Tấm đế là một dạng chi tiết dạng hộp dùng để lắp các đơn vị lắp (nhóm, cụm, bộ phận) của các chi tiết khác lắp trên nó tạo thành một bộ phận máy nhằm thực hiện một nhiệm vụ động học nào đó của toàn máy.
Trang 1LỜI 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 phải có kiến thức sâu rộng, đồng thời phải biết vận dụng những kiến thức đó để giải quyết những vấn đề cụ thế thường gặp trong sản xuất, sửa chữa và sử dụng.
Mục tiêu của đồ án Công nghệ chế tạo máy là tạo điều kiện cho sinh viên 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 tiêu chí kỹ thuật, kinh tế trong điều kiện yêu cầu và quy mô sản xuất cụ thể Đồ
án 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 người kỹ sư gặp phải khi thiết kế một quy trình sản xuất chi tiết cơ khí.
Được sự giúp đỡ tận tình của thầy cô giáo trong khoa và đặc biệt là thầy giáo Th.s Hoàng Văn Thạnh đã hoàn thành đồ án này Dù đã rất cố gắng song không thể tránh khỏi sai sót, mong thầy cô chỉ bảo thêm Em xin chân thành cảm!
Đà Nẵng, ngày 14 tháng 08 năm 2013
Sinh viên thực hiện
Hồ Quang Thái
Trang 21.1.2 Phạm vi sử dụng:
- Hiện nay trong ngành chế tạo máy tấm đế được sử dụng rộng rãi Được làm bằng thépC45 tấm đế có khả năng chịu được tải trọng lớn, chịu được mài mòn phù hợp với các chi tiếtdạng hộp để dễ dàng tháo lắp Ngoài ra phạm vi sử dụng tấm đế còn được dùng để gá đặtcác thiết bị đo lường cơ khí đảm bảo được độ cứng vững cũng như chính xác về vị trí tươngquan giữa từng bộ phận Tuy nhiên để đạt được độ chính xác và tính công nghệ đó thì yêucầu gia công cần đạt được độ chính xác cao: độ bóng bề mặt, độ không vuông góc giữa tâm
lỗ với mặt phẳng, độ song song giữa các lỗ
1.1.3 Tính công nghệ tấm đế:
-Tấm đế có 4 lỗ Ø11 dùng để lắp ghép với các bộ phận khác thông qua mối lắp ghép
ren Ngoài ra 2 trong 4 lỗ sẽ là 2 lỗ chuẩn tinh phụ Độ chính xác của tấm đế chính là yêucầu về khoảng cách tâm của 4 lỗ, độ nhám
- Mặt phẳng A trên của tấm đế để lắp ráp với một mặt phẳng khác được gia công đạtđược độ bóng cao nên ít gây ma sát, đảm bảo được sự liên kết chặt chẽ, không có khe hở
- Hai rãnh chữ U dùng để lắp ráp và định vị Được gia công có gờ nhằm giữ cho 2 chitiết không có sự dịch chuyển tương đối nhau
- Bốn lỗ Ø10 dùng để kẹp chặt hoặc có thể định vị cho chi tiết khi gá đặt
=>Tóm lại chi tiết có dạng hình hộp với kích thước là hình vuông nên có thể gá đặt trênmâm cặp 4 chấu tạo điều kiện dễ dàng gia công trên nhiều máy cắt gọt khác nhau Điều kiệnlàm việc của tấm đế là chịu tải trọng tĩnh và ít bị mài mòn nên dùng thép C45 vừa đạt đượcyêu cầu vừa đạt được tính kinh tế Để đảm bảo được các điều kiện đặt ra, yêu cầu tấm đếphải đạt được độ cứng vững cao Các cấp chính xác, độ bóng, độ song song giữa đường tâmvà mặt đáy, độ vuông góc giữa các bề mặt, dung sai của các bề mặt phải đảm bảo theo yêucầu
1.2 Yêu cầu kỹ thuật của tấm đế cần gia công:
1.2.1 Yêu cầu kỹ thuật:
- Độ không song song giữa bốn lỗ ∅11 cho phép 0.01/100
- Độ không vuông góc giữa tâm lỗ ∅11 với mặt phẳng A 0.03mm
- Góc lượn chưa ghi kích thước có R=3mm
Từ bản vẽ chi tiết và các yêu cầu kỹ thuật trên ta thấy:
-Chi tiết gia công là tấm đế: cần gia công mặt phẳng A, các rãnh, gờ và các lỗ ∅11 có
độ chính xác cao Vật liệu bằng thép C45, giá thành rẻ
-Chi tiết cần gia công có yêu cầu độ bóng, độ chính xác vị trí tương quan giữa các bềmặt tương đối cao
-Chi tiết có tính đối xứng, hình dạng chi tiết không quá phức tạp nên có tính công nghệcao
-Kết cấu chi tiết không quá phức tạp và yêu cầu kỹ thuật tương đối Ta có bản vẽ chitiết như sau
Trang 3
+0.01 - +0.02 -
+0.02 -
Hình 1: Bản vẽ chi tiết tấm đế
1.2.2.Mô phỏng chi tiết gia công
Hình 2: Chi tiết được mô phỏng 3D
1.2.3 Vật liệu chế tạo tấm đế:
-Chi tiết làm bằng thép C45 có những tính chất sau:
Trang 4Độ giãndàitươngđối, δs,
%
Độ thắttươngψ,%
Độ dai vađập, ak
kGm/mm2
Độ bền HB
Thépcánnóng
Thép ủ
-Đặc điểm chi tiết dạng hộp: thường có hình dạng phức tạp với thành vách xungquanh Trên hộp có phần lớn bề mặt cần gia công với độ chính xác khác nhau và cũng cómột số mặt phẳng không phải gia công Đặc biệt trên hộp có hệ lỗ có vị trí tương quan chínhxác và cũng có một số lượng các lỗ nhỏ để kẹp chặt các chi tiết khác lên hộp Các lỗ trênhộp chia làm 2 loại:
-Lỗ chính xác lắp ghép với ỗ đỡ gọi là lỗ chính
-Lỗ không chính xác dùng để kẹp chặc các chi tiết gọi là lỗ phụ
-Chi tiết làm việc trong điều kiện rung động và tải trọng thay đổi
-Về mặt kết cấu, chi tiết tấm đế có dạng đối xứng, hình dạng của chi tiết không phứctạp nên có tính công nghệ cao, bản vẽ chi tiết đã đủ các hình chiếu và các mặt bên nên nhìnvào bản vẽ ta có thể hình dung được chi tiết yêu cầu
-Theo kết cấu của chi tiết cho phép ta dùng phương pháp gia công tự động đạt kíchthước và cho năng suất cao, chế độ gia công không bị kết cấu của chi tiết hạn chế
-Kết cấu của chi tiết đơn giản và điều kiện kỹ thuật không cao lắm nên có thể thựchiện phương pháp tạo phôi như : phôi rèn; phôi dập: phôi đúc…
-Từ những nhận xét trên và bề mặt làm việc của lỗ nên trong quá trình chọn chuẩn phảichú ý là chọn chuẩn tinh để để gia công lỗ đạt yêu cầu về dung sai, độ chính xác, vị trítương quan…
*********************
Trang 5CHƯƠNG II XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT
-Sản lượng hàng năm: 4000 chiếc/năm.
Để xác định dạng sản xuất, ta dùng công thức:
N: Số chi tiết sản xuất hàng năm
N1: Số sản phẩm được sản xuất trong một năm
N1= 4000 chiếc/năm
m: Số chi tiết trong một sản phẩm; m=1
α: Phế phẩm trong xưởng rèn dập α =(3-:-6) %
β: Số chi tiết tạo thêm để dự trữ Chọn β= 6%
Suy ra: Vậy N = 4000.1(1 +
100
6
4+
) =4400 (chiếc/năm) -Xác định khối lượng chi tiết: Q=V×γ
Trong đó: Q- Khối lượng của chi tiết
V- Thể tích của chi tiết
γ −khối lượng riêng của vật liệu làm chi tiết γthép=7,852kg/dm3
-Với trọng lượng của chi tiết như đã tính ở trên và sản lượng hằng năm 4000 chiếc/năm ,
ta tra bảng 2 [TKĐA CNCTM], ta suy ra dạng sản xuất của chi tiết tấm đế cần gia công làhàng loạt vừa
- Đặc điểm của dạng sản xuất này:
- Sản lượng hàng năm vừa
- Sản lượng tương đối ổn định
- Chu kỳ chế tạo được xác định
- Dùng máy vạn năng và đồ gá chuyên dùng
Trang 6CHƯƠNG III LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI
-Vật liệu chế tạo phôi là thép C45, nên ta có nhiều phương pháp chế tạo phôi để chọnnhư : phôi rèn, phôi dập, phôi đúc…
-Qua phân tích chi tiết ta thấy, chi tiết có kết cấu đơn giản, nhiều mặt phẳng đối xứngnhau, kích thước nhỏ, thêm vào đó là dạng sản xuất hàng loạt lớn và vật liệu chế tạo chitiết là thép C45, nên ta chọn phương pháp chế tạo phoi là phương pháp dập nóng Hìnhdạng chi tiết đơn giản nên ta chọn phương pháp có lòng khuôn kín
-Ưu, nhược điểm của phương pháp dập nóng:
*Ưu điểm:
+/ Năng suất cao, dễ cơ khí hóa, tự động hóa
+/ Vật dập có độ chính xác và độ nhẵn bề mặt cao
+/ Kim loại có tổ chức dạng thớ sợi đáp ứng được yêu cầu về tải trọng
+/ Kim loại sau khi dập có tổ chức sít chặt, cơ tính cao hơn
+/ Có thể khắc phục được một số khuyết tật như rỗ tế vi, rỗ co, …
+/ Năng xuất lao động cao, giá thành sản xuất thấp khi sản lượng lớn
*Nhược điểm:
+/ Khi dập kim loại bị xô lệch mạng tinh thể, dễ bị biến cứng do đó đòi hỏi kim loại có
tính dẻo cao, sau khi gia công cần phải ủ mềm, …
+/ Khối lượng vật dập trong khuôn hạn chế.
+/ Khó gia công các phôi có khối lượng lớn, hình dáng phức tạp
+/ Giá thành chế tạo khuôn dập cao
+/ Thiết bị tạo lực cần phải có khối lượng lớn, độ cứng và độ chính xác cao
+/ Vốn đầu tư trang thiết bị lớn
+/ Khi số lượng sản xuất ít thì hiệu quả kinh tế thấp
-Vật liệu chế tạo phôi là thép C45 nên ta chọn phương pháp dập thể tích ở trạng tháinóng, dập trên máy ép trục khuỷu
-Cấu tạo khuôn dập:
Trang 722
+0.01 - +0.02 -
Trang 8CHƯƠNG IV THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
4.1 Phân tích các đặc diểm về yêu cầu kỹ thuật của bề mặt gia công:
-Dựa vào các thông số và yêu cầu về dung sai, độ nhám,… ta phân tích các đặcđiểm kỹ thuật của từng bề mặt như sau:
-Mặt đáy: Mặt đáy của chi tiết là bề mặt ta dùng làm chuẩn định vị, độ nhám Ra=2,5nên ta phải gia công chính xác, đạt cấp chính xác IT7 Có các phươong pháp gia côngnhư phay tinh bằng dao phay mặt đầu, phay tinh mỏng bằng dao phay trụ, bào tinh,… -Bề mặt trên: Là bề mặt mà các chi tiết khác đặt lên nó, độ nhám Ra=2,5 Có cácphương pháp gia công như phay tinh bằng dao phay mặt đầu, phay tinh mỏng bằngdao phay trụ, bào tinh,…
-Các mặt bên : Độ nhám Ra=2,5 ta có thể bào tinh, phay tinh bằng dao phay đĩa,… -Bề mặt 4 lỗ ∅11 : Là bề mặt làm việc chính của tấm đế, để lắp ghép các chi tiếtkhác lên nó, độ nhám yêu cầu Ra=2,5 đạt cấp chính xác IT6, do đó ta có thể dùngphương pháp doa tinh bằng dao doa 1 lưỡi hoặc nhiều lưỡi, chuốt tinh,…
-Bề mặt 4 lỗ ∅10 : Có độ nhám Ra=2,5 ta có thể dùng các phương pháp như doa tinhbằng dao doa một lưỡi hoặc nhiều lưỡi, chuốt tinh,…
-Bề mặt 2 rãnh bên : Là bề mặt làm việc quan trọng, chỗ lắp tấm đế với bàn máy, tadùng làm chuẩn định vị trong việc thiết kế nguyên công, độ nhám Ra=1,6 nên dùngcác phương pháp như phay tinh, doa tinh, chuốt tinh,…
4.2 Trình tự các nguyên công, phương pháp gia công
-Trình tụ các nguyên công:
NC1: Gia công mặt đáy
NC2: Gia công 2 rãnh và hạ bậc
NC3: Gia công 2 mặt bên
NC4: Gia công 2 mặt bên còn lại
NC5: Gia công mặt đầu
NC6: Gia công thô và bán tinh 4 lỗ ∅11 ( kết hợp khoan, khoét,doa)
NC7: Gia công 2 lỗ ∅10 ở mặt bên ( kết hợp khoan, khoét, doa)
NC8: Gia công 2 lỗ ∅10 ở 2 mặt bên còn lại ( kết hợp khoan, khoét, doa)
NC9: Tổng kiểm tra
4.2.1 Nguyên công 1: Gia công mặt đáy A
+ Phương pháp gia công: Phay
+ Định vị: Mặt dưới định vị 3 bậc tự do bằng chốt tì cố định có khia nhám.Mặt bênđịnh vị 2 bậc tự do và mặt sau định vị 1 bậc tự do bằng chôt tỳ cố định đầu tròn để tăng
độ cưng vững Hạn chế được 6 bậc tự do
+ Kẹp chặt: Lực kẹp có phương song song với mặt dưới, đặt vào mặt bên, chiều từtrái qua phải kẹp chặt bằng cơ cấu kẹp ren vít đòn bẫy
+ Máy: dùng máy phay đứng vạn năng 6H12
+Các thông số của máy:
- Công suất động cơ chính: Nc=7 Kw
- 18 cấp vòng quay trục chính
- Hiệu suất : 0.75
Trang 9+ Sơ đồ gá đặt:
2,5
2 2
- Góc nghiêng rãnh thoát phoi: ψ= 25-300
4.2.2 Nguyên công 2: Gia công 2 rãnh và hạ bậc
+ Phương pháp gia công: Phay cắt rãnh và hạ bậc
+ Định vị: Định vị mặt đáy vừa mới gia công 3 bậc tự do bằng 2 phiến tì có rãnh nghiêng( một phiến tì hạn chế 2 bậc tự do, phiến tì còn lại hạn chế 1 bậc tự do), mặt bên định vị 2bậc tự do và mặt sau định vị 1 bậc tự do bằng chốt tì cố định đầu tròn
+ Kẹp chặt: Lực kẹp có phương song song với mặt đáy, đặt vào mặt bên, chiều từ phải quatrái Kẹp chặt bằng cơ cấu kẹp ren vít đòn bẫy
+ Máy: Dùng máy phay đứng vạn năng 6H12
Trang 10+ Sơ đồ gá đặt:
2 2
+ Dao: Tra bảng 4-65, trang 356 sổ tay CNCTM 1 ta chọn:
1) Dao phay ngón chuôi trụ làm bằng thép gió, có đường kính Ø12 mm
- Đường kính lưỡi cắt: D=12 mm
- Chiều dài dao: L=83 mm
- Chiều dài phần làm việc : l=26 mm
- Số răng Z= 5 răng
- Góc nghiêng rãnh thoát phoi: ψ= 30-350
2) Dao phay ngón chuôi trụ làm bằng thép gió, có đường kính Ø22 mm
- Đường kính lưỡi cắt: D=22 mm
- Chiều dài dao: L= 104 mm
- Chiều dài phần làm việc : l=38 mm
- Số răng Z= 5 răng
- Góc nghiêng rãnh thoát phoi: ψ= 30-350
4.2.3 Nguyên công 3: Gia công 2 mặt bên
+ Phương pháp gia công: Phay
Trang 11+ Ta dùng mặt đáy và 2 rãnh bên để làm chuẩn tinh thống nhất.
Định vị mặt đáy 3 bậc tự do bằng 2 phiến tì có rãnh nghiêng( một phiến tì hạn chế 2bậc tự do, phiến tì còn lại hạn chế 1 bậc tự do), một rãnh định vị bằng chốt trụ ngắn hạn chếđược 2 bậc tự do, rãnh còn lại định vị bằng chốt trám hạn chế được 1 bậc tự do
+ Kẹp chặt: Lực kẹp có phương song song với mặt đáy, đặt vào mặt trên, chiều từ trênxuống Kẹp chặt bằng cơ cấu kẹp ren vít đòn bẫy
+ Máy: Dùng máy phay vạn năng nằm ngang 6H82 (P623)
Các thông số của máy:
- Công suất động cơ chính : Nc= 7 Kw, tốc độ quay np= 1440 vg/ph
- 18 cấp vòng quay trục chính: ntc=30÷1500 vg/ph
- Xích chạy dao nhanh: Snh= 2300 mm/ph
+ Dao: Tra bảng 4-84 sổ tay CNCTM 1, trang 369 ta chọn:
Dao phay đĩa 3 mặt răng gắn mảnh thép gió
- Đường kính lưỡi cắt : D= 100 mm
- Bề rộng dao : B= 14 mm
- Đường kính lắp trên trục: d(H7)=27 mm
- Số răng Z= 12 răng
Trang 124.2.4 Nguyên công 4: Gia công 2 mặt bên còn lại
+ Phương pháp gia công: Phay
+ Ta dùng mặt đáy và 2 rãnh bên để làm chuẩn tinh thống nhất
Định vị mặt đáy 3 bậc tự do bằng 2 phiến tì có rãnh nghiêng( một phiến tì hạn chế 2bậc tự do, phiến tì còn lại hạn chế 1 bậc tự do), một rãnh định vị bằng chốt trụ ngắn hạn chếđược 2 bậc tự do, rãnh còn lại định vị bằng chốt trám hạn chế được 1 bậc tự do
+ Kẹp chặt: Lực kẹp có phương song song với mặt đáy, đặt vào mặt trên, chiều từ trênxuống Kẹp chặt bằng cơ cấu kẹp ren vít đòn bẫy
+ Máy: Dùng máy phay vạn năng nằm ngang 6H82
Các thông số của máy:
- Công suất động cơ chính : Nc= 7 Kw, tốc độ quay np= 1440 vg/ph
- 18 cấp vòng quay trục chính: ntc=30÷1500 vg/ph
- Xích chạy dao nhanh: Snh= 2300 mm/ph
+ Dao: Tra bảng 4-84 sổ tay CNCTM 1, trang 369 ta chọn:
Dao phay đĩa 3 mặt răng gắn mảnh thép gió
- Đường kính lưỡi cắt : D= 100 mm
- Bề rộng dao : B= 14 mm
- Đường kính lắp trên trục: d(H7)=27 mm
Trang 13- Số răng Z= 12 răng
4.2.5 Nguyên công 5: Gia công mặt đầu
+ Phương pháp gia công: phay
+ Máy: Dùng máy phay đứng vạn năng 6H12
+ Dao: Chọn dao phay mặt đầu răng chắp mảnh thép gió
- Đường kính lưỡi cắt : D= 100 mm
- Bề rộng dao : B= 40 mm
- Đường kính lắp trên trục: d(H7)=32 mm
- Số răng Z= 10 răng
- Góc nghiêng rãnh thoát phoi: ψ= 25-300
4.2.6 Nguyên công 6: Khoan , khoét, doa, vát mép 4 lỗ ∅11
Trang 14+ Phương pháp gia công: Khoan, khoét, doa, vát mép
+ Máy: Dùng máy khoan cần 2H53
Thông số kỹ thuật của máy:
- Đường kính lớn nhất của lỗ gia công : Ø35 mm
- Khoảng cách từ tâm trục chính tới trụ máy 320÷1250 mm
- Khoảng cách từ tâm trục chính tới bàn máy 320÷1400 mm
- Số cấp tốc độ: 21 cấp tốc độ
- Số vòng quay trục chính n= 25÷2500 vg/ph
- Số cấp tốc độ chạy dao: 12
- Lượng chạy dao: s= 0.056÷2.5 mm/ph
- Công suất động cơ N=3 Kw
- Kích thước máy: 870x2140 mm
+ Dao: Tra bảng 4-41 và bảng 4-47, sách sổ tay CNCTM 1, trang 326 và trang 332 , ta chọn:
Trang 151) Mũi khoan ruột gà đuôi trụ, làm bằng thép gió:
- Đường kính dao: 6 mm
- Chiều dài dao : L= 66 mm
- Chiều dài làm việc: l= 28 mm
2) Mũi khoét liền khối bằng thép gió P18, chuôi côn:
- Đường kính dao: 10 mm
- Chiều dài dao : L= 160 mm
- Chiều dài làm việc: l= 80 mm
Tra bảng 4-49 đến bảng 4-53, sách sổ tay CNCTM 1, trang 336 đến trang 340, ta chọn: 1) Dao doa liền khối làm bằng thép gió, chuôi côn:
Dao doa thô:
- Đường kính dao: 10.8 mm
- Chiều dài dao : L= 200 mm
- Chiều dài làm việc: l= 40 mm
Dao doa tinh:
- Đường kính dao: 11 mm
- Chiều dài dao : L= 200 mm
- Chiều dài làm việc: l= 40 mm
2) Dao khoét vát mép: Tra bảng 4-47 sách sổ tay CNCTM 1, trang 332
- Đường kính dao: 15mm
- Chiều dài dao : L= 18mm
- Chiều dài làm việc: l= 85 mm
4.2.7 Nguyên công 7: Khoan , khoét, doa 2 ∅10
+ Phương pháp gia công: Khoan, khoét, doa
+ Sơ đồ gá đặt:
Trang 16+ Máy: Dùng máy khoan cần 2H53
+ Dao: Mũi khoan ruột gà đuôi trụ, làm bằng thép gió:
- Đường kính dao: 10 mm
- Chiều dài dao : L= 89 mm
- Chiều dài làm việc: l= 43mm
4.2.8 Nguyên công 8: Khoan , khoét, doa 2 lỗ ∅10 còn lại.
+ Phương pháp gia công: Khoan, khoét, doa
+ Sơ đồ gá đặt:
