l-ợng truyền vào hạt mài sẽ làm nhiệt độ hạt mài tăng lên. Chất dính kết sẽ hấp thụ nhiệt l-ợng này và truyền ra ngoài. Đồ án tốt nghiệp công nghệ chế tạo máy Lớp chế tạo máy 8 - K43 7 Trong phần này ta chỉ nghiên cứu với đá mài mà chất dính kết có hệ số truyền nhiệt cao. Cụ thể là đá mài kim c-ơng liên kết kim loại (Cu). Kim c-ơng và đồng là những chất có hệ số dẫn nhiệt cao b. Sự phân bố nhiệt khi mài. Tổng nhiệt l-ợng sinh ra trong quá trình mài là: Q 0 =F t .V Phần lớn nhiệt l-ợng này sẽ truyền vào chi tiết, vào đá mài và vào phoi Q 0 =Q W +Q S +Q C Trong đó: Q 0 : nhiệt l-ợng tổng cộng sinh ra trong quá trình cắt Q W : Nhiệt l-ợng truyền vào chi tiết Q S : Nhiệt l-ợng truyền vào đá mài Q C : Nhiệt l-ợng truyền vào phoi Q W =R W .Q 0 ; Q S =R S .Q 0 ; Q C =R C .Q 0 Với R W , R S , R C lần l-ợt là tỉ lệ nhiệt l-ợng truyền vào chi tiết, vào đá và vào phoi R W +R S +R C =1 c. Tính toán l-ợng nhiệt truyền vào chi tiết. áp dụng lí thuyết của M.C.Shaw để tính toán cho tr-ờng hợp cụ thể: vật liệu gia công là T15K6 và chất dính kết của đá là Cu Vật liệu T15K6 có 0,1<L<1 Vật liệu Cu có L>5 Nhiệt độ trung bình của chi tiết và của đá sẽ là: 4. . . 2,303. .lg(2. ) 1,616. . . . . W W Wf Q K l L L k V bl (*) . 0,752. . S ql kL (**) mà W W S S Trong đó: là nhiệt độ tức thời tại vùng mài Đồ án tốt nghiệp công nghệ chế tạo máy Lớp chế tạo máy 8 - K43 8 S và W là nhiệt độ ban đầu của đá và của chi tiết Nhiệt độ tức thời tại vùng mài của đá và của chu tiết là bằng nhau SW SW mặtkhác giả sử rằng nhiệt độ ban đầu của chi tiết và của đấ là bằng nhau thì ta có: WS Kết hợp công thức * và ** và giải ta có: 0 0,752. . 0,752. . . . . . . 0,752. . . . . WW W W S S S f l W W f l Qk R Q k k C V l A C V l A 0 . . . . . 0,752. . . . . . . 0,752. . . . . S S S f l S S W S S S f l W W f l k C V l A Q R Q k k C V l A C V l A Với 2,303.lg(2. ) 1,616 l AL k: hệ số truyền nhiệt : Khối l-ợng riêng C: nhiệt dung riêng *Từ công thức trên ta thấy để giảm l-ợng nhiệt truyền vào chi tiết cần: Chọn vật liệu làm đá và chất dính kết có khả năng dẫn nhiệt tốt nh- đá mài kim c-ơng liên kết kim loại(Cu). Chọn các thông số công nghệ hợp lí. Nh- tăng vận tốc chi tiết Đồ án tốt nghiệp công nghệ chế tạo máy Lớp chế tạo máy 8 - K43 9 Thiết kế qui trình công nghệ gia công thân động cơ 37e Ch-ơng i: Thiết kế qui trình công nghệ gia công cơ I- chức năng làm việc của chi tiết. +Chi tiết thân động cơ 37E là chi tiết dạng hộp có kết cấu khá phức tạp và đòi hỏi về yêu cầu kỹ thuật khá cao. Các bề mặt làm việc và cần gia công của chi tiết là các mặt phẳng và các lỗ, trong đó có các bề mặt cần đ-ợc gia công chính xác nh- mặt phẳng phía trên của thân, các lỗ lắp xi lanh, các lỗ lắp đũa đẩy xu páp, lỗ lắp trục khuỷu, trục cam Do đó yêu cầu kỹ thuật của chi tiết : Yêu cầu của chi tiết: +Vật liệu: Phải có tính chảy điền đầy khuôn tốt, tản nhiệt tốt, dễ gia công và giá thành rẻ. + Kỹ thuật: - Đảm bảo độ vuông góc giữa đ-ờng tâm lắp xi lanh với đ-ơng tâm lắp trục khuỷu. - Đảm bảo độ vuông góc giữa đ-ờng tâm lắp xi lanh với đ-ơng tâm lắp trục cam. - Đảm bảo độ song song giữa đ-ờng tâm lắp xi lanh với nhau, giữa các đ-ờng tâm lắp đũa đẩy Đồ án tốt nghiệp công nghệ chế tạo máy Lớp chế tạo máy 8 - K43 10 ii- xác định dạng sản xuất và đ-ờng lối công nghệ gia công cơ. Mỗi dạng sản xuất có những đặc điểm riêng, phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau. Ng-ời ta căn cứ vào từng dạng sản xuất mà có các ph-ơng án gia công chi tiết nhất định. Tuy nhiên ở đây chúng ta không đi sâu nghiên cứu những đặc điểm của từng dạng sản xuất mà chỉ nghiên cứu ph-ơng pháp xác định chúng theo tính toán. Muốn xác định dạng sản xuất của chi tiết tr-ớc hết phải biết sản l-ợng hàng năm của chi tiết gia công ( ở đây ta đã biết sản l-ợng chi tiết trong một măm là 5000 sản phẩm.) và khối l-ợng của một chi tiết. Công thức tính sản l-ợng hàng năm là: N=N 1 .m.(1+/100).(1+/100). Trong đó: N: Số chi tiết phải sản xuất trong một năm. N 1 : Là số sản phẩm yêu cầu sản xuất trong một năm : N 1 =5000 Chiếc/năm. m: Số chi tiết trong một sản phẩm : m=1; : Tỷ lệ phế phẩm. =5% : Tỷ lệ sản phảm dự trữ. =5%. N=5000.1.(1+5%).(1+5%)=5500 (chi tiết/năm). Khối l-ợng chi tiết đ-ợc xác định theo công thức. Q t =V.(kg); Trong đó: Q t - trọng l-ợng chi tiết(kg); -trọng l-ợng riêng của vật liệu đối với hợp kim nhôm =7,8 (Kg/dm 3 ); V Thể tích của chi tiết ; [...]... Tra bảng 2-Thiết kế đồ án công nghệ chê tạo máy-NXBKH.KT -2001ta có dạng sản xuất là hàng khối 11 Đồ án tốt nghiệp công nghệ chế tạo máy Lớp chế tạo máy 8 - K43 *Trình tự gia công cơ 1- Nguyên công 1 Chuẩn bị phôi 2- Nguyên công 2 Phay mặt trên 3- Nguyên công 3 Phay mặt d-ới 4- Nguyên công 4 Khoan - khoét - doa 2 lỗ định vị 18 5 - Nguyên công 5 Phay mặt đầu nhìn theo C 6- Nguyên công 6 Phay mặt đầu... RZi-1: Chiều cao nhấp nhô tế vi do b-ớc công nghệ sát tr-ớc để lại Ti-1: Chiều sâu lớp h- hỏng bề mặt 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 Theo bảng 3-65 sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1 có: (Rz + T)phôi= 350+350=700 m 27 Đồ án tốt nghiệp công nghệ chế tạo máy Lớp chế tạo máy 8... D=10 25- Nguyên công 25 Khoan khoét doa lỗ định vị trên mặt đầu C 26- Nguyên công 26 Khoan khoét doa lỗ định vị trên mặt đầu D 27- Nguyên công 27 Khoan lỗ dẫn dầu lên trục cam 12 Đồ án tốt nghiệp công nghệ chế tạo máy Lớp chế tạo máy 8 - K43 28- Nguyên công 28 Phay mặt lỗ thăm dầu 29- Nguyên công 29 Khoan lỗ thăm dầu 30- Nguyên công 30 Khoan 3 lỗ 12 trên mặt bên nhìn theo A 31- Nguyên công 31 Khoan 3... động 2.5.Tra l-ợng d- và chế độ cắt 14 Đồ án tốt nghiệp công nghệ chế tạo máy Lớp chế tạo máy 8 - K43 2.5.1 Tra l-ợng dVật liệu gia công là gang xám Dựa vào bảng 3-95 Sổ tay công nghệ chế tạo máy Tập 1, ta có: L-ợng d- tổng cộng là: Z=3,5 mm Do mặt phẳng có yêu cầu độ chính xác cao và độ bóng làm việc cao nên phải gia công tinh Để đạt đ-ợc yêu cầu thì ta phải gia công theo các b-ớc sau: - Phay thô: với... đòn kẹp ren vít 18 Đồ án tốt nghiệp công nghệ chế tạo máy Lớp chế tạo máy 8 - K43 3.5 Tra l-ợng d- và chế độ cắt: 3.5.1 Tra l-ợng d- : Vật liệu gia công là gang xám Dựa vào bảng 3-95 Sổ tay công nghệ chế tạo máy Tập 1, ta có: L-ợng d- tổng cộng là: Z=3,5 mm Do mặt phẳng có yêu cầu độ chính xác cao và độ bóng làm việc cao nên phải gia công tinh Để đạt đ-ợc yêu cầu thì ta phải gia công theo các b-ớc... Nguyên công 7 Phay mặt bên phía trên nhìn từ A 8- Nguyên công 8 Phay mặt bên phía trên nhìn từ B 9- Nguyên công 9 Phay mặt bên phía d-ới nhìn từ A 10- Nguyên công 10 Phay mặt bên phía d-ới và ở giữa nhìn từ B 11- Nguyên công 11 Phay tinh mặt trên và gia công hệ lỗ trên máy CNC 12- Nguyên công 12 Kiểm tra 13- Nguyên công 13 Phay rãnh gối đỡ trục khuỷu 14- Nguyên công 14 Phay mặt đầu 5 gối đỡ 15- Nguyên công. .. trên mặt ben nhìn theo B 32- Nguyên công 32 Khoan 4 lỗ 10 trên mặt bên nhìn theo A 33- Nguyên công 33 Khoan hệ lỗ bulong d-ới đáy 34- Nguyên công 34 Tổng kiểm tra iii.thiết kế nguyên công gia công cơ A.Thiết kế nguyên công 1 Nguyên công 1 : Chuẩn bị phôi Phôi sau khi đúc đ-ợc làm sạch ba via và các cạnh sắc nếu có 2 Nguyên công 2 : Phay mặt A 2.1 Chọn máy: Máy: 6H12 Công suất động cơ : 7 (KW) Phạm vi... quay thực tế là: Vtt D.n 1000 17.500 1000 31, 4 (m/phút) Công suất cắt: Dựa vào bảng 5-92 Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2 có Nc=2 KW . trình mài phẳng. a. Mô hình khi mài phẳng Đồ án tốt nghiệp công nghệ chế tạo máy Lớp chế tạo máy 8 - K43 6 Q s ,R s w Q w ,R w Q 0 V V f Chi tiết Đá mài s Mô hình hoá vùng mài khi mài phẳng D d. 2-Thiết kế đồ án công nghệ chê tạo máy-NXBKH.KT -2001ta có dạng sản xuất là hàng khối. Đồ án tốt nghiệp công nghệ chế tạo máy Lớp chế tạo máy 8 - K43 12 *Trình tự gia công cơ 1- Nguyên công. nhất . Trong đồ án này, qui trình công nghệ gia công cơ đ-ợc cơ bản thiết kế cho việc gia công trên máy công cụ thông th-ờng đồng thời kết hợp với công nghệ gia công tiên tiến trên máy CNC, một