Tính toán thiết kế đồ gá

Công nghệ chế tạo máy là một ngành then chốt, nó đóng vai trò quyết dịnh trong sự nghiệp công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước.

Trường Đại Học SPKT Hưng Yên Khoa Cơ Khí Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy Nhận xột của giáo viên hướng dẫn ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………. Hưng yên, ngày thỏng năm 2009 Ký tờn Giáo viên hướng dẫn : Phan Ngọc Ánh Sinh viên thực hiện : Hà Hữu Trí 1 Trường Đại Học SPKT Hưng Yên Khoa Cơ Khí Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy LỜI NÓI ĐẦU Công nghệ chế tạo máy là một ngành then chốt, nó đóng vai trò quyết dịnh trong sự nghiệp công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước. 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 nước ta. Phát triển ngành công nghệ chế tạo máy phải được tiến hành đồng thời với việc phát triển nguồn nhân lực và đầu tư các trang bị hiện đại. Việc phát triển nguồn nhân lực là nhiệm vụ trọng tâm của các trường đại học. Hiện nay trong các ngành kinh tế nói chung và ngành cơ khí nói riêng đòi hỏi kĩ sư cơ khí và cán bộ kĩ thuật cơ khí được đào tạo ra phải có kiến thức cơ bản tương đối rộng, đồng thời phải biết vận dụng những kiến thức đó để giải quyết những vấn đề cụ thể thường gặp trong sản xuất. Môn học công nghệ chế tạo máy có vị trí quan trọng trong chương trình đào tạo kĩ sư 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 như công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải, điện lực .vv Để giúp cho sinh viên nắm vững được các kiến thức cơ bản của môn học và giúp cho họ làm quen với nhiệm vụ thiết kế, trong chương trình đào tạo , đồ án môn học công nghệ chế tạo máy là môn học không thể thiếu được 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 thầy giáo Phan Ngọc Ánh 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 được sự chỉ bảo của các thầy cô giáo trong bộ môn công nghệ chế tạo máy và sự đóng góp Giáo viên hướng dẫn : Phan Ngọc Ánh Sinh viên thực hiện : Hà Hữu Trí 2 Trường Đại Học SPKT Hưng Yên Khoa Cơ Khí Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy ý kiến của các bạn để lần thiết kế sau và trong thực tế sau này được hoàn thiện hơn . Em xin chân thành cảm ơn. Ngày 10 tháng 10 năm 2009 SV Hà Hữu Trí THUYẾT MINH ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY I.PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT Đồ gá là trang bị công nghệ cần thiết trong quá trình gia công ,kiểm tra và lắp ráp sản phẩm cơ khí.Trong các loại đồ gá được sử dụng thì đồ gá gia công chiếm tới 80-90% Đồ gá gia công tạo điều kiện mở rộng khả năng làm việc của máy công cụ,giảm thời gian phụ vì gá đặt phôi nhanh gọn ,giảm thời gian máy vì có thể gá đặt nhiều phôi để gia công đồng thời ,góp phần hạ giá thành sản phẩm ,giảm nhẹ sức lao động khi gá đặt phôi gia công . Chi tiết thân đồ gá là phần quan trọng nhất của đồ gá gia công , thân đồ gá có khoan các lỗ lắp ghép . Thân đồ gá được lắp chặt trên băng máy nhờ các bulông, thân đồ gá dùng để định vị và kẹp chặt chi tiết gia công(cơ cấu định vị và kẹp chặt được lắp trên đồ gá) nhằm xác định vị trí chính xác giữa phôi gia công và dụng cụ gia công,đồng thời giữ vị trí ổn định trong khi gia công. Chi tiết làm việc trong điều kiện rung động và thay đổi Vật liệu sử dụng là : GX 15-32 , có các thành phần hoá học sau : C = 3 – 3,7 Si = 1,2 – 2,5 Mn = 0,25 – 1,00 S < 0,12 P =0,05 – 1,00 Giáo viên hướng dẫn : Phan Ngọc Ánh Sinh viên thực hiện : Hà Hữu Trí 3 Trường Đại Học SPKT Hưng Yên Khoa Cơ Khí Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy [δ] bk = 150 MPa [δ] bu = 320 MPa II.PHÂN TÍCH TÍNH CÔNG NGHỆ TRONG KẾT CẤU CỦA CHI TIẾT Tính công nghệ trong kết cấu là những đặc điểm về kết cấu cũng như 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 lượng lao động, tăng hệ số sử dụng vật liệu và hạ giá thành sản phẩm. Bản vẽ chi tiết - Bề mặt làm việc chủ yếu của Đồ gá là các mặt phẳng, mặt trong của lỗ và các bề mặt ngoài. - Qua các điều kiện kỹ thuật trên ta có thể đưa ra một số nét công nghệ điển hình của chi tiết thân đồ gá như sau: + Chi tiết thuộc dạng chi tiết dạng hộp. + Chi tiết đòi hỏi độ vuông góc giữa các mặt phẳng với nhau và giữa tâm lỗ và mặt đầu của lỗ. + Kết cấu của hộp phải được đảm bảo khả năng cứng vững. + Ta thấy thân đồ gá với kích thước không lớn lắm phôi nên chọn là phôi đúc và vì để đảm bảo các điều kiện làm việc trong quá trình gia công. + Chiều dài các lỗ cơ bản nên chọn bằng nhau và các mặt đầu của chúng thuộc hai mặt phẳng song song với nhau là tốt nhất. + Kết cấu nên chọn đối xứng qua mặt phẳng nào đó. Đối với các lỗ vuông góc cần phải thuận lợi cho việc gia công lỗ. Giáo viên hướng dẫn : Phan Ngọc Ánh Sinh viên thực hiện : Hà Hữu Trí 4 Trường Đại Học SPKT Hưng Yên Khoa Cơ Khí Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy + Kết cấu phải thuận lợi cho việc gia công nhiều chi tiết cùng một lúc. + Kết cấu thuận lợi cho việc chọn chuẩn thô và chuẩn tinh thống nhất. + Nguyên công đầu tiên gia công mặt đáy để làm chuẩn cho chi tiết và là chuẩn để gia công các bề mặt khác. III.XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT Việc xác định quy mô và hình thức tổ chức sản xuất cho chi tiết là một việc làm quan trọng cho các bước làm việc tiếp theo . Bởi nếu xác định dạng sản xuất không đúng sẽ ảnh hưởng đến việc lập quy trình công nghệ, ảnh hưởng đến sản lượng hàng năm của chi tiết và ảnh hưởng đến chi phí ban đầu để gia công chi tiết. Để đảm bảo sản lượng hàng năm và sản phẩm của đề tài được giao một cách chính xác ta phải xác định dạng sản xuất, từ đó làm cơ sở thiết kế quy trình công nghệ đồ gá, cùng những trang thiết bị khác phù hợp nhằm giảm giá thành, năng cao chất lượng và sản lượng cho sản phẩm. Muốn vậy, trước hết ta phải xác định sản lượng hàng năm cho chi tiết và trọng lượng của chi tiết đó. Sản lượng hàng năm được xác định theo công thức sau : N = N 1 .m (1+ 100 βα + ) Trong đó N- Số chi tiết được sản xuất trong một năm N 1 - Số sản phẩm được sản xuất trong một năm (1950 chiếc/năm) m- Số chi tiết trong một sản phẩm (m=1) α - Phế phẩm trong xưởng đúc α =(3-:-6) % β - Số chi tiết được chế tạo thêm để dự trữ β =(5-:-7)% Giáo viên hướng dẫn : Phan Ngọc Ánh Sinh viên thực hiện : Hà Hữu Trí 5 Trường Đại Học SPKT Hưng Yên Khoa Cơ Khí Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy Vậy N = 1950.1(1 + 4+6 100 )= 2145chi tiết /năm Trọng lượng của chi tiết được xác định theo công thức Q 1 = V.γ (kg) Trong đó: Q 1 - Trọng lượng chi tiết γ - Khối lượng riêng của vật liệu,chọn ó gang xam =7 kg/ dm 3 Bảng 1.Khối lượng riêng của một số vật liệu Tên vật liệu Thép Gang dẻo Gang xám Nhôm Đồng ó (kg /dm 3 ) 7,852 7,2 ữ 7,4 6,8 ữ 7,4 2,6 ữ 2,8 8,72 V - Thể tích của chi tiết V= V1+V2+V3-V4 V1-Thể tích khối thân chính V1= 300.150.19=855000 mm 3 V2-Thể tích hai bên V2=2.20.73.150 = 438000 mm 3 V3-Thể tích hai bên bắt bu lông V3=2.20.150.40=240000 mm 3 V4-Thể tích các lỗ V4=2. é. 7 2 +2. é. 8 2 =709,64 mm 3 Vậy thể tích chi tiết là : V =855000+438000+240000-709,64 =1532290 mm 3 =1.54 dm 3 Giáo viên hướng dẫn : Phan Ngọc Ánh Sinh viên thực hiện : Hà Hữu Trí 6 Trường Đại Học SPKT Hưng Yên Khoa Cơ Khí Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy Vậy Q 1 = V.γ = 1,54.7= 10,78(kg) Dựa vào N & Q 1 bảng 2 (TKĐACNCTM) ta có dạng sản xuất là dạng sản xuất hàng loạt lớn. IV. .XÁC ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI VÀ THIẾT KẾ BẢN VẼ CHI TIẾT LỒNG PHÔI. 1.Xác định phương pháp chế tạo phôi Việc xác định phù hợp phương pháp tạo phôi sẽ đem lại hiệu quả kinh tế và đảm bảo lượng dư gia công . Xác định phương pháp tạo phôi dựa trên các yêu cầu sau : + Kết cấu hình dạng của chi tiết . + Vật liệu chế tạo chi tiết. + Khả năng đạt được độ chính xác và yêu cầu kỹ thuật . Kết cấu của chi tiết không phức tạp ,vật liệu của chi tiết là gang xám 15-32 nên ta dùng phương pháp đúc, do bề mặt không làm việc không cần chính xác cao và ứng với sản xuất hàng loạt lớn nên ta chọn phương pháp đúc trong khuôn kim loại. 2.Gia công chuẩn bị phôi Để tạo điều kiện thuận lợi cho việc chọn chuẩn ta cần gia công chuẩn bị phôi để tạo các bề mặt sạch và chính xác đủ để dùng làm chuẩn thô khi gia công ,đồng thời cũng làm giảm sự ảnh hưởng của bề mặt phôi đến quá trình cắt để nâng cao chất lượng bề mặt sau gia công cũng như tăng tuổi bền của dụng cụ cắt . Việc chuẩn bị phôi chủ yếu là làm sạch các bề mặt của chi tiết ,làm sạch bavia ,đậu rót ,đậu ngót. 3.Bản vẽ lồng phôi : V.LẬP THỨ TỰ CÁC NGUYÊN CÔNG Giáo viên hướng dẫn : Phan Ngọc Ánh Sinh viên thực hiện : Hà Hữu Trí 7 Trường Đại Học SPKT Hưng Yên Khoa Cơ Khí Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy 1.Xác định đường lối công nghệ: Trong quá trình sản xuất việc xác định quy trình sản xuất là hết sức quan trọng sao cho quy trình công nghệ mà thiết kế phải đảm bảo chính xác và chất lượng gia công ,đồng thời phải đảm bảo tăng năng suất lao động và giảm giá thành . Quy trình công nghệ phải đảm bảo được sản lượng đề ra. Do sản xuất hàng loạt lớn nên ta chọn phương pháp gia công một vị trí ,gia công tuần tự. Dùng máy vạn năng kết hợp với đồ gá chuyên dùng . 2.Lập thứ tự các nguyên công (vẽ sơ đồ gá đặt ,ký hiệu định vị chi tiết ,kẹp chặt ,chọn máy,chọn dao ,ký hiệu chuyển động của dao ,của chi tiết). Nguyên công I :Phay mặt đáy  Định vị: Định vị bằng mặt phẳng hạn chế ba bậc tự do,hai chốt tỳ phụ để tăng độ cứng vững khi gia công.thêm hai chốt tỳ vào mặt bên hạn chế 1 bậc tịnh tiến và xoay .Như vậy chi tiết được hạn chế 5 bậc tự do.  Kẹp chặt :Kẹp chặt bằng mỏ kẹp ,phương lực kẹp vuông góc với chi tiết  Chọn máy :Máy phay ngang vạn năng côngxôn 6H81 có các thông số : Giáo viên hướng dẫn : Phan Ngọc Ánh Sinh viên thực hiện : Hà Hữu Trí 8 Trường Đại Học SPKT Hưng Yên Khoa Cơ Khí Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy -Số cấp tốc độ trục chính :16 -Phạm vi tốc độ trục chính :65-1800 vg/ph -Công suất động cơ chính :4,5kW Bảng 9.38 (Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 3)  Chọn dao :Dao phay đĩa ba mặt răng gắn mảnh hợp kim cứng (D=100,B=25,Z=10, T=120 phút ) Bảng 4.85 (Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1) Nguyên công II :Phay 2 mặt bên B Giáo viên hướng dẫn : Phan Ngọc Ánh Sinh viên thực hiện : Hà Hữu Trí 9 Trường Đại Học SPKT Hưng Yên Khoa Cơ Khí Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy  Định vị :Định vị bằng mặt phẳng đáy hạn chế ba bậc tự do,thêm hai chốt tỳ vào mặt cạnh chi tiết chống 1 bậc tịnh tiến và chống quay.Vậy chi tiết được định vị 5 bậc tự do.  Kẹp chặt :Kẹp chặt bằng mỏ kẹp ,phương lực kẹp vuông góc với bề mặt chi tiết.  Chọn máy:Máy phay đứng vạn năng côngxôn 6H11 có các thông số : -Số cấp tốc độ trục chính :16 -Phạm vi tốc độ trục chính :65-1800 vg/ph -Công suất động cơ chính :4,5kW Bảng 9.38 (Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 3) Giáo viên hướng dẫn : Phan Ngọc Ánh Sinh viên thực hiện : Hà Hữu Trí 10 [...]... 1: Bảng tính lượng dư gia công và kích thước giới hạn Bước công nghệ Các thành phần của lượng dư Rz àm Tiρ àm Ztt àm Kích thước tính toán L mm Dung Kích thước Lượng dư sai giới hạn mm giới hạn δ mm μm Lmin Lmax Zmin Zmax ε àm àm 250 350 427 Phôi Phay thô Phay tinh 80 96,42 400 95 95,05 95,28 160 95,3 95,14 0,88 1,12 50 96,42 96,02 0,14 0,25 100 100 25,62 4 1138 20 231,5 90,05 Kích thước tính toán: Ta... 20 Trường Đại Học SPKT Hưng Yên Khoa Cơ Khí Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy Trong ngành cơ khí chế tạo máy người ta thường sử dụng hai phương pháp sau để xác định lượng dư gia công: -Phương pháp thống kê kinh nghiệm -Phương pháp tính toán phân tích Phương pháp thống kê kinh nghiệm dùng để xác định lượng dư gia công bằng kinh nghiệm Phương pháp này thường không tính đến điều kiện gia công cụ thể nên lượng... SPKT Hưng Yên Khoa Cơ Khí Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy Bảng 9.21 (Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 3)  Chọn dao : Mũi khoan ruột gà d=12mm Mũi khoét d= 15,5mm Mũi doa d= 16 mm Bảng 4-40,4-47,4-49 (Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1) VI.TÍNH LƯỢNG DƯ CHO MỘT BỀ MẶT VÀ TRA LƯỢNG DƯ CHO CÁC BỀ MẶT CÒN LẠI Việc tính lượng dư cho gia công chi tiết là công việc quan trọng và cần thiết là cơ sở sau này cho... 96,42-95,3= 1,12 mm max Giáo viên hướng dẫn : Phan Ngọc Ánh Sinh viên thực hiện : Hà Hữu Trí 25 Trường Đại Học SPKT Hưng Yên Khoa Cơ Khí Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy Lượng dư tổng cộng Z = 0,14 + 0,88 = 1,02 mm 0min Z = 0,25+1,12= 1,37mm 0max Kiểm tra kết quả tính toán : Sau phay tinh : Z -Z max ọ1 - ọ2 = 160-50=110 �m Sau khi phay thô : Z -Z max ọ phoi - ọ1 = 0,25-0,14 = 0,11 mm =110 �m min =1,12-0,88=0.24... công nhất định Chọn được chế độ cắt hợp lý vừa đảm bảo được năng suất lao động, hạ giá thành, đồng thời phát huy hết khả năng của máy của trang thiết bị và của dụng cụ cắt… Giáo viên hướng dẫn : Phan Ngọc Ánh Sinh viên thực hiện : Hà Hữu Trí 28 Trường Đại Học SPKT Hưng Yên Khoa Cơ Khí Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy Tính chế độ cắt cho nguyên công khoan_khoét_doa lỗ hai lỗ�14 Khoan lỗ suốt : D=10mm Đường kính... nghiệm dùng để xác định lượng dư gia công bằng kinh nghiệm Phương pháp này thường không tính đến điều kiện gia công cụ thể nên lượng dư cần được gia công thường lớn hơn giá trị gia công cần thiết Phương pháp tính toán phân tích được dựa trên cơ sở tạo ra lượng dư gia công hay lớp kim loại cần gọt bỏ để tạo nên chi tiết hoàn chỉnh Xác định lượng dư cho các bước công nghệ phay mặt phẳng trên 1.Lập trình... phay thô : ọ2 = 160�m Giáo viên hướng dẫn : Phan Ngọc Ánh Sinh viên thực hiện : Hà Hữu Trí 24 Trường Đại Học SPKT Hưng Yên Khoa Cơ Khí Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy -Dung sai khi phay tinh : ọ2=50 �m Kích thước giới hạn lớn nhất : bằng cách làm tròn số kích thước tính toán theo hàng số có nghĩa của dung sai(số có chữ số sau dấu phẩy bằng số chữ số của dung sai) như vậy kích thước giới hạn lớn nhất ta... ủ ph Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy √ủ +ủ = √1502+4002 2 2 c cm = = 427( à m) Sai số không gian còn sót sau khi phay thô là - ρ ph ρcl=0,06 = 0,06.427 = 25,62 (µm) - Sai số gá đặt khi phay thô là: ồ gd εc2 + ε k 2 = Trong đó + εc Là sai số chuẩn.Trong trường hợp này εc =0 vì chuẩn định vị trùng với gốc kích thước + εk là sai số kẹp chặt: tra bảng 24 sách tkdaCNCTM Ta có: εk = 80 (µm) ε Vậy sai số gá đặt... Trường Đại Học SPKT Hưng Yên Khoa Cơ Khí Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy Nguyên công VIII :Khoan –khoét –doa 2 lỗ ϕ16 Gồm các bước công nghệ sau: Khoan lỗ ϕ12với lượng dư một phía :Z=6mm Khoét lỗ ϕ15,5với lượng dư :Z=1,75mm Doa lỗ :-Doa thô:0,2mm -Doa tinh:0,05mm VII.TÍNH CHẾ ĐỘ CẮT CHO MỘT (MỘT SỐ ) NGUYÊN CÔNG VÀ TRA CHẾ ĐỘ CẮT CHO CÁC NGUYÊN CÔNG CÒN LẠI Việc tính và lựa chọn chế cắt sao cho hợp lý góp... phay tinh không thay đổi gá đặt nên sai số gá đặt còn sót lại là ε gđ2 = 0,05 ε gđ = 0,05.80 = 4(µm) Bây giờ ta xác định lượng dư nhỏ nhất theo công thức Zimin = Rzi-1 +Tai-1 + ρ i-1 + ε i - Khi phay thô: Zmin1 = 250+350 + 427 + 80 = 1138(µm).=1,138(mm) -Khi phay tinh: Giáo viên hướng dẫn : Phan Ngọc Ánh Sinh viên thực hiện : Hà Hữu Trí 23 Trường Đại Học SPKT Hưng Yên Khoa Cơ Khí Đồ án Công Nghệ Chế Tạo