đồ án công nghệ chế tạo máy- Thiết kế qui trình công nghệ gia công chi tiết ống côn

Thuyết minh đồ án công nghệ chế tạo máyI. Nhiệm vụ thiết kếThiết kế qui trình công nghệ gia công chi tiết ống côn bắt chầy của máy dập đảm bảo yêu cầu kỹ thuật đã cho trong bản vẽ chi tiết.II. Phân tích chức năng làm việc của chi tiết.Đây là một dạng chi tiết thuộc loại chi tiết dạng bạc.Đó là những chi tiết dạng ống tròn, thành mỏng…Trong quá trình làm việc chi tiết luôn chịu :+ Mài mòn lớn+ ứng suất thay đổi theo chu kì+ Lực va đập+ Tải trọng động lớnCũng như các chi tiết dạng khác, tính công nghệ trong việ gia công để đạt các yêu cầu kĩ thuật cần thiết .Trước hết cần chú ý đến đặc trưng quan trọng đối cới các chi tiết dạng bạc là tỉ số giữa chiều dài và đường kính ngoài lớn nhất của chi tiết. Tỉ số phải thoả mãn trong giới hạn: 0,5  3,5Tiếp đến phải chú ý đến kích thước lỗ của bạc bởi vì cùng một đường kính gia công lỗ bao giờ cũng khó hơn gia công trục.Bề dày của thành bạc cũng không nên quá mỏng để tránh biến dạng khi gia công và nhiệt luyện.Theo đề bài: như vậy thoả mãn điều kiệnYêu cầu kỹ thuật cơ bản.Độ không song song tâm mặt côn và lỗ 60 và 210 < 0,02Độ ô van mặt côn < 0,02.

Thuyết minh đồ án công nghệ chế tạo máy

I Nhiệm vụ thiết kế

Thiết kế qui trình công nghệ gia công chi tiết ống côn bắt chầy của máy dậpđảm bảo yêu cầu kỹ thuật đã cho trong bản vẽ chi tiết

II Phân tích chức năng làm việc của chi tiết.

Đây là một dạng chi tiết thuộc loại chi tiết dạng bạc.Đó là những chi tiếtdạng ống tròn, thành mỏng…Trong quá trình làm việc chi tiết luôn chịu :

Tiếp đến phải chú ý đến kích thước lỗ của bạc bởi vì cùng một đườngkính gia công lỗ bao giờ cũng khó hơn gia công trục

Bề dày của thành bạc cũng không nên quá mỏng để tránh biến dạng khi giacông và nhiệt luyện

Theo đề bài:

l

Dmax=

188

210=0,88 như vậy thoả mãn điều kiện

Yêu cầu kỹ thuật cơ bản.

- Độ không song song tâm mặt côn và lỗ 60 và 210 < 0,02

- Độ ô van mặt côn < 0,02

- Nhiệt luyện đặt HRC = 40 - 50

II Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết.

Cũng như các chi tiết dạng khác, tính công nghệ trong việ gia công để đạtcác yêu cầu kĩ thuật cần thiết Trước hết cần chú ý đến đặc trưng quan trọng đốicới các chi tiết dạng bạc là tỉ số giữa chiều dài và đường kính ngoài lớn nhất củachi tiết Tỉ số phải thoả mãn trong giới hạn: 0,5  3,5

Tiếp đến phải chú ý đến kích thước lỗ của bạc bởi vì cùng một đườngkính gia công lỗ bao giờ cũng khó hơn gia công trục

Bề dày của thành bạc cũng không nên quá mỏng để tránh biến dạng khigia công và nhiệt luyện

Khi gia công chi tiết dạg bạc, yêu cầu kĩ thuật quan tọng nhất là độ khôngđồng tâm giữa mặt ngoài và mặt lỗ, cũng như dộ vuông góc giữa mặt đầu và đườngtâm lỗ Cụ thể như sau:

Để tính được thể tích của chi tiết ta tiến hành chi chi tiết ra làm nhiều phần

để tính các Vi sau đó lấy tổng các Vi vậy sau khi tính toán ta được V = 1,3(dm3)

- Trọng lượng của chi tiết

Q = .V

Vậy Q = 1,3.7,85 =10,3 (kg)

b) Tính sản lượng chi tiết.

Sản lượng chi tiết hàng năm được xác định theo công thức :

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

 - Số chi tiết được chế tạo thêm để dự trữ ( lấy  = 6)

IV Chọn phương pháp chế tạo phôi.

- Do các đặc điểm của phôi như :

+ Sản xuất hàng khối

+ Vật liệu là thép

+ Chi tiết không lớn

- Do đó, có thể chế tạo chi tiết theo phương pháp đúc trong khuôn cát Căn

cứ vào điều kiện sản xuất của nước ta, qui định phương pháp đúc trong khuôn cátvới:

+ Khuôn cát làm bằng máy

+ Mẫu làm băng kim loại

- Chọn mặt phân khuôn : Mặt phân khuôn được biểu diễn trên hình vẽ

V Thiết kế qui trình công nghệ gia công chi tiết.

1 Xác định đường lối công nghệ.

Sau khi phân tích kết cấu của chi tiết, dạng sản xuất là hàng khối và trongđiều kiện sản xuất ở nước ta hiện nay, ta chọn phương án phân tán nguyên công, sửdụng nhiều đồ gá chuyên dùng để gia công trên các máy thông dụng

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

Nguyên công tạo phôi.

Chế tạo phôi bằng phương pháp đúc

Đúc trong khuôn cát, mẫu bằng kim loại

Nguyên công ủ và làm sạch phôi.

Sau khi đúc, phôi phải được ủ để khử ứng suất dư, sau đó phôi phải đượclàm sạch trước khi gia công cơ

Từ những sự phân tích trên đây ta có thể có được các nguyên công chủ yếu

để gia công sau :

- Nguyên công 1 : Gia công đầu to (tiện ngoài, mặt đầu, vai, tiện lỗ 140)

- Nguyên công 2 : Gia công đầu nhỏ (tiện ngoài, mặt đầu, vai, tiện cônngoài, tiện ren M1002)

- Nguyên công 3 : Gia công lỗ 60(khoét, doa)

- Nguyên công 4 : Gia công các lỗ ở đầu lớn (4 lỗ 17, 2 lỗ ren M16 ).

- Nguyên công 6 : Tổng kiểm tra

Nguyên công 1:Gia công đầu to

(Nguyên công tạo mặt phẳng tinh để gia công các mặt khác)



Định vị và kẹp chặt.

Chi tiết được định vị trên mâm cặp 3 chấu tự định tâm mặt đầu(100) được

tỳ sát vào một mặt phẳng của mâm cặp (hạn chế 3 bậc tự do), 3 chấu hạn chế chitiết 2 bậc tự do Như vậy chi tiết bị hạn chế 5 bậc tự do



Tính toán lượng dư gia công.

+ Bước 1 : Tiện khoả mặt đầu đạt kích thước 210

- Với kích thước lớn nhất 210 tra bảng 394 sổ tay công nghệ tập 1ta có: lượng dư là Z = 2,5(mm)

+ Bước 2 :Tiện ngoài dạt kích thước 45 (mm) ta có:

Nguyên công 2 : Gia công đầu nhỏ

Nguyên công này được chia làm 3 bước

+ Bước 1: Khoả mặt đầu đạt 100

Lượng dư là Z = 2,5(mm)

+ Bước 2: Tiện thô ngoài đạt 100

lượng dư là Z = 2,5 (mm)

+ Bước 3 :Tiện mặt côn với lượng dư bé nhất Z=2,5(mm)

Nguyên công 3 : Khoét, doa lỗ 60

lượng dư tổng cộng Z = 2(mm)

+ Bước 1: Khoét 1,5(mm)

+ Bước 2: Doa 0,5(mm)

Nguyên công 4 : Khoan 4 lỗ 17, 2 lỗ M16 và tarô ren 2 lỗ M16

Lượng dư bằng đường kính lỗ với chiều sâu lỗ là 45(mm)

Lượng dư Z = 2,5(mm)

 Tính toán chế độ cắt cho từng nguyên công

Nguyên công 1: Gia công đầu to trên máy tiện

Thông số máy: Chiều cao tâm 200mm.Số vòng quay trục chính 12,5 2000

vòng /phút,bước tiến dao dọc 0,07…4,15, bước tiến dao ngang 0,035…2,08

Chọn dao:Dao tiện lỗ trong ta dùng dao ba gắn mảnh hợp kim T15K6

Dao tiện đầu cong có gắn mảnh hợp kim cứng T15k6Dao tiện ngoài để khoả thẳng mặt đầu HKC T15K6( Tra theo bảng 6-1 Dao tiện Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy ):

+ Bước 1: Tiện khoả mặt đầu 210 với Rz = 3,2  Ta phải chia làm tiện thô

và tiện tinh

a)Tiện thô :

+ Chọn chiều sâu cắt t = 2(mm) với vật liệu là thép C tra bảng 5.60 - sổ tay

t

v d

e

d n



(m/ph)

máy đã chọn thoả mãn yêu cầu

b)Tiện tinh mặt đầu 210

Với chiều sâu cắt t = 0,5 (mm).Tra bảng 5.62 với bán kính đỉnh dao 1mm, vật liệu

là thép ta có : lượng chạy dao S = 0,11(mm/vòng)

Từ bảng 5.64 ta có Vcắt = 409 (m/ph)  Vtt = 409.K1.K2.K3 =165,6(v/ph).

1000.

251

t

v d

theo máy ne = 250(v/ph)  tính lại vận tốc cắt Vcắt =

.

165 1000

e

d n



(m/ph)

vậy máy đã chọn thoả mãn yêu cầu

lượng chạy dao S = 0,7(mm/vòng)

1000.

126

t

v d

máy ne= 130 (v/ph)

Tính lại vận tốc cắt Vcắt =

1000

e

d n



85,7(m/ph) Tra bảng 5.68 ta chọn đượccông suất yêu cầu của máy N= 2,4 (KW).Giá trị này thoả mãn máy đã chọn

b)Tiện tinh mặt đầu

Với chiều sâu cắt t = 0,5(mm) tra bảng 5.62 sổ tay CNT2 ta có S =0,2(mm/vòng)

Vcắt = 95 (m/ph) Ta tính số vòng quay của máy ne =

1000.

.

t

v d

Ta chọn số vòng quay theo máy ne=150(v/ph)

Ta xác định lại vận tốc cắt Vcắt =

1000

Lượng dư 2 (mm), do bề mặt này không có yêu cầu về cấp chính xác nên tachỉ gia công thô 1 lần cho cả lượng dư.

máy ne=150(v/ph).Ta tính lại vận tốc cắt Vcắt =

1000

e

d n



99(m/ph)

Dựa vào các giá trị, tra bảng 5.68 ta có công suất yêu cầu N = 2(KW).Thoả mãn Bước 4: Tiện lỗ 140

Do lỗ không có yêu cầu về cấp chính xác nên ta chỉ gia công thô một lần cho cảlượng dư Với chiều sâu cắt t = 2,5(mm) tra bảng 5.61 ta có lượng chạy dao

  218(v/ph) Chọn ne theo máy ne =220(v/ph)

Tính lại vận tốc cắt Vcắt =

1000

e

d n



97(m/ph)

Từ các giá trị trên ta có thể tra được công suất yêu cầu của máy N = 2,4(KW).Thoảmãn loại máy đã chọn

Nguyên công 2 : Gia công đầu đầu nhỏ trên máy tiện

Các thông số máy đã được chọn ở trên

Bước 1 : Tiện khoả mặt đầu đạt 100

Do yêu cầu về cấp chính xác nên ta tiến hành 2 lần tiến dao để cắt hết lượng dư a) Tiện thô với chiều sâu cắt t = 2(mm)

Tra bảng 5.60 sổ tay T2 ta có lượng chạy dao S = 0,7(mm/vòng)

ne = 280(v/ph)  tính lại vận tốc cắt: Vcắt =

1000

e

d n



88(m/ph)Tra bảng 5.68 ta có công suất yêu cầu của máy N = 2,9(KW).Thoả mãn

b)Tiện tinh vơi chiều sâu cắt t = 0,5(mm)

ne = 180(v/ph)  tính lại vận tốc cắt: Vcắt =

1000

e

d n



57(m/ph)Tra bảng 5.68 ta có công suất yêu cầu của máy N = 1,2(KW).Thoả mãn

Bước 2 : Tiện thô ngoài đạt 100

Do yêu cầu về cấp chính xác phải tarô ren nên ta chia làm 2 bước: tiện thô + tarôTarô ren được thực hiện ở nguyên công sau

Tiện thô với chiều sâu cắt t = 2,5(mm)

ne = 280(v/ph)  tính lại vận tốc cắt: Vcắt =

1000

e

d n



88(m/ph)Tra bảng 5.68 ta có công suất yêu cầu của máy N = 2,9(KW).Thoả mãn

Bước 3: Tiện côn ngoài với lượng dư bé nhất là 2,5(mm)

 tính lại vận tốc cắt : Vcắt =

1000

e

d n



76(m/ph)

 Tra bảng ta chọn được công suất yêu cầu của máy N= 3,4(KW).Thoả mãn

Nguyên công 3 Tính toán chế độ cắt cho nguyên công khoét và doa lỗ 60 ở đâygia công trên máy khoan đứng, mũi khoét, doa được lắp vào chuôi côn máykhoan.Dao khoét, doa là dao tuỳ động do không có loại tiêu chuẩn với đường kínhcủa lỗ

Lập sơ đồ gá đặt:

Chọn máy: Máy khoan đứng 2A135 có đường kính mũi khoan lớn

nhất khi khoan thép có độ bền trung bình số vòng quay trục chính n=68…

1100vòng/phút.Bước tiến dao 0,11…1,60mm/vòng

>20

 Vcắt = 21(m/ph)  Vtt = Vcắt K1 K2

K2 Hệ số phụ thuộc vào loại thép.

 Tính lại vận tốc cắt Vcắt =

1000

e

d n



15,7(m/ph)Tra bảng 5.110  N=2,4(KW).Thoả mãn điều kiện của máy đã chọn

Bước 2 : Doa với đường kính dao D = 60(mm)  lượng chạy dao S =

b =660(MPa); nv = 0,9 (Bảng 5.2 sổ tay công nghệ tập 2)  kMV = 1.12

Tính lại vận tốc cắt : Vcắt =

1000

e

d n



15,1(v/ph)

Do khi khoét, doa ta cũng thực hiện trên máy khoan và máy đã được chọn thoả mãn

Nguyên công 4: Khoan 4 lỗ 17, 2 lỗ 16 tarô ren 2 lỗ M16

Các thông số của máy đã được chọn ở nguyên công trên

Bước 1: Khoan 4 lỗ 17

Lập sơ đồ gá đặt:

Kẹp chặt: Dùng cơ cấu bulông kẹp rút thông qua bạc dẫn tháo rời,

phương của lực kẹp vuông góc với phương của kích thước thực hiện và mặt định vịchính

Chọn dao: Mũi khoan ruột gà chuôi côn có kích thước như sau:

Đường kính mũi khoan D=17 Tra bảng ta có S = 0,15(mm/vòng)

=500(v/ph)

 Tính lại vận tốc cắt Vcắt =

1000

e

d n



27(m/ph)

Bước 2 : Khoan 2 lỗ M16 và tarô ren

Trước tiên ta khoan mồi 2 lỗ với đường kính mũi khoan D=14,5(mm) sau đó mớitarô

a) Khoan 2 lỗ D=14,5(mm) với lượng chạy dao S = 0,15(mm/vòng)

Chọn tốc độ cắt theo máy ne = 520(v/ph)

Tính lại vận tốc Vcắt =

1000

e

d n



23,7(m/ph)Tra bảng 5.102 sổ tay tập 2 ta có công suất yêu cầu của máy N = 0,9(KW)

b)Tarô ren: Do đường kính nhỏ nên ta có thể tarô bằng tay

Nguyên công 5 : Tiện côn lỗ 60 vơi đường kính tiện lớn nhất 77

Với yêu câu về đề bài ta chia làm 2 bước

Bước 1: Tiện thô với chiều sâu cắt t = 2(mm) Tra bảng 5.64 ta có lượng chạy dao

Ta tính lại vận tốc cắt: Vcắt =

1000

e

d n



97(m/ph) Tra bảng 5.68 T2 ta có công suất yêu cầu của máy N = 2(KW).Thoả mãn

Bước 2 : Tiện tinh với chiều sâu cắt t = 0,5(mm).Tra bảng ta có S =

Tra bảng 5.68 ta có công suất yêu cầu của máy thoả mãn máy đã chọn

VI.tính toán kết cấu đồ gá khoan

1 Tính lực kẹp

- Sơ đồ định vị :

Khi thiết kế đồ gá cần tuân theo các bước sau đây:

trục chính Đó là những số liệu cần thiết để xác định kích thước đồ gá

VI.2 Xác định phương pháp định vị

Ta định vị chi tiết trên mặt phẳng hạn chế 3 bậc tự do và trụ ngắn 2 bậc tự do VI.3 Vẽ đường bao của chi tiết tại nguyên công thiết kế đồ gá( theo tỉ lệ 1:1) Đường bao của chi tiết vẽ bằng nét chấm gạch Việc thể hiện hai hoặc ba hình chiếu là tuỳ thuộc vào mức độ phức tạp của đồ gá Hình chiếu thứ nhất của chi tiếtphải được thể hiện đúng vị trí đang gia công trên máy

VI.4 Xác định phương, chiều và điểm đặt của lực cắt, lực kẹp

Phương của lực kẹp vuông góc với thân đĩa xích có hướng từ mặt trên chi tiết

VI.5 Xác định vị trí và vẽ kết cấu của đồ định vị( cần đảm bảo cho lực cắt, lực kẹphướng vào đồ định vị vuông góc với chúng)

Lực cắt được tính theo công thức:

gang cho trong bảng 5-9:

VI.7 Chọn cơ cấu kẹp chặt Cơ cấu này phụ thuộc vào loại đồ gá một vị trí hay nhiều vị trí, phụ thuộc vào sản lượng chi tiết hay trị số lực kẹp: Ta chọn cơ cấu kẹprút Êtô( kẹp bằng ren)

VI.8 Tính sai số chế tạo cho phép của đồ gá [CT]

VI.8.1 Các thành phần của sai số gá đặt

Khi thiết kế đồ gá cần chú ý một số điểm sau đây:

- Sai số của đồ gá ảnh hưởng đến sai số của kích thước gia công, nhưng phần lớn nó ảnh hưởng đến sai số vị trí tương quan giữa bề mặt gia công và bề mặt chuẩn

- Nếu chi tiết được gia công bằng dao định hình và dao định kích thước thì sai

số của đồ gá không ảnh hưởng đến kích thước và sai số hình dáng của bề mặt gia công

- Khi gia công bằng phiến dẫn dụng cụ thì sai số đồ gá ảnh hưởng đến khoảngcách tâm của các lỗ gia công và khoảng cách từ mặt định vị tới tâm lỗ

- Độ không song song giữa các mặt định vị và mặt đáy của đồ gá sẽ gây sai sốcùng dạng giữa bề mặt gia công và bề măt chuẩn

Sai số gá đặt được tính theo công thức sau( do phương của các sai số khó xác định ta dùng công thức véctơ ):

⃗ εgd=⃗ εc+⃗ εk+⃗ εdcg = ⃗ εc+ ⃗ εk+⃗ εct+⃗ εm+⃗ εdc

Trong đó:

- c: sai số chuẩn do chuẩn định vị không trùng với gốc kích thước gây ra - c =0,03

- k: sai số kẹp chặt do lực kẹp gây ra Sai số kẹp chặt được xác định theo các công thức trong bảng 20-24 Cần nhớ rằng khi phương của lực kẹp vuông góc với

5.20 sách hướng dẫn)

ε m=β.√N (m), với = 0,3(chốt định vị phẳng)

N =11000(chi tiết/năm)  m = 0,32 (mm)

- đc: sai số điều chỉnh được sinh ra trong quá trình lắp ráp và điều chỉnh đồ

gá Sai số điều chỉnh phụ thuộc vào khả năng điều chỉnh và dụng cụ để điều chỉnh khi lắp ráp Trong thực tế khi tính toán đồ gá ta có thể lấy đc = 5 

10 m

- ct: sai số chế tạo cho phép đồ gá [ct] Sai số này cần được xác định khi thiết

kế đồ gá Song đa số các sai số phân bố theo qui luật chuẩn và phương của chúng khó xác định nên ta sử dụng công thức sau để tính sai số gá đặt cho phép:

K0 :Hệ số an toàn cho tất cả các trường hợp – K0 = 1,5

K1 :Hệ số tính đến trường hợp tăng lực cắt khi độ bóng thay đổi – K1 = 1,2

K2 :Hệ số tăng lực cắt khi dao mòn – K2 = 1,4

K3 :Hệ số tăng lực cắt khi gia công gián đọan – K3 = 1,3

K4 :Hệ số tính sai số của cơ cấu kẹp – K4 = 1,3

K5 :Hệ số tính đến mức độ thuận lợi của cơ cấu kẹp – K5 = 1

K6 :Hệ số kể đến mômen làm quay chi tiết – K6 = 1,5

 K = 6,4

VII Tính thời gian cơ bản cho tất cả các nguyên công:

Trong sản xuất hàng loạt và sản xuất hàng khối thời gian nguyên công đượcxác định theo công thức sau đây:

Ttc = To + Tp + Tpv + Ttn

Trong đó :

Ttc - Thời gian từng chiếc (thời gian nguyên công)

dạng, kích thước và tính chất cơ lí của chi tiết; thời gian này có thể đượcthực hiện bằng máy hoặc bằng tay và trong từng trường hợp gia công cụ thể

có công thức tính tương ứng)

Tp - Thời gian phụ ( thời gian cần thiết để người công nhân gá, tháochi tiết, mở máy, chọn chế độ cắt, dịch chuyển ụ dao và bàn máy, kiểm trakích thước của chi tiết ) Khi xác định thời gian nguyên công ta có thể giátrị gần đúng Tp = 10%To.

dụng cụ (Tpvkt = 8%To); thời gian phục vụ tổ chức (Tpvtc) để tra dầu cho máy,thu dọn chỗ làm việc, bàn giao ca kíp (Tpvtc=3%To)

Ttn – Thời gian nghỉ ngơI tự nhiên của công nhân (Ttn = 5%To)

Xác định thời gian cơ bản theo công thức sau đây:

To =

S n

Trong đó:

L – Chiều dài bề mặt gia công (mm)

L2 – Chiều dài thoát dao (mm)

S – Lượng chạy dao vòng(mm/vòng)

n – Số vòng quay hoặc hành trình kép trong 1 phút

1.thời gian nguyên công cơ bản của nguyên công 1.

a bước 1 khoả mặt đầu

T0=T01+ T02+ T03+ T04+ T05+ T06=

=0,49+1,31+0,66+1,76+0,75+0,47

=5,44 (phút)

2 Thời gian gia công cơ bản của nguyên công 2.

a bước 1 : tiện đầu nhỏ

S = 1,2 mm/ vòng.

n=100 (vòng/ phút )Thay số ta được :

S = 1,7 mm/ vòng

n=80 (vòng/ phút )Thay số ta được :

6 tổng thời gian gia công cơ bản là:

= 18,65 (phút)