báo cáo môn công nghệ chế tạo máy

Môn học công nghệ chế tạo máy có vị trí quan trọng trong chương trình đào tạo kĩ sư và cán bộ kĩ thuật về thiết kế, chế tạo các loại máy và các thiết bị cơ khí phục vụ các ngành kinh tế

Công nghệ chế tạo máy là một ngành then chốt, nó đóng vai trò quyết định trong sự nghiệp công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước Nhiệm vụ của công nghệ chế tạo máy là chế tạo ra các sản phẩm cơ khí cho mọi lĩnh vực của nghành kinh tế quốc dân, việc phát triển ngành công nghệ chế tạo máy đang là mối quan tâm đặc biệt của Đảng và nhà nước ta

Hiện nay trong các ngành kinh tế nói chung và ngành cơ khí nói riêng đòi hỏi kĩ sư cơ khí và cán bộ kĩ thuật cơ khí được đào tạo ra phải có kiến thức cơ bản tương đối rộng, đồng thời phải biết vận dụng những kiến thức đó

để giải quyết những vấn đề cụ thể thường gặp trong sản xuất

Môn học công nghệ chế tạo máy có vị trí quan trọng trong chương trình đào tạo kĩ sư và cán bộ kĩ thuật về thiết kế, chế tạo các loại máy và các thiết

bị cơ khí phục vụ các ngành kinh tế như công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải, điện lực vv

Để giúp cho sinh viên nắm vững được các kiến thức cơ bản của môn học

và giúp cho họ làm quen với nhiệm vụ thiết kế, trong chương trình đào tạo ,

đồ án môn học công nghệ chế tạo máy là môn học không thể thiếu được của sinh viên chuyên ngành chế tạo máy khi kết thúc môn học

Sau một thời gian tìm hiểu và với sự chỉ bảo nhiệt tình của thầy

Nguyễn Văn Thắng 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

Em xin chân thành cảm ơn

Ngày 20 tháng 11 năm 2013

SV Nguyễn Viết Thuận

CHƯƠNG MỘT PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG LÀM VIỆC VÀ YÊU CẦU KỸ THUẬT

I. Phân tích chức năng làm việc và yêu cầu kỹ thuật.

I.1 Phân tích chức năng làm việc.

Bạc dẫn hướng là một chi tiết thuộc loại chi tiết điển hình dạng bạc, được dùng nhiều trong chế tạo máy Chi tiết có hình trụ tròn, thành mỏng, trên chi tiết

có mặt bích và có lỗ ngang φ5.2 để dẫn dầu bôi trơn Bạc dẫn hướng được cố định với thân máy bởi bu lông

Chức năng chính của bạc đỡ là được dùng để dẫn hướng cho quá trình gia công tinh Nhờ có bạc dẫn hướng, dụng cụ cắt có vị trí nhất định trong máy và quay tự do quanh một đường tâm đã định

Mặt làm việc chính của bạc dẫn hướng là mặt trong (lỗ φ35+0.025) Mặt này trong quá trình làm việc luôn tiếp xúc với dụng cụ cắt Ngoài ra yêu cầu về độ chính xác của mặt ngoài (φ45+0.012) và độ chính xác về khoảng cách giữa tâm lỗ bắt bu lông và mặt trên cũng hết sức quan trọng

• Điều kiện làm việc của bạc dẫn hướng:

Trong quá trình làm việc (dụng cụ cắt quay), bạc dẫn hướng luôn chịu tải trọng va đập và dao động Mặt làm việc (φ35) luôn chịu ma sát và mài mòn, nhiệt độ làm việc tương đối cao Tuy nhiên nó không đên mức quá khắc nghiệt bởi nó được bôi trơn trong quá trình làm việc

I.2 Điều kiện kỹ thuật.

Với những đặc điểm về điều kiện làm việc và chức năng của bạc dẫn hướng như trên thì yêu cầu kỹ thuật chủ yếu của bạc đỡ là độ đồng tâm giữa mặt ngoài (φ45) và mặt trong (φ35) cũng như độ vuông góc giữa mặt đầu và đường tâm lỗ Cụ thể ta phải đảm bảo:

- Đường kính mặt ngoài (φ45) đạt CCX 6 : φ32+0,012.

- Đường kính lỗ (φ 35) đạt CCX 7: φ55+0,025

- Độ không đồng tâm giữa mặt ngoài và lỗ ≤ 0,15mm

- Độ không vuông góc giữa mặt đầu và đường tâm lỗ không lớn hơn 0,2mm/100mm bán kính

I.3 Vật liệu chế tạo.

Do yêu cầu đòi hỏi, dạng sản xuất được xác định gần đúng dựa vào khối lượng

và số lượng chi tiết

Thép là kim loại có cơ tính tổng hợp cao, có thể chịu tải trọng nặng, độ bền cao và độ dai va đập.Phương pháp chọn phôi là phôi đúc Nếu chọn được phương pháp đúc hợp lý sẽ nâng cao được cơ tính của vật liệu

II. Xác định dạng sản xuất.

• Số lượng chi tiết:

Yêu cầu sản lượng hàng năm là N1= 200000 chiếc/năm

⇒ số chi tiết sản xuất hàng năm:

α β

m N N

trong đó:

- N1: sản lượng hàng năm; N1=200000chiếc/năm.

- m: số chi tiết trong một sản phẩm; m=1

- α: số chi tiết phế phẩm; α=5%

- β: số chi tiết sản xuất thêm để dự trữ; β=5%

⇒

420000 100

5 1 100

5 1 1

Theo bảng 2 (trang13-hướng dẫn thiết kế đồ án CNCTM-Trần Văn Địch.2000):

- Số lượng chi tiết sản xuất trong một năm: N=420000 (chi tiết)

- Trọng lượng chi tiết: Q=0,325(kg) < 4 (kg)

⇒ Dạng sản xuất là dạng sản xuất hàng khối

Điều này có ý nghĩa rất lớn trong việc quy định kết cấu của chi tíêt

III.Phân tích tính côngnghệ trong kết cấu của chi tiết.

Tính công nghệ trong kết cấu là những đặc điểm về kết cấu cũng như những yêu cầu kỹ thuật ứng với chức năng làm việc của chi tiết gia công Nó có

ý nghĩa quan trọng trong việc nâng cao tính công nghệ, giảm khối lượng lao động, tăng hệ số sử dụng vật liệu và hạ giá thành sản phẩm

Chi tiết bạc dẫn hướng (hình trên) được chế tạo bằng phương pháp đúc từ thép C45 Quá trình đúc không quá phức tạp , nhưng cần phải có mặt phân cách

vì chi tiết có dạng tròn xoay nên không thể đúc trong một hòm khuôn Cần lưu ý rằng bạc có đường kính lỗ là φ35, trong khi chiều dài lỗ là 65mm, do vậy việc tạo phôi có lỗ sẵn là không thể được

Về tính công nghệ trong kết cấu khi gia công cơ, thì chi tiết có những nhược điểm sau:

- Chi tiết có thành mỏng nên trong quá trình gia công, vấn đề biến dạng hướng kính cần được lưu ý

- Hình dáng và vị trí của lỗ φ35 không cho phép ta gia công hết toàn bộ từ một phía Như vậy khi gia công lỗ này, ta phải thay đổi gá đặt và quá trình này

sẽ ảnh hưởng tới độ đồng tâm giữa lỗ và mặt ngoài cũng như độ vuông góc giữa mặt đầu và đường tâm lỗ

- Mặt làm việc (mặt lỗ) yêu cầu độ nhám Ra=1,6 là hợp lý vì khi độ nhám

bề mặt này càng cao thì khả năng diễn ra bôi trơn ma sát ướt càng dễ Yêu cầu cấp chính xác đường kính lỗ đạt CCX6 Yêu cầu này ta có thể thực hiện được nhưng cũng gặp khó khăn bởi với cùng một CCX thì việc gia công trục bao giờ cũng dễ hơn, hơn nữaviệc gia công đạt yêu cầu đó là không cần thiết bởi trong thực tế, kiểu lắp giữa bạc và trục thông thường là các kiểu lắp lỏng tiêu chuẩn: H7/e8 ; H7/f7 ….Như vậy, với đườn kính lỗ bạc chỉ cần gia công với CCX7 là đủ

- Với mặt ngoài (φ32), yêu cầu CCX7 và độ nhám Ra=2 là hợp lý tuy vậy, nếu ta thực hiện gia công toàn bộ mặt ngoài với cùng yêu cầu đó thì rất khó và không cần thiết Do vậy ở đây ta có thể thực hiện hạ bậc mặt ngoài với các đường kính φ30, φ 50 Khi hạ bậc mặt ngoài cần lưu ý đến biến dạng hướng kính bởi lúc này chiều dầy thành bạc đã giảm xuống

- Các mặt còn lại không có vấn đề gì khó khăn khi gia công để đạt được độ bóng và độ chính xác.

- Việc gia công hai lỗ bắt bu lông cũng gặp khó khăn bởi:

+ Không thể thực hiện trên máy nhiều trục chính do khoảng cách giữa hai tâm lỗ này nhỏ (35mm)

- Về mặt vật liệu: Với việc chế tạo bạc bằng thép C45 là vật liệu có khả năng chống mài mòn cao Tuy vây, về lâu dài vấn đề mài mòn vẫn không thể khắc phục được hết Sau một thời gian làm việc, khe hở giữa bạc và dụng cụ gia công, không đảm bảo đúng chức năng làm việc ta phải thay bạc Để tiết kiệm ta

có thể dùng lót bạc Với việc dùng lót bạc thì khi bạc bị mòn mặt làm việc ta chỉ cần đổi lót bạc khác thay vì việc phải đổi cả bạc Việc thay thế cũng dễ dàng.Với những đặc điểm về tính công nghệ trong kết cấu như ở trên, nhìn chung chi tiết có tính công nghệ trong điều kiện sản xuất hàng loạt lớn

CHƯƠNG II CHỌN PHÔI VÀ THIẾT KẾ BẢN VẼ LỒNG PHÔI

I Chọn phôi:

Đặc điểm của chi tiết dạng tròn xoay mặt khác khối lượng chi tiết nhỏ vật liệu

sử dụng là thép 45 nên phương pháp dập thể tích là có lợi hơn cả

- Ưu điểm của việc sử dụng phương pháp dập đối với chi tiết này là :

+ Số lượng chi tiết là rất lớn nên cũng thích hợp khi đầu tư máy dập

+ Khi dập chi tiết này độ chính xác bề mặt tương đối tốt, cơ lí của bề mặt vật liệu là tốt, lượng dư gia công nhỏ tiết kiệm được vật liệu tạo phôi

+ Năng xuất cao phù hợp với sản xuất hàng loạt lớn

- Nhược điểm của nó là :

+ Sử dụng phôi thép 45 để làm bạc lót thì khả năng chịu mài món của vật liệu là thấp

+ Khi sử dụng khôi dập để gia công cắt gọt là khó khăn vì bề mặt đã bị

biến cứng

Nếu ta chế tạo phôi bằng phương pháp dập thể tích thì có thể có được cơ tính rất cao Tuy nhiên, vật liệu để chế tạo bạc đỡ là thép C45 nên ta không thể dùng phương pháp dập để chế tạo phôi Phương pháp tạo phôi hợp lý nhất là phôi đúc bởi nó cho một số ưu điểm đặc biệt quan trọng mà phương pháp khác không có được:

- Phôi không bị nứt, vỡ khi chế tạo

- Sản xuất linh hoạt nên giá thành rẻ

- Giá thành tạo khuôn rẻ

- Ngoài ra, nếu chọn được phương pháp đúc hợp lý sẽ cho vật đúc cơ tính cũng rất cao.

Bên cạnh đó, nó có một số nhược điểm:

I.1 Đúc trong khuôn cát.

Đúc trong khuôn cát là dạng đúc phổ biến Khuôn cát là loại khuôn đúc một lần( chỉ đúc một lần rồi phá khuôn) Vật đúc tạo hình trong khuôn cát có độ chính xác thấp, độ bóng bề mặt kém, lượng dư lớn Thích hợp với vật đúc phức tạp, khối lượng lớn Không thích hợp cho sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối.Phương pháp đúc trong khuôn cát khó cơ khí hoá và tự động hoá

I.2 Đúc trong khuôn kim loại.

Đúc trong khuôn kim loại có thể thực hiện việc điền đầy kim loại theo nhiều cách:

• Rót tự do:

Thích hợp cho sản xuất hàng loạt lớn, vật đúc nhỏ, trung bình, cấu tạo đơn giản Vật đúc có cơ tính cao, dùng đúc các vật liệu khác nhau Tuy nhiên hạn chế đúc gang xám

• Điền đày kim loại đưới áp lực:

Sản xuất hàng loạt lớn, hàng khối Vật đúc nhỏ, đơn giản Đúc vật đúc yêu cầu chất lượng cao, thích hợp cho cả vật liệu có nhiệt độ nóng chảy thấp.

Phương pháp đúc trong khuôn kim loại dễ cơ khí hoá và tự động hoá, giá thành sản xuất đúc cao hơn so với đúc trong khuôn kim loại Tuy vậy, với sản lượng hợp lý thì giá thành xản xuất sẽ không cao

I.5 Đúc trong khuôn vỏ mỏng

Dùng trong sản xuất hàng loạt, vật đúc nhỏ và trung bình Chế tạo vật đúc

có chất lượng cao, kim loại quý, lượng dư gia công nhỏ Tuy vậy, giá thành sản xuất đúc là rất lớn

Xuất phát từ những đặc điểm về sản xuất và kết cấu của chi tiết bạc đỡ: dạng sản xuất hàng loạt lớn, Vật liệu gang xám GX15-32, vật đúc tròn xoay, kết cấu không phức tạp, yêu cầu chất lượng cao, năng suất cao ở đây ta chọn phương pháp tạo phôI là phương pháp đúc trong khuôn kim loại, điền đầy kim loại bằng phương pháp rót áp lực

II Thiết kế bản vẽ lồng phôi.

Bản vẽ lồng phôi được xây dựng trên cơ sở lượng dư và sai lệch về kích thước của chi tiết đúc

Từ phương pháp chế tạo phôi đã chọn trên, ta có thể xác định được lượng

dư và sai lệch về kích thước cho chi tiết đúc như sau:

- Lượng dư gia công về kích thước phôi

Vật đúc nhận được từ các mẫu gỗ, dùng khuôn kim loại dễ tháo lắp và sấy khô Do vậy cấp chính xác chi tiết đúc nhận được là cấp chính xác II

Theo bảng 3-95 trang 252(Sổ tay CNCTM) ta có lượng dư về kích thước phôi:

+ Với những kích thước ≤ 50mm: lượng dư đạt được là 2,5mm

+ Với những kích thước 50≤ L ≤ 120mm: lượng dư đạt được là 4mm

- Sai lệch cho phép về kích thước phôi

Theo bảng 3-98 trang 253 (Sổ tay CNCTM) ta có:

+ Với những kích thước ≤ 50mm sai lệch cho phép: ±0,5mm

+ Với những kích thước 50≤ L ≤ 120mm sai lệch cho phép: ±0,8mm

- Sai lệch cho phép về trọng lượng phôi: 7%

Từ đây ta có thể vẽ được bản vẽ lồng phôi cho chi tiết đúc

CHƯƠNG BA LẬP TIẾN TRÌNH GIA CÔNG

Nguyên công 1 :

Định vị mặt ngoài 2 gia thô và tinh lỗ 1 ᴓ35, vạt mặt 6

Chọn phương pháp tiện để gia công bề mặt 1 và 6

Gá đặt trên mâm cặp 3 chấu tự định tâm

Nguyên công 2:

Gia công trên máy tiện

Dùng ống kẹp đàn hồi định vị mặt trong gia công thô và tinh mặt ngoài :Mặt 2,3,4,6

Nguyên công 3:

Dùng máy khoan chuyên dụng để gia công.

Chuẩn định vị là mặt trụ ngoài và măt đầu bích Định vị và kẹp chặt trên mâm cặp 3 chấu tự định tâm, hạn chế 5 bậc rự do.

1.2 Chọn máy:

Thực hiện trên máy tiện vạn năng T920; công suất động cơ N=10(Kw)1.3 Chọn dụng cụ kiểm tra

Thước cặp điện tử cấp chính xác 1,Ban me đo lỗ cấp chính xác 1

1.4 Chọn dao: dùng dao tiện đầu gắn mảnh hợp kim cứng BK8.

- Tiện mặt đầu: Dao thân cong, kích thước dao 25x16x45o

- Khoét lỗ : Dao khoét thẳng, kích thước dao Ø32

- Doa thô : Dao doa thẳng , kích thước dao Ø34

- Doa bán tinh : Dao doa thẳng , kích thước dao Ø34.75

- Doa tinh : Dao doa thẳng, kích thước dao Ø35

1.5 Lượng dư gia công:

Gia công một lần cắt hết lượng dư: Zb=1.25(mm).

Lượng chạy dao:

Theo bảng 5-72 trang 64 (Sổ tay CNCTM) ta có:

- Lượng chạy dao cho tiện mặt đầu: S = 0,2 (mm/vòng)

Vào gần tâm (khoảng 0,5 bán kính), lượng chạy dao S = 0,1(mm/vòng)

- Tiện mặt đầu bích: S=0,3 (mm/vòng)

Theo bảng 5-65 trang 57 (Sổ tay CNCTM) ta có:

- Lượng chạy dao cho khoét :

S= 0,6 (mm/vòng)

- Lượng chạy dao cho doa thô :

.

1000 176 , 39

1000

.

ph v D

V t

=

= π π

chọn theo máy có: nm= 400 (v/ph)

⇒

).

/ ( 2 , 40 1000

30 400 1000

.

ph m D

⇒ Vt = 68 0,83 0,8 1 = 45,152 (m/ph).

⇒ nt =

).

/ ( 315 , 261 55

.

1000 152 , 45

1000

.

ph v D

V t

=

= π π

chọn theo máy có: nm= 260 (v/ph)

⇒

).

/ ( 92 , 44 1000

55 260 1000

.

ph m D

.

1000 592 , 184

1000

.

ph v D

V t

=

= π π

chọn theo máy có: nm=1700 (v/ph)

⇒

).

/ ( 5877 , 181 1000

34 1700 1000

.

ph m D

34

1000 92 185

1000

.

ph v D

V t

=

= π π

chọn theo máy có: nm= 1700 (v/ph)

⇒

).

/ ( 5877 , 181 1000

30 1700 1000

.

ph m D

n

tt = π = π =

c Doa tinh φ35: Theo bảng 5-65 trang 57 (Sổ tay CNCTM).

.

1000 56 192

1000

.

ph v D

π π

chọn theo máy có: nm= 1800 (v/ph)

⇒

).

/ ( 92 197 1000

35 1800 1000

.

ph m D

Ta thấy, ở nguyên công I, bước Tiện mặt ngoài bích là có khả năng cho

công suất cắt cao nhất

Theo bảng 5-69 trang 61(Sổ tay CNCTM) Ta có công suất cắt cho bước nguyên công này như sau: NC = 1,2 (KW)

Như vậy thực hiện nguyên công trên máy T920 đã đảm bảo công suất cắt

2 Nguyên công II :Gia công mặt đầu 5,mặt trụ 2,mặt bích 4 và mặt trụ

ngoài 3

1.1 Định vị:

Thứ tự bước công nghệ để thực hiện nguyên công này như sau:

Nguyên công II: Gia công bóc vỏ hết chiều dài của phần mặt ngoài φ55

mâm cặp ba chấu tự định tâm hạn chế năm bậc tự do,chi tiết được gá trên ống

kẹp đàn hồi

Bước 1: Tiện mặt đầu 5

Bước 2: Tiện thô mặt 2

Bước 3: Tiện mặt trụ 3.

Bước 4: Tiện mặt bích 4

Bước 5: Tiện bán tinh mặt 2

Bước 6: Tiện tinh mặt 2

Bước 7: Tiện tinh mỏng mặt 2

Chọn máy: Thực hiện trên máy tiện T620.

Chọn dụng cụ kiểm tra

Thước cặp điện tử cấp chính xác 1

1.2 Chọn dao : Dao tiện đầu gắn mảnh hợp kim cứng BK8.

- Tiện mặt đầu: Dao thân cong, kích thước dao 25x16x45o

- Tiện ngoài: Dao thân thẳng, kích thước dao 25x16x45o

- Tiện bán tinh : Dao thân thẳng, kích thước dao 22x16x45o

- Tiện tinh : Dao thân thẳng, kích thước dao 20x16x45o

1.3 Lượng dư gia công:

Lượng dư cần cắt bỏ để gia công mặt φ45+0,012 là: 2Zb = 2,5(mm)

Theo bảng 3-124 trang 169 (Sổ tay CNCTM) ta có: Lượng dư cho việc tiện tinh mỏng mặt φ45+0,012 là: 2Zb = 0,3(mm)

Theo bảng 3-120 trang 165 (Sổ tay CNCTM) ta có: Lượng dư cho việc tiện tinh mặt φ45+0,012 là: 2Zb = 1(mm)

Vậy lượng dư cần gia công khi tiện bóc vỏ là: 2Zb = 1,2(mm)

Lượng dư còn lại cần cắt bỏ sau tiện bóc vỏ để gia công mặt φ28 là: 2Zb = 3,3Thứ tự bước nguyên công để gia công nốt lượng du này là:

- Tiện bán tinh: 2Zb = 1,2(mm)

- Tiện thô: 2Zb = 2(mm)

1.4 Chế độ cắt:

1.4.1 Bước 1: Tiện mặt đầu 5

• Chiều sâu cắt: Chiều sâu cắt lấy bằng lượng dư gia công theo một phía của

.

1000 584 , 103

1000

.

ph v D

V t

=

= π π

chọn theo máy có: nm= 1000(v/ph)

⇒

).

/ ( 53 , 100 1000

32 1000 1000

.

ph m D

n

tt = π = π =