NỘI DUNG THUYẾT MINH VÀ TÍNH TOÁN ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

Chi tiết càng gạt có chức năng biến chuyển động thẳng của chi tiết này (piston của động cơ đốt trong ) thành chuyển động quay của chi tiết khác.

LỜI NÓI ĐẦU

Trong công cuộc công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nước hiện nay Các ngànhkinh tế nói chung và ngành cơ khí nói riêng đòi hỏi người kỹ sư phải có kiếnthức tương đối rộng, phải biết vận dụng những kiến thức đó để giải quyết cácvấn đề cụ thể trong sản xuất và trong sửa chữa

Môn học công nghệ chế tạo máy có vai trò rất quan trọng, môn học giúp chongười sinh viên nắm vững biết vận dụng hiệu quả các phương pháp thiết kế vàquản lý quá trình chế tạo một sản phẩm cơ khí có hiệu quả Đồ án công nghệ chếtạo máy là việc tổng hợp những kiến thức đã học vào việc thiết kế quy trìnhcông nghệ chế tạo máy cho một chi tiết điển hình Nó giúp cho sinh viên làmquen và thiết kế một quy trình công nghệ gia công cho một sản phẩm cơ khí cụthể

Trong quá trình làm đồ án môn học em được sự chỉ bảo tận tình của thầyNguyễn Đắc Lộc và các thầy cô trong khoa nhưng kiến thức tổng hợp còn hạnchế nên còn nhiều thiếu sót, mong các thầy cô trong khoa tận tình góp ý chỉ bảo

Em xin cám ơn các thầy, cô đã giúp em hoàn thành đồ án này

NỘI DUNG THUYẾT MINH VÀ TÍNH TOÁN ĐỒ ÁN MÔN HỌC

CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

I Chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết

Chi tiết càng gạt có chức năng biến chuyển động thẳng của chi tiết này (piston của động cơ đốt trong ) thành chuyển động quay của chi tiết khác Ngoài ra các chi tiết còn có tác dụng để đẩy để bánh răng khi cần thay đổi tỉ số truyền trong các hộp tốc độ, chi tiết làm việc trong điều kiện chịu va đập

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

Cũng như các chi tiết khác đối với các chi tiết dạng càng tính công nghệ có ýnghĩa quan trọng vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất, độ chính xác gia côngđối với các chi tiết dạng càng yêu cầu:

- Độ cứng vững gia công

- chiều dài của các lỗ cơ bản nên bằng nhau các mặt đầu của chúng nên nằmtrên hai mặt phăng song song là tốt nhất

- Kết cấu càng nên đối xứng qua một mặt phẳng nào đó Đối với những càng

có các lỗ vuông góc với nhau thì kết cấu phải thuận lợi cho việc gia công các lỗđó

- Kết cấu của càng phải thuận lợi cho việc gia công nhiều bề mặt cùng mộtlúc

- Hình dáng của càng phải thuận lợi cho cho việc chọn chuẩn thô và chuẩntinh thống nhất

Chi tiết càng C15 có các mặt đầu không cùng nằm trên một mặt phẳng nênmất nhiều nguyên công để gia công các mặt đầu Khi gia công các mặt đầu 25thì độ cứng vững của chi tiết gia công kém dẫn đến đồ gá phức tạp Mặt khác dokết cấu như vậy nên thời gian gia công rất dài (do thời gian chạy không nhiều)

vì vậy giảm năng suất gia công muốn tăng năng suất gia công thì phải gia công ở

nhiều vị trí như vậy phải phay đồng thời các mặt đầu nên cần phải có các máychuyên dùng.

Đây là chi tiết có kết cấu đối xứng đơn giản do vậy phôi được chế tạo bằngphương pháp đúc trong khuôn cát sau đó đem ủ

Bề mặt A là bề mặt lắp ráp sau khi gia công xong, do vậy nên chọn mặt A làmchuẩn tinh chính

Vật liệu chi tiết là gang xám GX 15 - 32

III Xác định dạng sản xuất.

Trong chế tạo máy người ta phân biệt ba dạng sản xuất

- sản xuất đơn chiếc

N_ là số chi tiết được sản xuất trong 1 năm

N1_là số sản phẩm được sản xuất trong 1 năm (N1=3000 chiếc/năm ) m_ là số chi tiết trong 1 sản phẩm

Q = V. (kg)

Với _trọng lượng riêng của vật liệu =6,8 7,4 kg/dm3

Chia chi tiết ra từng phần ta xác định được thể tích của chi tiết V= 0,1098 dm3

 Vậy trọng lượng của chi tiết là : Q= 0,1098 7,2 = 0,8 kg

Theo bảng 2 ( trang 13 Thiết kế đồ án CNCTM t/g PGS - TS Trần Văn Địch)

ta có dạng sản xuất : hàng loạt vừa

IV Chọn phương pháp chế tạo phôi.

Có các phương pháp chế tạo phôi sau

- Phôi dập: thường dùng cho các chi tiết trục răng côn, trục răng thẳng, cácloại bánh răng khác, các chi tiết dạng càng, trục chữ thập, trục khưỷu các loạichi tiết này thường được dập trên búa máy nằm ngang hoặc đứng đối với chi tiếtđơn giản thì dập không có ba via còn chi tiết phức tạp sẽ có ba via ( khối lượng

ba via = 0,05%) 0,15%) khối lượng phôi )

- Phôi rèn tự do: dùng trong sản xuất đơn chiếc và hàng loạt nhỏ ưu điểmchính của phôi rèn tự do trong sản xuất nhỏ là giá thành hạ (vì không phải chếtao khuân mẫu )

- Phôi đúc: dùng cho các loại chi tiết như các gối đỡ, các chi tiết dạng hộp,các loại càng phức tạp, các loại trục chữ thập, trục khưỷu vật liệu dùng chophôi đúc là gang, thép, đồng, nhôm

Đúc thường được thực hiện trong khuân cát, khuân kim loại, trong khuân vỏmỏng và các phương pháp đúc áp lực, đúc ly tâm, đúc theo mẫu chảy Tuỳ theodạng sản xuất, vật liệu, hình dáng và khối lượng chi tiết mà ta chọn phươngpháp đúc hợp lý

Do chi tiết càng gạt đối xứng và sử dụng vật liệu là GX 15 -32( có tính đúccao),có dạng sản xuất hàng loạt vừa Vì vậy ta chọn phương pháp đúc trongkhuôn kim loại

Bản vẽ lồng phôi:

Do sản xuất hàng khối nên ta chọn phương pháp gia công nhiều vị trí nhiều

dao và gia công song song Để đạt năng suất cao thì đường nối công nghệ phùhợp nhất là phân tán nguyên công Dùng đồ gá vạn năng kết hợp với đồ gáchuyên dùng và các máy chuyên dùng ( nếu có)

Quy trình công nghệ gia công( không kể đến 2 nguyên công làm sạch phôi):+ Nguyên công1 : Phay mặt A

+ Nguyên công2 : Phay mặt đối diện với mặt A

+ Nguyên công3 : Phay 2 mặt đầu nhỏ của càng

+ Nguyên công4 : Khoan, khoét, doa lỗ 20

+ Nguyên công5 : khoan, khoét, doa 2 10

+ Nguyên công6 : Khoan lỗ 12

+ Nguyên công7 : Khoan 2 lỗ 6

+ Nguyên công8: Kiểm tra

5.2 Chọn phương pháp gia công

- Gia công lỗ 20+0,035vật liệu là gang xám,ta they dung sai +0,035 ứng với 20

là cấp chính xác 5, chọn phương pháp gia công là khoan, khoét, doa

- Gia công mặt đầu A đạt Rz=20 , do đó bước gia công lần cuối là phay tinh,các bước trước là phay thô

VI_ Tính lượng dư cho một bề mặt và tra lượng dư cho các bề mặt còn lại

6.1_Tính lượng dư khi gia công phay mặt phẳng( nguyên công 2)

Lượng dư được tính toán dựa trên phương pháp phân tích các yếu tố tạo nênlớp kim loại được hớt đi để có chi tiết hoàn chỉnh

Với yêu cầu bề mặt đạt Rz=20 theo bảng 4 và 5 ( Tk đồ án môn học CNCTM)thì chi tiết yêu cầu sẽ được hình thành qua 2 bước phay thô và phay tinh

Theo bảng 3.98 ( sổ tay CNCTM tập1) thì p=1000 m (sai lệch 0,5 mm )

Độ chính xác của chi tiết sau các bước là:

+ phay thô cấp chính xác đạt được là 12

+ phay tinh cấp chính xác đạt được là 10

Theo bảng 3.91 (sổ tay CNCTM tập1) ta có giá trị dung sai của từng bước côngnghệ

+ Bước phay thô :thô=250 m

+ Bước phay tinh: tinh=100 m

Lượng dư nhỏ nhất cho từng nguyên công tính theo công thức 3.1

Zimin= ( Rz+h )i-1+i-1+i

Trong đó:

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

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

a: Sai lệch vị trí không gian do nguyên công trước để lại

b Sai số gá đặt chi tiết ở nguyên công đang thực hiện

Đối với chi tiết bằng gang đang thực hiện, phôi đúc có nhấp nhô tế vi vàchiều sâu lớp hư hỏng bề mặt là Rz phôi và hphôi, giá trị (Rz phô+ hphôi )được tra theo bảng 3.65_sổ tay CNCTM tập1

Các giá trị Rzi (kể từ sau bước phay thô ) được tra bảng 3.69_stCNCTM tập1:

K = 0,06_ sau khi gia công thô

K = 0,02_sau khi gia công tinh

Theo bảng 3.67 sai lệch vị trí bề mặt chi tiết đúc ta có:

phôi=sphphôi= 2,2  3,4 (m/m) Lấy phôi= 2,8.10-3

Kích thước tính toán của bước công nghệ cuối cùng là kích thước theo bản vẽ

420,1 Vậy kích thước tính toán cuối cùng là :

Lmin-tinh= 41,9 mm Kích thước tính toán của các bước công nghệ còn lại là:

Lmin-thô= Lmin-tinh+ Zmin-tinh= 41,9 + 0,0784 = 41,9784 mm

Lmin-phôi= Lmin-thô+ Zmin-thô= 41,9784 +0,6308=42,6092 mm

Kích thước giới hạn lớn nhất của từng nguyên công

Lmax-tinh= Lmin-tinh+ tinh= 41,9 + 0,2= 42,1 mm

Lmax-thô= Lmin-thô + thô = 41,9784 + 0,25 = 42,2284mm  42,23 mm

Lmax-phôi= Lmin-phôi+ phôi= 42,2284 + 1=43,2284 mm  43,23 mm+) Lượng dư giới hạn được xác định như sau :

Khi phay tinh :

+,Kiểm tra kết quả tính toán:

Sau phay tinh:

7.1:Nguyên công I :Phay mặt đầu A

-Định vị :chi tiết được định vị ở mặt đáy 3 bậc tự do, 2 khối V ngắn định vị 2bậc tự do, chốt chống xoay định vị 1 bậc tự do

Lmaxmm

-Kẹp chặt : dùng cơ cấu kẹp chặt bằng ren do một khối V di trượt từ phải sangtrái phương của lực kẹp vuông góc với phương gia công

- Chọn máy : máy phay dựng 6H12, công suất N = 10 kw, (  = 0,75 )

- Chọn dao phay mặt đầu gắn mảnh hợp kim cứng BK8,

Hệ số phụ thuộc vào độ cứng của chi tiết gia công , k1 = 1

Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái bề mặt gia công , k2 = 0,8

Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều rộng phay: k3 = 1

Hệ số điều chỉnh phụ thuộc chu kỳ bền của dao k4 = 1

Lượng chạy dao phút Sp = Sr.Z.ntm = 0,13 10 750 = 1092 mm/phút

Vậy lượng chạy dao chọn cho máy là: Sm = 790 (mm/phút)

- Từ các thông số trên ta tra bảng 5-130(STCNCTM tập 2) ta được công suấtcắt yêu cầu N= 1,3 kw ( với độ cứng gang HB = 190, B = 25, Sz = 0,13, Sp =790) Vậy máy 6H12 đủ công suất để phay( Nm. = 10.,075 = 7,5 Kw)

- Chế độ cắt lần 2: Phay tinh với cấp bóng 6 chiều sâu cắt t = 0.5 mm

Các thông số tính theo bước 1: Vtt = 197,8 m/phút

Sp = 873,6 mm/phút

n = 750 v/phút,

N = 1,3 Kw

7.2 Nguyên công II: phay mặt đáy( Nguyên công cần thiết kế kế đồ gá)

- Định vị: Mặt đáy A làm chuẩn tinh định vị 3 bậc tự do, khối V ngắn định vị

2 bậc tự do, chốt chống xoay khống chế một bậc tự do còn lại

- Kẹp chặt:kẹp chặt luôn bằng khối V di động và dùng cơ cấu kẹp chặt vàomặt đầu nhỏ của càng

- Do bề mặt gia công giống bề mặt gia công ở nguyên công I nên ta làm nhưnguyên công 1

- Chọn máy phay đứng 6H12 với công suất động cơ 10 Kw ,  = 0,75

Số vòng quay trục chính : 30; 37,5 ; 47,5 ; 60; 75; 95 ; 118; 150; 190; 235; 300; 375; 475; 600; 750; 950; 1180; 1500

Dao phay mặt đầu thép gió P6M5 có

D = 75 mm , chiều dày B = 40 mm (h = 16 ); d= 40 mm; Z = 10 răng

- Chiều sâu cắt và chiều rộng cắt (B)

phayB(mm)

-, Bước 1: Phay thô:

Chiều sâu cắt: t=1,5 mm; lượng chạy dao răng: SZ=0,2….0,4 mm/răng

 lấy Sz=0,3

Cv=42 ; q= 0,2 x= 0,1 y = 0,4

u =0,1 p= 0,1 m= 0,15 T=180 (phút)_bảng 5-40

- Kv: Hệ số điều chỉnh chung cho tốc độ cắt phụ thuộc vào điều kiện cắt cụ thể

Kv=kmv knv kuv

trong đó: +, kmv_ Hệ số phụ thuộc vào chất lượng của vật liệu gia công,

theo bảng 5.1 ;với gang xám : kmv=(190/HB)nv

gang xám 15-32 có tổ chức tế vi nhiều, thô và nếu là pec lít

thì HB=200, nv = 0,95 (tra bảng 5.2)

kmv= (190/200)0,95= 0,9524  0,95 +, knv_ Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt của phôi( bảng 5-5)

với phôi không có vỏ cứng  knv=1 +, kuv_ Hệ số phụ thuộc vào vật liệu của dụng cụ cắt ( tra bảng 5-6 )

1000.39,022 3,14.75 = 165,7 v/ph

Tra theo máy thì nm=150 vg/ph

Từ đó vận tốc cắt thực tế sẽ là :

V tt=

1000

S =Z.Sz =10 0,3=3 mm/vòng

+, Lượng chạy dao phút :

Sp= nm.S =150.3 = 450 mm/ph

*, Bước 2: Phay tinh: Chiều sâu cắt: t= 0,5mm ;

+, Lượng chạy dao: độ bóng cần đạt Ra5( m)

Theo bảng :với Ra= 6,3 ( m)  S = 1,2  2,7 (mm), lấy S =2 mm

*, Kiểm tra công suất cắt của máy.

Trong đó : Theo bảng 5.41(sổ tay CNCTM2) ,

ứng với vật liệu gia công là gang xám

C P= 50; x=0,9 ; y= 0,72 ; u =1,14 ; q= 1,14 ; w=0 ; k MP=1

+, Chế độ cắt khi phay thô :

Tương tự như phay thô, chỉ khác ở chế độ cắt khi phay tinh:

+ Lực chạy dao : Ph= 0,35 Pz= 0,35 1385,56 = 484, 946 ( N )_khi chạy dao thô

Ph= 0,35 Pz=0,35 187 ,94 = 65, 779 (N)_ khi chạy dao tinh.+ Lực thẳng đứng: Pv= 0,9 Pz= 0,9 1385,56 = 1247 ( N )_khi chạy dao thô

Pv= 0,9 Pz= 0,9 187 ,94 = 169,15 (N)_ khi chạy dao tinh

+ Lực hướng trục: Px= 0,5 Pz= 0,5 1385,56 = 692,78 ( N )_khi chạy dao thô

Ph= 0, 5 Pz=0,5 187 ,94 = 93,97 (N)_ khi chạy dao tinh

+, Nhằm phục vụ cho việc tính lực chạy dao uốn ta xác định :

Pyz= √P2y+P2z

Pyz= √ 484,9462+1358,562  1442,52 N _khi phay thô

Pyz= √ 65,7792+187,942  199,12 N _khi phay tinh

+, Mômen xoắn trên trục chính của máy:

P V

(kW) +,Kiểm tra khi phay thô vì chế độ cắt cao hơn :

N e=

1385,55.35,325

Nm. = 10 0,75 = 7,5 kw

Vậy: với máy phay ngang 6H12 thoả mãn điều kiện để gia công

7.3 Nguyên công III: Phay 2 mặt đầu nhỏ

- Chọn dao: phay ba mặt hợp kim cứng BK8, D = 75, Z = 10 răng

- Lượng dư gia công : phay 2 lần với tổng lượng dư Zb = 2 mm

- Chế độ cắt: xác định cho dao có đường kính lớn

- Chiều sâu cắt t = 1.5 m, hợp chạy dao vòng Sr = 0.13 mm/r, số răng Z= 10

 Tốc độ cắt tra theo bảng 5-127 (STCNCTM tập 2) ta được Vb = 232 m/phCác hệ số điều chỉnh:

Hệ số phụ thuộc vào độ cứng của chi tiết gia công k1 = 1

Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt gia công , k2 = 0,8

Hệ số phụ thuộc vào chiều rộng phay: k3 = 1

Ta chọn số vòng quay theo máy 6H12, nm = 750 (vòng/phút)

Lượng chạy dao phút Sp = Sr.Z.ntm = 0,13 10 750 = 975 mm/phút

Vậy lượng chạy dao chọn cho máy là(Sm<Sp): Sm = 750 (mm/phút)

Từ các thông số trên ta tra bảng 5-130(STCNCTM tập 2) ta được công suấtcắt yêu cầu N= 1,3 kw ( với độ cứng gang HB = 190, B = 25, Sz = 1,3, Sp =790) Vậy máy 6H12 đủ công suất để phay( Nm=10 Kw;  = 0,75 )

Tóm lại : Phay lần một của nguyên công thứ nhất ta chọn các thông số:

Các thông số tính theo bước 1:

- Định vị và kẹp chặt

Mặt đáy A trụ lớn định vị 3 bậc tự do, định vị vào mặt đầu và mặt côn chụpvào đầu mặt trụ hạn chế 2 bậc tự do, chốt chống xoay hạn chế 1 bậc tự do

- Kẹp chặt dùng cơ cấu trụ trượt thanh răng và kẹp từ trên xuống

- Chọn máy khoan đứng: 2A135, N = 6kw, = 0,8

- Chọn dao: Với cấp chính xác của lỗ là cấp 78 do vậy ta tra bảng 3-131 cóđường kính mũi khoan lớn nhất max=18 mm Mũi khoét có lắp mảnh hợp kimcứng D=19,8 mm.(có các kích thước sau: L= 160 350, l = 80200 mm ) Mũidoa có lắp mảnh hợp kim cứng D= 20 mm Vát mép D=25 mm ( tra theo bảng 4-

V = 31,5 mm/vg Ta tra tra được các hệ số phụ thuộc :

Hệ số phụ thuộc chu kỳ bền của của mũi khoan k1 = 1

Hệ số phụ thuộc vào chiều sâu mũi khoan tra bảng 5-87 (STCNCTM tập 2)với l<3D  k2 = 1

Hệ số phụ thuộc vào vật liệu mũi khoan k3 = 1

Ta chọn số vòng quay theo máy 2H125 nm = 482 (vòng/phút).

Vậy mômen xoắn sẽ bằng: Mm=23,6 202 0,10,8.1 = 1496,3 kg.mm

Công suất cắt được xác định như sau :

So với cônmg suất máy Nc Nm. = 6 0,8 = 4,8 Kw

Như vậy máy 2A135 đủ công suất để gia công lỗ có đường kính là 20 mm

Tóm lại : +, chế độ cắt khi khoan:

t = 9,0 (mm)

ntc = 482 (v/phút)

S = 0,4 (mm/vòng)

V = 30,26(m/phút) +, chế độ cắt khi khoét :

t = 0,9 (mm)

ntc = 482 (v/phút)

- Mặt đáy trụ lớn định vị bằng tấm phẳng 3 bậc tự do, và một chốt trụ ngắnđịnh vị 2 bậc tự do 1 đầu trụ nhỏ dùng khối V định vị 1 bậc tự do còn lại.

- kẹp chặt: Dùng mỏ kẹp kẹp chặt vào mặt đầu to của càng

Để tăng độ cứng vững chi tiết dùng 2chốt tỳ phụ có lỗ thoát dao ở hai đầu

- Chọn máy khoan đứng: 2A125, Nm = 2,8 kw

- Chọn dao: khoan, doa,dao vát mép, dao vát mép có đường kính phi tiêuchuẩn phi tiêu chuẩn

+ Mũi khoan thép gió ruột gà d = 9,8 mm

+ Dao doa thép gió d = 10 mm

- Lượng dư gia công : tổng lượng dư Zb = 10 mm

Bước 1: khoan lỗ  9,8 mũi khoan ruột gàbằng thép gió

Chọn t = 4,9 mm,  S0 = 0,17 mm/vòng (theo bảng 5- 89 STCNCTM tập 2với HB<200 d = 10 chạy dao nhóm III)

 Tốc độ cắt tra theo bảng 5-90 (STCNCTM tập 2) Vb = 27,5 m/ph

Các hệ số điều chỉnh:

Hệ số phụ thuộc chu kỳ bền của của mũi khoan k1 = 1

Hệ số phụ thuộc vào chiều sâu mũi khoan tra bảng 5-87 (STCNCTM tập 2)với l<3D  k2 = 1

Hệ số phụ thuộc vào vật liệu mũi khoan k3 = 1

vận tốc tính toán:

Vt= Vb.k1.k2.k3 = 27,5 1 1 1= 27,5 m/phút