Trang 1 Lời nói đầuMôn học công nghệ chế tạo máy có vị trí quan trọng trongchơng trình đào tạo kĩ s và cán bộ kĩ thuật về thiết kế, chếtạo các loại máy và các thiết bị cơ khí phục vụ các
Phân tích chức năng làm việc của chi tiết
Bánh đà là chi tiết dạng bạc Bánh đà đợc lắp lên trục khuỷu động cơ, trục chính của các máy công cụ với mục đích cân bằng máy.
Ngoài ra trên bánh đà còn có chỗ lắp puli căng đai truyền động đi xa.
Phân tích tính công nghệ trong kết cấu
Bề mặt làm việc chủ uểy của bánh đà là lỗ côn lắp với trục, ngoài ra còn có 3 lỗ 10 cách đều là nơi nắp puli Vì vậy cần đảm bảo các yêu cầu:
+ Độ đảo hớng kính của 425 với lỗ côn không quá 0.1mm. + Độ đảo của hai mặt đầu với đờng tâm lỗ côn không quá 0.1mm.
+ Sai lệch giữa đờng tâm rãnh then với đờng tâm lỗ côn không quá 0.1mm, xiên 0.025mm.
+ Độ không đồng tâm giữa 144 và lỗ côn không quá
Xác định dạng sản xuất
+ Sản lợng hàng năm của chi tiết đợc xác định theo công thức sau ®©y:
N : Số chi tiết đợc sản xuất trong một năm.
N1 : Số sản phẩm (số máy) đợc sản xuất trong một năm. m : Số chi tiết trong một sản phẩm, ở đây m=1.
: Số chi tiết đợc chế tạo thêm để dự trữ (5% đến 7%) chọn = 6%
Ta xét thêm % phế phẩm = 3% 6%, chọn = 4%, lúc đó :
100 ) 00 chi tiÕt/n¨m. + Sau khi xác định đợc sản lợng hàng năm ta phải xác định trọng lợng của chi tiết Trọng lợng của chi tiết đợc xác định theo công thức:
: Khối lợng riêng của gang Với GX12 – 40 chọn 7.0(kg/dm 3 ).
Thể tích của chi tiết đợc tính gần đúng nh sau:
V = π 4 ( 4.25 2 −( 3.65 2 −0.8 2 ))∗0.6= 4.22(dm 3 ) Vậy trọng lợng chi tiết: Q = 4.22*7.0 ).54 kg.
Theo bảng 2[1] dạng sản xuất là : Hàng khối.
Chọn phơng pháp chế tạo phôi
+ Vật liệu GX12- 40, dạng sản xuất hàng khối nên chọn phơng án đúc trong khuôn kim loại.
+ Phôi sau khi đúc đạt cấp chính xác I.
Lập trình tự các nguyên công
+ Chọn chuẩn thô là mặt ngoài, chuẩn tinh là lỗ côn.
+ Thứ tự các nguyên công:
- NC1: Gia công lỗ côn, mặt đầu M2, mặt đầu B, mặt D1.
- NC2: Gia công mặt M1, mặt D2, mặt C, mặt ngoài.
- NC3: Gia công 3 lỗ 10 cách đều.
- NC5: Gia công rãnh then.
Thực hiện các nguyên công
Nguyên công 2: Gia công mặt ngoài, mặt M 1 , mặt C, 144, mặt D 2
- Định vị : Chi tiết đợc định vị bởi côn và mặt B.
- Kẹp chặt : Dùng trục gá côn.
- Dụng cụ : Dao tiện các loại.
Nguyên công 3: Gia công 3 lỗ 10 cách đều
- Định vị: Định vị mặt đáy 3 bậc tự do ( Dùng phiến tỳ ), định vị lỗ côn 2 bậc tự do ( Dùng chốt côn tuỳ động ), định vị lỗ 80 mộ bậc tự do ( Dùng chôt trụ ).
- Kẹp chặt : Dùng cơ cấu ren ốc.
- Máy: Máy khoan cần 2H55, N=7 KW.
- Dụng cụ: Mũi khoan ruột gà và mũi ta rô.
6.4 Nguyên công 4: Gia công 2 lỗ 10
- Định vị: Định vị mặt đáy 3 bậc tự do ( Dùng phiến tỳ ), định vị lỗ côn 2 bậc tự do ( Dùng chốt côn tuỳ động ), định vị lỗ 80 mộ bậc tự do ( Dùng chôt trụ ).
- Kẹp chặt : Dùng cơ cấu ren ốc.
- Máy: Máy khoan cần 2H55, N=7 KW.
- Dụng cụ: Mũi khoan ruột gà và mũi ta rô.
6.5 Nguyên công 5 Gia công rãnh then.
- Định vị: Định vị mặt đáy 3 bậc tự do ( Dùng phiến tỳ ), định vị lỗ côn 2 bậc tự do ( Dùng chốt côn tuỳ động ), định vị lỗ 80 mộ bậc tự do ( Dùng chôt trụ ).
- Kẹp chặt : Dùng cơ cấu ren ốc.
- Máy: Máy xọc đứng 7A412, N=1.5KW.
6.6 Nguyên công 6: Tổng kiểm tra.
- Kiểm tra độ đồng tâm giữa lỗ côn và mặt ngoài.
- Kiểm tra độ vuông góc giỡa mặt đầu và đờng tâm lỗ côn bằng thớc góc.
- Kiểm tra độ đồng tân giỡa rãnh then và lỗ côn. n
Nguyên công 5 Gia công rãnh then
- Định vị: Định vị mặt đáy 3 bậc tự do ( Dùng phiến tỳ ), định vị lỗ côn 2 bậc tự do ( Dùng chốt côn tuỳ động ), định vị lỗ 80 mộ bậc tự do ( Dùng chôt trụ ).
- Kẹp chặt : Dùng cơ cấu ren ốc.
- Máy: Máy xọc đứng 7A412, N=1.5KW.
Nguyên công 6: Tổng kiểm tra
- Kiểm tra độ đồng tâm giữa lỗ côn và mặt ngoài.
- Kiểm tra độ vuông góc giỡa mặt đầu và đờng tâm lỗ côn bằng thớc góc.
- Kiểm tra độ đồng tân giỡa rãnh then và lỗ côn. n
Tính lợng d
Tính lợng d cho mặt ngoài 60 -0.28
- Phôi cấp chính xác I, theo bảng 1.21[5] : Rz+Ta`0m.
- Sai số không gian của mặt ngoài là do độ cong vênh tạo ra, theo bảng 1.23[5] có:
+ cv: Độ cong vênh đơn vị của mặt ngoài, bảng 1.23[5] : cv=0.7m/mm.
+ D: Kích thớc đờng kính lớn nhất: D= 425mm.
- Dung sai kích thớc mặt ngoài của phôi cấp chính xác I khi kích thớc lớn nhất là 425mm, khích thớc danh nghĩa 60mm, theo bảng 1.33[5] phôi00m.
* Cột tiện ngoài một lần.
- Chất lợng bề mặt sau khi tiện ngoài một lần Rz 30mm( Bảng 1.24[5]) với gang xám sau khi tiện Ta=0.
- Sai số không gian còn lại sau khi tiện:
- Sai số gá đặt : gđ = 300mm (Bảng 1.105[1] ).
- Phôi sau khi tiện một lần ứng với cấp chính xác 13, do đó theo bảng 1.170[5] phôi 40m.
Rz Ta phôi gđ Dmin Dmax 2Zmin 2Zmax
Tính lợng d cho mặt đầu 425 -0.76
- Phôi cấp chính xác I, theo bảng 1.21[5] : Rz+Ta`0m.
- Sai số không gian của mặt ngoài là do độ cong vênh tạo ra, theo bảng 1.23[5] có: ρ ph =√ ρ cv + ρ lk
- Dung sai kích thớc đờng kính của phôi cấp chính xác I khi kích thớc lớn nhất là 425mm, khích thớc danh nghĩa 425mm, theo bảng 1.33[5] phôi 00m.
* Cột tiện ngoài một lần.
- Chất lợng bề mặt sau khi tiện ngoài một lần Rz 30mm( Bảng 1.24[5]) với gang xám sau khi tiện Ta=0.
- Sai số không gian còn lại sau khi tiện:
- Sai số gá đặt : gđ = 500mm (Bảng 1.105[1] ).
- Phôi sau khi tiện một lần ứng với cấp chính xác 13, do đó theo bảng 1.170[5] phôi v0m.
Rz Ta phôi gđ Dmin Dmax 2Zmin 2Zmax
Tra lợng d cho các bề mặt còn lại
- Mặt đầu hai lỗ 10: 2.0mm.
Tra chế độ cắt
Nguyên công 2: Tính cho khi gia công mặt ngoài 60 -
- Máy : T630, NKW, nmin= 14 vg/ph, nmaxu0 vg/ph.
- Dụng cụ : Dao tiên BK4.
- Bíc tiÕn dao : So= 0.4mm/vg.
Vận tốc tính toán: Vt = Vb*k1*k2*k3
Do đó : Vt = Vb*k1*k2*k3t*1.2*1.5*12.15m/ph.
Tốc độ quay của trục chính: n t =
Chọn tốc độ quay của máy: nmp.59vg/ph.
Vận tốc cắt thực tế: V tt = π∗D∗n m
Lực cắt tính toán: Pzt= Pzb*kp1*kp2
Do đó: Pzt= Pzb*kp1*kp2 0*0.55*10kG
Ta có: Nđc**0.75=7.5KW > Nc=1.69 KW (Thoả mãn)
* Các bề mặt khác nh : Lố 144(Lợng d 3.0, cắt làm hai lần), mặt đầu (Lợng d 1.5), mặt D2( Lợng d 1.25), măt C(Lợng d 2.0), đợc thực hiện với tốc độ cắt bằng hoặc nhỏ hơn
8.3 Nguyên công 3: Khoan, ta rô 3 lỗ 10
8.3.1 Chế độ cắt khi khoan.
- Máy : Khoan cần 2H55, N=4kw, nmax 00vg/ph, nmin 20vg/ph, =0.8
- Dao : Mũi khoan ruột gà 8.3 T= 20ph ( Bảng 2.105[5]).
- Bíc tiÕn dao: S=0.2mm/vg
- Vận tốc cắt và số vòng quay của máy:
Vận tốc tính toán: Vt = Vb*k1*k2*k3
Trong đó: Bảng 2.114[5] : k1=1.2: Hệ số phụ thuộc vật liệu gia công.
2.115[5] : k2=1.3: Hệ số phụ thuộc tuổi bền dông cô.
2.116[5] : k3= 1: Hệ số phụ thuộc vào L/d
Do đó : Vt = Vb*k1*k2*k3&*1.2*1.3*1@.56m/ph.
Tốc độ quay của trục chính: n t =
Chọn tốc độ quay của máy: nm89.89 vg/ph.
Vận tốc cắt thực tế: V tt = π∗D∗n m
Bảng 2.133[5]: Lực cắt chiều trục Pob5kG.
1000 n Trong đó : + Công suất cắt tra bảng Nb=0.34 KW ( Bảng 2.139[5]).
+ kN: Hệ số phụ thuộc vật liệu gia công, bảng 2.143[5] : kN=1
Lại có Nđc* =7*08=5.6 KW > Nc= 0.44KW Động cơ thoả mãn.
8.3.2 Chế độ cắt khi ta rô
- Máy : Khoan cần 2H55, N=4kw, nmax 00vg/ph, nmin 20vg/ph, =0.8
- Bíc tiÕn dao: S=1.25mm/vg
- Vận tốc cắt và số vòng quay của máy:
Vận tốc tính toán: Vt = Vb*kV
Trong đó: Bảng 2.112[5] : kV=0.9: Hệ số phụ thuộc vật liệu gia công.
Do đó : Vt = Vb*kV*0.9 =9 m/ph.
Tốc độ quay của trục chính: n t =
Chọn tốc độ quay của máy: nm'7.9 vg/ph.
Vận tốc cắt thực tế: V tt = π∗D∗n m
Bảng 2.133[5]: Lực cắt chiều trục Pob5kG.
1000 n Trong đó : + Công suất cắt tra bảng Nb=0.34 KW ( Bảng
+ kN: Hệ số phụ thuộc vật liệu gia công, bảng
Lại có Nđc* =7*08=5.6 KW > Nc= 0.094KW Động cơ thoả mãn.
8.4 Nguyên công 3: Khoan, ta rô 2 lỗ 10
8.4.1 Chế độ cắt khi khoan.
- Máy : Khoan cần 2H55, N=4kw, nmax 00vg/ph, nmin 20vg/ph, =0.8
- Dao : Mũi khoan ruột gà 8.3 ( Bảng 2.105[5]).
- Bíc tiÕn dao: S=0.2mm/vg
- Vận tốc cắt và số vòng quay của máy:
Vận tốc tính toán: Vt = Vb*k1*k2*k3
Trong đó: Bảng 2.114[5] : k1=1.2: Hệ số phụ thuộc vật liệu gia công.
2.115[5] : k2=1.3: Hệ số phụ thuộc tuổi bền dông cô.
2.116[5] : k3= 1: Hệ số phụ thuộc vào L/d
Do đó : Vt = Vb*k1*k2*k3&*1.2*1.3*1@.56m/ph.
Tốc độ quay của trục chính: n t =
Chọn tốc độ quay của máy: nm89.89 vg/ph.
Vận tốc cắt thực tế: V tt = π∗D∗n m
Bảng 2.133[5]: Lực cắt chiều trục Pob5kG.
1000 n Trong đó : + Công suất cắt tra bảng Nb=0.34 KW ( Bảng 2.139[5]).
+ kN: Hệ số phụ thuộc vật liệu gia công, bảng 2.143[5] : kN=1
Lại có Nđc* =7*08=5.6 KW > Nc= 0.44KW Động cơ thoả mãn.
8.4.2 Chế độ cắt khi ta rô
- Máy : Khoan cần 2H55, N=4kw, nmax 00vg/ph, nmin 20vg/ph, =0.8
- Bíc tiÕn dao: S=1.25mm/vg
- Vận tốc cắt và số vòng quay của máy:
Vận tốc tính toán: Vt = Vb*kV
Trong đó: Bảng 2.112[5] : kV=0.9: Hệ số phụ thuộc vật liệu gia công.
Do đó : Vt = Vb*kV*0.9 =9 m/ph.
Tốc độ quay của trục chính: n t =
Chọn tốc độ quay của máy: nm'7.9 vg/ph.
Vận tốc cắt thực tế: V tt = π∗D∗n m
Bảng 2.133[5]: Lực cắt chiều trục Pob5kG.
1000 n Trong đó : + Công suất cắt tra bảng Nb=0.34 KW ( Bảng
+ kN: Hệ số phụ thuộc vật liệu gia công, bảng
Lại có Nđc* =7*08=5.6 KW > Nc= 0.094KW Động cơ thoả mãn.
8.5 Nguyên công 5: Xọc rãnh then.
- Lợng tiến dao : S=0.6mm/ht kép.
+ T` phút : (Sử dụng một dao) Tuổi bền của dao.
+ kV: Hệ số điều chỉnh vận tốc kV = kmv* knv* kuv* kyv* kylv* krv* kpv* kov. kmv: Hệ số tính đến cơ lí của vật liệu gia công.
Knv: Hệ số tính đến trạng thái bề mặt.
Kuv: Hệ số vật liệu dụng cụ, kuv=0.83( Bảng 2.14[5]).
Kov: Hệ số phụ thuộc dạng gia công , Kov=0.9( Bảng 2.15[5]) kyv* kylv* krv* kpv: Hệ số phụ thuộc thông số hình học của dao. Bảng 2.16[5]: kyv* kylv* krv* kpv=1.2*0.97*1*0.97.
+ kyv: Hệ số tính đến máy : Máy xọc kyv=0.6
P z =C pz ∗t X Pz ∗S y Pz ¿ V n Pz ¿ k pz
- Bảng 2.19[5]: Cpz; Xpz=1; Ypz=0.75; npz=0.
- Kpz: Hệ số điều chỉnh, Kpz=kmp* kp *kp* kp* krp
P z =C pz ∗t X Pz ∗S y Pz ¿ V n Pz ¿ k pz ∗2.5 1 ¿ 0 6 0 75 ¿ 11 49 0 ¿ 1∗1∗1∗1∗1∗0 85 44 kG + Lực cắt dọc trục Px và lực cắt hớng kính Py : Tính tơng tự.
- Kiểm tra độ đồng tâm giữa lỗ côn và mặt ngoài.
- Kiểm tra độ vuông góc giữa mặt đầu và đờng tâm lỗ côn bằng thớc góc.
- Kiểm tra độ đồng tân giỡa rãnh then và lỗ côn.
9.Tính chế độ cắt cho NC3: Khoan, ta rô 3 lỗ 10
9.1 Chế độ cắt khi khoan.
- Máy : Khoan cần 2H55, N=4kw, nmax 00vg/ph, nmin 20vg/ph, =0.8
- Dao : Mũi khoan ruột gà 8.3
- Bíc tiÕn dao: S=0.2mm/vg
+ Bảng 2.34[5]: Cv= 17.1; qv=0.25; xv=0; yv=0.4; m=0.125.
+ T: Tuổi bền của dụng cụ, bảng 2.35[5]: T5 phút. + kv: Hệ số vận tốc, kv= kmv* kuv* klv. kmv: Hệ số vật liệu gia công, bảng 2.9[5]: kmv=1. kuv : Hệ số vật liệu dụng cụ, bảng 2.14[5]: kuv=1. klv : Hệ số chiều dài lỗ gia công, bảng 2.36[5]: klv=1 suy ra: kv=1.
Số vòng quay trục chính: n =
Chọn số vòng quay của máy: nm89.89 (vg/ph).
+ Bảng 2.37[5]: CM=0.021; qm=2; ym=0.8; kp=1.
+ Bảng 2.37[5]: CPB.7; qp=1; yp=0.8; kp=1
Công suất có ích: Nm=N* =4*0.75=3KW > Nc Độnh cơ thoả mãn.
9.1 Chế độ cắt khi ta rô.
- Máy : Khoan cần 2H55, N=4kw, nmax 00vg/ph, nmin 20vg/ph, =0.8
- Bíc tiÕn dao: S=1.25mm/vg
- Vận tốc cắt và số vòng quay của máy:
+ Bảmg 2.45[5]: kv=kmv*kuv*ktv=0.5*1*1=0.5
+ Bảng 2.46[5]: Cv= 64.8; yv=0.5; qv=1.2; m=0.9; T ph.
Số vòng quay trục chính: n =
Chọn số vòng quay của máy: nm"3.18 (vg/ph).
Bảng 2.133[5]: Lực cắt chiều trục Pob5kG.
Trong đó : + Công suất cắt tra bảng Nb=0.34 KW ( Bảng
+ kN: Hệ số phụ thuộc vật liệu gia công, bảng
Lại có Nđc* =7*08=5.6 KW > Nc= 0.076KW Động cơ thoả mãn.
10.Tính, thiết kế đồ gá cho nguyên công 3: Khoan ta rô
Cơ cấu kẹp đợc chọn cần thoả mãn yêu cầu công nghệ, năng suất và dễ thao tác Vì vậy chọn cơ cấu kẹp là cơ cấu ren ốc, đây là cơ cấu đơn giản, dễ thao tác, tháo lắp dễ dàng.
Mô men xoay: Mx=Pz*c
Mô men chống xoay: Mcx=2W*a Để gia công đợc thì: Mcx=k*Mx
Trong đó: + c: Khoảng cách từ Pz tới tâm chi tiết, c=(5+172/2)mm
+ a: Khoảng cách từ tâm mỏ kẹp tới tâm chi tiết, a 0mm
- k0: Hệ số an toàn trong tất cả các trờng hợp, k0=1.5.
- k1: Hệ số làm tăng lực cắt khi lợng d gia công và độ nhám bề mặt không đều, k1=1.2
- k2: Hệ số làm tăng lực cắt khi dao mòn, k2=1.5.
- k3: Hệ số làm tăng lực cắt khi gia công gián đoạn, k3=1.2.
- k4: Hệ số tính đén sai số khi kẹp chặt, k4=1.3.
- k5: Hệ số tính đến mức độ thuận lợi của cơ cấu kẹp, k5=1.
- k6: Hệ số tính đến momen làm quay chi tiết, k6 1.5.
Từ sơ đồ ta có: W(l1+l2) = Q.l.
Trong đó: + =o.95 – Hệ số có ích có tính đến sự mất ma sát giữa đòn kẹp và chốt tỳ điều chỉnh.
+ l1, l2 : khoảng cách từ bulong đến mỏ kẹp và từ chốt tỳ đến bulong.
0.95 B0.74kG Đờng kính bu lông kẹp đợc xác định nh sau: d≥ c √ Q σ mm
10.4 tính độ chính xác của đồ gá.
gđ - sai số gá đặt
ct - sai số chế tạo đồ gá
m - sai số mòn đồ gá
đc - sai số điều chỉnh đồ gá
- c: Sai số chuẩn, do chi tiết định vị trên 2 phiến tỳ và 1 chốt trụ gốc kích thớc trùng với gốc định vị nên c=0.
- Sai số kẹp chặt K sinh ra do lực kẹp chặt của đồ gá và đợc xác định theo công thức:
Trong đó :Ymax, Ymin - biến dạng lớn nhất của mặt chuẩn dới tác dụng của lực kẹp.
- góc hợp thành giữa phơng lực kẹp và phơng kích thớc thực hiện.Theo bảng 24[1]: K=0.04mm
- Sai số mồn của đồ gá đợc xác định theo công thức sau:
+ N - số lợng chi tiết đợc gá đặt trên đồ gá. N00
- Sai số điều chỉnh đồ gá đc phụ thuộc vào khả năng của ngời lắp ráp đồ gá và dụng cụ để điều chỉnh Tuy nhiên khi thiết kế đồ gá có thể lấy đc m
- Khi tính toán các sai số ta có thể lấy giá trị gần đúng của sai số gá đặt gđ (hoặc sai số gá đặt cho phép [ gđ ]) nh sau:
+ - dung sai của kích thớc nguyên công cần cho thiết kế đồ gá
Nh vậy chỉ còn một ẩn số phải tìm là ct(sai số chế tạo đồ gá). để đặt yêu cầu kỹ thuật của đồ gá thay cho ct ta có khái niệm: Sai số chế tạo cho phép của đồ gá [ct].Sai số này đợc xác định theo công thức sau:
10.5 Điều kiện kĩ thuật của đồ gá.
- Độ không song song giữa tâm mặt F và mặt R