tiểu luận thiết kế quy trình công nghệ gia công thiết bị truyền động lệch tâm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc ---***--- ---o0o---KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY – BỘ MÔN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

TIỂU LUẬN

ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆGIA CÔNG THIẾT BỊ TRUYỀN ĐỘNG LỆCH TÂM

GVHD: NGUYỄN HOÀI NAM

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc

-*** -

-o0o -KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY – BỘ MÔN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

Tên đề tài: Thiết kế quy trình công nghệ gia công thiết bị truyền động lệch tâm

- Sản lượng: 16.500 chiếc/năm - Điều kiện thiết bị: tự chọn.

1 Nghiên cứu chi tiết gia công: chức năng làm việc, tính công nghệ của kết cấu… 2 Xác định dạng sản xuất.

3 Chọn phôi và phương pháp tạo phôi, tra lượng dư cho các bề mặt gia công.

4 Lập tiến trình công nghệ: thứ tự gia công, gá đặt, so sánh các phương án, chọn phương án hợp lý.

5 Thiết kế nguyên công  Vẽ sơ đồ gá đặt  Chọn máy, kết cấu dao

 Trình bày các bước: chọn dao (loại dao và vật liệu làm dao), tra chế độ cắt: s, v, t; tra lượng dư cho các bước và tính thời gian từng chiếc cho từng bước công nghệ.

 Tính lượng dư gia công cho nguyên công: phay thô mặt đáy (nguyên công 1)  Tính chế độ cắt cho nguyên công: khoét, doa lỗ ø21 (nguyên công 4) 6 Thiết kế đồ gá

- Vẽ sơ đồ nguyên lý, thiết kế cơ cấu và trình bày nguyên lý làm việc của đồ gá - Tính lực kẹp cần thiết, lực kẹp của cơ cấu kẹp.

- Tính sai số chế tạo cho phép của đồ gá và ghi các yêu cầu kỹ thuật - Tính sức bền cho các chi tiết chịu lực.

- Bản vẽ chi tiết:………1 bản (A3).

- Bản vẽ chi tiết lồng phôi:………1 bản (A3) - Bản vẽ mẫu đúc:……….1 bản (A3) - Bản vẽ lắp khuôn đúc:………1 bản (A3) - Tập bản vẽ sơ đồ nguyên công:……… 4 bản (A3) - Bản vẽ tách chi tiết từ đồ gá:……… 1 bản (A3) - Bản vẽ thiết kế đồ gá:……….1 bản (A1).

Chủ nhiệm bộ môn Giáo viên hướng dẫn

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: NGHIÊN CỨU CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ TẠO PHÔI 8

1 Phân tích chi tiết gia công 8

1.1 Công dụng 8

1.2 Phân tích tính công nghệ trong kết cấu 8

1.3 Yêu cầu kỹ thuật của chi tiết .8

1.4 Phân tích các bề mặt chi tiết 8

1.5 Xác định dạng sản xuất 10

1.6 Vật liệu và phương pháp chế tạo phôi 12

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ TRÌNH TỰ GIA CÔNG 15

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ NGUYÊN CÔNG 22

3.1 Nguyên công I: Phay thô mặt phẳng đáy chi tiết bằng gang xám, 190HB 22

3.2 Nguyên công II: Khoan 8 lỗ, doa 2 lỗ Ø5 26

3.3 Nguyên công III: Phay 2 mặt bên Chi tiết bằng gang xám, 190HB 29

3.4 Nguyên công IV: Khoét, doa lỗ Ø21 34

3.5 Nguyên công V: Khoét doa lỗ Ø21 còn lại 40

3.6 Nguyên công VI: Vát mép 1x45 lỗ Ø21 chi tiết bằng gang xám, 190HB 44

3.7 Nguyên công VII: Vát mép 1x45 lỗ Ø21 chi tiết bằng gang xám, 190HB 48

3.8 Nguyên công VIII: Phay thô mặt đáy chi tiết bằng gang xám 190HB 51

3.9 Nguyên công IX: Khoan lỗ Ø17: 56

3.10 Nguyên công X: Khoét doa lỗ Ø18: 59

3.11 Nguyên công XII: Vát mép 1x45 lỗ Ø18:o 63

3.12 Nguyên công XII: Khoan Taro M6: 66

3.13 Nguyên công XIII: Khoan Taro M6: 71

3.14 Nguyên công XIV: Taro 8 lỗ M6: 75

CHƯƠNG 4: TÍNH LƯỢNG DƯ GIA CÔNG 79

CHƯƠNG 5: TÍNH CHẾ ĐỘ CẮT 82

CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ ĐỒ GÁ KHOÉT – DOA 87

TÀI LIỆU THAM KHẢO 91

LỜI NÓI ĐẦU

Đồ án môn học công nghệ chế tạo máy là đồ án chuyên ngành của sinh viên ngành cơ khí chế tạo máy, là kết sau cùng của nhiều môn học như Công Nghệ Chế Tạo Máy và Công Nghệ Kim Loại, Dung sai kỹ thuật đo,… Qua đồ án này giúp cho sinh viên làm quen với những quy trình công nghệ trước khi làm đồ án tốt nghiệp.

Việc thiết lập quy trình công nghệ gia công chi tiết nhằm ứng dụng được những công nghệ gia công mới, loại bỏ những công nghệ lạc hậu không đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, chất lượng kém Ngoài ra việc thiết lập quy trình công nghệ gia công giúp người chế tạo giảm được thời gian gia công và tăng năng suất làm việc để đáp ứng sản phẩm theo yêu cầu sử dụng.

Một sản phẩm có thể có nhiều phương án công nghệ khác nhau Việc thiết lập quy trình công nghệ gia công còn là sự so sánh có chọn lựa để tìm ra một phương án công nghệ hợp lý nhằm đảm bảo những yêu cầu chất lượng, giá thành, thời gian gia công cho sản phẩm nhằm đáp ứng nhu cầu xã hội.

Sau thời gian được trang bị các môn lý thuyết về công nghệ chế tạo máy và được tiến hành làm đồ án môn học công nghệ chế tạo máy với đề tài:“Thiết kế quy trình công nghệ gia công THIẾT BỊ TRUYỀN ĐỘNG LỆCH TÂM”.

Do thời gian có hạn và chưa có kinh nghiệm thực tế nhiều nên không tránh khỏi thiếu sót, kính mong quý thầy cô và các bạn đóng góp ý kiến để đạt kết quả tốt nhất.

Em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của thầy Nguyễn Hoài Nam, và các thầy cô trong khoa cơ khí chế tạo máy trường Đại học Sư Phạm Kỹ thuật Thành Phố Hồ Chí Minh.

Sinh viên thực hiện

Bùi Nhật Khánh

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

CHƯƠNG 1: NGHIÊN CỨU CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ TẠO PHÔI1 Phân tích chi tiết gia công

1.1 Công dụng

- Chi tiết gia công là chi tiết dạng hộp, bề mặt làm việc chính là bề mặt 2 lỗ 21 mà tâm của chúngØ

song song với mặt đáy và lỗ 18Ø

- Chi tiết dùng để đỡ trục truyền chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến.

1.2 Phân tích tính công nghệ trong kết cấu.

- Chi tiết thiết kế lỗ 21 thông suốt dễ gia công, có mặt đáy và các lỗ vuông góc với mặt đáy thuậnØ

tiện cho việc chọn chuẩn tinh thông nhất.

- Các lỗ được bố trí vuông góc và song song với mặt phẳng của vách dễ gia công, các lỗ kẹp chặt chi tiết là lỗ tiêu chuẩn (M6).

- Chi tiết có kết cấu đơn giản , có tiết diện ngang chữ U dễ làm khuôn trong việc tạo phôi - Chiều dày thành 6 mm phù hợp với vật đúc trung bình (Bảng 3/24 ,[3]).

1.3 Yêu cầu kỹ thuật của chi tiết

- Dung sai độ vuông góc giữa đường tâm lỗ 18 đối với đường tâm lỗ 21 là 0.1 mm (Bảng 2.15/95,Ø Ø

- Dung sai độ song song của đường tâm lỗ 21 so với bề mặt đáy A là 0.12 mm (Bảng 2.15/95, [4]).Ø

1.4 Phân tích các bề mặt chi tiết.

- Đánh số :

- Lỗ 21: lắp với ống lót, chế độ lắp H7/h6 (Bảng 3.1/122,[4]), cấp chính xác 7, phương pháp gia côngØ

: khoét thô, tinh và doa thô, Ra=6.3 , Ø21+0.021 ( Bảng 1.14/34 , 2.29/113, [4] ).

- Lỗ 18: lắp với ống lót, chế độ lắp H7/h6 (Bảng 3.1/22, [4]), cấp chính xác 7, phương pháp giaØ

công :khoan, khoét và doa thô , Ra=1.6 , Ø18+0.018 ( Bảng 1.14/34 , 2.29/113, [4] ).

- Kích thước 64: phương pháp gia công: Phay thô, Ra= 6.3, IT 12 => 64±0,15 ( Bảng 1.4/11, [4]) - Kích thước 91: Phương pháp gia công: Phay thô, Ra= 6.3, IT 12 => 91±0.175

- Kích thước 10, 46: Phương pháp gia công: Phay thô, Ra= 25 , IT12 =>10± 0.075, 46±0.125

Bảng 1.1: Mối quan hệ giữa sai lệch giới hạn kích thước và độ nhám

Bảng 1.2: Mối quan hệ giữa sai lệch giới hạn kích thước và phương pháp gia công

Bề mặt KTDN(mm) Cấp chính xác Phương pháp gia công

1.5 Xác định dạng sản xuất.

1.5.1 Sản lượng hàng năm của chi tiết

Sản lượng chi tiết cần chế tạo trong một năm: N = N ( 1+ (chiếc/năm) O

Trong đó:

N : Số chi tiết sản xuất được trong 1 năm.

N0 : Số sản phẩm (số máy) được sản xuất trong 1 năm Theo đề bài N = 15000(chiếc/năm).0

1.5.2 Tính khối lượng chỉ tiết.

- Khối lượng của chi tiết được xác định theo công thức: Q = V (kg)

+Q: Khối lượng chi tiết (kg)

+V: Thể tích của chi tiết (dm ), sử dụng phần mêm Creo 7.0 ta đo được V= 0.1428 (dm33)

1.6.2 Phương pháp chế tạo phôi.

- Chi tiết được chế tạo bằng vật liệu gang xám , dạng sản xuất hàng khối , chọn phương pháp tạo phôi là đúc trong khuôn cát làm khuôn bằng máy, mẫu gỗ, cấp chính xác đúc cấp II , Cấp chính xác kích thước phôi IT15 Độ nhám về mặt Rz=80 ( Trang 23, [1]).

Mặt phân khuôn là mặt phẳng V V

Bố trí mặt phân khuôn tính đến hệ thống rót ( bên hông ) V V - Ta chọn phương án 1

Thông số đúc :

- Độ xiên thoát khuôn: h= 14 => 3 , h= 40,5 => 1 30 ( Bảng 24/93, [3]) o o - Sai lệch lớn nhất về khối lượng (±): 7 % ( Bảng 17/82, [3])

- Tra bảng 30/106, [3] ta có được chiều cao của đầu gác ruột thẳng đứng:

Với L= 64 và d= 15 ta có h= 25 và h = 15 Tra bảng 32 trang 108 ta có độ nghiêng của đầu gác α=1 10o; β= 15 Tra bảng 33 trang 109 ta có khe hở So

2=0,25.

- Tra bảng 28/104, [3] với (a+b)/2= (39+40)/2 = 39.5 và ruột có đầu gác dưới ta có l= 35, khe hở phía trên của khuôn là 1,5 và độ xiên đầu gác 10 o

Thiết kế khuôn đúc :

- Xác định hệ thống rót :

+ Ta có chiều dày thành vật đúc g= 6mm xác định được tiết diện rãnh dẫn F = 0.6 cm , chiều dài 20d 2 mm (Bảng 37/139, [3])

+ Lấy quan hệ đối với vật đúc bằng gang : F : F : F = 1:1,2:1,4 ( Trang 140, [3])d xr Ta có : tiết diện rãnh lọc xỉ F = 0.72 cm Tiết diện ống rót : F = 0.84 cm x 2 r 2

+ Cốc rót: Sử dụng cốc rót có cấu tạo như hình 2.I.92c (Trang 141,[3]) Kích thước (Bảng 39/141, [3]) : d= 25mm, L= 120mm, M= 40mm, h= 70mm, R = 25mm, R = 20mm, R = 35mm, R = 30mm, r=1234 10mm, r = 5mm.1

+ Ống dẫn: Sử dụng ống là hình trụ tròn côn 3 độ trên to (theo đường kính d của cốc rót) dưới nhỏ, loại này dễ làm khuôn lại bảo đảm dòng kim loại chảy đều vào rãnh lọc xỉ.

+ Rãnh dẫn: tiết diện là hình thang thấp có kích thước h=3mm, a=21mm, b=19mm (Bảng 39/143, [3]) - Kích thước hòm khuôn: Bảng 68/277, [3]

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ TRÌNH TỰ GIA CÔNG

Sử dụng được dao ghép tăng năng suất giảm nguyên công

Hai lỗ gia công đạt chuẩn tinh phụ phải được gia công đạt cấp chính xác cấp 7

Tiêu chí

Đảm bảo độ song song giữa đường tâm lỗ là mặt đáy.

Độ dày của thành và lượng dư gia công lỗ 21 đều hơn ∅

Chuẩn định vị trùng với gốc kích thước nên không gây ra sai số chuẩn.

-Chu n thô đẩ ược ch n là bềề m t ọ ặ không gia công.

- Chọn phương án 1 

 Trình tự gia công :

- Kiểm tra công suất máy: N = 1 (kW) < N = 2,8 (kW)m - Vậy máy hoạt động tốt.

- Với góc nghiêng của lưỡi cắt chính φ= 60֯ nên lấy gần đúng L = 3mm và L = 3mm, L= 6,5mm12 ta có thời gian cơ bản như sau:

- Chốt tỳ phụ: tăng độ cứng vũng cho chi tiết khi gia công

3.13 Nguyên công XIII: Khoan Taro M6:1.Sơ đồ gá đặt :

2 Định vị: hạn chế 6 BTD do gồm 3 bậc tự do : tịnh tiến Ox, xoay quanh Oz, xoay quanh Oy ở mặt

đáy bằng hai phiến tỳ :

- Theo bảng 8-3/395, [6] ta có:

- Chốt trụ ngắn 2 bậc tự do : tịnh tiến Oy, tịnh tiến Oz ở bề mặt lỗ Ø5, chốt trám 1 bậc tự do quay quanh Ox ở mặt lỗ Ø5 :

- Trang 125, [8] ta có :

Công suất động cơ (kw) Đường kính gia công (max)

- Mũi taro NACHI M6x1 STP06M1R L6868 chiều dài đoạn ren dẫn hướng 5P.

5.Tính thời gian gia công :Chế độ cắt khi khoan :

- Chiều sâu cắt : t = 2,5 ( mm )

- Lượng chạy dao: S=0,15 mm/vòng (theo bảng 5-89/86, [6]) -Tốc độ cắt : V = 48 ( m/v ) ( bảng 5-90, [6])b

- Hệ số điều chỉnh vận tốc 0,91 theo chu kỳ bền thực tế mong muốn gấp 2 lần Hệ số phụ thuộc vào mác vật liệu 1 nên vận tốc tính toán là : V t 48.0,91 43, 68 m/ph

- Sôố vòng quay tính toán

- Kiểm tra công suất máy: N = 1 (kW) < N = 2,8 (kW)m - Vậy máy hoạt động tốt.

Chế độ cắt khi Taro:

- Với góc nghiêng của lưỡi cắt chính φ= 60֯ nên lấy gần đúng L = 3mm và L = 3mm, L= 6,5mm12 ta có thời gian cơ bản như sau:

- Cơ cấu kẹp nhanh :

- Chốt tỳ phụ : tăng độ cứng vũng cho chi tiết khi gia công

3.14 Nguyên công XIV: Taro 8 lỗ M6:

- Chốt trụ ngắn hạn chế 2 bậc tự do tịnh tiến Oy, tịnh tiến Oz;chốt tỳ khía nhám 1 bậc tự do chống xoay quanh Ox.

3 Chọn máy: Máy khoan đứng 2A125: (phụ lục/183, [1]).

Công suất động cơ (kw) Đường kính gia công (max)

4 Chọn dụng cụ cắt :

- Mũi taro NACHI M6x1 STP06M1R L6868 chiều dài đoạn ren dẫn hướng 5P.

5.Tra chế độ cắt khi Taro:

- Mũi taro NACHI M6x1 STP06M1R L6868 chiều dài đoạn ren dẫn hướng 5P.

- Chốt tỳ phụ : tăng độ cứng vũng cho chi tiết khi gia công

CHƯƠNG 4: TÍNH LƯỢNG DƯ GIA CÔNG

 Tính lượng dư cho nguyên công 1: Phay thô mặt đáy

- Tính lượng dư gia công bề dày kích thước 46 ±0,125

- Nguyên công phay thô: Hạn chế 6 bậc tự do gồm 3 bậc tự do bằng chống tâm cố định, chống tâm di động định vị 2 bậc tự do và 1 chốt tỳ khía nhám chống xoay hạn chế 1 bậc tự do.

Bề mặt gia công không đối xứng dùng công thức:

Lượng dư nhỏ nhất một phía :

Trong đó :

 Zimin: Lượng dư bề mặt của bước công nghệ thứ i.

 Rzi-1: chiều cao nhấp nhô tế vi do bước công nghệ sát trước để lại,  Ti-1: Chiều sâu lớp hư hỏng bề mặt do bước công nghệ sát trước để lai.

 i1: là tổng sai lệch về vị trí không gian do bước công nghệ sát trước để lại ( độ cong vênh, độ

lệch tâm, độ không song song,…), Ta có: = 

Với + : sai số do công vênh bề mặt gia công.c

+ cm: sai số vị trí tổng quan giữa bề mặt gia công và mặt định vị , m  i : là sai số gá đặt chi tiết ở bươc công nghệ đang thực hiện.

Bước : Phay thô, CCX 12, độ nhám R =25, chiều sâu lớp hư hỏng h = 0 a

 Bước : Phay thô

Phôi được chọn là phôi đúc bằng khuôn cát có :

Phôi : Rz +T =500 m (Bảng 3-65/235, [9]). Dung sai phôi khi đúc là phôi = 800 m (Bảng 3-98/253, [9]). 

- Sai lệch vị trí không gian của phôi :

   

c = L = 1,5.81 = 121,5 ().k Trong đó:

k: Độ cong vênh đơn vị giới hạn phôi đúc = (0,3 ÷ 1,5) ( mm) k L: chiều dài của mặt gia công Ta có: L = 81 mm.

vt: sai lệch vị trí tương quan giữa mặt gia công và mặt định vị Do sai lệch này bằng với

Sai số kẹp chặt : kc (ymaxymin) cos

Trong đó  là góc hợp bởi phương của lực kẹp với phương của kích thước.

Trong nguyên công này  90o

- Kích thước giới hạn:

+ Kích thước sau khi phay thô: h = 45,875 mm; h = 46,125 mm;minmax + Kích thước phôi: h =46,5 mm; h = 47,5 mm;minmax

- Lượng dư giới hạn phay thô : Z = 46,5 – 45,875 = 0,62 mm ; min * Kiểm tra kết quả :

- Phay thô : Z – Z = 1,37 - 0,62= 0,75 mm maxmin

5.3 Chọn máy: Máy khoan đứng 2A135:

Công suất động cơ (kw) Đường kính gia công (max) Giới hạn vòng quay trục chính(v/phút) Số cấp chạy dao

Số cấp tốc độ

Giới hạn chạy dao (mm/vòng)

Hiệu suất máy

 Bước 1: Khoét thô lỗ đạt kích thước 19,8(mm).

 Bước 2: Khoét tinh lỗ đạt kích thước 20,8(mm).

 Bước 3: Doa thô lỗ đạt kích thước 21(mm).

+ Khoét tinh: t = 0,5 (mm) + Doa thô: t = 0,1 (mm).

- Lượng chạy dao:

+ Khoét thô: S =Cs.D =0,15.19,80,60,6= 0,9 (mm/vòng), chọn theo máy 2A135 ta có S=0,8

Theo thông số máy 2A135: (phục lục/183, [1]).

Chọn số vòng quay theo máy:

+ Khoét thô: n = 882 (vòng/phút), theo máy ta chọn n =750 (vòng /phút) + Khoét tinh: n = 1480 (vòng/phút), theo máy ta chọn n = 1100 (vòng /phút) + Doa thô : n = 165 (vòng/phút), theo máy ta chọn n = 135 (vòng /phút).

 Khi doa momem xoắn và lực dọc trục bé nên có thể bỏ qua.

- Công suất cắt của máy khi khoét thô:

Ta có: = 5,88 (kW).

Thử lại kết quả: N =5,88 (kW) < N = 6 (kW).đc

- Công suất cắt của máy khi khoét tinh:

Ta có: = 1,2 (kW).

- Xác định thời gian gia công:

Công thức tính thời gian cơ bản khi khoét, doa: (bảng 4.8/60, [1]).

- Với góc nghiêng của lưỡi cắt chính φ=60֯ nên lấy gần đúng L = 3mm và 1 L2= 3mm, ta có thời gian cơ bản như sau:

- Khi khoét thô: 0

- Thời gian cơ bản của 3 bước là: T = 0,217 (phút).0⅀

- Thời gian từng chiếc cho nguyên công này là : T= 0,217.1,26= 0,27 phút

CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ ĐỒ GÁ KHOÉT – DOA6.1 Nhiệm vụ của đồ gá

-Đồ gá có nhiệm vụ tạo ra khả năng tự lựa vị trí tương quan giữa lỗ cần gia công và đầu khoan, khoét.

6.2 Kết cấu và nguyên lí làm việc

- Đồ gá dùng cơ cấu kẹp bằng ren để kẹp chặt chi tiết, định vị bằng phiến tỳ và chốt trụ ngắn, có một chốt trám để chống xoay cho chi tiết trong quá trình gia công, trên đồ gá có gắn bạc gẫn hướng thay nhanh giúp quá trình gia công được thuận lợi và tăng độ cứng vững của dụng cụ cắt.

- Nguyên lí kẹp chặt : Đặt chi tiết lên phiến tỳ, điều chỉnh lỗ định vị của chi tiết khớp với chốt trụ - Lỗ chéo ở vị trí xa nhất khớp với chốt trám, chi tiết được kẹp bằng cơ cấu kẹp nhanh.

6.3 Xác định phương pháp định vị

- Đồ gá được thiết kế trên cơ sở định vị 6 bậc tự do

 Chốt trụ ngắn: không chế 2 bậc tự do.