Đồ án môn học Công nghệ chế tạo máy lời nói đầu Hiện khoa học kỹ thuật phát triển nh vũ bÃo, mang lại lợi ích cho ngời tất nhữnh lĩnh vực tinh thần vật chất Để nâng cao đời sống nhân dân, để hoà nhập vào phát triển chung nớc khu vực nh giới Đảng Nhà nớc ta đà đề mục tiêu năm tới nớc công nghiệp hoá đại hoá Muốn thực đợc điều ngành cần quan tâm phát triển ngành khí chế tạo máy ngành khí chế tạo máy đóng vai trò quan trọng việc sản xuất thiết bị công cụ cho ngành kinh tế quốc dân Để thực việc phát triển ngành khí cần đẩy mạnh đào tạo đội ngũ cán kỹ thuật có trình độ chuyên môn cao, đồng thời phải đáp ứng đợc yêu cầu công nghệ tiên tiến, công nghệ tự động hoá theo dây truyền sản xuất Nhằm thực mục tiêu đó, chúng Em sinh viên trờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp - Thái Nguyên nói riêng sinh viên trờng kỹ thuật nói chung nớc cố gắng phấn đấu học tập rèn luyện, trau dồi kiến thức đà đợc dạy trờng để sau trờng đóng góp phần trí tuệ sức lực vào công đổi cđa ®Êt níc thÕ kû míi Sau mét thêi gian học tập trờng, Em đà hoàn thành khoá học với chuyên ngành Chế Tạo Máy Với kiến thức đà học học hỏi thêm thân, Em đà tính toán thiết kế quy trình công nghệ gia công thân đỡ Đây chi tiết dạng hộp , Sản phẩm đà đợc sử dụng cách có hiệu ngành nông nghiệp, công nghiệp nhẹ nớc Qua đề tài Em đà tổng hợp đợc nhiều kiến thức chuyên môn, giúp Em hiểu rõ công việc kỹ s thiết kế quy trình công nghệ Song với hiểu biết hạn chế với kinh nghiệm thực tế cha nhiều nên đề tài Em không tránh khỏi thiếu sót Em mong đợc bảo thầy môn Công Nghệ Chế Tạo Máy Thầy Cô giáo khoa để đề tài Em đợc hoàn thiện Cuối Em xin chân thành cảm ơn quan tâm bảo Thầy Cô khoa môn Công Nghệ Chế Tạo Máy trờng Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp đặc biệt hớng dẫn tận tình thầy giáo Kỹ S : Hà Đức Thuận Trịnh Văn Công K41 CCM03 Đồ án môn học Công nghệ chế tạo máy Thái Nguyên ngày 28 tháng năm 2011 Sinh viên : Trịnh Văn Công Trịnh Văn Công K41 CCM03 Đồ án môn học Công nghệ chế tạo máy Tài liệu tham khảo [1] Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy GSTS Trần Văn Địch Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội 2004 Công nghệ chế tạo máy Trần Văn Địch, Nguyễn Trọng Bình Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội 2003 [2] Sổ tay công nghệ chế tạo máy Nguyễn Đắc Lộc, Lê Văn Tiến Nhà xuất khoa häc kü tht Hµ Néi 1999 (TËp I) [3] Sỉ tay công nghệ chế tạo máy Nguyễn Đắc Lộc, Lê Văn Tiến Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội 1999 (Tập II) [4] Sổ tay gia công Nguyễn Đắc Lộc, Lê Văn Tiến Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội 2000 [5] Sổ tay công nghệ chế tạo máy toàn tập Trần Văn Địch Nhà xuất Hà Nội 2000 [6] Vẽ kỹ thuật khí tập I Trần Hữu Quế [7] Sổ tay chế độ cắt gia công khí [8] Sổ tay công nghệ chế tạo máy Nguyễn Đắc Lộc, Lê Văn Tiến Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội 1999 (Tập III) [9] Đồ gá Atlas đồ gá - Trần Văn Địch Nhà xuất Hà Nội 2000 PHầN I PHÂN TíCH CHI TIếT GIA CôNG Phân tích chức điều kiện làm việc chi tiết gia công Chức chi tiết - Vòng đai ốc chi tiết có nhiệm vụ truyền chuyển động quay mômen từ trục sang trục khác hầu hết máy công cụ tất máy khác - Trong chế tạo máy truyền động bánh chiếm vị trí quan trọng, chúng cấu đóng vai trò chủ yếu hầu hết máy, có ảnh hởng đến chất lợng làm việc, an toàn tuổi thọ toàn máy Trịnh Văn Công K41 CCM03 Công nghệ chế tạo máy - Truyền động bánh đợc dùng để biến chuyển động quay thành chuyền động tịnh tiến ngợc lại - Vòng đai ốc có đầu đợc lắp với trục để truyền mô men xoắn để cố định trục, đầu lại đợc ghép với mặt bích vít M6 - Truyền động vòng đai ốc đợc dùng rộng dÃi chúng có u điểm nh khả truyền lực lớn, khả cố định chi tiết tốt, hệ số có ích lớn truyền động êm Điều kiện làm việc chi tiết gia công - Khi chi tiết làm việc bề mặt chủ yếu tham gia làm việc bề mặt ren, tham gia ăn khớp với trục có ren khác để truyền chuyển động từ trục sang đai ốc cấu máy, nên trình làm việc bề mặt ren chịu loại tải trọng thay đổi Nh bề mặt ren bề mặt làm việc - Chi tiết vòng đai ốc có vật liệu chế tạo thép C40 ta thấy chi tiết làm việc điều kiện bình thờng, tải trọng không lớn - Để đảm bảo độ xác động học chi tiết việc xác định xác kích thớc, sức bền vật liệu lực tác dụng nên ta phải định kích thớc, độ nhám phù hợp với yêu cầu làm việc chi tiết Đồ án môn học 1.2 Phân tích yêu cầu kỹ thuật định phơng pháp gia công tinh lần cuối - Dựa vào chức điều kiện làm việc cđa chi tiÕt ta cã thĨ ph©n tÝch mét sè yêu cầu kỹ thuật chi tiết nh sau: - Mặt ren bề mặt làm việc nên yêu cầu độ nhám bề mặt cao Rz80, độ đồng tâm với bề mặt chuẩn A 0,02mm - Để đạt đợc độ nhám bề mặt ren nh dùng phơng pháp gia công ren tiện bề mặt ren để đảm bảo độ đồng tâm mặt lỗ A với mặt trụ gia công ren ta nên dùng chuẩn định vị bề mặt trụ - Mặt lỗ A 276 có yêu cầu độ nhám Ra =3 bề mặt dùng để lắp ghép ,để đạt đợc độ xác độ nhám nh ta dùng phơng pháp tiện để gia công -Bề mặt trụ bậc ta cần tiện qua hai bớc tiện thô tiện tinh đợc - Lỗ M dùng để bắt vít ghép chi tiết với chi tiết khác nên không yêu cầu gia công đạt độ xác độ nhám cao, nên ta cần khoan tarô ren lần gá đạt yêu cầu - Để đạt đợc kích thớc bề rộng 30 đai ốc độ nhám Ra=3 m ta dùng phơng pháp tiện khoả mặt đầu chi tiết 1.3 Các biện pháp công nghệ để đạt đợc yêu cầu kỹ thuật quan trọng Trịnh Văn Công K41 CCM03 Công nghệ chế tạo máy - Đối với chi tiết vòng đai ốc yêu cầu kỹ thuật quan trọng độ song Đồ án môn học song hai mặt đầu đạt mm độ đồng tâm bề mặt trụ 320 với bề mặt A đạt 0.02 mm Do để đạt đợc yêu cầu phải dùng mặt trụ để gia công mặt lỗ mặt đầu sau dùng chuẩn tinh mặt lỗ kết hợp với mặt đầu để gia công mặt trụ mặt đầu lại - Yêu cầu gia công lỗ ren M6x10 cách 60 độ ta phải dùng chuẩn tinh mặt lỗ kết hợp với mặt đầu để khống chế bậc tự do,dùng bạc dẫn hớng gia công đồng thời lỗ -Để gia công bề mặt ren lỗ phải dùng mặt trụ kế hợp với mặt đầu khống chế bậc tự 1.4 Phân tÝch tÝnh c«ng nghƯ kÕt cÊu cđa chi tiÕt gia công - Tính công nghệ kết cấu tính chất sản phẩm làm đảm bảo lợng tiêu hao kim loại nhất, khối lợng gia công lắp ráp nhất, giá thành chế tạo thấp điều kiện sản xuất định - Các tiêu đánh giá tính công nghệ kÕt cÊu bao gåm: Träng lỵng kÕt cÊu – chi tiết vòng đai ốc có trọng lợng 4,7 kg với kết cấu nhỏ gọn dễ dàng cho việc gia công, vận chuyển, lắp ráp Sử dụng vật liệu hợp lý, thống nhất, tiêu chuẩn, dễ kiếm, rẻ tiền Chi tiết với vật liệu thép C40 có tính tốt, độ bền độ dẻo giai tơng đối cao tính cắt tốt, đặc biệt dễ kiếm,rẻ tiền Quy định kích thớc, dung sai, độ nhám bề mặt hợp lý Việc ghi kích thớc công nghệ phải xuất phát từ chuẩn công nghệ, nhiều trờng hợp chuẩn trùng với chuÈn thiÕt kÕ Theo b¶n vÏ chi tiÕt ta lùa chọn phơng pháp ghi kích thớc phối hợp hợp lý có bù đắp định cho sai số chế tạo Sử dụng kết cấu, bề mặt thống nhấ, tiêu chuẩn - Trên sở nghiên cứu điều kiện làm việc chi tiết , hình dạng kết cấu chi tiết đợc xác định chi tiết lắp với phơng pháp cố định chúng , chi tiết đơn giản việc chế tạo dễ dàng dẫn đến giá thành hạ - Do vòng đai ốc nên bề mặt đầu chi tiết phẳng, mayơ chi tiết có tính c«ng nghƯ rÊt cao KÕt cÊu chi tiÕt thn lợi cho trình gia công Dựa vào hình giáng chi tiết ta thấy kết cấu chi tiết đảm bảo độ cứng vững, chi tiết có hình dáng đơn giản nên đảm bảo tiết kiệm nguyên vật liệu, kết cấu đơn giản trình gia công định rõ ranh giới bề mặt gia công tạo điều kiện ăn giao thoát dao dễ dàng Kết cấu đảm bảo thuận lợi cho trình lắp ráp Trịnh Văn Công K41 CCM03 Công nghệ chế tạo máy - Dựa vào vẽ ta thấy chi tiết sử dụng phơng pháp gia công tiên tiến , việc xác định chuỗi kích thớc công nghệ đơn giản , việc đo kiểm tra phơng pháp đo trực tiếp - Khi gia công, chi tiết đợc định vị mâm cặp chi tiết có bậc nên không cho phÐp gia c«ng b»ng nhiỊu dao cïng mét lóc - Sau gia công song cần phải vát cạnh sắc cạnh nhằm đảm bảo an toàn lắp ghép dễ dàng Đồ án môn học - Ren có góc nghiêng nhỏ 45 nên thuận lợi cho trình gia công ren 1.5 Xếp loại chi tiết gia công - Để xếp loại chi tiết ta dựa vào tỉ số L/D L chiều dài chi tiết, D đờng kính chi tiết gia công - Dựa vào chi tiết gia công ta thấy chi tiết có chiều dài L=30 đờng kính chỗ lớn chi tiết D=320 chi tiết dạng đĩa L 30 0.094 D 320 < 0.35 lên chi tiết thuộc Trịnh Văn Công K41 CCM03 Đồ án môn học Công nghệ chế tạo máy PHầN II Xác định dạng sản xuất Trong công nghệ chế tạo máy ngời ta phân làm dạng săn xuất dạng sản xuất có đặc điểm riêng phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nh 2.1 Tính sản lợng khí - Yêu cầu sản lợng hàng năm N =20000 chi tiết Số lợng sản xuất hàng năm N N1.m(1 ) 100 Trong ®ã ; - N Sản lợng hàng năm - m Số chi tiết mét s¶n phÈm (m=1) - α Sè chi tiÕt phÕ phÈm α=3 % - β Sè chi tiÕt s¶n xuất thêm để dự trữ =5 % N 20000.1(1 35 ) 21600 100 (chi tiÕt) 2.2 TÝnh khèi lỵng chi tiết gia công Từ vẽ chi tiết đà cho ta xác định đợc khối lợng chi tiÕt theo c«ng thøc sau Q1 =V γ Trong ®ã : Q1 Khèi lỵng chi tiÕt kg V Thể tích chi tiết Khối lợng riêng vật liệu kg/dm dm 3 Chi tiết đợc chế tạo tõ thÐp C40 nªn ta cã 7,825kg / dm (Sách HDTKĐACNCTM) Do chi tiết vòng đai ốc có dạng trụ tròn nên ta chia thành thể tích phần đặc thể tích phần rỗng nh sau - Thể tích phần đặc gồm có V V1 R 21 l1 3,14.1602.30 2411520mm3 2, 411dm3 ThĨ tÝch phÇn rỗng gồm có V2 Thể tích phần rỗng thứ V2 R2 l2 3,14.1382.30 1793944,8mm3 1, 794dm3 V3 Thể tích phần rỗng thứ hai Trịnh Văn Công K41 CCM03 Đồ án môn học Công nghệ chế tạo máy 6.V3 R32 l3 6.3,14.32.10 18651, 6mm3 0, 0187 dm3 V4 Thể tích phần rỗng thứ ba V4 ( R1 R4 ) l4 3,14.(160 155,5) 10 635.85mm3 0, 000635dm3 Do vËy ta tÝnh ®ỵc thĨ tÝch chi tiÕt nh sau V V1 V2 6.V3 V4 2,411 1,794 0,0187 0,000635 = 0,598 dm3 Do vËy ta x¸c định đợc khối lợng chi tiết nh sau Q1 V 0,598.7,852 4, 693(kg ) 4, 7(kg ) Dùa vµo khối lợng chi tiết Q1 4, kg sản lợng chế tạo hàng năm N= 21600 ta xác định đợc dạng sản xuất theo bảng 2.6 Tài liệu [1] dạng sản xuất hàng khối A-A -0.062 0.02 A TP280x4 A +0.05 20 Ø276 2x45° Ø278 I Ø311 30° Ø280.5 I TL 5:1 Ø276 R0.5 30 12 0.02 Ø320 -0.151 R0.25 R0.25 A Rz40 60° 60° Ø289 TrÞnh Văn Công K41 CCM03 Đồ án môn học Công nghệ chế tạo máy PHầN III: CHọN phôI phơng pháp chế tạo phôi 3.1 Cơ sở việc chọn phôi chọn dạng phôi Để chế tạo chi tiết đạt yêu cầu kỹ thuật, kinh tế ngời thiết kế phải xác định đợc vật liệu phôi, kích thớc phôi phơng pháp chế tạo phôi cho phù hợp Vì thực tế sản xuất, phôi thờng đợc xác định theo hai phơng án nh sau: * Sử dụng phôi có hình dạng kích thớc gần giống chi tiết hoàn chỉnh * Sử dụng phôi có lợng d lớn, dung sai lớn để giảm chi phí chế tạo phôi song phải chịu chi phí gia công lớn Ta thấy phơng án thích hợp với quy mô sản xuất lớn, phơng án thích hợp với sản xuất quy mô vừa nhỏ Việc chọn phôi toán không dễ dàng phải dựa sở sau: Kích thớc , hình dáng , kÕt cÊu cđa chi tiÕt gia c«ng VËt liệu , tính , yêu cầu kỹ thuật vật liệu gia công Dạng sản xuất Điều kiện cụ thể nhà máy xí nghiệp, nơi sản xuất Khả phơng pháp chế tạo phôi HƯ sè sư dơng vËt liƯu Chän ph«i hợp lý đảm bảo tính chi tiết mà giảm chi phí vật liệu chi phí gia công, nâng cao xuất, hạ giá thành sản phẩm Để tối u hoá vấn đề phôi cố gắng chọn phôi có kích thớc gần giống với chi tiết gia công + Dựa vào tiêu sau : - Vật liệu chế tạo phôi thép C45 - Khối lợng chi tiết 4,7 kg - KÝch thíc chi tiÕt nhá víi chiỊu dµi 30 mm, đờng kính lớn 330 mm - Dạng sản xuất hàng khối - Với điều kiện vật chất tự chọn Từ ta đa đợc phơng pháp chế tạo phôi nh : - Gia công ¸p lùc - §óc - Lun kim (c¸n, kÐo) a Chọn phôi cách luyện kim (cán, kéo) + Ưu điểm : Trịnh Văn Công K41 CCM03 Công nghệ chế tạo máy - Thép có hình dạng, kích thớc tiết diện ngang chiều dài theo tiêu chuẩn Độ xác chất, lợng bề mặt cao Có thành phần hóa học ổn định so với phôi đúc + Nhợc điểm : - Sử dụng phôi cắt từ thÐp c¸n cho hƯ sè sư dơng vËt liƯu thÊp Do thờng dùng sản xuất đơn dùng sản xuất hàng loạt với điều kiện hình dạng, kích thớc tiết diện ngang chi tiết gần giống với tiết diện ngang phôi - Không thích hợp cho việc chế tạo phôi chịu tải + Phạm vi ứng dụng : Từ nhng u nhợc điểm phôi luyện kim dùng cho sản xuất loạt lớn, hàng khối với chi tiết có yêu cầu không cao b Chọn phôi đúc: + Ưu điểm: Đồ án môn học - Có thể đúc đợc loại vật liệu khác - Có thể đúc đợc chi tiết có hình dạng kết cấu phức tạp - Giá thành chi tiết vật đúc rẻ - Có khả khí hóa, tự động hóa + Nhợc điểm: - Tiêu tốn kim loại lớn chảy hao nằm lại hệ thống rót, đậu đậu ngót - Độ xác phôi đúc thấp, độ bóng bề mặt không cao - Độ xác phôi đúc phụ thuộc vào tay nghề ngời làm khuôn - Cơ tính vật liệu không cao, chế tạo khuôn phức tạp làm tăng giá thành chi tiết + Phạm vi ứng dụng : Từ đặc điểm thấy phơng pháp đúc phù hợp với dạng sản xuất đơn chiếc, loạt nhỏ c Chọn phôi gia công áp lực Gia công áp lực có đặc điểm là: Kim loại đợc gia công thể rắn, sau gia công không nhng thay đổi hình dáng, kích thớc ban đầu mà thay đổi cơ, lý, hóa tính kim loại, kim loại mịn chặt hơn, hạt đồng tổ chức hạt đúc trở thành tổ chức thớ khử đợc khuyết tật + Ưu điểm : - Có c¬ tÝnh cao - DËp thĨ tÝch dƠ c¬ khÝ tự động hóa - Tạo phôi có độ xác cao hình dạng kích thớc Trịnh Văn C«ng K41 CCM03