BẢN THUYẾT MINH ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

BẢN THUYẾT MINH ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

BẢN THUYẾT MINH ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY LỜI NÓI ĐẦU

Đồ án Công nghệ chế tạo máy là một đồ án quan trọng trong chương trìnhđào tạo sinh viên các ngành cơ khí Đồ án này giúp sinh viên làm quen với việc giải quyết các vần đề tổng hợp của công nghệ chế tạo máy sau khi đã học song các giáo trình cơ bản về công nghệ chế tạo máy Khi làm

đồ án môn học này ta phải làm quen với cách sử dụng tài liệu ,sổ tay , tiêu chuẩn cũng như so sánh l ý thuyết đã học với thực tiễn sản suất một sản phẩm điển hình

Em xin chân thành cảm ơn các thầy giáo trong bộ môn Công nghệ chế tạomáy , đặc biệt cảm ơn thầy Nguyễn Viết Tiếp đã tận tình giúp đỡ em trong quá trình làm

Do thời gian có hạn cũng như trình độ còn hạn chế , trong quá trình làm không tránh khỏi sai sót em xin các thầy đóng góp chỉ bảo giúp em

Em xin chân thành cảm ơn

Sinh viên : Bùi Hữu Mạnh

PHẦN I: PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG I: Phân tích chức năng làm việc của chi tiết

Chức năng làm việc của chi tiết :

 Chi tiết yêu cầu thiết kế là chi

tiết càng gạt bánh răng , nó có

chức năng để đẩy bánh răng để

thay đổi tỷ số truyền , được dùng

nhiều trong các máy công cụ

Các bề mặt làm việc :

 Các mặt đầu của càng tiếp súc

với bánh răng khi gạt bánh răng

Điều kiện kỹ thuật cơ của chi tiết

 Lỗ trục : dung sai 250,025 tương đương CCX7

 Độ bóng :Rz20 tương với ∇ 5

Mặt đầu : độ bóng Rz20 tương với ∇ 5

II: Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết

- do mặt đầu làm vịêc của chi tiết khá mỏng (12mm) do đó trong quátrình gia công và làm việc có thể không đủ cứng vững do đó cần làm thên gân tăng cứng

- Lỗ φ25 lắp với trục gạt cần phải khử ba via bằng vát mép thuận

lợi cho công việc lắp ghép

- Lỗ chốt nằm trên mặt trụ do đó khó khăn trong quá trình khoan nênlàm bề mặt vuông góc với mũi khoan nhưng lỗ chốt không quan trọng do đó có thể không cần thay đổi kết cấu

III: Xác định dạng sản xuất

Sản lượng hàng năm của chi tiết :

N = N1.m(1+õ/1000).(1+ ỏ/1000) (chi tiết hàng năm )

N1: số sản phẩm sản xuất trong một năm N1 = 1000

m :là số chi tiết trong một sản phẩm m = 1

õ: số chi tiết sản suất thêm để dự trữ õ = 7%

ỏ: số chi tiết phế phẩm ở sưởng đúc ỏ = 6%

N = 1000.1.1,7.1,06 = 1802 (chi tiết /năm )

Trọng lượng chi tiết : Q = V.ó (kg)

ó : trọng lượng riêng của vật liệu chế tạo chi tiết ógang = 6,8 (kg/dm3)

V = V1+V2+V3+V4

V1 thể tích đầu nhỏ V1 = π (R2-r2).h = 3,14.(192- 12,5) 45 = 28,93 (cm3)

V2 thể tích đầu lớn V2= 13.3,14.(402-302)/2 = 13,2(cm3)

V3 thể tích phần gân V3= 8.(40+80).140-8.3,14(192+402) = 85,13 (cm3)

V4 thể tích phần gân tăng cứng V4 = 7.33.20 = 4,62(cm3)

Vậy V= 0,131 (dm3)

Q1= V.ógang 0,131 = 0,89 (kg)

Tra bảng 2 : với trọng lượng chi tiết Q = 0,89 (kg)

Sản lượng hàng năm của chi tiết N= 1802 chi tiết /năm

Dạng sản súât là hàng loạt vừa

IV: chọn phương pháp chế tạo phôi

Đối với chi tiết dạng càng sản suất hàng loạt lớn vật liệu gia công gang xám GX15-32 , trọng lượng nhỏ : 0,89 (kg) Hình dạng chi tiết đơn giản Tra bảng 3-1 [2] ta chọn phương pháp chế tạo phôi là phương pháp đúc trong khuôn kim loại cấp chính xác I

Mặt phân khuôn như hình vẽ

MÆt ph©n khu«n

PHẦNII :THIẾT KẾ QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG

I : Đường lối công nghệ

Với dạng sản suất hàng loạt lớn chọn đường lối phân tán nguyên công gia công một dao, một vị trí và gia công tuần tự

II : Chọn phương pháp công nghệ

+ Gia công mặt đầu 1,2 : gia công đạt kích thứơc 13

Đây là bề mặt làm việc của càng

Dung sai : T = 0,059 tương đương cấp chính xác 10

+ Gia công mặt đầu 3 : gia công đạt 45±0,5

Đây là bề mặt của chi tiết không quan trọng

Dung sai : T = 1( mm) tương đương với cấp chính xác 15

Có thể chọn phươn g pháp phay thô đạt cấp chính xác 12-Rz50+ Gia công lỗ :

Dung sai T = 0,24 tương đương với CCX 11 tra bảng 3-87 [2] chọn phương phắp gia công là khoét qua 2 bước

Khoét thô 59

Khoét tinh 60

Đạt cấp chính xác 10 –Rz40

+ Gia công lỗ 25 0,025

Vật liệu GX15-32 , Ra2,5 dung sai 0,025 cấp chính xá c 7

Tra bảng 3-87[2] phương pháp gia công cuối cùng có thể là

Chọnphương pháp gia công khoan sâu đạt cấp chính xác 12 ,Rz20

III : Thiết kế nguyên công

Độ bóng

bằng hai khối V , phương lực kẹp song song với

mặt định vị dùng khối V vát tạo lực vuông góc với mặt dịnh vị

nguyªn c«ng I

Kích thước danh nghĩa =80

vt= vbk1.k2k3k4k5

k1 hệ số phụ thuộc độ cứng của gang : k1=1,12

k2 hệ số phụ thuộc chu kỳ bền của dao

T φ

T H=

180

400=0,5 vậy k2=1,25

k3 hệ số phụ thuộc mác hợp kim cứng :với BK6 k3 =1

k4 hệ số phụ thuộc trạng thái bề mặt gia cồng với bề mặt thô k4= 0,8

k5 hệ số phụ thuộc chiều rộng phay

vt= vbk1.k2k3k4k5

k1 hệ số phụ thuộc độ cứng của gang : k1=1,12

k2 hệ số phụ thuộc chu kỳ bền cùa dao

T φ

T H=

180

400=0,5 vậy k2=1,25

k3 hệ số phụ thuộc mác hợp kim cứng :với BK6 k3=1

k4 hệ số phụ thuộc trạng thái bề mặt gia cồng với bề mặt thô

k4= 0,8

k5 hệ số phụ thuộc chiều rộng phay

phương lực kẹp song song với

mặt định vị dùng khối V vát tạo lực vuông góc với mặt dịnh vị

nguyªn c«ng 2

Chiều sâu cắt t=2,5mm

Lượng chạy dao :sz=0,2 mm/răng do đó s =0,2*8 = 1,6(mm/v)Tốc độ cắt : tra bảng 5-127[3] với D= 100 , z= 8 ,sz= 0,2 , t=2,5 v=141m/ph

vt= vbk1.k2k3k4k5

k1 hệ số phụ thuộc độ cứng của gang : k1=1,12

k2 hệ số phụ thuộc chu kỳ bền của dao

T φ

T H=

180

400=0,5 vậy k2=1,25

k3 hệ số phụ thuộc mác hợp kim cứng :với BK6 k3=1

k4 hệ số phụ thuộc trạng thái bề mặt gia cồng với bề mặt thô k4= 0,8

k5 hệ số phụ thuộc chiều rộng phay

vt= vbk1.k2k3k4k5

k1 hệ số phụ thuộc độ cứng của gang : k1=1,12

k2 hệ số phụ thuộc chu kỳ bền cùa dao

T φ

T H=

180

400=0,5 vậy k2=1,25

k3 hệ số phụ thuộc mác hợp kim cứng :với BK6 k3=1

k4 hệ số phụ thuộc trạng thái bề mặt gia cồng với bề mặt thô

bằng cơ cấu kẹp liên

động , lực kẹp vuông góc và hướng vào mặt định vị

vt= vbk1.k2k3k4k5

nguyªn c«ng 3

k1 hệ số phụ thuộc độ cứng của gang : k1=1,12

k2 hệ số phụ thuộc chu kỳ bền cùa dao

T φ

T H=

180

400=0,5 vậy k2=1,25

k3 hệ số phụ thuộc mác hợp kim cứng :với BK6 k3=1

k4 hệ số phụ thuộc trạng thái bề mặt gia cồng với bề mặt thô

vt= vbk1.k2k3k4k5

k1 hệ số phụ thuộc độ cứng của gang : k1=1,12

k2 hệ số phụ thuộc chu kỳ bền cùa dao

T φ

T H=

180

400=0,5 vậy k2=1,25

k3 hệ số phụ thuộc mác hợp kim cứng :với BK6 k3 = 1

k4 hệ số phụ thuộc trạng thái bề mặt gia cồng với bề mặt thô

chế bậc tự do còn lại bằng một khối V điều chỉnh

Kẹp chặt : kẹp chặt bằng cơ cấu đòn kẹp , lực kẹp vuông góc và hứơng vào mặt định vị

 Chọn máy :

Chọn máy khoan cần 2A55 với các thông số

Công suất N = 4,5 KW

Đường kính chi tiết lớn nhất gia công được là 50 (mm)

Khoảng cách từ trục chính tới bàn máy :700ữ 1120

Côn móc trục chính số 5

Số vòng quay trục chính từ 5 ữ 1700 (v/ph)

 Chọn dao

Dùng mũi khoan ruột gà bằng thép gió phi tiêu chuẩn 24

Mũi khoét thép gió phi tiêu chuẩn 24,8,

Mũi doa thép gió 25

Dao vát mép thép gió

Tra bảng 7[1] T= 35(ph)

 Lượng dư gia công :

Gia công lỗ 25 chia làm ba bứơc

Lượng chạy dao tra bảng 5-89[3] với d = 24 , HB < 200

nhóm chạy dao I suy ra sv= 0,7ữ 0,86 (mm/v)

Chọn sv = 0,8(mm/v)

Tốc độ cắt : tra bảng 5-90[3] suy ra vb = 31 (m/ph)

vt= vb.k1.k2

w w

nguyªn c«ng 5

s

vtt= 3,14.24.600/1000 = 45,2 (m/ph )

Lượng chạy dao :chọn theo máy sm= 0,79 (mm/v)

b Khoét lỗ 24,8

Chiều sâu cắt t = 0,4mm

Lượng chạy dao tra bảng 5-104[3] với dao có d = 24,8

vật liệu :gang có HB < 200 suy ra sv= 1-1,2 (mm/v)

Dùng dao tiện gắn mảnh hợp kim cứng BK8

Chu kỳ bền của dao T = 45

Lượng dư gia công tra bảng 3-110[2] với mặt trong do

đó zb= 2,4mm

Chia làm hai bước :

Tiện tinh với z = 2 mm

Tiện tinh với z = 0,4 mm

 Chế độ cắt

a Tiện thô

s nguyªn c«ng 5

k1 hệ số phụ thuộc vào chu kỳ bền k1= 1,06

k2 hệ số phụ thuộc vào trạng thái bể mặt k2= 0,85

k1 hệ số phụ thuộc vào chu kỳ bền k1= 1,06

k2 hệ số phụ thuộc vào trạng thái bể mặt k2= 0,85

Định vị : định vị mặt đầu hạn chế ba bậc tự do bằng phiến tỳ , định vị vào lỗ lớn hạn chế hai bậc tự do bằng chốt trụ ngắn , định vị vào lỗ nhỏ hạn chế một bậc tự do bằng chốt trám

Kẹp chặt : kẹp chặt bằng cơ cấu đòn kẹp ren vít , hướng lực kẹp vuônggóc và hướng vào mặt đinh vị

vtt =

π D.n

1000 = 3,14.3.980/1000 = 9,23 (m/ph )Lượng chạy dao chọn sm = 0,22 (mm/v)

Nguyên công 7 : Kiểm tra độ song song giữa hai lỗ ệ25 vàệ60

hiện độ không song

song của hai lỗ càng

theo hai phương đứng và ngang

Nguyên công 8: Cắt đứt chi tiết

w

Vt= vb.k1.k2.k3

K1 hệ số phụ thuộc gang tra bảng 5-134 ta có k1 = 1

K2 hệ số phụ thuộc chu kỳ bền tra bảng 5-172 ta có k2 = 1

K3 hệ số phụ thuộc chiều rộng phay k3 = 0,87

PHẦN III : TÍNH TOÁN LƯỢNG DƯ CHO NGUYÊN CÔNG 6

 Yêu cầu kỹ thuật

Vật liệu gia công : GX 15-32 có HB = 190

độ nhẵn bóng bề mặt sau gia công : Ra = 0,63

dung sai 0,025 tương ứng với CCX 7

Để đảm bảo yêu cầu kỹ thuật trên cần thực hiện gia công qua ba bước công nghệ

- Khoan lỗ đặc

- Khoét

- Doa

 Tính toán lượng dư

Bề mặt gia công là mặt trong đối xứng ta dùng công thức

2 zmin=2(R za+T a+√ρ a2+ε2b)

Rza : chỉều cao nhấp nhô tế vi do nguyên công trước để lại

Ta : chiều sâu lớp khuyết tật do nguyên công trước để lại

ρ a : sai lệch vị trí không gian do nguyên công trước để lại

ε b : sai số gá đặt ở nguyên công đang thực hiện

trong đó δ 'max khe hở lớn nhất giữa chốt trụ và lỗ

ọmax = δ A + δ B + δmin = 0,025 + 0,021 + 0,077= 0,123(mm)tgỏ = 45.0,00073 = 0,033 (mm)

ε gd=√332+1202 = 124 ( μmm )

Lượng dư trung gian để khóet sau khoan

Lượng dư giới hạn

124

502 628

Doa 3,

2

5 0,95

 Kiểm tra kết quả tính toán

Doa : 2zmin - 2zmax = 232-173 = 59 ( μmm )

Kv = KMv.KUv.Klv

KMv : hệ số phụ thụôc vật liệu gia công

KMv = (190HB)n=1

KUv : hệ số phụ thụôc vật liệu dụng cụ , tra bảng 5-6 ta có KUv = 1

Klv : hệ số phụ thuộc chiều sâu khoan l ≤ 3D do đó Klv = 1

PHẦN V : TÍNH TOÁN THỜI GIAN GIA CÔNG CƠ BẢN

 Nguyên công 1 (đã sửa đến đây )

 Phay thô

T0 thô = Tthô1+ 2.Tthô2

Ta có Tthô 1 = S n

L L L

Vậy Tthô 1 =

80+10+51,6.475 =0,125( phut )

T0 thô 2 =

8,7+3+381,6 475 =0, 065( phut )

24 8 , 24 ) 2 5 , 0 ( cot

24 8 , 24 ) 2 5 , 0 ( cot

T05 =

13+2,4+392.0,2 =1( phut )Vậy T05 = 1+ 0,095 = 1,095 (phút)

PHẦN IV : THIẾTKẾ ĐỒ GÁ CHO NGUYÊN CÔNG

1 hiết kế cơ cấu định vị chi tiết

 Xác định phương pháp định vị chi tiết:

Vì đồ gá cần thiết kế là đồ gá khoan ,yêu cầu định vị đủ 6 bậc tự do

Ta chọn phương án định vị như sau :

Mặt trụ nhỏ hạn chế một bặc tự do chọn cơ cấu định vị là khối V tự lựa

2 thiết kế cơ cấu kẹp chặt

Tính toán lực kẹp

sơ đồ kẹp xác định phươnng chiều điểm đặt của lực kẹp như hình vẽ

phươg lực kẹp vuông góc với mặt định vị

chiều hướng vào mặt định vị

điểm đặt tâm chi tiết

tính toán lực kẹp yêu cầu

khi cắt tạo ra Pc và Mc

Pc tuỳ vào phương thức khoan (khoan lỗ đẵc hay lỗ thủng )

Mà lực Pc đóng vai trò khác nhau trong trường hợpđồ gá này vì khoan lỗ đặc nên lực Pc đóng vai trò lực kẹp độc lập ta sẽ xem sét riêng Pc với vai trò là lực kẹp

Mc làm chi tiết quay quanh tâm của nó còn gây ra sai số

để chi tiết không bị xoay thì ta cần tính lực kẹp cần thiết để chống lại mô men này

K1: hệ số tính đến sự tăng lực cắt khi độ baóng thay đổi K1 = 1,2

K2 : hệ số tăng lực cắt khi dao mòn K2 = 1

K3 : hệ số tăng lực cất khi gia công gián đoạn K3 =1,2

K4 : hệ số tính đến sai số của cơ cấukẹp chặt K4 = 1,3

K5 : hệ số tính đến sự thuận lợi của cơ cấukẹp bằng tay K5 = 1

K6 : hệ số tính đến mô men làm quay chi tiết K6 = 1,5

Wcần = W- Pc = 6966-5886 = 1080(N)=108(Kg)

tính chọn cơ cấu kẹp

chọn cơ cấukẹp chặt là đòn kẹp ren vít có sơ đồ kẹp chặt ( hình vẽ)

nguồn sinh lực tay người công nhân thông qua cơ cấu ren vít

tính lực do cơ cấu ren vít sinh ra

chiều dài tay vặn 80 mm

lực người công nhân cần tác dụng P = 80 (N)

tra bảng 8-30[3] chọn loại thanh kẹp trượt IV

với vít kẹp M12 chọn chiều dài thanh kẹp L = 100 (mm0

các thông số khác B = 40 mm; H = 20 mm; l= A= 45 mm;

3 tính toán sai số

Tính sai số chuẩn : do chuẩn định vị không trùng với gốc kích thước gia công sai số chuẩn trong trương hợp gá đặt này là do chi tiết bị xoay khi định vị vào hai chốt

ọmax = ọA+ọB+ọmin = 0,025+0,021+0,077 = 0,123 mm

tgỏ = 0,00073

ồc = 45.0,00073 = 0,033mm

tính toán sai số kẹp chặt là sai số do lực kẹp gây ra

vì phương lực kẹp vuông góc với phương kích thước gia công

nó không ảnh hưởng đến độ chính xác của bề mặtgia công

õ hệ số ảnh hưởng đến kết cấu đồ định vị với phiến tỳ do đó õ = 0,2

N : số lượng chi tiết được gia công trên đồ gá

N= 1802

ε m=0,2.√1802=8,48(μmm)=0,00848(mm)

sai số điều chỉnh là sai số phát sinh trong quá trình lắp ráp và điều chỉnh

đồ gá trong thực tế tính toán đồ gá thường ồđc = 5ữ10

4 Yêu cầu kỹ thuật của đồ gá

- Bề mặt làm việc của các chốt được nhiệt luyện đạt HRC = 50 ữ55

- Bề mặt làm việc của các bạc dẫn được nhiệt luyện đạt HRC = 40ữ60

- Bề mặt làm việc của các phiến tỳ được nhiệt luyện đạt HRC = 40 ữ60

- Độ không vuông góc giữa đường tâm bạc đẫn với bề mặt phiến

tỳ < 0,059

- Độ không song song giữa các phiến tỳ với đáy thân đồ gá < 0,059

- Độ không vuông góc giữa tâm các chốt với mặt phiến tỳ <0,059