Đồ án công nghệ chế tạo máy: Lập quy trình công nghệ chế tạo 1 chi tiết

Lời nói đầu. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Mục lục. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Chương 1: Phân tích chức năng làm việc của chi tiết. . . . . . . . . . . . . . . . Chương 2: Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết.. . . . . . . . Chương 3: Xác định dạng sản xuất. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Chương 4: Chọn phương pháp chế tạo phôi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Chương 5: Lập thứ tự các nguyên công.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Chương 6: Tính lượng dư cho một bề mặt và tra lượng dư cho các bề mặt còn lại. Chương 7: Tính chế độ cắt cho một nguyên công.. . . . . . . . . . . . . . . . . . Chương 8: Tính thời gian gia công cơ bản cho tất cả các nguyên công. . Chương 9: Tính và thiết kế đồ gá. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Tài liệu tham khảo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Trang 1

Lời nói đầu.

Hiện nay, các ngành kinh tế nói chung và ngành cơ khí nói riêng đòi hỏi

kỹ s cơ khí và cán bộ kỹ thuật cơ khí đợc đào tạo ra phải có kiến thức sâurộng, đồng thời phải biết vận dụng những kiến thức đó để giải quyếtnhững vấn đề cụ thể thờng gặp trong sản xuất, sửa chữa và sử dụng

Mục tiêu của môn học là tạo điều kiện cho ngời học nắm vững và vậndụng có hiệu quả các phơng pháp thiết kế, xây dựng và quản lý các quátrình chế tạo sản phẩm cơ khí về kỹ thuật sản xuất và tổ chức sản xuấtnhằm đạt đợc các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật theo yêu cầu trong điều kiện vàqui mô sản xuất cụ thể Môn học còn truyền đạt những yêu cầu về chỉ tiêucông nghệ trong quá trình thiết kế các kết cấu cơ khí để góp phần nângcao hiệu quả chế tạo chúng

Đồ án môn học công nghệ chế tạo máy nằm trong chơng trình đào tạocủa ngành chế tạo máy thuộc khoa cơ khí có vai trò hết sức quan trọngnhằm tạo cho sinh viên hiểu một cách sâu sắc về những vấn đề mà ngờ kỹ

s gặp phải khi thiết kế một qui trình sản xuất chi tiết cơ khí

Đợc sự giúp đỡ tận tình của các thầy giáo, và đặc biệt là thầy giáoNguyễn Hiệp Cờng đã giúp em hoàn thành tốt đồ án môn học này

Em xin chân thành cảm ơn

Sinh viên: Nguyễn xuân Mạnh

Mục lục

Trang 2

Lời nói đầu .

Mục lục

Chơng 1: Phân tích chức năng làm việc của chi tiết

Chơng 2: Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết

Chơng 3: Xác định dạng sản xuất

Chơng 4: Chọn phơng pháp chế tạo phôi

Chơng 5: Lập thứ tự các nguyên công

Chơng 6: Tính lợng d cho một bề mặt và tra lợng d cho các bề mặt còn lại Chơng 7: Tính chế độ cắt cho một nguyên công

Chơng 8: Tính thời gian gia công cơ bản cho tất cả các nguyên công

Chơng 9: Tính và thiết kế đồ gá

Tài liệu tham khảo

1 2 3 3 4 5 8 8

12 25 29 34

Ch ơng 1:

Phân tích chức năng làm việc của chi tiết.

1 Chức năng làm việc

Là bộ phận nối giữa trục điều khiển và các bánh răng di trợt nhằm điều chỉnh sự ăn khớp của các cặp bánh răng (khi cần thay đổi tỷ số truyền trong hộp tốc độ)

Trang 3

Hình I.

2 Điều kiện làm việc.

Điều kiện làm việc không khắc nghiệt, chi tiết chỉ chịu mô men xoắnnhỏ khi làm việc (gạt cho các bánh răng ăn khớp với nhau) và chi tiết th-ờng xuyên không chịu tải, không mài mòn, có va đập khi làm việc, nhiệt

độ làm việc không cao

Sơ đồ làm việc

Chơng 2:

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

Phân tích kết cấu theo quan điểm công nghệ trong kết cấu của chi tiết.Phần tử kết cấu cũng nh những yêu cầu kỹ thuật cha hợp lý với chức nănglàm việc của đối tợng gia công

1 Về yêu cầu kỹ thuật.

Với những yêu cầu kỹ thuật trên bản vẽ chi tiết là cha phù hợp để đảmbảo chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết là tối u Đó là bề mặttrong lỗ 42 là có độ nhẵn Ra=2,5 là không hợp lý vì bề mặt này khônglàm việc không cọ sát nên có thể chỉ cần lấy là Rz = 40m

2 Về các phần tử kết cấu.

cặp bánh răng cố định

cặp bánh răng di tr ợt

càng gạt

Trang 4

a Đơn giản hoá kết cấu.

Ngoài những phần do đảm bảo chức năng làm việc không thể thay đổi

đợc nh mặt trụ, mặt làm việc, ta xét các bề mặt còn lại

 Gân trợ lực

Do khi làm việc chi tiết có chịu va đập mà vật liệu làm bằng gang dễ

vỡ đồng thời phần chuyển tiếp giữa phần trụ ở đầu và thân có kích thớcthay đổi đột ngột nên tập trung ứng suất, do đó tại vị trí này chi tiết dễ bịgãy Để tránh việc chi tiết bị phá huỷ cần có gân trợ lực, việc bỏ gân trợlực để đơn giản kết cấu là không thể đợc

 Bố trí chi tiết đối xứng

Do hình dạng của chi tiết nên ta ghép hai chi tiết lại thành một chitiết có hình dạng đối xứng làm tăng độ cứng vững cho chi tiết khi giacông, đồng thời làm giảm số lợng các nguyên công (do chỉ gia công mộtchi tiết sau đó có nguyên công cắt đứt sau cùng)

Việc bố trí chi tiết đối xứng là không có lợi vì nh thế sẽ làm tăngnguyên công hoặc bớc, phải gia công các mặt đầu qua 2 nguyên cônghoặc bớc và khi đó định vị trên chuẩn tinh thống nhất chi tiết có độ cứngvững không cao

Việc thay thế kết cấu bằng hàn, lắp ghép đều không đem lại hiệu quảkinh tế và kỹ thuật

b Khả năng áp dụng các ph ơng pháp gia công tiên tiến Các phơng pháp gia công bằng công nghệ tiên tiến đều không phù hợpvới điều kiện kỹ thuật và điều kiện sản xuất

Gia công bằng phơng pháp cắt dây và tia lửa điện cho năng suất khôngcao và chất lợng bề mặt không đòi hỏi cao

Gia công bằng phơng pháp điều khiển số CNC không phù hợp với điềukiện sản xuất ở nớc ta

Ch ơng 3:

Xác định dạng sản xuất.

Sản lợng hàng năm đợc xác định theo công thức sau đây:

) 100 1

N: Số lợng chi tiết đợc sản xuất trong một năm

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

m: Số chi tiết trong một sản phẩm, m=1

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

 : Số phế phẩm (3%)

5400 )

100

3 5 1 (

1

2 2

4 35 18 4 2

8 107 ).

33 62 (

Trang 5

Tra bảng 2 trang 13 [5], ta đợc dạng sản xuất là hàng loạt lớn.

Sử dụng một bộ khuôn có kích thớc lòng khuôn gần giống vật gia công Độ chính xác của vật dập cao, đặc biệt là các kích thớc theo chiều cao

và sai lệch giữa hai nửa khuôn Thông thờng độ bóng của dập thể tích đạt

đợc từ  2  4,độ chính xác đạt đợc  0,1  0,05

Trạng thái ứng suất vật gia công nói chung là nén khối, do đó kim loại

có tính dẻo tốt hơn, biến dạng triệt để hơn, cơ tính sản phẩm cao hơn và

có thể gia công vật phức tạp

Dễ cơ khí hoá nên năng suất cao

Hệ số sử dụng vật liệu cao

Thiết bị sử dụng có công suất lớn, chuyển động chính xác, chế tạokhuôn đắt tiền

Do những đặc điểm trên nên dập thể tích chỉ dùng trong sản xuất hàngloạt và hàng khối

Ưu điểm của rèn tự do

Thiết bị rèn đơn giản, vốn đầu t ít

Có khả năng loại trừ các khuyết tật đúc nh rỗ khí, rỗ co Biến tổ chứchạt thành tổ chức thớ, tạo đợc các tổ chức thớ uốn xoắn, do đó làm tăng cơtính sản phẩm

Lợng hao phí kim loại khi rèn ít hơn khi gia công cắt gọt

Các nhợc điểm của rèn tự do

Độ chính xác kích thớc, độ bóng bề mặt kém

Chất lợng vật rèn không đồng đều trong từng phần của chi tiết và giữacác loạt gia công chất lợng gia công còn phụ thuộc vào trình độ côngnhân và trình độ tổ chức nơi làm việc

Năng suất lao động thấp, lợng d, dung sai và thời gian gia công lớn, hiệuquả kinh tế không cao

Sử dụng trong sản xuất đơn chiếc, loạt nhỏ, phục vụ công nghiệp sửachữa, chế tạo máy

- Có thể tạo ra sản phẩm có chất lợng cao, kíchthớc chính xác, độ bóng bề mặt cao, có khả năng cơ khí hoá, tự độnghoá cao

- Giá thành sản xuất đúc nói chung hạ hơn sovới các dạng sản xuất khác

- Vật đúc dễ tồn tại các dạng rỗ co, rỗ khí,nứt

- Tiêu hao một phần kim loại do hệ thống rót,

đậu ngót

- Khi đúc trong khuôn kim loại, tính dẫn nhiệtcủa khuôn cao nên khả năng điền đầy kém Mặt khác có sự cản cơcủa khuôn kim loại lớn nên dễ gây ra nứt

Tóm lại : Từ chức năng, điều kiện làm việc và sản lợng của chi tiết ta

chọn phơng pháp chế tạo phôi đúc trong khuôn kim loại là phù hợp nhất

Trang 6

2 Bản vẽ chi tiết lồng phôi.

a Xác định l ợng d gia công cơ

Xác định lợng d gia công cơ phụ thuộc hợp kim đúc, kích thớc lớn nhấtcủa vật đúc, tính chất sản xuất, mức độ phức tạp của chi tiết, phơng pháplàm khuôn (bằng tay hay bằng máy), vị trí bề mặt trong khuôn và cấpchính xác của vật đúc

Với những vật đúc trong khuôn kim loại ta có cấp chính xác 2

Mặt có gia công cơ độ xiên phải lấy chùm lên độ d gia công cơ

Mặt không gia công cơ độ xiên lấy nh sau:

Thành dày < 5 mm độ xiên làm tăng chiều dày

Thành dày 5  10 mm độ xiên tăng một phần và giảm một phần.Thành dày > 10 mm độ xiên làm giảm chiều dày

Trên các gân tăng cứng vững góc nghiêng thờng lấy 5  8

2 Chọn ph ơng pháp gia công.

Chọn phơng pháp gia công thích hợp để đạt độ bóng và độ chính xác yêu cầu:

Dung sai +0,018 ứng với cấp chính xác 7, độ bóng cấp 6

Có thể áp dụng phơng pháp gia công cuối cùng là:

Doa

Tiện

 Gia công kích thớc 350,125 độ bóng Rz=40m.

Dung sai + 0,125 ứng với cấp chính xác 11, độ bóng cấp 4

Có thể áp dụng phơng pháp gia công cuối cùng là:

Phay

Trang 7

Nguyên công 1: Chế tạo phôi.

Nguyên công 2: Phay mặt đầu thứ nhất

Nguyên công 3: Phay mặt đầu thứ hai

Nguyên công 4: Phay mặt đầu thứ ba

Nguyên công 5: Khoan khoét, doa lỗ đặc

Nguyên công 1: Chế tạo phôi

Nguyên công 2: Phay mặt đầu thứ nhất

Nguyên công 3: Phay mặt đầu thứ hai

Nguyên công 4: Khoan khoét, doa lỗ đặc

Nguyên công 5: Tiện mặt đầu, tiện lỗ 42

ở đây ta chọn thiết kế nguyên công cho phơng án 1 Sơ đồ gá đặt, kýhiệu định vị kẹp chặt, chọn máy, chọn dao, ký hiệu chiều chuyển độngcủa dao và của chi tiết đợc thể hiện trong tập bản vẽ

Ch ơng 6:

Tính lợng d cho một bề mặt và tra lợng bề mặt còn lại.

Trang 8

Lợng d gia công đợc xác định hợp lý về trị số và dung sai sẽ gópphần bảo đảm hiệu quả kinh tế của quá trình công nghệ vì:

Lợng d quá lớn sẽ tốn nguyên vật liệu, tiêu hao lao động để gia côngnhiều đồng thời tốn năng lợng điện, dụng cụ cắt, vận chuyển nặng dẫn

1 Nguyên công 1 : Phay mặt đầu thứ nhất.

Theo tài liệu tham khảo số 7 ta có:

Lợng d đúc 2,51mm

Lợng d gia công thô sau khi đúc: 3,04mm

Lợng d gia công bán tinh sau thô: 0,3mm

Lợng d gia công tinh sau bán tinh: 0,16mm

2 Nguyên công 2 : Phay mặt đầu thứ hai.

3 Nguyên công 3 : Phay mặt đầu.

4 Nguyên công 4 : Khoan, khoét, doa lỗ 16.

Gia công lỗ 160,018 đạt các yêu cầu sau đây:

Độ nhám bề mặt : Rz=10m

Vật liệu : GX15-32

Chi tiết máy: Càng gạt

Trình tự gia công bề mặt lỗ 16 của càng gạt gồm các nguyên côngsau:

- Khoan lỗ đặc

- Khoét rộng lỗ

- Doa tinh lỗ

Cả ba nguyên công trên đều có cùng chuẩn định vị là:

Mặt đáy định vị 3 bậc bằng phiến tì, 2 khối V (một cố định, một tuỳ

Trang 9

Rza=40m; Ta=0 (vì vật liệu gia công là gang)

Sai lệch vị trí tơng quan:

2 2

Co: độ lệch của đờng tâm lỗ, Co=20m

y: Độ cong đờng trục lỗ, y=1,4m/mm

Sau khi khoét đạt: Rza=32m; Ta = 0 (vật liệu gia công là gang)

Sai lệch không gian: a=Co.Ks

Dun g sai (m)

Kích thớc giới hạn (mm)

Trị số giới hạn của lợng d (m)

Rz Ta a 

b

Zbmin (m)

Dt (mm)

Rza: chiều cao nhấp nhô tế vi do bớc công nghệ sát trớc để lại

Ta: chiều cao lớp h hỏng bề mặt do bớc công nghệ sát trớc để lại

a: sai lệch vị trí không gian do bớc công nghệ sát trớc để lại (độcong vênh, độ lệch tâm, độ không song song )

b: sai số gá đặt chi tiết ở bớc công nghệ đang thực hiện

Zbmin: giá trị nhỏ nhất của lợng d gia công tính cho bớc công nghệ

đang thực hiện

dmin, dmax: kích thớc giới hạn tại mỗi bớc công nghệ

Zmin, Zmax: lợng d lớn nhất và nhỏ nhất tại mỗi bớc công nghệ

 Kiểm tra:

Lợng d tổng cộng:

zo = 2Zomax - 2Zomin = 410 - 248 = 162

Trang 10

6 Nguyên công 6 : Khoét miệng lỗ 16.

Kích thớc cho trên bản vẽ chi tiết

Tính chế độ cắt cho một nguyên công và tra bề mặt còn lại:

1 Nguyên công 1 : Phay mặt đầu.

 Định vị:

Chi tiết đợc định vị ba bậc qua mặt đáy bằng phiến tỳ, hai bậc đợc định

vị bằng khối V cố định, một bậc còn lại đợc định vị bằng khối V di động

 Kẹp chặt:

Dùng ngay khối V điều chỉnh để kẹp, lực kẹp hớng từ phải sang trái

 Chọn máy:

Máy phay đứng vạn năng 6H12.

Mặt làm việc của bàn máy: 400  1600mm

Công suất động cơ: N = 10kw, hiệu suất máy  = 0,75

 Tốc độ trục chính:

30; 37,5; 47,5; 60; 75; 95; 118; 150; 190; 135; 300; 375; 475; 600; 750;950; 1180; 1500

Lực cắt chiều trục lớn nhất cho phép tác dụng lên bàn máy:

Lợng d gia công thô sau khi đúc: 3,04 mm

Lợng d gia công bán tinh sau thô: 0,3

Lợng d gia công tinh sau bán tinh: 0,16 mm

Trang 11

k2: HÖ sè ®iÒu chØnh phô thuéc m¸c hîp kim, k2 = 0,8.

k3: HÖ sè ®iÒu chØnh phô thuéc vµo tr¹ng th¸i bÒ mÆt gia c«ng, k3 = 0,8 k4: HÖ sè ®iÒu chØnh phô thuéc chiÒu réng phay, k4 = 1,13

k5: HÖ sè ®iÒu chØnh phô thuéc gãc nghiªng chÝnh, k5 = 0,95

Trang 12

105 300 0,16 0,55 165Tên

k1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc độ cứng gang, k1=1,0

k2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc mác hợp kim, k2 = 0,8

k3: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái bề mặt gia công, k3 = 0,8 k4: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc chiều rộng phay, k4 = 1,13

k5: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc góc nghiêng chính, k5 = 0,95

Trang 13

Chi tiết đợc định vị ở mặt đáy 3 bậc tự do bằng phiến tỳ.

Khối V ngắn định vị 2 bậc vào mặt trụ thứ nhất

Khối V tuỳ động định vị 1 bậc chống xoay vào mặt trụ còn lại

Trang 14

Lợng d gia công thô sau khi đúc: 2,79mm.

k3: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc góc nghiêng chính, k5 = 1,0

k4: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc dạng gia công, k4 = 1,0

Trang 15

Máy khoan cần dùng thực hiện nguyên công này là tốt nhất nhng vì theo

điều kiện sản xuất ở nớc ta chỉ nên dùng máy khoan đứng cho đỡ lãng phí Chọn máy khoan đứng K135 hay 2A135

Các đặc tính kỹ thuật của máy:

Đờng kính mũi khoan khi khoan thép có độ bền trung bình :

max = 35mm

Công suất động cơ: N = 6kw, hiệu suất  = 0,8

Số vòng quay trục chính trong một phút:

99,5 ; 135 ; 190 ; 267 ; 380 ; 540 ; 668 ; 950 ; 1360

Lợng chạy dao(mm/vòng):

0,1 ; 0,13 ; 0,17 ; 0,22 ; 0,28 ; 0,38 ; 0,5 ; 0,63 ; 0,82 ; 1,05 ; 1,4.Lực khoan chiều trục lớn nhất cho phép của cơ cấu chạy dao:

Pmax = 15700N (1600kg)

 Chọn dao:

Mũi khoan hợp kim cứng đuôi côn, loại ngắn loại I có đờng kính:

d=14,25mm ; L =290mm ; l=190mm

Mũi khoét hợp kim BK8

Mũi doa thép gió răng liền:

Trang 16

Hệ số điều chỉnh k1 phụ thuộc chu kỳ bền của mũi khoan, k1=1,0.

Hệ số điều chỉnh k2 phụ thuộc chiều sâu mũi khoan(bảng 5_87[6]),k2=1,0

 Vt = 82.1,0.1,0 = 82m/phút

Số vòng quay trục chính: nt =1000.Vt/.D = 1000.82/3,14.15,5 =1685vòng/phút

Chọn tốc độ máy nm=1360vòng/phút

Tốc độ cắt thực tế: Vt = nm..D/1000 = 1360.3,14.15,5/1000 =66,2m/phút

Lợng chạy dao phút: Sp = 1360.0,28 = 380,8 m/phút

B

ớc 2 : Khoét lỗ 15,9mm.

Lợng d một phía: t = 0,2mm

Tra bảng 5_107 ta đợc lợng chạy dao S = 0,6mm/vòng

Tra lợng chạy dao trong máy đợc S = 0,5mm/vòng

Tra bảng 5_109[6] đợc tốc độ cắt Vb = 138m/phút

Tốc độ cắt thực tế: Vt = Vb.k1.k2.k3

Trong đó:

k1: hệ số điều chỉnh phụ thuộc chu kỳ bền dao, k1 = 1,0

k2: hệ số điều chỉnh phụ thuộc trạng thái bề mặt phôi, k2 = 1,0 k3: hệ số điều chỉnh phụ thuộc mác hợp kim cứng, k2 = 1,0

 Vt = 138.1,0.1,0.1,0 = 138m/phút

Tốc độ trục chính máy:

nt= 1000.Vt/.D = 1000.138/.D = 1000.138/3,14.15,9 =2764vòng/phút

Chọn tốc độ máy: nm=1360vòng/phút

Tốc độ cắt thực tế: Vt = nm..D/1000 = 1360.3,14.15,9/1000 =67,9m/phút

Định dạng
Số trang	29
Dung lượng	413,5 KB