Báo cáo đồ án công nghệ chế tạo máy: Lập quy trình công nghệ gia công chi tiết dạng càng C1.

Đồ án công nghệ chế tạo máy là một đồ án quan trọng đối với sinh viên ngành cơ khí đặc biệt là sinh viên ngành chế tạo máy, nó cung cấp kiến thưc cơ bản để giải quyết một vấn đề tổng hợp về công nghệ chế tạo máy. Sinh viên được làm quen với cách sử dụng tài liệu, sổ tay, qua đó giúp sinh viên càng hiểu rõ những kiến thức đã được học ở các bộ môn: dao, máy, công nghệ. Qua đồ án này rèn luyện sinh viên kĩ năng làm việc độc lập, sáng tạo để giải quyết một vấn đề cụ thể của công nghệ. Xuất phát từ tầm quan trọng đó em nhận được đồ án môn học công nghệ chế tạo máy với việc lập quy trình công nghệ gia công chi tiết dạng càng C1. Trong phần thuyết minh gồm có : Phân tích chức năng làm viêc của chi tiết gia công, phân tích tính kết cấu của chi tiết, xác định dạng sản xuất, chọn phương pháp chế tạo phôi, lập thứ tự nguyên công, tính lượng dư, tính chế độ cắt cho một nguyên công, tính toán và thiết kế một đồ gá. Em xin chân thành cảm ơn thầy Phí Trọng Hảo và các thầy trong bộ môn công nghệ chế tạo máy đã nhiệt tình tạo điều kiện giúp đỡ em hoàn thành đồ án môn học.

Lời nói đầu

Đồ án công nghệ chế tạo máy là một đồ án quan trọng đối với sinh viênngành cơ khí đặc biệt là sinh viên ngành chế tạo máy, nó cung cấp kiến thccơ bản để giải quyết một vấn đề tổng hợp về công nghệ chế tạo máy Sinhviên đợc làm quen với cách sử dụng tài liệu, sổ tay, qua đó giúp sinh viêncàng hiểu rõ những kiến thức đã đợc học ở các bộ môn: dao, máy, côngnghệ Qua đồ án này rèn luyện sinh viên kĩ năng làm việc độc lập, sáng tạo

để giải quyết một vấn đề cụ thể của công nghệ

Xuất phát từ tầm quan trọng đó em nhận đợc đồ án môn học côngnghệ chế tạo máy với việc lập quy trình công nghệ gia công chi tiết dạngcàng C1

Trong phần thuyết minh gồm có : Phân tích chức năng làm viêc củachi tiết gia công, phân tích tính kết cấu của chi tiết, xác định dạng sản xuất,chọn phơng pháp chế tạo phôi, lập thứ tự nguyên công, tính lợng d, tínhchế độ cắt cho một nguyên công, tính toán và thiết kế một đồ gá

Em xin chân thành cảm ơn thầy Phí Trọng Hảo và các thầy trong bộmôn công nghệ chế tạo máy đã nhiệt tình tạo điều kiện giúp đỡ em hoànthành đồ án môn học

Trong quá trình thực hiện không thể tránh sai sót và những chỗ chathoả đáng, em rất mong thầy chỉ bảo giúp đỡ em

Em xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên thực hiện

Đặng Văn Giỏi

1 Phân tích chức năng làm việc của chi tiết

Chi tiết càng C1(HS0236) bao gồm hai càng có gia công lỗ 10 để lắpchi tiết khác nhằm thực hiện chức năng động học nào đó, một phần tử dạnghộp có rãnh xuyên xuốt trên đó có hai lỗ ren M8 và hai lỗ 9 đối diện để bắtvít xuyên qua để lắp với chi tiết (cum chi tiết) khác để cố định càng Chi tiết

Thành phần hoá học của vật liệu

2 Phân tích tính công nghệ trong kết cấu chi tiết

Về kết cấu của chi tiết là tơng đối hợp lí tuy nhiên phần tử hộp và càng thìthành bên (mặt không gia công) thì phải có độ nhỏ để rút mẫu trong quátrình làm khuôn

Cấp bóng :

Hai lỗ 10 có Ra =1,25 m tơng đơng với cấp bóng 7 (7) nên cần phảichọn phơng pháp gia công đạt độ bóng cao (doa thô) Mặt bên ngoài càng vàmặt bên của hộp có Ra = 20 m tơng đơng với cấp bóng 3(3) phơng phápgia công đòi hỏi không cao lắm ( phay thô) Mặt trong của càng có Ra = 10

m tơng đơng với cấp bóng 4 (4) đòi hỏi phơng pháp gia công ở mứctrung bình( phay tinh)

Mặt phẳng đối xứng của hai rãnh 14+0,24phải chứa đờng trục của lỗ

10+0,03 sai lệch ngoài nhau 0,05 mm, sai lệch cắt nhau  0,3/100

Qua các điều kiện trên ta xác định các phơng pháp để kiểm tra các điềukiện kĩ thuật chính

Phơng pháp để đo độ đồng tâm giữa hai lỗ 10+0,03

Ph-ơng pháp đo mặt phẳng đối xứng của hai rãnh 14+0,24phải chứa đờng trục của

lỗ 10+0,03 sai lệch ngoài nhau, sai lệch cắt nhau

Chi tiết đợc làm từ gang xám, gam xám là vật liệu dòn tính chảy loãng điền

đầy khuôn tốt nên phơng pháp chế tạo là phơng pháp đúc Các lỗ 10, 9

và lỗ ta rô ren 6 có kích thớc nhỏ hơn 30mm nên ta đúc liền

Theo sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1, trên các vật đúc nhỏ và vừa córãnh sâu > 6 mm bậc > 25mm thì đợc tạo ngay từ khi đúc Chiều dày của chitiết = 7mm, đối chi tiết làm bằng gang xám có m < 2kg thì chiều dày thànhvật đúc nhỏ nhất của vách chi tiết 3  4(mm), cấp chính xác của vật đúc làcấp 1 với sai lệch cho phép 0,4(mm) Chi tiết sản xuất loạt vừa 5000chiếc/năm nên ta có thể đúc đợc rãnh 14x22mm Theo điều kiện sản xuất củaViệt Nam đối với sản xuất loat vừa ta chọn phơng pháp đúc trong khuông kimloại mẫu kim loại có lõi đợc làm bằng hỗn hợp làm lõi

Chi tiết có dạng đối xứng chọn khuôn hai nửa với mặt phân khuôn ở giữatheo sơ đồ sau

lõi

mặt phân khuôn khuôn trên

chọn máy và dụng cụ:

Ta chọn máy phay đứng 6H12 để gia công, thông số kĩ thuật

chän m¸y gia c«ng : m¸y phay ngang 6H82

Dïng dao phay mÆt ®Çu r¨ng ch¾p m¶nh hîp kim cøng víi kÝch thíc sau

D = 100 mm B = 39 mm d = 32mm Z = 10 răng

Nguyên công 4: phay sửa rãnh

w w

S

n

chọn máy gia công : máy phay ngang 6H82

Dùng dao phay đĩa ba mặt đầu bằng thép gió với kích thớc sau

D = 100 mm B = 8 mm d = 32mm Z = 20 răng

Nguyên công 5 phay các mặt bên của càng

S n

chọn máy gia công : máy phay ngang 6H82

Dùng dao phay đĩa ba mặt đầu bằng thép gió với kích thớc sau

D = 80 mm B = 5 mm d = 32mm Z = 18 răng

Nguyªn c«ng 6 : khoan 2 lç 9 ta r« hai lç M8

w w

6 tính lơng d cho một bề mặt và tra lợng d cho mặt còn lại

Ta tính cho nguyên công gia công hai lỗ 10, độ bóng cần đạt

Ra= 1,25m nên lỗ phải qua các công đoạn gia công sau:

Lợng d đợc tính theo công thức sau:

2Zimin =  2 2

1 1

2R Zi h i  i  i

Bảng 3.87[2] ta có chất lợng bề mặt sau khi khoan bằng mũi khoan ruột gà:

Rz = 32 m h = 0 m

Vì vật liệu gia công là gang xám nên h = 0

Sai lệch sau khi khoan lỗ

0 2

C l

Chiều dài lỗ coi L = 121 mm

k c

gd  



trong đó c : là sai số chuẩn,

trong trờng hợp này c = 0 do gốc kích thớc trùng với mặt chuẩn

Ta tính cho công đoạn doa tinh:

Theo bảng 3.86[2] lỗ 6  10 sau doa thô

Doa tinh 2Zmin = 100 m

Theo bảng 3.91 [2] dung sai lỗ sau gia công

Khoan lỗ : 150 m

(m)

1505822

24

478,874

9,49,910,01

9,559,95810,03

40872

500108

7 tính chế độ cắt cho một nguyên công và tra các

nguyên công khác

Ta tính cho nguyên công 4 (phay sửa rãnh) Theo bảng 3.94[2] lợng d giacông cho vật đúc cấp chính xác I, với kích thớc chi tiết > 120 mm kích thớcdanh nghĩa của rãnh 14 x 22 < 50 mm vị trí so với bề mặt rót là nằm dới vàcạnh ta tra đợc lợng d  = 2mm, mặt rót lơng d  = 3mm

y u p v

z x m

q

Z B S t T

D C

V 

theo bảng 5.39 [3] ta tra đợc các thông số :

Cv = 72 q = 0,2 x = 0,5 y = 0,4 u = 0,1 p = 0,1 m = 0,15

đờng kính dao D = 100mm

T : chu kì bền của dao, theo bảng 5.40 [3] T = 120 (phút)

kv hệ số điều chỉnh chung cho tốc độ cắt phụ thuộc vào điều kiện cụ thể

kv = kMV knv kuv

nv Mv

35 , 1

100 72

1 , 0 1 , 0 4 , 0 5 , 0 15 , 0

2 , 0

63 1000

u y z

x

n D

Z B S t C

8 11 2 , 0 22 30 10

0 83 , 0

1 63 , 0 83 , 0

Mô men xoắn trên trục chính

Mx = P z D 70 , 1Nm

1000 2

100 1402 1000

Công suất cắt

Nc = P Z V 1 , 37kW

61200

7 , 59 1402 60

Tra chế độ cắt cho các nguyên công khác

Nguyên công 1: phay mặt chuẩn bằng dao phay măt đầu răng chắp

hệ số phụ thuộc vào độ cứng của gang với HB =210  k1 = 0,89

phụ thuộc vào mác hợp kim, hợp kim BK8  k2 = 0,8

,

3

3 , 159 1000

 vg/phútchọn vòng quay theo máy n = 475 vg/phút, tốc cắt thực tế

vtt = 149 , 15

1000

475 100 14

hệ số phụ thuộc vào độ cứng của gang với HB =210  k1 = 0,89

phụ thuộc vào mác hợp kim, hợp kim BK8  k2 = 0,8

bề măt gia công không có vỏ cứng  k3 =1

chiều rộng phay B/D < 0,45  k4 = 1,13

Vt = Vb k1 k2 k3 k4 = 198 0,89 0,8 1,13 =159,3 m/phút

Số vòng quay trục chính

n = 507 , 3

100 14

,

3

3 , 159 1000

 vg/phútchọn vòng quay theo máy n = 475 vg/phút, tốc cắt thực tế

vtt = 149 , 15

1000

475 100 14

hệ số phụ thuộc vào độ cứng của gang với HB =210  k1 = 0,89

phụ thuộc vào mác hợp kim, hợp kim BK8  k2 = 0,8

,

3

25 , 150 1000

 vg/phútchọn vòng quay theo máy n = 375 vg/phút, tốc cắt thực tế

vtt = 117 , 75

1000

375 100 14

hệ số phụ thuộc vào độ cứng của gang với HB =210  k1 = 0,89

phụ thuộc vào mác hợp kim, hợp kim BK8  k2 = 0,8

bề măt gia công không có vỏ cứng  k3 =1

chiều rộng phay B/D < 0,45  k4 = 1,13

Vt = Vb k1 k2 k3 k4 = 198 0,89 0,8 1,13 =159,3 m/phút

Sè vßng quay trôc chÝnh

n = 507 , 3

100 14

,

3

3 , 159 1000

 vg/phótchän vßng quay theo m¸y n = 475 vg/phót, tèc c¾t thùc tÕ

vtt = 149 , 15

1000

475 100 14

,

3

5 , 24 1000

 vg/phótchän vßng quay theo m¸y n = 95 vg/phót, tèc c¾t thùc tÕ

vtt = 23 , 84

1000

95 80 14

,

3

75 , 26 1000

chän vßng quay theo m¸y n = 1143,5 vßng/phót, tèc c¾t thùc tÕ

vtt = 21 , 54

1000

5 , 1143 6 14

,

3

Bíc 2: khoÐt réng hai lç 6 thµnh 9 theo b¶ng 5.106[3]

Víi t =1,5 mm mòi khoÐt b»ng thÐp giã gang cã HB =210 lîng chay chao S

,

3

23 1000

 vßng/phótchän vßng quay theo m¸y n = 720 vßng/phót, tèc c¾t thùc tÕ

vtt = 20 , 34

1000

720 9 14

,

3

9 , 9 1000

 vßng/phótchän vßng quay theo m¸y n = 360 vßng/phót, tèc c¾t thùc tÕ

vtt = 9 , 04

1000

360 8 14

,

3

Nguyªn c«ng 7:

Bíc 1: khoan hai lç 10 theo b¶ng 5.89

Víi d =9,2 mm  t =4,1 mm mòi khoan b»ng thÐp giã gang cã HB =210 îng chay chao S = 0,24 mm/vg

Sè vßng quay trôc chÝnh

n = 1104 , 3

2 , 9 14

,

3

9 , 31 1000

,

3

Bíc 2: doa th« hai lç 9,8 theo b¶ng 5.122

mòi doa b»ng thÐp giã gang cã HB =210 lîng chay chao S = 1,62 mm/vgTra b¶ng 5.114 ta cã

V = 7,3 m/phót

Sè vßng quay trôc chÝnh

n = 237 , 2

8 , 9

14

,

3

3 , 7 1000

 vßng/phótchän vßng quay theo m¸y n = 227 vßng/phót, tèc c¾t thùc tÕ

vtt = 6 , 98

1000

227 8 , 9 14

,

3

Bíc 3: doa tinh hai lç 10 theo b¶ng 5.115

mòi doa b»ng thÐp giã gang cã HB =210 lîng chay chao S = 0,1 mm/vg

,

3

45 , 4 1000

 vßng/phótchän vßng quay theo m¸y n =113 vßng/phót, tèc c¾t thùc tÕ

vtt = 3 , 55

1000

113 10 14

,

3

5 , 48 1000

 vßng/phótchän vßng quay theo m¸y n = 1143,5 vßng/phót, tèc c¾t thùc tÕ

1000

5 , 1143 12 14

,

3

 m/phót

8 xác định thời gian nguyên công

Dạng sản xuất là loạt vừa, thời gian tính cho nguyên công:

Ttc = T0 + TP + Tpv+ Ttn

Ttc : Thời gian từng chiếc ( nguyên công )

T0 : Thời gian cơ bản ( Thời gian cần thiết để biến đổi trực tiếp hình dạng,kích thớc, và tính chất cơ lý của chi tiết ; thời gian này có thể thực hiện bằngmáy hoặc bằng tay và trong từng trờng hợp gia công cụ thể có công thức tínhtơng ứng)

Tp : Thời gian phụ ( thời gian cần thiết để ngời công nhân gá tháo chi tiết, mởmáy, chọn chế độ cắt, dịch chuyển ụ dao và bàn máy, kiểm tra kích thớc củachi tiết ) Khi xác định thời gian nguyên công ta có thể lấy gần đúng

Tp = 10%T0

Tpv : Thời gian phục vụ chỗ làm việc gồm : thời gian phục vụ kỹ thuật (Tpvkt)

để thay đổi dụng cụ, sửa đá, mài dao, điều chỉnh dụng cụ (Tpvkt =8%T0); thờigian phục vụ tổ chức (Tpvtc) để tra dầu cho máy, thu dọn chỗ làm việc, bàn dao

ca kíp (Tpvtc = 3%T0)

Tn : Thời gian cơ nghỉ ngơi tự nhiên của công nhân (Ttn = 5%T0)

Thời gian cơ bản đợc xác định theo công thức sau :

n S

L L L T

.

2 1 0







L : Chiều dài bề mặt gia công

L1 : Chiều dài ăn dao

L2 : Chiều dài thoát dao

n : Số vòng quay trục dao

1

,

1

5 2 124

8 ,

1

5 3 , 2 124

MÆt trªn n = 375 v/p

194 0 375

8 ,

1

5 3 , 2 124

Nguyªn c«ng 3: phay hai mÆt bªn

,

1

5 2 30

,

1

5 37 124

1

5 34 15

2

,

0

3 4 28

0

3 3 7

L L L n

S

L L

1 1 7 360

1 1 7

0

3 5 121

,

1

3 2 121

15 , 11 113

1

,

0

3 2 121





L1 = (0,5  2) mm

1 0 2 5 , 1143 05

,

0

2 1

Đồ định vị: Định vị bằng hai phiến tỳ hạn chế ba bậc tự do Kích thớc phiến

tỳ (dài x rộng x cao) 30 x 14 x8 mm Đợc làm thép 20X thấm than Nhiệtluyện đạt độ cứng 55 HRC, độ bóng Rz = 0063  25 m Các phiến tỳ đợcgân trên đồ gá bằng vít M6

Hai chốt trụ 10 tỳ vào hai thành bên hạn chế hai bậc tự do Một chốt tỳcạnh hạn chế bậc tự do còn lại

Chốt đợc làm bằng thép Y8A D =10 đợc lắp trên thân đồ gá

6 k

7 H 8

Cơ cấu kẹp : Ta dùng hai cơ cấu kẹp đơn kèp bằng bu lông kẹp

Cơ cấu kẹp phụ : phía dới để đỡ chi tiết co khỏi rơi

Đế gá : có lắp then dẫn hớng với kích thớc 18 x 10 x8 mm

Yêu cầu: Đối với đồ gá khi phay thì lực cắt lớn, cắt gián đoạn nên gây rung

động Bởi vậy khi đồ gá phải đủ độ cứng vững, cơ cấu kẹp chặt phải đủ độcứng vững

K0 : hệ số an toàn cho mọi trờng hợp K0 =1,5

K1 : hệ số tính đến tăng lực cắt khi độ bóng thay đổi, gia công thô K1 =1,2

K2 : hệ số tăng lực cắt thi dao mòn K2 =1,2  1,8 lấy K2 = 1,5

K3 : hệ số tăng lực cắt khi gia công gián đoạn K3 =1,3

K4 : hệ số tính sai số của cơ cấu kẹp chặt, kẹp bằng tay K4 =1,3

K5 : hệ số tính đến mức độ thuận lợi của cơ cấu kẹp, kẹp thuận lơi K5 =1

K6 : hệ số tính đến mô men làm quay chi tiết, chi tiết định trên chốt tỳ

K6 =1,5

K = 1,5 1,2 1,5 1,2 1,3 1 = 4,2

lùc kÑp bu l«ng

w 14721N

4 , 0

2 , 4 1402

Sai số chuẩn, chi tiết đợc định vị bằng hai phiến tỳ, ba chốt tỳ gốc kích thớctrùng gốc định vị c = 0

Sai số kẹp chặt sinh ra do lực kẹp của đồ gá ta tính theo kích thớc của rãnh,theo bảng 22[1] , chi tiết làm bằng gang đợc gá trên phiến tỳ, bề mặt tinh bềrộng 30 mm tra bảng ta đợc :

Thiết kế môn học chế tạo máy.

Trờng đại học bách khoa – Hà Nội – 1998

[2] Nguyễn Đắc Lộc, Lê Văn Tiến, Ninh Đức Tốn, Trần Xuân Việt.

Sổ tay công nghệ chế tạo máy – tập 1

[3] Nguyễn Đắc Lộc, Lê Văn Tiến, Ninh Đức Tốn, Trần Xuân Việt

Sổ tay công nghệ chế tạo máy – tập 2

Mục lục Trang

Lời nói đầu -1

1 Phân tích chức năng làm việc của chi tiết -2

2 Phân tích tính công nghệ trong kết cấu chi tiết -2

3 Xác định sản lợng sản xuất -4

4 Chọn phơng pháp chế tạo phôi -4

5 Lập thứ tự các nguyên công -5

6 Tính lơng d cho một bề mặt và tra lợng d cho mặt còn lại -9

7 Tính chế độ cắt cho một nguyên công và tra các nguyên công khác 12

8 Xác định thời gian nguyên công -20

9 Tính đồ gá cho một nguyên công -27

Tài liệu tham khảo -33