Thiết kế quy trình công nghệ gia công các chi tiết thân bơm bánh răng

Nắp vỏ bơm thủy lực là chi tiết khá phức tạp và đòi hỏi yêu cầu kỹ thuật cao. Vỏ bơm tạo ra áp suất nhờ sự chuyển động của 2 bánh răng bên trong để bơm dầu vào hệ thống thủy lực trong máy hay tưới mát,bôi trơn trong quá trình gia công .

Mục lục

Mục lục 1

Lời giới thiệu 2

Phần 1:Thiết kế quy trình công nghệ gia công các chi tiết thân bơm bánh răng Chương 1 phân tích chi tiết gia công 4

1.1 Chức năng làm việc của chi tiết 4

1.1.1 Vai trò và điều kiện làm việc 4 1.2 Phân tích tính công nghệ trong kết cấu 4

1.3 Xác định dạng sản xuất và đường lối công nghệ gia công cơ 5

1.3.1 Xác định dạng sản xuất 5 1.3.2 Xác định trọng lượng của chi tiết 6 1.4 Xác định đường lối công nghệ và đường lối gia công 6

1.4.1 Xác định đường lối công nghệ 6 1.5 Thiết kế các nguyên công 7

1.5.1 Nguyên công 1 : Phay mặt đáy 7 1.5.2 Nguyên công 2: Phay mặt trên……… 12

1.5.3 Nguyên công 3: Khoan, 6 lỗ  6,5, doa 2 lỗ……… 17

1.5.4 Nguyên công 4: Khoan, doa 2 lỗ 20………20

1.5.5 Nguyên công 5 : Phay 2 mặt bên………24

1.5.6 Nguyên công 6: Mài mặt đáy……….29

1.5.7 Nguyên công 7: Kiểm tra……… 30

Chương 2 tính thời gian nguyên công 31

Chương 3 Tính toán và Thiết kế đồ gá 35

Thiết kế đồ gá phay : 35

Tài liệu tham khảo 40

Lời giới thiệu

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 Trương Hoành Sơn 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 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

Hà Nội 20 tháng 5 năm 2005

SV Vũ Đức Thái.

Phần 1:Thiết kế quy trình công nghệ gia công các

chi tiết thân bơm bánh răng hư3fơ3f1 g Ÿg phân tích chi tiết gia công

1.1 Chức năng làm việc của chi tiết

1.1.1 Vai trò và điều kiện làm việc.

Nắp vỏ bơm thủy lực là chi tiết khá phức tạp và đòi hỏi yêu cầu kỹ thuậtcao Vỏ bơm tạo ra áp suất nhờ sự chuyển động của 2 bánh răng bên trong đểbơm dầu vào hệ thống thủy lực trong máy hay tưới mát,bôi trơn trong quátrình gia công Nó đòi hỏi khá cao về độ song song, độ vuông góc và độchính xác giữa các trục và các mặt Do vậy vỏ bơm phải có một số yêu cầu kỹthuật sau:

1.2 P hân tích tính công nghệ trong kết cấu

- Tính công nghệ trong kết cấu của hộp không những ảnh hưởng đến khối lượng lao động để chế tạo hộp, mà còn ảnh hưởng tới việc tiêu hao vật liệu.Vìvậy ngay từ khi thiết kế phải chú ý đến kết cấu của chúng như sau:

- Hộp phải có độ cứng vững để khi gia công không bị biến dạng và có thể dùng chế độ cắt cao,đạt năng suất cao.

- Các bề mặt làm chuẩn phải có đủ diện tích nhất định, phải cho phép thực hiện nhiều nguyên công khi dùng bề mặt đó làm chuẩn và phải cho phép thực hiện quá trình gá đặt nhanh

- Các bề mặt cần gia công không có vấu lồi, lõm,phải thuận lợi cho việc ăn dao, thoát dao Kết cấu của các bề mặt phải tạo điều kiện cho việc gia công đồng thời bằng nhiều dao

- Các lỗ trên hộp nên có kết cấu đơn giản, không nên có rãnh hoặc dạng định hình, bề mặt lỗ không được đứt quãng Các lỗ đồng tâm phải có kích thước giảm dần từ ngoài vào trong Các lỗ nên thông suốt và ngắn

- Không nên bố trí các lỗ nghiêng so với mặt phẳng của các vách để khi gia công tránh hiện tượng dao khoan, khoét, doa bị ăn dao lệch hướng

- Các lỗ kẹp chặt của hộp phải là các lỗ tiêu chuẩn

1.3 Xác định dạng sản xuất và đường lối công nghệ gia công

cơ.

1.3.1 Xác định dạng sản xuất.

Mỗi dạng sản xuất có những đặc điểm riêng, phụ thuộc vào nhiều yếu tốkhác nhau Người ta căn cứ vào từng dạng sản xuất mà có các phương án giacông chi tiết nhất định Tuy nhiên ở đây chúng ta không đi sâu nghiên cứunhững đặc điểm của từng dạng sản xuất mà chỉ nghiên cứu phương pháp xácđịnh chúng theo tính toán

Muốn xác định dạng sản xuất của chi tiết trước hết phải biết sản lượnghàng năm của chi tiết gia công ( ở đây ta đã biết sản phẩm chi tiết trong mộtnăm là 5000 sản phẩm.) và khối lượng của một chi tiết

Sản lượng hàng năm được xác định theo công thức.

N=N 1 m (1+ β +α

100 ) (sản phẩm/năm )Trong đó:

N: Số lượng chi tiết được sản xuất trong một năm

N1: Số sản phẩm (số máy) được sản xuất trong một năm

m: Số chi tiết trong một sản phẩm m=1

 : Số chi tiết được chế tạo thêm để dự trữ (5%)

 : Số phế phẩm (3%)

N=5000 1.(1+

5+3

1.3.2 Xác định trọng lượng của chi tiết.

Khối lượng chi tiết được xác định theo công thức

Qt=Vnap duoi. (kg)Trong đó:

Qt - trọng lượng chi tiết (kg)

 -trọng lượng riêng của vật liệu đối với thép  =7,852 (Kg/dm3);Vnắp dưới =2 V1hộp +2V2 hộp + V3trụ

Theo đề bài cho sản xuất hàng loạt vừa tra bảng 2 “ Cách xác định dạng sảnxuất ” trong sách “ Thiết kế đồ án CNCTM ”

- Sản lượng hàng năm của chi tiết N = 5000 ( chi tiết )

1.4 Xác định đường lối công nghệ và đường lối gia công.

1.4.1 Xác định đường lối công nghệ

- Đối với các loạt sản xuất hàng loạt vừa, hàng loạt lớn muốn chuyên môn hoá cao để có thể đạt năng suất cao trong điều kiện sản xuất ở ViệtNam, thì đường lối công nghệ thích hợp nhất là phân tán nguyên công (ít bước công nghệ trong một nguyên công) ở đây máy gia công dùng

là máy vạn năng kết hợp với các đồ gá chuyên dùng (có thể các máy chuyên dùng dễ chế tạo)

Trình tự nguyên công:

1 Nguyên công 1 :Phay mặt đáy.

2 Nguyên công 2 : Phay mặt trên.

3 Nguyên công 3 : Khoan 6 lỗ 6,5

4 Nguyên công 4 : Khoan doa 20.

5 Nguyên công 5 : Phay 2 mặt bên.

6 Nguyên công 6 : Mài mặt đáy.

7 Nguyên công 7: Kiểm tra.

1.5 Thiết kế các nguyên công.

1.5.1 Nguyên công 1 : Phay mặt đáy.

1

Chọn máy:

Chọn máy phay đứng 6H82 có đặc điểm sau :

- Mặt làm việc của bàn máy 320 x 1250

- Công suất động cơ N=10 (Kw) , hiệu suất  =0,75

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

- Lượng chạy dao dọc và ngang:

- Lượng cắt chiếu trục lớn nhất cho phép tác dụng lên bàn máy: Pxmax=19650 (KG)

2 Chọn dao :

- Dao phay mặt đầu răng chắp mảnh hợp kim cứng Để đạt năng suất thì đường kính dao phay D cần lớn hơn chiều rộng dao phay B tức là :

D = (1,25 -1.5)BTrong nguyên công này chọn :Đường kính dao: D = 100 (mm)

Chiều dầy B: = 39 (mm)

Số răng Z: = 10(răng)

Định vị 3 :

- Trên 2 phiến tỳ khống chế ba bậc tự do.

- Khối V cố định và khối V di động khống chế các bậc tự do còn lại

Lượng dao chạy răng: Sz = 0,12 (mm/răng).

Lượng dao chạy vòng: Sv = 10.0,12 = 1,2 (mm/vòng)

T= 180 (phút)

Kv :Tổng số hiệu chỉnh về tốc độ xét đến điều kiện cắt khác nhau

Kv = Kmv.Knv.Kuv

Trong đó:

Kmv - hệ số xét đến chất lượng của vật liệu gia công

Theo bảng 5-2 [STCNCTM2] với thép Cacbon

Lượng dao chạy răng: Sz = 0,08 (mm/răng).

Lượng dao chạy vòng: Sv = 10.0,08 = 0,8(mm/vòng)

T = 180 (phút)

Kv :Tổng số hiệu chỉnh về tốc độ xét đến điều kiện cắt khác nhau

Kv = Kmv.Knv.Kuv

Trong đó:

Kmv - hệ số xét đến chất lượng của vật liệu gia công

Theo bảng 5-2 [STCNCTM2] với thép Cacbon

Kmv = 1

Kuv hệ số xét đến vật liệu dụng cụ bảng 5-6 [STCNCTM2]

Kuv = 1

Knv hệ số xét đến trạng thái bề mặt của phôi bảng 5-5 [STCNCTM2]

1.5.2 Nguyên công 2: Phay mặt trên.

1 Chọn máy:

Chọn máy phay đứng 6H82 có đặc điểm sau :

- Mặt làm việc của bàn máy 320 x 1250

- Công suất động cơ N=10 (Kw) , hiệu suất  =0,75

2.5

- Trên 2 phiến tỳ khống chế ba bậc tự do.

- Khối V cố định và khối V di động khống chế các bậ tự do còn lại

Lượng dao chạy răng: Sz = 0,12 (mm/răng)

Lượng dao chạy vòng: Sv = 5 0,12 = 0.6 (mm/vòng)

Trong đó:

Cv và các chỉ số tra bảng (3-39) (STCNCTM2)

Cv = 64,7 ; qv = 0,25 ; Xv = 0,1 ; yv = 0,2 ; Uv = 0,15 ; Pv = 0,1 ; m = 0,2.Tuổi thọ dao theo bảng 5-40 (STCNCTM2)

T = 120 (phút)

Kv :Tổng số hiệu chỉnh về tốc độ xét đến điều kiện cắt khác nhau

Kv = Kmv.Knv.Kuv

Trong đó:

Kmv - hệ số xét đến chất lượng của vật liệu gia công

Theo bảng 5-2(STCNCTM2) với thép Cacbon

Lực cắt khi phay tính theo công thức : P z=

C p t x p S

Z y p B u p Z

D q p n ω p K p

(KG).Tra bảng (5-41) (STCNCTM2): tính cho thép

Lượng dao chạy răng: Sz = 0,08 (mm/răng)

Lượng dao chạy vòng: Sv = 5 0,08 = 0,4 (mm/vòng)

Kmv - hệ số xét đến chất lượng của vật liệu gia công.

Theo bảng 5-2 (STCNCTM2) với thép Cacbon

Mômen xoắn trên trục chính:

Tổng hệ số hiệu chỉnh về tốc độ cắt xét đến các điều kiện gia công khác nhau

Kv = Kmv.Knv.Klv.Kuv

Các giá trị K được xác định như sau:

Kmv : Hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công, tra bảng 5-4 [STCNCTM2]

cho mũi doa thép gió đường kính D = 20(mm), vật liệu là thép Cacbon được:

T = 45 (phút)

Tổng hệ số hiệu chỉnh về tốc độ cắt xét đến các điều kiện gia công khác nhau

Kv = Kmv.Knv.Klv.Kuv

Các giá trị K được xác định như sau:

Kmv : Hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công, tra bảng 5- 4 [STCNCTM2]

- ở đây bề mặt gia công là 2 lỗ 20 đặt ở 2 vị trí khác nhau, cho nên chọn máy khoan đứng 2H150 là thích hợp nhất, có đặc tính kỹ thuật như sau:

- Mũi khoan ruột gà đuôi trụ.

- Mũi doa tinh.

- Chi tiết được kẹp chặt bằng đòn kẹp liên động

a/ Bư ớc1 : Khoan thủng đạt D =19,5 (mm), sâu L=15(mm)

Các giá trị K được xác định như sau:

Kmv : Hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công, tra bảng 5-3[STCNCTM2]

-Tuổi thọ của dao, bảng 5-30 [STCNCTM]

cho mũi doa thép gió đường kính D = 20(mm), vật liệu là thép Cacbon được:

T = 45 (phút)

Tổng hệ số hiệu chỉnh về tốc độ cắt xét đến các điều kiện gia công khác nhau

Kv = Kmv.Knv.Klv.Kuv

Các giá trị K được xác định như sau:

Kmv : Hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công, tra bảng 5-4 [STCNCTM2]

Klv : Hệ số phụ thuộc vào chiều sâu khoan (l = 6D) Klv = 0,7

Bảng chế độ cắt:

Doa 2H150 713,7 996 0,5 0,5Khoan 2H150 69,5 996 0,22 9,75 Bước Máy v (m/phút) n (vg/phút) S (mm/vg) t (mm)

1.5.5 Nguyên công 5 : Phay 2 mặt bên

1

Chọn máy :

Chọn máy phay đứng 6H82 có đặc điểm sau :

- Mặt làm việc của bàn máy 320 x 1250

- Công suất động cơ N = 10 (Kw), hiệu suất  =0,75

- Số vòng quay trục chính : 30 – 1500 (vòng/phút)

- Lượng cắt chiếu trục lớn nhất cho phép tác dụng lên bàn máy : Pxmax=19650(KG)

2 Chọn dao :

- Dao phay đĩa 3 mặt răng gắn mảnh thép gió

Để đạt năng suất thì đường kính dao phay D cần lớn hơn chiều rộng dao phay

Trong nguyên công này chọn :

n

S

- Lượng dao chạy răng: Sz = 0,12 (mm/răng).

- Lượng dao chạy vòng: Sv = 10.0,12 = 1,2(mm/vòng)

Kmv - hệ số xét đến chất lượng của vật liệu gia công

Theo bảng 5-4 [STCNCTM2] với thép Cacbon

Lượng dao chạy S = Sz.Z.nm = 0,12.10.231 =277 (mm/phút ).

Lượng dao chạy răng: Sz = 0,08 (mm/răng)

Lượng dao chạy vòng: Sv = 10.0,08 = 0,8(mm/vòng)

Tuổi thọ dao theo bảng 5-40 [STCNCTM2]

T= 120phút)

Kv :Tổng số hiệu chỉnh về tốc độ xét đến điều kiện cắt khác nhau

Kv = Kmv.Knv.Kuv

Trong đó Kmv - hệ số xét đến chất lượng của vật liệu gia công

Theo bảng 5-4 [STCNCTM2] với thép Cacbon

Kp:Hệ số điều chỉnh cho chất lượng của vật liệu gia công (5-10)

Chọn máy mài tròn ngoài 2A130 có đặc điểm sau :

- Kích thước của máy (mm): 3060 – 4990 (mm)

- Công suất động cơ N = 4(Kw)

- Phạm vi bước tiến của bàn (mm): 0,1 – 6 (mm)

- Chiều sâu mài: t = 0,01(mm).

- Lượng chạy dao dọc: S = 0,25 (mm/phút)

- Kiểm tra độ song song

W W

- Kiểm tra độ vuông góc:

n

W W

L: Chiều dài bề mặt gia công.

L1: Chiều dài ăn theo

L2: Chiều dài thoát dao

S: Lượng chạy dao vòng

n: Số vòng quay hoặc hành trình kép của trục chính

Vậy thời gian của một nguyên công: T = 1,26 To

+ Nguyên công 2: Phay mạt trên.

+ Nguyên công 3: Khoan 6 lỗ

a/Bước1: Khoan thủng lỗ d = 19,5mm, sâu L = 15mm,

lượng chạy dao S = 0,49 (mm/vòng); n = 996 (vòng/phút)

Vậy ⇒ T1=1,26.2L+1,732.d+4

2.S.n .i=1,26.

2.15+1,732.19,5+4 2.0,49.996 .4= 0,10.

B/Bước 2: Doa lỗ 20 mm, sâu L = 15mm

lượng chạy dao S = 0,28 (mm/vòng); n =996 (vòng/phút); i = 1

Thời gian nguyên công được xác định theo công thức:

T tc 4=1, 26.L+ L1

S.n i Trong đó: L1 = 2 (mm)

L2: Chiều dài thoát dao L2 = (2 : 5) (mm) .Chọn L2=5(mm ).L: Chiều dài bề mặt gia công L = 186 (mm).

L1:Chiều dài ăn dao

Chọn máy phay đứng 6H82 có đặc điểm sau :

- Mặt làm việc của bàn máy : 320 x 1250

- Công suất động cơ : N = 10(Kw) , hiệu suất  = 0,75

2 P hân tích lực cắt tác dụng lên chi tiết

* Lực cắt: Lực cắt được tính theo công thức:

Từ sơ đồ phân tích lực : Ta thấy do tác dụng của lực phay có các lực Pxvà Py

làm chi tiết trượt dọc trên phiến tỳ vậy lực kẹp phải có tác dụng làm cho chi tiết không chuyển động Từ sơ đồ ta có phương trình :

W  Pz.K/2

- f: hệ số ma sát f = 0,5

- K: Hệ số an toàn

Với K = K1.K2.K3.K4.K5.K6.K0

K0: Hệ số an toàn cho tất cả mọi trường hợp Ko = 1,5

K1: Hệ số tính đến trường hợp làm lực cắt khi độ bóng thay đổi K1 = 1

K2: Hệ số tăng lực cắt khi dao mòn K2 = 1

K3: Hệ số tăng lực cắt khi gia công gián đoạn K3 = 1

K4: Hệ số tính đến sai số của cơ cấu kẹp chặt K4 = 1

K5: Hệ số tính đến mức độ thuận lợi của cơ cấu kẹp K5 = 1

K6: Hệ số tính đến mômen làm quay chi tiết K6 = 1

 K = 1.1.1.1.1.1.1,5 = 1,5

thay số ta có :

W  14,9.1,5/0,5 = 44,7(N)

5 Xác định sai số chế tạo cho phép của đồ gá.

Sai số chế tạo cho phép của đồ gá được xác định theo công thức:

[ε ct]=√ [ε gϕd]2−[ε2c+ε k2+ε m2+ε dc2 ]

Sai số chuẩn c: Do chuẩn đơn vị trùng với gốc kích thước gây ra, c = 0 Sai số kẹp chặt k: Do lực kẹp gây ra Theo bảng 24(TKĐCAN): k= 0,01.Sai số mòn m: Do đồ gá mòn gây ra:

ε m=β√N=0,2.√5000=14 μmm=0,014(mm)

Sai số gá đặt gđ=(1/2 -1/5) =1/3.0,15=0,05

[ε ct]=√[0,2]2−[0+0 , 012+0 ,0142+0 ,052]=0 ,25 mm

5 Chọn cơ cấu kẹp : Bằng kh

6 Yêu cầu kỹ thuật của đồ gá.

- Từ giá trị sai số gá đặt cho phép ta có yêu cầu kỹ thuật của đồ gá như sau:

Độ không song song, giữa meặt các phiến tỳ so với mặt đáy đồ gá <= 0,28mm

Độ bóng các bề mặt định đạt 8

Các bề mặt định vị tôi đạt độ cứng HRC = 50 đến 55

Tài liệu tham khảo

1 Sổ tay công nghệ chế tạo máy [tập 1-2] –tác giả :PGS.TS Nguyễn Đắc Lộc, PGS.TS Lê Văn Tiến, PGS.TS Ninh Đức Tốn, TS Trần Xuân Việt.

2 Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy - PGS.TS Trần Văn Địch.

3 Tính toán thiết kế máy cắt kim loại- Phạm Đắp-Nguyễn Đắc Lộc- Phạm Thế Trường – Nguyễn Tiến Lưỡng.

4 Giáo trình dung sai- PGS.TS Ninh Đức Tốn.