đồ án công nghệ chế tạo máy

Đồ án công nghệ chế tạo máy GVHD: HUỲNH VĂN SANH PHẦN I: PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG 1.1 Chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết: Theo đề tài chi tiết “Gối đỡ” là chi tiết thuộc dạng hộp. Hộp là một chi tiết có hình khối rỗng (xung quanh có thành vách). Chi tiết dạng hộp thường làm nhiệm vụ của chi tiết cơ sở, để lắp các đơn vị lắp (nhóm, cụm, bộ phận) của những chi tiết khác lên nó tạo thành một bộ phận máy nhằm thực hiện một nhiệm vụ động học nào đó của máy. 1.2 Yêu cầu kỹ thuật và đặc tính công nghệ trong kết cấu: Trên cơ sở nghiên cứu và phân tích về điều kiện làm việc của chi tiết. Tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết không những ảnh hưởng đến số lượng lao động để chế tạo chi tiết mà còn ảnh hưởng đến vấn đề tiêu hao vật liệu. Do đó trong quá trình thiết kế cần chú ý đến vấn đề kết cấu của chi tiết, mặt khác tính công nghệ kết cấu của hộp ảnh hưởng đến năng suất và độ chính xác gia công. Vì vậy khi thiết kế chi tiết dạng hộp nên chú ý tới kết cấu của nó như: • Hộp phải có đủ độ cứng vững để khi gia công không bị biến dạng và có thể dùng chế độ cắt cao. • Các bề mặt làm chuẩn phải có đủ diện tích nhất định, phải cho phép thực hiện nhiều nguyên công khi dùng bề mặt đó làm chuẩn định vị và phải cho phép thực hiện gá đặt nhanh. • Các bề mặt gia công không có vấu lồi lõm, phải thuận lợi cho việc ăn dao và thoát dao. Kết cấu phải thuận lợi cho việc gia công đồng thời bằng nhiều dao. • Kết cấu của hộp phải thuận lợi cho việc gia công nhiều chi tiết cùng một lúc. SVTT: NGUYỄN VĂN SANH - HÀ PHÚ KHÁNH Trang 1 Đồ án công nghệ chế tạo máy GVHD: HUỲNH VĂN SANH • Các lỗ trên hộp nên có kết cấu đơn giản, không nên có rãnh hoặc hình dạng định hình. Các lỗ đồng tâm nên có đường kính giảm từ ngoài vào trong. Các lỗ nên thông suốt và ngắn. • Không nên bố trí các lỗ nghiêng so với mặt phẳng của vách để khi gia công trách hiện tượng dao khoan, khoét, doa bị ăn dao lệch hướng. • Các lỗ kẹp phải là lỗ tiêu chuẩn. Chi tiết gối là một chi tiết thường gặp trong các hệ thống cơ khí. • Chi tiết dạng gối thường có chức năng đỡ các chi tiết khác hoặc dẫn hướng cho các chi tiết khác hoặc cho các chi tiết khác làm việc bên trong nó làm cho hệ thống lỗ. Ngoài ra chi tiết dạng gối còn dùng để truyền động nhờ có thể làm việc như khớp cầu. • Thông thường ta gặp chi tiết gối trong máy dệt, máy cắt kim loại… • Vật liệu chế tạo gối đỡ là: Thép C45  Yêu cầu kỹ thuật:  Khi chế tạo chi tiết dạng hộp cần chú ý phải đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật sau:  Sai số không song song giữa đường tâm lỗ ∅10 và mặt đáy cho phép < 0,04/100.  Sai số không vuông góc giữa bề mặt đáy và bề mặt bên ≤ 0,04/100.  Vật liệu chế tạo là thép C45.  Vật liệu của chi tiết làm bằng thép C45. Dựa vào Bảng 1 [1] có các thông số sau:  Thành phần cacbon : C = 0,45 %  Thành phần mangan : Mn = 0,7% SVTT: NGUYỄN VĂN SANH - HÀ PHÚ KHÁNH Trang 2 Đồ án công nghệ chế tạo máy GVHD: HUỲNH VĂN SANH  Thành phần photpho : P ≤ 0,04%  Thành phần lưu huỳnh: S ≤ 0,04% 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 Bảng 1. Thành phần hóa học của thép C45 SVTT: NGUYỄN VĂN SANH - HÀ PHÚ KHÁNH Trang 3 Đồ án công nghệ chế tạo máy GVHD: HUỲNH VĂN SANH Phần II: ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT 2.1 Dạng sản xuất của chi tiết:  Các yếu tố đặc trưng của dạng sản xuất là: • Sản lượng. • Tính ổn định của sản phẩm. • Mức độ chuyên môn hóa trong sản xuất.  Tùy theo sản lượng hàng năm và mức độ ổn định của sản phẩm mà người ta chia ra ba dạng sản xuất: • Sản xuất đơn chiếc. • Sản xuất hàng loạt. • Sản xuất hàng khối.  Mỗi dạng sản xuất có những đặc điểm riêng phụ thuộc vào các yếu tố khác nhau. 2.2 Xác định dạng sản xuất: Để xác định dạng sản xuất ta có nhiều phương pháp, nhưng ở đây ta dùng phương pháp gần đúng. Để xác định được dạng sản xuất thì ta phải xác định được trọng lượng chi tiết cần gia công và số lượng chi tiết tổng cộng cần chế tạo trong một năm.  Sản lượng chi tiết cần chế tạo trong một năm là: (2[1]) Trong đó: N 1 : Số sản phẩm trong 1 năm theo kế hoạch N 0 = 10000(chiếc) m: Số chi tiết như nhau trong một sản phẩm m = 1 α: Độ phế phẩm chủ yếu trong đúc, rèn α = 5% SVTT: NGUYỄN VĂN SANH - HÀ PHÚ KHÁNH Trang 4 Đồ án công nghệ chế tạo máy GVHD: HUỲNH VĂN SANH β: Số chi tiết được chế tạo thêm để dự trữ β = 5% Vậy:  Trọng lượng của chi tiết được xác định theo công thức: Q=V.γ (Kg) (Tr13[1]) Trong đó: Q - Là trọng lượng chi tiết (Kg) V – Thể tích của chi tiết ( dm 3 ) γ - Là trọng lượng riêng của vật liệu, 45 7,852 thepC γ = (Kg/dm 3 ) 2.3 Tính thể tích: SVTT: NGUYỄN VĂN SANH - HÀ PHÚ KHÁNH Trang 5 Đồ án công nghệ chế tạo máy GVHD: HUỲNH VĂN SANH Vậy trọng lượng của chi tiết: Sau khi xác định được N và Q thì dựa vào bảng 2[1]. Dạng sản xuất Q - Trọng lượng riêng của chi tiết >200 kG 4÷200 kG <4 kG Sản lượng hàng năm của chi tiết (chiếc) Đơn chiếc <5 <10 <100 Hàng loạt nhỏ 55 - 100 10 - 200 100 - 500 Hàng loạt vừa 100 - 300 200 - 500 500 - 7500 Hàng loạt lớn 300 - 1000 500 - 1000 5000 - 50000 Hàng khối >1000 >5000 >50000 Bảng 2: Cách xác định dạng sản xuất Với N=11000 (Chi tiết/năm) Q=0,871 (Kg) Chọn dạng sản xuất hàng loạt lớn. SVTT: NGUYỄN VĂN SANH - HÀ PHÚ KHÁNH Trang 6 Đồ án công nghệ chế tạo máy GVHD: HUỲNH VĂN SANH PHẦN III: LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI 3.1 Các phương pháp chế tạo phôi:  Phương pháp tạo phôi phụ thuộc vào rất nhiều vấn đề như chức năng và kết cấu của chi tiết máy trong cụm máy, vật liệu sử dụng, yêu cầu kỹ thuật, hình dáng bề mặt và kích thước của chi tiết, quy mô và tính loạt của sản xuất.  Chọn phôi nghĩa là chọn loại vật liệu chế tạo, phương pháp hình thành phôi, xác định lương dư gia công cho các bề mặt, tính toán kích thước và quyết định dung sai cho quá trình chế tạo phôi.  Chọn phôi hợp lý là một bài toán không dễ dàng. Phương án cuối cùng chỉ có thể được quyết định sau khi tính toán giá thành của phôi và giá thành của sản phẩm sau khi gia công cơ.  Loại phôi được xác định theo kết cấu của chi tiết, vật liệu, điều kiện, dạng sản xuất và điều kiện sản xuất cụ thể của từng nhà máy, xí nghiệp, địa phương.  Một số loại phôi thường dùng: • Phôi thép thanh: Phôi thép thanh hay dùng để chế tạo các loại chi tiết như con lăn, chi tiết kẹp chặt, các loại trục, xilanh, piston, bạc, bánh răng có đường kính nhỏ, v.v… • Phôi dập: Phôi dập thường dùng cho các loại chi tiết sau đây: trục răng côn, trục răng thẳng, các loại bánh răng khác, các chi tiết dạng càng, trục chữ thập, trục khuỷu, v.v… Các loại chi tiết này được dập trên máy búa nằm ngang hoặc máy dập đứng. Đối với các loại chi tiết đơn giản th́ì khi dập không có bavia, chi tiết phức tạp sẽ có bavia (lượng bavia khoảng 0,5% ÷ 1% trọng lượng của phôi). SVTT: NGUYỄN VĂN SANH - HÀ PHÚ KHÁNH Trang 7 Đồ án công nghệ chế tạo máy GVHD: HUỲNH VĂN SANH • Phôi rèn tự do: Trong sản xuất đơn chiếc và hàng loạt nhỏ, người ta tạo phôi bằng rèn tự do. Ưu điểm chính của phôi rèn tự do trong sản xuất nhỏ là giá thành hạ (không phải chế tạo khuôn dập). • Phôi đúc: - Phôi đúc được dùng cho các loại chi tiết như: các gối đỡ, các chi tiết dạng hộp, các loại càng phức tạp, các loại trục chữ thập, v.v… Vật liệu dùng cho phôi đúc là gang, thép, đồng, nhôm và các loại hợp kim khác. - Đúc được thực hiện trong các loại khuôn cát, khuôn kim loại, trong khuôn vỏ mỏng và các phương pháp đúc ly tâm, đúc áp lực, đúc theo mẫu chảy. Tùy theo dạng sản xuất, vật liệu, hình dáng và khối lượng chi tiết mà chọn phương pháp đúc cho hợp lý. 3.2 Chọn phương pháp chế tạo phôi: • Ta có thể chọn nhiều phương án tạo phôi như rèn đúc dập … nhưng với chi tiết gối đỡ bằng vật liệu thép C45 ta nên chọn phương án đúc có tính hiệu quả và ít tốn kém. Phương pháp đúc ta nên chọn phương nào. • Thông thường phương pháp đúc cho ta phôi liệu có kết cấu phức tạp mà các phương pháp khác khó có thể thực hiện được. Cơ tính và độ chính xác của vật đúc phụ thuộc vào phương pháp đúc và phương pháp làm khuôn đúc. Ta có thể đúc trong khuôn cát, khuôn kim loại, đúc li tâm…có thể làm khuôn bằng tay hay bằng máy. 3.2.1. Đúc trong khuôn cát. • Làm khuôn bằng tay: Áp dụng cho việc đúc với dạng sản xuất đơn chiếc hay những chi tiết có kích thước lớn độ chính xác và năng xuất phụ thuộc vào tay nghề đúc. SVTT: NGUYỄN VĂN SANH - HÀ PHÚ KHÁNH Trang 8 Đồ án công nghệ chế tạo máy GVHD: HUỲNH VĂN SANH • Làm khuôn bằng máy: Áp dụng cho đúc hàng loạt vừa và hàng khối, độ chính xác và năng xuất cao. 3.2.2. Đúc trong khuôn kim loại. Sản phẩm đúc có độ chính xác và cơ tính cao. Phương pháp này áp dụng cho sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối. Vật đúc có khối lượng nhỏ hơn 12kg, hình dạng vật đúc không phức tạp và không có thành mỏng. 3.2.3. Đúc li tâm. Áp dụng cho vật đúc có hình dạng tròn xoay, do đó lực li tâm khi rót kim loại lỏng vào khuôn quay, kết cấu vật thể chặt chẽ hơn, nhưng không đồng đều từ ngoài vào trong. 3.2.4. Đúc áp lực. • Áp dụng cho vật đúc có hình dạng phức tạp, phương pháp này cho ta độ chính xác cao, cơ tính rất tốt. Phương pháp đúc ly tâm và các phương pháp đúc khác có những nhược điểm mà đúc áp lực có thể khắc phục được. Do đó thường áp dụng cho dạng sản xuất hàng loạt lớn và hàng loạt khối và áp dụng đối với chi tiết có kích thước nhỏ. • Tham khảo qua một số phương pháp đúc như trên,căn cứ vào chi tiết dạng hộp có hình dáng đơn giản, kích thước khung không lớn lắm và là dạng sản xuất hàng loạt lớn và được chế tạo từ vật liệu thép C45. ⇒ Vì thế ta chọn phương pháp đúc trong khuôn kim loại, khuôn mẫu kim loại. khuôn đúc trong khuôn kim loại có hai phần ghép vào nhau và một mặt phân khuôn thẳng, khi rút kim loại nóng chảy vào khuôn, kim loại sẽ điền đầy vào trong khuôn. Do đó chi tiết đúc trong khuôn kim loại, khi đúc SVTT: NGUYỄN VĂN SANH - HÀ PHÚ KHÁNH Trang 9 Đồ án công nghệ chế tạo máy GVHD: HUỲNH VĂN SANH xong các bề mặt không cần độ bóng thì không cần gia công. Hình dáng của vật đúc không lấy quá nhỏ sẽ gây nên khó khăn cho việc diền đầy kim loại, dễ gây ra méo mó và tạo ra vết nứt. • Phương pháp đúc trong khuôn kim loại, phôi đúc đạt độ chính xác 13 ÷ 15, phôi ít bị cong vênh khi chi tiết là dạng hộp có kích thước và khối lượng nhỏ. + Độ nhám bề mặt: =80. + Độ dốc thoát khuôn: 1 0 30 ' . + Bán kính góc lượn: 3 mm. + Nhiệt độ nung khuôn: 150 0 ÷ 250 0 . + Độ co kim loại: 1,5%. - Phương pháp đúc trong khuôn kim loại. Với cấp chính xác: Cấp II + Độ nhám bề mặt: R z = 20 m µ + Bề mặt trên của phôi: 3 mm. + Bề mặt dưới của phôi: 2 mm. KHUÔN ĐÚC SVTT: NGUYỄN VĂN SANH - HÀ PHÚ KHÁNH Trang 10 [...].. .Đồ án công nghệ chế tạo máy PHẦN IV: GVHD: HUỲNH VĂN SANH THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CHI TIẾT 4.1 Trình tự các nguyên công, phương pháp gia công Chọn máy, dao, thiết bị công nghệ cho mỗi nguyên công: 4.1.1 Trình tự các nguyên công và phương pháp gia công: Khi xác thứ tự các nguyên công cần chú ý các nguyên tắc sau: • Nguyên công bước sau phải được sai số và tăng được độ bóng của nguyên công. .. Tra lượng dư cho các bề mặt còn lại: SVTT: NGUYỄN VĂN SANH - HÀ PHÚ KHÁNH Trang 22 Đồ án công nghệ chế tạo máy Kích thước ∅13 ∅23 ∅10 GVHD: HUỲNH VĂN SANH Lượng dư 2,5 2,5 2 Dung sai 4.4 Tính toán chế độ cắt cho nguyên công gia công mặt đáy A, tra chế độ cắt cho các nguyên công còn lại 4.4.1 Tính toán chế độ cắt cho nguyên công gia công mặt đáy A 4.4.1.1 Phay thô • Định vị và kẹp chặt: - Chọn mặt phẳng... 13[1]), ta chọn một số phương pháp gia công các bề mặt chi tiết SVTT: NGUYỄN VĂN SANH - HÀ PHÚ KHÁNH Trang 12 Đồ án công nghệ chế tạo máy GVHD: HUỲNH VĂN SANH ∗ Các bề mặt còn lại Rz=40 Để thực hiện gia công phôi thành sản phẩm có nhiều phương án nhưng theo như trên mình lựa chọn hai phương án sau:  Phương án 1: - Nguyên công 1: Gia công phay mặt đáy - Nguyên công 2: Gia công phay 2 mặt bên ( kích thước... được gia công trước thì cuối cùng nên gia công lại SVTT: NGUYỄN VĂN SANH - HÀ PHÚ KHÁNH Trang 11 Đồ án công nghệ chế tạo máy GVHD: HUỲNH VĂN SANH • Các lỗ trên chi tiết nên được gia công sau cùng (trừ những lỗ làm chuẩn định vị khi gia công) • Không nên gia công thô và gia công tinh bằng những dao định kích thước trên cùng một máy • Nếu chi tiết cần được được nhiệt nên chia quy trình công nghệ ra làm... chuẩn tinh để gia công các mặt kế tiếp - Nguyên công 3: Gia công phay 2 mặt trên của lỗ bậc ∅13, ∅23 - Nguyên công 4: Gia công khoan doa 2 lỗ bậc ∅13, ∅23 - Nguyên công 5: Gia công phay 2 mặt bên của lỗ ∅10 - Nguyên công 6: Gia công khoan và taro M8, khoan ∅10 - Nguyên công 7: Nhiệt luyện - Nguyên công 8: Kiểm tra  Phương án 2: - Nguyên công 1: Gia công phay mặt đáy - Nguyên công 2: Gia công phay 2 mặt... chính M: M= Công suất cắt: N= Pz D 31,32.125 = = 19,58(Nm) 2.100 2.100 Pz V 19,58.235,5 = = 0, 75 (kW) 102.60 102.60 Vậy máy làm việc đảm bảo an toàn 4.4.2 Tra chế độ cắt cho các nguyên công còn lại :  Nguyên công 2: Gia công phay 2 mặt trên của lỗ bậc ∅13, ∅ 23 • Chọn máy: (trang 48 [1]) SVTT: NGUYỄN VĂN SANH - HÀ PHÚ KHÁNH Trang 26 Đồ án công nghệ chế tạo máy GVHD: HUỲNH VĂN SANH Chọn máy phay đứng... yêu cầu 4.3.1 Tính lượng dư gia công cho kích thước mặt đáy A: Quy trình công nghệ gia công để đạt kích thước 82 ±0,02 mặt đáy A bao gồm các bước: phay thô, phay tinh Để xác định lượng dư nhỏ nhất khi gia công ta dùng công thức: z min = RZa + Ta + ρ a + ε b Trong đó: z min : Lượng dư gia công nhỏ nhất SVTT: NGUYỄN VĂN SANH - HÀ PHÚ KHÁNH Trang 20 Đồ án công nghệ chế tạo máy RZa GVHD: HUỲNH VĂN SANH :... lớp nhấp nhô bề mặt do bước công nghệ sát trước để lại Ta : Chiều sâu lớp hư hỏng bề mặt do bước công nghệ sát trước để lại ρ a : Sai lệch về vị trí không gian của chi tiết do công nghệ sát trước để lại (độ song song, độ cong vênh, độ lệch tâm…) ε b : Sai số gá đặt do nguyên công đang thực hiện gây ra Tra theo bảng 3.2 và 3.4 (trong hướng dẫn thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy – GS TS Nguyễn Đắc Lộc-Lưu... Nguyên công 3: Gia công khoan doa 2 lỗ bậc ∅13, ∅23 - Nguyên công 4: Gia công phay 2 mặt bên của lỗ ∅10 - Nguyên công 5: Gia công phay 2 mặt bên ( kích thước 88 ± 0,02) - Nguyên công 6: Gia công khoan và taro M8, khoan ∅10 - Nguyên công 7: Nhiệt luyện - Nguyên công 8: Kiểm tra Phương án 1: Thời gian gia công tăng do phải tiêu hao thời gian cho quá trình thay gá dao, gá đặt chi tiết và chạy máy trong... Nguyên công 2: Gia công phay 2 mặt trên của lỗ bậc ∅13, ∅23 • Định vị và kẹp chặt: Chọn mặt phẳng đáy làm chuẩn, định vị 3 bậc tự do bằng phiến tỳ phẳng và dùng 2 chốt tỳ khía nhám có định vị 2 bậc tự do ở 1 mặt bên SVTT: NGUYỄN VĂN SANH - HÀ PHÚ KHÁNH Trang 14 Đồ án công nghệ chế tạo máy GVHD: HUỲNH VĂN SANH Kẹp chặt chi tiết ở mặt còn lại • Chọn máy: (trang 48 [1]) Chọn máy phay đứng 6H12 để gia công