Chi tiết ống ren là chi tiết được dùng nhiều trong chế tạo máy và thường được dùng để nối các đường ống dẫn chất lỏng , chất khí hoặc được được sử dụng vào một số mục đích khác Chi tiết ống ren có thể xếp vào dạng chi tiết điển hình là trục . Khi chi tiết ống ren làm việc thì trên bề mặt ren M30 x 1,5 chịu lực xiết V hoặc mômen xiết T vì thế bề mặt ren xuất hiện ma sát , chịu mài mòn , nếu chịu tải trọng rung động va đập thì mối ghép ren có thể bị nới lỏng
Đồ Án Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD : Hoàng Văn Thạnh LỜI NÓI ĐẦU. Ngày nay với tốc độ phát triển của khoa học kỹ thuật nhằm mục đích đẩy mạnh công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước. Bên cạnh những ngành công nghiệp khác thì ngành công nghiệp cơ khí cũa những năm gần đây cũng đã đạt được nhiều thành tựu to lớn, gần như đáp ứng được nhu cầu của nền kinh kế và đất nước. Cùng với sự phát triển đi lên của nền kinh tế quốc gia, ở nước ta nhu cầu các sản phẩm cơ khí trong các lĩnh vực công nghiệp dịch vụ và sinh hoạt tăng trưỡng không ngừng. Hiện nay nền kinh tế nước ta đang phát triển mạnh mẽ đời sống nhân dân được nâng cao. Do vậy việc thêm các nhà máy cơ khí là điều rất cần thiết để đáp ứng nhu cầu của nền kinh tế. Việc quan tâm quyết định đúng đắn vấn đề kinh tế kỹ thuật trong việc thiết kế chi tiết máy sẽ mang lại lợi ích không nhỏ đối với hệ thống kinh tế quốc dân. Do đó việc tìm hiểu và nắm vững công việc thiết kế công nghệ chế tạo máy, để đảm bảo chất lượng và độ tin cậy của chi tiết máy, an toàn và kinh tế là yêu cầu quan trọng đối với người kỹ sư cơ khí. Nhiệm vụ của Đồ Án Công Nghệ Chế Tạo Máy của em là thiết kế chi tiết than gối đỡ. Với những kiến thức đã thu nhận được trong những nam học tập vừa qua và sự hướng dẫn nhiệt tình cảu thầy Hoàng Văn Thạnh và các thầy cô trong khoa đến nay em đã hoàn thành nhiện vụ. Vì thời gian và kiến thức có hạn nên chắc hẵn đồ án của em không thể tránh khỏi những sai sót kính mong các thầy chỉ bảo thêm cho em. Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn thầy Hoàng Văn Thạnh và các thầy cô trong khoa đã tận tình hướng dẫn và chỉ bảo em để em có thể hoàn thành nhiện vụ. Đà Nẵng: Ngày 17 – 8 – 2013 Hoàng Như Phan SVTH : Hoàng Như Phan Trang 1 Đồ Án Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD : Hoàng Văn Thạnh Phần I Phân tích điều kiện làm việc và yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm 1.1 Phân tích điều kiện làm việc của chi tiết : - Chi tiết ống ren là chi tiết được dùng nhiều trong chế tạo máy và thường được dùng để nối các đường ống dẫn chất lỏng , chất khí hoặc được được sử dụng vào một số mục đích khác - Chi tiết ống ren có thể xếp vào dạng chi tiết điển hình là trục . Khi chi tiết ống ren làm việc thì trên bề mặt ren M30 x 1,5 chịu lực xiết V hoặc mômen xiết T vì thế bề mặt ren xuất hiện ma sát , chịu mài mòn , nếu chịu tải trọng rung động va đập thì mối ghép ren có thể bị nới lỏng - Ngoài ra bề mặt ngoài của ống ren còn có rãnh then được lắp then với mục đích truyền tải trọng là mô men xoắn nên bề mặt trụ ngoài của ống ren chịu ma sát mài mòn và phải đảm bảo độ bền độ cứng , và chất lượng bề mặt theo yêu cầu - Khi lắp ghép chi tiết vào bộ phận máy phải đảm bảo vị trí tương quan nên phải đảm bảo độ không song song giữa các bề mặt A và B giữa A,B và đường tâm M30 1.2 Phân tích yêu cầu kỹ thuật : - Từ điều kiện làm việc của chi tiết nên chi tiết phải đảm bảo một số yêu cầu kỹ thuật sau : + Các lỗ ren M30,M10 đạt cấp chính xác 8 + Độ nhám bề mặt trụ ngoài của ống ren đạt R a = 1.25 ; bề mặt A,B đạt R a = 2.5 + Kích thước giữa hai mặt A,B phải đạt dung sai 16 +0,035 + Độ đối xứng rãnh then so với đường tâm M30 không quá 0,03/100 mm + Độ không song song giữa mặt A và B không quá 0,02/100 mm + Độ không song song giữa mặt A,B và đường tâm M30 không quá 0,02/100 mm + Độ cứng chi tiết sau khi nhiệt luyện phải đạt 40 – 45 HRC 1.3Vật liệu chế tạo : - Vật liệu chế tạo ống ren là thép C45 có thành phần hóa học như sau : SVTH : Hoàng Như Phan Trang 2 Đồ Án Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD : Hoàng Văn Thạnh Thành phần C Si Mn S P Ni Cr % 0,4-0,5 0,17-0,37 0,5-0,8 0,045 0,045 0,3 0,3 - Thép có cơ tính tổng hợp cao : độ bền ,độ dẻo , độ dai va đập cao chịu tải trọng, áp suất lớn và ở đây điều kiện làm việc của chi tiết cũng không quá khắc nghiệt nên việc sử dụng thép C45 là hợp lý mà không cần sử các thép hợp kim khác - Đối với thép thì có tính dẻo nên khi chọn phương pháp tạo phôi nên sử dụng phương pháp dập để nâng cao cơ tính của vật liệu Phần II Định dạng sản xuất 2.1 Xác định số lượng chi tiết : Số lượng chi tiết hằng năm được xác định theo công thức sau : N = m.N 1 (1 + 100 βα + ) - Trong đó : N là số chi tiết được sản xuất trong một năm N 1 là số sản phẩm được sản xuất trong một năm N 1 = 4000 m là số chi tiết trong một sản phẩm m = 1 β là số chi tiết sản xuất thêm để dự trữ β = 5% α là số chi tiết phế phẩm α = 3% Vậy ta có : N = 4000.( 1+ 100 53 + ) = 4320 (chi tiết) 2.2 Xác định trọng lượng chi tiết : - Trọng lượng của chi tiết được tính theo công thức như sau : Q = V. γ - Trong đó : Q là trọng lượng của chi tiết (Kg) V là thể tích của chi tiết tính bằng (dm 3 ) γ là trọng lượng riêng của vật liệu (7,852 Kg/dm 3 ) - Thể tích của chi tiết : V = V 1 + V 2 + V 3 SVTH : Hoàng Như Phan Trang 3 Đồ Án Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD : Hoàng Văn Thạnh - Trong đó V 1 là thể tích của mặt trụ φ 40 : V 1 = π .20 2 .100/10 6 = 0,1256 (dm 3 ) V 2 là thể tích của khối hộp 20 x 35 x5 : V 2 = 0.0035(dm 3 ) V 3 là thể tích hình khối bao gồm một hình hộp và ½ hình trụ V 3 =( 10.20 + ½ π 10 2 ) 16 /10 6 = 0,0057 (dm 3 ) - Vậy ta có : V = 0,1348 (dm 3 ) Q = 0,1348 .7,852 = 1.0584496(Kg) - Tra bảng 2 : (Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy – Trần Văn Địch ) Với 500 < N <5000 và Q < 4 Thì dạng sản xuất ở đây là hàng loạt vừa Phần III : Lựa chọn phương pháp chế tạo phôi 3.1 Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết : - Tính công nghệ trong kết cấu là những đặc điểm trong kết cấu cũng như yêu cầu kỹ thuật ứng với chức năng làm việc của chi tiết gia công . Vì vậy việc phân tích kết cấu theo quan điểm công nghệ để tìm ra những phần tử kết cấu cũng như những yêu cầu kỹ thuật chưa hợp lý đối với chức năng làm việc của chi tiết gia công . Từ đó có thể đưa ra những đề nghi sữa đổi bổ sung kết cấu nhằm nâng cao tính công nghệ , cho phép giảm khối lượng lao động , tăng hệ số sử dụng vật liệu hạ giá thành sản phẩm SVTH : Hoàng Như Phan Trang 4 Đồ Án Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD : Hoàng Văn Thạnh 35 20 2,5 2,5 2,5 B A R3 10 25 6 1.25 1 x 45 0 1 x45 0 R10 M10 125 100 90 3 5 10 Ø40 Ø31 120 0 M30x1,5 Ø30,3 Yêu c?u k? thu?t 16 0,035 - Đối với chi tiết ống ren hình trên thì chúng ta có thể chia chi tiết thành 2 thành phần : Phần một gồm ống có rãnh then và ren trong và phần còn lại. Sau đó hàn lại với nhau tuy nhiên việc đảm bảo độ song song giữa mặt A,B và đường tâm M30 gặp khó khăn - Kết cấu của chi tiết rất khó khăn cho việc gia công rãnh thoát dao có chiều rộng 3mm - Vì chi tiết có thành mỏng nên khi kẹp để gia công trên mâm cặp có thể gây biến dạng do lực kẹp gây ra - Bề mặt trụ ngoài có rãnh then và yêu cầu độ nhám R a = 1.25 là hợp lý có thể gia công bằng phương pháp tiện - Các lỗ ren yêu cầu độ chính xác thấp cấp 8 tạo điều kiện giảm khối lượng lao động SVTH : Hoàng Như Phan Trang 5 Đồ Án Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD : Hoàng Văn Thạnh - Do kết cấu của chi tiết là ống không thông nên khi tạo phôi bằng phương pháp đúc hoặc dập thì không tạo được lỗ vì thế khi gia công phải gia công lỗ φ 30 - Ở một đầu ống ren có vát mép góc 120 0 nên tạo điều kiện gia công lỗ ren bằng Ta rô - Các bề mặt A,B yêu cầu độ nhám R a = 2,5 và độ song song ko quá 0.02 nhìn chung là hợp lý - Chi tiết sử dụng vật liệu thép C45 là hợp lý vì chi tiết làm việc trong điều kiện không đến nỗi khắc nghiệt nên không nên sử dụng thép hợp kim nhằm hạ giá thành sản phẩm 3.2 Lựa chọn phương pháp chế tạo phôi : - Đối với ống ren thì ta có thể sử dụng phương pháp tạo phôi bằng đúc hoặc dập + Phương pháp đúc : có ưu điểm đơn giản ,có thể sử dụng đúc trong khuôn cát , tuy nhiên phương pháp đúc dễ gây ra các khuyết tật như rỗ khí , thiên tích . vv, tạo khuôn rất mất thời gian năng suất thấp , lượng phế phẩm cao chất lượng bề mặt thấp + Phương pháp dập thể tích : ưu điểm năng suất cao,dễ cơ khí hóa và tự động hóa độ chính xác và độ bóng bề mặt cao. Tuy nhiên phải đầu tư trang thiết bị và phải thiết kế khuôn dập thích hợp với loại sản xuất hàng loạt và hàng khối . Vì vậy ở đây ta chọn phương pháp tạo phôi là dập thể tích SVTH : Hoàng Như Phan Trang 6 Đồ Án Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD : Hoàng Văn Thạnh Hình 1 : Khuôn dập Phần IV : Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo chi tiết 4.1 Phân tích đặc điểm về yêu cầu kỹ thuật bề mặt gia công : - Bề mặt trụ ngoài gia công yêu cầu độ nhám R a = 1.25 tương ứng với độ bóng cấp 7 với cấp độ nhám này thì ta có thể đạt được bằng phương pháp tiện - Đối với bề mặt A,B yêu cầu độ nhám R a = 2.5 tương ứng với độ bóng cấp 6 ta có thể đạt được độ bóng này bằng phương pháp phay tinh - Yêu cầu độ song song giữa hai bề mặt A,B không quá 0.02/100mm nên hai bề mặt A,B cần gia công đồng thời với dung sai 16 +0,035 tương ứng với cấp chính xác 8 nên ta có thể sử dụng phương pháp phay 4.2 Trình tự các nguyên công gia công chọn máy dao, trang bị công nghệ : - Nguyên công 1: Tiện mặt đầu và mặt trụ trong φ 30 và rãnh thoát dao SVTH : Hoàng Như Phan Trang 7 Đồ Án Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD : Hoàng Văn Thạnh - Sơ đồ gá đặt : W n S (mm/vg) S (mm/vg) 1.25 30 105 +1 -Đinh vị : Hạn chế 5 bậc tự do bằng mặt trụ ngoài và mặt đầu bằng mâm cặp ba chấu tự định tâm và chốt tỳ đầu cong - Chọn máy : gia công trên máy tiện vạn năng T620 Máy có các thông số cơ bản như sau : Các thông số cơ bản của máy Giá trị Đường kính chi tiết lớn nhất gia công được 400 mm Khoảng cách hai đầu tâm 750 mm Số cấp tốc độ 24 SVTH : Hoàng Như Phan Trang 8 Đồ Án Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD : Hoàng Văn Thạnh Phạm vị tốc độ của trục chính 12.5 ÷ 2000 (Vg/ph) Đường kính lỗ trục chính 38 ( mm ) Công suất động cơ truyền động chính 7 (Kw ) Dịch chuyển dọc lớn nhất 640/930/1330 (mm) Dịch chuyển ngang lớn nhất 250 (mm) Phạm vi bước ren cắt được hệ mét 1 ÷ 19.2 (mm) Phạm vi bước ren cắt được hệ anh 24÷ 2 (Vg/inch) Phạm vi bước ren cắt được hệ mô đun 0.5 π ÷ 48 π Số dao lắp được trên đài dao 4 Kích thước dao rộng x cao 20 x 25 (mm) Phạm vi bước tiến dao ngang 0.035 ÷ 2.08 (mm/Vg) Phạm vi bước tiến dao dọc 0.07÷ 4.16 (mm/vg) - Chọn dao:Sử dụng dao tiện đầu gắn mảnh hợp kim cứng BK8 + Tiện mặt đầu bằng dao than cong kích thước 20 x16 x45 0 + Tiện mặt trụ trong và rãnh thoát dao bằng dao tiện trong thân thẳng có kích thước như sau : H B L m a r 25 16 140 6 16 1.0 - Nguyên công 2 : Tiện mặt trụ ngoài φ 40 - Sơ đồ gá đặt : SVTH : Hoàng Như Phan Trang 9 Đồ Án Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD : Hoàng Văn Thạnh W n S (mm/vg) 1.25 100 Ø 44 +0,5 -0.2 100 - Định vị : Hạn chế 5 bậc tự do bằng mặt trụ trong và mặt đầu bằng trục gá đàn hồi và chốt tỳ đầu cong - Kẹp chặt : Bằng trục gá đàn hồi - Chọn máy : Chọn máy tiện T620 Có các thông số như nguyên công 1 - chọn dao : Chọn dao tiện có gắn mảnh hợp kim BK8 có kích thước 20 x16 x45 0 - Nguyên công 3 : Phay hai mặt song song C và D - Sơ đồ gá đặt : SVTH : Hoàng Như Phan Trang 10 [...]... = n m πD 1000 = 270 x10π = 8.48 (m/ph) 1000 Nguyên công 8 : Gia công lỗ ren M30 : Số bước cắt ren tra bảng 5.46 ta có : số bước cắt ren là 2 SVTH : Hoàng Như Phan Trang 24 Đồ Án Công Nghệ Chế Tạo Máy * Chi u sâu cắt t : GVHD : Hoàng Văn Thạnh t = 1 mm *Lượng chạy dao s : S = 1,5 ( mm/vg) *Tốc độ cắt v : (m/ph) Tra bảng 5.190 (sổ tay công nghệ chế tạo máy 2) ta có : Vb = 16 ( m/ph) Vt = Vb K1.K2K3 =... 1000 - Công suất : bảng 5-157 trang 140 [sổ tay CNCTM T2] Ne = 1,2 kW Nguyên công 6 : Gia công hai mặt phẳng song song A , B : * Chi u sâu cắt t : SVTH : Hoàng Như Phan t = 5 mm Trang 23 Đồ Án Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD : Hoàng Văn Thạnh *Lượng chạy dao s : Tra bảng 5.163 (sổ tay công nghệ chế tạo máy 2) ta có : Sz = 0,12 – 0,08 ( mm/ răng ) chọn Sz = 0,08 ( mm/răng) *Tốc độ cắt v : (m/ph) Tra bảng 5.164... 3122 = 9366 (N.mm) 2 2 5.2 Tính toán lực kẹp , chọn cơ cấu tạo lực kẹp và tính toán nguồn sinh lực 5.2a Tính toán lực kẹp cần thiết : SVTH : Hoàng Như Phan Trang 30 Đồ Án Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD : Hoàng Văn Thạnh W Mc W L1 L3 Ps L2 0 90 N A N - Lực cắt Ps làm cho chi tiết di chuyển chi tiết theo chi u dọc trục nên lực kẹp phải tạo ra ma sát lớn hơn lực Ps ta có phương trình cân bằng lực như sau : K... Khối V tra bảng 8.5 sổ tay công nghệ chế tạo máy 2 ta chọn khối V có kích thước như sau : H 40 L 40 h 11 h1 22 b 20 B 100 A 76 d1 A1 20 d 11 d1 17 d2 8 90° h h1 L d b d2 A1 H A B - Chốt tỳ tra bảng 8.1 ta có : SVTH : Hoàng Như Phan Trang 34 Đồ Án Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD : Hoàng Văn Thạnh b C x450 R=D D d H L D 8 R 8 H 8 L 16 b 2 c 1 d 6 - Đòn kẹp : chọn theo bảng 8.30 sổ tay công nghệ chế tạo máy 2... Tra công suất cắt thực tế Công suất cắt: bảng 5-68 trang 60 [sổ tay CNCTM T2] SVTH : Hoàng Như Phan Trang 19 Đồ Án Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD : Hoàng Văn Thạnh + tiện thô mặt đầu: Ne = 4.1 kW + tiện tinh mặt đầu: Ne = 4.1 kW + tiện thô lỗ φ 30 : Ne = 2.0 kW + tiện tinh lỗ φ 30 : Ne = 2.4 kW Trong nguyên công 1 bước tiện thô mặt đầu cần công suất cắt lớn nhất (tra bảng 5.68 sổ tay công nghệ chế tạo. .. : ( Tra bảng 5.63 sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2 ) Vb = 62( m/ph) Vt = Vb K1.K2K3 = 62 1 0,8 = 49,6 (m/ph) - Vậy ta có : nt = 1000vt = πD 1000x 49,6 = 394(vg/ph) 40π - Chọn theo máy nm = 400(vg/ph) - Tốc độ cắt thực tế vtt = n m πD 1000 = 400 x 40π = 50,24(m/ph) 1000 + Tiện tinh : ( Tra bảng 5.63 sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2 ) SVTH : Hoàng Như Phan Trang 20 Đồ Án Công Nghệ Chế Tạo Máy Vb... - Ghi lại giá trị t1 - Quay chi tiết quanh trục kiểm 1 tới khi có được gia trị bé nhất - Ghi lại giá trị t2 Δt = |t1 – t2| Độ không đồng tâm là Δ = Δt/2 90 80 0 70 60 50 10 20 30 40 4.3 Tra lượng dư cho các bề mặt gia công : - Lượng dư của phôi đạt được khi dập : Tra bảng 3.18 sổ tay công nghệ chế tạo máy tập I ta có : SVTH : Hoàng Như Phan Trang 16 Đồ Án Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD : Hoàng Văn Thạnh... + Phay thô : với lượng dư 2Zb =3 mm SVTH : Hoàng Như Phan Trang 17 Đồ Án Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD : Hoàng Văn Thạnh + Phay tinh : Với lượng dư 2Zb = 2 mm ( Tra bảng 3.142 sổ tay CNCTM tập 1) -Gia công lỗ ren M10 + Khoan lỗ φ 9,8 ta rô lỗ ren M10 4.4 Tra chế độ cắt cho các nguyên công : - Nguyên công 1 : Tiện mặt đầu và lỗ φ 30 * Chi u sâu cắt : t - Tiện mặt đầu : Tiện thô t = 1,7 mm Tiện tinh t =... Nguyên công 7: Tarô lỗ ren M10 trên máy khoan K125 - Ta rô ren trên máy khoan K125 - Sơ đồ gá đặt : W S 16 0,035 10 - Định vị : Han chế 6 bậc tự do bằng mặt trụ ngoài và mặt đầu bằng khối V và chốt tì đầu cong , chốt trám SVTH : Hoàng Như Phan Trang 14 Đồ Án Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD : Hoàng Văn Thạnh - Kẹp chặt : Kẹp chặt bằng cơ cấu cơ khí - Chọn máy : Thực hiện trên máy K125 ( giống như nguyên công. .. phụ thuộc độ cứng của chi tiết ( Tra bảng 5.2 ứng với thép cacbon có thành phần < 0,6 % C ta có K1 =1 ) K 2 là hệ số phụ thuộc vào tình trạng bề mặt phôi (tra bảng 5.5 sổ tay CNCTM tập 2 ứng với phương pháp tạo phôi rèn ta có K2 = 0,8 ) SVTH : Hoàng Như Phan Trang 18 Đồ Án Công Nghệ Chế Tạo Máy GVHD : Hoàng Văn Thạnh K 3 là hệ số phụ thuộc vào chất lượng vật liệu dụng cụ cắt (tra bảng 5.6 tương ứng với