đồ án công nghệ chế tạo chi tiết tay biên ............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
Lời nói đầu Môn học công nghệ chế tạo máy đóng vai trò quan trọng trong chương trình đào tạo kỹ sư và cán bộ kỹ thuật về thiết kế và chế tạo các loại máy, các thiết bị phục vụ các ngành công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải Đồ án môn học công nghệ chế tạo máy là một trong các đồ án có tầm quan trọng nhất đối với một sinh viên khoa cơ khí. Đồ án giúp cho sinh viên hiểu những kiến thức đã học không những môn công nghệ chế tạo máy mà các môn khác như: máy công cụ, dụng cụ cắt,nguyên lý cắt và đặc biệt thấu hiểu về bộ môn công nghệ chê tạo máy,đường lối công nghệ ,gia công và kiểm tra Đồ án còn giúp cho sinh viên được hiểu dần về thiết kế và tính toán một qui trình công nghệ chế tạo một chi tiết cụ thể. Được sự giúp đỡ và hướng dẫn tận tình của thầy Nguyễn Văn Hà trong bộ môn công nghệ chế tạo máy đến nay đồ án môn học của em đã hoàn thành. Tuy nhiên việc thiết kế đồ án không tránh khỏi sai sót em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy trong khoa, sự góp ý của các bạn cùng lớp,và các đồng nghiệp. Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Văn Hà đã giúp đỡ em hoàn thành công việc được giao. Hưng Yên, ngày 22/3/2011 Sinh viên: Nguyễn Đình Bé 1 Nội dung thuyết minh và tính toán Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy 1.Phân tích chức năng làm việc của chi tiết: Theo đề bài thiết kế: ” Thiết kế qui trình công nghệ chế tạo chi tiết tay biên” với sản lượng 9000 chi tiết/năm, điều kiện sản xuất tự do. Tay biên là một dạng chi tiết trong họ chi tiết dạng càng, chúng là một loại chi tiết có một hoặc một số lỗ cơ bản mà tâm của chúng song song với nhau hoặc tao với nhau một góc nào đó. Chi tiết dạng càng thường có chức năng biến chuyển động thẳng của chi tiết này ( thường là piston của động cơ) thành chuyển động quay của chi tiết khác (như là trục khuỷu) hoặc ngược lại. Ngoài ra chi tiết dạng càng còn dùng để đẩy bánh răng ( khi cần thay đổi tỉ số truyền trong các hộp tốc độ). Điều kiện làm việc của tay biên đòi hỏi khá cao: + Luôn chịu ứng suất thay đổi theo chu kỳ. + Luôn chịu lực tuần hoàn, va đập. 2.Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết: Bề mặt làm việc chủ yếu của tay biên là hai bề mặt trong của hai lỗ. Cụ thể ta cần đảm bảo các điều kiện kỹ thuật sau đây: - lỗ 1 và 2 dùng để dẫn dầu vào trong 2 lỗ I và II (trong lỗ I và II có lắp bạc thay). - Hai đường tâm của hai lỗ I và II phải song song với nhau và cùng vuông góc với mặt đầu tay biên . Hai đường tâm của hai lỗ I và II phải đảm bảo khoảng cách A = 165 ± 0,1 , độ không song song của hai tâm lỗ là 0,08 mm trên l = 25 mm (0,08/25), độ không vuông góc 2 của tâm lỗ so với mặt đầu là 0,08 mm trên l = 25 mm (0,08/25). Hai lỗ thường có lắp bạc lót có thể tháo lắp được. Qua các điều kiện kỹ thuật trên ta có thể đưa ra một số nét công nghệ điển hình gia công chi tiết tay biên như sau: + Kết cấu của càng phải được đảm bảo khả năng cứng vững. + Với tay biên, với kích thước không lớn lắm phôi nên chọn là phôi dập và vì để đảm bảo các điều kiện làm việc khắc nghiệt của tay biên. + Chiều dài các lỗ cơ bản nên chọn bằng nhau và các mặt đầu của chúng thuộc hai mặt phẳng song song với nhau là tốt nhất. + Kết cấu của càng nên chọn đối xứng qua mặt phẳng nào đó. Đối với tay biên các lỗ vuông góc cần phải thuận lợi cho việc gia công lỗ. + Kết cấu của càng phải thuận lợi cho việc gia công nhiều chi tiết cùng một lúc. + Kết cấu của càng phải thuận lợi cho việc chọn chuẩn thô và chuẩn tinh thống nhất. Với tay biên , nguyên công đầu tiên gia công hai mặt đầu cùng một lúc để đảm bảo độ song song của 2 mặt đầu và để làm chuẩn cho các nguyên công sau ( gia công hai lỗ chính ) nên chọn chuẩn thô là hai mặt thân biên không gia công. Và thứ tự gia công của hai mặt đầu là phay bằng hai dao phay đĩa 3 mặt sau đó mài phẳng để đạt yêu cầu. 3.Xác định dạng sản xuất: Sản lượng hàng năm được xác định theo công thức sau đây: N = N 1 m(1 + β/100) Trong đó: N : Số chi tiết được sản xuất trong một năm; N 1 : Số sản phẩm (số máy) được sản xuất trong một năm; m : Số chi tiết trong một sản phẩm; β : Số chi tiết được chế tạo thêm để dự trữ (5% đến 7%) ⇒ N = 9000.1.(1 + 5%) = 9450 ( sản phẩm). Sau khi xác định được sản lượng hàng năm ta phải xác định trọng lượng của chi tiết. Ta có:V=V 1 +V 2 +V 3 3 V 1 =35 2 .3,14.29-25 2 .3,14.29-3 2 .3,14.10=54353,4mm 3 V 2 =25 2 .3,14.25-15 2 .3,14.25-3 2 .3,14.10=31117,4mm 3 V 3 =(30+40)105/2.15-(28+21)90/2.15 =22050 mm 3 Vậy V=107520,74 mm 3 =0,1075 dm 3 Trọng lượng của chi tiết được xác định theo công thức: Q = V.γ = 0,1075.7,850 = 1 kg Theo bảng 2 trang 13 – Thiết kế đồ án CNCTM, ta có: Dạng sản suất: Hàng loạt Lớn 4. Phưong pháp chọn phôi: Phôi ban đầu để rèn và dập nóng: Trước khi rèn và dập nóng kim loại ta phải làm sạch kim loại, cắt bỏ ra từng phần nhỏ từng phần phù hợp được thực hiện trên máy cưa. Trong trường hợp trọng lượng của chi tiết ( biên liền)khoảng 1 kg (< 10 kg) thì ta chọn phôi là cán định hình. Rèn tự do: Dập lần 1: Dập lần 2: Cắt bavia: Bản vẽ lồng phôi: Từ cách chế tạo phôi ở trên ta có thể tra được lượng dư theo bảng 3-9 (Lượng dư phôi cho vật rèn khuôn ) Sổ tay công nghệ Chế tạo Máy. Các kích thước của vật rèn khuôn, được xác định đối với các bề mặt gia công của chi tiết khi làm tròn sẽ tăng lượng dư lên với độ chính xác : + 0,5 mm. Trị số lượng dư cho trong bảng cho đối với bề mặt R z = 80; nếu bề mặt gia công có R z = 20 ÷ 40 thì trị số lượng dư tăng 0.3 ÷ 0.5 mm; nếu bề mặt có độ nhấp nhô thấp hơn thì trị số lượng dư tăng thêm 0.5 ÷ 0.8 mm. Trong trường hợp này bề mặt gia công của ta có R a = 1.25 (cấp nhẵn bóng : cấp 7 có R z = 6.3). 4 5.Lập thứ tự các nguyên công, các bước (vẽ sơ đồ gá đặt, ký hiệu định vị, kẹp chặt, chọn máy, chọn dao, vẽ chiều chuyển động của dao, của chi tiết) Lập sơ bộ các nguyên công: - Nguyên công 1 : Phay mặt đầu đạt kích thước 29 ± 0,1 , gia công trên máy phay ngang bằng hai dao phay đĩa 3 mặt có đường kính tối thiểu là 200 mm và sau đó có thể mài phẳng ( đạt được độ nhám R a = 1,25 - cấp độ bóng cấp 7) để làm chuẩn định vị cho các nguyên công sau. - Nguyên công 2:Phay mặt đầu đạt kích thước 25 ± 0,1 ,trên máy phay ngang bằng hai dao phay đĩa có đường kính 200mm và sau đó có thể mài phẳng để làm chuẩn định vị cho nguyên công sau - Nguyên công 3 : Gia công lỗ nhỏ tay biên đạt kích thước φ30 ± 0,037 và vát mép lỗ, gia công trên máy doa bằng mũi khoét, mũi doa và dao vát mép để đạt được độ nhám R a = 1,25. - Nguyên công 4 : Gia công lỗ to tay biên đạt kích thước φ50 ± 0,037 và vát mép lỗ, gia công trên máy doa bằng mũi khoét, mũi doa và dao vát mép để đạt được độ nhám R a = 1,25. - Nguyên công 5 : Gia công vấu đầu nhỏ tay biên trên máy phay đứng bằng dao phay ngón để đạt được kích thước 28 ± 0,1 . - Nguyên công 6 : Gia công lỗ dầu đầu nhỏ, khoan trên máy khoan với 2 mũi có đường kính φ6 và φ2. - Nguyên công 7 : Gia công vấu đầu to tay biên trên máy phay đứng bằng dao phay ngón để đạt được kích thước 40 ± 0,16 - Nguyên công 8 : Gia công lỗ dầu đầu nhỏ, khoan trên máy khoan với 2 mũi có đường kính φ6 và φ2. - Nguyên công 9 : Kiểm tra Độ song song của hai lỗ biên không được quá 0,08 mm, độ vuông góc của cả hai lỗ với mặt đầu tương ứng không vượt quá 0,08 mm, độ song song của hai mặt đầu không vượt quá 0,08 mm. 5 6.Thiết kế các nguyên công cụ thể: Nguyên công I : Phay mặt đầu thứ 1; (Đạt kích thước 29 ±0,1 ) Lập sơ đồ gá đặt: Hai mặt đầu tay biên cần đảm bảo độ song song và cần phải đối xứng qua mặt phẳng đối xứng của chi tiết(tâm cuả chi tiết), bởi vậy ta sử dụng cơ cấu kẹp tự định tâm hạn chế cả 6 bậc tự do, và má kẹp có khía nhám định vị vào hai mặt phẳng của thân tay biên bởi đây 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 cùng phương với phương của kích thước thực hiện. Để đảm bảo độ phẳng của hai mặt đầu ta cần gia công hai mặt của hai đầu biên trong cùng một nguyên công bởi vậy ta dùng cơ cấu bàn phân độ. Chọn máy: Máy phay nằm ngang 6H82Γ. Công suất của máy N m = 7kW Chọn dao: Phay bằng hai dao phay đĩa ba mặt răng thép gió, có các kích thước sau ( Tra theo bảng 4-84 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 2): D = 250 mm, d =50 mm, B = 18 mm, số răng Z = 26 răng 6 Nguyên công II:Phay mặt đầu thứ 2; (Đạt kích thước 25 ±0,15 ) Lập sơ đồ gá đặt;(tương tự như nguyên công I) 7 Nguyên công III:Khoét, Doa, vát mép lỗ φ 30 ± 0.037 Lập sơ đồ gá đặt: Gia công lỗ biên đầu nhỏ 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 mặt phẳng đầu hạn chế 3 bậc tự do(bằng phiến tỳ) ( Ox , Oy , Oz ) khối V định vị khống chế 2 bậc tự do( Ox , Oy),chốt tỳ khống chế một bậc tự do quay Oz Kẹp chặt: Dùng bulong thông qua khối v. Chọn máy: Máy khoan đứng 2A135(K135) có đường kính mũi khoan lớn nhất khi khoan thép có độ bền trung bình φ max = 35mm. Công suất của máy N m = 6 kW Ch ọn dao: mũi khoan thép gió đường kính D=28mm,L=180-355mm,l=85- 210mm Chọn dao: Mũi Khoét có lắp mảnh hợp kim cứng D = 29.5 mm( có các kích thước sau: L = 180 ÷ 355mm, l = 85÷210 mm), Mũi Doa có lắp mảnh hợp kim cứng D = 30mm,Vát mép D = 35mm ( Tra theo bảng 4-47, 4-49 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 2): 8 NguyêncôngIV: Khoét, Doa, vát mép lỗ φ 50 ± 0.037 Lập sơ đồ gá đặt: Gia công lỗ biên đầu to 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 đồng thời cần đảm bảo khoảng cách tâm của hai lỗ A = 165 ± 0.1 bởi vậy ta định vị nhờ một mặt phẳng hạn chế 3 bậc tự do ( Ox , Oy , Oz ), và một chốt trụ ngắn định vị vào lỗ φ30 vừa gia công ở nguyên công trước hạn chế 2( Ox , Oy ),chốt tỳ hạn chế một bậc tự do quay Oz Kẹp chặt: Dùng cơ cấu trụ trượt thanh răng và kẹp từ trên xuống. Chọn máy: Máy khoan đứng 216A có đường kính mũi khoan lớn nhất khi khoan thép có độ bền trung bình φ max = 75mm. Công suất của máy N m = 13 kW Chọn dao: Mũi Khoét có lắp mảnh hợp kim cứng D = 49.5 mm, Mũi Doa bằng thép gió D = 50mm,Vát mép bằng thép gió D = 55mm ( Tra theo bảng 4-47, 4- 49 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 2): 9 . Nguyên công V:Phay vấu đầu nhỏ Lập sơ đồ gá đặt: Mặt đầu của vấu đầu nhỏ tay biên cần đảm bảo độ song song với mặt phẳng đối xứng của tay biên và cần phải đạt được khoảng cách tới tâm lỗ 28 ± 0,16 , bởi vậy ta sử dụng cơ cấu để hạn chế 6 bậc tự do như sau: mặt đầu hạn chế 3 bậc tự do( Ox , Oy Oz ) , một chốt trụ ngắn hạn chế bậc tự do( Ox , Oy ) và chốt chám hạn chế 1 bậc tự do chống xoay còn lại( Oz ). Kẹp chặt: Dùng cơ cấu trục ren, phương của lực kẹp vuông góc với phương của kích thước thực hiện.Ta có thêm cơ cấu so dao để có thể đIều chỉnh máy đạt được kích thước theo yêu cầu. Chọn máy: Máy phay nằm đứng vạn năng 6H12. Công suất của máy N m = 10kW Chọn dao: Phay bằng dao phay ngón có gắn mảnh hợp lim cứng, có các kích 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, số răng Z = 6 răng. 10 [...]... tiết phụ của đồ gá nh vít,chốt định vị tấm dẫn khoan 9.11 Vẽ thân đồ gá 9.12 Vẽ 3 hình chiếu của đồ gá và xác định đúng vị trí của tất cả các chi tiết trong đồ gá Cần chú ý tới tính công nghệ khi gia công và lắp ráp, đồng thời phải chú ý tới phơng pháp gá và tháo chi tiết, phơng pháp thoát khi gia công 9.13 Vẽ những phần cắt trích cần thiết của đồ gá 9.14 Lập bảng kê khai các chi tiết của đồ gá 9.15... điều chỉnh đồ gá Sai số điều chỉnh phụ thuộc vào khả năng điều chỉnh và dụng cụ để điều chỉnh khi lắp ráp Trong thực tế khi tính toán đồ gá ta có thể lấy đc = 5 ữ 10 àm - gđ: sai số gá đặt, khi tính toán đồ gá ta lấy giá trị sai số gá đặt cho phép: [gđ] = 1/3 - với - dung sai nguyên công [gđ] = 200/3 = 66,67 àm - ct: sai số chế tạo cho phép đồ gá [ct] Sai số này cần đợc xác định khi thiết kế đồ gá Do... phép của đồ gá [CT] 9.15.1 Các thành phần của sai số gá đặt Khi thiết kế đồ gá cần chú ý một số điểm sau đây: - Sai số của đồ gá ảnh hởng đến sai số của kích thớc gia công, nhng phần lớn nó ảnh hởng đến sai số vị trí tơng quan giữa bề mặt gia công và bề mặt chuẩn - Nếu chi tiết đợc gia công bằng dao định hình và dao định kích thớc thì sai số của đồ gá không ảnh hởng đến kích thớc và sai số hình dáng của... viờn hng dn.(Nguyờn cụng 2) Khi thiết kế đồ gá cần tuân theo các bớc sau đây: 9.1 Xác định kích thớc của bàn máy 320x1250 mm2, khoảng cách từ bàn máy tới trục chính Đó là những số liệu cần thiết để xác định kích thớc đồ gá 9.2 Xác định phơng pháp định vị Khoan lỗ dầu đầu nhỏ cần đảm bảo độ xuyên tâm của tâm lỗ và tâm của lỗ biên đầu nhỏ đồng thời cần đảm bảo độ đồng tâm tơng đối của 2 lỗ với nhau và... không ổn định khi kẹp bằng tay, K4 = 1,3; K5 : Hệ số kể đến vị trí của tay quay của cơ cấu kẹp có thuận tiện không, khi kẹp chặt bằng tay góc quay < 90o K5 = 1; K6 : Hệ số kể đến mômen lật phôi quay điểm tựa, khi định vị trên các phiến tỳ K6 = 1,5; K = K0 K1 K2 K3 K4 K5 K6 = 2.1,2.1,5.1.1,3.1.1,5 = 7,02 W = = = 8073 N 24 9.8 Chọn cơ cấu kẹp chặt Cơ cấu này phụ thuộc vào loại đồ gá một vị trí hay nhiều... phiến dẫn dụng cụ thì sai số đồ gá ảnh hởng đến khoảng cách tâm của các lỗ gia công và khoảng cách từ mặt định vị tới tâm lỗ - Sai số của đồ gá phân độ ảnh hởng đến sai số của bề mặt gia công - Khi khoan, khoét, doa trên các đồ gá nhiều vị trí thì độ chính xác kích thớc và độ chính xác vị trí giữa bề mặt gia công phụ thuộc vào vị trí tơng quan giữa các chi tiết định vị của đồ gá - Độ không song song... chi tiết tại nguyên công thiết kế đồ gá( theo tỉ lệ 1:1) Đờng bao của chi tiết vẽ bằng nét chấm gạch Việc thể hiện hai hoặc ba hình chiếu là tuỳ thuộc vào mức độ phức tạp của đồ gá Hình chiếu thứ nhất của chi tiết phảI đ ợc thể hiện đúng vị trí đang gia công trên máy 9.5 Xác định phơng, chiều và điểm đặt của lực cắt, lực kẹp Phơng của lực kẹp vuông góc với mặt đầu tay biên có hớng từ ngoài vào Điểm đăt... của lực kẹp ta chọn vào giữa của đai ốc kẹp (PK thu gọn về) 23 9.6 Xác định vị trí và vẽ kết cấu của đồ định vị( cần đảm bảo cho lực cắt, lực kẹp hớng vào đồ định vị vuông góc với chúng) 9.7 Tính lực kẹp cần thiết Khi khoan lỗ dầu đầu nhỏ ta thấy: Lực kẹp cần thiết để kẹp chặt chi tiết nhỏ Dựa vào sơ đồ cắt ta có thể xác định đợc khi gia công chi tiết có xu hớng xoay quay chốt tỳ cố định K.M = w.f1.L1... 25mm Cụng sut ca mỏy Nm = 2,8 kW Chn dao: Mi khoan cú kớch thc nh sau d = 6 mm v mi khoan cú d = 2mm ( Tra theo bng 4-40, 4-41 S tay Cụng ngh Ch To Mỏy tp 2): 11 Nguyờn cụng VII: Phay vu u to Lp s gỏ t: Mt u ca vu u to tay biờn cn m bo mt gúc nghiờng 45 0 so vi mt phng i xng ca tay biờn v cn ph t c khong cỏch ti tõm l 40 0,16, bi vy ta s dng c cu hn ch 6 bc t do nh sau: mt u hn ch 3 bc t do( Ox , Oy... cắt.(Khoan lỗ rỗng) V = Kv Tra bảng 5-29T23 Cv=10,8; q=0,6; x=0,2; y=0,3; m=0,25 Tra bảng 5-30T24 T=25 ph V = 0,82 = 19,08 m/phút 4,Số vòng quay của trục chính theo tốc độ tính toán là: nt = = = 1012 vòng/phút Chon theo thuyết minh th của máy n = 1360 vòng/phút Do đó : Vt =- = 25,6 m/phút 5,lực cắt p p= 10.Cp.t.D.Kp = 10.67.2.6.0,12.1 = 2327,71 kG 18 Tra bảng 5-32T25 Cp=67; q=1; x=1,2; y=0,65 -Mômen . dung thuyết minh và tính toán Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy 1.Phân tích chức năng làm việc của chi tiết: Theo đề bài thiết kế: ” Thiết kế qui trình công nghệ chế tạo chi tiết tay biên . nay đồ án môn học của em đã hoàn thành. Tuy nhiên việc thiết kế đồ án không tránh khỏi sai sót em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy trong khoa, sự góp ý của các bạn cùng lớp,và các đồng. 4- 49 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 2): 9 . Nguyên công V:Phay vấu đầu nhỏ Lập sơ đồ gá đặt: Mặt đầu của vấu đầu nhỏ tay biên cần đảm bảo độ song song với mặt phẳng đối xứng của tay biên và