đồ án công nghệ chế tạo máy thiết kế qui trình công nghệ chế tạo chi tiết giá đỡ

Trong chương trình đào tạo kỹ sư Cơ khí tại Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội, sinh viên được trang bị những kiến thức cơ sở của nghành Công nghệChế tạo máy qua các giáo trình : Công nghệ

Lời nói đầu

Trong những năm gần đây, chúng ta đã chứng kiến sự phát triển mạnh

mẽ của các nghành công nghiệp mới nói chung và nghành cơ sở của mọinghành nói riêng đó là nghành Cơ khí Là một nghành đã ra đời từ lâu vớinhiệm vụ là thiết kế và chế tạo máy móc phục vụ cho các nghành công nghiệpkhác Do vậy đòi hỏi kỹ sư và cán bộ nghành Cơ khí phải tích luỹ đầy đủ &vững chắc những kiến thức cơ bản nhất của nghành, đồng thời không ngừngtrau rồi và nâng cao vốn kiến thức đó, quan trong nhất là phải biết vận dụngnhững kiến thức đó để giải quyết những vấn đề cụ thể thường gặp trong quátrình sản xuất thực tiễn

Trong chương trình đào tạo kỹ sư Cơ khí tại Trường Đại Học Bách Khoa

Hà Nội, sinh viên được trang bị những kiến thức cơ sở của nghành Công nghệChế tạo máy qua các giáo trình : Công nghệ Chế tạo máy, Chi tiết máy,Nguyên lý máy, Đồ gá, Dao và các giáo trình khác có liên quan đến nghànhCông nghệ Chế tạo máy Nhằm mục đích cụ thể hoá và thực tế hoá nhữngkiến thức mà sinh viên đã được trang bị, thì môn Đồ án Công nghệ Chế tạomáy nhằm mục đích đó Trong quá trình thiết kế đồ án môn học sinh viên sẽđược làm quen với cách sử dụng tài liệu, sổ tay công nghệ, tiêu chuẩn và cókhả năng kết hợp, so sánh những kiến thức lý thuyết với thực tế sản xuất Mặtkhác khi thiết kế đồ án, sinh viên có dịp phát huy tối đa tính độc lập sáng tạo,những ý tưởng mới lạ để giải quyết một vấn đề công nghệ cụ thể Do tínhquan trọng của Đồ án mà môn bắt buộc đối với sinh viên chuyên nghành Cơkhí và một số nghành có liên quan

Qua một thời gian tìm hiểu với sự hướng dẫn chỉ bảo tận tình củaPGS.TS.Nguyễn Viết Tiếp, em đã hoàn thành Đồ án môn học Công nghệ Chếtạo máy được giao Với kiến thức được trang bị và quá trình tìm hiểu các tài

liệu có liên quan và cả trong thực tế Tuy nhiên sẽ không tránh khỏi những saisót ngoài ý muốn do thiếu kinh nghiệm thực tế trong thiết kế Do vậy, em rấtmong được sự chỉ bảo của các thày cô giáo trong Bộ môn Công nghệ Chế tạomáy và sự đóng góp ý kiến của bạn bè để hoàn thiện hơn đồ án của mình cũngnhư hoàn thiện hơn vốn kiến thức của mình Cuối cùng, em xin chân thànhcảm ơn PGS.TS Nguyễn Viết Tiếp đã tận tình hướng dẫn em trong quá trìnhthiết kế và hoàn thiện Đồ án này./

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

Hà nội 10 / 2005.

PHẦN I ĐẦU ĐỀ THIẾT KẾ.

Thiết kế qui trình công nghệ chế tạo chi tiết: Giá đỡ.( hình vẽ trang

trước)

Vật liệu: Gang xám GX15-32

PHẦN II SỐ LIỆU BAN ĐẦU:

Sản lượng hàng năm : N1=6000 chi tiết.

Điều kiện sản xuất : Tự chọn.

PHẦN III NỘI DUNG CÁC PHẦN THUYẾT MINH VÀ TÍNH TOÁN.

I PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT.

Căn cứ vào bản vẽ chi tiết ta có nhận xét sau:

- Gối đỡ có dạng hình trụ tròn,trong có khoan các lỗ , từ đó ta thấy gối đỡ làchi tiết dạng hộp

- Gối đỡ dùng để đỡ các trục quay trong máy Bề mặt làm việc chủ yếu làcác lỗ: 110, 70, 56. 

- Dung sai của đường kính lỗ nhỏ ( 1100,01

) do vậy yêu cầu gia công đạt

độ chính xác cao

- Một số bề mặt có yêu cầu độ bóng cao : cấp nhẵn bóng 5 , 6, 7

- Gối đỡ làm việc trong điều kiện chịu lực và chịu tảI trọng khá lớn do trụcquay trên giá gây ra Các lực đó có thể là lực dọc trục, lực hướng tâm,trọng lực của các chi tiết đặt trên nó

- Gối đỡ là chi tiết chịu nén ,do vậy vật liệu để chế tạo là gang xám GX

15-32 là hoàn toàn hợp lí Gối đỡ được đúc từ gang xám

II PHÂN TÍCH TÍNH CÔNG NGHỆ TRONG KẾT CẤU CỦA CHI TIẾT GỐI ĐỠ

- Gối đỡ là một chi tiết có kết cấu khá đơn giản, do vậy ta không thể giảmlược đựơc kết cấu hơn nữa, phương pháp đúc kết cấu này với vật liệu là gangxám hoàn toàn phù hợp.

- Những bề mặt trong của các lỗ rất hay gặp sự rỗ co trong quá trình đúc

- Các bề mặt chính cần đạt độ chính xác cao, bề mặt phụ độ chính xáckhông cao

- Các bề mặt cần gia công: mặt đáy, mặt trên, 2 lỗ 18 , 2 mặt bên, các

lỗ 110, 70, 56,  6 lỗ M10, 1 lỗ M16 Các bề mặt chính có cấp độchính xác cao (5 , 6, 7)

N : Số chi tiết được sản xuất trong 1 năm

N1: Số sản phẩm được( số máy ) đựơc sản xuất trong một năm

N1= 10 000

m : số chi tiết trong một sản phẩm : m=1

β : số chi tiết được chế tạo thêm để dự trữ: β = 7%.

α : số phế phẩm chủ yếu trong các phân xưởng đúc và rèn : α = 6%

Do vậy ta có : N= 6 000.1.(1+

7 +6

100 ) = 6780 ( chi tiết / năm)

Trọng lượng của chi tiết : Q1 = V γ ( kG)

Tra bảng 2 (TK ĐACNCTM) ta xác định dạng sản xuất : Hàng khối.

IV CHỌN PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI.

Để chọn được phương pháp đúc hợp lí ta phân tích lại yêu cầu của chi tiết :

- Một số bề mặt cần đạt độ chính xác cao

- Lượng dư của các bề mặt nhỏ Do vậy ta sẽ dùng phương pháp đúc trong

vỏ mỏng cấp chính xác cao ( cấp 2) , năng suất cao và lượng dư giacông cắt gọt nhỏ

V THIẾT KẾ QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT (LẬP THỨ TỰ CÁC NGUYÊN CÔNG).

Vẽ sơ đồ gá đặt, kí hiệu định vị, kẹp chặt, chọn máy, chọn dao, kí hiệu chiềuchuyển động của dao, của chi tiết

A XÁC ĐỊNH ĐƯỜNG LỐI CÔNG NGHỆ.

Dạng sản xuất đã xác định là dạng sản xuất hàng khối , do vậy ta chọnphương pháp gia công nhiều vị trí , nhiều dao và gia công song song

B CHỌN PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG.

Để chuyên môn hoá cao nhằm đạt năng suất cao trong điều kiện sản xuấtViệt Nam thì đường lối công nghệ thích hợp nhất là phân tán nguyên công Dùng các loại máy vạn năng kết hợp với các đồ gá chuyên dùng và các máychuyên dùng dễ chế tạo

C LẬP TIẾN TRÌNH CÔNG NGHỆ

- Phân tích chuẩn và chọn chuẩn

Gối đỡ là một chi tiết dạng hộp , khối lượng gia công chủ yếu tập chungvào gia công các lỗ Do vậy để gia công được nhiều lỗ trên nhiều bềmặtkhác nhau qua các giai đoạn thô, tinh… Ta cần chọn 1 chuẩn tinh thốngnhất là mặt phẳng đáy và 2 lỗ chuẩn tinh phụ 18 vuông góc với mặtphẳng đáy đó

Nguyên công đầu tiên là phải gia công bề mặt tạo chuẩn Việc chọn chuẩnthô cho nguyên công này rất quan trọng Với chi tiết này ta có 3 phương

 Không đảm bảo phân phối đều lượng dư gia công

 Rất khó đảm bảo độ đồng tâm của 2 lỗ 110 & 56.

 Bề mặt làm chuẩn thô là dạng tròn do vậy việc gá đặt khá khó khăn

Tham khảo hướng dẫn trong giáo trình công nghệ chế tạo máy vàhướng dẫn làm đồ án công nghệ chế tạo máy, ta lập thứ tự các nguyêncông như sau:

 Nguyên công 1 : Phay mặt đáy

 Nguyên công 2 : Phay mặt trên

 Nguyên công 3 : Khoan, khoét, doa 2 lỗ 18

 Nguyên công 4 : Phay 2 mặt bên

 Nguyên công 5 : Tiện các lỗ 110, 56 ,tiện mặt đầu, tiện lỗđịnh hình

 Nguyên công 6 : Khoan, tarô 6 lỗ M10, sâu 15

 Nguyên công 7 : Khoan, tarô lỗ M16

 Nguyên công 8 : Tổng kiểm tra

D THIẾT KẾ NGUYÊN CÔNG

1 NGUYÊN CÔNG 1 : PHAY MẶT ĐÁY.

hiện chuyển động chạy dao S Kích thước đạt được thông qua cữ sodao lắp trên đồ gá.

Chọn dao( dụng cụ cắt).

 Các nguyên công phay bằng dao phay mặt đầu thì đường kínhdao lấy là: D=(1,25… 1,5)B

Trong đó: D: Là đường kính dao

B: Là chiều rộng bề mặt gia công

 Chọn dao phay mặt đầu có D/Z=90/10, vật liệu thép hợp kimcứng BK8

Tra chế độ cắt.

Cấp nhẵn bóng cần đạt được của mặt đáy là 5 (Bảng 5_TK ĐACNCTM).Như vậy ta chia nguyên công phay làm 2 bước: (bảng 3.142 STCNCTM)Bước 1: Phay thô t=2,0 mm

Bước 2: Phay tinh t=1,0 mm

 Bước 1: Phay thô: t=2,0 mm;tra bảng 5.33(2) (ST CNCTM)

lượng chạy dao răng: S r=0,2 mm/răng

1000.179,5 3,14.90 = 635 (vòng/phút)

Tra trị số vòng quay tiêu chuẩn : n =600 (vòng/phút) (TT TKMCKL) Tốc độ cắt thực tế là

P z .V

1020.60 = 4,76 (KW)

 Bước 2 Phay tinh:

- Chiều sâu phay: chọn t = Z = 1( mm)

- Chiều rộng phay B = 66 (mm)

- Lượng chạy dao S tra theo bảng 5-37 (STCNCTM) :

Từ Rz =10 tra bảng 5 (TKĐACNCTM) và theo bảng 5-37

1000.120,68 3,14.90 = 426,8 (vòng/phút)

Tra trị số vòng quay tiêu chuẩn : n = 475 (vòng/phút)

= 212,7 (Nm)Công suất cắt : Ne =

P z .V

1020.60 = 1,03 (KW)Kết quả tính chế độ cắt :

 Dùng một chốt tỳ chỏm cầu định vị lên cạnh không có lượng

dư còn lại khống chế nốt 1 bậc tự do còn lại(hình vẽ):

Bước 1: Phay thô t=1,5 mm.

Bước 2: Phay tinh t=1 mm.

 =

1000.185,6 3,14.75 = 778 v/phTra theo máy thì n m=750 v/ph

Từ đó vận tốc cắt thực sẽ là:

V tt=

1000

m

=750.3,14.75/1000 = 176,6 m/phLượng chạy dao vòng :

S=Z.S r=10.0,2=2 mm/vòng

Lượng chạy dao phút :

S P= n m.S=750.2=1500 mm/ph

chạy dao vòng S=1 mm/vòng nên S r=0,1 mm/răng

 =

1000.208 3,14.75 = 883,22v/phTra theo máy thì n m=950 v/ph

Từ đó vận tốc cắt thực sẽ là:

V tt=

1000

m

=950.3,14.75/1000 =223,7 m/ph

Lượng chạy dao phút :

S P= n m.S=950.1=950 mm/ph

Kết quả tính toán chế độ cắt:

Phay tinh 6H12 BK8 188,4 950 1 0,5Phay thô 6K12 BK8 132,8 750 2 1,5Bước CN Máy Dao V(m/ph

)

N(v/ph)

 Nguyên công được thực hiện trên máy khoan cần 2H53

Theo bảng 8 TK ĐACNCTM ta có các thông số của máy khoan cần2H53:

 Số cấp tốc độ: m=21

 Giới hạn vòng quay: 25 – 2500 (vg/ph)

 Số cấp tốc độ chạy dao: 12

 Giới hạn chạy dao: 0,056 – 2,5 (mm/vg)

 Công suất động cơ: N = 3 kW

 =1000.72/(3,14.16,5)=1389 v/phTra theo máy thì n m=1250 v/ph

Từ đó vận tốc cắt thực tế sẽ là:

V tt=

1000

 =1000.127,5/(3,14.17,85) = 2273,6 v/ph

Tratheo máy thì n m=2000 v/ph

Từ đó vận tốc cắt thực tế sẽ là:

V tt=

1000



=0,075 mm Theo bảng 5.116 (ST CNCTM):

1000.60 3,14.18 =1061 v/phTra theo máy thì n m=1000 v/ph

Từ đó vận tốc cắt thực tế sẽ là:

V tt=

1000

m

=1000.3,14.18/1000=56,52 m/phKết quả tính toán chế độ cắt của nguyên công:

 Định vị:

 Mặt đáy A của chi tiết được đặt trên phiến tỳ khống chế 3 bậc

tự do

 Dùng 1 chốt trụ ngắn lồng vào một lỗ 18 khống chế 2 bậc tựdo

 Dùng 1 chốt trám lồng vào lỗ 18 còn lại khống chế nốt 1bậc tự do còn lại

Chọn máy.

 Nguyên công được thực hiện trên máy phay ngang 6H82 Γ

Chọn dao.

 Dùng dao phay mặt đầu hợp kim cứng BK8 có D/Z=250/20

Tính toán chế độ cắt cho nguyên công 4

 Các bước thực hiện nguyên công:

 Bước 1: Phay thô:

 =

1000.114, 2 3,14.250 = 145,48 v/phTra theo máy thì nm= 118 v/ph

Từ đó vận tốc cắt thực tế sẽ là :

V tt=

1000

 =

1000.236,1 3,14.250 = 300,7 v/phTra theo máy thì nm=300v/ph

Từ đó vận tốc cắt thực tế sẽ là :

V tt=

1000

m

=300.3,14.250

1000 =235,5m/ph

Lượng chạy dao phút : S P= n m.S=300.1=300mm/ph

 Kiểm tra công suất cắt của máy.

Lực cắt khi phay:

 Phay thô Công thức tính lực cắt :

N e =

1020.60

Z

P V

(kW) Kiểm tra khi phay thô vì chế độ cắt cao hơn :

N e=

3244,7.94, 2 1020.60 = 4,995(kW)Vậy: với máy phay ngang 6H82 Công suất động cơ chính là 7

kW thì hoàn toàn thoả mãn điều kiện để gia công

Bảng kết quả tính toán chế độ cắt cho nguyên công 4:

 Dùng 1 chốt trám định vị vào lỗ còn lại khống chế nốt 1bậc tự do còn lại

Vậy tất cả hạn chế 6 bậc tự do

 Để tăng độ cứng vững cho chi tiết trong quá trình gia công

ta dùng thêm 1 chốt tỳ tự lựa tỳ vào mặt C đã được giacông trong nguyên công trước của chi tiết

 Chi tiết được kẹp chặt bằng 2 đòn kẹp, toàn bộ đồ định vị

và kẹp chặt được lắp lên mâm tròn và lắp lên trục chínhcủa máy tiện thông qua lỗ côn moóc của đầu trục chínhmáy tiện T630 Để cho chi tiết khi quay cân bằng thì ta lắpthêm phần đối trọng(Sơ đồ nguyên công)

 Hình vẽ trang bên

Chọn máy.

 Chọn máy tiện vạn năng T630.

Chọn dao.

 Chọn dao tiện hợp kim cứng BK8

Tra chế độ cắt.

 Các bước thực hiện nguyên công 5:

Bước 1: Khỏa mặt đầu D.

 Bước 1: Khoả mặt đầu D:

Khoả mặt đầu từ 150 vào 110 với lượng dư là 2,5 mm

Lượng chạy dao vòng: S=0,4 mm/vòng ; mặt đầu V=195 m/ph

1000.195 3,14.150 =414 v/phTra theo máy thì n m=400 v/ph

Từ đó vận tốc cắt thực tế sẽ là:

V tt=

1000

1000.248 3,14.150 =526 v/phTra theo máy thì n m=500v/ph

Từ đó vận tốc cắt thực tế sẽ là:

V tt=

1000

Tiện lỗ 56 mm với lượng dư là 2,2 mm

Lượng chạy dao vòng: S=0,4 mm/vòng ; tiện trong V=140 m/ph

1000.140 3,14.56 =796 v/phTra theo máy thì n m=630v/ph

Từ đó vận tốc cắt thực tế sẽ là:

V tt=

1000

Lượng chạy dao vòng: S=0,25mm/vòng ; tiện trong V=177 m/ph.

1000.177 3,14.56 =1006 v/phTra theo máy thì n m=1000 v/ph

Từ đó vận tốc cắt thực tế sẽ là:

V tt=

1000

 Bước 3: Tiện mặt bậc E ( 56 lên 110).

Tiện bậc 56 mm lên 110với tổng lượng dư là 2,2 mm

Lượng chạy dao vòng: S=0,4mm/vòng ; mặt đầu V=195 m/ph.

1000.195 3,14.110 =564,6v/phTra theo máy thì n m=500v/ph

Từ đó vận tốc cắt thực tế sẽ là:

V tt=

1000

sau khi gia công:R Z=20(theo bảng 5.65(2))

Lượng chạy dao vòng: S=0,25 mm/vòng ; mặt đầu V=248 m/ph.

1000.248 3,14.110 =718v/phTra theo máy thì n m=630v/ph

Từ đó vận tốc cắt thực tế sẽ là:

V tt=

1000

Tiện lỗ 110 mm với lượng dư là 2,2 mm

Lượng chạy dao vòng: S=0,4 mm/vòng ; tiện trong V=140 m/ph.

1000.140 3,14.110 =405v/phTra theo máy thì n m=400v/ph

Từ đó vận tốc cắt thực tế sẽ là:

V tt=

1000

m

=400.3,14.110

1000 =138,16m/ph

Bước tinh: chiều sâu cắt: t1=0,5 mm; độ nhám bề mặt cần đạt:R Z

1000.225 3,14.110 =651,4v/phTra theo máy thì n m=630v/ph

Từ đó vận tốc cắt thực tế sẽ là:

V tt=

1000

1000.19 3,14.56 =108 v/phTra theo máy thì n m=100 v/ph

Từ đó vận tốc cắt thực tế sẽ là:

V tt=

1000

m

=100.3,14.56

1000 =17,6 m/ph

6 NGUYÊN CÔNG 6: KHOAN, TARÔ 6 LỖ M10 SÂU 15.

 Chi tiết được kẹp chặt thông qua Bu lông và bạc chữ C(hình vẽ).

Chọn máy.

Nguyên công được thực hiện trên máy khoan cần 2H53

Các thông số của máy khoan cần 2H53 xem ở nguyên công 3

Khoan xong đưa vào Ta rô ren nhóm chạy dao 2: S t=0,22….0,28mm/vòng

Theo bảng 5.95(2) ta có:

Vật liệu gang xám GX15-32 có độ cứng HB=170…190 , S t=0,28mm/vòng

1000.72 3,14.8,5=2697 v/phTra theo máy thì n m=2500 v/ph

Từ đó vận tốc cắt thực tế sẽ là:

V tt=

1000

CN

Máy Dao V(m/ph) n(vg/ph) S(mm/vg) t(mm) Kết quả tra chế độ cắt cho nguyên công:

 Bước 2: Tarô 6 ren M10.

Dùng đồ gá trên ( khoan 6 lỗ 8,5) đưa chi tiết lên máy Ta rô renbán tự động 5A05 Theo bảng 23(1) ta có các thông số của máy nhưsau:

 Đường kính gia công lớn nhất: 18 mm

 Số cấp tốc độ: 6

 Giới hạn số vòng quay: 112 – 1120 vg/ph

 Công suất động cơ: N = 1,5 kW

Ta rô ren hợp kim theo tiêu chuẩn M101,25

Dao hợp kim cứng BK6(theo bảng 5.188(2))

V b=9m/ph

1000.9 3,14.10=286,6 v/ph.

Tra theo máy thì n m=280 v/ph

Từ đó vận tốc cắt thực tế sẽ là:

V tt=

1000

1000.82 3,14.14 =1865 vg/ph.

Tra theo máy thì n m=1440 vg/ph

Từ đó vận tốc cắt thực tế sẽ là:

V tt=

1000

 Bước 2: Tarô ren M16.

Dùng đồ gá trên ( khoan lỗ 14) đưa chi tiết lên máy Tarô ren bán

tự động 5A05(2056) Các thông số máy xem ở nguyên công 6

Dao hợp kim cứng BK6 ,(theo bảng 5.188(2))

1000.11 3,14.16 =218,9 vg/ph

Tra theo máy thì n m=180 vg/ph

Từ đó vận tốc cắt thực tế sẽ là:

V tt=

1000

8 NGUYÊN CÔNG 8: TỔNG KIỂM TRA.

 Kiểm tra độ song song của tâm lỗ 110 với mặt đáy: Chi tiết được

đặt trên bàn máy khống chế 3 bậc tự do, lồng trục gá có lắp bạc vàotrong lỗ 110, dùng đồng hồ so ở hai vị trí chính là độ không songsong của tâm lỗ với mặt chuẩn (hình vẽ)

VI TÍNH THỜI GIAN GIA CÔNG CƠ BẢN CHO TẤT CẢ CÁC NGUYÊN CÔNG.

Thời gian cơ bản của mỗi nguyên công là thời gian cần thiết để thựchiện nguyên công được tính theo công thức chung là:

L1 là chiều dài ăn dao

L2 là chiều dài thoát dao

S là lượng chạy dao (tính theo mm/vòng)

N là tốc độ quay của máy(vòng/phút)

1 Nguyên công 1: (Phay mặt phẳng đế bằng dao phay mặt đầu   900).