Đồ án môn học công nghệ chế tạo máy

Đồ án môn học: Công nghệ chế tạo máy LỜI NÓI ĐẦU Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy là một môn học quan trọng đối với sinh viên theo học ngành cơ khí nói chung và sinh viên ngành cơ khí chế tạo nói riêng. Đây là môn học đưa sinh viên vào nhiệm vụ thiết kế, thành lập một quy trình công nghệ gia công chế tạo một sản phẩm, đòi hỏi sinh viên phải vận dụng toàn bộ những kiến thức đã học trong các môn học chuyên ngành, quan trọng nhất là môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy. Đồ án này không những giúp chúng ta hệ thống lại tất cả các kiến thức về môn học công nghệ Chế Tạo Máy, Đồ Gá, Dao Cắt mà còn giúp chúng ta giải quyết những vấn đề thực tế hơn. Nhằm tạo cho sinh viên ngành Cơ khí hiểu rõ nhiệm vụ cũng như vai trò của ngành, Đồ Án Môn Học Chế Tạo Máy là một phần bắt buộc nằm trong mục tiêu giảng dạy của các trường Đại học, Cao đẳng, nhằm tạo điều kiện cho sinh viên tổng hợp, đánh giá, so sánh kiến thức đã học đưa ra phương án tốt nhất cho quy trình chế tạo chi tiết. Đồ án môn học này chúng em được giao nhiệm vụ thiết kế chế tạo chi tiết dạng Trục bậc. Được sự giúp đỡ tận tình của thầy Huỳnh Văn Sanh chúng em đã hoàn thành đồ án này. Chúng em xin chân thành cảm ơn! Đà Nẵng, ngày tháng năm 2013 Sinh viên thực hiện TÔ NGỌC THỊNH NGUYỄN VĂN VIỆT GVHD: HUỲNH VĂN SANH 1 SVTH: TÔ NGỌC THỊNH – NGUYỄN VĂN VIỆT Đồ án môn học: Công nghệ chế tạo máy Phần I: Phân tích điều kiện làm việc và yêu cầu của sản phẩm. 1.1 công dụng của chi tiết trục : - Để các chi tiết máy như :lắp mũi khoan, lắp buli - Để truyền mô men xoắn - Để đỡ chi tiết máy đồng thời truyền mômen xoắn. 1.2.Phân tích kết cấu yêu cầu kỹ thuật: - Chi tiết dạng trục, - độ không song song với A là 0.01mm - Chiều dài toàn bộ 300 mm, đường kính phần lớn nhất Φ24 - Bề mặt Φ15 đạt độ nhám Ra=1,25 - Bề mặt A cần đạt độ nhám Ra=2,5 - Bề mặt rãnh then Ra=1,6 - Các bề mặt còn lại đạt Rz20 - Dung sai các kích thước chiều dài +0.05 1.3. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của sản phẩm: - Chi tiết chiều dài lớn nhất là 300 mm và đường kính nhỏ nhất là 13do đó chi tiết có độ cứng vững không cao. Khi gia công ta tiến hành dùng chống tâm hai đầu - Chi tiết có dạng trục bậc nhằm đảm bảo điều kiện lắp ghép đồng thời phù hợp với điều kiện phân bố tải trọng dọc trục để giảm tối đa đường kính trục nhưng vẫn đảm bảo điều kiện bền và làm việc tin cậy.Tuy nhiên do kết cấu trục là trục bậc sẽ gây tập trung ứng suất làm giảm độ bền của chi tiết. Để làm giảm tập trung ứng suất ta tien hành bo các góc lượn chuyển tiếp. - Các mặt đầu và mặt bên có ba via, cạnh sắc không làm các rãnh tròn mà thay bằng mặt vát( 1x45 0 ) bởi vì khi đó gia công thuận tiện hơn, kinh tế hơn so với làm rãnh tròn . Đồng thời hình dáng, kích thước các mặt vát hoàn toàn giống nhau để thuận tiện trong quá trình gia công, giảm số lượng dao, tăng hiệu quả kinh tế. - công dụng của chi tiết là truyền momen xoắn đỡ mũi khoan .đầu côn của chi tiết dung để lắp đặt mũi khoan ,bề mặt A để lắp ổ trược,mối gép ren để lắp nắp ổ, đoạn trục Φ15 dùng để lắp buli bánh đai 1.4. Phân tích vật liệu: - Chọn vật liệu chế tạo phôi người ta thường căn cứ vào : + Dạng sản xuất . + Điều kiện làm việc của chi tiết . + Tính công nghệ của chi tiết . + Tính chất cơ lý của chi tiết . + Giá thành của sản phẩm . + Nhằm mục đích chi tiết đảm bảo chất lượng và giá thành rẻ nhất . GVHD: HUỲNH VĂN SANH 2 SVTH: TÔ NGỌC THỊNH – NGUYỄN VĂN VIỆT Đồ án môn học: Công nghệ chế tạo máy - Yêu cầu vật liệu phải có : + Cơ tính tổng hợp (Giới hạn bền, giới hạn mỏi, độ dẻo, độ dai, tính mài mòn ) + Tính công nghệ tốt (Tính cắt gọt, tính gia công áp lực, tính hàn ) - Do đặc điểm làm việc của chi tiết trong điều kiện chịu tải trọng tĩnh và tải trọng va đập trung bình nên chi tiết phải đảm bảo độ bền và độ dai. Do đó có thể sử dụng loại thép hoá tốt (Thuộc thép kết cấu \ thép hợp kim). Để lựa chọn vật liệu ta xem xét đặc điểm một vài nhóm thép hoá tốt có thể dùng làm vật liệu chế tạo chi tiết. Do đó ta chọn thép C45 có các thành phần sau: Mác thép C (%) Si (%) Mn (%) Cr (%) Ni (%) S (%) C45 0.42- 0.49 0.17- 0.37 0.50-0.80 ≤ 0.25 ≤ 0.25 ≤ 0.004 GVHD: HUỲNH VĂN SANH 3 SVTH: TÔ NGỌC THỊNH – NGUYỄN VĂN VIỆT Đồ án môn học: Công nghệ chế tạo máy Phần II: Xác định dang sản xuất - Sản lượng chi tiết cần tạo trong một năm là: N =N o .m.(1+ 100 α ).(1+ 100 β ) (chiếc/năm) Số sản phẩm sản xuất trng một năm N o =10000 chiếc/năm Số chi tiết phế phẩm α = 5 % Số chi tiết dự trử β = 4 % Số chi tiết trong một sản phẩm m = 1 => N = 10000.1.(1+ 100 5 ).(1+ 100 4 ) =10920 (chiếc/ năm) - Trọng lượng của chi tiết là: Q = V.γ (Kg) Với γ= 7,852 (Kg/dm 3 ) V 1 =3,14.19.       3 1 (7,5 2 +7,5.6,5+6,5 2 )=2089 (mm 3 ) V 2 =3,14.(7,5) 2 .17=3004(mm 3 ) V 3 =3,14.8,5 2 .(98+12+18)+3,14.12 2 .6=31768 (mm 3 ) V 4 = 3,14.( 7,5 2 )130 – 3,14.5.3.130=16838 (mm 3 )  V = V 1 + V 2 +V 3 +V 4 = 2089+3004+31768+16838=53699(mm 3 ) = 0,0537 (dm 3 ) => Q = = 0,0545.7,852=0,42(Kg) Tra bảng 2 sách (Thiết kế đồ án chi tiết máy) chọn dang sản xuất hàng loạt lớn Phần III: Lựa chọn phôi và phương pháp chế tạo phôi. III.1 cơ sở của lựa chọn phôi. Việc lựa chọn phôi phải dựa trê cơ sở sau: - Vật liệu chế tạo phôi, cơ tính của vật liệu. - Hình dáng kích thuocs chi tiết - Loại hình sản xuất GVHD: HUỲNH VĂN SANH 4 SVTH: TÔ NGỌC THỊNH – NGUYỄN VĂN VIỆT Đồ án môn học: Công nghệ chế tạo máy - Khả năng đạt độ chính xác của phương pháp chế tạo phôi. - Khả năng làm việc của chi tiết máy. Với chi tiết chế tạo là trục bậc, vật liệu chế tạo là thép C45 có cơ tính tốt, độ bền cao, dạng sản xuất hàng loạt lớn phôi đòi hỏi có độ chính xác cao. Do đó chọn phôi được gia công bằng phương pháp gia công áp lực. III.2 Phương pháp chế tạo phôi Để gia công bằng phương pháp gia công áp lực có nhiều phương pháp khac nhau. Mỗi phương pháp có những ưu nhược điểm khác nhau căn cứ vào ưu nhược điểm của từng phương pháp và yêu cầu của phôi ta xác định từng nguyên công hợp lý. III.2.1 Phương pháp rèn tự do. - đặc điểm của phương pháp là: Kim loại biến dạng theo tất cả các phương. - Ưu điểm: Cơ tính tốt, tổ chức kim loại bền chặt, chịu uốn, chịu xoắn tốt, đơn giản giá thành chi phí thấp. - Nhược điểm: Độ chính xác về hình dáng thấp, không tạo được phôi có hình dáng phức tạp. Vì vậy không thích hợp cho sản xuất hàng loạt lớn. III.2.2 Phương pháp dập thể tích. - Ưu điểm: Cho các chi tiết vừa, có độ bóng chi tiết cao, có khả năng dạp được các chi tiết phức tạp, nâng cao cơ tính của phôi. - Nhược điểm: Lực ép lớn, chế tạo khuôn khó khăn. III.2.3 Phương pháp dập nóng chảy. - Ưu điểm: Phương pháp này đạt cấp chính xác 11- 12, phôi có cơ tính tốt,có thẻ tạo được hình dáng phức tạp. - Nhược điểm: Gía thành cao Phương pháp này được dùng nhiều trong sản xuất hàng loạt lớn. III.2.4 Phương pháp cán - Ưu điểm: Phương pháp này đơn giản, rẻ tiền, dễ chế tạo, năng suất cao. - Nhược điểm: Phôi có cơ tính không tốt, hình dáng đơn giản. Kết luận: Qua các phương pháp gia công bằng áp lực trên ta thấy phương pháp gia công dập nóng chảy thuận lợi cho quá trình cơ khí hóa và tự động hóa sản xuất. Vậy chọn phương pháp dập nóng chảy. III.3. Tra lượng dư gia công, dung sai kích thước phôi GVHD: HUỲNH VĂN SANH 5 SVTH: TÔ NGỌC THỊNH – NGUYỄN VĂN VIỆT Đồ án môn học: Công nghệ chế tạo máy Tra bảng 2.3 (Hướng dẫn đồ án công nghệ chế tạo máy)ta có lượng dư gia công đối với phôi dập có chiều dài từ 300mm là 1,8 mm. Dung sai kích thước phôi ( ) 1,1 5,0 25 + − Φ w w Giá thành phôi căng cứ vào chi phí cho vật liệu phôi đơn vị (đồng) M=( slvlklptcx ch kkkkkQ S 1000 )-(Q-p) 1000 SP S Với Q-khối lượng của phôi ban đầu (kg) q-khối lượng của chi tiết so khi gia công (kg) ch S -giá thành của 1 tấm phôi dập(đồng) SP S -giá thành của 1kg phoi (đồng) cx k hệ số phụ thuộc vào độ chính xác của phôi pt k hệ số phụ thuộc vào mức đọ phức tạp cuả phôi kl k hệ số phụ thuộc vào khối lượng phôi vl k hệ số phụ thuộc vào loại vật liệu sl k hệ số phụ thuộc vào quy mo sản xuất Với l ch S =5,5 nghìn đồng cx k =1,05 pt k =1 kl k =2 vl k =1 sl k =10 nghìn chiếc Vậy với thép phôi dập tròn ta có SP S =300(đồng) Khối lượng phôi ban đầu là Q=1,156kg Khối lượng của sản phẩm q=0,42kg GVHD: HUỲNH VĂN SANH 6 SVTH: TÔ NGỌC THỊNH – NGUYỄN VĂN VIỆT Đồ án môn học: Công nghệ chế tạo máy Giá của sản phẩm =133510 (đồng) Phần IV:Chọn tiến trình gia công các bề mặt của phôi. IV.1. Chọn chuẩn công nghệ. Khi chọn chuẩn để gia công các chi tiết máy ta phải xác định chuẩn cho các nguyên công đầu tiên và chuẩn cho các nguyên công tiếp theo. Thông thường chuẩn dùng cho nguyên công đầu tiên trong quá trình gia công chi tiết máy là chuẩn thô còn chuẩn dùng cho các nguyên công còn lại là chuẩn tinh. - Khi chọn chuẩn hợp lý sẽ nâng cao được độ chính xác gia công, đơn giản quá trình gá đặt và giảm thời gian phụ. Do đó chọn chuẩn sao cho đảm bảo 2 yêu cầu: + Đảm bảo chất lượng của chi tiết máy trong quá trình gia công. + Nâng cao năng suất và hạ giá thành. IV.1.1 Chọn chuẩn thô IV.1.1.1 Yêu cầu. - Phải đảm bảo phân bố đủ lượng dư cho các bề mặt gia công - Phải đảm bảo độ chính xác về vị trí tương quan IV.1.1.2. Phương án - Chọn chuẩn thô là 2 bề mặt trụ ngoài định vị trên 2 khối V khống chế 4 bậc tự do, kết hợp với vai trục khống chế 1 bậc tự do GVHD: HUỲNH VĂN SANH 7 SVTH: TÔ NGỌC THỊNH – NGUYỄN VĂN VIỆT Đồ án môn học: Công nghệ chế tạo máy IV.1.2. Chọn chuẩn tinh. - Yêu cầu chọn chuẩn tinh + Nên chọn chuẩn tinh là chuẩn tinh chính + Cố gắng chọn chuẩn định vị trùng với gố kích thước + Chọn chuẩn sao cho khi gia công chi tiết không bị biến dạng do lực cắt, lực kẹp, bề mặt chuẩn phải đủ diện tích định vị. + Chọn chuẩn sao cho kết cấu đồ gá đơn giản và thuận tiện cho sử dụng. a)Phương án 1: Chọn chuẩn tinh là 2 lỗ tâm ở 2 đầu trục. - Ưu điểm: + Không gian gia công rộng. + Có thể gia công được tất cả các bề mặt. + có thể hoàn thành được gia công thô và gia công tinh ở hầu hết các bề mặt của chi tiết. Đây là chuẩn thống nhất + Gá đặt nhanh và sơ đồ gá đặt đơn giản. - Nhược điểm: + có sai số chuẩn theo phương chiều trục + Độ cứng vững kém, phải truyền lực bằng tốc kẹp. Hình 2: Sơ đồ gá đặt theo phương án 1 b) Phương án 2: Định vị mặt trụ ngoài 15 bằng mâm cặp 3 chấu tự định tâm. Phương án này hạn chế 5 bậc tụ do Hình 3: Sơ đồ gá đặt theo phương án 1 GVHD: HUỲNH VĂN SANH 8 SVTH: TÔ NGỌC THỊNH – NGUYỄN VĂN VIỆT Đồ án môn học: Công nghệ chế tạo máy Kết luận: Căn cứ vào nhiệm vụ làm việc của chi tiết khi làm việc vào quá trình gia công ta chọn 2 lỗ tâm làm chuẩn tinh cho cả quá trình gia công IV.2. Thiết kế nguyên công. Nguyên công 1: Khỏa mặt dầu, khoan lỗ tâm Máy: MP73, dao: P18 Đồ gá: Khối V Bước 1: Khỏa mặt đầu Bước 2: Khoan lỗ tâm. 60° 4 4 Nguyên công 2: Tiện thô và tiện tinh 17, 15,. Máy tiện 1K62, dao T15K6 Đồ gá: Chống tâm, tốc kẹp. Bước 1 Tiện thô 17 dao T15k6 Bước 2: Tiện thô 15 dao T15k6 Bước 3: Tiện thô mặt côn 1513 dao T15k6 GVHD: HUỲNH VĂN SANH 9 SVTH: TÔ NGỌC THỊNH – NGUYỄN VĂN VIỆT Đồ án môn học: Công nghệ chế tạo máy Bước 4: Tiện tinh các mặt , 17, 15 và mặt côn S2 S3 S1 Nguyên công 3: Đảo đầu tiện thô và tiện tinh mặt 24, 17, 15. Tiện ren Vát mép Máy 1K62, Dao T15K6 Đồ gá: Chống tâm, tốc kẹp. Bước 1: Tiện thô mặt 24 Bước 2: Tiện thô mặt 17 Bước 3: Tiện thô mặt 15 Bước 4: Tiện tinh các bề mặt 24, 17, 15 Bước5: tiện ren Bước 6: Vát mép 1x45 o S3 S1 S2 S4 Nguyên công 4: Phay rãnh then Ф15 Máy 6H82, dao: P18 Đồ gá: Khối V Bước 1: Phay rãnh then Ф15 GVHD: HUỲNH VĂN SANH 10 SVTH: TÔ NGỌC THỊNH – NGUYỄN VĂN VIỆT [...].. .Đồ án môn học: Công nghệ chế tạo máy Nguyên công 5: Tiến hành mài thô, mài tinh các bề mặt Máy: 3A130 Dao: C36L5S ® Đồ gá: Chống tâm, tốc kẹp GVHD: HUỲNH VĂN SANH SVTH: TÔ NGỌC THỊNH – NGUYỄN VĂN VIỆT 11 Đồ án môn học: Công nghệ chế tạo máy Nguyên công 6: Kiểm tra yêu cầu kỹ thuật Phần V: Tính và tra lượng dư V.1 Mục đích và... SVTH: TÔ NGỌC THỊNH – NGUYỄN VĂN VIỆT 15 Đồ án môn học: Công nghệ chế tạo máy Tra bảng 1,9 300 Tính toán 2.3 +0 , 2 −0 , 2 2.3,5 17k6 +0 , 2 −0 , 2 2 15 2.3 +0 , 2 −0 , 2 5 24 2.3 +0 , 2 −0 , 2 6 17 2.3 +0 , 2 −0 , 2 7 17 −0, 02 +0 , 02 2.3 +0 , 2 −0 , 2 8 Mặt côn 2.3 +0 , 2 −0 , 2 PHẦN VI: TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ CẮT VI.1 Tính toán chế độ cắt cho nguyên công gia công mặt trụ Φ17 VI.1.1 Bước 1: tiện thô... mặt gia công Φ17 ta có: Kích thước dao: 16 x 25 - Bước ren S=1,5 ta có số lần cắt i=2 Tốc độ cắt V V= Cv i x K v T m S y Trị số trung bình tuổi bền dao.Chọn T=80 (ph) theo bảng 5.59 sổ tay công nghệ chế tạo máy x, y, m: Các số mũ Theo bảng 5.49 [3] ta có: Cv=14,8 : Hệ số điều chỉnh x= 0,7 y= 0,3 m=0,11 GVHD: HUỲNH VĂN SANH SVTH: TÔ NGỌC THỊNH – NGUYỄN VĂN VIỆT 21 Đồ án môn học: Công nghệ chế tạo máy Kv=... 0,42 GVHD: HUỲNH VĂN SANH SVTH: TÔ NGỌC THỊNH – NGUYỄN VĂN VIỆT 25 Đồ án môn học: Công nghệ chế tạo máy Tiệ n thô Bước 1K62 Máy T15K6 Dao 1,55 0,4 t (mm) S(mm/vg ) 2000 0,052 5 2,1 Công n(v/ph T0(ph) suất(kw ) ) VI.2 Tra bảng cho các nguyên công còn lại Nguyên công 1và nguyên công 2: khỏa mặt đầu khoan lỗ tâm + Khỏa mặt đầu Lượng dư gia công: z=3 (mm) Chiều sâu cắt t= 1,5 (mm) Lượng chạy dao: S= 0,5 (mm/vg)... THỊNH – NGUYỄN VĂN VIỆT 24 Đồ án môn học: Công nghệ chế tạo máy d) s ố vòng quay nct = 1000.v 1000.25 = 468 (vg/ph) = π D π 17 theo lý lịch máy nct =500 (vg/ph) tính lại tốc độ cắt n= π Dn 500.π 17 = = 26,7 (m/ph) Lực cắt P 1000 1000 e) Công suất cắt N=1,6 (kW) N Px = 241 0,21,05.0,250,2 256 -0,4 1 = 4 (kg) f) Công suất cắt GVHD: HUỲNH VĂN SANH SVTH: TÔ NGỌC THỊNH – NGUYỄN VĂN VIỆT 20 Đồ án môn học: Công nghệ chế tạo máy N= Pz V 10 256 = = 0,42 1020.60 102.60 (kW) N . Đồ án môn học: Công nghệ chế tạo máy LỜI NÓI ĐẦU Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy là một môn học quan trọng đối với sinh viên theo học ngành cơ khí nói chung và sinh viên ngành cơ khí chế. đã học trong các môn học chuyên ngành, quan trọng nhất là môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy. Đồ án này không những giúp chúng ta hệ thống lại tất cả các kiến thức về môn học công nghệ Chế Tạo Máy, . SANH 5 SVTH: TÔ NGỌC THỊNH – NGUYỄN VĂN VIỆT Đồ án môn học: Công nghệ chế tạo máy Tra bảng 2.3 (Hướng dẫn đồ án công nghệ chế tạo máy) ta có lượng dư gia công đối với phôi dập có chiều dài từ 300mm