ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY : QUY TRÌNH CÔNG NGHÊ CHẾ TẠO THÂN DAO

Dựa vào bản vẽ chi tiết ta thấy thân dao là chi tiết dạng hộp. Thân dao là chi tiết quan trọng trong các máy công cụ cơ khí. Thân dao làm nhiệm vụ trung gian trong việc gá đặt dao lên bàn xe dao. Thân dao còn làm nhiệm vụ phân bố lực lên cán dao đều và tránh làm hỏng cán dao,

Lời nói đầu

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 nớc Nhiệm vụ của công nghệ chế tạo máy là chế tạo ra các sản phẩm cơ khí cho mọi lĩnh vực của ngành kinh tế quốc dân, việc phát triển

ngành công nghệ chế tạo máy đang là mối quan tâm đặc biệt của

Đảng và nhà nớc ta

Phát triển ngành công nghệ chế tạo máy phải đợc tiến hành đồng thời với việc phát triển nguồn nhân lực và đầu t các trang bị hiện đại Việc phát triển nguồn nhân lực là nhiệm vụ trọng tâm của các trờng

đại học.

Hiện nay trong các ngành kinh tế nói chung và ngành cơ khí nói riêng đòi hỏi kĩ s cơ khí và cán bộ kĩ thuật cơ khí đợc đào tạo ra phải

có kiến thức cơ bản tơng đối rộng, đồng thời phải biết vận dụng

những kiến thức đó để giải quyết những vấn đề cụ thể thờng gặp trong sản xuất.

Môn học công nghệ chế tạo máy có vị trí quan trọng trong chơng trình đào tạo kĩ s 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 nh công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải, điện lực

Để giúp cho sinh viên nắm vững đợc các kiến thức cơ bản của môn học và giúp cho họ làm quen với nhiệm vụ thiết kế, trong chơng trình

đào tạo, đồ án môn học công nghệ chế tạo máy là môn học không thể thiếu đợc 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 Hoàng Văn Thạnh, 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

đợc 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 đợc hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

Ngày tháng 07 năm 2013

Sinh Viên:

Phần I: Phân tích chi tiết gia công

1.1- Phân tích chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết.

Dựa vào bản vẽ chi tiết ta thấy thân dao là chi tiết dạng hộp

Thân dao là chi tiết quan trọng trong các máy công cụ cơ khí Thân daolàm nhiệm vụ trung gian trong việc gá đặt dao lên bàn xe dao Thân dao còn làm nhiệm vụ phân bố lực lên cán dao đều và tránh làm hỏng cán dao,tăng tuổi thọ cho dao cắt, tăng độ cứng vững của dao khi gia công

Trên thân dao có nhiều mặt phải gia công với độ chính xác khác nhau và cũng có nhiều bề mặt không phải gia công Bề mặt làm việc chủ yếu là lỗ trụ vuông 12x12, lỗ trụ tròn ỉ18 dùng để lắp thân dao Bề mặt phẳng ngoài để gá lắp thân dao lên máy CNC

Cần gia công mặt phẳng cạnh chính xác để làm chuẩn tinh gia công Đảmbảo kích thớc từ tâm lỗ vuông đến mặt phẳng trên cùng là 13,5, đến cạnh bên là 10,5

Chi tiết làm việc trong điều kiện rung động và tải trọng thay đổi

Vật liệu sử dụng là thép C45, là loại thép có thành phần hóa học chứa 0,45%C Đây là loại thép Cacbon trung bình, cơ tính tổng hợp chịu kéo nén tốt Giới hạn bền của thép: Ơb= 640 - 760 N/mm2, giới hạn chảy của thép: Ơc= 360 N/mm2 Khối lợng riêng của thép: 7852KG/m3

1.2- Phân tích những yêu cầu kỹ thuật của chi tiết gia công và định ra phơng pháp gia công tinh lần cuối.

Từ bản vẽ chi tiết ta thấy :

Chi tiết thân dao là một trong những chi tiết dạng hộp, có những bề mặt chính ở đây là bề mặt lỗ trụ vuông 12x12, lỗ trụ tròn ỉ18, các bề mặt ngoài của hộp và các lỗ ren Những yêu cầu cần đặt ra với chi tiết là:

+ Các lỗ chính của chi tiết gia công yêu cầu với độ chính xác: với lỗ trụ vuông 12x12 và lỗ trụ tròn ỉ18 là cấp 9,với các độ nhám tơng ng

là:Ra=2,5 Ta lựa chọn phơng pháp gia công tinh lần cuối là chuốt lỗ

vuông và tiện tinh lỗ trụ tròn

+ Đảm bảo độ đồng tâm giữa các lỗ vuông với lỗ tròn nhỏ hơn

+ Kiểm tra độ không song song giữa lỗ trụ vuông và mặt trợt A

1.3- Các biện pháp công nghệ đạt độ chính xác và yêu cầu kỹ thuật.

Để đảm bảo độ song song của lỗ vuông và bề mặt trợt A thì ta gia công tinh bề mặt trợt A để làm chuẩn tinh gia công Dùng mặt vừa gia công làmchuẩn để gia công mặt đáy.Gia công 2 lỗ ỉ 8,5 tại vị trí lỗ ren M10 để làm

lỗ định vị gia công các bề mặt tiếp theo Các nguyên công tiếp theo định

vị vào bề mặt tinh đã gia công và 2 lỗ ỉ 8,5

1.4 - Đánh giá tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết

Thân dao có đủ độ cứng vững để khi gia công không bị biến dạng có thểdùng chế độ cắt cao , đạt năng suất cao.

Các bề mặt làm chuẩn có đủ diện tích nhất định để cho phép thực hiện nhiều nguyên công khi dùng bề mặt đó làm chuẩn và đảm bảo thực hiện quá trình gá đặt nhanh

Chi tiết thân dao đợc chế tạo bằng phơng pháp dâp nóng Kết cấu tơng

đối đơn giản, tuy nhiên quá trình gia công lỗ vuông và tròn cần bớc gia công chuẩn bị ban đầu, chuẩn bị dao chuốt vuông hợp lý

Phần II: Xác định dạng sản xuất

2.1 - Khái niệm dạng sản xuất.

Dạng sản xuất là một khái niệm kinh tế kĩ thuật tổng hợp nó phản ánh mối quan hệ qua lại giữa các đặc trng về công nghệ và các hình thức tổ choc để chế tạo ra các sản phẩm đảm bảo chất lợng và đạt đợc hiệu quả kinh tế cao nhất

2.2 - ý nghĩa của việc xác định dạng sản xuất

Xác định dạng sản xuất có ý nghĩa to lớn trong việc thiết kế quả trình công nghệ vì nếu biết đợc các điều kiện cho phép về vốn đầu t, trang thiết

bị kĩ thuật cần thiết, nhân lực… để tổ chức sản xuất

2.3- Cách xác định dạng sản xuất

Có nhiều quan điểm để xác định dạng sản xuất nhng thông thờng ngời

ta căn cứ vào sản lợng hàng năm và khối lợng chi tiết gia công để xác

N- Số chi tiết đợc sản xuất trong một năm

N1- Số sản phẩm đợc sản xuất trong một năm (6000 chiếc/năm)

m- Số chi tiết trong một sản phẩm

Q1 = V. (kg)

Trong đó

Q1- Trọng lợng chi tiết

 - Trọng lợng riêng của vật liệu thép = 7852(Kg/m3)

V - Thể tích của chi tiết: với V = 0,000292454(m3)

Q1 = V. = 0,000292454 x 7852 = 2,296(kg) Dựa vào N & Q1 bảng 2 [1] ta có dạng sản xuất là dạng sản xuất hàng loạt lớn

Phần III: Chọn phôi và phơng pháp chế tạo phôi

3.1- Các phơng pháp chế tạo phôi

Với chi tiết dạng hộp có rất nhiều phơng án chế tạo phôi: phôi đúc, phôihàn, phôi dập, cán…

1- Phôi đúc: có đúc trong khuôn cát, đúc trong khuôn kim loại, đúc áp

lực

- u điểm của phơng pháp đúc là:

+ chủng loại vật liệu đa dạng, khối lợng vật đúc lớn

+ có thể đúc đợc các chi tiết có hình dáng kết câu phức tạp mà các phơng pháp khác khó chế tạo

+ có thể đúc đợc nhiều lớp kim loại khác nhau trong 1 vật đúc hoặc có thểtạo ra cơ tính khác nhau giữa các bề mặt chi tiết

+ giá thành chế tạo vật đúc rẻ vì đầu t ban đầu ít, tính chất sản xuất linh hoạt

+ có khả năng cơ khí hoá và tự động hoá

- nhợc điểm :

+ Tiêu tốn kim loại lớn do cháy hao khi nấu luyện

+ Tỉ lệ phế phẩm khá ca, chất lợng vật đúc khó ổn định

+ Độ bang bề mặt cha cao, độ chính xác kích thớc thấp

+ Chi tiết hộp đúc ra thờng nguội không đều, gây ra biến dạng nhiệt và ứng suất d

2- Phôi hàn: đợc chế tạo từ thép tấm rồi hàn lại với nhau Loại phôi

này đợc dùng trong sản xuất đơn chiếc

Kết cấu của chi tiết không phức tạp nhng vật liệu của chi tiết là thép cacbon nên ta dùng phơng pháp dập, do bề mặt không làm việc cần chính xác và ứng với sản xuất hàng loạt lớn nên ta chọn phơng pháp dập nóng là hợp lý nhất

Với phơng pháp dập nóng ta cú thể thu được chi tiết cú độ nhỏm bề mặt,

độ chớnh xỏc phự hợp, cơ tớnh tốt, năng suất cao, lại dễ cơ khớ hoỏ, tự động hoỏ Ta chọn phương phỏp chế tạo phụi là dập núng trờn mỏy dập đứng, được dập trong khuụn kim loại

PhÇn IV: ThiÕt kÕ quy tr×nh c«ng nghÖ

4.1 Phân tích chuẩn

Với khối lượng chi tiết và sản lượng hàng năm như trên, dạng sản xuất

là hàng loạt lớn, đường lối công nghệ được xác định phù hợp nhất là phântán nguyên công quy trình công nghệ được chia ra các nguyên công đơngiản có thời gian gia công như nhau hoặc bội số của nhau, mỗi máy thựchiện một nguyên công nhất định, đồ gá sử dụng là đồ gá chuyên dùng vàcác máy chuyên dùng dễ chế tạo

Phân tích chuẩn:

Theo kết cấu của sản phẩm, cũng như yêu cầu về mặt kỹ thuật mà việcchọn chuẩn đóng vai trò quan trọng trong việc gia công Nếu chọn chuẩnkhông hợp lý sẽ sinh ra sai số chuẩn dẫn đến ảnh hưởng rất lớn đến độchính xác của kích thước khi gia công Để làm tốt điều này ta phải xácđịnh gốc kích thước và hướng kích thước một cách hợp lý

Với chi tiết đã cho thuộc dạng hộp nên ta chọn chuẩn tinh thống nhất làmặt phẳng trên cộng với 2 lỗ Ф8,5 vuông góc với mặt phẳng đó

4.2 Xác định các nguyên công gia công :

Phay mặt trênPhay mặt đáy

4.3 Trình tự thực hiện các nguyên công:

4.3.1 Nguyên công 1: Phay mặt trên.

Định vị : Chi tiết được định vị hạn chế 3 bậc tự do trên 2 phiến tỳ, 2bậc tự do bằng 2 chốt tỳ và 1 chốt tỳ hạn chế bậc tự do thứ 6

Kẹp chặt : Chi tiết được kẹp chặt bằng cơ cấu kẹp chặt cơ khí, lực kẹpcùng phương với chiều chạy dao

Sơ Đồ Định Vị:

w

Chọn máy : máy phay 6H12 có: công suất động cơ là 7(kW)

hiệu suất máy  = 0,75

Chọn dao : Theo bảng 4-92 -Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập I

(STCNCTM-I): chọn dao phay mặt đầu liền khối, kích thước:

D = 80 mm L = 45 mm

d = 32 mm số răng: z = 10

có gắn hợp kim cứng T15K6(nhãn hiệu hợp kim cứng T15K6)

Lượng dư : Bảng 3-17 STCNCTM tập 1 Chọn phôi dập có lượng dưZb=3 mm và dung sai dập =1.6 mm

 Tra tính chế độ cắt :

Khi phay thô mặt phẳng:

- Lượng chạy dao răng SZ :

SZ = 0,15 mm/răng (Bảng 5-33, Sổ tay CNCTM tập II, trang 29)T15K6

nv = 1,0 (Bảng 5-2, Sổ tay CNCTM Tập II, trang 7)

knv- hệ số phụ thuộc vào tình trạng bề mặt phôi (Bảng 5-5, Sổ tayCNCTM Tập 2, trang 8)

kuv- hệ số phụ thuộc vào vật liệu của dụng cụ cắt (Bảng 5-6, Sổ tayCNCTM Tập 2, trang 8)

D  m

= 80.3,14.1180

1000 = 296,4 m/phútLượng chạy dao phút:

Sph = SZ.Z.n = 0,15.10.1180 = 1770 mm/phút

Công suất thực tế của máy:

Ne = 4,6 KW (Bảng, 5-129, Sổ tay CNCTM tập II, trang 117)Khi phay bán tinh mặt phẳng:

S = 0,4 mm/vòng (Bảng 5-37, Sổ tay CNCTM tập II, trang 31).Vậy lượng chạy dao răng:

SZ = ZS = 0,04 mm/răng

Z- Số răng của dao

Tốc độ cắt Vb khi phay:

Vb = 398 m/ph (Bảng 5-126, Sổ tay CNCTM tập II, trang 114).

V

1000 t

 = 1583,6 vòng/phútChọn số vòng quay của máy (theo tiêu chuẩn của máy phay đứng6H12):

D  m

= 377 m/phútLượng chạy dao phút:

V

1000 t

 = 1583,6 vòng/phútChọn số vòng quay của máy (theo tiêu chuẩn của máy phay đứng6H12):

D  m

= 377 m/phút

Lượng chạy dao phút:

nm (vg/

ph)

Nc(KW)

Tp- Thời gian phụ (10% T0)

Tpv- Thời gian phục vụ chỗ làm việc (11% T0)

Ttn - Thời gian nghỉ tự nhiên của công nhân (5% T0).

L- Chiều dài bề mặt gia công (mm)

L1- Chiều dài ăn dao (mm)

L2- Chiều dài thoát dao (mm)

- Khi phay tinh:

4.3.2 Nguyên công 2: Phay mặt đáy.

Định vị : Chi tiết được định vị hạn chế 3 bậc tự do trên 2 phiến tỳ,2 bậc

Chọn máy : máy phay 6H12 có: công suất động cơ là 7(kW)

hiệu suất máy  = 0,75

Chọn dao : Theo bảng 4-92 -Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập I

(STCNCTM-I): chọn dao phay mặt đầu liền khối, kích thước:

D = 80 mm L = 45 mm

d = 32 mm số răng: z = 10

có gắn hợp kim cứng T15K6(nhãn hiệu hợp kim cứng T15K6)

Lượng dư : phay với lượng dư Zb = 3 mm

 Tra tính chế độ cắt :

Khi phay thô mặt phẳng:

- Lượng chạy dao răng SZ :

SZ = 0,15 mm/răng (Bảng5-33, Sổ tay CNCTM tập II, trang 29) T15K6.

nv = 1,0 (Bảng 5-2, Sổ tay CNCTM Tập II, trang 7)

knv- hệ số phụ thuộc vào tình trạng bề mặt phôi (Bảng 5-5, Sổ tayCNCTM Tập 2, trang 8)

kuv- hệ số phụ thuộc vào vật liệu của dụng cụ cắt (Bảng 5-6, Sổ tayCNCTM Tập 2, trang 8)

V

1000 t

 = 1220 vòng/phútChọn số vòng quay của máy (theo tiêu chuẩn của máy 6H12):

Sph = SZ.Z.n = 0,15.10.1180 = 1770 mm/phút

Công suất thực tế của máy:

Ne = 4,6 KW (Bảng, 5-129, Sổ tay CNCTM tập II, trang 117)Khi phay bán tinh mặt phẳng:

S = 0,4 mm/vòng (Bảng 5-37, Sổ tay CNCTM tập II, trang 31).Vậy lượng chạy dao răng:

V

1000 t

 = 1583,6 vòng/phútChọn số vòng quay của máy (theo tiêu chuẩn của máy phay đứng6H12):

D  m

= 377 m/phútLượng chạy dao phút:

V

1000 t

 = 1583,6 vòng/phút

Chọn số vòng quay của máy (theo tiêu chuẩn của máy phay đứng6H12):

D  m

= 377 m/phútLượng chạy dao phút:

Tp- Thời gian phụ (10% T0)

Tpv- Thời gian phục vụ chỗ làm việc (11% T0)

Ttn - Thời gian nghỉ tự nhiên của công nhân (5% T0).

L- Chiều dài bề mặt gia công (mm)

L1- Chiều dài ăn dao (mm)

L2- Chiều dài thoát dao (mm)

- Khi phay bán tinh:

4.3.3 Nguyên công 3: Khoan và doa 2 lỗ  8,5.

Định v ị: Chi tiết hạn chế 6 bậc tự do: Mặt đáy hạn chế 3 bậc tự dobằng 2 phiến tỳ, các mặt bên hạn chế 3 bậc tự do bằng các chốt tỳ

Kẹp chặt : Chi tiết được kẹp chặt bằng cơ cấu kẹp chặt cơ khí, lực kẹpcùng chiều với hướng khoan

w

Chọn máy : Chọn máy khoan K125

Chọn dao : Theo bảng PL-2 trích TCVN 2248-77 về kích thước cơ bản ren

hệ mét (trang 141) có đường kính chân ren d1=8,376 nên ta chọn mũikhoan có d= 8,3mm

Theo bảng 4 – 41 trang 326 [ Sổ Tay CNCTM T1]

chọn mũi khoan có d=8,3 ,kiểu II có L=79 và l=37

Tra chế độ cắt

Khoan và doa lỗ sâu 7.5mm đảm bảo đủ cho định vị và đủ kích thước

lỗ ren sau khi thành phẩm

-Lượng chạy dao:

Khoan Φ 8,3: theo bảng 5-25 trang 21[ Sổ Tay CNCTM T2]:

V

khi doa có sử dụng dung dịch trơn nguội

Tra bảng 5-30 STCNCTM tập 2 Chu kì bền trung bình (T,ph) của mũi doa theo đường kính D=8,5 : T = 25 ph

Hệ số điều chỉnh chung cho chế độ cắt tính đến các điều kiện cắt thực

tế : kv = kMV.kuv.klv

Trong đó : KMV –hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công KMV=1,25 (đã tính ở Nguyên công 1)

Kuv- hệ số phụ thuộc vào vật liệu của dụng cụ cắt Kuv=1 (đã tra ở Nguyên công 1)

Klv- hệ số phụ thuộc vào chiều sâu khoan Tra bảng 5-31 STCNCTM tập 2 với chiều sâu lỗ nhỏ hơn 3D : klv= 1

Kv=1,25.1.1=1,25

.

q v

m x y

C D

T t S kv= 0,410,5.8,50,2 0,30.65

25 0,1 0,8 1,25 = 12,6 m/ph-Tốc độ cắt thực tế

Số vòng quay tính toán:

nt =

D

V

Bảng Thông Số:

(mm)

Vt(m/ph)

S(mm/vòng)

N(vg/ph)

Nc(KW)

Tpv- Thời gian phục vụ chỗ làm việc (11% T0)

Ttn - Thời gian nghỉ tự nhiên của công nhân (5% T0).

T0 = 1

.

L L i

S n



L- Chiều dài bề mặt gia công (mm)

L1- Chiều dài ăn dao (mm)

Khi khoan lỗ Ф8,5:

L = 7,5 mm

0 1

2 0

.

2 1( ) 1,1 1

0, 005( ) 0,8.545

L L T

Doa 2 lỗ nên thời gian doa sẽ là T=2.0,005=0,01 (phút)

4.3.4 Nguyên công 4: Phay đồng thời 2 mặt bên.

Định vị : Chi tiết được định vị hạn chế 3 bậc tự do trên 2 phiến tỳ,2 bậc

hiệu suất máy  = 0,75.

Chọn dao : Theo bảng 4-80 Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập I

(STCNCTM-I): Chọn dao phay đĩa có kích thước như sau:

D = 63 mm B = 8 mm d = 22 mm Z = 16 ( răng ) Loại dao có gắn hợp kim cứng T15K6(nhãn hiệu hợp kim cứngT15K6)

Lượng dư : phay với lượng dư 2Zb = 6 mm

 Tra tính chế độ cắt :

Khi phay thô mặt phẳng:

- Lượng chạy dao răng SZ :

SZ = 0,15 mm/răng (Bảng5-34, Sổ tay CNCTM tập II, trang 29)

nv = 1,0 (Bảng 5-2, Sổ tay CNCTM Tập II, trang 7)

knv- hệ số phụ thuộc vào tình trạng bề mặt phôi (Bảng 5-5, Sổ tayCNCTM Tập 2, trang 8)

kuv- hệ số phụ thuộc vào vật liệu của dụng cụ cắt (Bảng 5-6, Sổ tayCNCTM Tập 2, trang 8)

nt =

D

V

1000 t

 = 181,9 vòng/phútChọn số vòng quay của máy (theo tiêu chuẩn của máy 6H82):

D  m

= 63.3,14.190

1000 = 37,6 m/phútLượng chạy dao phút:

Sph = SZ.Z.n = 0,15.16.190 = 456 mm/phút

Công suất thực tế của máy:

Ne = 3,6 KW (Bảng, 5-174, Sổ tay CNCTM tập II, trang 157)Khi phay bán tinh mặt phẳng:

S = 0,4 mm/vòng (Bảng 5-37, Sổ tay CNCTM tập II, trang 31).Vậy lượng chạy dao răng:

V

1000 t

 = 219,8 vòng/phútChọn số vòng quay của máy (theo tiêu chuẩn của máy phay 6H82):

D  m

= 46,5 m/phútLượng chạy dao phút: