NỘI DUNG THUYẾT MINH và TÍNH TOÁN đồ án môn học CÔNG NGHỆ GIA CÔNG cơ KHÍ de nop

Lời nói đầu Hiện nay, cùng với sự phát triển của ngành cơ khí, môn công nghệ chế tạo máy thực sự là hành trang mỗi kĩ s trớc khi ra trờng,ngời công nhân cố thể dựa vào làm cơ sở thiết kế. Môn công nghệ chế tạo máy đợc đem vào giảng dạy ở hầu hết các trờng kĩ thuật và càng ngày không ngừng đợc cải tiến dới sự nghiên cứu của các chuyên gia hàng đầu. Đối với mỗi sinh viên cơ khí, đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy là môn học giúp sinh viên làm quen với việc giải quyết các vấn đề tổng hợp của công nghệ chế tạo máy đã đợc học ở trờng qua các giáo trình cơ bản về công nghệ chế tạo máy. Khi làm đồ án này ta phải làm quen với cách sử dụng tài liệu, cách tra sổ tay cũng nh so sánh lý thuyết đã học với thực tiễn sản xuất cụ thể một sản phẩm điển hình.Để hoàn thành đợc đồ án môn học này, em xin chân thành cảm ơn sự hớng dẫn của thầy giáo Th.s Nguyễn Thanh Tùng cùng các thầy cô giáo thuộc bộ môn Công Nghệ Chế Tạo Máy trờng Đại Học Mỏ - Địa Chất Hà Nội. Do làm lần đầu đợc hoàn thành môn học này, tất nhiên không thể tránh khỏi có sai sót. Em rất mong có đợc sự chỉ bảo giúp đỡ của các thầy và các bạn. Hà Nội 12/2011 Sinh viên Bùi Văn Tới 1 CHƯƠNG1: Phân tích chi tiết gia công I. Phân tích chức năng làm việc của chi tiết. Chức năng làm việc của chi tiết:chi tiết cần yêu cầu thiết kế là chi tiết càng gạt thờng có chức năng biến chuyển động thẳng của chi tiết này thành chuyển động quay của chi tiết khác .Ngoài ra chi tiết dạng càng còn dùng để đẩy bánh răng ,nó có chức năng đẩy bánh răng để thay đổi tỉ số truyền,đợc dùng nhiều trong máy công cụ. Các bề mặt làm việc : +Các mặt đầu của càng tiếp xúc với bánh răng khi gạt bánh răng. +Mặt tru trong của lỗ càng gạt đợc lắp ghép với trục gạt. +Lỗ chốt :Lắp chốt chống di chuyển dọc trục của càng gạt. các kích thớc quan trọng: 2 +Chiều dài mặt đầu tiếp xúc với bánh răng :yêu cầu có độ chính xác cao dễ dàng lắp vào khe bánh răng đồng thời không gây va đập khi gạt. +Khoảng cách tâm: do trong máy công cụ khoảng cách giữa trục gạt và trục lắp bánh răng có khoảng cách cố định . +Kích thớc lỗ trục :yêu cầu dung sai nhỏ, độ đồng tâm cao với trục gạt. Điều kiện kĩ thuật cơ bản của chi tiết: +Lỗ trục: Dung sai ỉ40H8 tơng dơng với cấp chính xác (ccx) 8. Độ bóng R a 2,5 tơng đơng với 6. +Độ bóng R z 20 tơng đơng với 5. CHƯƠNGII: Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết. Phân tích kết cấu theo quan điểm công nghệ trong kết cấu của chi tiết. Phần tử kết cấu cũng nh những yêu cầu kỹ thuật cha hợp lý với chức năng làm việc của đối tợng gia công. 1. Về yêu cầu kỹ thuật: Với những yêu cầu kỹ thuật trên bản vẽ chi tiết là cha phù hợp để đảm bảo chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết là tối u. Đó là bề mặt trong lỗ 144 là có độ nhẵn Rz=2,5 là không hợp lý vì bề mặt này không làm việc không cọ sát nên có thể chỉ cần lấy là Rz = 40àm. 2.Về các phần tử kết cấu: a. Đơn giản hoá kết cấu: Ngoài những phần do đảm bảo chức năng làm việc không thể thay đổi đợc nh mặt trụ, mặt làm việc , ta xét các bề mặt còn lại. Gân trợ lực : Do khi làm việc chi tiết có chịu va đập mà vật liệu làm bằng thép C40 đáp ứng đợc các yêu cầu ở mức trung bình cho các chi tiết nhỏ và vừa (=20ữ30mm). Mặt khác chi tiết của đa ra có kích thớc (40ữ144mm) khá lớn, đồng thời phần chuyển tiếp giữa phần trụ ở đầu và thân có kích thớc thay đổi đột ngột nên tập trung ứng suất , do đó 3 tại vị trí này chi tiết dễ bị gãy. Để tránh việc chi tiết bị phá huỷ cần có gân trợ lực, việc bỏ gân trợ lực để đơn giản kết cấu là không thể đợc. Bố trí chi tiết đối xứng: Do hình dạng của chi tiết nên ta ghép hai chi tiết lại thành một chi tiết có hình dạng đối xứng làm tăng độ cứng vững cho chi tiết khi gia công, đồng thời làm giảm số lợng các nguyên công (do chỉ gia công một chi tiết sau đó có nguyên công cắt đứt sau cùng). Việc bố trí chi tiết đối xứng là không có lợi vì nh thế sẽ làm giảm nguyên công hoặc bớc, phải gia công các mặt đầu qua 2 nguyên công hoặc bớc và khi đó định vị trên chuẩn tinh thống nhất chi tiết có độ cứng vững không cao. Việc thay thế kết cấu bằng hàn , lắp ghép đều không đem lại hiệu quả kinh tế và kỹ thuật. b. Khả năng áp dụng các phơng pháp gia công tiên tiến Các phơng pháp gia công bằng công nghệ tiên tiến đều không phù hợp với điều kiện kỹ thuật và điều kiện sản xuất. Gia công bằng phơng pháp cắt dây và tia lửa điện cho năng suất không cao và chất lợng bề mặt không đòi hỏi cao. Gia công bằng phơng pháp điều khiển số CNC không phù hợp với điều kiện sản xuất ở nớc ta. CHƯƠNGIII: Xác định dạng sản xuất : Sản lợng hàng năm của chi tiết: + += 100 1 1 mNN (chi tiết/năm) N1:số sản phẩm sản xuất trog một năm m:số chi tiết trong một sản phẩm m=1 :số chi tiết dể chế tạo thêm dự trữ =5% : số chi tiết phế phẩm ở phân xởng đúc =3% 5400 100 53 11.5000 = + +=N (chi tiết/năm) Trọng chi tiết: Q 1 = V. (kg) : Trọng lọng vật liệu của chi tiết C40 =7,825 (kg/dm 3 ) 4 V:Thể tích chi tiết 3 222222 778,1 38. 4 144 4 90 2 1 123 2 14490 2 4 90 4 144 381142044 2 1 2 4 40 4 90 72.2 dm V = + + ++ = Trọng lợng chi tiết: Q=V. C40 =1,778.7,852 = 13,96 Kg Tra bảng 1.3 Dạng sản xuất là sản xuất hàng khối. CHƯƠNGIV: Chọn phơng pháp chế tạo phôi I. Xác định phơng pháp chế tạo phôi: Đối với chi tiết đã có , có thể áp dụng các phơng pháp chế tạo phôi sau đây: 1.Phôi dập: Phôi dập thờng dùng cho các loại chi tiết sau đây: trục răng côn, trục răng thẳng, các loại bánh răng khác , các chi tiết dạng càng , trục chữ thập, trục khuỷu. . .có các đặc điểm: Sử dụng một bộ khuôn có kích thớc lòng khuôn gần giống vật gia công. Độ chính xác của vật dập cao , đặc biệt là các kích thớc theo chiều cao và sai lệch giữa hai nửa khuôn . Thông thờng độ bóng của dập thể tích đạt đợc từ 2 ữ 4 ,độ chính xác đạt đợc 0,1ữ 0,05 . Trạng thái ứng suất vật gia công nói chung là nén khối, do đó kim loại có tính dẻo tốt hơn , biến dạng triệt để hơn , cơ tính sản phẩm cao hơn và có thể gia công vật phức tạp. Dễ cơ khí hoá nên năng suất cao. Hệ số sử dụng vật liệu cao. Thiết bị sử dụng có công suất lớn , chuyển động chính xác , chế tạo khuôn đắt tiền. Do những đặc điểm trên nên dập thể tích chỉ dùng trong sản xuất hàng loạt và hàng khối. 2.Rèn tự do. Ưu điểm của rèn tự do: Thiết bị rèn đơn giản , vốn đầu t ít. Có khả năng loại trừ các khuyết tật đúc nh rỗ khí, rỗ co .Biến tổ chức hạt thành tổ chức thớ , tạo đợc các tổ chức thớ uốn xoắn , do đó làm tăng cơ tính sản phẩm. 5 Lợng hao phí kim loại khi rèn ít hơn khi gia công cắt gọt . Các nhợc điểm của rèn tự do: Độ chính xác kích thớc , độ bóng bề mặt kém. Chất lợng vật rèn không đồng đều trong từng phần của chi tiết và giữa các loạt gia công chất lợng gia công còn phụ thuộc vào trình độ công nhân và trình độ tổ chức nơi làm việc. Năng suất lao động thấp , lợng d , dung sai và thời gian gia công lớn , hiệu quả kinh tế không cao. Sử dụng trong sản xuất đơn chiếc, loạt nhỏ, phục vụ công nghiệp sửa chữa, chế tạo máy. 3.Đúc trong khuôn kim loại: Có thể tạo ra sản phẩm có chất lợng cao, kích thớc chính xác, độ bóng bề mặt cao, có khả năng cơ khí hoá , tự động hoá cao. Giá thành sản xuất đúc nói chung hạ hơn so với các dạng sản xuất khác . Vật đúc dễ tồn tại các dạng rỗ co , rỗ khí , nứt . . . Tiêu hao một phần kim loại do hệ thống rót , đậu ngót. . . Khi đúc trong khuôn kim loại, tính dẫn nhiệt của khuôn cao nên khả năng điền đầy kém. Mặt khác có sự cản cơ của khuôn kim loại lớn nên dễ gây ra nứt. Tóm lại: Từ chức năng , điều kiện làm việc và sản lợng của chi tiết ta chọn phơng pháp chế tạo phôi đúc trong khuôn kim loại là phù hợp nhất. Đối với chi tiết càng sản xuất hàng khối Vật liều gia công: thép C40 trọng lợng nhỏ: 13,96 kg Hình dạng chi tiết đơn giản. Chọn phơng pháp đúc trong khuôn kim loại với ccx1,mặt phân khuôn nh hình vẽ: 6 II.Bản vẽ nồng phôi: 38 +0,1 ? 6 ? 6 ? 5 ? 5 ? 5 ? 5 ? 5 ? 5 40 +0.039 2.50.1 40 +0.039 ỉ90 R 7 2 ỉ 8 5 1 , 6 20 10 ? 6 780.8 72.00 +0.1 2.78 462.00+0.5 30.1 3 2x45 CHƯƠNG V: Lập thứ tự các nguyên công I. Đuờng lối công nghệ: Với dạng sản xuất loạt lớn và để phù hợp điều kiện sản xuất ở nớc ta là các máy chủ yếu là máy vạn năng nên ta chọn phơng án gia công tập trung nguyên công và gia công tuần tự các bề mặt. II.Chọn phơng pháp gia công : Chọn phơng pháp gia công thích hợp để đạt độ bóng và độ chính xác yêu cầu: Gia công lỗ 90H8 , độ bóng Ra=2,5àm.: Dung sai H8 ứng với cấp chính xác 8, độ bóng cấp 6 ,có thể áp dụng phơng pháp gia công sau cùng là: - Khoét tinh. - Tiện tinh. Gia công lỗ 40H8 , độ bóng Ra= 2,5àm: Dung sai H8 ứng với cấp chính xác8, độ bóng cấp 6. Có thể áp dụng phơng pháp gia công cuối cùng là: - Doa tinh. 7 - Tiện tinh. Gia công kích thớc 72 1,0+ độ bóng Rz=20àm: Dung sai +0,1 ứng với cấp chính xác 11, độ bóng cấp 5. Có thể áp dụng phơng pháp gia công cuối cùng là: - Phay. - Bào. - Chuốt Gia công kích thớc 38+0,1 mm , độ bóng Rz=20àm: Có thể áp dụng các phơng pháp gia công cuối cùng là: - Phay. - Bào. Gia công vát mép. Có thể áp dụng các phơng pháp gia công là: - Khoét. - Tiện. III.Thiết kế nguyên công: Nguyên công Tên nguyên công Máy CCX gia công Độ bóng 1 Phay mặt đầu 1 6H12 8 R z 20 2 Phay mặt đầu 2 6H12 8 R z 20 3 Phay mặt đầu thứ 3 6H12 8 R z 20 4 Khoan, khoét, doa lỗ 40 2A55 7 R a 2,5 5 Khoét, doa 144 2A55 11 R a 2,5 6 Vát mép càng 2A135 CHƯƠNG VI: Tính lợng d cho một bề mặt và tra cho các bề mặt còn lại 1.Nguyên công 1: Phay mặt đầu thứ nhất *Yêu cầu kĩ thuật: 8 Vật liệu: vật liệu gia công thép C40 có HB = 217. Độ nhẵn bóng bề mặt sau khi gia công:R z = 20 àm. Để đảm bảo yêu cầu kĩ thuật trên, cần thực hiện gia công qua 2 bớc công nghệ: - Phay thô. - Phay tinh. *Tính toán lợng d. Bề mặt gia công là mặt phẳng: Z bmin =R za +T a + a + b R za :Chiều cao nhấp nhô tế vi do nguyên công trớc để lại T a : Chiều sâu lớp khuyết tật do nguyên công trứơc để lại a : Sai lệch vị trí không gian do nguyên công trớc để lại b :Sai số gá đặt chi tiết ở nguyên công đang thực hiện Sai lêch không gian đợc xác định . fôI = c = k .l l : là chiều dàI chi tiết l=552 ( mm) k : là độ vênh đơn vị k =0.7 (àm /mm) (bảng 2.17) Vậy tính đợc độ sai lệch phôi. fôI = c = k .l =0,7.552=386,4( àm) Sai lệch không gian còn lại cl =0,05 c =0,05.386,4=19,3( àm) Tính sai số gá đặt: gđ = 2 2 c k + k : Sai số kẹp, tra bảng 2.22, với vật liệu thép C40. k = 175 (àm) c : Là sai số chuẩn khi phay c = 0 ( àm) Do ta chọn chuẩn kích thớc trùng với chuẩn định vị. gđ = 2 c k + =175( àm) Sai số kẹp sau khi phay tinh: gđ2 =0.02.175=3,5( àm) 9 Lợng d nhỏ nhất khi phay thô: Z min =600+386,4+175=1161,4( àm) Lợng d nhỏ nhất khi phay tinh: Z min =50+50+19,3=119,3( àm) Cột kích thớc tính toán trong bảng, ta điền từ ô cuối cùng giá trị nhỏ nhất của kích thớc theo bản vẽ d t = 72,0mm. Xác định cột kích thớc . d t1 =72,0+0,119=72,119(mm) d tph =72,119+1,161=73,28(mm) Dung sai của các bớc đợc lấy theo bảng tra trong các sổ tay. T 2 =100àm; T 1 =500àm; T ph =1600àm Cột kích thớc giơi hạn d min nhận đợc bằng cách làm tròn kích thớc tính toán tới con số có nghĩa của dung sai của bớc tơng ứng theo chiều tăng, còn d max nhận đợc bằng cách lấy tổng của d min với dung sai của kích thớc tơng ứng. Khi phay tinh : d min = 72 mm , d max =72+0,1=72,1 mm Khi phay thô : d min = 72,119 mm d max =72,119+0,5=72,619 mm Kích thớc phôi : d min = 73,28 mm d max =73,28+1,6= 74,88 mm +) Lợng d giới hạn đợc xác định nh sau : Khi phay tinh : Z max = 72,619-72,1 = 0,519(mm) =519 (àm) Z min =72,119-72,0 = 0.119 (mm) =119(àm) Khi phay thô : Z max = 74,88-72,619=2,261 (mm) =2261 (àm) Z min = 73,28-72,119= 1,161(mm) =1161(àm) 10 [...]... 2.1000 *Công suất cắt: Ne Ne = Pz V 50.301,4 = = 0,25kW 1020.60 1020.60 *Mô men xoắn: MX = PZ D 365.160 = = 29,2 Nm 2.1000 2.1000 *Công suất cắt: Ne Ne = Pz V 365.188,4 = = 1,23kW 1020.60 1020.60 *Bảng chế độ cắt: Nguyên công Phay thô t(mm) n(v/ph) s(mm/ph) pz(N) Mx (N.m 2,3 375 475 365 29,2 Phay tinh 0,5 600 475 50 4 34 CHƯƠNG VIII: Tính toán THờI GIAN THƯC HIệN NGUYÊN CôNG Tính thời gian gia công cơ bản... 72,0 100 72,0 tinh tổng cộng 2.Nguyên công 2: Phay mặt đầu thứ 2 11 Tra bảng 3.102 TL2 Lợng d đúc 3 1,2 mm Lợng d công thô sau nguyên công đúc 2,5 mm Lợng d tinh sau nguyên công phay thô 0,5 mm 3.Nguyên công 3: Phay mặt đầu thứ 3 Tra bảng 3.102 TL2 Lợng d đúc 3 0,8 mm Lợng d công thô sau nguyên công đúc 2,5 mm Lợng d tinh sau nguyên công phay thô 0,5 mm 4.Nguyên công 4: Khoan, khoét, doa 40 Tra bảng... tốc tính đến ảnh hởng của các yếu tố vt = vb.k k k k k k : Hệ số phụ thuộc vào độ cứng của thép k =1,0 T k :Hệ số phụ thuộc vào chu kỳ bền của dao: T = 180 = 0,5 400 z z 1 3 2 5 4 1 1 2 H k =1,15 k : Hệ số phụ thuộc mác hợp kim cứng; Với T15K6k = 1,0 k : Hệ số phụ thuộc trạng thái bề mặt gia công k =0,8 B k : Hệ số phụ thuộc vào chiều rộng phay: D = 144 = 160 2 3 3 4 4 5 0,9k =0,89 Tốc độ tính toán. ..+ ) Lợng d tổng cộng đợc tính là : Z0min=119 + 1161 = 1280 (àm) Z0max= 519 + 2261= 2780 (àm) +)Lợng d danh nghĩa tổng cộng là: Z0dn=1280+800-100= 1980 (àm) +)Kiểm tra độ chính xác của các tính toán: Z0max- Z0min= Tph-Tct 2780- 1280 = 1600-100= 1500 Kết luận: việc tính toán lợng d và kích thớc nguyên công nh vậy là đúng Bảng số liệu: Bớc Rz Ti pa c Phôi Phay 300... k k k k : k1: hệ số phụ thuộc vào độ cứng của thép k =1 T k :Hệ số phụ thuộc vào chu kỳ bền của dao: T = 180 = 0,5 400 0 z z t b 1 2 3 5 4 1 1 2 H k =1,15 k : Hệ số phụ thuộc mác hợp kim cứng; Với BK6k = 1 k : Hệ số phụ thuộc trạng thái bề mặt gia công, với bề mặt tinhk =0,8 B k : Hệ số phụ thuộc vào chiều rộng phay: D = 144 = 160 2 3 3 4 4 5 0,9k =0,89 Tốc độ tính toán vt= vb.k k k k k = 352.1 1,15.1.0,8.0,89=288,8(m/p)... k k k k : k1: hệ số phụ thuộc vào độ cứng của thép k =1 T k :Hệ số phụ thuộc vào chu kỳ bền của dao: T = 180 = 0,5 400 0 z z t b 1 2 3 5 4 1 1 2 H k =1,15 k : Hệ số phụ thuộc mác hợp kim cứng; Với BK6k = 1 k : Hệ số phụ thuộc trạng thái bề mặt gia công, với bề mặt tinhk =0,8 B k : Hệ số phụ thuộc vào chiều rộng phay: D = 144 = 160 2 3 3 4 4 5 0,9k =0,89 Tốc độ tính toán vt= vsb.k k k k k = 352.1 1,15.1.0,8.0,89=288,8(m/p)... k k k k : k1: hệ số phụ thuộc vào độ cứng của thép k =1 T k :Hệ số phụ thuộc vào chu kỳ bền của dao: T = 180 = 0,5 400 0 z z t b 1 2 3 5 4 1 1 2 H k =1,15 k : Hệ số phụ thuộc mác hợp kim cứng; Với BK6k = 1 k : Hệ số phụ thuộc trạng thái bề mặt gia công, với bề mặt tinhk =0,8 B k : Hệ số phụ thuộc vào chiều rộng phay: D = 144 = 160 2 3 3 4 4 5 0,9k =0,89 Tốc độ tính toán vt= vsb.k k k k k = 352.1 1,15.1.0,8.0,89=288,8(m/p)... khi doa 40 là 0,25 mm 5.Nguyên công 5: Khoét, doa lỗ 90 Lợng d của đúc khi đã có lỗ 85 là Zmin= 2,5 0,8mm Lợng d khi khoét là 2 mm Lợng d khi doa là 0,5 mm 6.Nguyên công 6: Khoét miệng lỗ côn 40 Lợng d theo kích thớc trên bản vẽ CHƯƠNG VII: Tra chế độ cắt và tính toán cho một bề mặt I Tra chế độ cắt Nguyên công1 : Phay mặt đầu thứ nhất bằng dao phay mặt đầu 12 *Sơ đồ gá S Chi tiết đợc định vị ở... số phụ thuộc vào độ cứng của thép k =1,0 T k :Hệ số phụ thuộc vào chu kỳ bền của dao: T = 180 = 0,5 400 b z z 1 3 2 5 4 1 1 2 H k =1,15 k : Hệ số phụ thuộc mác hợp kim cứng; Với T15K6k = 1,0 k : Hệ số phụ thuộc trạng thái bề mặt gia công k =0,8 B k : Hệ số phụ thuộc vào chiều rộng phay: D = 144 = 160 2 3 3 4 4 5 0,9k =0,89 Tốc độ tính toán vt= vb.k k k k k = 249.1.1,15.1.0,8.0,89=203(m/ph) 5 1 2 3... n(v/ph) 47 30 s(mm/v) 1,15 1,54 v(m/ph) 13,13 8,5 Nguyên công 6: Vát mép càng *Sơ đồ gá đặt: n S Định vị: định vị mặt phẳng bằng phiến tì hạn chế 3 bậc tự do,định vị vào lỗ nhỏ thứ nhất bằng 1 chốt trụ hạn chế 2 bậc tự do, định vị vào lỗ nhỏ thứ 2 bằng 1 chốt trám hạn chế 1 bậc tự do Kẹp chặt: Kẹp chặt bằng cơ cấu đòn kẹp, lực kẹp vuông góc và hớng vào mặt định vị *Chọn máy: Máy khoan cần 2A55 28 R 50 . chi tiết và giữa các loạt gia công chất lợng gia công còn phụ thuộc vào trình độ công nhân và trình độ tổ chức nơi làm việc. Năng suất lao động thấp , lợng d , dung sai và thời gian gia công lớn. trờng kĩ thuật và càng ngày không ngừng đợc cải tiến dới sự nghiên cứu của các chuyên gia hàng đầu. Đối với mỗi sinh viên cơ khí, đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy là môn học giúp sinh viên. của ngành cơ khí, môn công nghệ chế tạo máy thực sự là hành trang mỗi kĩ s trớc khi ra trờng,ngời công nhân cố thể dựa vào làm cơ sở thiết kế. Môn công nghệ chế tạo máy đợc đem vào giảng dạy