Đồ án Công nghệ chế tạo máy ”Thiết kế qui trình công nghệ chế tạo chi tiết đòn quay gạt số ”

ĐỒ ÁN CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY LỜI NĨI ĐẦU Mơn học cơng nghệ chế tạo máy đóng vai trị quan trọng chương trình đào tạo kỹ sư cán kỹ thuật thiết kế chế tạo loại máy, thiết bị phục vụ ngành công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải Đồ án môn học công nghệ chế tạo máy đồ án có tầm quan trọng sinh viên khoa khí Đồ án giúp cho sinh viên hiểu kiến thức học môn công nghệ chế tạo máy mà môn khác như: máy công cụ, dụng cụ cắt Đồ án giúp cho sinh viên hiểu dần thiết kế tính tốn qui trình cơng nghệ chế tạo chi tiết cụ thể Được giúp đỡ hướng dẫn tận tình thầy Lý Ngọc Quyết môn công nghệ chế tạo máy đến đồ án mơn học em hồn thành Tuy nhiên việc thiết kế đồ án không tránh khỏi sai sót em mong bảo thầy bảo bạn Em xin chân thành cảm ơn thầy Lý Ngọc Quyết giúp đỡ em hồn thành cơng việc giao ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY Nội dung thuyết minh tính tốn Đồ án mơn học Cơng Nghệ Chế Tạo Máy Phân tích chức làm việc chi tiết: Theo đề thiết kế: ” Thiết kế qui trình cơng nghệ chế tạo chi tiết địn quay gạt số ” với sản lượng 12000 chi tiết/năm, điều kiện sản xuất tự chọn Đòn quay gạt số dạng chi tiết họ chi tiết dạng càng, chúng loại chi tiết có lỗ mà tâm chúng song song với tao với góc Trong chi tiết có bề mặt có R z20 ảnh hưởng nhiều tới tính làm việc chất lượng vận hành chi tiết Các bề mặt cịn lại khơng có ảnh hưởng nhiều tới tính làm việc chất lượng vận hành chi tiết Chi tiết dạng thường có chức biến chuyển động thẳng chi tiết ( thường piston động cơ) thành chuyển động quay chi tiết khác (như trục khuỷu) ngược lại Ngồi chi tiết dạng cịn dùng để đẩy bánh ( cần thay đổi tỉ số truyền hộp tốc độ) Hoặc chi tiết thông qua chuyển động quay chi tiết ta số động đơn giản nhiều Điều kiện làm việc đòn quay gạt số địi hỏi khơng cao lắm: + Làm việc môi trường tự nhiên Các yêu cầu kỹ thuật chi tiết đòn quay gạt số: +Vật liệu : Thép 40 + Độ cứng : 160 … 180HB +Các bán kính góc lượn bề mặt khơng gia cơng từ R2 đến R5 Phân tích tính cơng nghệ kết cấu chi tiết: ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY Bề mặt làm việc chủ yếu đòn quay gạt số bề mặt lỗ 12 Cụ thể ta cần đảm bảo điều kiện kỹ thuật sau đây: - Lỗ 12 tiếp xúc với bề mặt trụ để truyền mô men xoắn tới trục số - Đường tâm lỗ 12 phải song song với đường tâm lỗ 10 với sai số 0,1mm - Đường tâm lỗ 12 phải vng góc với đường tâm lỗ M10 với sai số 0,1mm Qua điều kiện kỹ thuật ta đưa số nét cơng nghệ điển hình gia cơng chi tiết địn quay gạt số sau: + Kết cấu phải đảm bảo khả cứng vững + Với đòn quay gạt số, với kích thước khơng lớn phơi nên chọn phôi dập thép 40 có độ cứng khơng cao, có hình dáng đơn giản +Việc gia công mặt đâu lỗ trụ khó khăn độ cao trụ khác + Các lỗ trụ khơng địi hỏi tính cơng nghệ cao +Khi gia cơng chi tiết dụng cụ dễ thoát dao +Các bề mặt cịn lại dễ dang đạt độ xác yêu cầu kỹ thuật + Với kết cấu địn quay gạt số sau ngun cơng phải thuận lợi cho việc chọn chuẩn thô chuẩn tinh thống Với địn quay gạt số, ngun cơng gia công hai mặt đầu lúc để đảm bảo độ song song mặt đầu để làm chuẩn cho nguyên công sau ( gia cơng hai lỗ ) nên chọn chuẩn thô hai mặt thân biên không gia công Và thứ tự gia công hai mặt đầu phay hai dao phay đĩa mặt Xác định dạng sản xuất: Sản lượng chi tiết hàng năm xác định theo công thức sau đây: N = N1m(1 +   100 Trong đó: ) ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY N : Số chi tiết sản xuất năm; N1 : Số sản phẩm (số máy) sản xuất năm; m : Số chi tiết sản phẩm;  : Số lượng sản phẩm dự phòng sai hang tạo phôi gây ;  =6%  : Số lượng sản phẩm dự phịng hỏng hóc phế phẩm q trình gia cơng  =4%  N = 12000.1.(1 + 0,04  0,06 ) 100 = 12000 ( chi tiết) Sau xác định sản lượng hàng năm ta phải xác định trọng lượng chi tiết Trọng lượng chi tiết xác định theo cơng thức: Q = V. Trong đó: Q : Khối lượng chi tiết (kg) V : Thể tích chi tiết (cm3 )  : Khối lượng riêng vật liệu(kg/dm3) ;  = 7,852 kg/dm3 =7,852.10-3 kg/cm3 * Thể tích chi tiết:   12  12 39,4cm V1=  30  22.130.12  2   12  12 4,5cm V2= 15  30.60.12  2 V3=  12   .15 4,2cm V4=  112   .15 2,3cm V5=  15   .11   15   .3 8,3cm Vậy V=V1+ V2+ V3+ V4+ V5 = 39,4 + 4,5 + 4,2 + 2,3 + 8,3 = 58,7 cm3 Vậy Q = V. =58,7 7,852.10-3 0,46 kg Theo bảng 2.6 Thiết kế đồ án CNCTM Với : + Khối lượng chi tiết = 0,46kg < 4kg + Số lượng hàng năm 12000 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY Ta suy dạng sản suất: HÀNG LOẠT LỚN Chọn phương pháp chế tạo phơi phơi: Chi tiết địn quay gạt số thép sản xuất hàng loạt lớn lên chọn phơi dập nóng Trước dập nóng kim loại ta phải làm kim loại, cắt bỏ phần nhỏ phù hợp thực máy cưa Trong trường hợp trọng lượng chi tiết (đòn quay gạt số) khoảng 0,46 kg (< kg) , dạng sản xuất hàng loạt lớn ta lên chọn phôi phôi dập dập máy búa máy ép với Rz đạt Rz= 320 160 m Từ cách chế tạo phơi ta tra lượng dư mặt 1mm theo bảng 3-17 Sổ tay công nghệ Chế tạo Máy Lập thứ tự nguyên công, bước (vẽ sơ đồ gá đặt, ký hiệu định vị, kẹp chặt, chọn máy, chọn dao, vẽ chiều chuyển động dao, chi tiết) -Xếp dạng chi tiết : thuộc dạng chi tiết dạng - Chuẩn thô hai mặt bên thân chi tiết ta dụng dao phay đĩa phay đồng thời mặt đầu trụ 30 đảm bảo độ song song mặt đầu - Chuẩn tinh : ta dùng hai mặt đầu mặt lỗ 12 làm chuẩn tinh thống Lập sơ nguyên công: - Nguyên cơng : Phay mặt đầu đạt kích thước 26 -0,05, gia công máy phay ngang hai dao phay đĩa mặt có đường kính tối thiểu 200 mm sau làm chuẩn định vị cho nguyên công sau - Nguyên công : Phay mặt đầu trụ 22 , gia công máy phay đứng dao phay mặt đầu có đường kính tối thiểu 30 mm - Nguyên cơng : Gia cơng lỗ đạt kích thước 12+0,018 với bước khoankhoét- doa vát mép lỗ cho đạt độ nhám Ra = 1,25 m - Ngun cơng : Gia cơng lỗ đạt kích thước 10+0,018 với bước khoankhoét- doa vát mép lỗ cho đạt độ nhám Ra = 1,25 m ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY - Nguyên cơng : Phay mặt đầu đạt kích thước 15 0,018, gia công máy phay ngang hai dao phay đĩa mặt có đường kính tối thiểu 100 mm đạt độ xác Rz40 - Nguyên cơng : Gia cơng lỗ đạt kích thước M10 với bước khoankhoét- ta rô vát mép lỗ M10 - Nguyên công : Kiểm tra độ không song song hai lỗ 12 10 không q 0,1 mm, độ khơng vng góc hai lỗ 12 M10 không vượt 0,1 mm 5.2.Thiết kế nguyên công cụ thể:  5.2.1 3Nguyên công I : Phay mặt đầu Lập sơ đồ gá đặt: Hai mặt đầu đòn quay gạt số cần đảm bảo độ song song, ta sử dụng cấu kẹp ê tô máy phay chốt tỳ chống xoay hạn chế bậc tự , má kẹp có khía nhám định vị vào hai mặt phẳng thân tay biên chuẩn thô Kẹp chặt: Dùng hai miếng kẹp để kẹp chặt chi tiết, hướng lực kẹp từ hai phía tiến vào, phương lực kẹp phương với phương kích thước thực Chọn máy: Máy phay nằm ngang 6H82 Công suất máy Nm = 7kW ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY Chọn dao: Phay hai dao phay đĩa ba mặt gắn mảnh thép gió, có kích thước sau( Tra theo bảng 4-84 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 1): D = 200 mm, d =50 mm, B = 16 mm, số Z = 24 Lượng dư gia công: Phay1 lần với lượng dư phay thô mặt Z b=2 mm Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt cho dao Chiều sâu cắt t = mm, lượng chạy dao S = 0.08 – 0.15mm/răng ( Tra theo bảng 5-170 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 2):, tốc độ cắt V = 32.5 (30,5 27,5)m/phút Các hệ số hiệu chỉnh: K1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào nhóm tính thép cho bảng 5-225 Sổ tay CNCTM2- k1 = 1,16 K2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái bề mặt gia công chu kỳ bền dao cho bảng 5-120 Sổ tay CNCTM2- k2 = 0,8 K3: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào dạng gia công cho bảng 5-132 Sổ tay CNCTM2- k3 = Vậy tốc độ tính tốn là: Vt=Vb.k1.k2.k3= 32,5.1,16.0,8.1 = 30,16 m/phút Số vịng quay trục theo tốc độ tính tốn là: 1000.vt nt =  D 1000.30,16   48,028 3,14.200 vòng/phút Ta chọn số vòng quay theo máy nm = 40 vòng/phút Như vậy, tốc độ cắt thực tế là: Vtt =  D.n m 3,14.200.40   25,12m/phút 1000 1000 Lượng chạy dao phút Sp = Sr.z.n = 0,13.24.40 =124,8 mm/phút Theo máy ta có Sm = 95 mm/phút 5.2.2.Ngun cơng II:Phay mặt đầu trụ 22 Lập sơ đồ gá đặt: Mặt đầu trụ 22 cần phay phải đảm bảo độ song song với mặt đầu 30 ta dùng chốt tỳ ngắn, phiến tỳ khối V để định vị chi tiết ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY Kẹp chặt: Dùng cấu đòn kẹp, phương lực kẹp vng góc với phương kích thước thực hiện.Ta có thêm cấu so dao để điều chỉnh máy đạt kích thước theo yêu cầu S n Chọn máy: Máy phay đứng vạn 6H12 Công suất máy Nm = 10kW Chọn dao: Phay dao mặt đầu có gắn mảnh thép gió, có kích thước sau ( Tra theo bảng 4-92 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 2): D = 40 mm, L = 36 mm, số Z = 10 Lượng dư gia công: Phay lần với lượng dư phay thô Zb = mm Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt Chiều sâu cắt t = mm, lượng chạy dao S = 0.08 – 0.15mm/răng, tốc độ cắt V = 48(hoặc 43,5) m/phút Bảng 5-119 5-120 Sổ tay CNCTM tập Các hệ số hiệu chỉnh: K1: Hệ số đIều chỉnh phụ thuộc vào nhóm tính thép cho bảng 5-161 Sổ tay CNCTM2- k1 = 1,12 K2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái bề mặt gia công chu kỳ bền dao cho bảng 5-161 Sổ tay CNCTM2- k2 = K3: Hệ số đIều chỉnh phụ thuộc vào chiều rộng phay cho bảng 5161 Sổ tay CNCTM2- k3 = K4: Hệ số đIều chỉnh phụ thuộc vào vật liệu gia cơng cho ĐỒ ÁN CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY bảng 5-161 Sổ tay CNCTM2- k4 = Vậy tốc độ tính tốn là: vt = vb.k1.k2.k3.k4 = 48.1,12.1.1.1 = 53,76 m/phút Số vịng quay trục theo tốc độ tính tốn là: 1000.vt nt =  d 1000.53,76   428 3,14.40 vòng/phút Ta chọn số vòng quay theo máy n m = 420 vòng/phút Như vậy, tốc độ cắt thực tế là: Vtt =  d nm 3,14.40.420   52,752 m/phút 1000 1000 Lượng chạy dao phút Sp = Sr.z.n = 0,1.10.420 = 420 mm/phút Theo máy ta có Sm =420 mm/phút 5.2.3Nguyên công III: Khoan- Khoét- Doa- Vát mép lỗ 12+0.018 Lập sơ đồ gá đặt: Gia cơng lỗ 12+0.018 địn quay gạt số cần đảm bảo độ vng góc tâm lỗ mặt đầu ta định vị nhờ mặt phẳng(phiến tỳ) hạn chế bậc tự định vị vào mặt đầu bạc côn chụp vào đầu lỗ 12+0.018 đòn quay gạt số hạn chế hai bậc tự có tác dụng định tâm ( khối V cố định định vị vào mặt trụ đầu nhỏ tay biên hạn chế bậc tự do) ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY Kẹp chặt: Dùng cấu trụ trượt kẹp từ xuống Chọn máy: Máy khoan đứng 2A125(K125) có đường kính mũi khoan lớn khoan thép có độ bền trung bình max = 25mm Công suất máy Nm = 2,8 kW Chọn dao: Mũi khoan có kích thước sau d = 10 mm ;L =20  131mm ( Tra theo bảng 4-40, 4-41 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 2) Mũi Khoét có lắp mảnh hợp kim cứng D = 11,5 mm( có kích thước sau: L = 160  350mm, l = 80200 mm), Mũi Doa có lắp mảnh hợp kim cứng D = 12mm , L =20  131mm,Vát mép D = 20mm ( Tra theo bảng 4-47, 4-49 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 2): Lượng dư gia công: Gia công lần với lượng dư gia công khoan Zb1 = d/2 = mm, khoét Zb2 = 0,75 mm lượng dư Doa Zb3 = 0,25 mm 10