Thiết kế quy trình gia công thân máy mài để bàn H43 (thuyết minh + bản vẽ)

Lời nói đầuCông nghệ CTM là một môn khoa học cơ bản,cung cấp các kiến thức cơ sở trong lĩnh vực ctm. Để sản suất ra một sản phẩm tương ứng , lưu thông trên thị trường,thì sản phẩm đó phải có tính cạnh tranh,đem lại hiệu quả cho nhà sản suất,nó phải thỏa mãn các chỉ tiêu kinh tế – kỹ thuật theo một yêu cầu cho trước.Để làm được điều này vai trò của người công nghệ là chủ đạo.Do vậy mỗi sinh viên phải trang bị cho mình một lượng kiến thức đấy đủ.Từ cơ bản đến chuyên sâu,để cố khả năng làm việc tốt hiệu quả trong tương lai.Đồ án công nghệ CTM giúp sinh viên tiếp cận thực tế nhanh hơn , với nhiệm vụ gia công một chi tiết dưới sự hướng dấn tụy của thầy cô.Em đã hoàn thành công việc của mình đúng thời hạn, đủ các yêu cầu được giao . Qua đó em đã củng cố thêm được nhiều kiến thức từ lý thuyết đến thực tiễn ,để thiết kế sản phẩm của mình đạt yêu cầu, đồng thời đảm bảo khả năng về kinh tế,trong điều kiện sản suất cụ thể của nhà máy nói riêng, của nước ta nói chung. Đó là những kiến thức cần thiết, thực tế cho công việc của em sau này. Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn cô Vũ Thị Quy đã tận tình chỉ bảo và giúp đỡ em hoàn thành đồ án môn học này. Em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy cô trong bộ môn công nghệ CTM của khoa cơ khí trường ĐHSPKT Hưng Yên , để em vững vàng hơn cho công việc sau này.

Lời nói đầu

Công nghệ CTM là một môn khoa học cơ bản,cung cấp các kiến thức cơ sở tronglĩnh vực ctm Để sản suất ra một sản phẩm tơng ứng , lu thông trên thị trờng,thì sảnphẩm đó phải có tính cạnh tranh,đem lại hiệu quả cho nhà sản suất,nó phải thỏa mãn cácchỉ tiêu kinh tế – kỹ thuật theo một yêu cầu cho trớc.Để làm đợc điều này vai trò củangời công nghệ là chủ đạo

Do vậy mỗi sinh viên phải trang bị cho mình một lợng kiến thức đấy đủ.Từ cơ bản

đến chuyên sâu,để cố khả năng làm việc tốt hiệu quả trong tơng lai

Đồ án công nghệ CTM giúp sinh viên tiếp cận thực tế nhanh hơn , với nhiệm vụ giacông một chi tiết dới sự hớng dấn tụy của thầy cô

Em đã hoàn thành công việc của mình đúng thời hạn, đủ các yêu cầu đợc giao Qua đó

em đã củng cố thêm đợc nhiều kiến thức từ lý thuyết đến thực tiễn ,để thiết kế sản phẩmcủa mình đạt yêu cầu, đồng thời đảm bảo khả năng về kinh tế,trong điều kiện sản suất cụthể của nhà máy nói riêng, của nớc ta nói chung Đó là những kiến thức cần thiết, thực

tế cho công việc của em sau này

* Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn cô Vũ Thị Quy đã tận tình chỉ bảo và giúp đỡ

em hoàn thành đồ án môn học này Em rất mong đợc sự chỉ bảo của các thầy cô trong bộmôn công nghệ CTM của khoa cơ khí trờng ĐHSPKT Huqng Yên , để em vững vànghơn cho công việc sau này

Hng Yên : 19/04/2011

Sinh viên:

Phạm Văn Khuờ

1 Phõn tớch chức năng làm việc của chi tiết:

+ Dựa vào bản vẽ chi tiết ta thấy Thõn Mỏy Mài để bàn là chi tiết dạng hộp Thõn mỏymài là chi tiết quan trọng của mỏy mài để bàn.Nú dựng để đỡ tất cả cỏc chi tiết mỏy màitrong khụng gian Ngoài ra nú cũn cú tỏc dụng như Trờn thõn mỏy mài để bàn cú rất

nhiều bề mặt cần gia công chính xác và có mặt không cần phải gia công Bề mặt làmviệc chủ yếu là lỗ trục Ø80 Cần gia công mặt D và lỗ Ø 9 chính xác để làm chuẩn tinhthống nhất.

- Thân máy mài để bàn làm việc trong điều kiện rung động và có tải trọng cục bộ.Vật liệu chế tạo thân máy mài để bàn là : GX 15-32

Có các thành phần hóa học sau: C 3÷3,7%, Si 1,2÷2,5%, Mn 0,25÷1, P0,05÷1

S<0,12[ ]bk = 150 Mpa[ ]bu = 320 Mpa

2.Phân tích tính công nghệ trong kết cấu:

- Từ bản vẽ thân máy mài để bàn có đủ độ cứng vững để gia công không bị biến dạng,

có thể đạt năng suất chế tạo cao Thân máy mài để bàn có những bề mặt đáy và bề mặt

lỗ, các bề mặt này yêu cầu độ chính xác cao, độ bóng cao Ngoài ra còn có các bề mặt lỗphụ dùng để bắt bu lông có độ chính xác không cao

- Các bề mặt của chi tiết đều dễ gia công

- Chi tiết thân máy mài để bàn được chế tạo bằng phương pháp đúc

- Một số yêu cầu cơ bản là:

+ Các bề mặt chính có đủ độ nhẵn bóng (ghi trên bản vẽ)

+ Độ không song song giữa mặt đáy D và đường tâm lỗ là 0,1

+ Độ không vuông góc giữa hai mặt bên và đường tâm lỗ là 5’

3 Xác định dạng sản xuất.

- Để biết dạng sản xuất trước hết ta phải biết sản lượng hàng năm chi tiết gia công.

Sau đó xác định trọng lượng chi tiết Dựa vào sản lượng chi tiết và trọng lượng chi tiếttra bảng (2) sách thiết kết đồ án công nghệ chế tạo máy

Sản lượng hàng năm tính theo công thức:

N=N1 m(1+α+β

100 )

Trong đó:

N: số chi tiêt sản xuất trong 1 năm

N1: số sản phẩm sản xuất trong một năm ( 20000sp/năm)

m : số chi tiết trong một sản phẩm

Q1: Trọng lượng chi tiết(Kg)

V : Thể tich chi tiết (dm3)

γ: Trọng lượng riêng vật liệu (Kg/dm3)

Vậy thể tich của chi tiết là:

4 Xác định phương án chế tạo phôi.

Phôi có thể được chế tạo bằng các phương pháp đúc, gia công áp lực, hàn…

Phôi được chế tạo bằng phương pháp đúc

Phôi đúc được chế tạo bằng cách rót kim loại lỏng vào khuôn có hình dạng, kíchthước xác định Sau khi kim loại kết tinh ta thu được chi tiết có hình dạng kích thướctheo yêu cầu

Phôi từ các kim loại đen, kim loại màu và hợp kim của chúng thường được chếtạo bằng phương pháp đúc

Ưu, nhược điểm của phương pháp đúc

Phương pháp tạo phôi bằng phương pháp đúc có các ưu điểm sau:

- Có thể đúc được tất cả các loại kim loại và hợp kim có thành phần khác nhau.

- Có thể đúc được các chi tiết có hình dạng, kết cấu phức tạp mà các phương phápkhác khó hoặc không chế tạo được

- Tùy theo mức độ đầu tư công nghệ mà chi tiết đúc có thể đạt độ chính xác caohay thấp

Ngoài ra đúc còn có ưu điểm dễ cơ khí hóa, tự động hóa; cho năng suất cao, giá thànhthấp và đáp ứng được tính chất linh hoạt trong sản xuất

Tuy nhiên đúc cũng có nhược điểm: tốn kim loại cho hệ thống đậu rót và đậu ngót và đểkiểm tra chất lượng của vật đúc cần phải có thiết bị hiện đại

Các loại phôi đúc

Căn cứ vào bản vẽ chi tiết kỹ sư công nghệ tính toán lượng dư gia công, thành lậpbản vẽ lồng phôi Dựa vào chủng loại vật liệu, hình dạng, kích thước phôi, dạng sảnxuất, điều kiện sản xuất người ta tiến hành chọn phương pháp đúc và thiết kế quy trìnhcông nghệ đúc bao gồm quy trình nấu kim loại, thiết kế chế tạo khuôn, rót kim loại…

Để tạo phôi cho gia công cắt gọt thông thường người ta sử dụng các phương pháp đúcsau đây:

- Phương pháp đúc trong khuôn cát

Phương pháp đúc trong khuôn cát có các ưu điểm sau:

+ Đúc được các loại vật liệu kim loại khác nhau có khối lượng từ vài chục gam đến vàichục tấn

+ Đúc được các chi tiết có hình dạng phức tạp mà các phương pháp khác khó hoặckhông thể gia công được

+ Tính chất sản xuất linh hoạt, thích hợp với các dạng sản xuất

+ Đầu tư ban đầu thấp

+ Dễ cơ khí hóa và tự động hóa

Tuy nhiên đúc trong khuôn cát cũng có những nhược điểm sau:

+ Độ chính xác vật đúc không cao dẫn đến lượng dư gia công lớn, hệ số sử dụng vật liệu

K nhỏ

+ Chât lượng phôi đúc thấp, thường có rỗ khí, rỗ xỉ, chất lượng bề mặt vật đúc thấp

- Phương pháp đúc trong khuôn kim loại:

Đúc trong khuôn kim loại có các ưu nhược điểm sau:

+ Độ chính xác về hình dạng và kích thước cao

+ Tổ chức vật đúc mịn chặt, chất lượng bề mặt vật đúc cao

+ Dễ cơ khí hóa và tự động hóa, năng suất cao

+Khối lượng vật đúc hạn chế, khó chế tạo được các vật đúc có hình dạng phức tạp và cóthành mỏng, bề mặt chi tiết dễ bị biến cứng cho nên say khi đúc thường phải ủ để chuẩn

bị cho gia công cơ tiếp theo

Nhược điểm: Chi phí cao

B 0.1 D

Ø75

Bản vẽ lồng phôi

Chi tiết

Phần 5 Lập thứ tự các nguyên công.

5.1 Xác định đường lối công nghệ

Với sản xuất như vậy chọn phương án gia công một vị trí, gia công tuần tự Dụngmáy vạn năng và đồ gà chuyên dùng

5.2 Phân tích chuẩn và chọn chuẩn

Thân máy mài là chi tiêt dạng hộp nên dùng chuẩn tinh thống nhất để gai công là mặtphẳng đáy và hai lỗ chuẩn tinh phụ Ø7 vuông góc với mặt đáy

Nguyên công đầu tiên là gia công mặt phẳng đáy việc chọ chuẩn thô của nguyêncông này rất quan trọng có các phương án sau:

- Phương án 1: Dùng bề mặt trên của rãnh 9 để định vị

- Phương án 2: Dùng mặt thô của bề mặt trên rãnh 9 và lỗ Ø80

- Phương án 3 : Dùng mặt trụ Ø112.

Trong đó: phương án 1 và 3 khó đảm bảo sự phân bố đều lượng dư gia công Vậychọn phương án 2 là hợp lý nhất, nó đảm bảo phân bố lượng dư gia công

5.3 Chọn phương án gia công

Gia công lỗ Ø80 vật liệu gang xám với Rz = 20 là cấp nhăn bóng 5 Vậy ta chọnphương án gia công là tiện tinh lần cuối và các bước trung gian là tiện thô và tiện bántinh

Gia công đáy độ nhám bề mặt Rz = 20 theo bảng 5 là cấp nhẵn bóng 5 Vậy tachọn phương án phay tinh lần cuối Các bước trung gian là phay thô và phay bán tinh.Gia công hai mặt phẳng D và lỗ Ø80 làm chuẩn tinh gia công các mặt khác

6 Phay rãnh 9

7 Khoan và taro lỗ M8

Để đảm bảo quá trình gia công đạt năng suất, đồ gá đơn giản ta chọn phương án 1

Nguyên công I Phay mặt đáy D

D

W W

n S

+ Định vị: Chi tiết được định vị bởi hai khối V ngắn hạn chế 4 bậc tự do và

chốt nhám hạn chế 1 bậc tự do

+ Kẹp chặt: Chi tiết băng ren vít Phương kẹp trùng với đương tâm chi tiết.

+ Chọn máy : Chọn máy phay đứng 6P82 công suất 7kW, số vòng quay

np= 1440Vg/ph

+ Chọn dao: dùng dao phay mặt đầu D=200 (mm), Z = 8.

Nguyên công II: Phay mặt C

+ Chọn máy: Chọn máy phay đứng 6P82 công suất 7kW, số vòng quay np= 1440Vg/ph.

+ Chon dao: Dùng dao phay trụ D=75 (mm), Z = 8, B = 40(mm).

Nguyên công III: Phay mặt làm ren M4

Nguyên công IV: Phay 2 mặt phẳng A và B

+ Kẹp chặt: Kẹp chặt chi tiết băng ren vít có lực vuông góc với mặt đáy

+ Chọn máy: Máy phay vạn năng 6H82 với thông số kỹ thuật sau:

18 cấp tốc độ: ntc = 30 ÷ 1500 vg/ph

18 cấp bước tiến: Sdn = 23,5 ÷ 1800 mm/ph

Kích thước bàn máy: 320 X 1250 mm

Công suất động cơ: Nc = 7 kW, np = 1440 vg/ph

Công suất chạy dao: Np = 1,7 kW, np = 1420 vg/ph

+ Chọn dao: Chọn dao phay đĩa răng chắp D = 315mm, Z = 30.

Nguyên công V: Tiện lỗ  80

Nguyên công VI: Khoan và taro M4

Phạm vi bước tiến dao : 0,1 – 1,6 (mm/vg)

+ Chọn dao: Chọn mũi khoan ruột gà3,5 và tarô M4.

+ Khoan và tarô cùng một lần gá Dùng bạc thay thế nhanh để dẫn hướng dụng cụ cắt

Nguyên công XII: Phay rãnh 9

Nguyên công XIII: Khoan và taro M8

Kẹp chặt: Chi tiết băng ren vít Phương kép trùng với đương tâm chi tiết.

Chọn máy: Chọn máy khoan đứng 2H125 với các thông số sau:

Đường kính lớn nhất có thể khoan đước: 25 (mm).

Số cấp tốc độ trục chính : 12

Phạm vi tốc độ trục chính : 45 – 1200 (vg/ph)

Phạm vi bước tiến dao : 0,1 – 1,6 (mm/vg)

Chọn dao: Chọn mũi khoan ruột gà6,8 và tarô M8

Khoan và tarô cùng một lần gá Dùng bạc thay thế nhanh để dẫn hướng dụng cụ cắt

Phần 6: Tính lượng dư cho một bề mặt, nguyên công II

Việc tính lượng dư cho gia công chi tiết là công việc quan trong và cần thiết là cơ sở saunày cho việc chế tạo phôi Nếu xác định lượng dư gia công không hợp lý sẽ ảnh hưởngđến quá trình gia công và ảnh hưởng tới kinh thế do nhiều mặt.

Nếu lượng dư gia công quá lớn sẽ tốn nguyên vật liệu, phải qua nhiều lần cắt gọt ảnhhưởng đến tuổi bền của dụng cụ cắt và độ rộng trong quá trình gia công, đồ gá khôngbền ảnh hưởng tới chi tiết và hiệu quả kinh tế không cao

Lượng dư nhỏ sẽ không đủ bù các sai lệch hình dáng hình học của chi tiết và chi tiết sẽtrở thành phế phẩm và hiệu quả kinh tế kém vì phải bù đắp vào số chi tiết bị hư hỏng

Do vậy việc xác định lượng dư cho hợp lý là một việc rất quan trọng vì nó ảnh hưởngtới những sai lệch và yêu cầu kỹ thuật của chi tiết

Trong ngành cơ khí chế tạo máy người ta thường sử dụng hai phương pháp sau để xácđịnh lượng dư gia công:

+ Phương pháp thống kê kinh nghiệm

+ Phương pháp tính toán phân tích

Trong đó phương pháp thống kê kinh nghiệm dùng để xác định lượng dư gia công bằngkinh nghiệm Phương pháp này thường không tính đến điều kiện gia công cụ thể nênlượng dư cần được gia công thường lớn hơn giá trị gia công cần thiết

Phương pháp tính toán phân tích được dựa trên cơ sở tạo ra lượng dư gia công hay lớpkim loại cần gọt bỏ để tạo nên chi tiết hoàn chỉnh

Xác định lượng dư cho các bước công nghệ

1 Lập trình tự gia công

Gia công bề mặt C qua 2 bước: + Phay thô

+ Phay tinh

Kích thước sau khi phay đạt: 15±0,1 (mm)

Chuẩn định vị là mặt đáy hạn chế 3 bậc tự do bằng phiến tỳ và mặt bên hạn chế 2 bậc tựdo

Lượng dư nhỏ nhất được xác định theo công thức:

Z imin=R zi−1+T i−1+ρ i−1+ε i

Trong đó: Rzi-1: Chiều cao mấp mô tế vi do bước công nghệ sát trước để lại

Ti – 1: Chiều sâu lớp kim loại bị hư hỏng do bước công nghệ sát trước để lại

i – 1: Là sai số không gian tổng cộng do bước công nghệ sát trước để lại

i: Sai số gá đặt

Với kích thước lớn nhất của phôi là 32mm<630mm lên theo bảng 3 – 15[T186] [1] dạngsản xuất phôi trên dây truyền tự động đạt cấp chính xác IT15, dung sai kích thước đúc2,5 (mm)

Với loại phôi chế tạo bằng phương pháp đúc tra bảng 10( TKDACNCTM) ta có:

Rz = 250 (µm), Ti = 350 (µm)

Sau khi phay thô ta có Rz = 50; Ti = 50 ( bảng 12 – HDTKDACNCTM)

Sai lệch không gian được xác định theo công thức:

+ k - Sai số kẹp chặt: tra bảng 24 – HDTKDACNCTM ta có k = 40

Vậy sai số gá đặt: gđ1 = √❑c2+ ¿k2¿ = √02+402 = 40 (µm)

Do phay tinh không thay đổi gá đặt nên sai số gá đặt còn sót lại là

gđ2 = 0,05 gđ1 = 0,05.40 = 2 (µm)

Bây giờ ta xác định lượng dư nhỏ nhất theo công thức:

Zmin = Rzi-1 + Tai-1 +i-1 + i

+ Khi phay thô:

+ Kích thước khi phay thô: L = 15,1 + 0,105 = 15,205 (mm)

+ Kích thước phôi: L = 15,205 + 0,7 = 15,905(mm)

Dung sai tra theo sổ tay CNCTM 1:

+ Dung sai phôi: ±400 µm

+ Dung sai khi phay thô: ±180µm

+ Dung sai khi phay tinh: ±100 µm

Kích thước của phôi được tính như sau:

Lấy kích thước tính toán làm tròn theo số có nghĩa của dung sai ta được kích thướcnhỏ nhất, sau đó lấy kích thước này cộng hay trừ cho dung sai trên được kích thước lớnnhất

+ Sau phay tinh: Lmin = 14,9 mm

Lmax = 15,1 mm+ Sau phay thô: Lmin = 15,1 mm

Lmax = 15,28 mm+ Kích thước phôi: Lmin = 15,8 mm

Lmax = 16,2 mmLượng dư gia công:

Zmin là hiệu số 2 kích thước nhỏ nhất kề nhau

Zmax là hiệu số 2 kích thước lớn nhất kề nhau

Khi phay tinh:

GiátrịtínhtoánMin(mm)

Kích thướcgiới hạn(mm)

Trị số giớihạn củadung sai(µm)

Phay thô 1 lần 1,5(mm)

Rz80+Nguyên công IV: Sau đúc: 2 (mm) mỗi bên

Phay thô: 1,5 (mm) mỗi bênPhay tinh: 0,5 mm

Dung sai : ±0,5 mm+ Nguyên công V: Sau đúc: 2,5 (mm)

Tiện thô: 2 (mm)Tiện tinh: 0,5 (mm)Dung sai: ±0,05(mm)+ Nguyên công VI: Khoan: 1,75(mm) 1 phía

Taro: M4+ Nguyên công VII: Sau đúc: 1,5 (mm)

Phay 1 lần+Nguyên công VIII: Khoan bằng mũi khoan 6,8, taro M8

Phần 7: Tính chế độ cắt cho nguyên công II, tra chế độ cắt cho các

nguyên công còn lại

Nguyên công II:

+ Chọn máy phay đứng 6P82 công suất 7kW, số vòng quay np= 1440Vg/ph

+ Chon dao: dùng dao phay trụ D=75 (mm), Z = 8, B = 40(mm)

+ Do yêu cầu kỹ thuật Rz80 nên ta chỉ phay thô lượng dư 1,5 mm

Chiều sâu cắt là: t = 1,5(mm)

+Chọn bước tiến dao răng của dao phay: Sz = 0,2 (mm/răng)

Lượng chạy dao vòng: Sv = 0,2.8 = 1,6(mm/vg)

+Tuổi bền của dao phay Tp = 180 phút (bảng 7)

Vận tốc cắt, số vòng quay và bước tiến dao cho bàn máy:

Chọn số vòng quay theo máy là: 160 (vg/ph)

Công suất cắt:

N c=E V t

1000 Z n K1 K2 Trong đó: E = 0,15

K1 = 1

K2 = 1,1

Vậy: N c=0,15.37,7.1,5

1000 .8 1.1,1=0,07(kW ) Kiểm tra công suất máy: Nc < 2.dc. = 2.7.0,8 = 11,2(kW)

Với  = 0,8 hiệu suất động cơ

Chiều dài gia công là: Lyc = 194 + 14 = 208(mm)

+Chọn bước tiến dao răng của dao phay: S = 0,24 (mm/răng)

Lượng chạy dao vòng: Sv = 0,24.8 = 1,92(mm/vg).

+Tuổi bền của dao phay Tp = 400 phút (bảng 7)

Vận tốc cắt, số vòng quay và bước tiến dao cho bàn máy:

Vận tốc cắt: Vb = 158 (m/ph)

 Vận tốc cắt thực tế: V = π D n

1000

Vận tốc cắt tính toán: Vt = Vb.k1 k2 k3 k4 k5 = 158.1.0,8.0,8.0,89.1,1 = 99(m/ph).Trong đó:

Chọn số vòng quay theo máy là: 160 (vg/ph)

Kiểm tra công suất máy: Nc < 2.dc. = 2.7.0,8 = 11,2(kW)

Với  = 0,8 hiệu suất động cơ

Phay tinh:

Chiều sâu cắt: t = 0,5 (mm)

Lượng chạy dao Sz = 0,2 (mm/răng)

Sv = 0,2.8 = 1,6 (mm/vg)

Vận tốc cắt, số vòng quay và bước tiến dao cho bàn máy:

Vận tốc cắt: Vb = 180 (m/ph)

 Vận tốc cắt thực tế: V = π D n

1000

Vận tốc cắt tính toán: Vt = Vb.k1 k2 k3 k4 k5 = 180.1.0,8.1.1.1,1 = 158,4(m/ph).Trong đó:

Chọn số vòng quay theo máy là: 250 (vg/ph)

K1 = 1

K2 = 0,8

Vậy: N c=0,15.180.0,5

1000 .8 1.0,8=0,09(kW ) Kiểm tra công suất máy: Nc < 2.dc. = 2.7.0,8 = 11,2(kW)