CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY GIA CÔNG TRỤC VÍT

Lời nói đầuHiện nay, các ngành kinh tế nói chung và ngành cơ khí nói riêng đòi hỏi kỹ s Cơ khí và cán bộ kỹ thuật cơ khí đợc đào tạo ra phải có kiến thức cơ bản tơng đối rộng, đồng thời

Lời nói đầu

Hiện nay, các ngành kinh tế nói chung và ngành cơ khí nói riêng đòi hỏi kỹ s Cơ khí và cán bộ kỹ 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 th-ờng gặp trong sản xuất, sửa chữa và sử dụng…

- Đất nớc ta đang thực hiện sự nghiệp "Công nghiệp hoá - Hiện đại hoá" nhằm mục đích đa nớc

ta trở thành một nớc công nghiệp trong khu vực và trên thế giới Để góp phần vào sự phát triển của ngành công nghiệp, ngành cơ khí, đặc biệt là ngành cơ khí chế tạo máy có vai trò rất lớn Nó là cơ sở tiền đề cho sự phát triển của các ngành công nghiệp khác

- Hiện nay các trờng Đại học Kỹ thuật và các ờng dạy nghề trong cả nớc đợc phát triển và mở rộng quy mô đào tạo ra rất nhiều Một trong các ngành đợc coi là mũi nhọn để đào tạo là ngành cơ khí Môn học "Công nghệ chế tạo máy" lại đợc coi

tr-là môn học cơ bản trong chơng trình đào tạo của ngành cơ khí Vì môn học này giúp cho sinh viên hiểu đợc khi chế tạo một chi tiết, cần phải đạt đợc những yêu cầu gì Chẳng hạn khi có một ý tởng, ng-

ời ta đa ra bản vẽ chi tiết những phải hiểu đợc chức năng và nhiệm vụ làm việc, kết cấu vật liệu của chi tiết, gia công trên máy gì? gia công nh thế nào? Một khâu quan trọng nữa là tính kinh tế của chi tiết Để giải quyết những vấn đề trên, môn học "Công nghệ chế tạo máy" đã ra đời, nhằm mục đích gia công chi tiết theo một trình tự, giảm bớt đợc thời gian gia công và những chi phí khác Đồ án tốt nghiệp

"Công nghệ chế tạo máy" là tài liệu phản ánh quá trình học tập và nghiên cứu của sinh viên về quy trình gia công một chi tiết

Trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp "Công nghệ chế tạo máy" chúng em đã nhận đợc sự giúp

đỡ tận tình của các thầy cô giáo, sự góp ý của bạn

bè, đặc biệt là thầy giáo Nguyễn Xuân Chung , ngời

đã trực tiếp giao đề tài và hớng dẫn cho em Do thời gian làm đồ án còn hạn hẹp, mặt khác do chúng em còn thiếu nhiều kinh nghiệm về chuyên ngành nên trong khi làm đồ án không thể nào tránh khỏi những thiếu sót Vì vậy em kính mong các thầy cô giáo, cùng toàn thể các bạn đọc có những góp ý chân thành để đồ án tốt nghiệp "Công nghệ chế tạo máy" của em đợc hoàn chỉnh hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

Sinh viªn: Bïi V¨n §îiLíp: CT M2 - KI

Đề tài

Thiết kế quy trình công nghệ

gia công chi tiết trục vít Chơng I - Phân tích sản phẩm và

thiết kế bản vẽ lồng phôi

I Phân tích sản phẩm:

1 Điều kiện làm việc của chi tiết:

- Chi tiết trục vít dùng để ép các hạt nhựa hay hạt cao su nóng chảy ra qua bớc xoắn lớn

- Chi tiết làm việc ở bề mặt ngoài của thân trục

có R18, R4,5 và các đầu trục bậc

- Chi tiết làm việc trong môi trờng nhiệt độ cao

điều kiện bôi trơn liên tục

- ở đầu trục có các răng then dùng để lắp ghép các puli hay bánh răng

- (Chi tiết đợc làm từ vật cán)

* Yêu cầu độ chính xác của chi tiết cần kích

cấp ∇7 và các đỉnh rãnh có cấp bóng ∇8

dung sai nhng trong bản vẽ đã cho dung sai 0 , 03

05 , 0

−

vậy khi gia công trên máy tiện khó đạt đợc cấp chính xác đó do ta phải gia công trên máy mài thì mới đạt độ chính xác đó

- Rãnh then có bề mặt rãnh là 14, có chiều dài l

= 45 và rãnh then có bề rộng 6 và có chiều dài l =

16 - để lắp puli, bánh răng đầu trục để trục truyền chuyển động, lên không cần chính xác vì thế không cần cho dung sai

- Tiện ren M44 x 1,5 để lắp đai ốc đầu trục tránh cho puli, bánh răng bị trợt

chiều rộng 2 sâu 2 và có khoảng cách các rãnh là 10

- φ55 và φ54 có chiều tổng l = 184 dùng để lắp vào lồng máy nên cũng cần chính xác và có cấp độ bóng ∆8, ∆7, ∆5 Tại các bề mặt của trục vì bề mặt

trục có tính lắp lẫn, lên khi gia công ta cần phải cho dung sai 0 , 017

05 , 0

+

Vậy khi gia công trên máy tiện khó thực hiện do

đó ta phải gia công trên máy mài thì mới đảm bảo

đợc dung sai và cấp độ bóng

cũng cho dung sai 0 , 017

005 , 0

+ + có cấp độ bóng ∆7 → vậy cũng thực hiện nh φ55, φ54

- Phần trắc diện có bớc xoắn t1 = 56

t2 = 56,548

Có bớc xoắn lớn do chi tiết làm việc trong điều

dùng trên máy phay ren 561 xong ta phải mài thì mới đạt cấp độ bóng đó

Và khi gia công phải đảm bảo độ giảm chiều sâu

xoắn lớn để nghiền các vật rắn với áp lực cao thì vật rắn mới nóng chảy

chính xác vậy ta không cần phải cho dung sai và để

nhận biết khoảng cách đoạn ren mà ngời thợ cần làm.

- φ 40,8 là chân ren

- φ 46,8 là chân ren → phải đảm bảo độ giảm

cách các đỉnh là 30

Và một chiều răng, sâu 11 có đỉnh răng rộng 3,5 cũng có khoảng cách là 30 và bớc xoắn lớn đó dùng

để ép các vật rắn nóng chảy ra

2 Phân tích tính kết cấu của chi tiết.

- Kích thớc l = 305 cần độ chính xác nên trong bản vẽ cần phải cho dung sai ± 0,05

- Tiện ren M44 x 1,5 không khó gia công nhng

ta vẫn cho dung sai ±0,05 để tiện ren đầu trục

- φ 62,8 khó gia công vì trên chi tiết phải gia

dao cho dễ gia công bớc xoắn lớn và khoảng cách

1m β

N N

ở đây: N - Số chi tiết đợc sản xuất trong một năm

N1- Số sản xuất (số máy) đợc sản xuất trong một năm

m - Số chi tiết trong một sản phẩm

β - Số chi tiết đợc chế tạo thêm để dự trữ 5% - 7%

.

1m α β

N N

β

m N N

β - Số chi tiết đợc làm thêm chọn β = 5%

100

5 1

- Sau khi xác định đợc sản xuất hàng năm của chi tiết N Ta phải xác định trọng lợng của chi tiết Trọng lợng của chi tiết đợc xác định theo công thức:

.

1 V

ë ®©y: Q1 - Träng lîng chi tiÕt (KG)

V - ThÓ tÝch cña chi tiÕt (dm)

γ - Träng lîng riªng cña vËt liÖu

V1 = πR2 16 = 3,14 442 16 = 97264,6

V2 = πR2 125 = 3,14 452 125 = 794812,5

V3 = πR2 55 = 3,14 542 55 = 503593,2

V4 = πR2 129 = 3,14 552 129 = 1225306,5

V5 = πR2 50 = 3,14 62,82 50 = 6196182,8

V = V1 + V2 + V3 + V4 + V5 + V6 + V8 - V7

= V1 + V3 + V4 + V5 + V8 + V2 - V7 - V6

= 97264,6 + 794812,5 + 503593,2 + 1225306 + 619182,8 + 3777015,5 - 272970,4 - 236917,7

Chơng II - Chế tạo phôi

I Vật liệu: Sử dụng vật liệu thép 40X

II Phơng pháp chế tạo phôi: vật cán

cấp chính xác 3 và đờng kính phôi D = 50 - 75(mm)

εi = 0

Zthô = 150 + 150 + 64,5 = 364 àm ≈ 0,364 (mm)

minthô 150 250 100 64 , 5

Zi

R

4160 10000

1 mintinh Zi i i i

1 1

2 2

minb¸nkÝnh = 30 + 30 + 100 + 64 , 5

Zi

R

= 60 + 118,9 = 178 (µm) ≈ 1,7 (mm)

Suy ra Ztæng céng = 5,1 + 0,218 + 0,178 = 5,49 (µm)

dph«i = 55 - 10,9 = 44,1 (mm)

¸p dông c«ng thøc:

2 2 1 1

a RZimin = RZi-1 + Ti-1 + 2 2

ρi-1 = ρc + ρcm với ρcm = 1 = 100 (àm)

ρc = ∆ K L = 0,5 55 = 27,5 (àm)

εi = 0Thay vào ta đợc:

Zth« = 150 + 150 + 62,5 = 362 µm ≈

0,362 (mm)

KÕt luËn: Chän ph«i dµi 125,72 mm

a RZimin = RZi-1 + Ti-1 + 2 2

εi = 0VËy RZimin b¸n kÝnh = 50 + 50 + 100 2 + 62 , 5 2 =

= 100 + 117,9 = 217,9 (µm) ≈ 0,21 (mm)

c RZimin tinh = RZi-1 + Ti-1 + 2

RZimin tinh = 30 + 30 + 100 2 + 62 , 5 2 =

= 60 + 117,9 = 177,9 (µm) ≈ 0,177 (mm)

Ztæng céng = 5,1 + 0,217 + 0,177 = 5,49 (µm)

dph«i = 45 - 10,9 = 34,1 (mm)

4 TÝnh lîng d M44 x 1,5

¸p dông c«ng thøc:

RZimin = RZi-1 + Ti-1 + 2 2

RZimin = 150 + 150 +8 = 308 (µm) ≈

0,308 (mm)

a RZimin th« = RZi-1 + Ti-1 + 2 2

= 400 + 100 = 500 (µm) ≈ 5,0 (mm)

b RZimin b¸n tinh = RZi-1 + Ti-1 + 2

- Kết luận: Chọn phôi dài 50,65 (mm)

a/ RZimin thô = RZi-1 + Ti-1 + 2

εi = 0Thay vào ta đợc:

RZimin thô= 150 + 250 + 100 2 + 25 2

= 400 + 10000 + 625

= 400 + 103 = 503 (àm) ≈ 5,0 (mm)

b/ RZimin b¸n tinh = RZi-1 + Ti-1 + 2

RZimin b¸n tinh = 50 + 50 + 100 2 + 25 2

= 100 + 103 = 203 µm ≈ 0,203 (mm)

c/ RZimin tinh = RZi-1 + Ti-1 + 2 2

= 60 + 103 = 163 (µm) ≈ 0,163 (mm)

Ztæng céng = 5,0 + 0,203 + 0,163 = 5,46 (mm)

Ti-1 = 150 (àm)

ρi-1 = ∆ K L = 0,5 305 = 152,5 (àm)

Zthô = 150 + 150 + 152,5 = 452,5 (àm)

a/ RZimin thô = RZi-1 + Ti-1 + 2 2

εi = 0Thay vào ta đợc:

RZimin thô = 150 + 250 + 100 2 + 152 , 5 2

= 400 + 10000 + 23256 , 2

= 400 + 182,3 = 582 (àm) ≈ 5,8 (mm)

b/ RZimin bán tinh = RZi-1 + Ti-1 + 2 2

1 i

ρ +−

RZimin thô = 10 + 20 + 100 2 + 64 , 5 2

= 30 + 10000 + 4160 , 2

= 30 + 118,9 = 148,9 (àm) ≈ 1,4 (mm)

b/ RZimin tinh = RZi-1 + Ti-1 + 2

εi = 0

ρc = ∆K L = 0,5 129 = 64,5 (àm)Thay vào ta đợc:

RZimin tinh = 5 + 10 + 100 2 + 64 , 5 2

= 15 + 118,9 = 133,9 (µm) ≈ 1,3 (mm)

= 30 + 103,7 = 133,7 (µm) ≈ 1,3 (mm)

b RZimin tinh = RZi-1 + Ti-1 + 2 2

RZimin tinh = 5 + 10 + 100 2 + 27 , 5 2

= 15 + 103,7 = 118 (µm) ≈ 1,1 (mm)

3 TÝnh lîng d khi mµi φ45

RZimin th« = 10 + 20 + 100 2 + 62 , 5 2

= 30 + 10000 + 3906 , 2 =

= 30 + 117,9 = 147 (µm) ≈ 1,4 (mm)

b/ RZimin tinh = RZi-1 + Ti-1 + 2 2

RZimin tinh = 5 + 10 + 100 2 + 62 , 5 2

= 15 + 117,9 = 132 (µm) ≈ 1,3 (mm)

RZimin th« = 10 + 20 + 100 2 + 152 , 5 2

= 30 + 10000 + 23256 , 2

= 30 + 182,3 = 212 (µm) ≈ 2,1 (mm)

b RZimin tinh = RZi-1 + Ti-1 + 2 2

ρi-1 = ρc + ρcm Với ρcm = 1 = 100 (àm)

ρc = ∆K L = 0,5 305 = 152,5 (àm)

εi = 0Thay vào ta đợc:

RZimin tinh = 5 + 10 + 100 2 + 152 , 5 2

= 15 + 182,3 = 197 (àm) ≈ 1,9 (mm)

Chơng III Thiết kế quá trình công nghệ

62,8 yêu cầu gia công thô - gia công tinh

Mài thô - Mài tinh

+ Rãnh then rộng 14 có chiều dài l = 45 gia công thô

+ Rãnh then rộng 6 có chiều dài l = 16 gia công thô

+ Tiện cắt rãnh sâu 2 rộng 2 có khoảng cách 3 rãnh là 10 yêu cầu gia công thô

+ Phay rãnh có R18, R4,5 yêu cầu gia công thô - gia công tinh sau đó mài thô - tinh

+ Bề mặt răng đợc ni tơ hoá đạt độ cứng không nhỏ hơn 72 HRA và phải đảm bảo chiều sâu răng

7 Tôi hay nitơ hoá

8 Mài ren

9 Mài trụ bậc

10 Kiểm tra

III ThiÕt kÕ nguyªn c«ng:

I Nguyªn c«ng I: T¹o ph«i - Kho¶ mÆt - Khoan 2

lç t©m

II Nguyªn c«ng II: TiÖn trô bËc.

" =

kv

K

Ktv = 1,15

176700 55

14 , 3

7 , 176 1000

1000

.

35 , 0 35

, 0

97 , 0 55

55 97 , 0 55

97 , 0

22 , 0 22

, 0

10 90 80

Cã: 0 , 71

75

66 75

5 , 1 5

, 1

19 , 1 45

55 45

87 , 0 87

, 0

10 90 80

2 2

1 80

10 90 80

V = 176,7 (m/p)

6120

14 , 13111 102

60

7 , 176 2 ,

=

i S n

y y l S n

L

.

1 0

+ +

=

=

T0 = Tφ55 + Tφ54 + Tφ45 + Tφ62,8 + TM 44 x 1,5

02 , 1 25 , 0 503

129

43 , 0 25 , 0 503

50 8

305 8

16 5

, 1

III nguyªn c«ng 3: c¾t r nh - tiÖn ren ·

⇒ V = 20,5.1,23.1,1.1,52.1,18 = 49,7 (m/p)

→ n D V

.

1000

π

8 , 62 14 , 3

7 , 49 1000

p v

.

p m n

=

= π

85 75

55 , 0 55

, 0

9 , 0 80

90

1 55

55 45

97 , 0

9 , 0

22 , 0 22

, 0

Krz = 1 → do dao mµi cã tíi nguéi

Khz = 0,93; Ktz = 1,0; Kpz =1,0

⇒ Pz = 247.0,071,0.0,151,0.49,70.1,07.1.0,93.0,9 1,0.1,0.1 =

= 247.0,07.0,15.1.1,07.0,9.0,93.1.1,0 = 2,32 (kg)

10 90 80

90

19 , 1 45

55 75

20 , 1 75

85 75

2 , 4 2

, 4

87 , 0 87

, 0

5 , 1 5

, 1

γ

ϕ

x x

b mx

K

K

K

Tra b¶ng 2.6 s¸ch nguyªn lý c¾t ta cã:

Kvx = 1; Khx = 0,17

17 , 0 19 , 1 20 , 1 1 15 , 0 07 , 0 247

0 , 1 0 , 1 17 , 0 1 19 , 1 2 , 1 7 , 49 15 , 0 07 , 0

2 2

10 90 80

7 , 49 32 ,

50

TM44 × 1,5 0 , 42

15 , 0 250

0 1 6

10

α α

0 1 5

8

α α

Gãc mµi dao ε = α

44 14 , 3

5 , 1

⇒ =1000. . =10003,14..4482

D

V D

.

p m D

3.5 NghiÖm c¾t gät:

102 60

82 148

4 , 30 1000

1000

.

n M

350 3600

= +

4 1

11

0 = + + =

Nguyên công 5: Phay ren

- Gá trên mâm cặp 3 chấu tự định tâm khống chế

5 bậc tự do

- 1 đầu gá hạn chế 3 bậc tự do còn 1 đầu chống hạn chế 2 bậc

1- Máy phay ren 561

2 - Dao phay đĩa định hình

0 1 6

10

α α

0 1 5

8

α α

5 , 2

=

=

M

Tg

8 , 40 8 , 62 2

8 2

8 , 46 48 , 62 2

d D t

b

d D t

a

Do đoạn trục có chiều dài l = 305 Khi ta phay ren phải đảm bảo độ giảm chiều sâu răng đồng đều qua các bớc từ (11 ữ 8) mm

) ( 25 , 2 8 18

lat t

H

i

lat t

. t

z cg

V P

3 , 49 2 ,

y y l

T

.

1 0

= +

, 3943 8

, 62

2

1

30 8

, 62 8

, 62

2 2

0

+ +

=

T

= 2,6 phót

Nguyên công 6: Phay r nh then ã

- Gá trên khối V ngắn khống chế 2 bậc tự do

I a - rộng 14 có l = 45

b - rộng 6 có l = 16

2 Dao phay rãnh then bằng dao phay ngón thép gió đờng kính dao D = 14 với z = 4

p z

S S

. t

z cg

V P

9 , 21 200

y y l

2 2

0 5

45

0 = + + =

II Phay rãnh rộng 6 sâu 4 có chiều dài l = 16

2 Dao phay rãnh then bằng dao phay ngón thép gió đờng kính dao D = 6 với z = 4

3.4 TÝnh Svµ S thùc n z

S S

t

p

Sp = Sz nt z = 0,07 × 4 × 500 = 140 (mm/vg)theo m¸y ta chän Sthùc = 120 (mm/vg)

⇒ = . =500120.4

z n

S S

. t

z cg

V P

⇒ Pz = 56 (kg)

VËy =60z,102. t =5660..9102,42

cg

V P

p S

y y l

T

.

1 0

= +

2 2

0 5

16

0 = + + =

VII Nguyªn c«ng 7 - t«i toµn bé trôc

HRC 48 ÷56

H×nh vÏ

Nguyªn c«ng 8: mµi ren

Nguyên công 9: Mài tròn ngoài trụ bậc

Sau khi tiện xong, do bề mặt đòi hỏi yêu cầu kỹ thuật cấp độ bóng ∇7, ∇8, ∇8 vậy ta phải gia công

đến máy mài thì mới đảm bảo yêu cầu kỹ thuật

+ Bíc tiÕn: S 0,4 B (mm/vg)

+ ChiÒu s©u c¾t: t = 0,0015 (mm)

Ch¬ng IV: LËp ch¬ng tr×nh cnc cho bÒ mÆt tiÖn

X55 Z-325

M01III.* N3(c¾t r·nh)

s©u cña vËt cÇn gia c«ng

- R: Kho¶ng c¸ch tõ t©m dao tíi t©m chi tiÕt chän ( r = 5 (mm))

- K: HÖ sè an toµn chän ( k= 1,2 ÷ 1,5)

- §êng kÝnh chi tiÕt gia c«ng

-P0: Lùc däc trôc (KG)

bÒ mÆt tiÕp xóc gi÷a chi tiÕt víi khèi V vµ gi÷a chi

qua ma sát ở mặt đầu thì ma phơng trình cân bằng

có dạng

K.M = Q.f.R + Q.f1.R + Q.f1.R

2 sin

f

KM Q

5 , 7 6 , 0

5 , 0 75 , 0

5 , 7 2

21 , 1

5 1 , 0 5 15 , 0

5 5 , 1 2

sin

5 1 , 0 5 15 , 0

5 5 , 1

=

= +

= +

= +

- Sai số gá đặt đợc tính theo công thức sau (do phơng pháp của các sai số khó xác định ta dùng công thức cộng vectơ)

dg ct K c

gd ε ε ε ε

ε = = = =

(1)Công thức (1) có thể viết dới dạng

dc m ct k c

N

m β

β: hệ số phụ thuộc vào kết cấuđể định vị

Khi chuyển tinh khối V: β = 0,3 ữ 0,8

- N: số lợng chi tiết đợc gia công trên đồ gá

* Sai số điều chỉnh εdc = 5 ữ 10Mm

* Sai số gá đặt εdc là sai số sinh ra trong quá trình lắp ráp và điều chỉnh đồ gá Sai số điều chỉnh phụ

thuộc vào khả năng điều chỉnh và dụng cụ đợc dùng

để điều chỉnh khi lắp ráp Trong thực tế tính toán đồ gá ta có thể lấy εdc = 5 ữ 10Mm

* Sai số chế tạo εct do đa số các sai dố phân bố theo quy luật chuẩn và phơng hớng của chúng khó xác định nên ta dùng công thức sau để tính sai số gá

Thay vào công thức trên ta đợc

- Kích thớc 45 và 5 có dung sai ±0,1(mm) ta lần lợt xác định các thành phần trong công thức (4)

[ ] 0 , 07 ( )

3

2 , 0 3

1

0,2 chọn =

3150 3 ,

VËy ta cã

[ ] 0 , 0049 0 0 , 0016 0 , 000256 0 , 0025 0 , 000544 0 , 023 ( )

) 05 , 0 ( ) 016 , 0 ( ) 04 , 0 ( 0 07 ,

+ +

−

=

+ +

Tài liệu tham khảo

1- Sổ tay công nghệ

2- Thiết kế đồ án môn học - công nghệ chế tạo máy (Đại học Bách Khoa - Hà nội)

9- Sổ tay ngời thợ tiện - cẩm lang tiện

10- Đồ gá (phay - bào - tiện)