thiết kế và chế tạo tay biên

Đồ án công nghệ chế tạo máy LỜI NÓI ĐẦU Để có được một sản phẩm cơ khí có thể tiêu thụ được trên thị trường, phải qua rất nhiều công đoạn (Khai thác quặng - Luyện kim - Chế tạo phôi - gia công cơ khí lắp ráp - Chạy thử - Bảo quản - Vận chuyển ). Trong tất cả các quá trình đó thì quan trọng nhất la quá trình gia công cơ khí. Nó quyết định trực tiếp chất lượng sản phẩm và giá thành của sản phẩm. Với một sản phẩm, có thể tìm ra nhiều phương án để chế tạo. Việc thiết kế qui trình công nghệ gia công chi tiết là nhằm xác định phương pháp và cách thức để đưa một chi tiết từ bản cẽ thiết kế trở thành một sản phẩm thực thụ, với điều kiện kỹ thuật đảm bảo theo yêu cầu của bản vẽ chế tạo. Đồng thời chi phí để chế tạo ra sản phẩm phải là thấp nhất có thể. Đồ án môn học Công nghệ chế tạo máy được coi như là sản phẩm đầu tay của một kỹ sư Công nghệ chế tạo máy. Nó giúp cho em bước đầu làm quen với công việc thực tế của một kỹ sư, nắm bắt được các kỹ năng khi thiết kế một qui trình công nghệ gia công chi tiết. Qua đồ án này em có điều kiện củng cố lại và nghiên cứu sâu hơn những kiến thức đã học ở các môn học cơ sở và chuyên ngành như: - Nguyên lý máy. - Chế tạo phôi. - Chi tiết máy. - Nguyên lý cắt kim loại. - Công nghệ chế tạo máy. - Đồ gá - Sau khi hoàn thành dồ án này em sẽ tự tin hơn khi bước vào đồ án tốt nghiệp, là kết quả của 5 năm học tập tại trường. Em xin chân thành cảm ơn PGS. TS NGUYỄN ĐẮC LỘC, người đã tận tình giúp đỡ em trong suốt quá trình làm đồ án. Em cũng xin chân thành cảm ơn tập thể lớp đã giúp em trong quá trình làm đồ án. 1 1 Đồ án công nghệ chế tạo máy CHƯƠNG I PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT 1. PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG VÀ ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT Theo đề bài ra ta xếp tay biên vào trong nhóm dạng càng. Tay biên là chi tiết nối giữa piston và trục khuỷu hợc guốc trượt. Tay biên chịu lực khí thể, lực quán tính của nhóm piston và bản thân tay biên. Các lực trên đều la lực tuần hoàn. Tay biên có chức năng biến chuyển động thẳng của chi tiết này (piston của động cơ đốt trong chẳng hạn) thành chuyển động quay của chi tiết khác (trục khuỷu). Tay biên có ở trong các máy búa, đập, cưa, động cơ ô tô và làm việc trong điều kiện tải trọng động, có chịu lực tác động dọc trục. Do vậy kết cấu của biên phải có độ cứng vững và phải gọn nhẹ vì biên có chuyển động song phẳng. Yêu cầu kỹ thuật cả tay biên C6: - Kích thước lỗ cơ bản φ42 và φ70 được gia công đạt cấp chính xác 6. Độ nhám bề mặt R a = 1.25µm. - Độ côn và độ ô van φ42, φ70 ≤ 0.015 mm. - Độ không song song giữa đường sinh φ70 so với bề mặt khác ≤ 100 03.0 - Độ không vuông góc giữa đường sinh φ70 với bề mặt khác ≤ 0.02 trên toàn bề mặt. - Đường nối tâm φ70 với φ42 không lệch trục đối xứng của tay biên quá 0.5 mm. 2 2 Hình 1: Kết cấu thanh truyền Đầu nhỏ Thân Đầu to Đồ án công nghệ chế tạo máy - Sai lệch khối lượng không vượt quá 100g. - Bề mặt chi tiết khong được rỗ, nứt. Vật liệu để chế tạo tay biên gồm có rất nhiều loại. Đối với động cơ tĩnh và thấp thì dùng thép ít cacbon hoặc thép cacbon trung bình như: C30, C35, C45. Đối với động cơ ô tô máy kéo và động cơ tàu thuỷ cao tốc thì dùng thép cacbon trung bình như: C40, C45 hoặc thép hợp kim crôm, niken. Còn đối với động cơ cao tốc thì dùng thép hợp kim đặc biệt như: măng gan, niken, vônphram Do vậy căn cứ vào điều kiện làm việc của tay biên, yêu cầu kỹ thuật về gia công cũng như là giá thành và sản lượng sản xuất: Ta chọn vật liệu làm tay biên bằng thép 45 với thành phần theo % gồm: C Si Mn S P Ni Cr 0.4÷0.5 0.17÷0.37 0.5÷0.8 0.045 0.045 0.30 0.30 2. PHÂN TÍCH TÍNH CÔNG NGHỆ TRONG KẾT CẤU CỦA CHI TIẾT Tay biên được chia làm 3 phần là đầu nhỏ, đầu to và thân thanh truyền. Phần thân tay biên thay đổi từ nhỏ đến lớn kể từ đầu nhỏ đến đầu to và có tiết diện hình chữ I nhằm tạo ra sức bền đều theo hai phương, đảm bảo độ cứng vững và làm gọn nhẹ kết cấu. Tay biên có tính đối xứng qua mặt phẳng chịu lực dọc trục. 3 3 Hình 2: Kết cấu sửa đổi Đồ án công nghệ chế tạo máy Ở đầu to của tay biên có khoan hai lỗ bulông nhằm lắp với nắp tay biên Trên bản vẽ chi tiết ta nhận thấy chiều cao hai lỗ cơ bản không vằng nhau dẫn đến kết cấu của tay biên chưa mang tính công nghệ tối ưu. Muốn tối ưu ta phải thay đổi kích thước chiều cao đó và cho nó bằng nhau, như vậy mặt đầu của hai đầu biên sẽ cùng nằm trên một mặt phẳng tạo điều kiện cho vệc dễ chế tạo phôi, cũng như tính công nghệ trong gia công cắt gọt. 3. XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT Dựa vào kích thước của bản vẽ chi tiết ta tính được thể tích gần đúng của tay biên cần gia công là V = 0.205 dm 3 Mặt khác thì trọng lượng riêng của thép 45 là γ = 7.852 kg/dm 3 4 4 Đồ án công nghệ chế tạo máy Vậy trọng lượng của chi tiết là: Q 1 = V × γ = 0.205 × 7.852 ≈ 1.6 kg Theo đầu bài ra ta có sản lượng hàng năm là N 1 =5000 chi tiết, khối lượng từng chi tiếtlà 1.6 kg. Do đó sản lượng hàng năm đích thực nhà máy chế tạo ra được xác định theo công thức sau đây: N = N 1 .       + 100 1 β Với: N: số chi tiết được sản xuất trong một năm N 1 : Số chi tiết định cức yêu cầu trong một năm β: Số chi tiết được chế tạo thêm để dự trư (chọn β = 6%) N = 5000. (1 +0.06) = 5300 (chiếc) Tra bảng 2 trong sách thiết kế đồ án môn học CNCTM ta có dạng sản xuất hàng loạt lớn. 5 5 Đồ án công nghệ chế tạo máy CHƯƠNG II XÁC ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI VÀ THIẾT KẾ BẢN VẼ CHI TIẾT LỒNG PHÔI 1. XÁC ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI Đối với chi tiết dạng càng thì phôi có thể là các dạng sau đây: - Phôi đúc - Phôi rèn - Phôi dập - Phôi hàn Căn cứ vào các điều kiện sau đây của chi tiết cần chế tạo: - Điều kiện kỹ thuật của chi tiết - Hình dáng kết cấu chi tiết - Dạng sản xuất - Vật liệu chế tạo chi tiết Ta chọn phương pháp dập nóng trong khuôn hở để chế tạo phôi đảm bảo được các điều kiện kỹ thuật trên Dập nóng trong khuôn hở có các ưu điểm sau: - Độ chính xác của vật dập cao. Độ bóng có thể đạt được ∆2 ÷ ∆4, độ chính xác đạt được ±0.1 ÷ 0.05 - Trạng thái ứng suất ở chi tiết gia công là nén khối do đó kim loại có tính dẻo tốt hơn, biến dạng trệt để hơn và có thể gia công được vật phức tạp - Dễ cơ khí hoá nên nămg suất đạt được cao - Hệ số sử dụng đạt được cao - Khối phôi không cần yêu cầu chính xác. *) Xác định vị trí mặt phân khuôn cho chi tiết tay biên: 6 6 Hình 3: Vị trí mặt phân khuôn Nửa khuôn trên Nửa khuôn dưới Đồ án công nghệ chế tạo máy 2. THIẾT KẾ BẢN VẼ CHI TIẾT LỒNG PHÔI (TRÊN KHỔ A1) 7 7 Đồ án công nghệ chế tạo máy CHƯƠNG III THIẾT KẾ QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT TAY BIÊN C6 1. XÁC ĐỊNH ĐƯỜNG LỐI CÔNG NGHỆ VÀ CHỌN PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG Theo dạng sản xuất hàng loạt lớn thì qui trình công nghệ được xây dựng theo nguyên tắc phân tán hoặc tập trung nguyên công. Ở đây ta chọn nguyên tắc phân tán nguyên công. Qui trình công nghệ được chia ra các nguyên công đơn giản. Mỗi máy thực hiện một nguyên công nhất định, đồ gá được sử dụng là đồ gá chuyên dùng. 2. LẬP TIẾN TRÌNH CÔNG NGHỆ Đối với thiết kế chế tạo chi tiết ta có rất nhiều phương pháp để lập tiến trình công nghệ. Nó tuỳ thuộc vào dạng sản xuất, điều kiện sản xuát và trình độ công nhân Do đó khi thiết kế ta cần vận dụng từng điều kiện cụ thể để đưa ra các phương án cụ thể nhằm đạt hiệu quả cao về kinh tế và năng suất. Một phần chưa tiếp xúc với thực tế nhiều và nhiều điều kiện khác. Vì vậy, dưa vào chương: Công nghệ gia công chi tiết điển hình giáo trình công nghệ chế tạo máy tập 2. Em đưa ra phương án xây dựng từng nguyên công như sau: 8 8 Đồ án công nghệ chế tạo máy Qui trình công nghệ chế tạo tay biên TT Tên nguyên công Máy Dao Ghi chú 1 Phay đồng thời hai mặt đầu Phay ngang P9;Φ90;Z=12 Dao phay đĩa 3 mặt răng 2 Khoét, doa lỗ Φ 42H6 Khoan cần 2H55 Dao điều chỉnh 3 Phay mặt lắp bulông truyền 6H82 P9;Φ90;Z=12 Dao phay đĩa 3 mặt răng 4 Phay mặt lắp hai nửa tay biên 6H82 P9;Φ100;Z=10 Dao phay mặt đầu răng chắp 5 Mài mặt lắp hai nửa tay biên 3B732 Φ400;B=50 Đá mài trụ 6 Khoan doa 2 lỗ lắp bulông truyền Φ12 Khoan cần 2E52 P9;Φ11.6; P9;Φ12 Khoan ruột gà Mũi dao doa 7 Mài lại hai mặt đầu sau khi lắp 2 nửa tay biên 3B732 Φ400;B=50 Đã mài trụ 8 Khoét, doa lỗ Φ 70H6 Khoan cần 2K75 Dao điều chỉnh 9 Khoan lỗ đầu Φ4 và Φ4 Khoan cần 2E52 P9;Φ8 P9;Φ4 Khoan ruột gà 10 Phay hạ bậc đầu nhỏ của tay biên đồng thời 6H82 P9;Φ90;Z=12 Dao phay đĩa 3 mặt răng 11 Vát lỗ Φ42H6 Khoan cần 2E52 P9 Dao vát mép 12 ép bạc vào lỗ ép 13 Chỉnh sửa bạc sau khi ghép 14 Tổng kiểm tra Bàn nguội 9 9 Đồ án công nghệ chế tạo máy CHƯƠNG IV THIẾT KẾ NGUYÊN CÔNG NGUYÊN CÔNG I: PHAY ĐỒNG THỜI HAI MẶT ĐẦU a) Định vị và kẹp chặt: Định vị: Tay biên được định vị vào hai mặt bên của thân (chuẩn thô) hạn chế 3 bậc tự do Kẹp chặt: Dùng cơ cấu kẹp chặt vào than biên. Hướng của lực kẹp vuông góc cới mặt định vị và hướng vào trong thân biên. ở đây ta dùng cơ cấu kẹp chặt la Êtô tự định tâm có hai mỏ động đều có dạng khối V. b) Chọn máy: Máy phay 6H82 có công suất N m = 7 Kw (Tra bản 19 TKĐACNCTM/2000) c) Chọn dụng cụ cắt Chọn dao phay đĩa ba mặt răng gắn mảnh théo gió (vật liệu P9) . Dao có kích thước như sau: D = 80 mm ; B = 14 mm ; d(H7) = 27 mm ; Z = 12 răng (Tra bảng 4-84 (333) STCNCTM-I/2000) Lượng dư gia công: Phay 2 mặt phẳng đối xứng với kích thước 47 02.0 01.0 + − và đạt độ bóng Ra = 1.25. Ta cần phải phay làm hai lần: Bước 1: Z b = 2 mm Bước 2: Z b = 0.25 mm d) Xác định chế độ cắt: Bước 1: Phay thô Z b = 2 mm Chiều sâu cắt t = 2mm Lượng chạy dao răng S r = 0.1 mm/ răng Lượng chạy dao vòng S o = 0.1 × 12 = 1.2 mm/vòng 10 10 [...]... công nghệ chế tạo máy ⇒ Vt = Vb × k1 ×k2 ×k3 = 27 m/ph ⇒ nt = 107,5 v/ph ⇒ nm = 95 v/ph ⇒ Vtt = 23,86 m/ph Sp = Sv × nm = 171 mm Sm = 150 mm/ph Bước 2: Chiều sâu cắt: t = 2,5 mm Các giá trị khác lấy tương tự bước 1 29 29 Đồ án công nghệ chế tạo máy NGUYÊN CÔNG 11: VÁT MÉP LỖ φ42+0,015 a) Định vị và kẹp chặt: Chi tiết được định vị tại mặt đầu cổ biên to hạn chế 3 bậc tự do và 1 chốt trụ ngắn hạn chế 2 bậc... nghệ chế tạo máy `NGUYÊN CÔNG 6: KHOAN VÀ DOA LỖ LẮP BULÔNG TRUYỀN φ12 RA=1,25µm a) Định vị và kẹp chặt Định vị: Phiến tì hạn chế 3 bậc tự do, chốt trụ ngắn hạn chế 2 bậc tự do, chốt chống xoay hạn chế 1 bậc tự do w Kẹp chặt: Mỏ kẹp b) Chọn máy Khoan cần 2E52 có công suất nm = 2,2 Kw c) Xác định dụng cụ cắt: Chọn dụng cụ cắt: Khoan: φ11,6 vật liệu P9 w Doa: φ12 vật liệu P9 Lượng dư: Chiều sâu khoan và. .. chạy dao phút: Sp = So × nm = 1,2 × 120 = 144 mm/ph Theo máy ta lấy Sp = 140 mm/ph 15 15 Đồ án công nghệ chế tạo máy n w w w NGUYÊN CÔNG 4: PHAY MẶT LẮP TAY BIÊN ĐẠT 35mm, RA=1,25µM a) Định vị và kẹp chặt: Định vị: Phiến tỳ hạn chế 3 bậc tự do, chốt trụ ngắn hạn chế 2 bậc tự do, chốt chống xoay hạn chế 1 bậc tự do Kẹp chặt: Bằng mỏ kẹp b) Chọn máy: Máy phay ngang 6H82 có công suất Nm = 7 Kw với 18 cấp... số thuộc vào cơ tính của vật liệu k2 = 1 hệ số thuộc vào tuổi bền dụng cụ k3 = 1 hệ số thuộc chiều sâu cắt k4 = 0,8 hệ số thuộc vào chiều sâu dao   Vt = Vb × k1 × k2 × k3 × k4 ≈ 5 m/ph nt = 1000 × Vt π ×D n = 1000 × 5 3,14 × 12 = 132,7 v/ph w w 21 21 Đồ án công nghệ chế tạo máy NGUYÊN CÔNG 7: MÀI 2 MẶT ĐẦU VỚI RA = 1,25 ĐẠT KÍCH THƯỚC 47 +0 , 02 − 0 , 01 a) Định vị và kẹp chặt Phiến tỳ hạn chế 3 bậc... công nghệ chế tạo máy NGUYÊN CÔNG 2: GIA CÔNG LÕ CƠ BẢN φ42=0.015 RA=1,25 a) Định vị và kẹp chặt Định vị: Mặt đáy hạn chế 3 bậc tự do, chốt trụ nhám hạn chế 2 bậc tự do, khối V động hạn chế 1 bậc tự do Kẹp chặt: Dùng khối V kẹp chặt Lực kẹp hướng từ phải qua trái b) Chọn máy Máy khoan càn 2H55 c) Chọn dụng cụ cắt Chọn dao: dao điều chỉnh Lượng dư gia công: tính ở phần sau n S W d) Xác định chế độ cắt... chỉnh ở đầu cổ biên nhỏ b) Chọn máy n Khoan cần 2H55 có công suất Nm = 4 Kw, w công moóc No5 c) Xác định dụng cụ cắt Dao vát mép 45o vật liệu P9 Chọn số vòng quay theo máy w Bước tiến: Bằng tay S 3 2 30 30 Đồ án công nghệ chế tạo máy NGUYÊN CÔNG 12: ÉP BẠC VÀO LỖ φ42+0,015 NGUYÊN CÔNG 13: CHỈNH SỬA BẠC SAU KHI ÉP NGUYÊN CÔNG 14: TỔNG KIỂM TRA TOÀN BỘ CHI TIẾT Với những thông số mà tay biên cần phải... chế tạo máy Vt = 49,5 × 1,06 × 0,8 × 1 = 41,97 m/ph ⇒ nt = 1000 × Vt π ×D = 133,66 v/ph Tốc độ tính: ⇒ nm = 120 v/ph Tốc độ cắt thực tế: Vtt = nm × π × D 1000 = 120 × 3,14 × 100 1000 = 37,68 m/ph Lượng chạy dao phút: Sp = So × nm = 120.1 = 120 mm/ph Theo máy ta lấy Sp = 100 mm/ph w w n NGUYÊN CÔNG 5: MÀI MẶT LẮP 2 NỬA TAY BIÊN C6 ĐẠT 35 mm; RA= 1,25µm a) Định vị và kẹp chặt: 18 18 Đồ án công nghệ chế. .. 25 = 19,56 m/ph w 25 Đồ án công nghệ chế tạo máy 26 26 Đồ án công nghệ chế tạo máy NGUYÊN CÔNG 9: KHOAN LỖ ĐẦU φ4 VÀ φ8 a) Định vị kẹp chặt Như trên hình vẽ b) Chọn máy Máy khoan cần 2E52 c) Xác định dụng cụ Chọn dao: Mũi khoan lần 1: φ8 vật liệu P9 Mũi khoan lần 2: φ4 vật liệu P9 Lượng dư: 2Zblần 1 = 8 mm ⇒ Zblần1 = 4 mm 2Zblần2 = 4mm ⇒ Zblần2 = 2 mm d) Xác định chế độ cắt Bước 1: Cho t = 4mm S = 0,15... chặt: 18 18 Đồ án công nghệ chế tạo máy Định vị: Phiến tỳ hạn chế 3 bậc tự do, chốt trụ ngắn hạn chế 2 bậc tự do, chốt chống xoay hạn chế 1 bậc tự do Kẹp chặt: Bằng mỏ kẹp b) Chọn máy Máy mài phẳng 3B732 có công suất Nm = 13 Kw c) Xác định dụng cụ cắt Chọn dao: Đá mài hình trụ có kích thước như sau: D = 400 mm ; B = %0 mm Vật liệu: Hạt mài Lượng dư: Zb = 0,1 mm d) Xác định chế độ cắt: Theo máy ta có số...Đồ án công nghệ chế tạo máy Tốc độ cắt: (Tra bảng 5-171 (154) STCNCTM-II/2000) ta được: Vb = 45 m/ph T = 120 ph Các hệ số hiệu chỉnh: Hệ số phụ thuộc vào độ cứng chi tiết gia công k 1 = 1 (tra bảng 5-225 (200) STCNCTM-II/2000) Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt k2 = 0.8 (tra bảng 5-120 (109) STCNCTM-II/2000) Hệ số phụ thuộc vào tuổi bền của dao k3 = 1 (tra bảng 5-132 . càng. Tay biên là chi tiết nối giữa piston và trục khuỷu hợc guốc trượt. Tay biên chịu lực khí thể, lực quán tính của nhóm piston và bản thân tay biên. Các lực trên đều la lực tuần hoàn. Tay biên. nhằm tạo ra sức bền đều theo hai phương, đảm bảo độ cứng vững và làm gọn nhẹ kết cấu. Tay biên có tính đối xứng qua mặt phẳng chịu lực dọc trục. 3 3 Hình 2: Kết cấu sửa đổi Đồ án công nghệ chế tạo. tiết tay biên: 6 6 Hình 3: Vị trí mặt phân khuôn Nửa khuôn trên Nửa khuôn dưới Đồ án công nghệ chế tạo máy 2. THIẾT KẾ BẢN VẼ CHI TIẾT LỒNG PHÔI (TRÊN KHỔ A1) 7 7 Đồ án công nghệ chế tạo máy