Đồ án công nghệ chế tạo máy là cơ hội để sinh viên phải nghiêm túc phát huy tối đa tính độc lập sáng tạo đồng thời làm quen với cách sử dụng tài liệu, sổ tay, tiêu chuẩn trên cơ sở tổng
Trang 1LỜI NÓI ĐẦU
Ngành chế tạo máy đóng một vai trò quan trọng trong công cuộc công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nước hiện nay, với nhiệm vụ chính là thiết kế, chế tạo những các thiết bị, phương tiện máy móc phục vụ cho sản xuất và trong sinh hoạt Để làm được điều này người kỹ sư cần có kiến thức đủ sâu và rộng
để có thể phân tích, đề xuất những phương án nhằm giải quyết tốt nhữnh vấn đề trong thiết kế cũng như chế tạo.
Nhằm giúp cho những sinh viên ngành cơ khí chế tao máy nói riêng cũng như các sinh viên các ngành kĩ thuật khác nói chung, bước đầu làm quen với những vấn đề trong thực tế sản xuất Đồ án công nghệ chế tạo máy là cơ hội để sinh viên phải nghiêm túc phát huy tối đa tính độc lập sáng tạo đồng thời làm quen với cách sử dụng tài liệu, sổ tay, tiêu chuẩn trên cơ sở tổng hợp các kiến thức đã học để so sánh cân nhắc để giải quyết một vấn đề công nghệ cụ thể Trong đồ án công nghệ chế tạo máy này, em được giao nhiệm vụ thiết kế chi tiết Cữ so dao Đây là một chi tiết có hình dạng phức tạp, có yêu cầu về độ chính xác khá cao Trong quá trình thực hiện đồ án, mặc dù đã cố gắng tìm tòi nghiên cứu tài liệu làm việc một cách nghiêm túc và cũng được sự hướng dẫn
tận tình của thầy giáo ABC, tuy nhiên, do còn thiếu kinh nghiệm trong thực tế
và kiến thức còn hạn chế nên không thể tránh khỏi những thiếu sót.Vì vậy, em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy cô giáo và sự đóng góp ý kiến bạn bè để hoàn thiện hơn đồ án cũng như vốn kiến thức của mình.
abc, ngày 23 tháng 6 năm 2016
Sinh viên thực hiện
XYZ
Trang 2Chương I
TÌM HIỂU SẢN PHẨM – CỮ SO DAO
1.1 Điều kiện làm việc
+ Chi tiết được chế tạo ở đây là cử so dao được sử dụng để định vị kẹp chặt chínhxác tương đối và xác định vị trí của dụng cụ cắt so với đồ gá khi gia công
+ Cử so dao này thường dùng ở đồ gá máy phay , bào , tiện , chuốt mặt ngoài + Bề mặt làm việc của chi tiết là mặt A và mặt B , làm việc trực tiếp với dao nêncần phải có độ chính xác cao
+ Do điều kiện làm việc như trên nên đòi hởi cử so dao phải có độ chính xác cao ,
độ cứng vững phải tốt để làm việc chính xác , chịu va đập và dao động tốt
1 2 Các yêu cầu kỹ thuật của chi tiết
+ Vật liệu được sử dụng để chế tạo chi tiết là thép 40X
* Yêu cầu kỹ thuật của chi tiết
+ Độ không vuông góc giữa mặt A và mặt B không quá 0,08/100mm
+ Độ không song song giữa mặt B và mặt đáy
+ Độ không vuông góc giữa tâm lỗ φ4 với mặt đáy không vượt quá 0,02/100mm+ Nhiệt luyện đạt độ cứng 55 – 60 HRC
1 3/ Phân loại
+ Cử so dao là một chi tiết cần có những bề mặt song song và phẳng với mặt đáy
và những lổ vuông góc với mặt đáy , ta có thể xếp chi tiết này vào dạng hộp vìvậy ta phải chọn quy trình công nghệ hợp lý
+ Tính công nghệ của chi tiết có ý nghĩa quan trọng , vì nó ảnh hưởng trực tiếp đếnnăng suất và độ chính xác gia công đặt tính kỹ thuật của chi tiết , … Vì vậy , khithiết kế cần lưu ý như sau :
- Độ cứng vững
- Kết cấu thuận lợi cho gia công
- Chiều dài và các mặt phải song song với mặt đáy , các lổ phải chính xác và vuônggóc với mặt đáy
Trang 3là phương pháp chế tạo phôi và dạng sản xuất của chi tiết
- Công thức tính sản lượng hàng năm
N = N1 ¿ m¿( 1 +
β
100 )
Trong đó : N : Số chi tiết sản xuất trong một năm
N1 : Số sản phẩm sản xuất trong một năm
( N1 = 15000 chiếc / năm )
m : Số chi tiết trong một sản phẩm ( m = 1 )
β : Số chi tiết được chế tạo thêm để dự trử (β = 5 % )
Suy ra : N = 15000 ¿1¿ ( 1 +
5
100 ) = 15750 ( chiếc / năm ) + Xác định trọng lượng chi tiết
Trang 4Chi tiết có dạng hình hộp ,kích thước nhỏ và là chi tiết dùng làm cử so dao nên
yêu cầu về mặt kỹ thuật cao Vật liệu là thép 40x
Tùy theo hình dạng và mức độ phức tạp chi tiết mà ta chọn phôi để đảm bảothời gian và giảm chi phí sản xuất Cứ so dao hình dạng đơn giản nên ta chọn phôidập Từ phôi thanh ta tiến hành cắt phôi sau đó đưa vào khuôn dập nguội để tạo rahình dạng chi tiết ,phôi dập đạt được độ chính xác tương đối cao
-Chế tạo phôi bàng phương pháp dập là đơn giản nhất nâng cao năng suất và giảmchi phí sản xuất
Trang 5Chương III
THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
GIA CÔNG CƠ
- Như ở phần trước ta đa thấy dạng sản xuất của chi tiết này là sản xuất hàng loạtlớn Vì vậy muốn được chuyên môn hoá cao và để đạt năng suất cao trong điềukiện sản xuất hiện nay Công nghệ phù hợp nhất là phân tán nguyên công kết hợpcác loại máy vạn năng và đồ gá chuyên dùng
3.1 Phân tích các đặt điểm về yêu cầu kỹ thuật của các bề mặt cần gia công
- Bề mặt đáy C có Ra = 1,25 , độ bóng bề mặt là 7 , ta có thể gia công theo cácbước sau : Phay thô sau đó phay tinh
- Bề mặt B có Ra = 0,63 ta có thể sử dụng các bước gia công như sau : Phay thôsau đó phay tinh
- Bề mặt A vì lượng dư nhỏ nên ta chỉ phay tinh là đủ
- Bề mặt 2 lổ φ4 , có độ bóng Ra = 2,5 , sử dụng các bước gia công như sau :Khoan, khoét , doa tinh vát mép
- Bề mặt φ6 và φ12 có độ nhám bề mặt Ra = 20 , có độ nhám bề mặt là cấp 5 , ta
có thể gia công như sau : Khoan , khoét , doa
- Đối với 2 mặt phẳng bên hông ( mặt D ) ta có thể phay thô ,rồi sau đó phay tinh
- Đối với 2 mặt bên (mặt G) ta chỉ cần phay tinh là được
- Do yêu cầu chi tiết cần phải nhiệt luyện , nên sau khi nhiệt luyện cần phải giacông sửa sai Do nhiệt luyện của các kích thước lổ ta có thể gia công doa tinh các
lổ φ6 và φ12 các nguyên công này
3.2 Phân tích yêu cầu về độ chính xác , vị trí tương quan của các bề mặt gia công
- Độ không vuông góc giữa mặt A và mặt B không quá 0,08 / 100mm
- Độ không song song giữa mặt B với mặt đáy
- Độ không vuông góc giữa tâm lổ φ4 với mặt đáy không vượt quá 0,02 / 100mm
Do đó ta có thể gia công mặt đáy trước để làm chuẩn định vị rồi mới gia
công các bề mặt còn lại Đồng thời để nâng thêm độ chính xác và độtương đối giữa các bề mặt ta nên gia công bề mặt đáy trước sau đó gia công 2 lổ φ
4 H7 để làm chuẩn định vị rồi mới gia công các bề mặt còn lại
3.3 Định hướng trình tự gia công và các phương pháp gia công
- Phay thô và phay tinh mặt đáy C bằng dao phay mặt đầu
- Phay tinh mặt B bằng dao phay mặt đầu
- Phay thô và phay tinh mặt A bằng dao phay mặt đầu
- Khoan 2 lổ 4φ H7
- Khoan , khoét , doa tinh 2 lổ φ6 và φ12
Trang 6- phay thô rảnh 2mm bằng dao phay ngón
- Phay vát mép các bề mặt còn lại bằng dao phay mặt đầu
- Kiểm tra
3.4 Phân tích chuẩn thô
Việc xác định chuẩn trong gia công là xác định vị trí tương quan giữadụnh cụ cắt và các bề mặt gia công của chi tiết để đảm bảo những yêu cầu về kinh
tế kỹ thuật của nguyên công
* Chọn chuẩn thô
Với chi tiết chọn gia công chuẩn thô được xác định là bề mặt đáy có ý nghĩa quantrọng Khi mặt đáy là nguyên công đầu tiên và gia công mặt B ta có chuẩn kíchthước trùng với chuẩn định vị Như vậy , tăng độ chính xác trong quá trình giacông
* Chọn chuẩn tinh
Một nguyên công khác nhau thì chuẩn tinh khác nhau
5.5 Xác định quy trình công nghệ gia công cơ
Để cho ra một chi tiết hoàn chỉnh , thì cần phải gia công cơ để đạt độ chính xác và
độ bóng theo yêu cầu , để dể dàng cho việc cơ khí hoá , tự động hoá thì ta cần đưa
ra những phương án gia công hợp lý , để đạt được năng suất cao , đảm bảo yêu cầuchất lượng sản phẩm và điều kiện sản xuất của nhà máy
* Các phương án gia công
- Phương án 1
+ Nguyên công 1 : Phay mặt đáy C
+ Nguyên công 2 : Phay mặt B và mặt F
+ Nguyên công 3 : Phay mặt A
+ Nguyên công 4 : Phay2 mặt G1 , G2
+ Nguyên công 5 : Phay 2 mặt D1 và D2
+ Nguyên công 6 : Khoan , doa 2 lổ o4 và vát mép 0,5¿ 45o
+ Nguyên công 7 : Phay mặt H
+ Nguyên công 8 : Phay rảnh 2mm và phay các cạnh 1 ¿45o
+ Nguyên công 9 : khoan , khoét , doa 2 lổ φ6 và φ12
+ Nguyên công10: Nhiệt luyện
+Nguyên công 11 : Kiểm tra
- Phương án 2
+ Nguyên công 1 : Phay mặt B
+ Nguyên công 2 : Phay mặt A
+ Nguyên công 3 ; Phay mặt đáy C
+ Nguyên công 4 : Khoan , khoét , doa 2 lổ φ4 và vát mép 0,5 ¿45o
+ Nguyên công 5 : Phay 2 mặt G1, G2
+ Nguyên công 6 : Phay rảnh 2mm và phay 2 cạnh 1¿45o
Trang 7+ Nguyên công 7 : Phay 2 mặt D1và D2
+ Nguyên công 8 : Phay mặt H
+ Nguyên công 9 : Khoan , khoét , doa 2 lổ φ6 và φ12
+ Nguyên công 10 : Nhiệt luyện
+ Nguyên công 11 : Kiểm tra
* So sánh 2 phương án trên và chọn phương án thiết kế
- Phương án 1
+ Ưu điểm : Độ chính xác cao vì khi gia công mặt đáy trước nên chọn mặt đáy làm
chuẩn định vị để gia công các bề mặt còn lại dể dàng hơn
+ Khuyết điểm : Từng nguyên công gia công từng vị trí khác nhau , nên mổi
nguyên công là mổi lần gá đặt , do đó tốn thời gian gá đặt lâu
Phương án 2
+ Ưu điểm : các nguyên công gia công từng vị trí nên có khi 2 nguyên công vẩn
thực hiện 1 lần gá đặt , nên thời gian gá đặt nhanh
+ Khuyết điẻm : Độ chính xác không cao vì gia công mặt B trước nên khó chọn
chuẩn định vị để gia công
* So sánh ưu nhược điểm 2 phương án trên cho ta thấy phương án 1 có tính công
nghệ cao hơn Cho nên ta chọn phương án 1 làm phương án thiết kế
3.6 Trình tự nguyên công
- Nguyên công 1 : Phay mặt đáy C
- Nguyên công 2 : Phay mặt B và mặt F
- Nguyên công 3 : Phay mặt A
- Nguyên công 4 : Phay2 mặt G1 , G2
- Nguyên công 5 : Phay 2 mặt D1 và D2
- Nguyên công 6 : Khoan , doa 2 lổ φ4 và vát mép 0,5 ¿ 45o
- Nguyên công 7 : Phay mặt H
- Nguyên công 8 : Phay rảnh 2 mm và phay các cạnh 1,5 ¿45o
- Nguyên công9 : Khoan , khoét , doa 2 lổ φ6 và φ12
- Nguyên công 10 : Nhiệt luyện
- Nguyên công 11 : Kiểm tra
Nguyên công I :Phay mặt đáy 1
1.Định vị :
- Dùng 3 chốt tì có khía nhám để định vị mặt phẳng trên, khống chế 3 bậc tự
do (1 bậc tịnh tiến theo Oz, 2 bậc quay quanh Ox và Oy)
- Dùng 2 chốt tì có khía nhám để định vị mặt bên, khống chế 2 bậc tự do.(1
bậc tịnh tiến theo Oy và 1 bậc quay quanh Oz)
- dùng 1 chốt tì đầu chuẩn cầu để định vị mặt bên cạnh, khống chế 1 bậc tự
do ( tịnh tiến theo Ox)
- Kẹp chặt : lực kẹp có phương, chiều, điểm đặt như hình vẽ.
Trang 8+ Số cấp tốc độ trục chính : 18
+ Phạm vi tốc độ trục chính : 30 – 1500 Vòng/phút với các tốc độ sau: 30;37,5; 47,5; 60; 75; 95; 118; 150; 190; 235; 300; 375; 475; 600;
750; 950; 1180; 1500
+ Công suất của động cơ chính : 7 kW
+ Công suất động cơ chạy dao : 1,7 kW
+ kích thước làm việc của bàn máy : 320×1250 mm
+ Khối lượng máy : 2900 kg
+ Kích thước phủ bì của máy : dài×rộng×cao = 2100×2440×1875 mm
3 Chọn dao :
- Để phay mặt phẳng này ta chọn dao phay mặt đầu, tra bảng
4.95
376 [ IV ] chọndao phay mặt đầu răng chắp mảnh hợp kim cứng BK6, có các thông số dao nhưsau:
Trang 9+ Kích thước danh nghĩa : 130 mm
+ Vị trí bề mặt khi rót kim loại : dưới
- Quá trình phay được chia làm 2 lần chuyển dao :
+ Lần 1: Phay thô với chiều sâu cắt t1 = 3 mm
+ Lần 2: Phay thô với chiều sâu cắt t2 = 1 mm
5 Tra chế độ cắt :
a, Phay lần 1 với chiều sâu cắt t 1 = 3 mm
* Chọn lượng chạy dao vòng S: tra bảng
Trang 11b, Phay lần 2 với chiều sâu cắt t 2 = 1 mm
* Chọn lượng chạy dao vòng S: tra bảng
Trang 12Tra bảng
5.5
8 [V]
ta có Knv = 0,8÷0,85, chọn Knv = 0,8Tra bảng
D = 100 mm; n =950 vòng/phút
=> P z =10×54 ,5×10,9×0,031 0,74×551×8
Vậy Pz = 183,4 N
Trang 13*Mômen xuắn trên trục chính : Mx (Nm)
M x=2×100P z ×D =183,4×1002×100 =91,7 (Nm)
* Công suất cắt : Ne (kW)
N e=1020×60P z ×V =183 ,4×298,31020×60 =0, 89 (kW)
6 Tính thời gian cơ bản cho nguyên công I :
Áp dụng công thức tính thời gian cơ bản khi phay mặt đầu theo bảng
+L – chiều dài bề mặt gia công, L = 130 mm
+L1 – Chiều dài ăn dao,L1 =√t×( D−t )+(0,5÷3) mm
+L2 = Chiều dài thoát dao, L2 = (2÷5) mm, chọn L2 = 3 mm
bậc tịnh tiến theo Oz, 2 bậc quay quanh Ox và Oy)
- Dùng 2 chốt tì có khía nhám để định vị mặt bên, khống chế 2 bậc tự do.(1
bậc tịnh tiến theo Oy và 1 bậc quay quanh Oz)
- dùng 1 chốt tì đầu chuẩn cầu để định vị mặt bên cạnh, khống chế 1 bậc tự
do ( tịnh tiến theo Ox)
- Kẹp chặt : lực kẹp có phương, chiều, điểm đặt như hình vẽ.
Trang 14+ Số cấp tốc độ trục chính : 18
+ Phạm vi tốc độ trục chính : 30 – 1500 Vòng/phút với các tốc độ sau: 30;37,5; 47,5; 60; 75; 95; 118; 150; 190; 235; 300; 375; 475; 600;
750; 950; 1180; 1500
+ Công suất của động cơ chính : 7 kW
+ Công suất động cơ chạy dao : 1,7 kW
+ kích thước làm việc của bàn máy : 320×1250 mm
+ Khối lượng máy : 2900 kg
+ Kích thước phủ bì của máy : dài×rộng×cao = 2100×2440×1875 mm
3 Chọn dao :
- Để phay mặt phẳng này ta chọn dao phay mặt đầu, tra bảng
4.95
376 [ IV ] chọndao phay mặt đầu răng chắp mảnh hợp kim cứng BK6, có các thông số dao nhưsau:
+ Đường kính dao : D = 100 mm
Trang 15+ Kích thước danh nghĩa : 130 mm
+ Vị trí bề mặt khi rót kim loại : dưới
- Quá trình phay được chia làm 2 lần chuyển dao :
+ Lần 1: Phay thô với chiều sâu cắt t1 = 3 mm
+ Lần 2: Phay thô với chiều sâu cắt t2 = 1 mm
5 Tra chế độ cắt :
a, Phay lần 1 với chiều sâu cắt t 1 = 3 mm
* Chọn lượng chạy dao vòng S: tra bảng
5.40
34 [V]
chọn tuổi bền dao T = 180 phút
b, Phay lần 2 với chiều sâu cắt t 2 = 1 mm
* Chọn lượng chạy dao vòng S: tra bảng
Trang 16Áp dụng công thức tính thời gian cơ bản khi phay mặt đầu theo bảng
+L – chiều dài bề mặt gia công, L = 130 mm
+L1 – Chiều dài ăn dao,L1=√t×(D−t )+(0,5÷3) mm
+L2 = Chiều dài thoát dao, L2 = (2÷5) mm, chọn L2 = 3 mm
T = T01 + T02 = 1,05 + 0,63 = 1,68 phút
Nguyên Công III : Khoan, khoét 2 lỗ Ø4.
1.Định vị :
- Dùng 3 chốt tì phẳng để định vị mặt phẳng đáy, khống chế 3 bậc tự do (1
bậc tịnh tiến theo Oz, 2 bậc quay quanh Ox và Oy)
- Dùng 2 chốt tì có khía nhám để định vị mặt bên, khống chế 2 bậc tự do.(1
bậc tịnh tiến theo Oy và 1 bậc quay quanh Oz)
- dùng 1 chốt tì đầu chuẩn cầu để định vị mặt bên cạnh, khống chế 1 bậc tự
do ( tịnh tiến theo Ox)
- Kẹp chặt : lực kẹp có phương, chiều, điểm đặt như hình vẽ.
Trang 17+ Công suất đông cơ chính : 3,8 kW
+ Khối lượng máy : 925 kg
+ Kích thước phủ bì của máy : dài×rộng×cao = 2300×825×1980 mm
3 Chọn dao :
- Tra bảng
4.42
327 [ IV ] chọn mũi khoan ruột gà đuôi côn,bằng thép gió, kiểu II,
có các thông số như sau :
+ Đường kính dao : D = 3,5 mm
+ Chiều dài dao : 162 mm
+ Chiều dài phần làm việc của dao : 81 mm
+ Chiều dài dao : 160 mm
+ Chiều dài phần làm việc của dao : 80 mm
Trang 18- Tra bảng chọn mũi doa chuôi côn thép gió liền khối, có các thông số nhưsau :
+ Đường kính dao : D = 4 mm
+ Chiều dài dao : 180 mm
+ Chiều dài phần làm việc của dao : 40 mm
4 Lượng dư gia công :
5.90
86 [ V ])+ Tuổi bền dao : T = 35 phút (Bảng
5.106
97 [V ])+ Tuổi bền dao : T = 30 phút (Bảng
Trang 19+ Số vòng quay : vòng/phút
Theo thuyết minh máy chọn n = 500 vòng/ phút
6 Tính thời gian gia công :
Áp dụng công thức tính thời gian cơ bản khi khoan theo bảng
L1: chiều dài ăn dao
Trang 201.Định vị :
- Dùng 1 phiến tì phẳng cố định định vị mặt đáy, khống chế 3 bậc tự do.
- Dùng một chốt trụ định vị mặt lỗ trong của lỗ Ø4, khống chế 2 bậc tự do vàmột chốt chốt trám định vị ở lỗ đối diện, khống chế 1 bậc tự do
- Kẹp chặt : lực kẹp có phương, chiều, điểm đặt như hình vẽ.
+ Công suất đông cơ chính : 4 kW
+ Khối lượng máy : 4100 kg
+ Kích thước phủ bì của máy : dài×rộng×cao = 2530×1000×3320 mm
3 Chọn dao :
- Tra bảng
4.42
327 [ IV ] chọn mũi khoan ruột gà đuôi côn,bằng thép gió, kiểu II,
có các thông số như sau :
+ Đường kính dao : D = 5,5 mm
Trang 21+ Chiều dài dao : 225 mm
+ Chiều dài phần làm việc của dao : 175 mm
+ Chiều dài dao : 120 mm
+ Chiều dài phần làm việc của dao : 60 mm
+ Chiều dài dao : 160 mm
+ Chiều dài phần làm việc của dao : 80 mm
5.105
96 [V ])
Trang 2296 [V ])
Theo thuyết minh máy chọn n = 1000 vòng/ phút
5 Tính thời gian gia công :
Áp dụng công thức tính thời gian cơ bản khi khoan theo bảng
L1: chiều dài ăn dao
Trang 23- Kẹp chặt : lực kẹp có phương, chiều, điểm đặt như hình vẽ.
Trang 24+ Công suất động cơ chạy dao : 1,7 kW
+ kích thước làm việc của bàn máy : 250×1000 mm
+ Khối lượng máy : 2100 kg
+ Kích thước phủ bì của máy : dài×rộng×cao = 2100×1940×1600mm
5.40
34 [ V ])
5 Tính thời gian gia công :
Áp dụng công thức tính thời gian cơ bản khi phay mặt đầu theo bảng
Trang 25+L1 – Chiều dài ăn dao,L1=√t×(D−t )+(0,5÷3) mm
+L2 = Chiều dài thoát dao, L2 = (2÷5) mm, chọn L2 = 3 mm
- Kẹp chặt : lực kẹp có phương, chiều, điểm đặt như hình vẽ.
2 Chọn máy :
Trang 26+ Công suất của động cơ chính : 4,5 kW
+ Công suất động cơ chạy dao : 1,7 kW
+ kích thước làm việc của bàn máy : 250×1000 mm
+ Khối lượng máy : 2100 kg
+ Kích thước phủ bì của máy : dài×rộng×cao = 2100×1940×1600mm
5.40
34 [ V ])
5 Tính thời gian gia công :