thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết vỏ bơm bánh răng

Là một ngành ra đời từ lâu với nhiệm vụ là thiết kế và chế tạo ra các loại máy móc phục vụsản xuất cho các ngành công nghiệp khác do vậy đòi hỏi người kĩ sư, cán bộ ngành cơkhí phải nắm

Trang 1

Lời nói đầu

rong những năm gần đây chúng ta đã chứng kiến sự phát triển mạnh mẽ củacác ngành công nghiệp nói chung và của ngành cơ khí nói riêng Là một ngành

ra đời từ lâu với nhiệm vụ là thiết kế và chế tạo ra các loại máy móc phục vụsản xuất cho các ngành công nghiệp khác do vậy đòi hỏi người kĩ sư, cán bộ ngành cơkhí phải nắm chắc kiến thức về ngành cơ khí đồng thời không ngừng trau rồi và nângcao kiến thức để có thể giải quyết các vấn đề gặp phải trong thực tiễn sản xuất

T

Trong chương trình đào tạo kĩ sư cơ khí của Trường Đại học Công Nghiệp HàNội, sinh viên được trang bị những kiến thức cơ bản của ngành cơ khí trong suốt thờigian học tập tại trường qua các môn học như: nguyên lí máy, dung sai và kĩ thật đo,chi tiết máy, máy cắt kim loại, cơ sở thiết kế máy công cụ, công nghệ chế tạo máy

Đồ án công nghệ chế tạo máy là một trong những đồ án có tầm quan trọng đối với sinhviên ngành cơ khí, giúp sinh viên tổng hợp và cụ thể hóa những kiến thức đã được họctại trường, làm quen với cách sử dụng tài liệu, sổ tay, các tiêu chuẩn Đồng thời giúpsinh viên có khả năng kết hợp, so sánh những kiến thức lí tuyết đã được học với thựctiễn sản xuất Mặt khác khi thiết kế đồ án sinh viên có khả năng phát huy tối đa tínhđộc lập sáng tạo để giải quyết các vấn đề gặp phải trong quá trình giải quyết một vấn

đề công nghệ cụ thể

Qua một thời gian tìm hiểu với sự hướng dẫn tận tình của thầy Hoàng Tiến Dũng em đã hoàn thành đồ án công nghệ chế tạo máy được giao Tuy nhiên do kiến

thức còn hạn chế nên trong quá trình làm đồ án không tránh khỏi những sai sót do vậy

em rất mong nhận được sự chỉ bảo tậm tình từ các thầy cô trong bộ môn và đặc biệt là

thầy Hoàng Tiến Dũng giúp em có thể hoàn thiện hơn đồ án của mình Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn thầy Hoàng Tiến Dũng đã tận tình hướng dẫn em trong quá

trình hoàn thiện đồ án này

Hà Nội, tháng 12 năm 2013 SV: TRỊNH ĐÌNH DƯƠNG

Trang 2

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

………

……….

………

Giáo viên hướng dẫn

(Kí tên)

Trang 3

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

Chương 1: Phân tích chức năng làm việc, tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết

Chi tiết vỏ bơm bánh răng

I Chức năng làm việc của chi tiết

Dựa vào bản vẽ chi tiết ta thấy chi tiết vỏ bơm bánh răng là chi tiết dạng hộp có cácthành, vách Chức năng chủ yếu là che chắn, bảo vệ cho các chi tiết bên trong

Vỏ bơm bánh răng thuộc chi tiết dạng hộp là một trong những bộ phận quan trọng cấutạo nên bơm bánh răng Nhờ có các lỗ bên trong mà ta có thể lắp các trục trên đó Trêncác trục lắp các bánh răng để khi hoạt động chất lỏng trong các rãnh răng theo chiềuquay của các bánh răng vận chuyển từ khoang hút đến khoang đẩy vòng theo vỏ bơm

Bề mặt lắp ghép trên vỏ bơm bánh răng được gia công đạt độ chính xác cao để khi lắpghép có tác dụng ngăn không cho chất lỏng bên trong rò rỉ ra bên ngoài

Trang 4

Yêu cầu kĩ thuật cơ bản

- Độ không phẳng của bề mặt chính (bề mặt đáy A) là 0,05 mm trên toàn bộ chiều dài,

độ nhám bề mặt Ra = 1,25

- Độ không vuông góc giữa mặt A và tâm lỗ ϕ24 là 0,02 mm trên 100 mm bán kính

- Kích thước các lỗ ϕ24 được gia công đạt cấp chính xác 7 – 9, độ nhám bề mặt

Ra = 1,25

- Dung sai độ tròn của các lỗ ϕ24 là 0,03 mm

- Dung sai độ song song của các tâm lỗ ϕ24 là 0,1 mm

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

Từ bản vẽ chi tiết ta thấy:

- Chi tiết có nhiều lỗ và bề mặt phải gia công trong đó có nhiều bề mặt yêu cầu độchính xác cao

- Vỏ hộp có đủ độ cứng vững để khi gia công không bị biến dạng, có thể dùng chế độcắt cao đạt năng suất cao

- Các bề mặt làm chuẩn có đủ diện tích nhất định để cho phép thực hiện nhiều nguyêncông khi dùng bề mặt đó làm chuẩn và đảm bảo thực hiện quá trình gá đặt nhanh

- Chi tiết vỏ bơm bánh răng được chế tạo bằng phương pháp đúc, kết cấu tương đốiđơn giản tuy nhiên khi gia công các lỗ vít, lỗ định vị và lỗ lắp bánh răng ϕ24cần phảigia công chính xác đảm bảo các yêu cầu kĩ thuật

Chương 2: Thiết kế sơ bộ phương án công nghệ

N – Số chi tiết được sản xuất thực tế trong một năm

N0 – Số sản phẩm được sản xuất theo đơn đặt hàng (8000 chiếc/năm)

Trang 5

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

α - Tỉ lệ % phế phẩm trong quá trình sản xuất α = (3 ÷ 6)% Chọn α = 5%

β – Tỉ lệ % số chi tiết chế tạo thêm để dự trữ β = (5 ÷ 7)% Chọn β = 6%

Vậy N = 8000.1.(1+ ).(1+ ) = 8904 (chi tiết/năm)

Xác định trọng lượng của chi tiết

Để tính trọng lượng chi tiết một cách chính xác nhất cùng với việc ứng dụng côngnghệ hiện nay ta có thể xác định được trọng lượng của chi tiết nhờ vào phần mềm ứngdụng thiết kế sản phẩm cơ khí 3D (SolidWorks)

Ở đây vật liệu chế tạo chi tiết là GX 15-32 có trọng lượng riêng γ = (6,8 ÷ 7,4) kg/dm3Chọn γ = 7 kg/dm3 = 0,007 g/mm3 khi đó phần mềm sẽ tự động tính toán cho ta khốilượng của chi tiết

Đoạn chương trình tính toán khối lượng chi tiết sử dụng phần mềm SolidWorrks

Mass properties of chi tiết 3D ( Part Configuration - Default )

Output coordinate System: default

Density = 0.01 grams per cubic millimeter

Mass = 1696.42 grams

Volume = 242346.10 cubic millimeters

Surface area = 51212.92 millimeters^2

Center of mass: (millimeters) X = 0.00 Y = -5.82 Z = 8.19

Principal axes of inertia and principal moments of inertia: (grams * square millimeters) Taken

at the center of mass Ix = (-0.00, 1.00, 0.07) Px = 1260905.40 Iy = (-1.00, -0.00, 0.00) Py =1852269.59 Iz = (0.00, -0.07, 1.00) Pz = 2790370.92

Moments of inertia: (grams * square millimeters) Taken at the center of mass and alignedwith the output coordinate system Lxx = 1852269.59Lxy = -24.35Lxz = -18.85 Lyx =-24.35Lyy = 1267473.52Lyz = 100012.89 Lzx = -18.85Lzy = 100012.89Lzz = 2783802.80Moments of inertia: (grams * square millimeters) Taken at the output coordinate system Ixx

= 2023441.77Ixy = -27.04Ixz = -15.07 Iyx = -27.04Iyy = 1381149.75Iyz = 19167.84 Izx =-15.07Izy = 19167.84Izz = 2841298.74

Trang 6

Dựa vào kết quả tính toán ta có trọng lượng chi tiết là 1,7 kg

- Dựa vào bảng 2.2 Hướng dẫn thiết kế đồ án môn học công nghệ chế tạo máy với sảnlượng 8904 (chi tiết/năm) và trọng lượng chi tiết 1,7 kg ta chọn dạng sản xuất hàngloạt lớn

II Chọn phương pháp chế tạo phôi.

Đậu rót lỗ thoát khí đậu ngót

- Vật liệu chế tạo phôi là GX 15-32 trong điều kiện sản xuất của nhà máy cơ khí hiệnnay ta chọn phương pháp chế tạo phôi là phương pháp đúc

- Chọn phương pháp đúc trong khuôn cát với CCX 2, làm khuôn bằng máy Sau khiđúc cần có nguyên công làm sạch và cắt ba via

A A

B A

Trang 7

Bản vẽ lồng phôi

III Thiết kế sơ bộ quy trình công nghệ gia công chi tiết

1 Xác định đường lối công nghệ

Sau khi phân tích kết cấu của chi tiết, dạng sản xuất là loạt lớn và trong điều kiện sảnxuất ở nước ta hiện nay, ta chọn phương án phân tán nguyên công sử dụng nhiều đồ gáchuyên dùng để gia công trên các máy vạn năng thông dụng

2 Tính toán và lập quy trình công nghệ gia công chi tiết

- Nguyên công chế tạo phôi

+ Chế tạo phôi bằng phương pháp đúc trong khuôn cát

+ Ủ và làm sạch phôi: sau khi đúc phôi phải được ủ để khử bỏ ứng suất dư sau đó phảiđược làm sạch, cắt bavia trước khi gia công cơ

Từ sự phân tích trên ta có thể thấy các nguyên công chủ yếu để gia công

Nguyên công 1: Chế tạo phôi

Nguyên công 2: Phay mặt phẳng đáy

Nguyên công 3: Khoan 2 lỗ bắt bulông

Nguyên công 4: Phay mặt trên

Nguyên công 5: Phay bề mặt C

Nguyên công 6: Khoan, khoét 8 lỗ bậc ϕ9, ϕ14

Nguyên công 7: Khoan khoét 2 lỗ ϕ9, khoét doa 2 lỗ ϕ11

Nguyên công 8: Phay rãnh bán nguyệt và rãnh vuông mặt đáy

Nguyên công 9: Phay rãnh bán nguyệt mặt đáy

Nguyên công 10: Khoét 2 lỗ ϕ24, doa 2 lỗ ϕ24

Nguyên công 11: Khoét lỗ ϕ36, ϕ38

Nguyên công 12: Phay 2 rãnh bắt bu lông

Nguyên công 13: Kiểm tra

Trang 8

Chương 3: Tính lượng dư gia công cho một bề mặt và tra lượng

dư cho các bề mặt còn lại

I Tính lượng dư gia công cho bề mặt lỗ ϕ24

Quy trình công nghệ gồm 3 bước: khoét thô, doa thô và dao tinh

Lượng dư gia công được xác định theo công thức

Trang 9

Giá trị sai lệch được tính theo công thức :

Như vậy sai lệch không gian tổng cộng là :

Bước Khoét :

Sai lệch không gian còn lại sau khi khoét là: ρ1 = k ρphôi (k = 0,05 )

Sai lệch không gian còn lại sau khi doa thô là: ρ2 = k ρ1 ( k = 0,4 )

 ρ2= 0,4.14,72 = 5,888 µmSai số gá đặt còn lại ở nguyên công khoét thô là:

= 0,05 = 0,05.110 = 5,5 µmSai số gá đặt còn lại ở nguyên công doa thô là:

Trang 10

=0,4 = 0,4.5,5 = 2,2 µm

Lượng dư gia công nhỏ nhất:

= 231,4 µm

• Bước doa tinh :

Lượng dư gia công nhỏ nhất :

= 82,6 µmVới : Dung sai khoét thô =90µm, dung sai doa thô =50µm, dung sai doa tinh

=20µm, dung sai phôi =2000µm

Sau doa tinh : dmax = 24,02 mm dmin= 24,02 - 0,02 = 24 mm

Sau doa thô : dmax = 23,9374 mm dmin= 23,9374 – 0,05 = 23,8874 mm

Sau khoét thô: dmax = 22,706 mm dmin= 22,706 - 0,09 = 22,616 mm

Kích thước của phôi: dmax = 20,878 mm dmin= 22,706 - 2 = 20,706 mm

Lượng dư giới hạn:

+ Khi doa tinh

2Zmin = 24,02 – 23,9374 =0,0826 = 82,6 µm 2Zmax = 24-23,8874 = 0,11 mm = 112,6µm

Trang 11

+ Khi doa thô

2Zmin = 23,9374 – 23,706 = 0,2314mm = 241,4µm2Zmax = 23,8874 – 23,616 = 0,2714mm = 281,4µm + Khi khoét thô

2Zmin = 22,706 - 20,878 =1,828 mm =1828 µm2Zmax = 22,616 – 20,706 = 1,91 mm =1910 µmLượng dư tổng cộng :

dmm

2Zminmm

2Zmaxmm

thô 10 25 5,888 5,5 120,7 23,9374 50 23,8874 23,9374 241,4 281,4Doa

II Tra lượng dư gia công cho các bề mặt còn lại

Trang 12

Tra bảng 3.95 sổ tay CNCTM I ta có lượng dư cho các bề mặt còn lại

- Lượng dư gia công mặt đáy là 4 mm

- Lượng dư gia công bề mặt trên là 5 mm

- Lượng dư gia công mặt đầu lỗ ϕ9 bắt bu lông là 5 mm

Chương 4: Thiết kế nguyên công

Phần 1: Tính chế độ cắt cho các nguyên công

I Nguyên công 2: Phay mặt phẳng đáy

1 Định vị và kẹp chặt

Chi tiết được định vị

- Trên 2 phiến tỳ hạn chế 3 bậc tự do

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

- Chi tiết được kẹp chặt bằng khối V cố định và khối V di động

 Chọn máy phay đứng 6H12 có đặc điểm sau:

- Mặt làm việc của bàn máy có kích thước 320 x 1250 mm2

- Công suất động cơ N = 7 Kw, hiệu suất η = 0,75

Trang 13

- Tốc độ trục chính 18 cấp: 30; 37,5; 47,5; 60; 75; 95; 118; 150; 190; 235; 300; 375; 475; 600; 750; 950; 1180; 1500.

 Chọn dao: theo bảng 4.2 Sổ tay CNCTM I chọn vật liệu dao là BK8

Tra bảng 4.94 sổ tay CNCTM I ta có các thông số của dao như sau

a Bước phay thô

- Chiều sâu cắt t = 2 mm (Bằng cả lượng dư ở bước phay thô)

- Lượng chạy dao răng khi phay thô

Theo bảng 5.125 sổ tay CNCTM II ta chọn Sz = 0,22 (mm/răng)

- Lượng chạy dao vòng Sv = Sz.Z = 0,22.10 = 2,2 mm/vòng

Trang 14

Theo thuyết minh máy chọn Sp = 475 mm/p

- Tốc độ cắt thực tế

b Bước phay tinh (R a = 1,25)

- Chiều sâu cắt t = 1 mm

- Lượng chạy dao răng: Sz = 0,28 mm/răng (bảng 5.125 sổ tay CNCTM II)

Trang 15

Bảng chế độ cắt

II Nguyên công 3: Khoan 2 lỗ bắt bu lông

Chi tiết gia công được định vị

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

- Chi tiết được kẹp chặt bằng khối V cố định và khối V di động

180 252

 -Chọn máy khoan cần 2A55

- Công suất đầu khoan N = 4,5 Kw, hiệu suất η=0,8

Trang 16

- L = 260 mm

- Chiều dài phần làm việc của mũi khoan l = 180 mm

- Vật liệu chế tạo mũi khoan là thép gió P18

3 Chế độ cắt

- Chiều sâu cắt t = = = 6 mm

- Lượng chạy dao vòng

Tra bảng 5.25 sổ tay CNCTM II ta chọn Sv = 0,34 mm/vòng

Theo thuyết minh máy ta chọn Sv = 0,4 mm/vòng

- Tốc đô cắt: chọn V = 40 m/ph (Bảng 5.90 sổ tay CNCTM II)

- Tốc độ cắt tính toán Vt = Vb.k1.k2

Trong đó

+ k1: hệ số phụ thuộc vào chu kì bền của mũi khoan k1 = 1

+ k2: hệ số phụ thuộc vào chiều sâu của mũi khoan k2 = 1

 Vt = 40.1.1 = 40 m/phót

- Số vòng quay của trục chính theo tính toán

Theo thuyết minh máy chọn n = 950 (v/ph )

Trang 17

III Nguyên công 4: Phay bề mặt trên

2 Chọn máy và dụng cụ cắt

- Tốc độ trục chính 18 cấp: 30; 37,5; 47,5; 60; 75; 95; 118; 150; 190; 235; 300; 375; 475; 600; 750; 950; 1180; 1500

Trang 18

Trang 20

- Tốc độ trục chính 18 cấp: 30; 37,5; 47,5; 60; 75; 95; 118; 150; 190; 235; 300; 375; 475; 600; 750; 950; 1180; 1500

Trang 21

Trang 22

- K 2 : HÖ sè phô thuéc vµo tr¹ng th¸i bÒ mÆt ph«i K 2 = 0,8 ,Tra b¶ng 5.5STCNCTM T2

- K 3 : HÖ sè phô thuéc vµo tuæi bÒn cña dao , K 3 = 0,83, Tra b¶ng 5.6STCNCTM T2

Trang 23

180 230

2 Chọn máy và dụng cụ cắt

- Công suất máy N = 4,5 Kw, hiệu suất η=0,8

 Chọn dụng cụ cắt

- Chọn vật liệu cho mũi khoan, mũi khoét là thép gió P18

- Chọn mũi khoan ruột gà đuôi côn

- Chọn mũi khoét đuôi côn

Trang 24

- Tốc độ cắt V được tính theo công thức V =

Với S = 0,22 < 0,3 tra bảng 5.28 sổ tay CNCTM II ta có các hệ số

Cv = 14,7 ; q = 0,25 ; m = 0,125 ; y = 0,55

+ Tuổi bền của dao T = 35 phút ( Bảng 5.30 sổ tay CNCTM II)

+ Hệ số Kv = Kmv.kuv.Klv

Trong đó

kmv = 1 (hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công, bảng 5.1 sổ tay CNCTM II)

kuv = 0,83 (hệ số phụ thuộc vào dụng cụ cắt, bảng 5.6 sổ tay CNCTM II)

klv = 1(hệ số phụ thuộc vào chiều sâu cắt, bảng 5.31 sổ tay CNCTM II)

Trang 25

So sánh với công suất máy Nc < Nm.0,8 = 4,5.0,8 = 3,6

Vậy máy 2A55 đủ công suất để khoan lỗ có đường kính 9 mm

b Khoét 8 lỗ ϕ14

- Chiều sâu cắt t = (14-9)/2 = 2,5 mm

- Lượng chạy dao Sv = 0,8 mm/vòng (Bảng 5-26 sổ tay CNCTMT2 )

Theo thuyết minh máy chộn Sv = 0,79 mm/vòng

- Tốc độ cắt được tính theo công thức

kmv = 1 (hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công, bảng 5.1 sổ tay CNCTM II)

kuv = 0,83 (hệ số phụ thuộc vào dụng cụ cắt, bảng 5.6 sổ tay CNCTM II)

klv = 1 (hệ số phụ thuộc vào chiều sâu cắt, bảng 5.31 sổ tay CNCTM II)

Trang 26

So sánh với công suất máy Nc < Nm.0,8 = 4,5.0,8 =3,6

Vậy máy 2A55 đủ công suất để khoét lỗ có đường kính 14 mm

Trang 27

Bảng chế độ cắt

VI Nguyên công 7: Khoan, khoét 2 lỗ ϕ9; khoét, doa 2 lỗ ϕ11

- Chốt trụ ngắn và chốt trán hạn chế các bậc tự do còn lại

- Chi tiết được kẹp chặt bằng đòn kẹp liên động

- Ta sử dụng thêm chốt tỳ phụ để tăng độ cứng vững trong quá trình khoan

B

15 20

215 275

- Công suất máy N = 4,5 Kw, hiệu suất η=0,8

 Chọn dụng cụ cắt

- Chọn vật liệu cho mũi khoan, mũi khoét là thép gió P18

- Chọn mũi khoan ruột gà đuôi côn

Trang 28

- Chọn mũi khoét đuôi côn

- Chọn mũi doa thép gió răng liền

- Lượng chạy dao vòng Sv = 0,24 mm/vòng (bảng 5.25 sổ tay CNCTM II)

Theo thuyết minh máy ta chọn Sv = 0,28 mm/vòng

- Tốc đô cắt: V = 40 m/ph (bảng 5.90 sổ tay CNCTM II)

- Tốc độ cắt tính toán Vt = Vb.k1.k2

Trong đó

+ k1: hệ số phụ thuộc vào chu kì bền của mũi khoan k1 = 1

+ k2: hệ số phụ thuộc vào chiều sâu của mũi khoan k2 = 1

 Vt = 40.1.1 = 40 m/phót

- Số vòng quay của trục chính theo tính toán

Theo thuyết minh máy chọn n = 1500 ( v/ph )

Như vậy tốc độ cắt thực tế là

- Lượng chạy dao phút

Sp = n.Sv = 1500.0,28 = 420 mm/phút

Trang 29

 Khoét

- Chiều sâu cắt t =(9-8)/2 = 0,5 mm

- Lượng chạy dao Sv = 0,8 mm/vòng (bảng 5-26 sổ tay CNCTMT2 )

Theo thyết minh máy ta chọn Sv = 0,79 mm/vòng

- Tốc độ cắt Vb = 26 m/ph (bảng 5-106 sổ tay CNCTM T2 )

Tốc độ cắt tính toán: 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 vào chiều sâu khoét, k3 = 1,0

- Lượng chạy dao Sv = 0,8 mm/vòng (Bảng 5-26 sổ tay CNCTMT2 )

Theo thuyết minh máy ta chọn Sv = 0,79 mm/vg

- Tốc độ cắt Vb = 23 m/ph (Bảng 5-106 sổ tay CNCTM T2 )

Trang 30

Trong đó:

- k3: hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều sâu khoét, k3 = 1,0

- Lượng chạy dao Sv = 2,4 mm/vòng (Bảng 5-27 sổ tay CNCTMT2)

Theo thuyết minh máy ta chọn Sv = 2,2mm/vg

Tốc độ cắt Vb = 9,3 m/ph (Bảng 5-114 sổ tay CNCTM)

Trong đó:

- k3: hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều sâu doa, k3 = 1,0

Định dạng
Số trang	63
Dung lượng	1,3 MB