Bài tập lớn công nghệ chế tạo máy

Lời nói đầu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1Phần I: Phân tích chi tiết Xác định dạng sản xuất . . . . . . . .2 Phần II: Thiết kế quy trình công nghệ . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 Phần III: Tính toán lượng dư . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .25Phần IV: Tính toán chế độ cắt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .28Phần V: Tính toán kinh tế . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 Phần VI: Tính toán và thiết kế đồ gá . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33TàI liệu tham khảo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .37

Lời nói đầu

Hiện nay, cùng với sự đi lên của ngành c khí, môn công nghệ chế tạo máy thực

sự là hành trang để mỗi một kĩ s, một công nhân cố thể dựa vào làm cơ sở thiết

kế Môn công nghệ chế tạo máy đợc đem vào giảng dạy ở hầu hết các trờng kĩ thuật và càng ngày không ngừng đợc cải tiến dới sự nghiên cứu của các chuyên gia hàng đầu Đối với mỗi sinh viên cơ khí, đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy là môn học giúp làm quen với việc giải quyết các vấn đề tổng hợp của công nghệ chế tạo máy đã đợc học ở trờng qua các giáo trình cơ bản về công nghệ chế tạo máy Khi làm đồ án này ta phải làm quen với cách sử dụng tài liệu, cách tra

sổ tay cũng nh so sánh lý thuyết đã học với thực tiễn sản xuất cụ thể một sản

phẩm đIển hình.Để hoàn thành đợc đồ án môn học này, em xin chân thành cảm

ơn sự hớng dẫn của thày Tăng Huy cùng các thày thuộc bộ môn Công Nghệ Chế Tạo Máy trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội Do là lần đầu đợc hoàn thành môn học này, tất nhiên không thể tránh khỏi có sai sót Em rất mong có đợc sự chỉ bảo giúp đỡ của các thầy và các bạn

Hà Nội 4/2004

Sinh viên

Nguyễn Tuấn Bình

Phần 1

Phân tích chi tiết gia công

I phân tích chức năng làm việc của chi tiết

chức năng làm việc của chi tiết:chi tiết cần yêu cầu thiết kế là chi tiết càng gạt bánh răng ,nó có chức năng đẩu bánh răng để thay đổi tỉ số truyền,đợc dùng nhiều trong máy công cụ

các bề mặt làm việc :

+các mặt đầu của càng tiếp xúc với bánh răng khi gạt bánh răng

+Mặt tru trong của lỗ càng gạt đợc lắp ghép với trục gạt

+lỗ chốt :Lắp chốt chống di chuyển dọc trục của càng gạt

các kích thớc quan trọng:

+chiều dài mặt đầu tiếp xúc với bánh răng :yêu cầu có độ chính xác

cao dễ dàng lắp vào khe bánh răng đồng thời không gây va đập khi

Điều kiện kĩ thuật cơ bản của chi tiết:

+lỗ trục: Dung sai 25+ 0 , 025tơng dơng với ccx 7

Độ bóng Ra2,5 tơng đơng với 6

+Mặt đầu : Độ bóng R

z2,5 tơng đơng với 5

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

Do mặt đầu làm việc của chi tiết quá

mỏng(12mm) trong quá trình gia công và làm việc có→

thể không đủ cứng vững cần làm thêm phần gân tăng→

cứng

Lỗ Φ25 lắp với trục gạt cần phải khử ba via bằng vát mép,đồng thời thuận lợi cho lắp ghép →

Lỗ chốt nằm trên mặt trục khó khăn cho việc khoan nên làm bề mặt vuông góc với mũi khoan nhng lỗ chốt không quan trọng có thể không cần thay đổi kết cấu.

m:số chi tiết trong một sản phẩm m=1

β:số chi tiết dể chế tạo thêm dự trữ β =7%

Thể tích phần thân V3: V3=8.(80+38).140/2-8.3,14.(402+192)

=16819,8 mm3

→Dạng sản xuất là sản xuất hàng loạt vừa

IV.chọn phơng pháp chế tạo phôI

Đối với chi tiết càng sản xuất hàng loạt vừa

Vật liều gia công: gang xám GX15-32

trọng lợng nhỏ: 0,54 kg

Hình dạng chi tiết đơn giản.Tra bảng 3-1[2]→ chọn phơng pháp đúc trong

khuôn kim loại với ccx1,mặt phân khuôn nh hình vẽ

Phần II

Thiết kễ qui trình công ghệ gia công

I Đuờng lối công nghệ:

Với dạng sản xuất hàng loạt hàng loạt vừa →chọn dờng lối phân tán nguyên

công gia công một dao, một vị trí và gia công tuần tự

II.chọn phơng pháp gia công :

+Gia công mặt đầu 1,2: Gia công đạt kích thớc 12 0 , 04

09 , 0

Do bề mặt gia công nhỏ và không liên tục→chọn phơng pháp gia công cuối cùng

là phay tinh qua các bớc:

Vạt liệu: GX15-32, Ra2,5, Dung sai:0,021→ccx 7.Tra bảng 3-87[2]→phơng pháp gia công cuối cùng có thể là:

Máy CCX

gia công

Độ bóng

chặt song song với mặt định vị→ Dùng khối V

vát tạo lực vuông góc với mặt định vị

*Chọn máy:

Chọn máy phay đứng 6H10 với các thông số:

Công suất:3Kw

Kích thớc bàn máy:200x800

Khoảng cách từ Trục tới bàn máy: 50350

Số cấp chạy dao:12

Giới hạn vòng quay:502240

*Chọn dao:

Dùng dao phay mặt đầu hợp kim cứng, tra bảng 4-3[2]→chọn dao có mác BK6Tra bảng7-[1]→Tdao = 400

Thông số dao: D = 100; B = 50; d = 32; z = 8;

*Lợng d gia công: Tra bảng 3-94[2] với:

+Kích thớc max = 300

+Vị trí bề mặt cần tính: mặt bên

+kích thớc danh nghĩa max = 80

→ zb= 3(mm) Chia làm 2 bớc công nghệ: Phay thô(2,5) và phay tinh (0,5)

k1: Hệ số phụ thuộc vào độ cứng của gang→ k1=1,12

k2:Hệ số phụ thuộc vào chu kỳ bền của dao: 0 , 5

k3: Hệ số phụ thuộc mác hợp kim cứng; Với BK6→k3= 1

k4: Hệ số phụ thuộc trạng thái bề mặt gia công, với bề mặt thô→k4=0,8

k5: Hệ số phụ thuộc vào chiều rộng phay: =10080

Hệ số phụ thuộc vào độ cứng của gang→ k1=1,12

k2:Hệ số phụ thuộc vào chu kỳ bền của dao: 0 , 5

k3: Hệ số phụ thuộc mác hợp kim cứng; Với BK6→k3= 1

k4: Hệ số phụ thuộc trạng thái bề mặt gia công, với bề mặt tinh→k4=1

k5: Hệ số phụ thuộc vào chiều rộng phay: =10080

Z

Khoảng cách từ Trục tới bàn máy: 50350

Số cấp chạy dao:12

k1: Hệ số phụ thuộc vào độ cứng của gang→ k1=1,12

k2:Hệ số phụ thuộc vào chu kỳ bền của dao: 0 , 5

k3: Hệ số phụ thuộc mác hợp kim cứng; Với BK6→k3= 1

k4: Hệ số phụ thuộc trạng thái bề mặt gia công, với bề mặt thô→k4=0,8

k5: Hệ số phụ thuộc vào chiều rộng phay: =10038

Z

Khoảng cách từ trục tới bàn máy là: 50 x 350

Số cấp chạy dao: 12

Kích thớc danh nghĩa max = 80

→ zb = 3(mm); chia làm 2 bớc công nghệ: Phay thô(2,5) và Phay tinh (0,5)

k1: Hệ số phụ thuộc vào độ cứng của gang→ k1=1,12

k2:Hệ số phụ thuộc vào chu kỳ bền của dao: 0 , 5

k3: Hệ số phụ thuộc mác hợp kim cứng; Với BK6→k3= 1

k4: Hệ số phụ thuộc trạng thái bề mặt gia công, với bề mặt thô→k4=0,8

k5: Hệ số phụ thuộc vào chiều rộng phay: = 10080

Lợng chạy dao : s0=0,8 (mm/v) → sz=0,8/8 = 0,1

Tốc độ cắt : tra bảng5-127[3] với D = 100; z = 8; sz=0,1; t= 0,5

→v = 228 (m/ph)

vt= vb.k1.k2.k3.k4.k5 k1:

Hệ số phụ thuộc vào độ cứng của gang→ k1=1,12

k2:Hệ số phụ thuộc vào chu kỳ bền của dao: 0 , 5

k3: Hệ số phụ thuộc mác hợp kim cứng; Với BK6→k3= 1

k4: Hệ số phụ thuộc trạng thái bề mặt gia công, với bề mặt tinh→k4=1

k5: Hệ số phụ thuộc vào chiều rộng phay: =10080

Tra bảng 3-110[2] Với D= 60, mặt trong→zb= 2(mm)

Chia làm 2 bớc gia công: Khoét thô zb= 1,5 mm

Ta có: vt= vb.k1.k2

Các hệ số đIều chỉnh:

k1: hệ số đIều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền: k1= 1,09

k2: Hệ số phụ thuộc vào trạng tháI bề mặt, k2=0,8

k1: hệ số đIều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền: k1= 1,09

k2: Hệ số phụ thuộc vào trạng tháI bề mặt, k2=1

Kẹp chặt bằng cơ cấu đòn kẹp, lực kẹp vuông góc và hớng vào mặt định vị

2H135 với các thông số:

Dùng mũi khoan ruột gàbằng thép gió phi tiêu chuẩn φ24

Mũi khoét thép gió phi tiêu chuẩn φ24,8

Mũi doa thép gió φ25

Tra bảng 7[1]→ T= 35(ph)

*Chế độ cắt:

k1: HÖ sè ®iÒu chØnh phô thuéc vao chiÒu s©u lç khoan: L<3D→k1= 1

k2: hÖ sè ®iÒu chØnh phô thuéc vµo chu kú bÒn:

→Lợng chạy dao: Chọn theo máy sm= 2,2 (mm/v)

T(mm)

Kẹp chặt bằng cơ cấu đòn kẹp, lực kẹp vuông góc và hớng vào mặt định vị

*.Chọn máy: Chọn máy khoan đứng 2H135 với các thông số:

Dùng mũi khoan ruột gàbằng thép gió phi tiêu chuẩn φ24

Mũi khoét thép gió phi tiêu chuẩn φ24,8

Mũi doa thép gió φ25

k1: Hệ số đIều chỉnh phụ thuộc vao chiều sâu lỗ khoan: L<3D→k1= 1

k2: hệ số đIều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền:

2H118 với các thông số:

• Công suất N = 1,5 kw

• Đờng kính gia công lớn nhất:18

• Khoảng cách từ trục chính tứi bàn máy:585865

• Côn móc trục chính : số 2

• Số cấp tốc độ: 1802800

• Giới hạn chạy dao: 0,10,56

*Chọn dao: Dùng mũi khoan ruột gà thép gió, D= 4mm; dạng mũi khoan H

• Kẹp chặt: Kẹp chặt bằng cơ cấu đòn kẹp, lực kẹp vuông góc và hớng vào mặt định vị

*Chọn máy: Chọn máy khoan đứng 2H125

với các thông số;

• Đờng kính gia công lớn nhất:25

• Khoảng cách lớn nhất từ trục chính tới

bàn máy: 6901060

z- Đặt trục kiểm vào lỗ φ25, trục kiểm

còn lại đợc lắp cố định trên đồ gá có

φ60 để dùng cho lỗ lớn φ60, quay chi

tiết quanh lỗ lớn φ60 đến khi trục

k1: Hệ số phụ thuộc vào độ cứng của gang tra bảng 5-134→ k1=1

k2:Hệ số phụ thuộc vào chu kỳ bền của dao, tra bảng 5-172 → k2=1

k3: Hệ số phụ thuộc Chiều rộng phay → k3= 0,87

Z

Phay cắt

Phần 3Tính toán lợng d cho nguyên công 6

*Yêu cầu kĩ thuật:

• Vật liệu: vật liệu gia công gang xám 15-32 có HB = 190

• Độ nhẵn bóng bề mặt sau khi gia công:Ra= 0,63

• Dung sai 0,0025 tơng ứng với ccx 7

Để đảm bảo yêu cầu kĩ thuật trên, cần thực hiện gia công qua 3 bớc công nghệ:

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

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

ρa: Sai lệch vị trí không gian do nguyên công trớc để lại

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

Vì ban đầu, ta khoan lỗ đặc→ không tính lợng d cho bớc này

Tra bảng 3-87[2] sau khi khoan lỗ

L: Chiều dàI lỗ gia công, L = 45 (mm)

α: Góc xoay, tgα = δ ' maxH− δ min

δ’max: Khe hở lớn nhất giữa chốt trụ và lỗ

δ’max=δ’A+δ’B+δ’min

- δ’A: Dung sai lỗ chốt định vị δ’A= 0,12 (mm)

- δ’B: Dung sia lỗ chốt trụ δ’B= 0,03 (mm)

- δ’min: Khe hở lớn nhất giữa chốt trụ và lỗ δ’min= D0 2−D c

= 0,075

→δ’max=δ’A+δ’B+δ’min= 0,12+ 0,03 + 0,075 = 0,225 (mm)Trong đó: δmax: Khe hở lớn nhất giữa phần làm việc chốt trám và lỗ

→δmin =

0

2

25 , 0 3

Du

ng sai

KÝch thíc giíi h¹n Lîng dgiíi h¹nc«ng

1,25

124

506

24,852

84 24,

768

24,852

502 628

Doa 3,

2 5 0,95 6,2 86,3 25,025 25 25 25,025 173 232 Lîng d tæng céng 675 860

kiÓm tra kÕt qu¶ tÝnh to¸n:

• Doa: 2zmax- zmin= 232 – 173 = 59 (µm)

δ1- δ2= 84 – 25 = 59 (µm)

- KhoÐt: 2zmax- 2zmin= 628 - 520 = 126 (µm)

δ1- δ2= 210 - 84 = 126 (µm)

Phần IV

Tính toán chế độ cắt cho nguyên công 6:

Bớc khoan lỗ φ24

• Chiều sâu khoan: t = D/2 = 12 )mm)

• Lợng chạy dao: tra bảng 5-25[3] với D = 24, HB> 170, s = 0,47 0,54 →chọn st= 0,5 (mm/v)

KUv; Hệ số phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ, tra bảng 5-6→ KUv=1

Klv: Hệ số phụ thuộc vào chiều sâu khoan l ≤ 3D; → Klv= 1

→ Kv=1

→vt= 1

5 , 0 75

24 1 , 17

4 , 0 125 , 0

25 , 0

.

2

1 + +

m

.

2

1 + +

.

2

1 + +

m

.

2

1 + +

l2 = 310 mm → chọn l2= 6 mm

sm= 150 (mm/ph) → T0= i

S

l l l

m

.

2

1 + +

• Điểm đạt: tâm chi tiết

- Tính toán lực kẹp yêu cầu: khi cắt tạo ra Pc và Mc

Pc tuỳ vào phơng thức khoan (khoan lỗ đặc hay lỗ thủng) mà lực Pcđóng vai trò khác nhau, trong trờng hợp đồ gá này vì khoan lỗ đặc nên lực Pc đóng vai trò lực kẹp độc lập→ ta sẽ xem xét riêng lực Pc với vai trò lực kẹp.

Mc làm chi tiết quay quanh tâm của nó → gây ra sai số.Vì vậy, để chi tiết

không bị xoay ta cần tính lực kẹp cần thiết để chống mô men xoay này

K3: Hệ số tăng lực cắt khi gia công gián đoạn K3 = 1,2

K4: Hệ số tính đến sai số của cơ cấu kẹp chặt K4= 1,3

K5: Hệ số tính đến sự thuận lợi của cơ cấu kẹp chặt bằng tay K5=1

K6: Hệ số tính đến mô men làm quay chi tiết K6= 1,5

→ K = 1,5.1,2.1.1,2.1,3.1.1,5 = 4,21

→WfR>KMc

→W > .. = 690,14,5..40,,213

f R

Chọn cơ cấu kẹp chặt là cơ cấu đòn kẹp ren vít có sơ đồ kẹp chặt nh hình vẽ

Nguồn sinh lực: tay ngời công nhân thông qua cơ cấu ren vít

Tính lực do cơ cấu ren vít sinh ra:

Từ sơ đồ:→ W = Q η

2 1

1

l l

l

l

l l

.

1

2 1

η +

Chọn l1= l2= 1 →Q = 2η.W = 227(kg)

η: hiệu suất tính đến mất mát ma sát trên ổ quay của đòn η = 0,95 Tra bảng 8-51[3]: với lực kẹp Q = 2270(N), dùng loại vít kẹp tay vặn → ta có loại ren vít yêu cầu: M12

Bán kính trung bình: 5,43(mm)

Chiều dàI tay vặn: 80(mm)

Lực ngời công nhân cần tác dụng: P = 80(N)

Tra bảng 8-30[3] chọn loại thanh trợt IV

Với vít kẹp M12 Chọn chiều dàI thanh kẹp L = 100(mm)

→ các thông số khác: B = 40(mm); H = 20(mm); l = A = 45(mm)

III.Tính toán sai số:

• Tính sai số chuẩn: do chuẩn định vị không trùng với gốc kich thớc gia

công ,sai số chuẩn trong trờng hợp gá đặt này là do chi tiết bị xoay khi định

vị vào 2 chốt

- δ’B: Dung sia lỗ chốt trụ δ’B= 0,03 (mm)

- δ’min: Khe hở lớn nhất giữa chốt trụ và lỗ δ’min= D0 2−D c

= 0,075

→δ’max=δ’A+δ’B+δ’min= 0,12+ 0,03 + 0,075 = 0,225 (mm)Trong đó: δmax: Khe hở lớn nhất giữa phần làm việc chốt trám và lỗ

25 , 0 3

• Tính sai số mòn:

Trong quá trình tháo lắp chi tiết nhiều lần → bề mặt định vị bị mòn → gây sai số mòn εm

εm =β N

β: hệ số ảnh hởng đén kết cấu đồ định vị với phiến tì→ β = 0,2

N: Số lợng chi tiết gia công trên đồ gá → N = 1134(chi tiết)

IV yêu cầu kĩ thuật của đồ gá:

• Bề mặt làm việc của các chốt đồ gá đợc nhiệt luyện đạt HRC =5055

• Bề mặt làm việc của các bạc dẫn đợc nhiệt luyện đạt HRC = 4060

• Bề mặt làm việc của các phiến tỳ đợc nhiệt luyện đạt HRC = 4060

• Độ không vuông góc giữa đờng tâm bạc dẫn với bề mặt phiến tỳ <0,059

• Độ không vuông góc giữa đờng tâm bạc dẫn với bề mặt phiến tỳ < 0,059

• Độ không song song giữa mặt các phiến tỳ với đáy thân đồ gá< 0,059

• Độ không vuông góc giữa tâm các chốt với bề mặt phiến tỳ < 0,059

Tài liệu tham khảo:

[1]: Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy

(tg: PGS-PTS Trần Văn Địch)

[2]: Số tay công nghệ chế tạo máy tập 1-2

[3]: Tính toán và thiết kế đồ gá

[4]:Sổ tay và Atlat đồ gá

[5]: Giáo trình công nghệ chế tạo máy Tập 1-2

Mục Lục:

Lời nói đầu 1

Phần I: Phân tích chi tiết - Xác định dạng sản xuất 2

Phần II: Thiết kế quy trình công nghệ 4

Phần III: Tính toán lợng d 25

Phần IV: Tính toán chế độ cắt 28

Phần V: Tính toán kinh tế 30

Phần VI: Tính toán và thiết kế đồ gá 33

TàI liệu tham khảo 37