Công nghệ chế tạo máy là một ngành then chốt
Đồ án môn học Nguyễn Hữu Thắng CTM8-K43 Mục lục Trang I. 1.1. 1.2. 1.3. II. III. I. II. I. 1.1. 1.2. 1.3. 1.4. 1.5. II. 1.1. 1.2. 1.3. 1.4. 1.5. III. 1.1. 1.2. 1.3. 1.4. 1.5. lời mở đầu Chơng một Phân tích Phân tích chức năng làm việc. Điều kiện kỹ thuật. Vật liệu chế tạo. Xác định dạng sản xuất. Phân tích tính côngnghệ trong kết cấu. . Chơng hai Chọn phôi. thiết kế bản vẽ lồng phôi. Chơng ba: thiết kế nguyên công nguyên công I. . Định vị. . Chọn máy. Chọn dao. Lợng d gia công Chế độ cắt. nguyên công II và V Định vị. Chọn máy. Chọn dao. . Lợng d gia công. Chế độ cắt. nguyên công III và IV. Định vị. Chọn máy. Chọn dao. Lợng d gia công. Chế độ cắt. 3 4 4 4 4 5 5 7 10 10 12 14 14 14 14 14 14 15 18 18 19 19 19 19 22 22 22 22 23 23 1 Đồ án môn học Nguyễn Hữu Thắng CTM8-K43 Trang IV. 1.1. 1.2. 1.3. 1.4. 1.5. V. 1.1. 1.2. 1.3. 1.4. 1.5. 1.6. 1.7. 1.8. VI. 1.1. 1.2. 1.3. 1.4. 1.5. VII. nguyên công VI. Định vị. Chọn máy. Chọn dao. Lợng d gia công. Chế độ cắt. nguyên công VII. Định vị. Chọn máy. Chọn dao. Lợng d gia công: Chế độ cắt. Tính lực kẹp. Xác định sai số đồ gá. Yêu cầu kỹ thuật của đồ gá nguyên công VIII Định vị. Chọn máy. Chọn dao. Lợng d gia công. Chế độ cắt. nguyên công kiểm tra Chơng bốn tính thời gian cơ bản tài liệu tham khảo 26 26 26 26 27 27 28 28 28 28 28 30 32 36 36 37 37 37 37 37 37 39 40 46 2 Đồ án môn học Nguyễn Hữu Thắng CTM8-K43 Lời mở 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 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 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 .vv 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 cô giáo Nguyễn Kim Nga 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. 3 Đồ án môn học Nguyễn Hữu Thắng CTM8-K43 Ngày 20 tháng 11 năm 2000 SV Nguyễn Hữu Thắng. 4 Đồ án môn học Nguyễn Hữu Thắng CTM8-K43 Chơng một I. Phân tích chức năng làm việc và yêu cầu kỹ thuật. I.1. Phân tích chức năng làm việc. Bạc đỡ là một chi tiết thuộc loại chi tiết điển hình dạng bạc, đợc dùng nhiều trong chế tạo máy. Chi tiết có hình ống tròn, thành mỏng, trên chi tiết có mặt bích và có lỗ ngang 10 để dẫn dầu bôi trơn. Bạc đỡ đợc cố định với thân máy bởi hai bu lông. Chức năng chính của bạc đỡ là đợc dùng để đỡ các trục quay. Nhờ có bạc đỡ, trục có vị trí nhất định trong máy và quay tự do quanh một đờng tâm đã định. Mặt làm việc chính của bạc đỡ là mặt trong (lỗ 15). Mặt này trong quá trình làm việc luôn tiếp xúc với trục. Ngoài ra yêu cầu về độ chính xác của mặt ngoài (32) và độ chính xác về khoảng cách giữa hai tâm lỗ bắt bu lông cũng hết sức quan trọng. Điều kiện làm việc của bạc đỡ: Trong quá trình làm việc (trục quay), bạc đỡ luôn chịu tải trọng va đập và dao động. Mặt làm việc (15) luôn chịu ma sát và mài mòn, nhiệt độ làm việc t- ơng đối cao. Tuy nhiên nó không đên mức quá khắc nghiệt bởi nó đợc 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 đỡ nh trên thì yêu cầu kỹ thuật chủ yếu của bạc đỡ là độ đồng tâm giữa mặt ngoài (32) và mặt trong (15) cũng nh độ vuông góc giữa mặt đầu và đờng tâm lỗ. Cụ thể ta phải đảm bảo: - Đờng kính mặt ngoài (32) đạt CCX 7 : 32 -0,025 . - Đờng kính lỗ (15) đạt CCX 6: 15 +0,011 . 5 Đồ án môn học Nguyễn Hữu Thắng CTM8-K43 - Độ không đồng tâm giữa mặt ngoài và lỗ 0,15mm. - Độ không vuông góc giữa mặt đầu và đờng tâm lỗ không lớn hơn 0,2mm/100mm bán kính. I.3. Vật liệu chế tạo. Vật liệu chế tạo bạc đỡ là Gang xám GX15-32. Thành phần hoá học của GX15-32: Độ cứng C Si Mặt ngoài S P HB 200 3,0 3,7 1,2 2,5 0,25 1,00 < 0,12 0,05 1,00 Nếu nh Thép là kim loại có cơ tính tổng hợp cao, có thể chịu tải trọng rất nặng, độ bền cao và độ dai va đập. Thì, gang lại là vật liệu có cơ tính không cao, độ bền thấp, độ dẻo và độ dai va đập thấp, có thể coi là vật liệu giòn. Tuy vậy với bạc đỡ làm việc trong điều kiện không quá khắc nghiệt, mặt làm việc luôn chịu ma sát và mài mòn thì gang xám lại có u điểm: trong gang xám có thành phần Grafit có khả năng tự bôi trơn nên làm tăng tính chống mài mòn. Hơn nữa, gang là vật liệu khá rẻ, dễ gia công cắt gọt bởi phoi là phoi vụn (do sự có mặt của Grafit), là vật liệu có tính chảy loãng cao, rất thích hợp cho phơng pháp chọn phôi là phôi đúc. Nếu chọn đợc phơng pháp đúc hợp lý sẽ nâng cao đợc cơ tính của vật liệu. II.Xác định dạng sản xuất. Số lợng chi tiết: Yêu cầu sản lợng hàng năm là N 1 = 10000 chiếc/năm. số chi tiết sản xuất hàng năm: + += 100 1. 100 1. 1 mNN trong đó: 6 Đồ án môn học Nguyễn Hữu Thắng CTM8-K43 - N 1 : sản lợng hàng năm; N 1 =10000chiếc/năm. - m: số chi tiết trong một sản phẩm; m=1. - : số chi tiết phế phẩm; =5%. - : số chi tiết sản xuất thêm để dự trữ; =5%. 11035 100 5 1. 100 5 1.1.10000 = + += N (chi tiết). Trọng lợng chi tiết: Q=V. : trọng lợng riêng; với Gang: =7,4(Kg/cm 3 ). V: thể tích chi tiết. V=V 1 +V 2 V 1 :Thể tích phần mặt bích: V 1 = 40772,5 (mm 3 ) V 2 :Thể tích phần trụ dài: V 2 = 72129,5 (mm 3 ) V= 40772,5 + 72129,5 = 112902 (mm 3 ) = 0,1129 (cm 3 ). Q= 0,1129 . 7,4 =0,83546 (kg) < 4 (Kg). Theo bảng 2 (trang13-hớng dẫn thiết kế đồ án CNCTM-Trần Văn Địch.2000): - Số lợng chi tiết sản xuất trong một năm: N=11035 (chi tiết). - Trọng lợng chi tiết: Q=0,83546(kg) < 4 (kg) Dạng sản xuất là dạng sản xuất hàng loạt lớn. Điều này có ý nghĩa rất lớn trong việc quy định kết cấu của chi tíêt. 7 Đồ án môn học Nguyễn Hữu Thắng CTM8-K43 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 nh 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 lợng lao động, tăng hệ số sử dụng vật liệu và hạ giá thành sản phẩm. 43 17 17 112 ỉ15 ỉ28 ỉ32 ỉ21 H7 k6 ỉ30 50 0,2 ỉ70 22 44 ỉ10 25 ỉ13 ỉ8,5x2 lỗ 22 2,5 -0,025 +0,018 1,25 Rz40 Rz40 R z 2 0 Rz20 Chi tiết bạc đỡ (hình trên) đợc chế tạo bằng phơng pháp đúc từ gang xám GX15-32. Quá trình đúc không quá phức tạp , nhng cần phải có mặt phân cách vì chi tiết có dạng tròn xoay nên không thể đúc trong một hòm khuôn. Cần lu ý rằng bạc có đờng kính lỗ là 15, trong khi chiều dài lỗ là 112mm, do vậy việc tạo phôi có lỗ sẵn là không thể đợc. Về tính công nghệ trong kết cấu khi gia công cơ, thì chi tiết có những nh- ợc điểm sau: - Chi tiết có thành mỏng nên trong quá trình gia công, vấn đề biến dạng h- ớng kính cần đợc lu ý. - Hình dáng và vị trí của lỗ 15 không cho phép ta gia công hết toàn bộ từ một phía. Nh vậy khi gia công lỗ này, ta phải thay đổi gá đặt và quá trình này sẽ 8 Đồ án môn học Nguyễn Hữu Thắng CTM8-K43 ảnh hởng tới độ đồng tâm giữa lỗ và mặt ngoài cũng nh độ vuông góc giữa mặt đầu và đờng tâm lỗ. - Mặt làm việc (mặt lỗ) yêu cầu độ nhám Ra=1,25 là hợp lý vì khi độ nhám bề mặt này càng cao thì khả năng diễn ra bôi trơn ma sát ớt càng dễ. Yêu cầu cấp chính xác đờng kính lỗ đạt CCX6. Yêu cầu này ta có thể thực hiện đợc nhng 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 thờng là các kiểu lắp lỏng tiêu chuẩn: H7/e8 ; H7/f7 .Nh vậy, với đờn kính lỗ bạc chỉ cần gia công với CCX7 là đủ. - Với mặt ngoài (32), yêu cầu CCX7 và độ nhám Ra=2,5 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 đ- ờng kính 28, 30, 32. Khi hạ bậc mặt ngoài cần lu ý đến biến dạng hớng 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 đợc độ bóng và độ chính xác. - Việc gia công hai lỗ bắt bu lông cũng gặp khó khăn bởi: + Hai lỗ này là hai lỗ bậc nên phải gia công bằng hai dao và hai bạc dẫn khác nhau. + Không thể thực hiện trên máy nhiều trục chính do khoảng cách giữa hai tâm lỗ này nhỏ (50mm). - Về mặt vật liệu: Với việc chế tạo bạc bằng gang xám GX15-32 là vật liệu có khả năng chống mài mòn cao . Tuy vây, về lâu dài vấn đề mài mòn vẫn không thể khắc phục đợc hết. Sau một thời gian làm việc, khe hở giữa bạc và trục lớn, 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. 9 Đồ án môn học Nguyễn Hữu Thắng CTM8-K43 Với những đặc điểm về tính công nghệ trong kết cấu nh ở trên, nhìn chung chi tiết có tính công nghệ trong điều kiện sản xuất hàng loạt lớn. 10 [...]... 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 lợng cao, năng suất cao ở đây ta chọn phơng pháp tạo phôI là phơng pháp đúc trong khuôn kim loại, điền đầy kim loại bằng phơng pháp rót áp lực Bản vẽ khuôn đúc đựơc vẽ sơ lợc nh sau: T D II .thiết kế bản vẽ lồng phôi Bản vẽ lồng...Nguyễn Hữu Thắng CTM8-K43 Đồ án môn học Chơng II Chọn phôi và thiết kế bản vẽ lồng phôi I Chọn phôi: Bạc đỡ có hình dáng dạng tròn xoay, nếu ta chế tạo phôi bằng phơng pháp dập thể tích thì có thể có đợc cơ tính rất cao Tuy nhiên, vật liệu để chế tạo bạc đỡ là gang xám GX15-32 nên ta không thể dùng phơng pháp dập để chế tạo phôi Phơng pháp tạo phôi hợp lý nhất... chi tiết đúc 19,5 Rz40 ỉ13 Rz20 Rz20 43 17 112 116 17 22 25 44 14 ỉ73 ỉ30 1,25 500,2 ỉ70 Rz20 ỉ21H7 h6 2,5 ỉ34,5 ỉ32 -0,025 ỉ28 ỉ15 +0,018 ỉ8,5x2 lỗ Nguyễn Hữu Thắng CTM8-K43 Đồ án môn học chơng ba thiết kế nguyên công I nguyên công I: tiện mặt đầu, mặt đầu bích, mặt ngoài bích và mặt ngoài 30 Rz20 ỉ70 ỉ30 măt đầu bích Định vị và kẹp chặt trên Rz20 Rz20 Chuẩn định vị là mặt trụ ngoài và Rz20 1.1 Gá... xuất hàng loạt nhỏ và vừa, vật đúc tròn xoay, rỗng Không dùng cho vật liệu có thiên tích lớn Cơ tính vật đúc không đều I.4 Đúc liên tục Dùng trong sản xuất hàng loạt Vật đúc có dạng thỏi hoặc ống, có thiết diện không đổi trên suốt chiều dài, độ dài lớn Vật đúc có mặt ngoài và mặt trong đạt chất lợng cao, không cần gia công 12 Nguyễn Hữu Thắng CTM8-K43 Đồ án môn học I.5 Đúc trong khuôn vỏ mỏng Dùng... đợc dùng là phiến dẫn cố định , bạc dẫn đợc chọn là loại bạc thay nhanh, bạc cố định cho bạc thay nhanh Các cơ cấu khác Cơ cấu kẹp chặt đồ gá lên bàn máy là Bulông và đai ốc Thân đồ gá đợc chọn theo kết cấu nh bản vẽ lắp , thân đợc chế tạo bằng gang 1.7 Xác định sai số đồ gá: Sai số chế tạo đồ gá cho phép theo yêu cầu của nguyên công để quy định điều kiện kĩ thuật chế tạo và lắp ráp đồ gá 36