THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT GIÁ ĐỠ H15 ĐHSPKT HƯNG YÊN ( thuyết minh + bản vẽ)

Lời nói đầu: Hiện nay, các ngành kinh tế nói chung và ngành cơ khí nói riêng đòi hỏi kỹ sư cơ khí và cán bộ kỹ thuật cơ khí được đào tạo ra phải có kiến thức sâu rộng, đồng thời phải biết vận dụng những kiến thức đó để giải quyết những vấn đề cụ thể thường gặp trong sản xuất, sửa chữa và sử dụng. Mục tiêu của môn học là tạo điều kiện cho người học nắm vững và vận dụng có hiệu quả các phương pháp thiết kế, xây dựng và quản lý các quá trình chế tạo sản phẩm cơ khí về kỹ thuật sản xuất và tổ chức sản xuất nhằm đạt được các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật theo yêu cầu trong điều kiện và qui mô sản xuất cụ thể. Môn học còn truyền đạt những yêu cầu về chỉ tiêu công nghệ trong quá trình thiết kế các kết cấu cơ khí để góp phần nâng cao hiệu quả chế tạo chúng. Đồ án môn học công nghệ chế tạo máy nằm trong chương trình đào tạo của ngành chế tạo máy thuộc khoa cơ khí có vai trò hết sức quan trọng nhằm tạo cho sinh viên hiểu một cách sâu sắc về những vấn đề mà ngườ kỹ sư gặp phải khi thiết kế một qui trình sản xuất chi tiết cơ khí. Sau một thời gian tìm hiểu và với sự chỉ bảo nhiệt tình của thầy giáo Nguyễn Văn Hà đến nay Em đã hoàn thành đồ án môn học công nghệ chế tạo máy Trong quá trình thiết kế và tính toán tất nhiên sẽ có những sai sót do thiếu thực tế và kinh nghiệm thiết kế, em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy cô giáo trong bộ môn công nghệ chế tạo máy và sự đóng góp ý kiến của các bạn để lần thiết kế sau và trong thực tế sau này được hoàn thiện hơn . Nội dung thuyết minh và tính toán đồ án môn học

Lời nói đầu

Hiện nay, các ngành kinh tế nói chung và ngành cơ khí nói riêng đòihỏi kỹ s cơ khí và cán bộ kỹ thuật cơ khí đợc đào tạo ra phải có kiến thức sâurộng, đồng thời phải biết vận dụng những kiến thức đó để giải quyết nhữngvấn đề cụ thể thờng gặp trong sản xuất, sửa chữa và sử dụng

Mục tiêu của môn học là tạo điều kiện cho ngời học nắm vững và vậndụng có hiệu quả các phơng pháp thiết kế, xây dựng và quản lý các quá trìnhchế tạo sản phẩm cơ khí về kỹ thuật sản xuất và tổ chức sản xuất nhằm đạt đ-

ợc các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật theo yêu cầu trong điều kiện và qui mô sảnxuất cụ thể Môn học còn truyền đạt những yêu cầu về chỉ tiêu công nghệtrong quá trình thiết kế các kết cấu cơ khí để góp phần nâng cao hiệu quả chếtạo chúng

Đồ án môn học công nghệ chế tạo máy nằm trong chơng trình đào tạo củangành chế tạo máy thuộc khoa cơ khí có vai trò hết sức quan trọng nhằm tạocho sinh viên hiểu một cách sâu sắc về những vấn đề mà ngờ kỹ s gặp phảikhi thiết kế một qui trình sản xuất chi tiết cơ khí

Sau một thời gian tìm hiểu và với sự chỉ bảo nhiệt tình của thầy giáo NguyễnVăn Hà đến nay Em đã hoàn thành đồ án môn học công nghệ chế tạo máyTrong quá trình thiết kế và tính toán tất nhiên sẽ có những sai sót do thiếuthực tế và kinh nghiệm thiết kế, em rất mong đợc sự chỉ bảo của các thầy côgiáo trong bộ môn công nghệ chế tạo máy và sự đóng góp ý kiến của các bạn

để lần thiết kế sau và trong thực tế sau này đợc hoàn thiện hơn

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

Ngày… ,tháng… ,năm 2008.

(Giảng viên hớng dẫn ký tên)

Nội dung thuyết minh và tính toán đồ án môn học

công nghệ chế tạo máy.

I

Phân tích chức năng, điều kiện làm việc của chi tiết.

Dựa vào bản vẽ chi tiết ta thấy giá đỡ là chi tiết dạng hộp

Do giá đỡ là loại chi tiết quan trọng trong một sản phẩm có lắp trục Gía

đỡ làm nhiệm vụ đỡ trục của máy và xác định vị trí tơng đối của trục trongkhông gian nhằm thực hiện một nhiệm vụ động học nào đó Sau khi gia côngxong giá đỡ sẽ đợc lắp lên thân máy bằng hai vít và làm nhiệm vụ đỡ trục Trên giá đỡ có nhiều mặt phải gia công với độ chính xác khác nhau vàcũng có một số bề mặt không phải gia công Bề mặt làm việc chủ yếu là lỗtrụ Φ70

Khi chế tạo chi tiết này cần đảm bảo yêu cầu sau:

+ Gia công mặt phẳng trên đảm bảo độ vuông góc với mặt phẳng A và độsong song với mặt đáy, độ nhám bề mặt với Ra = 6

+ Gia công bề mặt lắp gép với thân máy đảm bảo độ song song với mặt trên

+ Gia công bề mặt làm việc chính là phần cung tròn R=35 đảm bảo độ vuônggóc của cung với mặt A là 0.08mm trên 35mm chiều dài.

Từ yêu cầu và nhiệm vụ của giá đỡ ta có thể gia công giá đỡ với vật liệu làgang xám 15-32 (GX 15-32) có thành phần hóa học sau:

Phân tích tính công nghệ trong kết cấu chi tiết.

Giá đỡ có kích thớc nhỏ, chiều dài chi tiết có độ dài là 114mm,

Cung lớn nhất của giá đỡ là R48 và bề mặt làm việc chính là cung tròn có bánkính R35 mm, chi tiết có đủ độ cứng vững để khi gia công không bị biến

dạng, các bề mặt chuẩn có đủ diện tích nhất định để cho phép thực hiện nhiềunguyên công khi dùng bề mặt đó làm chuẩn

Chi tiết giá đỡ đợc chế tạo bằng phơng pháp đúc, kết cấu tơng đối đơn giản tuy nhiên khi gia công các bề mặt lắp gép và bề mặt tham gia làm việc phải gia công cho chính xác đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật

Cá bề mặt cần gia công là:

1 Gia công mặt trên để làm chuẩn tinh gia công mặt dới là mặt lắp giáp với thânmáy

2 Gia công mặt dới để định vị với thân máy

3 Gia công 2 lỗ vít Φ10 và Φ14 để gữ cố định chi tiết với thân máy

4 Gia công 2 bề mặt cạnh A đảm bảo độ song song cao và làm chuẩn để gia công mặt lỗ làm việc chính

5 Gia công bề mặt làm việc chính của chi tiết là đờng tròn có bán kính

+ Sản xuất hàng khối

Mỗi loại sản xuất có những đặc điểm riêng phụ thuộc nhiều yếu tố, muốnxác định dạng sản xuất trớc hết ta phảI biết sản lợng hàng năm của chi tiết giacông Sản lợng hàng năm đợc xác định theo công thức sau :

N- Số chi tiết đợc sản xuất trong một năm

N1- Số sản phẩm đợc sản xuất trong một năm (12000 chiếc/năm)

m- Số chi tiết trong một sản phẩm(m=1)

Q - Trọng lợng chi tiết

γ - Trọng lợng riêng của vật liệu γgang xám= 6,8 ữ 7,4 Kg/dm3

V - Thể tích của chi tiết

Thể tích của chi tiết:

V = 147492,08 (mm3) = 0,14749208 (dm3)

Khi đó khối lợng của chi tiết là:

Dựa theo bảng xác định dạng sản xuất trên để xác định dạng sản xuất chochi tiết “Giá Đỡ”.

Chi tiết của đề tài có trọng lợng Q =1,03244 (kg)

Theo bảng trên ta xác định dạng sản xuất là dạng sản xuất hàng loạt lớnvì có sản lợng trung bình hàng năm là 12000 chiếc /năm

Các loạt sản xuất ở đây đợc đa vào theo chu kỳ sử dụng thiết bị chuyêndùng và rộng rãi các cách gá lắp cho chi tiết

IV- Xác định ph ơng pháp chế tạo phôi và thiết kế bản vẽ chi tiết lồng phôi.

1 Xác định phơng pháp chế tạo phôi.

Loại phôi đợc xác định dựa vào kết cấu của chi tiết, vật liệu và điều kiện, dạng sản xuất cùng với điều kiện sản xuất cụ thể của từng nhà máy.Đặc biệt trong ngành chế tạo máy thì tùy theo dạng sản xuất mà chi phí về phôi liệu chiếm từ 30-60% Khi chế tạo phôi phải đảm bảo lợng d gia công:

-Nếu lợng d gia công mà quá lớn sẽ tốn nguyên liệu , tiêu hao lao động để gia công nhiều, tốn năng lợng, dụng cụ cắt, vận chuyển nặng dẫn đến giá thành tăng

- Nhng lợng d quá nhỏ sẽ không đủ để hớt đi các sai lệch của phôi nh vậy làm ảnh hởng tới các nguyên công và các bớc gia công

Dựa vào hình dáng của chi tiết giá đỡ và dạng sản xuất hàng loạt lớn tachọn phôi đợc chế tạo bằng phơng pháp đúc, vật liệu đúc là gang xám GX15-32.có rất nhiều phơng pháp đúc nh:đúc áp lực,đúc li tâm, đúc khuôn kimloại,đúc liên tục, đúc trong khuôn mẫu chảy,đúc trong vỏ mỏng nhng dựa vào

đặc điẻm chi tiết nên em chọn phơng pháp đúc trong khuôn kim loại Phơngpháp đúc trong khuôn kim loại có khả năng đúc đợc các chi tiết phức tạp, có chấtlợng tốt, độ bóng bề mặt cao(Rz40,R1.25), tổ chức kim loại mịn thì sẽ tiết kiệm

đợc vật liệu làm khuôn nâng cao năng suất và hạ giá thành sản phẩm

*.Gia công chuẩn bị phôi: việc gia công chuẩn bị phôi là việc đầu tiên củaquá trình gia công cơ vì phôi đợc chế tạo ra phải có chất lợng tốt, nếu chất lợngxấu nh xù xì hay rỗ nứt thì sẽ ảnh hởng rất nhiều tới quá trình gia công nh: dụng

cụ cắt nhanh bị mòn, bị hỏng, chế độ cắt sẽ bị hạn chế, đồng thời sinh ra va

đập sai lệch hình dáng hình học của phôi lớn dẫn tới phải cắt nhiều lần và bằngnhiều dao, dẫn tới tốn thời gian và chi phí gia công lớn.cần dùng bề mặt chuẩn

để gia công lại phôi

Bản vẽ lồng phôi

- Do sản xuất là loạt vừa nờn chi tiết đỳc cú cấp chớnh xỏc II và theo sổ tay

Cụng nghệ chế tạo mỏy (tập I) thỡ 2 lỗ φ14 và φ10 đúc đặc

- Sai lệch kích thớc vật đúc tra bảng 398

Kích thớc danh nghĩa ≤ 50 sai lệch 0,5 (mm)

Kích thớc danh nghĩa (50 ; 120] sai lệch 0,8(mm)

Kích thớc danh nghĩa (120 ; 260] sai lệch 1,0(mm)

* Yêu cầu kỹ thuật:

- Đảm bảo độ song song giữa hai mặt cạnh của giá đỡ

- Đảm bảo độ vuông góc giữa tâm của lỗ φ 30 với mặt cạnh của giá đỡ

- Đảm bảo độ chính xác của khoảng cách giữa lỗ bắt vít 90±0,12

- Đảm bảo độ chính xác của bề mặt làm việc của giá đỡ đạt độ nhẵn bóng Rz

Với chi tiết đợc giao và dạng sản xuất là hàng loạt lớn nên đờng lối côngnghệ là phân tán nguyên công đồ gá sử dụng là đồ gá chuyên dùng.với đồ gáchuyên dùng thì đảm bảo gá đặt nhanh và độ chính xác cao

2 Thứ tự các nguyên công

a Phơng án 1:

Nguyên công I: Phay mặt trên A

Nguyên công II: Phay mặt dới B

Nguyên công III: Khoan, khoét 2 lỗ10 và 14

Nguyên công IV: Phay 2 mặt bên C

Nguyên công V: Tiện lỗ 70 và vát mép

Nguyên công VI: Kiểm tra

b Phơng án 2:

Nguyên công I: Phay mặt trên A

Nguyên công II: Phay mặt đáy B

Nguyên công III: Tiện lỗ 70 và vát mép

Nguyên công IV: Khoan lỗ 14

Nguyên công V: Khoan lỗ 10

Nguyên công VI: Phay 2 mặt bên C

Sau khi so sánh 2 phơng án thì thấy nên áp dụng theo phơng án 1

-Chi tiết đợc định vị trên khối V hạn chế 4 bậc tự do chuyển động của chi tiết :

Đó là chuyển động tịnh tiến theo trục OY, OZ , chuyển động quay quanh trục

OY, OZ Ta dùng chốt tỳ tơng ứng với hạn chế một bậc tự do

Kẹp chặt: Dùng 2 mỏ kẹp để kẹp chặt chi tiết, phơng của lực kẹp theo phơng

thẳng đứng ép chặt chi tiết xuống khối V

Chọn máy: Máy phay nằm ngang 6H82

Công suất của máy Nm = 7 kW

Số cấp tốc đô: 18 ; Số vòng quay trục chính: 301500

Chọn dao: Dùng 2 dao phay đĩa phay cùng một lúc tra bảng 4.82 ( sổ tay

CNCTM tập 1 ) :

+ 2 dao đờng kính D(Js16) = 60 mm ; B = 10mm; d(H7) =27 ; Z =16 mm +.Bớc gia công: gồm có 2 bớc : phay thô và phay tinh

+.Dụng cụ kiểm tra: thớc kiểm tra phẳng

b Nguyên công 2: Phay mặt phẳng đáy B

* Định vị : Chi tiết đợc định vị 5 bậc tự do,khối V ngắn định vị vào mặt tròn

đầu khống chế 2 bậc tự do là bậc tịnh tiến và quay quanh OY, mặt trên đã đợcgia công ta định vị bằng 2 chốt tỳ khống chế 2 bậc tự do là tịnh tiến theo OZ

và quay quanh OX, để khử bậc quay quanh OZ ta dùng một chốt tỳ đầu tròn

định vị vào mặt thô

* Kẹp chặt : Kẹp chặt bằng khối V có khả năng tự định tâm, kẹp đối diện vớikhối V ngắn dùng để định vị

Chọn máy : máy phay nằm ngang 6H82 Công suất máy Nm = 7 KW

Chọn dao : 2 dao phay đĩa đờng kính D(Js16) = 60 mm ; B = 10mm; d(H7)

=27 ; Z =16 mm

+.Bớc gia công: gồm có 2 bớc : phay thô và phay tinh

+.Dụng cụ kiểm tra: thớc kiểm tra phẳng

C Nguyên công 3: khoan 10 và khoét 14.

+ Sơ đồ định vị và kẹp chặt:

* Định vị : Chi tiết đợc định vị 6 bậc tự do, Khối V dài định vị vào mặt tròn

đầu hạn chế 4 bậc tự do là bậc quay quanh OX, OY bậc tịnh tiến theo OX,

OY, ta dùng chốt tỳ định vị vào mặt cạnh khống chế bậc quay quanh OZ

* Kẹp chặt : Dùng khối V tự định tân để kẹp, đối diện với khối V dùng để

*Chọn dao: Chọn mũi khoan ruột gà tra bảng 4.40 ( sổ tay CNCTM tập 1 )

bằng thép gió P6M5 đuôi trụ loại ngắn với đờng kính d = 10mm;

chiều dài L = 60mm ; chiều dài phần làm việc l = 10mm

+ Mũi khoét chuôi côn thép gió có các kích thớc cơ bản sau đây: đờng kính D

= 14mm; chiều dài L = 60mm ; chiều dài phần làm việc l = 10mm

* Định vị : Chi tiết đợc định vị ở mặt đáy bằng 2 phiến tỳ hạn chế 3 bậc tự do

là tịnh tiến theo OZ, tịnh tiến theo OX và quay quanh OX Và dùng khối Vngắn định vị vào mặt đầu chi tiết hạn chế 2 bậc tự do đó là các bậc tịnh tiến

và quay theo OY

* Kẹp chặt: Chi tiết đợc kẹp chặt bằng khối V tự định tâm kẹp đối diện với

khối V dùng để định vị và hạn chế 2 bậc tự do

* Chọn máy : máy phay nằm ngang 6H82 Công suất máy Nm = 7 KW

* Chọn dao : Dùng 2 dao phay đĩa ,đờng kính dao D = 150, bề rộng dao B =

20 mm, d(H7) = 50,số răng Z = 16 răng Bảng 4-84 (Sổ tay CNCTM).

+ Các bớc gia công: phay thô và phay tinh

+ Dụng cụ kiểm tra: thớc cặp

e Nguyên công 5: Tiện lỗ 70 và vát mép

+> Chän m¸y : M¸y tiÖn T616

> Chän dao : Dao tiÖn lç

+> Bíc gia c«ng

1.TiÖn th«

2.TiÖn tinh

+> Dông cô kiÓm tra : Thíc cÆp

f.Nguyªn c«ng 6: kiÓm tra

VI.TÝnh lîng d gia c«ng R35 vµ tra c¸c nguyªn c«ng cßn l¹i.

1 TÝnh lîng d gia c«ng R35

- Quy tr×nh gia c«ng R35 gåm cã 2 bíc tiÖn th« vµ tiÖn tinh.§é chÝnh x¸c cña ph«i lµ cÊp I, vËt liÖu lµ gang x¸m ta cã sai sè kÑp chÆt = 90 ( b¶ng 24-

cm c

.(∆k d + ∆k l

5 , 0 ( δb + δc

= 283 mVíi: b= 400 m c= 400 m

VËy sai lÖch tæng céng

2 2

cm c

k

c ε

ε +

Sai số chuẩn trong trờng hợp này xuất hiện là do chi tiết bị xoay khi định vị vào

2 chốt mà 2 chốt có khe hở với lỗ định vị

ρmax = A + B + ρmin

A :dung sai của lỗ định vị A = 0,2 mm

B : dung sai của đờng kính chốt b = 0,014 mm

ρmin:khe hở nhỏ nhất giữa lỗ và chốt: ρmin = 0,013 mm

Góc xoay lớn nhất của chi tiết: tgα = ρmax/H

H: là khoảng cách giữa 2 lỗ chuẩn

tgα = ( 0,016 + 0,014 + 0,013 )/90 = 0,0025

Khi đó sai số chuẩn trên chiều dài lỗ gia công là:

εc = L.tgα = 70.0,0025 = 0,175 mm = 175 m

Chiều dài lỗ gia công L = 70 mm

Sai số kẹp chặt đợc xác định theo bảng 24(TKĐACNCTM): εK = 90 m

= 0,05 = 0,05.197 = 9,85 m

- Lợng d nhỏ nhất theo công thức;

2 Zmin = 2 (RZi-1 + Ti-1+ )

Rzi-1:độ nhấp nhô bề mặt của phôi đúc

Ti-1: là chiều sâu lớp bề mặt h hỏng do nguyên công trớc để lại

i-1: là sai lệch vị trí không gian do nguyên công trớc để lại

εi : là sai số gá đặt của nguyên công đó

- Lợng d nhỏ nhất khi tiện thô là:

( 2 2 )

1 1

1 min 2

1 min 2

2Ζ = R Z i− +T i− + ρi− +εi

= 2 (50 + ) = 135 m

- kích thớc khi tiện thô là: d1 = 70,05 – 0,0675 = 69,983 (mm)

- kích thớc của phôi: dl = 69,983 – 0,949 = 69,034 (mm)

Dung sai của từng nguyên công tra theo bảng 3-69 và 2-8 ta đợc:

- Dung sai khi tiện thô: = 170 m

- Dung sai khi tiện tinh: = 50 m

Đung sai của phôi : = 400 m

+ Sau khi tiện tinh: dmax = 70,05 mm, dmin = 70,05 – 0,05 = 70 mm

+ Sau khi tiện thô: dmax = 69,983 mm, dmin = 69,983 – 0,17 = 69,8 mm+ Phôi : dmax = 69,034 mm, dmin = 69,034 – 0,4 = 68,634 mm

Giá trị lợng d nhỏ nhất giới hạn Zmin = hiệu giữa hai kích thớc lớn nhất của 2 nguyên công kề nhau Zmax hiệu giữa hai kích thớc nhỏ nhất của 2 nguyên công

Phay thô : Zb=1,5 mm

Phay tinh: Zb=1 mm

Nguyên công 3: Khoan ∅10, khoét lỗ ∅14

Khoan lỗ 10 với lϕ ợng d một phía : Z= 5mm

q

S T

D C

- CV, m, x, y,u,q và p là hệ số và các số mũ đợc tra trong bảng 5-28 ta có:

Cv = 17,1 ; m = 0,125; y = 0,4; q = 0,25

- T là chu kỳ bền của dao tra ở bảng 5-30 đợc T = 35 phút

- KV là hệ số điều chỉnh chung cho tốc độ cắt phụ thuộc vào các điều kiệncắt cụ thể

KV= KMV KUV KNV

Trong đó:

KMV là hệ số phụ thuộc vào chất lợng của vật liệu gia công cho bảng 1,5-4

5-Vật liệu phôi có độ cứng HB = 190 , theo bảng 5-2 ta có nv = 1,05

1 190

190 190

,0.35

83,0.10.1,17

4 , 0 125 , 0

25 , 0

=

=> Số vòng quay trục chính là:

)/(63,74310

.14,3

35,23.1000

.1000

p v D

668.10.14,3

S t T

D C

q

S t T

D C

,0.2.30

83,0.14.8,18

4 , 0 1 , 0 125 , 0

2 , 0

380.14.14,3

Mức thời gian kỹ thuật là nhân tố quan trọng để nâng cao năng suất lao

động Để tính thời gian kỹ thuật cần chia các thời gian làm việc gia từng bộ phận

và các thời gian thành phần Thời gian cơ bản là thời gian trực tiếp làm thay đổihình dáng ,kích thớc và chất lợng bề mặt chi tiết Ta tiến hành xác định thời giangia công cơ bản cho các nguyên công và bớc

Thời gian nguyên công đợc xác định theo công thức:

Tct = To + Tp + Tpv + Ttn

Trong đó:

Tct : thời gian từng chiếc (thời gian nguyên công )

To : thời gian cơ bản(thời gian cần thiết để biến đổi trực tiếp hình dạng, kích thớc, tính chất cơ lý của chi tiết)

Tp : thời gian phụ(thời gian cần thiết để ngời công nhân gá, tháo chi tiết, mở máy, mài dao, điều chỉnh máy .), Tp = 0,1To

Tpv : thời gian phục vụ chỗ làm việc gồm: thời gian phục vụ kỹ thuật, mài dao, điều chỉnh máy , Tpv = 0,11To

Ttn : thời gian nghỉ ngơi tự nhiên của công nhân, Ttn = 0,05To.

⇒ Tct = To + 0,1To + 0,11To + 0,05To = 1,26To

Thời gian cơ bản đợc xác định theo công thức:

⇒ To = (L1 + L2 + L)/S.n.(phút)

Trong đó:

L: Chiều dài bề mặt gia công (mm)

L1: Chiều dài ăn dao (mm)

L2: Chiều dài thoát dao (mm)

Tct = 1,26.To = 1,65 phót

Tnc2 = 2,38 phót

a) Khoan 2 lç Φ10