Thiết kế nhà máy cơ khí (btl) doc

- Kẹp chặt: Dùng hai miếng kẹp để kẹp chặt chi tiết, hướng của lực kẹp từ hai phía cùng tiến vào, phương của lực kẹp vuông góc với mặt phẳng của thântay biên .Để đảm bảo độ phẳng của hai

Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội Cộng hòa xã hội chủ ngĩa Việt Nam

Viện: Cơ khí Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

Bộ môn: Công nghệ chế tạo máy

BÀI TẬP LỚN

Thiết kế nhà máy cơ khí

Giảng viên : Nguyễn Kim Nga

Sinh viên : Allizwell

Shsv : 2007xxxx

Lớp : CTMx-K5x

I Đầu đề thiết kế: Thiết kế phân xưởng gia công cơ khí để gia công chi tiết

càng gạt

II Điều kiện sản xuất: 100000 chiếc/năm

III Nội dung các phần thuyết minh tính toán

1 Mô tả qui trình công nghệ gia công chi tiết

2 Tính khối lượng lao động để chế tạo sản phẩm

3 Xác định số loại và số lượng thiết bị để chế tạo sản phẩm

4 Tính số lượng cán bộ công nhân viên cần thiết cho nhà xưởng

5 Tính nhu cầu diện tích cần thiết cho phân xưởng cơ khí

6 Bố trí mặt bằng phân xưởng cơ khí theo phương án sắp xếp bố trí tối ưu nhất

IV Bản Vẽ Ao

Ø12 +0.07 Ø20 +0.084

- Lập sơ đồ gá đặt: Hai mặt đầu tay biên cần đảm bảo độ song song bởi vậy ta

sử dụng cơ cấu kẹp tự định tâm hạn chế cả 6 bậc tự do và má kẹp có khía nhámđịnh vị vào hai mặt phẳng của thân tay biên (chính là chuẩn thô)

- Kẹp chặt: Dùng hai miếng kẹp để kẹp chặt chi tiết, hướng của lực kẹp từ hai

phía cùng tiến vào, phương của lực kẹp vuông góc với mặt phẳng của thântay biên Để đảm bảo độ phẳng của hai mặt đầu ta cần gia công hai mặt củahai đầu biên trong cùng một nguyên công

- Chọn máy: Máy phay nằm ngang 6H82 Công suất của máy Nm = 7 (kw)

- Chọn dao: Phay bằng hai dao phay đĩa ba mặt gắn mảnh thép gió, có cáckích thước sau (Tra theo bảng 4-84 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 2):

• Phay tinh:

- Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt cho một dao

Chiều sâu cắt t = 0.5 (mm) ; Lượng chạy dao S = 0.18 (mm/răng);

Tốc độ cắt Vb = 37,5 (m/ph);

2 Nguyên công II: khoan,khoét, doa lỗ φ20 +0.084

n

Ø20 +0.084

- Lập sơ đồ gá đặt: Gia công lỗ đầu to tay biên cần đảm bảo độ đồng tâm

tương đối giữa hình trụ trong và hình tròn ngoài của phôi và độ vuông góc của tâm

lỗ và mặt đầu bởi vậy ta định vị nhờ một mặt phẳng hạn chế 3 bậc tự do định vịvào mặt đầu và một khối V cố định ,định vị vào mặt trụ ngoài của đầu to tay biênhạn chế 2 bậc tự do và một khối V di động định vị vào mặt ngoài ở đầu nhỏ taybiên khống chế 1 bậc tự do

- Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt bằng cơ cấu kẹp bằng ren phối hợp với tay

đòn

- Chọn máy: Máy khoan đứng 2A135 Công suất của máy Nm = 6 (kW) ;

- Chọn dao: Mũi khoan ruột gà thép gió D=19,5 (mm);

Mũi Doa thép gió D = 20 (mm);

-Lượng dư gia công: Gia công 3 lần với

lượng dư khoan Zb1 = 0,5 (mm);

lượng dư khoét Zb2=0,3(mm);

lượng dư Doa Zb3 = 0,2 (mm);

Chế độ cắt:

- Định vị : Gia công lỗ đầu nhỏ tay biên cần đảm bảo độ đồng tâm tương đốigiữa hình trụ trong và hình tròn ngoài của phôi và độ vuông góc của tâm lỗ và mặtđầu đồng thời cần đảm bảo khoảng cách tâm của hai lỗ A = 150± 0.1 bởi vậy ta định

vị nhờ một mặt phẳng hạn chế 3 bậc tự do định vị vào mặt đầu, một chốt trụ ngắnvào lỗ đầu to càng gạt hạn chế 2 bậc tự do và để chống xoay chi tiết ta dùng khối

V di động

- Kẹp chặt:Chi tiết được kẹp chặt bằng cơ cấu kẹp bằng ren phối hợp với tay

đòn

- Chọn máy: Máy khoan đứng 2A135 có công suất của máy Nm = 6 (kW) ;

- Chọn dao: Chọn mũi khoan ruột gà bằng thép gió phi tiêu chuẩn Φ9 Mũi

Khoét có lắp mảnh hợp kim cứng Φ11,8, Mũi Doa bằng thép gió Φ12 ;

- Lượng dư gia công: Gia công 3 lần

Lượng dư khoan Zb1 = 0,5(mm) ; Lượng dư khoét Zb2=1,4 (mm) ;

Lượng dư doa Zb3 = 0,1 (mm) ;

• Doa lỗ Φ12.

- Xác định chế độ cắt cho doa:

Chiều sâu cắt t = 0,2 (mm) ; Lượng chạy dao S = 0,8 (mm/vg) ; Tốc độ cắt V = 13 (m/ph) ;

4 Nguyên công IV: Phay vấu đầu to tay biên.

n

A

A A

có thể điều chỉnh máy đạt được kích thước theo yêu cầu

- Chọn máy: Máy phay đứng vạn năng 6H12 Công suất của máy Nm = 10kW

- Chọn dao: Phay bằng dao phay ngón có gắn mảnh hợp kim cứng, có cáckích thước sau( Tra theo bảng 4-69 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 2):

d = 40 (mm), L = 221 (mm), l = 63 (mm), Z = 6 (răng) ;

- Lượng dư gia công: Phay 1 lần với lượng dư phay Zb = 2 (mm) ;

- Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt bằng cơ cấu kẹp bằng ren phối hợp với tay

đòn

- Chọn máy: Máy khoan đứng 2A125 Công suất của máy Nm = 2,8 (kw) ;

- Chọn dao: Mũi khoan ruột gà thép gió d=3 (mm) ;

- Lượng dư gia công: lượng dư khoan Z = d/2 =1,5 (mm) ;

- Chọn dao: Mũi ta rô thép gió có d=4 (mm);

- Lượng dư gia công: lượng dư khoan Z = 0,6 (mm);

do ,chốt chám hạn chế 1 bậc tự do chống xoay còn lại

- Kẹp chặt : chi tiết được kẹp chặt bằng cơ cấu kẹp bằng ren phối hợp với

tay đòn

- Chọn máy: Máy phay nằm đứng vạn năng 6H12

Công suất của máy Nm = 10 (kW);

- Chọn dao: Phay bằng dao phay ngón cógắn mảnh hợp kim cứng, có cáckích thước sau (Tra bảng 4-69 Sổ tay CNCTM tập 2):

• Khoan lỗ Φ3 vấu đầu nhỏ tay biên.

- Lập sơ đồ gá đặt: Khoan lỗ vấu đầu nhỏ tay biên cần đảm bảo độ xuyên tâmcủa tâm lỗ và tâm của lỗ đầu nhỏ tay biên, bởi vậy ta sử dụng cơ cấu để hạn chế 6bậc tự do như sau: mặt đầu hạn chế 3 bậc tự do, một chốt trụ ngắn định vị vào mặttrụ trong của lỗ φ 20 hạn chế 2 bậc tự do và chốt chám định vị vào lỗ φ12 hạn chế

1 bậc tự do chống xoay còn lại

- Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt bằng đòn kẹp, phương của lực kẹp vuông

góc với phương của kích thước thực hiện

- Chọn máy: Máy khoan đứng 2A125 Công suất của máy Nm = 2,8 kW

- Chọn dao: Mũi khoan ruột gà thép gió có d=3 (mm);

- Lượng dư gia công: Lượng dư khoan Z = d/2 =1,5 (mm);

- Chọn dao: Mũi ta rô thép gió có d=4 (mm);

- Lượng dư gia công: lượng dư khoan Z = 0,6 (mm);

- Kiểm tra độ không song song của hai tâm lỗ φ20 và φ12

- Kiểm tra độ không vuông góc giữa đường tâm lỗ và măt đầu

CHƯƠNG II

XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA PHÂN XƯỞNG

100 1 (

N: Là số lượng chi tiết cần chế tạo trong một năm (chiếc/năm)

N0: Là số lượng sản phẩm cần chế tạo trong năm theo kế hoạch(chiếc/năm),

N0 = 100.000

m: Là số lượng chi tiết trong một sản phẩm, m = 1

β: Là tỷ lệ % số chi tiết dự trữ để phòng ngừa sự cố, chọn β = 6%

α: Là tỷ lệ % số chi tiết phế phẩm không tránh khỏi, chọn α = 5%

) 100 1 )(

100 1 (

Trọng lượng chi tiết: Q1= 0,57 (Kg)

Theo bảng 2 trang 13 – Thiết kế đồ án CNCTM, ta có:

Dạng sản suất: HÀNG KHỐI

2 Khối lượng lao động.

Khối lượng lao động được xác định bằng tổng thời gian cần thiết để chế tạo chi tiếttheo chương trình sản xuất của phân xưởng tính theo : [giờ máy] hoặc [giờ người]

Trong sản xuất hàng khối thời gian nguyên công được xác định theo côngthức sau đây:

Ttci = Toi + Tpi + Tpvi + Tni + ;

Trong đó:

Ttci - thời gian nguyên công để gia công chi tiết thứ i ;

Toi - Thời gian cơ bản

Tpi - 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 ;

Tpvi – Thời gian phục vụ chỗ làm việc gồm: thời gian phục vụ kỹ thuật(Tpvkt) để thay đổi dụng cụ, mài dao, sửa đá, điều chỉnh máy, điều chỉnh dụngcụ,thời gian phục vụ tổ chức (Tpvtc) để tra dầu cho máy, thu dọn chỗ làmviệc, bàn giao ca kíp ;

Tni – Thời gian nghỉ ngơi của công nhân ;

Tcbkti – Thời gian chuẩn bị kết thúc

Theo lý thuyết, các thành phần : Tpi, Tpvi, Tni , Tcbkti của thời gian nguyên công đượclấy theo tỉ lệ phần trăm của thời gian cơ bản như sau:

Tpi = 8%Toi ;

Tpvi=10%Toi ;

Tni = 5%Toi ;

Tcbkti = 10%Toi ;Vậy thời gian nguyên công của nguyên công thứ i:

Ttci = Toi + Tpi + Tpvi + Tni + Tcbkti = Toi + 10%Toi +3%Toi +5%Toi + 8%Toi

= 1,33.Toi ;

Xác định thời gian nguyên công ứng với từng nguyên công.

2.1.Nguyên công I: Phay mặt đầu bằng 2 dao phay đĩa:

- Phay thô:

L = 40 (mm) ;

L1 = t(D−t) + ( 0 , 5 + 3 ) = 40 ( 110 − 40 ) + 3 = 56 (mm) ;

L2 = (2 ÷ 5) mm ;

To11 =

n S

L L L

.

2

1 + +

L L L

.

2

1 + +

= 400,18+56.118+5 = 5,906 (phút) ;Thời gian cơ bản cho nguyên công 1:

L L L

.

2

1 + +

L L L

3 56 , 3

= 0,036 (phút) ;

L L L

3 17 , 2

= 0,196 (phút) ; Vậy tổng thời gian cơ bản của nguyên công 2:

L L L

.

2

1 + +

= 250+,52.2000,42+3 = 0,029 (phút) ;

- Doa lỗ Φ12:

L L L

.

2

1 + +

= 250+,822.,17338+3=0,109 (phút) ;Tổng thời gian nguyên công 3:

L L L

5 72 , 11

= 0,211 (phút) ;Thời gian nguyên công của nguyên công 4:

Ttc4 =20.To4 = 20.0,211= 4,22 (phút) ;

2.5 Nguyên công V: Khoan, ta ro lỗ ren M4x0,2.

- Khoan lỗ dầu đầu to:

L L

.

1

2000 1 , 0

598 , 4 5 ,

L2 = (2 ÷ 5) mm ;

To52 =

n S

L L L

5 , 1 5 , 1 5 ,

= 0,067 (phút) ;Tổng thời gian cơ bản của nguyên công 5 là:

L L L

.

2

1 + +

=

1500 1 0

5 72 , 11

= 0,211 (phút) ;Thời gian nguyên công của nguyên công 6:

Ttc6 =20.To6 = 20.0,211= 4,22 (phút) ;

2.7 Nnguyên công VII: Khoan, ta ro lỗ ren M4x0,2.

- Khoan lỗ dầu đầu nhỏ:

L L

L L L

.

2

1 + +

= 6,5+01,,65.+1,5 = 0,067 (phút) ;

Tổng thời gian cơ bản của nguyên công VII là:

T07=T071+T072 =0,056 + 0,067 = 0,123 (phút) ;

Thời gian nguyên công của nguyên công 7:

Ttc7 = 30.To7 = 30.0,123 = 3,69 (phút) ;

2.8 Nnguyên công VIII: Kiểm tra.

Thời gian nguyên công của nguyên công 8:

3 Xác định số loại và số lượng thiết bị.

Số lượng thiết bị công nghệ cần thiết chế tạo chương trình sản xuất của phân xưởng cơ khí có thể được xác định chính xác hoặc gần đúng

Chính xác: xác định số lượng máy cần thiết cho từng nguyên công rồi tính tổng số máy các loại cho tất cả các nguyên công

Số lượng máy cho từng nguyên công: Ci=TΣi /FMi.mi ;

1 60

(giờ/năm) ;

Trong đó:

Nj : Là sản lượng cần chế tạo của chi tiết loại j (chiếc/năm)

ttcj : Là thời gian định mức để gia công một chi tiết loại j (phút/chi tiết)

m : số loại chi tiết gia công m =1

mi : Là số ca sản xuất trong một ngày đêm theo thiết kế mi= 2 ca

FMi : Là quỹ thời gian làm việc của một máy loại i theo chế độ làm việc 1 ca/ngày đêm, FMi được xác định như sau:

FMi = (Tl – Tcn – Tt) 8.Kđc ;

Suy ra: FMi = (365 – 52 – 12) 8.1,2 = 2889(giờ).

Từ thời gian định mức gia công các nguyên công (phút/chi tiết) đã xác định ở trên ta tính được tổng thời gian máy cần thiết để gia công hết N = 111300 (chi tiết/ năm)

Số máy cần thiết đối với từng nguyên công ở bảng sau:

Chọn hình thức gia công không theo nhịp thời gian nên Ci quy tròn để cógiá trị nguyên:

+khi số lẻ có giá trị < 0,5 thì bỏ đi kết hợp với làm thêm giờ để hoàn thànhkhối lượng yêu cầu

+ Khi số lẻ có giá trị > 0,5 thì lấy lên 1 cộng với nhận thêm việc

nguyên

công Máy gia công

Thời gian gia công (phút/chi tiết)

Tổng thời gian cần thiết (giờ/năm)

TΣi

Số máy cần thiếtCi

Nguyên công Máy gia công Số máy cần thiết sau khi đã

S

1 = 7+3+2+1+1+1+1= 16 (máy)

Số máy mài cần thiết cho phân xưởng:

Cm =Pm SΣ ;Trong điều kiện khoa học kĩ thuật ,trình độ thợ của Việt Nam thì: Pm =0,04÷ 0,06Chọn: Pm = 0,05 Do đó:

Cm =Pm SΣ = 0,05.16 = 0,8.Ta chọn máy mài sắc vạn năng 3M642

Số lượng máy mài: Sm = 1 (máy)

4 Xác định số lượng nhân lực.

4.1 Thành phần

Số lượng lao động cần thiết của phân xưởng cơ khí được xác định theo các thành phần sau:

- Công nhân sản xuất gồm có:

+ Công nhân trực tiếp đứng máy

+ Công nhân nguội

+ Công nhân phụ (mài dụng cụ, vận chuyển, sửa chữa, cấp phát vật liệu )

Số lượng công nhân sản xuất chính được xác định theo các loại thợ chính của phân xưởng cơ khí là: thợ đứng máy, thợ nguội

- Nhân viên phục vụ sản xuất (vệ sinh công nghiệp, trực )

- Lực lượng gián tiếp (kỹ thuật viên, quản lý điều hành , văn thư )

4.2.Số lượng công nhân sản xuất chính

4.2.1 Công nhân đứng máy.

Tính theo định mức gia công cho từng loại máy i

60

.

1

j m

j

tcj Mi

Ci Mi

Ci

i Mi

N t K

F K

TΣi : Là tổng giờ máy cần thiết

FCi : Là quỹ thời gian làm việc của một thợ đứng máy loại i trong một năm vớichế độ sản xuất 1 ca/ngày đêm, FCi được xác định như sau:

FMi = (Tl – Tcn – Tt - Tf) 8.Kc ;Với:

Tl: Tổng thời gian trong một năm,Tl= 365 (ngày) ;

Tcn : Ngày chủ nhật,Tcn= 52 (ngày) ;

Tt : Ngày nghỉ lễ, Tt = 12 (ngày) ;

Tf : Ngày nghỉ phép, Tt = 12 (ngày) ;

Kđc : Hệ số điều chỉnh, chọn Kc =1,1 ;

Suy ra: FMi = (365 – 52 – 12 - 12) 8.1,1 = 2543(giờ)

KMi : Là hệ số xét đến khả năng một thợ có thể vận hành nhiều máy đồng thời,với sản xuất hàng khối KMi = 1,8 2,2

chọn: KMi = 2

i : Là biến đếm về số kiểu loại máy dùng cho dây chuyền, phân xưởng

j : Là biến đếm về số kiểu loại chi tiết gia công

Nj : Là sản lượng chi tiết j

ttcj : Là định mức thời gian gia công cho một chi tiết (phút/chi tiết) thuộc kiểu loại j

Thay các số liệu vào ta có bảng sau:

nguyên

công

Máy gia công

Tổng thời gian cần thiết(giờ/năm)

TΣi

Số thợ đứng máy

cầnthiết

+ Khi số lẻ có giá trị < 0,5 thì bỏ đi và nâng bậc cho người thợ cuối

+ Khi số lẻ có giá trị > 0,5 thì lấy tăng lên 1 và hạ bậc cho người thợ cuối

Tổng số thợ đứng máy:

RM Σ = ΣRMi = 8 + 3 + 2 + 2 + 1 + 2 + 1+ 2 = 21 (thợ)

4.2.5 Bậc thợ bình quân của công nhân sản xuất chính B bq

Bậc thợ bình quân là bậc thợ trung bình của phân xưởng cơ khí, nhằm đánh giá:

- Trình độ kĩ thuật

- Mức độ tự động hóa, chuyên môn hóa, cơ khí hóa của phân xưởng

Bậc thợ bình quân của công nhân sản xuất chính đối với dây chuyền/phân xưởng gia công được xác định như sau:

Quản lý, điều hành, văn thư: 4 –5 % Chọn 5% ta có:

RQL = 0,05.( RM Σ + RN + RKT) = 0,05.( 21 + 1 + 3) = 1,25(nhân viên)

- Diện tích đặt máy hoặc bàn nguội

- Diện tích để công nhân thao tác

-Diện tích đặt dụng cụ, đồ gá, phôi liệu, thành phẩm, bán thành phẩm ở máy hoặc bên bàn nguội

f1 : Là diện tích kể đến bảo dưỡng, f1=0,5.

f2 : Là diện tích dành cho thao tác bên máy, f1=0,6

f3 : Là diện tích dành để chứa phôi, bán thành phẩm, thành phẩm, f6=0,6

f4 : Là diện tích dành để chứa dụng cụ đồ gá tại chỗ làm việc, f6=0,4

f5 : Là diện tích kể đến đường đi, đường vận chuyển, f6=0,8

fAi : Là diện tích kể đến sự trùng các diện tích thành phần, f6=0,8

Do đó: Aoi = AMi (1 + f1 + f2 + f3 + f4 + f5 ) fAi ;

= (1 + 0,5 + 0,6 + 0,6 + 0,4 + 0,8 ) 0,8 AMi ; = 3,12 AMi ;

AMi : Là diện tích để đặt máy ,bàn nguội, bàn kiểm tra…

Với nhóm máy phay 6H82 ta có:

AM1 = 2440x2440 = 59536000 (mm2)≈ 5,954 (m2)⇒ A01≈ 18,58(m2);Với nhóm máy khoan 2A125 ta có:

AM6 = 1130x805 =909650(mm2)≈ 0,91 (m2) ⇒ A06 ≈ 2,84(m2);

Với nhóm máy phay 6H12 ta có:

AM3 = 2100x2440 = 5124000 (mm2) ≈ 5,124 (m2) ⇒ A03 ≈ 15,99 (m2);Với nhóm máy mài 3M642 ta có:

AM3 = 1470x1625 = 2388750 (mm2) ≈ 2,389 (m2) ⇒ A03 ≈ 7,45 (m2);Với nhóm bàn kiểm tra ta có:

AM4 ≈ 1 (m2)⇒ A04≈ 3,12 (m2);

Ta có diện tích sản xuất:

i N

i i

A

1 0

ASX= = 7.18,58 + 7.2,84 + 2.15,99+ 7,45+ 2.3,12 = 195,61 (m2 ) ;Diện tích phụ Ap được xác định theo tỷ lệ % so với diện tích sản xuất.

+ Kho trung gian (Ap1 ): Khoảng 10 – 15 %, chọn 15% ta có:

AP1 = 15%.Asx ;+ Chuẩn bị phôi (Ap2) : Khoảng 15 – 20 %, chọn 20% ta có:

AP2 = 20%.Asx ;+ Tổng kiểm tra chất lượng (Ap3): Khoảng 3 – 5 %, chọn 5% ta có:

AP3 = 5%.Asx ;+ Sinh hoạt (Ap4) khoảng 10 % ,ta có:

Bố trí các máy đảm bảo những khoảng cách an toàn quy định

• Khoảng các giữa các máy với tường nhà:

Với máy cỡ vừa các khoảng cách cần thiết:

a = 0,5 (m) ; b = 0,5 (m) ; c = 1,2 (m)

• Khoảng cách giữa các máy so với cột nhà

Với máy cỡ vừa các khoảng cách cần thiết:

d = 0,5 (m) ; e = 0,5 (m) ; f = 1,9 (m)

• Khoảng cách giữa các máy so với đường vận chuyển, đường đi: