Đồ án chế tạo máy Chi tiết Càng Gạt

Càng gạt là chi tiết dạng càng.Chi tiết dạng càng có chức năng biến chuyển động khác.Ngoài ra chi tiết dạng càng còn dùng để đẩy bánh răng di trượt khi cần thay đổi tỉ số truyền trong hộp tốc độ Càng gạt là chi tiết dạng càng.Chi tiết dạng càng có chức năng biến chuyển động khác.Ngoài ra chi tiết dạng càng còn dùng để đẩy bánh răng di trượt khi cần thay đổi tỉ số truyền trong hộp tốc độ

LỜI NÓI ĐẦU

Học kỳ đầu của năm học thứ năm có thể xem là học kỳ cuối cùng của sinh viên kỹ thuật Vì khi học xong học kỳ này thì sinh viên xem như được đào tạo tất cã những kiến thức về ngành học của mình

Ở học kỳ này đối với sinh viên ngành cơ khí- chuyên ngành chế tạo máy

có môn học đồ án công nghệ chế tạo máy Môn học này mang tầm quan trọng rất lớn vì nó không những liên quan đến các môn học như: công nghệ chế tạo máy, máy công cụ, chi tiết máy, gá đặt, mà còn đánh giá được tầm hiểu biết của sinh viên qua năm năm học ở trường Sinh viên muốn làm tốt đồ án này thì phải vận dụng tất cã những kiến thức mình đã học trong suốt chín học kỳ vừa qua

Trong quá trình làm đồ án, được sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo phụ trách cộng thêm nỗ lực của bản thân em đã hoàn thành đồ án này

Em xin chân thành cám ơn!

Đà nẵng, ngày 20 tháng 05 năm 2013 Sinh viên thực hiện

Trân Phước Bình

PHẦN I PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG

I.Điều kiện làm việc: Chi tiết làm việc làm việc trong môi trường không khí

có hơi dầu bôi trơn nên ít bị rỉ rét

II.Điệu kiện kỹ thuật:

-Độ không vuông góc giữa lỗ tâm lỗΦ20 và lỗ Φ12 nhỏ hơn 0.05/100mm

-Độ không vuông góc của tâm lỗ Φ 20 so với mặt đầu nhỏ hơn 0.05/100mm

-Rãnh được gia công với cấp chính xác 9 và đạt được độ bóng bề mặt Ra=2,5

-Đường kính lỗ Φ12 đạt độ chính xác cấp 8 và Ra=2,5

-Đường kính lỗ Φ20 đạt độ chính xác cấp 7 và Ra=1,25

-Bề mặt ngoài Φ35 đạt Rz= 20

-Bề mặt ngoài Φ30 đạt Rz=20

-Bề mặt làm việc của càng tôi đạt độ cứng 50-55 HRC

III Tính công nghệ trong kết cấu càng.

Khi thiết kế càng chú ý đến kết cấu của nó như:

-Độ cứng vững của càng

-Chiều dài của các lỗ cơ bản nên bằng nhau và các mặt đầu của các lỗ cùng nằm trên một mặt phẳng hoặc hai mặt phẳng song song nhau

-Kết cấu của càng nên đối xứng qua một mặt phẵng nào đó

-Kết cấu của càng phải thuận lợi cho việc gia công nhiều chi tiết cùng một lúc

-Hình dạng của càng phải thuận lợi cho việc chọn chuẫn thô và chuẫn tinh thống nhất

PHẦN II XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT VÀ HƯỚNG CÔNG NGHỆ

I.Xác định dạng sản xuất

Phương pháp xác định dạng sản xuất là phương pháp tính toán

- Sản lượng hang năm xác định theo công thức :

Chương 2: Định dạng sản xuất

Phương pháp xác định dạng sản xuất là phương pháp tính toán

- Sản lượng hàng năm xác định theo công thức:

N = N1.m (1+

100

α) (1+

100

β) (ch/năm)Trong đó: N: Sổ chi tiết sản xuất trong 1 năm

N1: Số sản phẩm sản xuất trong 1 nămm: Sổ % chi tiết dự phòng cho phế phẩm (m=1)

R 2

1 30 R 2

5 , 17 6 , 42 2

30 30 35 30 2

31 , 30 5 ,

V4 = π.17,52.40 - π.102.40 – 6.3,5.40 = 25078,14

V5 = π.62.23 + π.4,52.7 = 3046,6

⇒ V = V1 + V2 + V3 + V4 – V5 = 59110,04 (mm3) = 0,05911004

⇒ Q = 0,05911004 7,85 = 0,464014 (Kg)

Từ N = 8904 (c/năm) và Q = 0,464014

Tra bảng 2 – 1 ta có dạng sản xuất: hàng loạt lớn

II Phương hướng công nghệ.

Đối với đất nước ta hiện nay với ngành cơ khi khí chế tạo máy chưa phát triển mạnh, ta chọn phương hướng công nghệ là phân tán nguyên công, gi công trên các máy công cụ vạn năng với đồ gá chuyên dùng

Với phương án sản xuất hàng loạt lớn ta chọn phương án gia công một vị trí, một giao và gia công tuần tự Tuy nhiên ta có thể kết hợp nhiều phương án gia công khác nhau

PHẦN III CHỌN PHÔI, PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI

I.Chọn phôi.

Chi tiết càng làm việc trong điều kiện chịu uốn là chủ yếu, do

đó ta chọn vật liệu phôi là thép C45, chế tạo bằng phương pháp dập nóng, sau đó ép tinh trên máy ép thuỷ lực để tăng cơ tính và chống cong vênh

Vật liệu chế tạo

Vật liệu chế tạo càng là thép 45,có cơ tính tổng hợp cao,chịu được tải trọng lớn, độ bền và độ dai va đập cao

Thép 45 có cơ tính sau:

II.Phương pháp chế tạo phôi.

Như trên đã chọn phôi được chế tạo bằng phương pháp dập nóng sau đó

ép tinh Trước tiên thép C45 được cắt ra từng mãnh nhỏ bằng máy cắt, sau đó phôi được nung nóng đến mềm Phôi sau khi nung nóng được đua vào máy dập khuôn hở

PHẦN IV XÁC ĐỊNH THỨ TỰ GIA CÔNG

I.Xác định thứ tự gia công:

1.Chọn phương pháp gia công:

Dạng sản xuất là dạng sản xuất hàng loạt lớn Muốn chuyên môn hoá cao

để đạt năng suất cao trong điều kiện công nghệ sản xuất của Việt Nam thì đường lối công nghệ thích hợp nhất là phân tán nguyên công(ít bước công nghệ trong một nguyên công).Muốn vậy ta dùng các máy vạn năng kết hợp với đồ gá chuyên dùng và các máy chuyên dùng dễ chế tạo

2.Chọn chuẩn công nghệ

Khi định vị chi tiết càng để gia công phải đảm bảo được vị trí tương đối của các bề mặt với nhau, của các lỗ với nhau và độ vuông góc của các lổ so với mặt đầu của nó

Do đó chuẫn thô được chọn ban đầu là một mặt đầu của phôi và vành ngoài của đầu nhỏ Khi chọn như vậy ta gia công mặt đầu lổ lớn

3.Lập tiến trình công nghệ

Ta chọn phương án gia công như sau:

• Nguyên công 1: phay 2 mặt đầu Φ35

• Nguyên công 2: phay 2 mặt đầu Φ30

• Nguyên công 3: khoan, khoét, doa lỗ Φ20

• Nguyên công4: Khoan lỗ Φ

• Nguyên công 5: khoét, doa lỗ Φ12

• Nguyên công 6: xọc rãnh then

• Nguyên công 7: kiểm tra độ không vuông góc giưa tâm lỗ Φ20 và

Φ12

Kiểm tra độ không vuông góc giữa lỗ Φ20 và mặt đầu

II.Thiết kế nguyên công

1 Nguyên công 1: phay mặt 2 mặt đầu Φ35

Sơ đồ định vị và kẹp chặt:

 Gá đặt:chi tiết được định vị 3 bậc tự do ở mặt đáy Φ30 Khối v định vị 2 bậc tự do,dùng chốt tùy chống xoay định vị 1 bậc tự

do

 Chọn máy: Chọn máy phay ngang công xôn 6H82 có công

suất động cơ 7 KW và hiệu suất µ=0,75

 Chọn dao: thực hiện phay đồng thời hai mặt bằng hai dao phay

đĩa gắng mảnh hợp kim thép gió P18 , Thông số dao: D=160 (mm); B=14 (mm); d=40 (mm); Z=20 (răng)

Lượng dư gia công:

Phay một lần đạt kích thước với lượng dư gia công lớn nhất là 2Zb=3 (mm)

Chế độ cắt:

 Chiều sâu cắt: chiều sâu cắt lấy bằng lượng dư gia công

theo một phía của từng bước công nghệ, cụ thể : t = 1,5(mm)

 Lượng chạy dao: Tra bảng 5-170 [2] ta chọn Sz=0,15

k2: Hệ số phụ thuộc vào tình trạng bề mặt phôi

k3: Hệ số phụ thuộc vào chất lượng vật liệu dụng cụ cắt

Công suất suất cắt Ne là :

 Thời gian cơ bản:

Ta dùng công thức ứng với sơ đồ gia công ở bảng 27 32

- chiều dài ăn dao (mm)

L2- chiều dài thoát dao (mm) S- lượng chạy dao vòng (mm/vòng)

n- số vòng quay hoặc hành trình kép trong một phút

L = 47,3(mm)

L1

=

L2=(2 5) = 2 (mm)

0,0065 (phút)

Thời gian cơ bản tổng cộng là

T0 = 3 x 0,0065 = 0,0195 (phút)

2 Nguyên công 2:phay 2 mặt đầu Φ30

Máy và dao chọn giống ở nguyên công 1

 Chiều sâu cắt: chiều sâu cắt lấy bằng lượng dư gia công

theo một phía của từng bước công nghệ, cụ thể : t = 1,5(mm)

 Lượng chạy dao: Tra bảng 5-170 [2] ta chọn Sz=0,15

(mm/răng)

 Tốc độ cắt: : tra bảng 5-172 [2] ta chọn Vb = 37,5 (m/ph )

3 Nguyên công 3 :khoan, khoét, doa lỗ Φ20

 Gá đặt:để gia công lổ Φ20 ta chỉ cần hạn chế 5 bậc tự do.dùng 2 phiến tỳ để hạn chế 3 bậc tự do ở mặt đáy đã là chuẩn tinh.Khối v hạn chế 2 bậc tự do tịnh tiến

 Chọn máy: Chọn máy khoan đứng 2A125 có công suất động

cơ 2,8 KW và hiệu suất µ=0,8 Các thông số chính của máy:

Số vòng quay của trục chính (v/ph):

Bước 1: khoan lỗ19 Tra bảng 4- 42 [1] ta chọn mũi khoan ruột gà

đuôi côn có các thông số: D=19 (mm), L=300 (mm), l=200

(mm)

Bước 2: khoét lỗ Φ19.85 Tra bảng 4- 47 [1] ta chon mũi khoét liền

khối chuôi côn có các thông số : D=19.85 (mm), L=160 (mm), l=80(mm)

Bước 3: doa thô lỗΦ20 Tra bảng 4- 49 [1] ta chọn mũi doa liền khối

chuôi côn có các thông số: D=20 (mm), L=160 (mm), l=50(mm)

q

y

m

9,8

0,4

0,5

0,2Tra bảng 5- 30 [2] ta có chu kỳ bền T = 45 (ph)

: hệ số điều chỉnh tốc độ cắt, Tra bảng 5-1 và 5-2 [2] ta có k1 = 1.26

Tra bảng 5-5 [2] ta có k2 = 1

Tra bảng 5-6 [2] ta có k3 =1

kv=1.26 x 1 x 1=1.26

Thời gian cơ bản:

Ta dùng công thức ứng với sơ đồ gia công ở bảng 27 32

( HDTKDACNCTM – Trần Văn Địch)

Thời gian cơ bản được tính theo công thức:

( phút)

Trong đó L- chiều dài bề mặt gia công (mm)

- chiều dài ăn dao (mm)

L2- chiều dài thoát dao (mm)

S- lượng chạy dao vòng (mm/vòng)

n- số vòng quay hoặc hành trình kép trong một phút

Vậy thời gian gia công cơ bản là:0,46 (m/ph)

 Chế độ cắt cho bước 2: khoét lỗ 19.85

• Chi tiết được gia công trên máy khoan 2A125, dao khoét phi tiêu chuẫn được chế tạo bằng thép gió

• Tính lượng dư cho bề mặt Φ20:

Tính lượng dư gia công bề mặt Φ20 theo công thức sau

2Zmin = 2(RZi-1 +Ti-1 + ρ2 ε2

1 i

− )Trong đó:RZi-1 là độ nhám của nguyên công trước để lại

Ti-1 là chiều sâu lớp hư hỏng do bước công nghệ sát trước dể lại

ρ i − 1 là tổng sai lệch vị trí không gian do bước công

nghệ sát trước để lại( độ cong vênh, độ không song song v v.)

d=20 đường kính lỗ, ∆k=0,50 là độ cong vênh giới hạn của phôi trên 1mm chiều dài

) 40 0005 ,

0 ( ) 20 0005 ,

cm =

ρ

3006 , 0 3 , 0 01665 ,

ε i là sai số gá đặt chi tiết ở bước công nghệ đangthực hiện.

Sai số gá đặt khi khoét lổ:

k c

dg = ε + ε

ε

0 ,

Dung sai khi doa δ=40m =0,02mm

Dung sai khi khoét δ=84m = 0,084mm

Dung sai phôi δ= 130m = 0,13mm

Kích thước giới hạn được xác định như sau:

Sau khi doa: dmax =20,02 dmin =20mm

Sau khi khoét: dmax =19,85mm dmin =19,85 – 0,084=19,76mm

Kích thước phôi dmax =19,21mm dmin = 19,21- 0,13 =19,08mm.Lượng dư giới hạn

Khi doa:

2Zmin =20,02 – 19,85 = 0,17mm

2zmax =20 – 19,76 = 0,24mmKhi khoét:

2Zmin =19,85 – 19,21 =0,64mm 2Zmax =19,76 – 19,08 =0,68mmLượng dư tổng cộng:

2Zomin = 0,17 + 0,64 =0,81mm2Zomax =0,24 + 0,68 = 0,92mmKiểm tra tính toán:

Tdphôi – Tdcht = 0,11 = 2Zomax – 2Zomin = 0,92-0,81

Sau khi tính toán ta lập được bảng tính lượng dư như sau:

δ

µm

dminmm

dmaxmm

2Zminmm

2ZmaxmmPhôi

300,615,03 40

0,2

303,587,37

21,8720,02

1308420

19,0819,7620

19,2119,8520,02

0,640,17

0,680,24

 Tính toán chế độ cắt.

 Tính toán chế độ cắt khi khoét

Chọn lượng chạy dao dọc S = 0,75 (mm/vòng)

Chiều sâu khoét t =(dk – dph)/2 =( 19,85 – 19,21)/2 = 0,32(mm)

a.Tốc độ cắt được tính theo công thức sau:

v y x m

q

v K S t.

T

D C

9 , 0

KUV = 1 - hệ số phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt

KlV = 1 - hệ số phụ thuộc vào chiều sâu khoan

Knv = 0,8 - hệ số điều chỉnh bổ sung khi khoét doa

KV =1.1.1.0,8 = 0,8

75 , 0 31 , 0 40

85 , 19 3 , 16

5 , 0 2 , 0 3 , 0

3 , 0

p m

Số vòng quay theo tính toán:

) / ( 232 87

, 21 14 , 3

94 , 15 1000

14 , 3

1000

p v D

V

Chọn n = 250, vận tốc thực tế là

) / ( 72 , 1 1000

86527 , 21 14 , 3 250

p m

Lượng chạy dao phút: Sphút=S.n =0,75.250 =187,5 (mm/phút)

b.Tính toán lực cắt và mô men xoắn

•Tính lực cắt Lực cắt trong quá trình khoét được xác địmh tromg công thức sau:

P=10.Cp.tx.Dq.Sy.KPVới: Cp=67

•Tính mô men xoắn

Mô men xoắn simh ra trong quá trình cắt được xác định theo công thức sau

Mx=10.CM.Dq.tx.Sy.KpVới: CM=0,09

q=1,0x=0,9y=0,8Kp=1,0Mx=10.0,09.19.851,00,310,9.0,750,8.1,0 =5,35(N.m)c.Tính thời gian cơ bản khi khoét

Thiời gian cơ bản khi khoét được xác định theo công thức sau:

n S

2 L L

d

= +

= +

Chiều sâu khi doa t =(dd- dk)/2 = (20,02 – 19,85)/2 = 0,085(mm)

a.Tốc độ cắt đước xác định theo công thức sau

V y x m

q

V K S t.

T

D C

) / ( 42 , 7 8 , 0 1 , 1 0875 , 0 40

02 , 20 5 , 10

65 , 0 2 , 0 4

, 0

3 , 0

p m

100 02 , 20 14 , 3

p m

b.Tính lực cắt và mô men xoắn

Để tính toán lực cắt và mô men xoắn khi doa, mỗi một răng của dụng

cụ có thể tính như một con dao tiện trong Khi đó lực cắt và mô men xoắn được tính như sau

• Tính lực cắt

) / ( 107 02 , 20 14 , 3

42 , 7 1000

14 , 3 1000

p v n

D

V n

d

=

=

=

x=1,2y=0,65P=10.67.0,0851,2.70.1,10,65.1,0=38,25(N)

• Tính mô men xoắn Mx

Mx=

100 2

Z D S t.

100 2

10 04 , 22 11 , 0 085 , 0

200 1 , 0 1 , 7

m N

=

c.Tính thời gian cơ bản khi doa

Thời gian cơ bản khi doa lổ thông suốtdược xác định theo công thức

sau:

) ( 25334 , 0 100

1 , 1

25 2 085 , 1

) ( 2

) ( 085 , 1 1 45 085 , 0 1 2

.

0 2

0 1

2 1 0

phut T

mm L

mm ctg

ctg d d L

n S

L L L T

k d

= + +

=

=

= +

= +

−

=

+ +

=

ϕ

Với các kết quả đã tính toán ở trên ta thành lập được bảng tính chế

độ cắt cho bề mặt Φ20 như sau:

4 Nguyên công 4:khoan lỗ Φ 9.

 Gá đặt: dùng phiến tỳ định vị 3 bậc tự do tại mặt đáy

Φ35,dùng chốt trụ ngắn định vị 2 bậc tự do vào lỗ Φ20,chốt tỳ chống xoay định vị 1 bậc tự do

 Chọn máy: Chọn máy khoan đứng 2A125 có công suất

động cơ 2,8 KW và hiệu suất µ=0,8 Các thông số chính của máy:

Số vòng quay của trục chính (v/ph):

97; 140; 195; 272; 392; 545; 680; 960; 1360

Bước tiến (mm/vòng):

5 Nguyên công 5: khoét, doa lỗ Φ 12.

 Gá đặt: vẫn gá đặt như ở nguyên công 4

 Chọn máy: : Chọn máy khoan đứng 2A125 có công suất

động cơ 2,8 KW và hiệu suất µ=0,8 Các thông số chính của máy:

Số vòng quay của trục chính (v/ph):

97; 140; 195; 272; 392; 545; 680; 960; 1360

Bước tiến (mm/vòng):

Tra bảng 5-105 [2] ta dược như sau:

Lượng chạy dao s=0,75 mm/vòngTốc độ cắt v=22,5m/ph

Chiều sâu cắt t=1.2mmChu kì bền trung bình của mũi khoét T=30ph

• Doa lỗ Φ12:chúng ta thực hiện lần lượt doa thô và doa tinh để đạt được độ nhám bể mặt là Ra=2,5

-chế độ doa thô: tra bảng 5-113[2]

Lượng chạy dao s=2,5mm/vòngTốc độ cắt v=5,9m/ph

Chiều sâu cắt t=0.1mmChu kì bền trung bình của mũi doa T=40ph-chế độ doa tinh dể đạt được độ nhám bề mặt cần thiết:Lượng chạy dao s=2mm/vòng

Tốc độ cắt v=2,5m/phChiều sâu cắt t=0.05+0.027=0,077mmChu kì bền trung bình của mũi doa T=40ph

6 Nguyên công 7: Kiểm tra độ vuông góc giữa hai bề mặt Φ20 và

Φ12

PHẦN V

I.Yêu cầu khi thiết kế đồ gá

Khi thiết kế đồ gá để gia công một nguyên công của chi tiết cần phải đảm bảo những yêu cầu sau:

-Phải đảm bảo gia công được chi tiết

-Phải đáp ứng được những yêu cầu của đề bài như: độ chính xác, độ bóng

-Phải xác định một cách chính xác giữa phôi gia công và dụng cụ gia công

-Phải có tính cơ khí hoá và tự động hoá cao

-Phải giữ vị trí đó ổn định trong quá trình gia công

-Phải có tính công nghẹ cao, dễ chế tạo, thao tác an toàn, ít tốn sức và

sử dụng tối đa các kết cấu-linh kiện tiêu chuẩn

II.Tính toán thiết kế đồ gá.

3.Chọn cơ cấu kẹp chặt: Đối với dạng sản xuất hàng loạt lớn, đòi hỏi

tính cơ khí hoá cao Do đó ta phải chọn cơ cấu kẹp chặt có tính cơ động cao,

tháo lắp chi tiết phải nhanh, gá lắp chi tiết phải nhanh,chính xác.Để đáp ứng những đòi hỏi trên ta phaỉ chọn cơ cấu kẹp chặt là dầu ép - khí nén

4.Tính lực kẹp, các kích thước của cơ cấu:

Sơ đồ tính lực kẹp

a l

Các số liệu về lực cắt, mômen xoắn được tính ở phần tính chế độ cắt(phần IV, mục II.A).Ở đây ta chỉ cần so sánh lực cắt ở hai bước khoét và doa.

Khi so sánh ở hai bước khoét và doa, ta thấy: Lực cắt ở bước khoét lớn hơn ở bước doa, momen xoắn ở bước khoét lớn hơn mômen xoắn ở bước doa.Do đó khi tính toán lực kẹp cũng như các kích thước của đồ gá ta phải tính theo bước khoét

a=15mm là khoảng cách từ tâm mỏ kẹp đến tâm dao doa

Từ đó ta tính được:

a f

M

223 2

471 15 8 , 0 2

659 , 3 3 , 1 2 2