231327

Đồ án môn học Công nghệ chế tạo máy LỜI NÓI ĐẦU Hiện nay , các ngành kinh tế nói chung và ngành cơ khí nói riêng đòi hỏi kỹ sư cơ khí và cán bộ kỹ thuật cơ khí được đào tạo ra phải có kiến thức sâu rộng , đồng thời phải biết vận dụng những kiến thức đó để giải quyết những vấn đề cụ thể thường gặp trong sản xuất , sửa chữa và sử dụng. Mục tiêu của môn học là tạo điều kiện cho người học nắm vững và vận dụng có hiệu quả các phương pháp thiết kế , xây dựng và quản lý các quá trình chế tạo sản phẩm cơ khí về kỹ thuật sản xuất và tổ chức sản xuất nhằm đạt được các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật theo yêu cầu trong điều kiện và qui mô sản xuất cụ thể. Môn học còn truyền đạt những yêu cầu về chỉ tiêu công nghệ trong quá trình thiết kế các kết cấu cơ khí để góp phần nâng cao hiệu quả chế tạo chúng. Đồ án môn học công nghệ chế tạo máy nằm trong chương trình đào tạo của ngành chế tạo máy thuộc khoa cơ khí có vai trò hết sức quan trọng nhằm tạo cho sinh viên hiểu một cách sâu sắc về những vấn đề mà người kỹ sư gặp phải khi thiết kế một qui trình sản xuất chi tiết cơ khí. Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo GSTS Tăng Huy đã tận tình giúp đỡ, động viên để em có thể hoàn thành tốt đồ án môn học này. Em xin chân thành cảm ơn! 1 1 Đồ án môn học Công nghệ chế tạo máy I: PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT Chi tiết ta cần thiết kế là chi tiết giá đỡ, chức năng làm việc chủ yếu là đỡ cho các chi tiết khác mà cụ thể ở đây là đầu trục trong máy Giá đỡ được kẹp chặt xuống nền nhờ 2 bu lông lắp vào 2 lỗ chân giá đỡ. Các lỗ φ56, φ110 cần đảm bảo độ đồng tâm, độ song song của tâm so với mặt đáy sao cho khi làm việc trục không bị đảo và khi lắp ráp được dễ dàng. II: PHÂN TÍCH TÍNH CÔNG NGHỆ TRONG KẾT CẤU Chi tiết mà ta cần thiết kế có tính công nghệ tương đối cao: Trọng lượng sản phẩm vừa phải không quá lớn Vật liệu GX15-32 tương đối thông dụng và rẻ tiền Thành phần hoá học của Gang: C% Mn% Si% S% 2,8÷3,5 0,5÷1 1,5÷3 0,08÷0,12 Có độ cứng HB = 170 ÷190 Các kích thước trên và dưới đều hợp lý Dung sai ,độ nhám hợp lý không quá cao và không quá thấp cụ thể như lỗ φ110 là bề mặt làm việc nhiều nhất(lắp với vòng ngoài của ổ lăn) nó yêu cầu độ chính xác cao để làm việc và lắp ráp không quá khó khăn dung sai là +0,09 độ nhám R z =6,3 như vậy đã phù hợp với chức năng và điều kiện làm việc của nó, φ56 chỉ có tác dụng cho đầu trục xuyên qua nên không có yêu cầu gì đặc biệt về độ bóng. Các lỗ lắp Bulông M10 là lỗ không thông thì bất tiện cho việc gia công, tuy nhiên đây không phải là bất tiện lớn vì lỗ M10 là tương đối nhỏ và là lỗ phụ. Chi tiết giá đỡ như thiết kế cần sửa chữa một chút về phần mặt đầu D của lỗ, chúng ta làm lồi phần này ra so phần rãnh chân nhằm dễ dàng gia công cho phần này vuông góc với tâm lỗ φ110, bằng cách làm lõm phần rãnh chân xuống 1 mm và khi chế tạo phôi không cần có lượng dư gia công, nhờ vậy ta có thể dễ dàng tiện được mặt đầu D cùng nguyên công tiện lỗ φ110, như vậy ta có thể dùng các phương pháp gia công dao cụ thông thường. Gia công tương đối thuận tiện và năng suất. Lắp ráp thuận tiện vì nó ít mối lắp ghép, tính chất lắp lẫn cao. Ngoài ra nó còn tiết kiệm được vật liệu III: XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT Sản lượng hàng năm được xác định theo công thức sau: N=N 1 .m.[1+ (α +β)/100] Với N 1 = 5000 chiếc/năm ( m=1 ) β = 6%, Phần trăm chi tiết chế tạo thêm để dự trữ 2 2 Đồ án môn học Công nghệ chế tạo máy α = 4%, Phần trăm chi tiết phế phẩm N=N 1 .m.[1+(4+6)/100] = 5500 chiếc/năm Khối lượng chi tiết: Q 1 =V.γ V thể tích của chi tiết(dm 3 ) V ≈ V chân + V hộp = (240.66.20) + [39.3,14.(75 2 – 55 2 ) + 15.3,14.(75 2 – 28 2 )] = 316800 + [318396 + 228011] = 863207 mm 3 = 0,86 dm 3 γ gang xám =(6,8÷7,4)kg/dm 3 ≈ 7,2 kg/dm 3  Q 1 = 0,86.7,2 = 6,2 kg Với sản lượng hàng năm của chi tiết 5500 chi tiết và khối lượng chi tiết là 6,2 kg ta tra bảng 2 được dạng sản xuất là hàng khối IV: CHỌN PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI Trong các phương pháp chế tạo phôi ta thấy có rất nhiều phương pháp, trong đó ta thấy phương pháp đúc là hợp lý nhất. Vì: -Nó đảm bảo được lượng dư, dung sai, và kích thước phôi như yêu cầu trong bản vẽ chi tiết -Mặt khác về mặt chi tiết điển hình ta thấy đây là chi tiết dạng hộp vật liệu GX15-32 do đó ta nên dùng phương pháp đúc là hợp lý hơn cả. Đúc được thực hiện trong các loại khuôn cát, khuôn kim loại . Dựa vào dạng sản xuất, vật liệu hình dáng và khối lượng của chi tiết ta sẽ chọn phương pháp đúc: Đúc trong khuôn kim loại với mặt phân khuôn thẳng đứng. 3 3 Đồ án môn học Công nghệ chế tạo máy Mặt phân khuôn: (Hình vẽ) Bản vẽ chi tiết lồng phôi (bản vẽ A1). Bản vẽ chọn mặt phân khuôn Cho chi tiết đúc : 4 4 Đồ án môn học Công nghệ chế tạo máy V: LẬP THỨ TỰ CÁC NGUYÊN CÔNG Trong ngành chế tạo máy tồn tại một số lượng lớn các loại chi tiết gia công cho phép tập hợp một số rất lớn các chi tiết và nhóm máy trong cơ khí thành một số loại có hạn, bảo đảm có khả năng chuyển từ quá trình công nghệ đơn chiếc thành quá trình công nghệ điển hình mang dấu hiệu đặc trưng cho từng loại. Chi tiết ta cần gia công được phân loại. Chi tiết ta cần gia công được phân loại thành chi tiết dạng hộp 1)Qui trình công nghệ chế tạo: -Lỗ chính xác: Dùng để đỡ các đầu trục được gọi là lỗ chính -Lỗ không chính xác: Dùng để kẹp các bộ phận khác được gọi là lỗ phụ -Yêu cầu kỹ thuật +Độ không phẳng và độ không song song của các bề mặt chính trong khoảng 0,05 - 0,1 mm trên toàn bộ chiều dài +Độ nhám bề mặt của các mặt này R a = 5 – 1,25 µm +Độ nhám bề mặt lỗ chính φ110 là R z = 6,3 µm, cấp chính xác C7 +Sai số hình dáng của lỗ là 0,5 - 0,7 dung sai đường kính lỗ +Dung sai độ không đồng tâm của các lỗ bằng1/2 dung sai đường kính lỗ nhỏ nhất=0,05 +Độ không vuông góc giữa mặt đầu và đường tâm lỗ chính là 0,05 – 0,1 mm/100mm bán kính 2)Thực hiện các nguyên công chính Gia công mặt phẳng chuẩn làm chuẩn tinh thống nhất (mặt phẳng A) Gia công mặt B Gia công 2 lỗ φ18 Gia công mặt bên C Gia công các lỗ φ56, φ110, và mặt đầu D, E Tiện định hình lỗ φ56 để lắp rãnh dẫn dầu Gia công các lỗ ren M10 Gia công ren lỗ M16. 3)Chọn chuẩn Chọn chuẩn, phân tích cách chọn chuẩn và cách thiết lập trình tự gia công việc chọn chuẩn trong quá trình gia công sẽ quyết định khả năng để đạt độ chính xác kích thước của chi tiết Nếu như chọn chuẩn khi gia công lắp ráp, kiểm tra mà trùng nhau thì sẽ rất có lợi trong việc gia công chế tạo sản phẩm vì nó tránh được sai số chuẩn giúp ta đảm bảo được độ chính xác yêu cầu của sản phẩm Ta thấy rằng với giá đỡ này khi làm việc chi tiết được kẹp chặt và định vị trên mặt đáy nhờ các bề mặt kề trên mặt đáy này(2 lỗ φ18). Đồng thời khi gia công ta phải đạt các kích thước từ mặt đáy đến lỗ chính φ110, . và các kích thước này đều có gốc là A. 5 5 Đồ án môn học Công nghệ chế tạo máy Mặt khác đây là chi tiết dạng hộp nên ta chọn chuẩn tinh thống nhất nhất định phải là mặt A, có kèm theo hai lỗ trên đế giá đỡ. Vì mặt A sẽ quyết định các kích thước còn lại trong quá trình gia công các nguyên công khác. Vì vậy ở đây ta chọn mặt chuẩn A và hai lỗ φ18 vuông góc với mặt A làm chuẩn tinh và vì nó còn được dùng trong quá trình lắp ráp, làm chuẩn cho nhiều nguyên công sau. Nguyên công phay mặt đáy, nên nó được gọi là chuẩn tinh chính hay chuẩn tinh thống nhất. Vậy chuẩn tinh ở đây ta chọn là mặt A và các lỗ vuông góc với bề mặt A Để có được bề mặt A và các lỗ trên bề mặt A(lỗ φ18) làm chuẩn tinh thì trước hết ta phải chọn chuẩn thô. Phân tích việc chọn chuẩn thô: Các mặt có thể dùng làm chuẩn thô là B, D, C, F. -Nếu dùng mặt F và mặt B làm chuẩn: Ta có thể dùng mặt trụ ngoài φ150 để làm chuẩn thô, dùng khối V để định vị khống chế 4 bậc tự do, dùng mỏ kẹp kẹp vào phía trong của bề mặt trụ φ110, và phương án này ta phải dùng 1 chốt tỳ nữa định vị vào mặt B để hạn chế thêm 1 bậc tự do quay quanh tâm khối V. Với cách này thì sau khi gia công xong mặt chuẩn tinh chính thì khi gia công mặt lỗ φ110 sẽ đảm bảo đồng tâm với trụ ngoài. Nhưng khi thiết kế đồ gá để gia công trên máy phay đứng thì lại cồng kềnh (cao và kém cứng vững) -Đối với việc dùng mặt B và mặt D làm chuẩn thô thì việc định vị tương đối dễ, dùng 3 chốt tỳ định vị lên mặt D khống chế 3 bậc tự do, 2 chốt tỳ định vị lên mặt B khống chế 2 bậc tự do. Viêc kẹp chặt, ta có thể dùng bạc chữ C và bulông để kẹp qua lỗ φ56. Cách này gia công chi tiết trên máy phay ngang và có ưu điểm là đồ gá gọn và cứng vững. Cách này cũng tương tự như dùng mặt C thay cho mặt D, tuy nhiên nếu chọn mặt C thì sẽ khó hơn trong việc tháo lắp nhanh Do vậy ta chọn mặt D và mặt B làm chuẩn thô, kích thước đạt được theo mặt B. 4)Tra lượng dư cho các bề mặt còn lại Kích thước vật đúc lớn nhất là 240 mm, đúc trong khuôn kim loại ( theo bảng 3-110, trang 259_sổ tay tập 1) Mặt phẳng A có vị trí phía trên của vật đúc kích thước danh nghĩa: 240. Lượng dư gia công là 2,5 mm. Mặt B, D là mặt bên ngoài, và mặt dưới có lượng dư 2,0 mm. Mặt E và 2 lỗ φ56, φ110 là mặt bên trong có lượng dư 2,2 mm. Lượng dư cho 2 lỗ φ18 là 9 mm. Lượng dư cho 6 lỗ M10 là 5 mm. Lượng dư cho lỗ M16 là 8 mm. VI: TÍNH LƯỢNG DƯ GIA CÔNG CHO MỘT BỀ MẶT. Tính lượng dư gia công cho bề mặt C, với việc chọn chuẩn tinh chính là mặt phẳng chuẩn tinh chính A, và hai lỗ φ18 vuông góc với mặt phẳng A Công thức tính Z imin = R Zi-1 + T i-1 + ρ i-1 + ε i Bề mặt được gia công trên máy phay ngang 6A82 với dao phay mặt đầu có 6 6 Đồ án môn học Công nghệ chế tạo máy D/Z=250/20 ( B.5.127 STCNCTMT2) 7 7 Đồ án môn học Công nghệ chế tạo máy 1)Bước gia công thô Phôi đúc bằng khuôn kim loại( theo bảng 3-66 _T1 Sổ tay CNCTM), Chiều cao nhấp nhô tế vi, và chiều sâu lớp hư hỏng do bước công nghệ sát trước để lại: R Zi-1 = 200 µm, T i-1 = 300 µm Sai lệch vị trí không gian do bước công nghệ sát trước để lại: ρ phôi = 22 cmc ρρ + ρ c = ∆ K .L = 0,7.240 = 168 µm Trong đó: ∆ K = 0,7 ( theo bảng 15 trang 43_ hướng dẫn thiết kế) ρ cm = T = 620 µm, Với T là dung sai kích thứơc 33 mm của chi tiết đúc đạt CCX IT14 (Bảng 3_91 _T1 sổ tay CNCTM) ρ phôi = 22 620168 + = 642 µm Sai số gá đặt khi phay thô ( định vị bằng lỗ) ε gđ = 22 Kc εε + 8 8 Đồ án môn học Công nghệ chế tạo máy Sơ đồ tính toán lượng dư : 9 9 Đồ án môn học Công nghệ chế tạo máy Ở đây, Do lực kẹp không trùng với phương đạt kích thước ε K = 0 Sai số chuẩn xuất hiện là do chi tiết bị xoay khi định vị vào hai chốt mà hai chốt này có khe hở so vói lỗ định vị δ max = T A + T B + δ min T A : Dung sai lỗ định vị cấp chính xác TT7: T A = 0,018 mm(B.3.91STCNT1) T B : Dung sai của đường kính chốt cấp chính xác IT6: T B = 0,011 mm δ min : Khe hở nhỏ nhất của lỗ và chốt: δ min = 0,013 mm Góc xoay lớn nhất của chi tiết: H ρ tgα max = Trong đó: H là khoảng cách giữa hai lỗ 00021,0 200 013,0011,0018,0 = ++ = α tg ⇒Sai số chuẩn của mặt gia công: ε C = L.tgα = 240.0,00021 = 0,0504 mm ≈ 50 µ ⇒ε gđ = ε C = 50 µm ⇒Z min = R Zphôi + T phôi + ρ phôi + ε phay thô Thay số: Z min = 200 + 300 + 642 +50 = 1192 µm 2)Bước gia công tinh Phôi đã được gia công thô và đối với vật liệu Gang thì T i = 0, R z của bước thô và bước tinh là 50 µm và 20 µm (bảng 3-69 trang 237 _T1 Sổ tay CNCTM) Khi phay tinh thì sai lệch không gian của bước gia công thô là: ρ 1 = 0,05.ρ phôi = 0,05. 642 = 32,1 µm Sai số gá đặt khi phay tinh sẽ là: ε tinh = 0,05.ε thô = 0,05.50 = 2,5 µm ⇒Z min = R Zthô + T thô + ρ thô + ε phay tinh Thay số: Z min = 50 + 0 + 32,1 + 2,5 = 84,6 µm Từ đó ta có bảng kết quả tra và tính lượng dư: Tên chi tiết: Giá đỡ; Vật liệu: Gang xám 15-32 Bề mặt cần gia công: Mặt đầu C Nguyên công Thành phần lượng dư ( m) Lượng dư tính Z min ( m) KT tính toán min Dung sai chế tạo Kích thước (mm) Lượng dư ( m) R Z T   a max a min Z max Z min Phôi đúc 200 300 642 34,277 620 34,90 34,28 Phay thô 50 0 32,1 50 1192 33,085 250 33,34 33,09 1560 1190 Phay tinh 20 0 2,5 84,6 33,000 100 33,10 33,00 240 90 10 10