Thiết kế chi tiết càng

Công nghệ CTM là một môn khoa học cơ bản,cung cấp các kiến thức cơ sở trong lĩnh vực ctm .

Do vậy mỗi sinh viên phải trang bị cho mình một lượng kiến thức đấy đủ.Từ cơ bản đến chuyên sâu,để cố khả năng làm việc tốt hiệu quả trong tương lai.

Đồ án công nghệ CTM giúp sinh viên tiếp cận thực tế nhanh hơn , với nhiệm vụ gia công chi tiết dạng càng và sự hướng dấn tụy của thầy

em đã hoàn thành công việc của mình đúng thời hạn,đủ các yêu cầu được giao Qua đó em đã củng cố thêm được nhiều kiến thức từ lý thuyết đến thực tiễn ,để thiết kế sản phẩm của mình đạt têu cầu,đồng thời đảm bảo khả năng về kinh tế,trong điều kiện sản suất cụ thể của nước ta Đó là những kiến thức cần thiết,thực tế cho công việc của em sau này

* Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn thầy Tăng Huy đã tận tình chỉ bảo và giúp đỡ em hoàn thành đồ án môn học này Em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy cô trong bộ môn công nghệ CTM của khoa cơ khí trường ĐHBK_HN ,

để em vững vàng hơn cho công việc sau này

Hà nội :

Sinh viên: Trần duy Vũ

_ Kích thước lớn nhất của chi tiết: l=120mm.

Chi tiết có mặt làm việc là mặt trụ, vì vậy mặt trụ phải được gia công chính xác,đảm bảo độ bóng, độ vuông góc giữa các lỗ f22 và f28 , độ vuông góc giữa đường tâm trục và mặt đầu, độ đông tâm giữa hai lỗ f22 , đạt chỉ tiêu công nghệ yêu cầu…

2 Điều kiện kỹ thuật:

-Kích thước lỗ cơ bản gia công với độ chính xác : 7

-Độ không đồng tâm giữa các đường tâm lỗ f 22 : 0,01

-Độ không vuông góc giữa đường tâm lỗ và mặt đầu : 0,1mm/100mm

-Độ không vuông góc giữa các mặt đầu lỗ f 22H7,f28H7 : 0,1mm/100mm.-Độ không song song giữa các mặt đầu lỗ f22H7 : 0.05mm/100mm

II Tính công nghệ trong kết cấu.

- Tính công nghệ trong kết cấu có ý nghĩa rất quan trọng vì nó ảnh hưởng trực tiếp tới năng suất và độ c/x gia công Những chi tiết dạng càng cần phải chú ý các đặc điểm sau:

+ Độ cứng vững của chi tiết

+ Chiều dài các lỗ cơ bản nên bằng nhau và các mặt đầu của nó chú ý nằmtrên một mặt phẳng để tiện gá đặt

+ Kết cấu nên đối xứng qua một một phẳng nào đấy

+ Hình dạng phải thuận lợi cho việc chọn chuẩn thô và tinh thống nhất.+ Kết cấu phải thuận lợi gia công nhiều chi tiết cùng một lúc

* Chi tiết này đã đáp ứng được tương đối đầy đủ tính công nghệ cần thiết để gia công Chi tiết này chỉ có độ cứng vững của hai càng là chưa đáp ứng được tính công nghệ ,nên khi gia công ta phải gia thêm cứng vững bằng các chốt tỳ

No- Sản lượng sản phẩm trong một năm , No =5000 (chiếc/năm)

N- Số chi tiết sản suất trong một năm

m-Số chi tiết trong một sản phẩm, ( m =1 )

β-Số chi tiết được chế tạo thêm để giự trữ ,( 5% ÷ 7%)

= 5500 (chi tiết/năm)

-Công thức khối lượng chi tiết : G = V.γ

XÁC ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI VÀ BẢN VẼ

CHI TIẾT LỒNG PHÔI

I Chọn phương pháp chế tạo phôi.

- Loại phôi được xác định theo kết cấu chi tiết,vật liệu ,dạng sản suất,cụ thể của từng nhà máy xí nghiệp

- Chọn phôi ,tức là chọn phương pháp chế tạo phôi,xác định lượng dư ,kích thước ,dung sai của phôi

- Chi tiết thiết kế thuộc dạng càng ,vật liệu yêu cầu là gang xám vì vậy ta chọn phôi đúc ,sản suất hàng loạt nên ta chọn đúc trong khuôn kim loại Chọn vật liệu là gang xám XG15-32,với phương pháp đúc này vật đúc đạt cấp chính xác II

II Thiết kế bản vẽ lông phôi.

-Dựa vào lượng dư tính toán ta xây dung bản vẽ lồng phôi

-Lỗ f28, lỗ f22 được đúc đặc

-Sơ đồ đúc chi tiết như hình vẽ

* Tra lượng dư phôi : 3.95 , sổ tay CNCTM – tập II ta có

+ Bề mặt gia công: *Lượng dư gia công: Mặt trụ f28 28 mm

Mặt đầu f28 2.5 mm Mặt đầu f22 2 mm Mặt trụ f22 22 mm

*Sơ đồ đúc được bố chí như hình vẽ:

PHẦN III

THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT

I Xác định đường lối công nghệ.

Ở đây chi tiết gia công thuộc dạng sản xuất hàng loạt và kết cấu của chi tiết có khả năng gá dao trên máy và độ cứng vững của chi tiết đủ để gia công Nên ta dùng phương án gia công một vị trí, một dao và gia công tuần tự

II Chọn phương pháp gia công.

* Đối với dạng sản suất hàng loạt lớn ,để đạt năng suất cao trong điều kiện sản suất ở nước ta thì đường lối công nghệ thích hợp nhất là phân tán nguyên công( ít bước công nghệ trong một nguyên công) Ơ đây ta dùng loại máy vạn năng kết hợp với đồ gá chuyên dùng và các máy chuyên dùng dễ chế tạo

* Dựa vào kết cấu và điều kiện kỹ thuật của chi tiết gia công ta xác định phương pháp gia công các bề mặt là :

Sinh viên thực hiên:Trần duy Vũ

Động cơ_K48

66

III Lập tiết trình công nghệ.

Dựa vào các nguyên tắc cơ bản khi lập một tiến trình công nghệ để gia công một chi tiết máy và dựa vào đặc điểm kết cấu, đặc điểm làm việc, yêu cầu

về độ chính xác của chi tiết giá đỡ này ta chia quá trình công nghệ gia công chi tiết thành các nguyên công sau:

Nguyên công 1: Phay hai mặt đầu lỗ φ28

Nguyên công 2: Khoan ,Khoét ,Doa lỗ φ28

Nguyên công 3: Phay bốn mặt đầu của lỗ φ22

Nguyên công 4: Khoan, Khoét ,Doa lỗ φ22

Nguyên công 5,6: Tổng kiểm tra

IV Tra lượng dư, chế độ cắt, công suất cắt cho các nguyên công.

1 Nguyên công 1: Phay mặt đầu lỗ φ28 để làm chuẩn tinh thống nhất

Mặt gia công Phương pháp gia công Cấp cính xác Độ bóng

w w

S

- Định vị :Dùng cơ cấu tự đinh tâm (Tự định tâm bằng ren vít trái

chiều).Sau khi đặt chi tiết lên mặt phẳng của hai hàm kẹp 2 ,quay vít cho hai hàm kẹp này tịnh tiến gần vào nhau về tâm của giá 8, khi đó nếu khối

v bên nào gặp chi tiết trươcsex đẩy chi tiết theo,đến khi chi tiết gia công tiếp xúc với khối v kia thì quá trình kẹp chặt chi tiết xảy ra.Để điều chỉnh tâm của giá đở 8 dùng các vít 5 sau khi nới lỏng các bu lông 7

- Chọn máy phay ngang : 6H80III

- Số cấp tốc độ trục chính : z=12 nên công bội j=1.41

- Phạm vi tốc độ của trục chính :

50; 70;99;140;198;278;392;554;781;1101;1552;2240 (vòng/ phút)

- Công suất của động cơ điện chính 3 ( kw)

- Lượng chạy dao của bàn máy :

- Số cấp bước tiến của bàn : z=12 (nên công bội j=1.41 chạy dao dọc)

+ Dọc : 25;35.25;50;70;98;139;196;277;390;550;776;1250 (mm/phút) + Ngang: 18 ÷ 800 (mm/phút)

+ Thẳng đứng : 9 ÷ 400 (mm/phút)

- Hiệu suất của máy η = 0,8

- Chọn dao: Dao phay 3 mặt răng thép gió tuổi bền là 180 phút

- Lượng dư gia công:

Lượng dư gia công 2.5 mm theo STTKĐACNCTM T1

 Ta chọn:

Sinh viên thực hiên:Trần duy Vũ

Động cơ_K48

88

Lượng dư phay thô 2.5 (mm)

* PHAY THÔ.

Tra bảng 5-172/Tr155 (T2) ta có :

B = 6 ÷ 20 (mm) , t=18mm

Số răng , Z = 16 , Đường kính dao D = 150 mm

Ta phay với chiều dầy B = 2.5 mm ,Szb = 0.1(mm/ vòng)

Vb = 42,5( m/phút)

- Hệ số điều chỉnh tốc độ cắt , tra bảng 5-143 (STCNCTM).:

+ Hệ số diều chỉnh chu kỳ bền của dao , k1 = 1

+ Hệ số diều chỉnh phụ thuộc vào độ cứng của gang , k2 = 0.9

+ Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái bề mặt gia công , k3 = 0.75 + Hệ số phụ thuộc vào dạng gia công (tinh ), k4 =0.8

- Chọn dao 3 mặt răng thép gió

.

=

m

n D

* Tra bảng 5-175 Sổ Tay Công Nghệ Chế Tạo Máy – Tập 2 Công suất cắt của

một dao là  1 KW Vậy công suất của 2 dao  2 KW

Vậy Nc



Nm = 3 x 0.8=2.4 KW , thỏa mãn điều kiện gia công

2 Nguyên công 2: : Khoan ,Khoét ,Doa lỗ φ28

* Sơ đồ đinh vị:

w w S

Sinh viên thực hiên:Trần duy Vũ

Động cơ_K48

10

- Định vị ba bậc tư do bằng phiến tỳ của mặt đầu lỗ φ 28 hạn di chuyển

theo trục oz,quay theo ox, oy.Dùng

+ Đường kính gia công lớn nhất 35 mm

+ Khoảng cách lớn nhất từ trục chính tới bàn máy 750 (mm)

+ Số cấp tốc độ : 12

+ Giới hạn vòng quay 31,5 ÷ 1400 (mm)

+ Số cấp chạy dao : 9

+ Giới hạn chạy dao 0,1 ÷ 1,6 (mm) / vòng⇒ ϕ =1.41

+ Công suất động cơ : 4 KW

+ Kích thước bề mặt làm việc của bàn máy 450 x 500(mm)

+Lực tiến dao : 1500kG

+mô men xoắn : 4000 kG.cm

+ Hiệu suất của máy η = 0 ,8

* Chọn dao: Để gia công lỗ φ24 với yêu cầu đạt cấp chính xác 7 ta gia công qua

3 bước là : Khoan – khoét – dao với các dao được chọn như sau :

Dao khoan ruột gà thép gió có đường kính : d = 27 mm , đuôi côn

Dao khoét có đường kính : d = 27.8 mm

Dao doa có đường kính : d = 28 mm

A) Khoan:

* Chọn mũi khoan ruột gà thép gió, D = 27 mm

[ T y p e s i d e b a r c o n t e n

q v

S t T

K D C

.

.

Hệ số Cv và các số mũ dùng cho khoan cho bảng 5-29 STCNCTM , ta có:

27 4 , 23

4 , 0 1 , 0 125 , 0

25 , 0

3 , 1

π

= 3,14.27

19 , 40 1000

=473,81(vòng/phút)

Sinh viên thực hiên:Trần duy Vũ

Động cơ_K48

12

- Chọn theo máy nm = 492 (vòng/phút) , ở cấp tốc độ 8 Do đó

Vt = 1000

492

27π

= 41.73 (m/phút)

* Tính lực chiều trục Po (N) và mô men xoắn M (Nm)

- Công thức tính lự Po và mô men xoắn M khi khoan rộng lỗ là

p y x q

C .

10

=

ΡΟ

-Trị số Mx , Po và các số mũ được tra trong bảng 5-32

CM = 0.085 , q=0 , x = 0.75 , y=0.8 (hệ số cho mô men )

CP = 23,5 , q=0 , x = 1.2 y = 0.4

kP: Hệ số tính đến các yếu tố gia công thực tế kP= kmP=

75 0 75 0

q v

S t T

K D C

.

.

Hệ số Cv và các số mũ dùng cho khoét cho bảng 5-29 STCNCTM , ta có: + Hệ số Cv=18,8 q=0,2 y=0,4 m=0,125 x= 0,1

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

Kv=Kmv.Kuv.Klv Kmv : hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công (bảng 5-15-4)

8 , 27 8 18

4 , 0 1 , 0 125 , 0

2 , 0

3 , 1

π

= 3,14.27,8

83 27 1000

=318,6(vòng/phút)

- Chọn theo máy nm = 349 (vòng/phút) , Do đó

Vt = 1000

349 8 ,

27 π

= 30,48 (m/phút)

* Tính lực chiều trục Po (N) và mô men xoắn M (Nm)

Sinh viên thực hiên:Trần duy Vũ

Động cơ_K48

14

- Công thức tính lự Po và mô men xoắn M khi khoét rộng lỗ là

y x q

C .

10

=

ΡΟ

- Trị số Mx , Po và các số mũ được tra trong bảng 5-32

CM = 0.085 , q=0 , x = 0.75 , y=0.8 (hệ số cho mô men )

CP = 23,5 , q=0 , x = 1.2 y = 0.4

kP: Hệ số tính đến các yếu tố gia công thực tế kP= kmP=

75 0 75 0

- Chu kỳ bền Ttb = 120phút

* Tính tốc độ cắt khi khoét rộng lỗ :

Vt=

y x m v

q v

S t T

K D C

.

.

Hệ số Cv và các số mũ dùng cho khoét cho bảng 5-29 STCNCTM , ta có: + Hệ số Cv=15,6 , q=0,2 y=0,5 m=0,3 x= 0,1

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

28 6 , 15

5 , 0 1 , 0 3 0

2 , 0

3 , 1

π

= 3,14.28

55 , 11 1000

=131,3 (vòng/phút)

- Chọn theo máy nm =175.5 (vòng/phút) , Do đó

Vt = 1000

5 175

w w

quanh trục oz Để tăng cứng vững cho

chi tiết , ta dùng một chốt tỳ tăng cứng

vững

-Lực kẹp có chiều đi vuông góc với mặt

đầu lỗ φ 28 ,dùng cơ cấu kẹp ren thông

dụng

* Chọn máy :

- -Chọn máy phay ngang : 6M82III

- Phạm vi tốc độ của trục chính : 31,5; 40; 50; 100; 160; 200; 250; 315; 400; 500; 630; 800; 1000; 1250; 1600 (vòng/ phút)

- Công suất của động cơ điện chính 7.5 ( kw)

- Lượng chạy dao của bàn máy :

+ Dọc , ngang : 25; 31,5; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 315; 400; 500; 630; 800; 1000; 1250 (mm/phút) Cấp cấp tốc độ ( 18 )

- Số răng , Z = 16 , Đường kính dao D = 130 mm

- Ta phay một lần với chiều dầy B = 2 mm ,Szb = 0.1(mm/ vòng)

- Vb = 37( m/phút)

* Hệ số điều chỉnh tốc độ cắt , tra bảng 5-134 (STCNCTM).:

+Hệ số diều chỉnh chu kỳ bền của dao , k1 = 1

+Hệ số diều chỉnh phụ thuộc vào độ cứng của gang , k2 = 1

+Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái bè mặt gia công , k3 = 0.75.+Hệ số phụ thuộc vào dạng gia công (tinh ), k4 =0.8

- Chọn dao 3 mặt răng thép gió

.

=

m

n D

*Tra bảng 5-175 Sổ Tay Công Nghệ Chế Tạo Máy – Tập 2 Công suất cắt của

một dao là  1 KW Vậy công suất của 4 dao  4 KW

Vậy Nc



Nm = 7.5 x 0.8=6 KW , thỏa mãn điều kiện gia công

5 Nguyên công 4 : : Khoan ,Khoét ,Doa lỗ φ 22

chống xoay , hạn chế 1 bậc tư do quay

quanh oz Một chốt tăng cứng vứng tự

điều chỉnh, sơ đồ được bố trí như hình vẽ

* Dùng cơ cấu kẹp bằng ren

kẹp chặt bằng cơ khí, lực kẹp vuông

góc với mặt đáy

* Chọn máy : : Chọn máy khoan đứng 2H135 có các thông số kỹ thuật như

sau:

+ Đường kính gia công lớn nhất 35 mm

+ Khoảng cách lớn nhất từ trục chính tới bàn máy 750 (mm)

+ Số cấp tốc độ : 12

+ Giới hạn vòng quay 31,5 ÷ 1400 (mm)

+ Số cấp chạy dao : 9

+ Giới hạn chạy dao 0,1 ÷ 1,6 (mm) / vòng⇒ ϕ =1.41

+ Công suất động cơ : 4 KW

+ Kích thước bề mặt làm việc của bàn máy 450 x 500(mm)

+ Lực tiến dao : 1500kG

+ Mô men xoắn : 4000 kG.cm

+ Hiệu suất của máy η = 0 ,8

* Chọn dao: Để gia công lỗ φ 22 với yêu cầu đạt cấp chính xác 7 ta gia công qua 3 bước là : Khoan – khoét – dao với các dao được chọn như sau :

Dao khoan ruột gà thép gió có đường kính : d = 20 mm , đuôi côn

Dao khoét có đường kính : d = 21,8 mm

Dao doa có đường kính : d = 22 mm

Vt=

y

q v

S T

K D C

.

.

Hệ số Cv và các số mũ dùng cho khoan cho bảng 5-28 STCNCTM , ta có:

20 1 , 17

04 125 , 0

25 , 0

π

= 3,14.20

73 29 1000

=450.85(vòng/phút)

- Chọn theo máy nm = 492 (vòng/phút) , ở cấp tốc độ 8 Do đó

Vt = 1000

492

20π

= 30.89 (m/phút)

* Tính lực chiều trục Po (N) và mô men xoắn M (Nm)

- Công thức tính lực Po và mô men xoắn M khi khoan rộng lỗ là

p y q

C .

10

=

ΡΟ

- Trị số Mx , Po và các số mũ được tra trong bảng 5-32

CM = 0.021 , q=2 , y=0.8 (hệ số cho mô men )

CP = 42,7 , q=1 , x = 1.2 y = 0.8

kP: Hệ số tính đến các yếu tố gia công thực tế kP= kmP=

6 0

q v

S t T

K D C

.

.

Hệ số Cv và các số mũ dùng cho khoét cho bảng 5-29 STCNCTM , ta có: + Hệ số Cv=18,8 q=0,2 y=0,4 m=0,125 x= 0,1

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

Kv=Kmv.Kuv.Klv

Sinh viên thực hiên:Trần duy Vũ

Động cơ_K48

22

Kmv : hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công (bảng 5-15-4)

8 , 21 8 18

4 , 0 1 , 0 125 , 0

2 , 0

π

= 3,14.21,8

2 23 1000

=338.8 (vòng/phút)

- Chọn theo máy nm = 349 (vòng/phút) , Do đó

Vt = 1000

349 8

21 π

= 23.88 (m/phút)

* Tính lực chiều trục Po (N) và mô men xoắn M (Nm)

- Công thức tính lự Po và mô men xoắn M khi khoét rộng lỗ là

y x q

C .

10

=

ΡΟ

-Trị số Mx , Po và các số mũ được tra trong bảng 5-32

CM = 0.085 , q=0 , x = 0.75 , y=0.8 (hệ số cho mô men )

CP = 23,5 , q=0 , x = 1.2 y = 0.4

kP: Hệ số tính đến các yếu tố gia công thực tế kP= kmP=

6 0

q v

S t T

K D C

.

.

Hệ số Cv và các số mũ dùng cho khoét cho bảng 5-29 STCNCTM , ta có:+ Hệ số Cv=15,6 , q=0,2 y=0,5 m=0,3 x= 0,1

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

Kv=Kmv.Kuv.Klv Kmv : hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công (bảng 5-15-4)

⇒ Vt =

76 , 1 1 0 60

22 6 , 15

5 , 0 1 , 0 3 0

2 , 0

π

= 3,14.22

46 24 1000

=354.09(vòng/phút)

- Chọn theo máy nm =336 (vòng/phút) , Do đó

Vt = 1000

336

Cp x x y

Cp=92; X=1; Y=0.75, S=1.76; Z=10 răng

Mx= 2.100

10 22 176 0 1 0

* Dùng cơ cấu kẹp bằng bulông, lực kẹp vuông góc với mặt đáy

*Đảm bảo độ chính xác gia công dùng cơ cấu dẫn hướng tác dụng dẫn hướng dụng cụ cắt Bạc lắp trên phiến dẫn và phiến dẫn lắp trên đồ gá.Dùng bạc thay nhanh khi gia cỗng đạt độ chính xác 9-7, rãnh trên vai bạc có tác dụng giảm thơìư gian thay bạc nhờ đó công nhân đứng máy không cần tháo vít hãm bạc khi thay bạc mà chỉ cần xoay bạc sao cho phần khuyết trên cả hai chiều dày vai bạc ứng vít hãm là có thể tháo bạc ra khỏi phiến dẫn thay thế

Xác định lực cắt và mô men cắt:

Ta xác định phương chiều điểm đặt lực cắt và mômen cắt ,xác định giá trị cần thiết lực kẹp phôi trên đồ gá và bố trí lực kẹp phôi để đảm bảo năng suất kẹp cần thiết

1.Tính lực kẹp

Trị số lực kẹp phải bảo đảm sao cho trên sơ đồ gá đặt baor đảm phôi cân bằng

ổn đinh ,không bị xê dịch trong quá trình gia công dưới tác dụng của ngoại lửctong đó chủ yếu là lưc cắt và momen cắt trọng lượng bản thân phôi và các lực loại hai sinh ra trong quá trình gia công

Xác định bằn cách gải bài toán cân bằng lực :

∑P=0 Lực:

Tính toán ở chế độ cắt :P=4554 N; Mx=47 N

Lực kẹp:

Ngoại lực :N

Lực ma sát Fms