đồ án công nghệ chế tạo máy thiết kế giá đồ hộp

Đồ án công nghệ chế tạo máy LỜI NÓI ĐẦU ` Đồ án Công nghệ Chế tạo máy là một đồ án chuyên ngành của sinh viên ngành Công nghệ chế tạo máy. Làm đồ án công nghệ chế tạo máy giúp sinh viên giả quyết một vấn đề tổng hợp vè công nghệ chế tạo máy sau khi đã nghiên cứu các giáo trình cơ bản của ngành Chế tạo máy. Đồng thời giúp sinh viên là quen với cách sử dụng tài liệu, sổ tay, tiêu chuẩn và có khả năng kết hợp so sánh những kiến thức lý thuyết với thực tế sản xuất. Mặt khác khi thiết kế đồ án sinh viên phải phát huy tối đa tính độc lập sáng tạo để giả quyết một vấn đề công nghệ cụ thể. Đây là bài tập dượt cuối cùng của sinh viên chuyên ngành Công nghệ chế tạo máy trước khi làm Đồ án tốt nghiệp. Mặc dù đã có nhiều cố gắng và được sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo Tăng Huy cùng các thầy cô khác trong bộ môn nhưng bản Đồ án vẫn không tránh khỏi những sai sót. Vậy nên em rất mong nhận được sự chỉ giáo thêm của các thầy, các cô, cùng các bạn đồng nghiệp. Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn. Hà nội, tháng 11 - 2003 1 Trang: 1 Đồ án công nghệ chế tạo máy CHƯƠNG I: PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT I- PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG VÀ ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT Chi tiết (giá đỡ) có dạng hộp, vật liệu chế tạo GX 15 – 32 có nhiệm vụ đỡ các chi tiết máy khác. Bề mặt làm việc chính của chi tiết là mặt phẳng đáy và mặt trên vì vậy cần phải gia công chính xác hơn 2 mặt tai. Phần trụ giữa có ren vít để lắp và điều chỉnh khi đỡ các chi tiết khác. Các lỗ có bán kính R7 để cố định giá đỡ trên thân máy nhờ bu lông và có thể điều chỉnh được khoảng cách, các rãnh 10x10x15 được phay có tác dụng chống xoay chi tiết gá đặt lên giá đỡ. Các điều kiện kỹ thuật cần đảm bảo khi chế tạo hộp:  Kích thước lỗ 30 được gia công với độ chính xác cấp 87; độ nhám bề mặt R Z = 100,63  Các mặt phẳng được gia công với độ chính xác 97; Độ nhám bề mặt R Z = 40 20 (m).  Độ không song song của mặt đáy và mặt trên là 0,05mm trên 100mm chiều dài.  Độ không vuông góc của tâm lỗ so với mặt đầu là 0,05mm trên 100mm chiều dài.  Các bề mặt của hộp được nhiệt luyện đạt độ cứng 50-55 HRC. Thành phần hoá học của GX 15-32 C= ( 3,2  3,5 )%; Si= ( 2,0 2,4)%; Mn (0,71,1)%; P<0,4%; S<0,15% Ngoài ra còn có các thành phần Ni, Cr, Mo Tính chất của GX 15-32 có  b kéo = 15 kg/mm 2 ;  b uốn = 32kg/mm 2 độ giãn dài ε= 0,5;  b nén = 60kg/mm 2 ; HB= 163229. II- PHÂN TÍCH TÍNH CÔNG NGHỆ TRONG KẾT CẤU CỦA CHI TIẾT Tính công nghệ trong chi tiết dạng hộp có ý nghĩa quan trọng nó ảnh hưởng đến năng suất và độ chính xác gia công. Với chi tiết giá đỡ được giao ta thấy:  Chi tiết có kết cấu đơn giản, các bề mặt gia công cho phép thoát dao một cách dễ dàng. Có thể đưa dao vào để gia công các lỗ và bề mặt một cách dễ dàng.  Chi tiết có đủ độ cứng vững vì có gân tăng cứng cho phép đảm bảo trong quá trình gia công không bị biến dạng và có thể dùng chế độ cắt cao, đạt năng suất cao. 2 Trang: 2 Đồ án công nghệ chế tạo máy  Bề mặt làm chuẩn (mặt A) có đủ diện tích cho phép thực hiện nhiều nguyên công và cho phép thực hiện quá trình gá đặt nhanh.  Các lỗ trên hộp có kết cấu đơn giản không có rãng hoặc dạng định hình, lỗ đồng tâm có đường kính giảm từ trên xuống thuận lợi cho việc gia công khi chọn chuẩn mặt A, các lỗ đều thông suốt và ngắn. III- XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT Theo đầu đề thiết kế sản lượng hàng năm là 5000 sản phẩm. Vậy tổng sản lượng mà nhà máy phải thiết kế được tính theo công thức: N = N 1 .m       +       + 100 1 100 1 βα Trong đó: N: Số chi tiết được sản xuất trong một năm N 1 : Số sản phẩm được giao chế tạo trong một năm N 1 = 5000 m : Số chi tiết trong một sản phẩm m = 1 β: Số chi tiết được chế tạo thêm để dự trữ β = 5% : Hệ số tính đến số chi tiết phế phẩm khi chế tạo phôi  = 4% Thay vào ta có: N = 5000 x 1x (1 + 0,05) x (1 + 0,04) = 5450 sản phẩm Xác định trọng lượng của một chi tiết là: Q i = V. γ (kG) Trong đó: Q i : trọng lượng chi tiết V: Thể tích của chi tiết γ: Trọng lượng riêng của vật liệu γ = 7,1kG/dm 3 Ta có V = V 1 + V 2 +V 3 + V 4 Với V 1 : Thể tích của đế giá đỡ: V 1 = 15 x 70 x140 = 147000 (mm 3 ) V 2 : Thể tích khối trụ giữa: 3 Trang: 3 Đồ án công nghệ chế tạo máy V 2 = Π.R 2 .h = ( 3,14 x 45 2 / 4) x 40 = 63618 (mm 2 ) V 3 : Thể tích phần mặt trên: V 3 = 50 x 80 x 15 = 60000 (mm 2 ) V 4 : Thể tích gân tăng cứng: V 4 = 10 x 30 x 23 = 6900 (mm 2 ) Vậy V = 277.000 (mm 3 ) = 0,277 ( dm 3 ) Trọng lượng một chi tiết là: Q 1 = 0,277 x 7,1 ≈ 1,97 (kg) Vậy căn cứ vào bảng phân loại dạng sản xuất ta có dạng sản xuất loạt lớn. 4 Trang: 4 Đồ án công nghệ chế tạo máy CHƯƠNG II: XÁC ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI I. XÁC ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI Vật liệu chế tạo chi tiết dạng họp là gang xám GX 15-32. Tương ứng với vật liệu này ta có hình thức chế tạo phôi là đúc ứng với dạng sản xuất hàng loạt lớn. Chế tạo phôi bằng phương pháp đúc được sử dụng rộng rãi hiện nay vì phôi đúc có hình dạng và kết cấu phức tạp và có thể đạt được kích thước từ nhỏ đến lớn. Cơ tính và độ chính xác của phôi đúc phụ thuộc vào phương pháp và độ chính xác làm khuôn đúc. Tuỳ theo tính chất sản xuất, vật liệu của chi tiết đúc, trình độ kỹ thuật mà chọn các phương pháp đúc khác nhau. Căn cứ vào chi tiết được giao ta có thể chọn đúc trong khuôn kim loại hay đúc trong khuôn cát. Phương án I: Đúc trong khuôn kim loại Ưu điểm:  Độ chính xác của phôi cao  Giảm được thời gian làm khuôn do đó năng suất cao Nhược điểm:  Tính dẫn nhiệt của khuôn cao nên khả năng điền đầy của khuôn kém  Sự co giãn của khuôn kim loại lớn nên dễ gây nứt phôi  Giá thành làm khuôn cao do việc chế tạo khuôn khó  Khó đúc được các phôi có hình dạng phức tạp Phương án II: Đúc trong khuôn cát Ưu điểm:  Chế tạo khuôn mẫu đơn giản  Giá thành hạ  Có thể đúc được các phôi có hình dạng phức tạp  Khả năng điền đầy khuôn cát tốt hơn khuôn kim loại Nhược điểm:  Độ chính xác của phôi không cao  Mất nhiều thời gian làm khuôn. 5 Trang: 5 Đồ án công nghệ chế tạo máy Với phương pháp đúc trong khuôn cát ta có các phương án:  Đúc trong khuôn cát mẫu gỗ, làm khuôn bằng tay, phương pháp này cho độ chính xác thấp, lượng dư để gia công cắt gọt lớn năng suất thấp, đòi hỏi trình độ công nhân cao thích hợp với dạng sản xuất đơn chiếc và loại nhỏ.  Dùng mẫu kim loại, khuôn cát, làm khuôn bằng máy đạt độ chính xác cao và năng suất cao lượng dư gia công cắt gọt nhỏ, phương pháp này thích hợp trong sản xuất hàng loạt hàng khối.  Dùng phương pháp đúc trong khuôn vỏ mỏng, phôi đúc đạt độ chính xác 0,30,6mm, tính chất cơ học tốt. Phương pháp này dùng cho sản xuất loạt lớn và hàng khối nhưng chỉ thích hợp cho các chi tiết hộp cỡ nhỏ. Từ các phương án trên kết hợp với dạng sản xuất ta đi đến quyết định chọn phương pháp chế tạo là phương pháp đúc khuôn cát dùng mẫu kim loại, làm khuôn bằng máy. Sau khi nghiên cứu bản vẽ, nhận dạng đúng chi tiết và các bề mặt gia công là lỗ 30 và các mặt phẳng và các rãnh. Lỗ 30 và các rãnh được đúc liền, việc cắt gọt sẽ do phần gia công đảm nhiệm. Ta đi xác định mặt phân khuôn: Phương án I: Với phương án chọn mặt phân khuôn như hình vẽ ta thấy:  Với phương án này ta phải chọn 2 mặt phân khuôn do đó khó định vị chính xác vị trí giữa các hòm khuôn sẽ có sai số khi lắp ráp khuôn sẽ có sai số chế tạo phôi.  Thời gian làm khuôn lâu, khuôn cồng kềnh  Khả năng điền đầy khuôn kém D D T T Phương án II: 6 Trang: 6 Đồ án công nghệ chế tạo máy D T Với phương án chọn mặt khuôn như hình trên ta thấy:  Với phương án này ta chỉ phải bố trí trong 2 hòm khuôn do đó sai số sẽ ít hơn phương án I  Khả năng điền đầy khuôn tốt hơn. Từ hai phương án trên ta quyết định chọn phương án II là phương án tối ưu hơn cả. 7 Trang: 7 Đồ án công nghệ chế tạo máy CHƯƠNG III: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT I. XÁC ĐỊNH ĐƯỜNG LỐI CÔNG NGHỆ VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN GIA CÔNG: Phương án gia công phụ thuộc vào dạng sản xuất. Với dạng sản xuất hàng loạt ta chọn phương án gia công một vị trí một dao và gia công tuần tự, tức là theo nguyên tắc công nghệ được tách ra từ các nguyên công đơn giản. Theo nguyên tắc này mỗi máy thực hiện một nguyên công nhất định, đồ gá được sử dụng là đồ gá chuyên dụng. Đường lối công nghệ này thích hợp với điều kiện sản xuất tại Việt Nam. Sau khi nghiên cứu chi tiết ta có thể chọn các phương án gia công cho các bề mặt như sau:  Nguyên công 1: Chuẩn bị phôi  Nguyên công 2: Làm sạch và ủ phôi  Nguyên công 3: Gia công mặt B với nguyên công này để đảm bảo năng suất phù hợp với hàng loạt lớn ta gia công đồng thời cả hai mặt tai sử dụng 2 dao với 1 lần phay.  Nguyên công 4: Gia công các mặt A với cấp nhẵn bóng ∇6 chọn phương pháp gia công là phay bao gồm hai nguyên công là phay thô và phay tinh.  Nguyên công 5: Phay mặt trên C tương tự mặt A ta gia công 2 lần phay thô và phay tinh.  Nguyên công 6: Gia công lỗ  30 theo yêu cầu của bề mặt cần đạt ta chọn phương pháp gia công là khoan, khoét và doa thô. Ta rô ren M20 x 1,5.  Nguyên công 7: Gia công rãng 2 tai.  Nguyên công 8: Gia công 2 rãng 10x10x15.  Nguyên công 9: Kiểm tra. II. THIẾT KẾ NGUYÊN CÔNG: Việc thiết kế nguyên công phải đảm bảo năng suất và độ chính xác theo yêu cầu. Năng suất và độ chính xác phụ thuộc vào chế độ cắt, lượng dư, số bước và thứ tự các bước công nghệ. Vậy nên khi thiết kế nguyên công phải dựa và dạng sản xuất là phân tán nguyên công mà chọn sơ đồ hợp lý. a- Nguyên công 1: Chuẩn bị phôi 8 Trang: 8 Đồ án công nghệ chế tạo máy Sau khi đã có phôi đúc ta kiểm tra bề mặt phôi. Phôi đúc không được có vết nứt, vết rỗ. Phôi phải được làm sạch, loại bỏ những xù xì, đậu ngót, đậu rót. Cuối cùng phải kiểm tra hình dáng kích thước của phôi. b - Nguyên công 2: Làm sạch và ủ phôi. c - Nguyên công 3: Phay 2 mặt tai ( Mặt B ) Lập sơ đồ gá đặt * Định vị: Chọn mặt A làm chuẩn thô để gia công mặt B. Chi tiết được định vị ở mặt đầu bằng phiến tỳ hạn chế ba bậc tự do tịnh tiến theo phương Ox, quay quanh ox và oy, 2 chốt tỳ ở mặt bên hạn chế 2 bậc tự do tịnh tiến theo phương oy và quay quanh oz và 1 chốt tỳ khía nhám hạn chế bậc tự do còn lại ( tịnh tiến theo Ox ) Ở nguyên công này ta sử dụng phương pháp gia công đồng thời bằng nhiều dao. 17 ±0.8 * Kẹp chặt : Chi tiết được kẹp chặt bằng ren vít.  Chọn máy: Máy phay nằm 6H82 Công suất của máy Nm= 7kW hiệu suất η = 0,75  Chọn dao : Dao phay mặt đĩa gắn mảnh HKC; Tra bảng 4-80 ST CNCTM D = 125mm; B = 28mm; d = 32mm; Z = 22 Lượng dư gia công làm 1 bước với lượng dư t = 3 (mm) * Chế độ cắt: 9 Trang: 9 Đồ án công nghệ chế tạo máy Chiều sâu cắt z b = 3mm  Lượng chạy dao: Tra bảng 5-34 ST CNCTM ta có dao đĩa tra được S ∆ = 0,25 mm/răng.  Lượng chạy dao vòng là: Sv = 22 x 0,25 = 5,5 ( mm/vòng ) Tốc độ cắt: Tra bảng 5-172 Sổ tay Công nghệ chế tạo máy ( Tập II) ta được v = 40 m/phút. Các hệ số điều chỉnh: ( Bảng 5-134 ) Hệ số phụ thuộc vào độ cứng của chi tiết gia công k 1 = 1,0 Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt: k 2 = 1,0 Hệ số phụ thuộc vào tuổi bền của dao: k 3 = 1,0 Vậy tốc độ tính toán là: V = 40 m/phút Số vòng quay trục chính theo tính toán là: N t = 12514,3 401000 x x = 101,9 ( vòng/phút ) Ta chọn tốc độ quay theo máy nm = 95 vòng/phút. Vậy tốc độ quay thực tế là: V tt = 1000 9512514,3 xx = 37,3 ( m/ph ) Lượng chạy dao phút là: S ph = 0,25 x 22 x 95 = 522,5 ( mm/ phút ) Theo máy ta có S m = 600 m/phút Công suất cắt: Tra bảng 5-175 ST CNCTM (Tập II ) với gang xám HB = 200, t = 3mm, S ph = 600 m/phút có công yêu cầu phay 1 bên là 2,5 kW, công suất cắt 2 bên 5kW. Vậy với công suất máy là 7 kW đảm bảo công suất cắt yêu cầu. d - Nguyên công 4: Phay mặt đáy A 10 Trang: 10 [...]... gia công một chi tiết được tính toán như sau: TΣ = To + Tp + Tpp + Tn Tp = 10%To = 0,31 (ph) Tpv = 10%To = 0,31(ph) Ttn = 5%To = 0,16 (ph) Vậy thời gian tổng cộng là: Ttc = 3,2 + 0,31 + 0,31 + 0,16 = 3,98 phút 32 32 Trang: Đồ án công nghệ chế tạo máy CHƯƠNG IV : THIẾT KẾ ĐỒ GÁ GIA CÔNG CHI TIẾT Nhiệm vụ : Trong phần thiết kế đồ gá ta đi tính toán cụ thể cho đồ gá chuyên dùng phục vụ cho 1 nguyên công. .. và vẽ kết cấu của sơ đồ định vị 34 34 Trang: Đồ án công nghệ chế tạo máy Với chi tiết cần gia công có dạng hộp, trong nguyên công này mặt định vị là mặt đáy đã gia công nên ta cọn đồ định vị mặt đáy là phiến tỳ phẳng có rãnh nghiêng được cố định ở đây ta thiết kế phần nhô lên gắn với phiến tỳ để lắp chốt tỳ có kết cấu như hình vẽ (phần đệm này được đúc liền với phiến tỳ) 5- Tính lực kẹp cần thiết: ... bậc tự do Chốt trụ ngắn ( 30) hạn chế 2 bậc tự do và 1 chốt chống xoay hạn chế bậc tự do còn lại  18 18 Trang: Đồ án công nghệ chế tạo máy n S 3 W W * Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt bằng ren vít  Chọn máy: Máy phay nằm ngang 6H82 Công suất của máy Nm = 7 kW hiệu suất η = 0,75  Chọn dao: Dao phay định hình bán nguyệt lồi: D = 80mm; B = 14mm; d = 27 mm; Z = 10 * Chế độ cắt: Chiều sâu cắt zb = 17... Trang: Đồ án công nghệ chế tạo máy Tp thời gian phụ (thời gian cần thiết để người công nhân gá, tháo chi tiết, mở máy, chọn chế độ cắt, dịch chuyển ụ dao và bàn máy, kiểm tra kích thước của chi tiết…) Khi xác định thời gian nguyên công ta có thể lấy giá trị gần đúng T p = 10%To Tpv thời gian phục vụ chỗ làm việc: thời gian phục vụ kỹ thuật ( T pvkt) để thay đổi dụng cụ, sửa đá, mài dao, điều chỉnh máy, ... m/phút có công yêu cầu là 4,6 kW * Chế độ cắt lần 2: Phay tinh với chiều sâu cắt zb = 1mm Các chế độ cắt lấy theo bước 1 So = 2,2 mm/vòng; v = 118 m/phút; n = 375 vg/ph; Sph = 825 mm/phút; N 4,6 kW e- Nguyên công 5: Phay mặt trên C 12 12 Trang: = Đồ án công nghệ chế tạo máy Lập sơ đồ gá đặt * Định vị: Chọn mặt A làm chuẩn tinh để gia công mặt C 70±0.15 Chi tiết được định vị bằng phiến tỳ ở mặt A hạn chế. .. tra kết quả tính toán Doa 2Zmax – 2Zmin = 277 – 173 = 104; δ3 - δ2 = 170 – 66 = 104 Khoét 2Zmax – 2Zmin = 474 – 224 = 250; δ2 - δ1 = 420 – 170 = 250 IV TÍNH CHẾ ĐỘ CẮT: Tính chế độ cắt cho nguyên công 8 phay 2 rãnh 10x10x15 Chiều sâu phay : t = 10mm Chiều rộng phay lấy bằng chiều rộng dao B = 10 mm Lượng chạy dao : Si = 0,08 mm/răng 26 26 Trang: Đồ án công nghệ chế tạo máy Tốc độ cắt được tính theo công. .. 15 m/phút Số vòng quay tính toán là: ntính toán = ( 1000 x 15 ) / ( 3,14 x30 ) = 159,2 vòng/phút Chọn tốc độ quay theo máy Nmáy = 200 v/ph Chế độ quay thực tế : 17 17 Trang: Đồ án công nghệ chế tạo máy VTT = (200 x 3,14 x 30) /1000 = 18,84 m/phút Bước 5: Khoét lỗ  18,45+0,17 Chọn dao: Mũi khoét chuỗi còn liền khối bằng thép gió có kích thước d = 18,45 mm; L = 200; l=120 Chế độ cắt khi khoét: Chiều sâu... tiết gia công k1 = 1,0 Hệ số phụ thuộc vào chu kỳ bền của dao: k2 = 1,0 Số vòng quay trục chính theo tính toán là: Nt = 1000 x39 3,14 x80 = 155,2 ( vòng/phút ) Ta chọn tốc độ quay theo máy nmáy = 150 vòng/phút 19 19 Trang: Đồ án công nghệ chế tạo máy Vậy tốc độ quay thực tế là: 3,14 x80 x150 1000 Vtt = = 37,7 ( m/ph) Lượng chạy dao phút là: Sph = 0,1 x 10 x 150 = 150 ( mm/phút ) Chọn theo máy Smáy = 150... gia công 1 bề mặt nào đó của chi tiết ở đây ta đi thiết kế đồ gá để gia công mặt trên C của chi tiết Sử dụng đồ gá để giải quyết các vấn đề sau: - Làm tăng nhanh quá trình định vị chi tiết - Tăng năng suất lao động, giảm nhẹ điều kiện lao động - Mở rộng khả năng công nghệ của các máy cho phép gia công những chi tiết phức tạp trên những máy thông thường 1 – Xác định kích thước bàn máy Với nguyên công. .. song của mặt trên so với đáy A 21 21 Trang: Đồ án công nghệ chế tạo máy Kiểm tra độ vuông góc của mặt đầu với tâm lỗ III– TÍNH LƯỢNG DƯ GIA CÔNG a – Tính lượng dư gia công khi gia công mặt C với kích thước 700,15 Các bước gia công gồm phay thô và phay tinh Chi tiết được định vị bằng mặt đáy, 2 chốt trám ở mặt bên và 1 chốt hạn chế bậc tự do còn lại Theo bảng 10 giá trị RZ và Ti = 600 và (250 + 350) sau . Đồ án công nghệ chế tạo máy LỜI NÓI ĐẦU ` Đồ án Công nghệ Chế tạo máy là một đồ án chuyên ngành của sinh viên ngành Công nghệ chế tạo máy. Làm đồ án công nghệ chế tạo máy giúp sinh. dạng sản xuất loạt lớn. 4 Trang: 4 Đồ án công nghệ chế tạo máy CHƯƠNG II: XÁC ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI I. XÁC ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI Vật liệu chế tạo chi tiết dạng họp là gang xám. phương án I  Khả năng điền đầy khuôn tốt hơn. Từ hai phương án trên ta quyết định chọn phương án II là phương án tối ưu hơn cả. 7 Trang: 7 Đồ án công nghệ chế tạo máy CHƯƠNG III: THIẾT KẾ QUY