Đồ Án Công Nghệ Chế Tạo Máy

Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy thực chất là một môn học mang tính tổng hợp các kiến thức đã học có liên quan tới Công Nghệ Chế Tạo Máy (như các môn học Cơ Sở Công Nghệ Chế Tạo Máy, Công Nghệ Và Thiết Bị Tạo Phôi, Các Phương Pháp Gia Công Kim Loại,Dung Sai,…) để chế tạo được một chi tiết máy nhằm bảo đảm được yêu cầu thiết kế, phù hợp với điều kiện công nghệ hiện tại của nước ta, vơí thời gian và phương pháp gia công tối ưu…

Giáo viên hướng dẫn

NHẬN XÉT GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

  

Giáo viên phản biện

Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy thực chất là một môn học mang tínhtổng hợp các kiến thức đã học có liên quan tới Công Nghệ Chế Tạo Máy (như các mônhọc Cơ Sở Công Nghệ Chế Tạo Máy, Công Nghệ Và Thiết Bị Tạo Phôi, Các PhươngPháp Gia Công Kim Loại,Dung Sai,…) để chế tạo được một chi tiết máy nhằm bảo đảmđược yêu cầu thiết kế, phù hợp với điều kiện công nghệ hiện tại của nước ta, vơí thờigian và phương pháp gia công tối ưu… Muốn đạt được tất cả các điều trên thì ta phảithiết kế được một qui trình công nghệ gia công hợp lý.

Để thực hiện được Đồ án sinh viên ngoài việc phải nắm vững các kiến thức về cácphương pháp tạo phôi, các phương pháp gia công, định vị, gá đặt, đo lường,… mà cònphải biết cách lựa chọn phương pháp nào là tối ưu, hợp lý nhất Một qui trình công nghệhợp lý là áp dụng được những công nghệ, máy móc phù hợp với điều kiện trong nước,thời gian gia công ngắn, chi phí cho gia công thấp nhưng chi tiết vẫn đạt được kích thướcvới dung sai đúng theo yêu cầu kỹ thuật đặt ra, có giá thành rẻ đáp ứng được nhu cầu của

xã hội

Sinh viên thực hiện Trần Thị Thủy

MỤC LỤC

  

CHƯƠNG 1 : PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG 5

CHƯƠNG 2 : ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT 7

CHƯƠNG 3 : CHỌN PHÔI 8

CHƯƠNG 4 : LẬP TIẾN TRÌNH GIA CÔNG 10

CHƯƠNG 5 : THIẾT KẾ CÁC NGUYÊN CÔNG 14

I – Nguyên công 1 : 14

II – Nguyên công 2 : 16

III – Nguyên công 3 : 18

IV – Nguyên công 4 .20

V – Nguyên công 5 : 24

VI – Nguyên công 6 : 27

VII – Nguyên công 7 : 29

CHƯƠNG 6 : TÍNH LƯỢNG DƯ GIA CÔNG LỖ  24 31

CHƯƠNG 7 : XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ CẮT KHI GIA CÔNG LỖ 24 35

CHƯƠNG 8 : TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ ĐỒ GÁ 38

- Chi tiết thanh nối là một chi tiết dạng càng, là bộ phận thường gặp trong các hệthống truyền động cơ khí.

- Chi tiết dạng càng thường có chức năng biến chuyển động thẳng của chi tiết nàythành chuyển động quay của chi tiết khác Ngoài ra chi tiết dạng càng còn dùng đểđẩy bánh răng (khi cần thay đổi tỷ số truyền trong các hộp tốc độ)

- Thông thường ta gặp chi tiết “ thanh nối” trong các trường hợp cần truyền động,nối các trục song song trong cơ cấu, máy trong công nghiệp

1.2 Phân tích chi tiết

- Bề mặt làm việc quan trọng nhất của chi tiết chủ yếu là các bề mặt lỗ trụ trongØ14, Ø24 và mặt đầu

Yêu cầu kỹ thuật :

 Độ khơng song song giữa đường tâm các lỗ Ø14, Ø24 là 0,01 ( Bảng 2.15, trang 95,[4])

 Độ khơng vuơng gĩc giữa đường tâm và mặt đầu các lỗ Ø14, Ø24 là 0,04( Bảng 2.15, trang 95,[4])

 Độ bĩng mặt đầu các lỗ là Rz = 20 μm ( Tương ứng độ nhám cấp 4) m ( Tương ứng độ nhám cấp 4)

 Kích thước Ø 34, Ø36, Ø 26 là kích thước đạt được khi ta đúc  Dung sai chung

là ±0.5 (Bảng 3-3, trang 174,[1])

 Kích thước dài 180 giữa hai tâm lỗ Ø24 ta chọn cấp chính xác cấp 9  Dung sai

180 ±0.05 ( Bảng 3.91\ trang 248,[1])

 Kích thước dài 45 ta chọn cấp chính xác cấp 10 Dung sai 45 ±0.05

 Kích thước dài 70 ta chọn cấp chính xác cấp 9 Dung sai 70 ±0.03

 Kích thước dài 22 ta chọn cấp chính xác cấp 10  Dung sai 22 ±0.04

Cơ tính của thép C45( Theo vật liệu học và nhiệt luyện của Nghiêm Hùng)

Thành phần hóa học (%)

Chương II : XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

- Mục đích của chương này là xác định hình thức tổ chức sản xuất (đơn chiếc, hàng loạt nhỏ, hàng loạt vừa, hàng loạt lớn, hàng khối) để từ đó cải thiện tính công nghệ của chi tiết, chọn phương pháp chế tạo phôi thích hợp, chọn thiết bị hợp lý để gia công chi tiết

- Để thực hiện điều này trước hết ta cần xác định sản lượng chi tiết cần chế tạo trong một năm của nhà máy theo công thức sau [1, trang 23, công thức 2.1]:

Trong đó: + N0= 40000 : số sản phẩm trong một năm theo kế hoạch

+ m=1 : số lượng chi tiết như nhau trong một sản phẩm+  =4% : số phần trăm dự kiến cho chi tiết máy trên dùng làm phụ tùng thay thế

+  =6% : số phần trăm chi tiết phế phẩm trong quá trình chế tạo

- Vậy: 10000.1 1 0.06 1 0,04 10000

N        

- Khối lượng của chi tiết: Q = V γ (kg)

γ = 7,83 kg/dm3 : trọng lượng riêng của thép c45

- Sử dụng phần mềm ProEngineer Wildfile4.0 ta tính được

Thể tích của chi tiết: V= 1.324301.105 mm3 = 0.1324301dm3

 Q = 0.1324301 * 7.83 = 1,04 (kg)- Tra bảng 2 / 16 Sách Thiết kế đồ án CNCTM

dựa vào N và Q ta có dạng sản xuất là : HÀNG LOẠT LỚN

Chương III : CHỌN DẠNG PHÔI VÀ PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO

PHÔI.

3.1 Chọn dạng phôi :

Có nhiều phương pháp tạo phôi, vì vậy ta phải phân tích ưu nhược điểm giữa các dạng phôi với nhau nhằm tìm ra phương pháp tạo phôi thích hợp

3.1.1 Phôi rèn dập : Phôi rèn dập bằng tay hay bằng máy đều có độ bền cơ tính cao,

tạo ứng suất dư trong chi tiết nhưng lại được áp dụng nhiều cho chi tiết dẻo, tính đàn hồi tốt

- Chi tiết đã cho làm bằng thép C45 nên việc chế tạo phôi theo phương pháp này là không hợp lý vì gang xám có tính dòn nên khi rèn làm cho chi tiết dễ làm cho chi tiết bị hiện tượng nứt nẻ

3.1.2 Phôi cán : Cơ tính của phôi cán cũng giống như của phôi rèn dập.

3.1.3 Phôi đúc : Vật liệu chi tiết là thép C45, đặc trưng cơ học của nó là dẻo; chịu

được nén tốt Mặc khác thép C45 có thể đúc, lượng dư chế tạo phôi có thể nhỏ Do đó ít

tốn kém nguyên liệu khi chế tạo phôi Vậy ta chọn dạng phôi là phôi đúc.

3.2 Chọn phương pháp chế tạo phôi :

3.2.1 Đúc trong khuôn cát mẫu gỗ:

- Chất lượng bề mặt vật đúc không cao, giá thành thấp, trang thiết bị đơn giản, thích hợpcho dạng sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ

- Loại phôi này có cấp chính xác: IT 16 IT 17

- Độ nhám bề mặt: R z 160m

3.2.1 Đúc trong khuôn cát mẫu kim loại:

- Nếu công việc thực hiện bằng máy thì có cấp chính xác khá cao, giá thành cao hơn sovới đúc trong khuôn mẫu bằng gỗ Loại này phù hợp với dạng sản xuất hàng loạt vừa vàlớn

- Loại phôi này có cấp chính xác: IT 15 IT 16

- Độ nhám bề mặt: R z 80m

3.2.3/ Đúc trong khuôn kim loại:

- Độ chính xác cao nhưng giá thành thiết bị dầu tư lớn, phôi có hình dáng gần giống vớichi tiết Giá thành sản phẩm cao Loại này phù hợp với dạng sản xuất hàng loạt lớn vàhàng khối

- Loại phôi này có cấp chính xác: IT 14 IT 15

- Loại này tạo phôi chính xác cho chi tiết phức tạp được dùng trong sản xuất hàng loạtlớn và hàng khối.

Kết luận:

Với những yêu cầu của chi tiết đã cho, tính kinh tế cũng như dạng sản xuất đãchọn ta sẽ chọn phương pháp chế tạo phôi là: “Đúc trong khuôn kim loại, mẫu kim loại,làm khuôn bằng máy”

+ Phôi đúc đạt cấp chính xác là: II

+ Cấp chính xác kích thước:

+ Độ nhám bề mặt: R z 40m

3.3 Tra lượng dư gia công cơ cho các bề mặt của phôi :

Theo bảng 3-110, trang 259,[1] ta chọn lương dư cho các bề mặt là:

+ Lượng dư phía trên: 3 mm

+ Lượng dư phía dưới và mặt bên: 3 mm

+ Góc nghiêng thoát khuôn: 1,3 0

+ Bán kính góc lượn: 3 mm

Bản vẽ khuôn đúc của chi tiết

Chương IV : CHỌN TIẾN TRÌNH GIA CÔNG CÁC BỀ MẶT CỦA

PHÔI.

4.1 Mục đích:

- Xác định trình tự gia công hợp lý nhằm đảm bảo độ chính xác về kích thước, vị trítương quan, hình dạng hình học, độ nhám, độ bóng của bề mặt theo yêu cầu của chi tiếtcần chế tạo

4.2 Nội dung:

- Chọn phương pháp gia công các bề mặt phôi

- Chọn chuẩn công nghệ và sơ đồ gá đặt

- Chọn trình tự gia công các bề mặt chi tiết

4.2.1 Chọn phương pháp gia công các bề mặt phôi:

- Sử dụng các thiết bị như: Máy phay, khoan, khoét, doa, tiện…

4.2.2 Chọn chuẩn công nghệ và sơ đồ gá đặt :

- Khi phân tích chi tiết ta nhận thấy rằng các bề mặt làm việc là lỗ Ø14 và 2 lỗ Ø24

+ Hai lỗ này phải đạt dung sai về kích thước

+ Độ không vuông góc với mặt đầu của lỗ

- Qua phân tích các nguyên tắc chọn chuẩn thô và tinh ta chọn chuẩn công nghệ như sau:

+Chuẩn thô: Dùng bề mặt 1 làm chuẩn thô để gia công thô và tinh bề mặt 2

+ Chuẩn tinh: Dùng bề mặt 2 làm chuẩn tinh để gia công các bề mặt còn lại

Sơ đồ đánh số chi tiết:

4.2.3 Chọn tiến trình gia công các bề mặt phôi :

NC1: Phay thô, bán tinh mặt 1

NC1: Phay thô, bán tinh mặt 1

NC2: Phay thô, bán tinh mặt 2 NC2: Phay thô, bán tinh mặt 2

NC3: Phay thô, bán tinh mặt 6 NC3: Phay thô, bán tinh mặt 6

Khoan , doa lỗ Ø14

NC4: Khoét , doa lỗ Ø24 số 3 NC4: Khoét , doa lỗ Ø24 số 3

NC5: Khoét , doa lỗ Ø24 số 4 NC5: Khoét , doa lỗ Ø24 số4

NC6: Khoan, doa lỗ Ø14 NC6: Vát mép 2 lỗ Ø24, và lỗ Ø14

Chương V: THIẾT KẾ CÁC NGUYÊN CÔNG

1 Nguyên công 1: Phay mặt phẳng thứ nhất

a Các bước nguyên công:

Phay thô mặt 1 đạt Rz = 40 μm ( Tương ứng độ nhám cấp 4) m

Phay tinh mặt 1 đạt Ra=0.8

b Sơ đồ gá đặt:

- Bước tiến của bàn : 23,5-1180 mm/ph

- Lực lớn nhất cho phép tiến của bàn máy Fmax =1500kg

d Chọn đồ gá:

- Vì tính chất của dạng sản xuất và chi phí đồ gá tính trên mỗi đơn vị sảnphẩm phải là thấp nhất nên ta chọn đồ gá vạn năng để định vị và kẹp chặtchi tiết

- Về định vị ta dùng mặt đáy tỳ lên 2 phiến tỳ khống chế 3 bậc tự do Khối

V ngắn cố định khống chế 1 bậc và khối v di trượt khống chế 1 bậc

- Về kẹp chặt ta sử dụng khối V ngắn di trượt vừa định vị vừa kẹp chặt

e Chọn dụng cụ cắt: (bảng 4-79 trang 367 [1])

- Sử dụng dao phay trụ gắn mảnh hợp kim cứng dạng xoắn vít

+ Đường kính dao phay 100 mm+ Đường kính lỗ dao phay:d=40mm+ Số răng:10

+ Chiều cao của dao: 75mm + Tuổi bền dao : T = 180 phút ( Bảng 5-142/127,[2])

 Bước 2: Phay bán tinh

L L L

2 1 0





( Bảng 31 / 66 giáo trình Thiết kế đồ án CMCTM )

 L : chiều dài phôi

 L1: khoảng cách từ răng thứ 2 đến chi tiết

) 3 5 , 0 ( ) (

1  t D t  

 L2 : khoảng cách lố khỏi chi tiết của đường tâm dao L2  ( 2  5 )

mm = 5 mm1(thô) 2,5.(100 2,5) 3 18.6

 0( )

100 10 5

0.1330,16.10.540

b tinh

Vậy thời gian gia công cơ bản : t0 = t0(thô) + t0(b tinh) = 0.243 (phút)

 Thời gian nguyên công : Ttc = t0 + tp + tpv + ttn

Với tp : thời gian phụ tp = 10% t0 = 0.0243 ( phút )

tpv : thời gian thực hiện gia công tpv = 10% t0 = 0.0243 ( phút )

ttn : t gian nghỉ ngơi của công nhân ttn = 5% t0 = 0.012 ( phút )  Ttc = 0.3 ( phút )

g.Dụng cụ kiểm tra:Thước cặp dài 0 160, sai số 0.02

1 Nguyên công 2 :phay mặt phẳng thứ 2

a Các bước nguyên công:

- Phay thô đạt Rz =50

- Phay bán tinh đạt Rz = 20

b Sơ đồ gá đặt:

- Bước tiến của bàn : 23,5-1180 mm/ph

- Lực lớn nhất cho phép tiến của bàn máy Fmax =1500kg

d Chọn đồ gá:

- Vì tính chất của dạng sản xuất và chi phí đồ gá tính trên mỗi đơn vị sảnphẩm phải là thấp nhất nên ta chọn đồ gá vạn năng để định vị và kẹp chặt chitiết

Về định vị ta dùng mặt đáy tỳ lên 2 phiến tỳ khống chế 3 bậc tự do Khối vngắn cố định khống chế 1 bậc và khối v di trượt khống chế 1 bậc

- Về kẹp chặt : Kẹp chặt bằng ren vít với đòn kẹp

e Chọn dụng cụ cắt: (bảng 4-79 trang 367 [1])

- Sử dụng dao phay trụ gắn mảnh hợp kim cứng dạng xoắn vít

+ Đường kính dao phay 100 mm+ Đường kính lỗ dao phay:d=40mm+ Số răng:10

+ Chiều cao của dao: 75mm+ Tuổi bền dao : T = 180 phút ( Bảng 5-142/127,[2])

 Bước 1: Phay thô

- Chiều sâu cắt t = 2,5 mm

- Lượng chạy dao s = 0,22(mm/răng) (Bảng 5-142 / 127 [2])

- Tốc độ cắt : v = 160 ( m/phút ) (Bảng 5-142 / 127 [2])

- Số vòng quay : 1000. 1000.160 509

3,14.100

v n

L L L

.

2 1 0





( Bảng 31 / 66 giáo trình Thiết kế đồ án CMCTM )

 L : chiều dài phôi

 L1: khoảng cách từ răng thứ 2 đến chi tiết

) 3 5 , 0 ( ) (

1  t D t  

 L2 : khoảng cách lố khỏi chi tiết của đường tâm dao L2  ( 2  5 )

mm = 5 mm1(thô) 2,5.(100 2,5) 3 18.6

 0( )

100 10 5

0.1330,16.10.540

b tinh

Vậy thời gian gia công cơ bản : t0 = t0(thô) + t0(b tinh) = 0.243 (phút)

 Thời gian nguyên công : Ttc = t0 + tp + tpv + ttn

Với tp : thời gian phụ tp = 10% t0 = 0.0243 ( phút )

tpv : thời gian thực hiện gia công tpv = 10% t0 = 0.0243 ( phút )

ttn : t gian nghỉ ngơi của công nhân ttn = 5% t0 = 0.012 ( phút )  Ttc = 0.3 ( phút )

f Dụng cụ kiểm tra: Thước cặp dài 0 160, sai số 0.02

2 Nguy ên công 3 : Phay mặt phẳng

a Bước nguyên công:

c.Chọn máy: Chọn máy phay 6H12 (bảng 9-38 trang 74 [4])

- Bề mặt làm việc của bàn máy 320  1250 mm2

- Công suất của động cơ P = 7 KW

- Hiệu suất  = 0,75

- Số vòng quay trục chính (v/ph): 30-1500

- Bước tiến của bàn : 23,5-1180 mm/p

- Lực lớn nhất cho phép cơ cấu tiến của bàn máy Fmax = 1500 kg

d Chọn đồ gá:

- Khối V ngắn định vị mặt trụ bên với 2 bậc tự do

- Mặt phẳng đáy với 3 bậc tự do

- Về kẹp chặc ta dùng cơ cấu kẹp chặt bằng Ren với đòn kẹp

e Chọn dụng cụ cắt:Chọn dao phay ngón thép gió có gắn mảnh hợp kim cứng

, chuôi côn ( bảng 4-70 trang 360, [1])

- Lượng chạy dao s = 0,12(mm/răng) (Bảng 5-147/ 132 [2])

- Tốc độ cắt : v =48 ( m/phút ) (Bảng 5-147/ 132 [2])

- Số vòng quay : 1000. 1000.48 764

3,14.20

v n

L L L

2 1 0





( Bảng 31 / 66 giáo trình Thiết kế đồ án CMCTM )

 L : chiều dài phôi

 L1: khoảng cách từ răng thứ 2 đến chi tiết

) 3 5 , 0 ( ) (

1  t D t  

 L2 : khoảng cách lố khỏi chi tiết của đường tâm dao L2  ( 2  5 )

mm = 5 mm1(thô) 2,5.(20 2,5) 3 9.6

 0( )

20 9,6 5

0.0960,12.4.750

thô

t     ( phút ) với S=Sz z1( b tinh) 0,5.(20 0,5) 3 6.12

 0( )

20 6.12 5

0.0990,09.4.870

b tinh

Vậy thời gian gia công cơ bản : t0 = t0(thô) + t0(b tinh) = 0.195 (phút)

 Thời gian nguyên công : Ttc = t0 + tp + tpv + ttn

Với tp : thời gian phụ tp = 10% t0 = 0.0195 ( phút )

tpv : thời gian thực hiện gia công tpv = 10% t0 = 0.0195 ( phút )

ttn : t gian nghỉ ngơi của công nhân ttn = 5% t0 =0.0098 ( phút )  Ttc = 0.244 ( phút )

g.Dụng cụ kiểm tra:Thước cặp dài 0…160 sai số 0.02.

3.Nguyên công 4:Khoét thô, khoét tinh , doa tinh, vát mép lỗ Ø24

a Các bước nguyên công

c Chọn máy:Chọn máy khoan đứng 2H125 (bảng 9-21 trang 45[4])

- Bề mặt làm việc của bàn máy:400x450mm

- Dùng mũi khoét Ø 23,8 hợp kim cứng chuôi côn với thông số: L=200, l=

( Công thức tính chiều sâu cắt t trang 20 , [2] )

* Lượng chạy dao : s = 0.6 (mm/vòng) (Bảng 5-107 trang 98 , [2] )

* Vận tốc cắt : .

q V

Có dùng dung dịch tưới nguội

* Hệ số điều chỉnh chung cho tốc độ cắt tính đến các điều kiện cắt thực tế

  = 1 ( Bảng 5-1 trang 6,[2])+kuv : hệ số phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt kuv = 1( Bảng 5-6 / 8 [2])+klv : hệ số phụ thuộc chiều sâu khoét klv = 1 (bảng 5-31, tr 24, [2])  kv = 1 1 1 = 1

D n

 Thời gian nguyên công

Thời gian gia công cơ bản: T0 = 0,00021dL ( Bảng 33, trang 71,thiết kế đồ án)

T0 = 0,00021 dL = 0.00021 23,35 45= 0,22 ( phút) Thời gian nguyên công : Ttc = t0 + tp + tpv + ttn

Với tp : thời gian phụ tp = 10% t0 = 0,022 ( phút )

tpv : thời gian thực hiện gia công tpv = 10% t0 = 0,022( phút )

ttn : thời gian nghỉ ngơi của công nhân ttn = 5% t0 = 0,011 ( phút)

 Ttc = 0,275 ( phút)

 Bước 2: khoét tinh

* Chiều sâu cắt : t = 0,5 ( D –d)= 0,5 ( 23.85– 23.35) = 0.25 mm

( Bảng 5-29 trang 23, [2] )

Có dùng dung dịch tưới nguội

* Hệ số điều chỉnh chung cho tốc độ cắt tính đến các điều kiện cắt thực tế :

  = 1 ( Bảng 5-1 trang 6,[2])+kuv : hệ số phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt kuv = 1

( Bảng 5-6 /tr 8 [2])+klv : hệ số phụ thuộc chiều sâu khoét klv = 1 (bảng 5-31, tr 24, [2])  kv = 1 1 1 = 1

D n

 Thời gian nguyên công

Thời gian gia công cơ bản: T0 = 0,00021dL ( Bảng 33, trang 71,thiết kế đồ án)

T0 = 0,00021 dL = 0.00021 23,85 45= 0,225 ( phút) Thời gian nguyên công : Ttc = t0 + tp + tpv + ttn

Với tp : thời gian phụ tp = 10% t0 = 0,0225 ( phút )

tpv : thời gian thực hiện gia công tpv = 10% t0 = 0,0225( phút )

ttn : thời gian nghỉ ngơi của công nhân ttn = 5% t0 = 0,01125 ( phút)

 Ttc = 0,28 ( phút)

 Bước 3: doa tinh

* Chiều sâu cắt : t = 0,5 ( D –d)= 0,5 ( 24 – 23.85) = 0.075 mm

( Công thức tính chiều sâu cắt t trang 20 , [2] )

* Lượng chạy dao : s = 1.2 (mm/vòng) (Bảng 5-116 trang 107 , [2])

* Vận tốc cắt : .

q V