Môn học công nghệ chế tạo máy có một vị trí quan trọng trong chương trình đào tạo kỹ sư cơ khí ,để giúp sinh viên nắm vững được các kiến thức cơ bản của môn học và giúp làm quen với nhiệm vụ thiết kế ,trong chương trình đào tạo :”Đồ án môn học công nghệ chế tạo máy” là môn học không thể thiếu của sinh viên cơ khí .
Trờng đại học nông nghiệp Khoa điện Bộ môn công nghệ khí o0o Đồ án môn học: kỹ thuật gia công khí Họ tên sinh viên: Chu Vn Tuõn Lớp : T40CK Tên đồ án: Thiết kế qui trình công nghệ chế tạo chi tiết trục bc với sản lợng 7200 chi tiết/năm, điều kiện sản xuất tự Hà Nội, ngày tháng năm 2012 Giáo viên hớng dẫn Ngụ ng Hunh Li núi u Ngy cuc cỏch mng khoa hc k tht trờn th gii ang phỏt trin vi tc rt nhanh a ti nhng thnh tu mi ch to c khớ nh cỏc h thng t ng húa sn xut ú cú k thut sn xut linh hot dựng robot ngi mỏy ,cụng ngh gia cụng trờn cỏc mỏy iu khin s CNC ,h thng sn xut tớch hp CIM Song nhng k thut mi ny u xut phỏt t nhng lý thuyt kinh in ca cụng ngh ch to mỏy c hỡnh thnh v phỏt trin hn mt th k Cụng ngh ch to mỏy l mt ngnh then cht ,úng vai trũ quyt nh s nghi cụng nghip húa hin i húa t nc Nhim v ca ngnh ny l ch to cỏc sn phm c khớ phc v cho nn kinh t quc dõn ,vic phỏt trin ngnh ch to mỏy ang l u tiờn hng u ca ng v nh nc ta Mụn hc cụng ngh ch to mỏy cú mt v trớ quan trng chng trỡnh o to k s c khớ , giỳp sinh viờn nm vng c cỏc kin thc c bn ca mụn hc v giỳp lm quen vi nhim v thit k ,trong chng trỡnh o to : ỏn mụn hc cụng ngh ch to mỏy l mụn hc khụng th thiu ca sinh viờn c khớ Sau mt thi gian tỡm hiu v di s ch dn nhit tỡnh ca thy giỏo Ngụ ng Hunh ,em ó hon thnh ỏn mụn hc k thut gia cụng c khớ Trong quỏ trỡnh thit k v tỡnh toỏn tt nhiờn s cú nhng sai sút thiu nhng hiu bit thc t v kinh nghim thit k em rt mong c s ch bo v úng gúp ý kin ca quý thy cụ v cỏc bn ln thit k v thc t ny c hon thin hn Em xin chõn thnh cm n Sinh viờn Chu Vn Tuõn Ni dung thuyt minh v tớnh toỏn ỏn mụn hc: K tht gia cụng c khớ I.Phõn tớch chc nng lm vic ca chi tit : - Tm trung gian cú cỏc l cú ng kớnh khỏc c nh v nh v tm - Cỏc l ren ngn tm di chuyn theo phng mt phng vuụng gúc vi tm - Nhng b mt, l phi m bo nhỏm v dung sai nm gii hn cho phộp II.Phõn tớch tớnh cụng ngh kt cu ca chi tit - Vt liu ch to tm trung gian l thộp CT45 - Cỏc b mt ca tm trung gian cú th gia cụng bng dao thụng thng - Do trờn mt cú rt nhiu l ren nờn cn phi cn thn quỏ trỡnh gia cụng - Cú th gia cụng trờn mỏy nng III.Xỏc nh dng sn xut xỏc nh dng sn xut ta da vo lng ca chi tit gia cụng v s lng chi tit tng cng mt nm S lng chi tit tng cng cn ch to mt nm c xỏc nh theo cụng thc : N= N1.m(1+ Trong ú : + ) 100 N1 :s lng sn phm cn ch to nm theo k hoch ; N1= 12000 (chic/nm) m : s lng chi tit mt sn phm ;m = : lng sn phm d phũng sai hng to phụi gõy : lng sn phm d tr cho hng húc v ph phm quỏ trỡnh gia cụng c Trong iu kin ca ỏn cú th chn = 3% ữ6% ; = 5% ữ7% Chn = 5% ; = % Ta c : N = 12000.1.(1+ 5+6 ) = 13320 (chic/nm) 100 Khi lng chi tit c xỏc nh theo cụng thc : Q1= V (kg) Trong ú : Q1:khi lng ca chi tit V : th tớch ca chi tit : lng riờng ca vt liu => V= V0 - (V1 + V2 + V3 + V4 + V5 + V6) Trong ú: V0 th tớch tm c V1 th tớch 3l 20 V2 th tớch 4l 13 V3 th tớch 4l 20 V4 th tớch 2l 16 V5 th tớch 2l 18 V6 th tớch 12l M6 => V = 220.145.22 - 1/4 (3 202.22 + 132.8 + 202.14 + 162.1,5 + 182.20,5 + 12 62.22) = 640724,29(mm3) = 0,64072429(dm3) Q1 =0,64072429.7,852 = 5,03 (kg) Tra bng 2.6 (Tr.31-HDTK ỏn CNCTM) ta xỏc nh dng sn xut l hng IV.Chn phng phỏp ch to phụi Ch to tm gỏ bng thộp CT45 chỳng ta cú th chn phng phỏp ch to nh ỳc, dp, hay phụi thộp nhng tt hn l chn phụi thộp gia cụng bng cỏn núng Phng phỏp ny cú ụ chớnh xỏc bỡnh thng Thnh phn ca thộp CT45 : C Si Mn S P Ni Cr 0,4- 0,5 0,17-0,37 0,5-0,8 0,045 0,045 0,3 0,3 V.Lp tin trỡnh cụng ngh : 5.1.Xỏc nh chun gia cụng chi tit : -Chun thit k : chn mt phng A -Chun cụng ngh : Chun gia cụng : +Chn chun thụ l cỏc mt bờn v mt ỏy +Chn chun tinh : Chun tinh thng nht gia cụng cỏc chi tit dng tm l hai l nh v c gia cụng gúc tm 5.2.Phng phỏp xỏc nh chun : Dựng hai l nh v lm chun v nh v trờn gỏ gia cụng cỏc l cũn li v cỏc mt Khi ú s khụng cú sai s chun, vỡ lỳc ú chun nh v trựng vi chun o lng 5.3.Lp s b cỏc nguyờn cụng : Nguyờn cụng 1: Phay bao cỏc mt A, mt bờn Nguyờn cụng 2: Phay bao cỏc mt B v mt bờn cũn li Nguyờn cụng 3: khoan cỏc l Nguyờn cụng : khoan taro cỏc ren M6 Nguyờn cụng : Mi cỏc b mt lm vic Nguyờn cụng :Tng Kim tra 5.4.Thit k cỏc nguyờn cụng c th : a/nguyờn cụng : Phay bao cỏc mt A, mt bờn nh v : chi tit c nh v gii hn bc t Kp cht : s dng e tụ kp cht v gỏ tụ trờn bn mỏy - Chn mỏy: Theo bng 5.12; trang 460-[ 2] Chn mỏy phay ng nng 6H82III Thụng s k thut: Kớch thc lm vic ca bn mỏy: 320*1250() Cụng sut ng c: 7.5(kW) Hiu sut mỏy: Chn dao: Theo bảng4.79;tr161- [3] Dao phay mặt đầu chắp hợp kim cứng BK8 Với thông số kỹ thuật : D=100mm; B = 60mm; d =32mm; Z = 10 răng; Nguyờn cụng 2: Phay bao cỏc mt B v mt bờn cũn li Chn mỏy, chn dao tng t Nguyờn cụng Nguyờn cụng 3: khoan cỏc l nh v v kp cht Chi tit c nh v v gii hn bc t Phụi c kp cht bng ren vớt C cu kep cht thụng qua ũn kp Chọn máy : Theo bảng 5.23; tr468 [2] Chọn máy khoan cần số hiệu : 2E52 + Mặt khoan có đờng kính lớn nhất: 25mm + Công xuất động cơ: N=2.2kw + Phạm vi tốc độ : 56-1480vg/ph Chn dao: theo bng 4.55; trang 100-[3] ta chn + chn dao khoan rut g cú uụi tr loi ngn d= 10 mm; L= 145 mm; l= 90 mm + chn vt liu cho mi khoan l thộp giú cú chp mnh hp kim BK8 Nguyờn cụng : khoan taro cỏc ren M6 nh v v kp cht Chi tit c nh v v gii hn bc t Phụi c kp cht bng ren vớt C cu kep cht thụng qua ũn kp Chọn máy : Theo bảng 5.23; tr468 [2] Chọn máy khoan cần số hiệu : 2E52 + Mặt khoan có đờng kính lớn nhất: 25mm + Công xuất động cơ: N=2.2kw + Phạm vi tốc độ : 56-1480vg/ph Chn dao: theo bng 4.55; trang 100-[3] ta chn + chn dao khoan rut g cú uụi tr loi ngn d= 10 mm; L= 145 mm; l= 90 mm + chn vt liu cho mi khoan l thộp giú cú chp mnh hp kim BK8 Nguyờn cụng : Mi cỏc b mt lm vic Chn mỏy : Mỏy mi 3A130 cú cỏc thụng s (Bng 9.49;tr 92 [5]): -ng kớnh ln nht ca chi tit gia cụng(mm) :280 -Phm vi ng kớnh gia cụng c(mm) : - 200 -Chiu di ln nht gia cụng dc (mm):450 - cụn u tõm trc :mooc N0 -ng kớnh ln nht ỏ mi (mm): 350 -Tc ỏ mi (vg/ph): 1880; 2110 -Dch chuyn ln nht ca bn (mm): 675;1290 -Phm vi bc tin ca bn (m/ph): 0,1 ữ -Gúc quay ln nht ca bn (): 11 -Dch chuyn ngang ln nht ỏ mi (mm): thy lc :286;tay:236 -Bc tin ngang ca ỏ(mm/hnh trỡnh bn) :0,0025 0,04 -Dch chuyn ngang ca ỏ sau chia ca a chia(mm) :0,0025 ; 0,01 -S cp tc mõm cp trc : vụ cp -Phm vi tc mõm cp trc (vg.ph): 50 400 -Phm vi ng kớnh l c mi (mm):30 100 -Cụng sut ng c chớnh :4 KW -Khi lng mỏy : 3780 v 4600 Kg -Kớch thc mỏy (mm): Di:3060 ; 4990 Rng:2000 Cao:1650 Chn ỏ mi : đá phẳng ( tra bảng 4.93;tr 432[III]) có kích thớc sau: D = 3- 1060 ; H = 6-250 (mm) ; d = 1- 350 Nguyờn cụng :Kim tra - Kim tra kớch thc bao gm: kớch thc ng kớnh v chiu di cỏc l kim tra ng kớnh ta dựng thc kp, panme - Kim tra nhỏm cỏc b mt tm - Kim tra chớnh xỏc ca l, ren VI.Tớnh lng d gia cụng Lng d gia cụng c xỏc nh hp lý s lm gim giỏ thnh ch to phụi, lm gim thi gian gia cụng v lm gim giỏ thnh sn xut Tớnh lng d cho nguyờn cụng 1: Phay bao mt A v mt bờn Khi lng ca phụi l 5,03kg Quy trỡnh cụng ngh bao gm: Phay thụ Phay tinh Bng tớnh lng d gia cụng v kớch thc gii hn Cỏc Cỏc thnh phn ca nguyờn lng d (àm) cụng Rz T Phụi cỏn Phay thụ Phay tinh Z Ln g d tớnh toỏn 2.Zmin (àm) Kớch thc tớnh toỏn (mm) Dun Kớch thc g sai gii hn (mm (mm) ) Max Min 23,58 25,58 23,58 Giỏ tr gii hn ca lng d (mm) Ma Min x 100 100 332 120 120 17 2.532 22,5 0,4 22,9 22.5 2,68 1,08 30 30 0 2.257 22 0,1 22.1 22 0,8 0,5 3,48 1,58 Tra bng 1.5[2] ta chn: R = 100(àm) T = 100(àm) Sau gia cụng ta chn chớnh xỏc v cht lng b mt phụi cỏn núng sau gia cụng c 10 Theo bng 1.8[2] ta cú : Rz nhn cỏc giỏ tr 120(àm) v 30(àm ) Ti nhn cỏc giỏ tr 120(àm) v 30(àm ) Sai s khụng gian tng cng ca cỏc trc trn gỏ trờn hai mi tõm xỏc nh theo cụng thc: Trong ú: - l cong trc (tng cng cong cc b) Theo cụng thc: Phụi cú cp chớnh xỏc l 8-9 tra bng 1.2 [2] cv =0,3 (àm) (àm) - l lng dch chuyn ca ng sai s gia cụng l tõm dung sai mt chun gia cụng l tõm tra bng 1.105 [2] ta c: =300(àm) Sai lch khụng gian cũn li sau phay thụ l: ( ) Sai lch khụng gian cũn li sau phay tinh l: ) Vỡ gia cụng cú chng tõm nờn sai s gỏ t cụng thc tớnh Zmin khụng cũn sai s gỏ t Lng d gia cụng nh nht c xỏc nh theo cụng thc: 11 Nguyờn cụng phay thụ: ( ) Nguyờn cụng phay tinh: ( ) Ct ghi kớch thc tớnh toỏn c xỏc nh nh sau: Ghi kớch thc ca chi tit vo hng cui cựng cũn cỏc hng khỏc thỡ ly kớch thc nguyờn cụng trc ú cng vi lng d tớnh toỏn nh nht nh vy ta cú: - Phay thụ: d1 = 15 + (2 0.257) = 15,514 (mm) - Phụi: d0 = 15,514 + (2 0,532) = 16,578 (mm) Xỏc nh kớch thc gii hn nh nht bng cỏch lm trũn s ca kớch thc tớnh toỏn theo hng s cú ngha ca dung sai Xỏc nh kớch thc gii hn ln nht bng cỏch cng kớch thc gii hn nh nht vi dung sai; - Phay tinh: d2 = 22 + 0,1 = 22,1 (mm) - Phay thụ: d1 =22,5 + 0,4 = 22,9 (mm) - phụi: d0 = 23,58 + = 25,58 (mm) Xỏc nh lng d gii hn: Zbmax l hiu cỏc kớch thc gii hn ln nht Zbmin l hiu cỏc kớch thc gii hn nh nht Ta cú: - Phay tinh: 2Zbmax = 22,9 22,1 = 0,8(mm) = 800( ) 2Zbmin = 22,5 22 = 0,5(mm) = 500( ) - Phay thụ: 2Zbmax = 25,58 22,9 = 2,68(mm) = 2680( ) 2Zbmin = 23,58 22,5 = 1,08(mm) = 1080( ) Xỏc nh lng d tng cng : - Lng d tng cng ln nht l tng cỏc lng d trung gian ln nht: Z0max = ( ) - Lng d tng cng nh nht l tng cỏc lng d trung gian nh nht: Z0min = ( 12 ) VII.Tớnh v tra ch ct cho cỏc nguyờn cụng Nguyờn cụng 1: phay bao mt A, mt bờn Phay thụ + chn chiu sõu ct t = 2mm + chiu rng phay B = 60mm + lng chy dao Sz = 0.24mm/vũng Theo bng 5-125 thang 113-[4] + s rng dao phay z = 10 rng * Tốc độ cắt V đợc tính theo công thức V= (7.1) - Với dao đợc loại dao có mác hợp kim số hiệu BK8 Theo bảng 5-39; tr33- [4] ta có C =445; q=0,2; x=0,15; y=0,35; u=0,2; p=0; m=0,32 - D: đờng kính dao phay D=100mm - T: tuổi bền dao phay, tra bảng 5-40; tr34 - [4] ta có T=180phút - K : hệ số điều chỉnh chung Kv = Kmv.Knv.Kuv Tra bảng 5.1;tr6 - [2] ta có Kmv = HB = 190 Kmv = Knv = Theo bảng5.7; tr8 [4]; Kuv = 0,83 ; Theo bảng5.6; tr8 [4]; Kv = 1.1 0,83= 0,83 ; Thay giá trị vào công thức (7.1) ta có : 13 V= (m/ph); * Lực cắt P đợc tính theo công thức P = (7.2) Trong - z=10 - n: số vòng quay trục : n= = = 442,68 (vòng/phút) Ta chọn số vòng quay theo máy n m= 440(vòng/phút); - C =825; w=0, u=1; x=0,9; q=1; y=0,74; Theo bảng5.41;tr35- [4] - kmv=1 Thay vào biểu thức (7.2) ta đợc P = = 2122,42 (N); Vậy lực cắt P = 2122,42 N; *Mômen xoắn đợc tính theo công thức M = = = 106,112(kG.m) b Phay tinh -Chọn chiều sâu cắt t=0,5mm Chiều rộng phay B=60mm Lợng chạy dao S =0,1 Số dao phay z=10 Tính toán hoàn toàn tợng tự nh phần 7.1.1 ta đựơc kết : 14 V=171,13(m/ph); n=540(vg/ph); P =610N; M =30,5 (kG.m); Nguyờn cụng 2: Phay mt B v mt bờn cũn li a Phay thô - Chọn chiều sâu cắt t=2mm - Chiều rộng phay B=60mm - Lợng chạy dao S =0,25 - Số dao phay z=10 *.Tốc độ cắt V phụ thuộc nhiều yếu tố nh chiều sâu cắt, lợng chạy dao, vật liệu gia công, vật liệu dụng cắt *Tốc độ cắt đợc tính theo công thức V=V k k k (7.3) Theo bảng (5-127);tr115 - [3] ta có vận tốc cắt phay V =158(m/ph) k : hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào nhóm tính vật liệu k =1 k : hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt gia công k =0,8 k : hệ số phụ thuộc vào tuổi bền dao k =0,83 Vậy tốc độ cắt theo tính toán là: V=158.1.0,8.0,83=105(m/ph) *Số vòng quay trục theo tính toán n= = = 334(vg/ph) Ta chọn số vòng quay theo máy n m= 300vg/ph Ta có vận tốc cắt thực tế là: b Phay tinh + Chọn chiều sâu cắt t=0,5mm + Chiều rộng phay B=60mm 15 + Lợng chạy dao S =0,1 + Số dao phay z=10 *.Tốc độ cắt V phụ thuộc nhiều yếu tố nh chiều sâu cắt, lợng chạy dao, vật liệu gia công, vật liệu dụng cắt *Tốc độ cắt đợc tính theo công thức V=V k k k Theo bảng (5-127) [3] ta có vận tốc cắt phay V =260(m/ph) k : hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào nhóm tính vật liệu k =1 k : hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt gia công k =0,8 k : hệ số phụ thuộc vào tuổi bền dao k =0,83 Vậy tốc độ cắt theo tính toán là: V=260.1.0,8.0,83=172,84(m/ph) *Số vòng quay trục theo tính toán n= =550(vg/ph) Ta chọn số vòng quay theo máy n m= 475vg/ph Ta có vận tốc cắt thực tế là: Nguyờn cụng 3: Khoan cỏc l - Khoan l 20mm Chiu sõu ct t = 0,5 ; D = 0,5.20 =10mm - Lợng chạy dao tra bảng 2.33;tr171- [2] ta xác định đợc buớc tiên dao S=0,285 (độ xác