Chọn phôi và thiết kế bản vẽ lồng phôiI.Chọn phôi:Thõn bơm dạng tròn xoay, nếu ta chế tạo phôi bằng phương pháp dập thể tích thì có thể có được cơ tính rất cao. Tuy nhiên, vật liệu để chế tạo bạc đỡ là gang xám GX1532 nên ta không thể dùng phương pháp dập để chế tạo phôi. Phương pháp tạo phôi hợp lý nhất là phôi đúc bởi nó cho một số ưu điểm đặc biệt quan trọng mà phương pháp khác không có được:Phôi không bị nứt, vỡ khi chế tạo.Sản xuất linh hoạt nên giá thành rẻ.Giá thành tạo khuôn rẻ.Ngoài ra, nếu chọn được phương pháp đúc hợp lý sẽ cho vật đúc cơ tính cũng rất cao.Bên cạnh đó, nó có một số nhược điểm:Lượng dư lớn.Độ chính xác của phôi không cao.Năng suất thấp.Phôi dễ mắc khuyết tật.Tuỳ thuộc vào loại khuôn, mẫu, phương pháp rót ta có thể dùng nhiều phương pháp dúc khác nhau và có các đặc điểm khác nhau. Ta có thể xét các đặc điểm của chúng như sau:Đúc trong khuôn cát.Đúc trong khuôn cát là dạng đúc phổ biến. Khuôn cát là loại khuôn đúc một lần( chỉ đúc một lần rồi phá khuôn). Vật đúc tạo hình trong khuôn cát có độ chính xác thấp, độ bóng bề mặt kém, lượng dư lớn. Thích hợp với vật đúc phức tạp, khối lượng lớn. Không thích hợp cho sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối.Phương pháp đúc trong khuôn cát khó cơ khí hoá và tự động hoá.
Trang 1Lời 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 sâu rộng, đồng thời phải biết vận dụng những kiến thức đó để giải quyết những 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 vận dụng có hiệu quả các phơng pháp thiết kế, xây dựng và quản lý các quá trình chế tạo sản phẩm cơ khí về kỹ thuật sản xuất và tổ chức sản xuất nhằm đạt đợc các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật theo yêu cầu trong điều kiện
và qui mô sản xuất cụ thể Môn học còn truyền đạt những yêu cầu về chỉ tiêu công nghệ trong quá trình thiết kế các kết cấu cơ khí để góp phần nâng cao hiệu quả chế tạo chúng
Đồ án môn học công nghệ chế tạo máy nằm trong chơng trình đào tạo của ngành chế tạo máy thuộc khoa cơ khí có vai trò hết sức quan trọng nhằm tạo cho sinh viên hiểu một cách sâu sắc về những vấn đề mà ng ờ
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 giáo Nguyễn Mạnh Hựng đã giúp em hoàn thành tốt đồ án môn học này
Em xin chân thành cảm ơn
Sinh viên: Đào Văn Thế
Trang 2Trong quá trình làm thõn bơm dầu luôn chịu tải trọng va đập và dao động Mặt làm việc (φ42) luôn chịu ma sát và mài mòn, nhiệt độ làm việc tơng đối cao Tuy nhiên nó không đên mức quá khắc nghiệt bởi nó đợc bôi trơn trong quá trình làm việc.
I.1 Điều kiện kỹ thuật.
Với những đặc điểm về điều kiện làm việc và chức năng của bạc đỡ nhtrên thì yêu cầu kỹ thuật chủ yếu của bạc đỡ là độ đồng tâm giữa mặt ngoài (φ32) và mặt trong (φ15) cũng nh độ vuông góc giữa mặt đầu và đờng tâm lỗ
Cụ thể ta phải đảm bảo:
I.2 Vật liệu chế tạo.
Vật liệu chế tạo thõn bơm dầu là thộp C45
Nếu nh Thép là kim loại có cơ tính tổng hợp cao, có thể chịu tải trọng rất nặng, độ bền cao và độ dai va đập Thì, gang lại là vật liệu có cơ tính không cao, độ bền thấp, độ dẻo và độ dai va đập thấp, có thể coi
là vật liệu giòn Tuy vậy với bạc đỡ làm việc trong điều kiện không quá khắc nghiệt, mặt làm việc luôn chịu ma sát và mài mòn thì gang xám lại
Trang 3có u điểm: trong gang xám có thành phần Grafit có khả năng tự bôi trơn nên làm tăng tính chống mài mòn Hơn nữa, gang là vật liệu khá rẻ, dễ gia công cắt gọt bởi phoi là phoi vụn (do sự có mặt của Grafit), là vật liệu
có tính chảy loãng cao, rất thích hợp cho phơng pháp chọn phôi là phôi
đúc Nếu chọn đợc phơng pháp đúc hợp lý sẽ nâng cao đợc cơ tính của vật liệu
Trang 4Chơng II Chọn phôi và thiết kế bản vẽ lồng phôi
I Chọn phôi:
Thõn bơm dạng tròn xoay, nếu ta chế tạo phôi bằng phơng pháp dập thể tích thì có thể có đợc cơ tính rất cao Tuy nhiên, vật liệu để chế tạo bạc đỡ là gang xám GX15-32 nên ta không thể dùng phơng pháp dập để chế tạo phôi Phơng pháp tạo phôi hợp lý nhất là phôi đúc bởi nó cho một
số u điểm đặc biệt quan trọng mà phơng pháp khác không có đợc:
- Phôi không bị nứt, vỡ khi chế tạo
- Sản xuất linh hoạt nên giá thành rẻ
- Giá thành tạo khuôn rẻ
- Ngoài ra, nếu chọn đợc phơng pháp đúc hợp lý sẽ cho vật đúc cơ tính cũng rất cao
Bên cạnh đó, nó có một số nhợc điểm:
- Lợng d lớn
- Độ chính xác của phôi không cao
- Năng suất thấp
- Phôi dễ mắc khuyết tật
Tuỳ thuộc vào loại khuôn, mẫu, phơng pháp rót ta có thể dùng nhiều phơng pháp dúc khác nhau và có các đặc điểm khác nhau Ta có thể xét các đặc điểm của chúng nh sau:
Trang 5I.1 Đúc trong khuôn cát.
Đúc trong khuôn cát là dạng đúc phổ biến Khuôn cát là loại khuôn
đúc một lần( chỉ đúc một lần rồi phá khuôn) Vật đúc tạo hình trong khuôn cát có độ chính xác thấp, độ bóng bề mặt kém, lợng d lớn Thích hợp với vật đúc phức tạp, khối lợng lớn Không thích hợp cho sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối
Phơng pháp đúc trong khuôn cát khó cơ khí hoá và tự động hoá
I.2 Đúc trong khuôn kim loại.
Đúc trong khuôn kim loại có thể thực hiện việc điền đầy kim loại theo nhiều cách:
• Rót tự do:
Thích hợp cho sản xuất hàng loạt lớn, vật đúc nhỏ, trung bình, cấu tạo đơn giản Vật đúc có cơ tính cao, dùng đúc các vật liệu khác nhau Tuy nhiên hạn chế đúc gang xám
• Điền đày kim loại đới áp lực:
Sản xuất hàng loạt lớn, hàng khối Vật đúc nhỏ, đơn giản Đúc vật
đúc yêu cầu chất lợng cao, thích hợp cho cả vật liệu có nhiệt độ nóng chảy thấp
Phơng pháp đúc trong khuôn kim loại dễ cơ khí hoá và tự động hoá, giá thành sản xuất đúc cao hơn so với đúc trong khuôn kim loại Tuy vậy, với sản lợng hợp lý thì giá thành xản xuất sẽ không cao
I.3 Đúc ly tâm.
Trang 6Dùng trong sản xuất hàng loạt nhỏ và vừa, vật đúc tròn xoay, rỗng Không dùng cho vật liệu có thiên tích lớn Cơ tính vật đúc không đều.
I.4 Đúc liên tục.
Dùng trong sản xuất hàng loạt Vật đúc có dạng thỏi hoặc ống, có thiết diện không đổi trên suốt chiều dài, độ dài lớn Vật đúc có mặt ngoài
và mặt trong đạt chất lợng cao, không cần gia công
Trang 7I.5 Đúc trong khuôn vỏ mỏng
Dùng trong sản xuất hàng loạt, vật đúc nhỏ và trung bình Chế tạo vật đúc có chất lợng cao, kim loại quý, lợng d gia công nhỏ Tuy vậy, giá thành sản xuất đúc là rất lớn
Xuất phát từ những đặc điểm về sản xuất và kết cấu của chi tiết bạc
đỡ: dạng sản xuất hàng loạt lớn, Vật liệu gang xám GX15-32, vật đúc tròn xoay, kết cấu không phức tạp, yêu cầu chất lợng cao, năng suất cao
ở đây ta chọn phơng pháp tạo phôI là phơng pháp đúc trong khuôn cỏt
đầy kim loại bằng phơng pháp rót áp lực
Bản vẽ khuôn đúc đựơc vẽ sơ lợc nh sau:
Trang 8II thiết kế bản vẽ lồng phôi.
Bản vẽ lồng phôi đợc xây dựng trên cơ sở lợng d và sai lệch về kích thớc của chi tiết đúc
Từ phơng pháp chế tạo phôi đã chọn trên, ta có thể xác định đợc ợng d và sai lệch về kích thớc cho chi tiết đúc nh sau:
l Lợng d gia công về kích thớc phôi
Vật đúc nhận đợc từ các mẫu gỗ, dùng khuôn kim loại dễ tháo lắp
và sấy khô Do vậy cấp chính xác chi tiết đúc nhận đợc là cấp chính xác II
Theo bảng 3-95 trang 252(Sổ tay CNCTM) ta có lợng d về kích thớc phôi:
+ Với những kích thớc ≤ 50mm: lợng d đạt đợc là 2,5mm
+ Với những kích thớc 50≤ L ≤ 120mm: lợng d đạt đợc là 4mm
- Sai lệch cho phép về kích thớc phôi
Theo bảng 3-98 trang 253 (Sổ tay CNCTM) ta có:
+ Với những kích thớc ≤ 50mm sai lệch cho phép: ±0,5mm
+ Với những kích thớc 50≤ L ≤ 120mm sai lệch cho phép: ±0,8mm
- Sai lệch cho phép về trọng lợng phôi: 7%
Từ đây ta có thể vẽ đợc bản vẽ lồng phôi cho chi tiết đúc
Trang 10ch¬ng ba thiÕt kÕ nguyªn c«ng
I nguyªn c«ng I: tiÖn mÆt ®Çu, , mÆt ngoµi bÝch vµ mÆt ngoµi φ30
1.3 Chän dao: dïng dao tiÖn ®Çu g¾n m¶nh hîp kim cøng BK8
- TiÖn mÆt ®Çu: Dao th©n cong, kÝch thíc dao 25x16x45o
- TiÖn ngoµi: Dao th©n th¼ng, kÝch thíc dao 25x16x45o
1.4 Lîng d gia c«ng:
1.4.1 TiÖn mÆt ®Çu:
Trang 11Gia c«ng hai lÇn víi lîng d:
+ tiÖn th«: Zb=1,2(mm)
+ TiÖn tinh: Zb= 0,8(mm)
1.4.2 TiÖn mÆt ®Çu bÝch:
Gia c«ng mét lÇn c¾t hÕt lîng d: Zb=1,25(mm)
1.4.3 TiÖn mÆt trô ngoµi vµ mÆt ngoµi bÝch:
Gia c«ng hai lÇn c¾t hÕt lîng d: + tiÖn th«: 2Zb=3(mm)
Trang 12Theo bảng 5-72 trang 64 (Sổ tay CNCTM) ta có:
- lợng chạy dao cho tiện mặt đầu: S = 0,2 (mm/vòng)
Vào gần tâm (khoảng 0,5 bán kính), lợng chạy dao S = 0,1(mm/vòng)
- Tiện mặt đầu bích: S=0,3 (mm/vòng)
Theo bảng 5-65 trang 57 (Sổ tay CNCTM) ta có:
- lợng chạy dao cho tiện mặt ngoài:
Tiện thô: + Mặt ngoài φ30: S= 0,4 (mm/vòng)
+ Mặt ngoài bích: S= 1 (mm/vòng)
Tiện tinh: S = 0,5(mm/vong)
1.5.3 Tốc độ cắt:
a Tiện mặt đầu và mặt đầu bích:
Tốc độ cắt đựơc tra theo bảng 5-74 trang 57 (Sổ tay CNCTM)
• Tiện mặt đầu: Vb= 59(m/ph)
⇒ Vt = Vb K1.K2.K3
Trong đó:
- K1: Hệ số phụ thuộc độ cứng chi tiết K1=0,83
- K2: Hệ số phụ thuộc trạng thái bề mặt K2=0,8
- K3: Hệ số phụ thuộc tuổi bền của dao Với dao BK8 thì K3=1
⇒ Vt = 59 0,83 0,8 1 = 39,176 (m/ph)
⇒ nt = 389 , 69 ( / ).
30
1000 176 , 39
1000
.
ph v D
V t
=
= π π
Trang 13chän theo m¸y cã: nm= 400 (v/ph).
1000
30 400 1000
.
ph m D
1000 536 , 32
1000
.
ph v D
V t
=
= π π
chän theo m¸y cã: nm= 160 (v/ph)
1000
70 160 1000
.
ph m D
1000 632 , 91
1000
.
ph v D
V t
=
= π π
chän theo m¸y cã: nm= 960 (v/ph)
1000
30 960 1000
.
ph m D
Trang 14⇒ Vt = 156 0,83 0,8 1 = 103,584 (m/ph).
30
1000 584 , 103
1000
.
ph v D
V t
=
= π π
chän theo m¸y cã: nm= 1000 (v/ph)
1000
30 1000 1000
.
ph m D
1000 408 , 64
1000
.
ph v D
V t
=
= π π
chän theo m¸y cã: nm= 310 (v/ph)
1000
70 310 1000
.
ph m D
1000 584 , 103
1000
.
ph v D
V t
=
= π π
chän theo m¸y cã: nm= 480 (v/ph)
1000
70 480 1000
.
ph m D
n
Trang 151.5.4 Công suất cắt.
Để đảm bảo công suất máy đạt yêu cầu Ta chỉ cần tra công suất cắt cho bớc nguyên công có công suất cắt lớn nhất
Ta thấy, ở nguyên công I, bớc Tiện mặt ngoài bích là có khả năng
cho công suất cắt cao nhất
Theo bảng 5-69 trang 61(Sổ tay CNCTM) Ta có công suất cắt cho bớc nguyên công này nh sau: NC = 1,2 (KW)
Nh vậy thực hiện nguyên công trên máy T620 đã đảm bảo công suất cắt
II Nguyên công II :Tiện lỗ.
1.1 Định vị:
Thứ tự bớc công nghệ để thực hiện hai nguyên công này nh sau:
Nguyên công II: Gia công bóc vỏ hết chiều dài của phần mặt ngoài φ28 và
Trang 161.2 Chọn máy: Thực hiện trên máy tiện T620.
1.3 Chọn dao : Dao tiện đầu gắn mảnh hợp kim cứng BK8
- Tiện mặt đầu: Dao thân cong, kích thớc dao 25x16x45o
- Tiện ngoài: Dao thân thẳng, kích thớc dao 25x16x45o
Vậy lợng d cần gia công khi tiện bóc vỏ là: 2Zb = 1,2(mm)
Lợng d còn lại cần cắt bỏ sau tiện bóc vỏ để gia công mặt φ28 là: 2Zb = 3,3Thứ tự bớc nguyên công để gia công nốt lợng du này là:
- Tiện bán tinh: 2Zb = 1,2(mm)
Trang 171000 584 , 103
1000
.
ph v D
V t
=
= π π
chän theo m¸y cã: nm= 1000(v/ph)
1000
32 1000 1000
.
ph m D
Trang 18⇒ Vt = Vb K1.K2.K3.
⇒ Vt = 138 0,83 0,8 1 = 91,632(m/ph)
⇒ nt = 1041 , 69 ( / ).
28
1000 632 , 91
1000
.
ph v D
V t
=
= π π
chän theo m¸y cã: nm= 1000(v/ph)
1000
28 1000 1000
.
ph m D
1000 584 , 103
1000
.
ph v D
V t
=
= π π
chän theo m¸y cã: nm= 1250(v/ph)
1000
28 1250 1000
.
ph m D
Trang 19• Chiều sâu cắt: Chiều sâu cắt lấy bằng lợng d gia công theo một phía của
Theo bảng 5-69 trang 61(Sổ tay CNCTM) Ta có công suất cắt tối
đa cho bớc nguyên công này là: NC = 1,2 (KW)
Nh vậy thực hiện nguyên công trên máy T620 đã đảm bảo công suất cắt
Trang 20III Nguyªn c«ng IV:Nhiêt luyện
to
Ta T3 T2
T1 0
to = 750 - 950 ° °
*Nguyên công 6:Kiểm tra
-Sơ đồ gá đặt:
Trang 22Ko:là hệ số an toàn trong mọi trờng hợp , lấy Ko=1,5
K1:là hệ số kể đến lợng d không đều ,khi khoan lấy K2=1,2
K2:là hệ số kể đến dao cùn làm tăng lực cắt ,lấy K2=1,5
K3:là hệ số kể đến lực cắt không liên tục , lấy K3=1
K4:là hệ số kể đến nguồn sinh lực , kẹp chặt bằng tay lấy K4=1,3
K5:là hệ số kể đến vị trí tay quay khi kẹp , lấy K5=1,2
K6:là hệ số kể đến tính chất tiếp xúc , lấy K6=1
⇒ K = 1,5 1,2 1,5 1 1,3 1,2 1 = 4,212
⇒ W ≥ 4 , 212 2633 , 67
16 45 , 0
94 , 6
Trang 23⇒ Q =
25
) 25 30 (
3 ,
Cơ cấu kẹp chặt đồ gá lên bàn máy là Bulông và đai ốc Thân đồ gá đợc chọn theo kết cấu nh bản vẽ lắp , thân đợc chế tạo bằng gang
1.6 Xác định sai số đồ gá:
Sai số chế tạo đồ gá cho phép theo yêu cầu của nguyên công để quy
định điều kiện kĩ thuật chế tạo và lắp ráp đồ gá
Nh vậy ta có:
• Sai số gá đặt cho phép :
εεεεε
=
2
1 5
1
2 2 2 2 2
gd ctlr
ld m k c gd
c ld m k gd
Trang 24Do chuẩn định vị trùng gốc kích thớc nên có: εc=0
εgđ: là sai số gá đặt, theo bảng 7-3 sổ tay & atlat đồ gá ta có εgđ=80àmvậyεctlr = [ ]εgd 2 −εk2 −εm2 −εld2 −εc2 = 802 −02 −18,92 −102 −02 =77 àm
1.7 Yêu cầu kỹ thuật của đồ gá:
- Độ không song song giữa mặt phiến tỳ và mặt đáy không quá 0,077 (mm)
- Độ không vuông góc giũa đờng tâm bạc dẫn hớng với mặt đáy gá không lớn hơn 0,077mm
IV nguyên công VIIi:
Dao khoan và khoét đầu gắn mảnh hợp kim cứng
- Dao khoan đuôi côn: 250x170
- Dao khoét chuôi côn: 160x80
1.4 Lợng d gia công:
Trang 25- K1: Hệ số phụ thuộc độ cứng chi tiết K1=1 (bảng 5-1 đến 5-4)
- K2: Hệ số phụ thuộc vật liệu dụng cụ cắt K2=0,83.(bảng 5-6)
- K3: Hệ số phụ thuộc chiều sâu khoan K3=1(bảng 5-31)
⇒ Vt = 35,5 1 0,83 1 = 29,465 (m/ph)
5 , 8
1000 465 , 29
1000
.
ph v D
V t
=
= π π
Trang 26⇒ 27 , 1 ( / ).
1000
5 , 8 1015 1000
.
ph m D
- K1: Hệ số phụ thuộc độ cứng chi tiết K1=1 (bảng 5-1 đến 5-4)
- K2: Hệ số phụ thuộc vật liệu dụng cụ cắt K2=0,83.(bảng 5-6)
- K3: Hệ số phụ thuộc chiều sâu khoét K3=1.(bảng 5-31)
⇒ Vt =86 1 0,83 1 = 71,38 (m/ph)
⇒ nt = 1747 , 76 ( / ).
13
1000 38 , 71
1000
.
ph v D
V t
=
= π π
chọn theo máy có: nm= 2000(v/ph)
1000
13 2000 1000
.
ph m D
n
Trang 27
chơng IV tính thời gian nguyên công
Thời gian gia công cơ bản (T0) là thời gian cần thiết để biến đổi trực tiếp hình dạng, kích thớc và tính chất cơ lý của chi tiết
Thời gian gia công cơ bản đợc tính theo công thức:
n S
L L L T
.
2 1 0
+ +
Trong đó:
L- Chiều dài bề mặt gia công (mm)
L1- Chiều dài ăn dao (mm)
L2 - Chiều dài thoát dao(mm)
S: Lợng chạy dao vòng (mm/vòng)
n: Số vòng quay hoặc số hành trình kép trong một phút
Tuỳ từng sơ đồ gia công ta có công thức tính cụ thể trong bảng 27ữ32 trang 55 (HDTKĐACN)
1.1 Tiện mặt đầu.
n S
L L L T
.
2 1 0
+ +
) ( 17 2
5 , 1 ) 2 5 , 0
tg tg
t
ϕ
Trang 28Sth«= Stinh= 0,2(mm/phót).
nth«= ntinh = 400 (v/ph)
400 2 , 0
3 2 17
= + +
(phót)
1.2 TiÖn mÆt ®Çu bÝch.
n S
L L L T
.
2 1 0
+ +
) ( 19 2
32 70
d D
) ( 2 ) 2 5 , 0 ( 60
625 , 0 ) 2 5 , 0
tg tg
,
0
3 2
19+ + = (phót).
1.3 TiÖn mÆt ngoµi φ30.
n S
L L T
.
1 0
Trang 29⇒ T0 th« = 0 , 096
960 4 ,
0
2
1000 5 , 0
2
35+ = (phót).
1.4 TiÖn mÆt ngoµi bÝch φ70.
n S
L L L T
.
2 1 0
+ +
2 2
480 5 , 0
2 2 17
= + +
(phót)
1.5 TiÖn bãc vá mÆt ngoµi φ66µ φ54
n S
L L T
.
1 0
2
60+ = (phót).
Trang 30tài liệu tham khảo
1- Pgs-Pts - Trần Văn Địch
Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy – NXB KH&KT-1999
2- Nguyễn Đắc Lộc; Lê Văn Tiến; Ninh Đức Tốn
Sổ tay công nghệ chế tạo máy 2 tập – NXB KH&KT - 2001
3- Lê Văn Tiến; Trần Văn Địch; Trần Xuân Việt
Đồ gá cơ khí hoá và tự động hoá - NXB KH&KT – 2000.