ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG ỐNG NỐI

Đồ án trình bày quy trình công nghệ gia công chi tiết dạng bạc (ống nối) với thuyết minh, bản vẽ chi tiết, lồng phôi, nguyên công và bản vẽ đồ gá đã được phê duyệt của thầy trường đại học bách khoa Hà Nội. Thuyết minh bao gồm 9 phần: Phân tích chức năng làm việc của chi tiết; Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết; Xác định dạng sản xuất; Xác định phương pháp chế tạo phôi; Lập trình tự các nguyên công; Tính lượng dư; Tính chế độ cắt; Tính thời gian gia công cơ bản; Tính toán thiết kế đồ gá

Mục lục

Mục lục……… 1

Lời núi đầu……… 2

1) Phõn tớch chức nằng làm việc của chi tiết 3

2) Phõn tớch tớnh cụng nghệ trong kết cấu của chi tiết 3

3) Xỏc định dạng sản xuất 4

4) Chọn phương phỏp chế tạo phụi 5

5) Lập trỡnh tự cỏc nguyờn cụng 5

5.1) Chuẩn định vị để gia cụng 5

5.2) Trỡnh tự gia cụng cỏc bề mặt 6

5.3) Thứ tự cỏc nguyờn cụng……… 6

5.3.1) Nguyờn cụng I 6

5.3.2) Nguyờn cụng II 8

5.3.3) Nguyờn cụng III 9

5.3.4) Nguyờn cụng IV 10

5.3.5) Nguyờn cụng V 11

5.3.6) Nguyờn cụng VI 12

6) Tớnh lượng dư cho bề mặt trụ trong ỉ120 và tra lượng dư cho cỏc bề mặt cũn lại 13

7) Tớnh chế độ cắt cho nguyờn cụng……… 15

7.1) Tớnh chế độ cắt cho nguyờn cụng V………15

7.2) Tra chế độ cắt cho cỏc nguyờn cụng cũn lại………18

8) Tớnh thời gian gia cụng cơ bản cho tất cả cỏc nguyờn cụng……… 44

9) Tớnh toỏn thiết kế đồ gỏ 51

9.1) Lập sơ đồ gỏ đặt 51

9.2) Tớnh lực kẹp cần thiết 51

9.3) Thiết kế cỏc cơ cấu của đồ gỏ 52

9.4) Tớnh sai số chế tạo cho phộp của đồ gỏ 52

9.5) Những yêu cầu kĩ thuật đối với đồ gá ……….53

9.6) Lập bảng kờ cỏc chi tiết của đồ gỏ 53

Tài liệu tham khảo……… 54

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 sâu rộng,

đồng thời phải biết vận dụng những kiến thức đó để giải quyết những vấn đề cụthể 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 quá trình chếtạo sản phẩm cơ khí về kỹ thuật sản xuất và tổ chức sản xuất nhằm đạt đợc cácchỉ 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 trìnhthiết 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 củaviện cơ khí có vai trò hết sức quan trọng nhằm tạo cho sinh viên hiểu một cáchsâu sắc về những vấn đề mà ngời kỹ s gặp phải khi thiết kế một qui trình côngnghệ sản xuất chi tiết cơ khí

Em xin chân thành cảm ơn thầy đã tận tình hớng dẫn, giúp đỡ để em cóthể hoàn thành tốt đồ án môn học này

**) Nhiệm vụ thiết kế: Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo chi tiết ống nối

1) Phân tích chức năng làm việc của chi tiết.

Chi tiết ống nối là chi tiết dạng bạc có vai Dùng nhiều trong công nghệchế tạo máy Chi tiết có dạng ống tròn thành mỏng, trên chi tiết có mặt bích lắp

để cố định vào thành máy bằng 8 bulong

Chức năng làm việc của ống nối để đỡ trục được nối từ thành hộp nàysang thành hộp khác

Bề mặt làm việc chính là mặt trong của các lỗ Ø120 Mặt này trong quátrình làm việc luôn tiếp xúc với mặt ngoài của ổ bi Ngoài ra còn có mặt trụngoài Ø230 và mặt đầu tiếp xúc với lỗ trên hộp

Điều kiện làm việc của ống nối

Trong quá trình làm việc trục luôn quay, ống nối luôn chịu tải trọng vađập, ứng suất thay đổi theo chu kỳ và nhiệt độ làm việc tương đối cao

Vật liệu chế tạo chi tiết là thép C45 có thành phần hóa học như sau:

C

(%)

Si(%)

Mn(%)

S(%)

P(%)

Ni(%)

Cr(%)

Thép C45 là loại thép có hàm lượng cacbon trung bình, có cơ tính tổnghợp chịu kéo nén tốt, thích hợp dùng để chế tạo các chi tiết máy chịu va đậptrung bình, phù hợp để chế tạo chi tiết ống nối

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

Bề mặt làm việc chủ yếu của chi tiết là 2 lỗ Ø120 và mặt đầu nên yêu cầu

kỹ thuật là:

- Độ không đồng tâm của 2 lỗ Ø120 không vượt quá 0,05 (mm)

- Độ không vuông góc giữa mặt đầu và đường tâm lỗ không vượt quá0,05mm/100 mm bán kính

- Độ nhám bề mặt của 2 lỗ Ø120, mặt đầu A và mặt trụ ngoài Ø230 là: Ra

- kết cấu của chi tiết phải đảm bảo thuận lợi cho việc gia công bằng nhiềudao cùng lúc.

Kết cấu của chi tiết nối trục là hợp lý có thể đảm bảo được các điều kiện

kỹ thuật theo yêu cầu

N : Số sản phẩm (số máy) được sản xuất trong một năm.

m : Số chi tiết trong một sản phẩm.

 : Số phế phẩm chủ yếu trong các phân xưởng  3% 6%

 : Số chi tiết được chế tạo thêm để dự trữ  5% 7%

3

874947, 655 (mm )

+ : Trọng lượng riêng của vật liệu làm chi tiết

3

7,852 (Kg dm/ )

 874947,655

.7,852 6,87 ( )1000000

Theo bảng 2 trang 14 [1] với N 7700 ( )sp và Q 6,87 (Kg), ta

được dạng sản xuất là: sản xuất hàng khối.

4) Chọn phương pháp chế tạo phôi.

Việc chọn phôi để chế tạo các chi tiết dạng bạc, phụ thuộc vào điều kiệnlàm việc, hình dạng và sản lượng

Chi tiết dạng bạc có thể được gia công từ phôi thanh, phôi hàn, phôi đúc,phôi ống,

Chi tiết cần chế tạo là ống nối

- Nếu chọn phôi thanh thì không phù hợp với kết cấu của chi tiết do lượngkim loại phải hớt đi là tương đối lớn

- Nếu sử dụng phôi hàn thì không phù hợp với dạng sản xuất hàng khối

Dó đó, phôi được chọn là phôi đúc Vì bề dày của chi tiết khá mỏng và vậtliệu chế tạo là thép C45 (tính đúc khá kém) nên em chọn phương pháp đúc làđúc áp lực

T D

5) Lập trình tự các nguyên công.

5.1) Chuẩn định vị để gia công.

- Phân tích chọn chuẩn tinh: là các bề mặt đã gia công dùng làm mặt

chuẩn cho qua trình gia công Chọn chuẩn tinh theo nguyên tắc sau :

+ Chọn chuẩn tinh thống nhất để sai số là nhỏ nhất

+ Chọn chuẩn tinh là chuẩn tinh chính

+ Cố gằng chọn chuẩn định vị trùng với gốc kích thước để sai số chuẩnbằng không

+ Chọn chuẩn sao cho khi gia công chi tiết không bị biến dạng do lực cắt,lực kẹp, mặt chuẩn phải đủ diện tích định vị

+ Chọn chuẩn sao cho kết cấu đồ gá đơn giản và thuận tiện khi sử dụng

Với chi tiết dạng bạc và các yêu cầu gia công như bản vẽ em chọn chuẩntinh khi gia công mặt trụ ngoài là mặt đầu và mặt trụ trong, khi gia công mặt trụtrong là mặt đầu và mặt trụ ngoài

- Phân tích chọn chuẩn thô: Chuẩn thô là chuẩn dùng cho nguyên côngđầu tiên của quá trình gia công 1 chi tiết, chọn chuẩn thô theo 5 nguyên tắc chọnchuẩn thô :

+ Nếu chi tiết có 1 bề mặt không gia công thì chọn bề mặt đó làm chuẩnthô để sự thay đổi về vị trí tương quan giữa bề mặt gia công và không gia công

là nhỏ nhất

+ Nếu có một số bề mặt không gia công thì nên chọn bề mặt nào có yêucầu về độ chính xác vị trí tương quan cao nhất đối với các bề mặt còn lại làmchuẩn thô

+ Nếu tất cả các bề mặt đều gia công thì nên chọn bề mặt nào có lượng dưnhỏ nhất để làm chuẩn thô

+ Bề mặt dùng làm chuẩn thô phải chọn bề mặt bằng phẳng và có chấtlượng tốt

+ Chuẩn thô chỉ nên dùng 1 lần

Dựa vào các tiêu chí trên em chọn chuẩn thô là mặt đầu và mặt trụ trong

5.2) Trình tự gia công các bề mặt.

Trình tự gia công các bề mặt của chi tiết như sau:

- Gia công thô và bán tinh các bề mặt trụ ngoài Ø280, mặt đầu, mặt trụngoài Ø230, mặt trụ trong Ø120 và mặt trụ trong Ø114

- Gia công thô và bán tinh các bề mặt bích, trụ ngoài Ø133, mặt đầu, mặttrụ trong Ø122 và mặt trụ trong Ø120

- Gia công tinh mặt trụ trong Ø120, vát mép và vê tròn

- Gia công tinh mặt đầu, mặt trụ ngoài Ø230, mặt trụ trong Ø120, vát mép

5.3.1.2) Máy.

Chọn máy tiện 1A616 Tra bảng 9-4 [4], ta được thông số kỹ thuật nhưsau:

- Đường kính lớn nhất của chi tiết gia công: 320 (mm)

- Khoảng cách giữa hai đầu tâm: 710 (mm)

Dao tiện rãnh thân cong phải gắn mảnh thép gió Tra bảng 4-8 [2], tađược:

H = 25; B = 16; L = 140; m = 6; a = 16; r = 1

5.3.2) Nguyên công II.

Tiện thô các bề mặt bích; trụ ngoài Ø133; mặt đầu; mặt trụ trong Ø118,9

- Khoảng cỏch giữa hai đầu tõm: 710 (mm)

5.3.3) Nguyờn cụng III.

Tiện tinh mặt trụ trong ỉ120, mặt bớch, vỏt mộp và vờ trũn

5.3.3.1) Sơ đồ gá đặt.

Định vị: Dùng mâm cặp 3 chấu tự định tâm định vị 5 bậc tự do

Kẹp chặt: Dùng mâm cặp 3 chấu tự định tâm để kẹp chặt

5.3.3.2) Mỏy.

Chọn mỏy tiện 1A616 Tra bảng 9-4 [4], ta được thụng số kỹ thuật nhưsau:

- Đường kớnh lớn nhất của chi tiết gia cụng: 320 (mm)

- Khoảng cỏch giữa hai đầu tõm: 710 (mm)

5.3.4) Nguyờn cụng IV.

Tiện tinh mặt trụ trong ỉ120 và vờ trũn R=3

5.3.4.1) Sơ đồ gá đặt.

Định vị: Dùng mâm cặp 3 chấu tự định tâm định vị 5 bậc tự do

Kẹp chặt: Dùng mâm cặp 3 chấu tự định tâm để kẹp chặt

5.3.4.2) Máy.

Chọn máy tiện 1A616 Tra bảng 9-4 [4], ta được thông số kỹ thuật nhưsau:

- Đường kính lớn nhất của chi tiết gia công: 320 (mm)

- Khoảng cách giữa hai đầu tâm: 710 (mm)

5.3.5.2) Máy.

Chọn máy khoan cần 2E52 Tra bảng 9-22 [4], ta được thông số kỹ thuậtsau:

- Khoảng cách A từ đường trục chính tới trục: 325÷852 (mm)

- Khoảng cách C từ mút trục tới bệ máy: 0÷900 (mm)

- Dịch chuyển ngang lớn nhất đầu khoan: 500 (mm)

- Góc quay lớn nhất đầu khoan: 360º

- Dịch chuyển thẳng đứng lớn nhất của cần: 860 (mm)

- Góc quay lớn nhất của cần xung quanh trục: 360º

- Kích thước phủ bì máy: + Dài: 1760 (mm)

6 Tính lượng dư cho bề mặt trụ trong Ø120 và tra lượng

dư cho các bề mặt còn lại.

- Lượng dư gia công chung cho chi tiết được tra trong bảng 3-102 và bảng3-105 [2] với kích thước lớn nhất của vật đúc là 280 (mm) và vị trí bề mặt khirót kim loại là mặt trên, Ta được:

+ Chọn lượng dư chung cho các bề mặt là 3 (mm) với sai lệch kích thướccho phép là ±0,8 (mm)

+ 8 lỗ Ø12 được đúc đặc nên lượng dư gia công chính bằng kích thước lỗ

- Lượng dư gia công trung gian được tra trong bảng 3-120 và bảng 3-125[2] với chiều dài chi tiết gia công ≤ 100 (mm) (Chiều dài chi tiết gia công tratrong bảng 3-123 [2] với đặc điểm gá đặt phôi khi gia công là trong mâm cặpkhông có chống tâm sau và trụ là trục bậc), Ta được:

+ Lượng dư cho tiện tinh mặt trụ Ø230 là: 2a = 1,3 (mm)

+ Lượng dư cho tiện tinh mặt trụ Ø120 là: 2a = 1,1 (mm)

+ Lượng dư cho tiện tinh mặt mặt bích là: a = 0,55 (mm)

- Tính lượng dư cho bề mặt trụ trong Ø120

Giá trị cong vênh được tính theo công thức sau:

+ k : Độ cong giới hạn của phôi trên 1 (mm) chiều dài Tra bảng

15 [1] với phôi đúc, ta được:  k 0, 7

+ d: Đường kính lỗ d=120 (mm)+ l: Chiều dài lỗ l=62 (mm)

7) Tính chế độ cắt cho nguyên công V (nguyên công khoan

8 lỗ Ø12 v à tra chế độ cắt cho các nguyên công còn lại.

7.1) Tính toán chế độ cắt cho nguyên công khoan 8 lỗ Ø12

Nguyên công chỉ có một bước khoan 8 lỗ Ø12

- Chiều sâu cắt được tính theo công thức sau:

+ k : Hệ số phụ thuộc vào độ cứng vững của hệ thống công nghệ.2

Tra bảng 5-25 [3] với độ cứng vững trung bình, ta được: k 2 0,5

+ k : Hệ số phụ thuộc vào vật liệu phần lưỡi cắt Tra bảng 5-25 [3]3

với vật liệu phần lưỡi cắt là thép gió, ta được: k 3 1

(0, 25 0, 28).1.0,5.1 (0,125 0,14) ( / )

Chọn: S 0,14 (mm vg/ )

- Vận tốc cắt được tính theo công thức sau:

q v

+ k : Hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công Tra bảng 5-1 và bảng mv

5-2 [3] với vật liệu gia công là thép có %C=0,45 và b 750 (MPa), ta được:

1

mv

k 

+ k : Hệ số phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt Tra bảng 5-6 [3] uv

với vật liệu lưỡi cắt là thép gió (P6M5) và vật liệu gia công là thép, ta được:1

uv

k 

+ k : Hệ số phụ thuộc vào chiều sâu khoan Tra bảng 5-31 [3] với lv

lỗ gia công có l/D=5/6, ta được: k  lv 1

n

Tra bảng 8 [1] với  1,58, ta được: t 16

M n

7.2) Tra chế độ cắt cho các nguyên công còn lại

+ k : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào nhóm và cơ tính vật liệu gia1

công Tra trong bảng 5-63 [3] với thép cacbon C ≤ 0,6 % và có

  , ta được: k 1 1

+ k : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền T của dao Tra2

trong bảng 5-63 [3] và bảng 7 [1] với dao thép gió, ta được: k 2 1,04

+ k : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào góc nghiêng chính của dao.3

Tra trong bảng 5-63 [3] với 0 45o

  , ta được: k 3 1

+ k : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào tình trạng bề mặt phôi Tra4

trong bảng 5-63 [3] với phôi không có vỏ cứng, ta được: k 4 1

+ k : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào dung dịch trơn nguội Tra5

trong bảng 5-63 [3] với điều kiện làm việc có dung dịch trơn nguội, tađược: k 4 1

t t

V n

5580.25

2,3 ( )1020.60 1020.60

+ k : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào nhóm và cơ tính của vật liệu1

gia công Tra trong bảng 5-63 [3] với thép cacbon C ≤ 0,6 % và có

  , ta được: k 1 1

+ k : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền T của dao Tra2

trong bảng 5-63 [3] và bảng 7 [1] với dao thép gió, ta được: k 2 1, 04

+ k : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào góc nghiêng chính của dao.3

Tra trong bảng 5-63 [3] với 0 90o

  , ta được: k 3 0, 65

+ k : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào tình trạng bề mặt phôi Tra4

trong bảng 5-63 [3] với phôi không có vỏ cứng, ta được: k 4 1

+ k : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào dung dịch trơn nguội Tra5

trong bảng 5-63 [3] với điều kiện làm việc có dung dịch trơn nguội, tađược: k 4 1

t t

V n

6026.25

2,5 ( )1020.60 1020.60

+ k : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào nhóm và cơ tính của vật liệu1

gia công Tra trong bảng 5-63 [3] với thép cacbon C ≤ 0,6 % và có

  , ta được: k 1 1

+ k : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền T của dao Tra2

trong bảng 5-63 [3] và bảng 7 [1] với dao thép gió, ta được: k 2 1, 04

+ k : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào góc nghiêng chính của dao.3

Tra trong bảng 5-63 [3] với 0 90o

  , ta được: k 3 0, 65

+ k : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào tình trạng bề mặt phôi Tra4

trong bảng 5-63 [3] với phôi không có vỏ cứng, ta được: k 4 1

+ k : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào dung dịch trơn nguội Tra5

trong bảng 5-63 [3] với điều kiện làm việc có dung dịch trơn nguội, tađược: k 4 1

t t

V n

8035.25

3, 2 ( )1020.60 1020.60

+ k : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào nhóm và cơ tính của vật liệu1

gia công Tra trong bảng 5-63 [3] với thép cacbon C ≤ 0,6 % và có

  , ta được: k 1 1

+ k : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền T của dao Tra2

trong bảng 5-63 [3] và bảng 7 [1] với dao thép gió, ta được: k 2 1, 04

+ k : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào góc nghiêng chính của dao.3

Tra trong bảng 5-63 [3] với 0 90o

  , ta được: k 3 0, 65

+ k : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào tình trạng bề mặt phôi Tra4

trong bảng 5-63 [3] với phôi không có vỏ cứng, ta được: k 4 1

+ k : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào dung dịch trơn nguội Tra5

trong bảng 5-63 [3] với điều kiện làm việc có dung dịch trơn nguội, tađược: k 4 1

V n

D





Trong đó:

+ D: Đường kính bề mặt gia công D = 114 (mm)

1000.31,772

88,76 ( / )3,14.114

z tt

P V

+ k : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào nhóm và cơ tính của vật liệu1

gia công Tra trong bảng 5-63 [3] với thép cacbon C ≤ 0,6 % và có

  , ta được: k 1 1

+ k : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền T của dao Tra2

trong bảng 5-63 [3] và bảng 7 [1] với dao thép gió, ta được: k 2 1,04

+ k : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào góc nghiêng chính của dao.3

Tra trong bảng 5-63 [3] với 0 90o

  , ta được: k 3 0,65

+ k : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào tình trạng bề mặt phôi Tra4

trong bảng 5-63 [3] với phôi không có vỏ cứng, ta được: k 4 1

+ k : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào dung dịch trơn nguội Tra5

trong bảng 5-63 [3] với điều kiện làm việc có dung dịch trơn nguội, tađược: k 4 1

V n

D



Trong đó:

+ D: Đường kính bề mặt gia công D = 118,9 (mm)

85,1 ( / )3,14.118,9

z tt

P V

+ k : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào nhóm và cơ tính của vật liệu1

gia công Tra trong bảng 5-63 [3] với thép cacbon C ≤ 0,6 % và có

  , ta được: k 1 1

+ k : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền T của dao Tra2

trong bảng 5-63 [3] và bảng 7 [1] với dao thép gió, ta được: k 2 1,04

+ k : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào góc nghiêng chính của dao.3

Tra trong bảng 5-63 [3] với 0 60o

  , ta được: k 3 0,85

+ k : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào tình trạng bề mặt phôi Tra4

trong bảng 5-63 [3] với phôi không có vỏ cứng, ta được: k 4 1

+ k : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào dung dịch trơn nguội Tra5

trong bảng 5-63 [3] với điều kiện làm việc có dung dịch trơn nguội, tađược: k 4 1