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 .
Lời nói đầu Ngày cách mạng khoa học kỹ thật giới phát triển với tốc độ nhanh đưa tới thành tựu chế tạo khí hệ thống tự động hóa sản xuất có kỹ thuật sản xuất linh hoạt dùng robot –người máy ,công nghệ gia công máy điều khiển số CNC ,hệ thống sản xuất tích hợp CIM … Song kỹ thuật xuất phát từ lý thuyết kinh điển công nghệ chế tạo máy hình thành phát triển kỷ Công nghệ chế tạo máy ngành then chốt ,đóng vai trò định nghiệ công nghiệp hóa đại hóa đất nước Nhiệm vự ngành chế tạo sản phẩm khí phục vụ cho kinh tế quốc dân ,việc phát triển ngành chế tạo máy ưu tiên hàng đầu đảng nhà nước ta Môn học công nghệ chế tạo máy có vị trí quan trọng chương trình đào tạo kỹ sư khí ,để giúp sinh viên nắm vững kiến thức môn học giúp làm quen với nhiệm vụ thiết kế ,trong chương trình đào tạo :”Đồ án môn học công nghệ chế tạo máy” môn học thiếu sinh viên khí Sau thời gian tìm hiểu dần nhiệt tình thầy giáo Ngô Đăng Huỳnh ,em hoàn thành đồ án môn học kỹ thuật gia công khí Trong trình thiết kế tình toán tất nhiên có sai sót thiếu hiểu biết thực tế kinh nghiệm thiết kế em mong bảo đóng góp ý kiến quý thầy cô bạn để lần thiết kế thực tế hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên I.Phân tích chức làm việc chi tiết : - Chi tiết giao đầu kẹp K20A - Đầu kẹp K20A để gá đặt chi tiết có kích thước phù hợp ( kẹp chặt qua bu long…qua lỗ đầu kẹp)… II.Phân tích tính công nghệ kết cấu chi tiết - Chi tiết gia công từ phôi đúc, số bề mặt không yêu cầu gia công bề mặt đúc tạo kích thước theo yêu cầu Trong trình gia công, ta chọn mặt cần gia công để tiến hành gia công bề mặt - Đầu kẹp K20A có kích thước chiều dài: 127 mm, bề rộng bề mặt A: 65 mm , mặt D: 56 mm, kích thước riêng bề mặt lỗ ren, lỗ trơn ghi cụ thể vẽ chi tiết - Đảm bảo độ vuông góc mặt A mặt E 0.01(mm) - Đảm bảo độ song song mặt A mặt D 0.01(mm) - Đảm bảo độ nhám bề mặt mặt vẽ chi tiết, tra bảng độ nhám để biết xác độ nhám cần thiết III.Xác định dạng sản xuất - Để xác định dạng sản xuất ta dựa vào khối lượng chi tiết gia công số lượng chi tiết tổng cộng năm - Số lượng chi tiết tổng cộng cần chế tạo năm xác định theo công thức: N= N1.m(1+ α +β ) 100 - Trong đó: N1: số lượng sản phẩm cần chế tạo năm theo kế hoạch, theo N1= 5000 ( chiếc/năm) m: số lượng chi tiết sản phẩm, m= - Trong điều kiện đồ án chọn α= 3%÷ 5%; β= 5%÷ 7% Chọn α= 5%, β= 6% Ta được: N= 5000.1.1(1+ 5+6 ) =5550 (chiếc/năm) 100 - Khối lượng chi tiết xác định theo công thức: Q1= V.γ= 0.994 (kg) Tra bảng 2.6[1] ta xác định dạng sản xuất loạt lớn IV Chọn phương pháp chế tạo phôi Ta dùng phương pháp đúc khuôn cát để chế tạo phôi( vật liệu yêu cầu thép S45C ) Đặc điểm: + Ưu điểm: -Dễ chế tạo phôi, rẻ, vốn đầu tư Hơn khuôn cát lại vạn năng, dung để đúc vật nhỏ từ 10 gam vật lớn có khối lượng hàng trăm tấn, dùng đúc hợp kim thép như: thép, gang sám, đồng thau, đồng thanh, hợp kim niken, hợp kim nhôm, mage,… - Phương pháp đúc phôi khuôn cát phù hợp với dạng sản xuất hàng loạt lớn - Tạo phôi có hình dạng gần giống với hình dạng chi tiết - Cơ tính phù hợp tốt với chi tiết khối dẫn hướng + Nhược điểm - Chất lượng bề mặt không tốt Thành phần hóa học thép S45C C (%) Si (%) 0.42 ~ 0.48 0.15 ~ 0.35 Mn (%) 0.6 ~ 0.9 S (%) Cr (%) P 0.20 0.20 0,030 max V Lập tiến trình công nghệ 5.1 Xác định chuẩn để gia công chi tiết - Chuẩn thiết kế: Chọn mặt chuẩn D1 - Chuẩn công nghê: Chuẩn gia công: + Chọn chuẩn thô: Chọn mặt phẳng D làm chuẩn thô + Chọn chuẩn tinh: Chọn mặt phẳng A Chọn mặt D làm chuẩn thô ta gia công mặt A làm chuẩn tinh, sau dung mặt A gá đặt để gia công mặt D, đảm bảo độ song song đạt hat mặt Dùng mặt A làm chuẩn tỉnh ta tiến hành phay mặt E đảm bảo độ vuông góc mặt phẳng 5.2.Phương pháp xác định chuẩn - Dùng ê tô kẹp lấy mặt D làm chuẩn thô gia công mặt A, mặt A trở thành chuẩn tinh 5.3.Lập sơ nguyên công Nguyên công 1: Phay A, D Nguyên công 2: Phay mặt B, C Nguyên công 3: Phay mặt E Nguyên công 4: Khoan, taro lỗ mặt E Nguyên công 5: Khoan, doa lỗ mặt A Nguyên công 6: Kiểm tra 5.4 Thiết kế nguyên công cụ thể - Nguyên công 1: Phay A, D + Chọn máy: Máy phay vạn 6M82III Đặc điểm kĩ thuật Thông số Công suất động dần động trục 7.5 Kích thước bề mặt làm việc bàn máy ( rộng x 320x1250 dài) Khoảng cách đến bàn máy: Từ đường trục trục nằm ngang 450 Từ mặt mút trục ụ quay Số rãnh T bàn quay Khoảng cách từ đường trục đầu quay đến 260 ± 820 650 đường trượt thẳng đứng thân máy Chiều rộng rãnh T 18 Khoảnh cách rãnh chữ T 70 Độ côn lỗ: Trục nằm ngang Trục thẳng đứng Góc quay lớn đầu trục ( độ): Trong mặt phẳng chạy dao dọc 360 Trong mặt phẳng chạy dao ngang 135 Dịch chuyển lớn bàn máy (mm) 700 Dọc 260 Ngang 420 Thẳng đứng Sơ đồ tốc độ trục chính: Ngang 18 Thẳng đứng 18 Phạm vi tốc độ trục ( vòng/ phút): Ngang 31,5 ÷ 1600 Thẳng đứng 90 ÷ 400 Số cấp bước tiến bàn 18 Phạm vi bước tiến bàn (mm/ph): Dọc 25 – 1250 Ngang 25 – 1250 Thẳng đứng 8,3 – 416,6 Công suất điện ( kW) 7.5 Khối lượng máy (kg) 3150 Kích thước máy, (mm): Dài 2445 Rộng 1745 Cao 1880 + Chọn dao: Dao phay mặt đầu cán lắp nhỏ, mm D L Số r l l1 d1 d2 d3 15 - 32 - 24 38 z d Danh Sai Danh Sai lệch nghĩa lệch nghĩa cho cho phép phép 50 -1.0 22 25 50 +0.840 +1.0 14 Nguyên công Phay mặt B, C + Chọn máy: Máy phay vạn 6M82III(giống nguyên công 1) + Chọn dao: Dao phay mặt đầu cán lắp nhỏ, mm ( giống nguyên công 1) Nguyên công 3: Phay mặt E + Chọn máy: Máy phay vạn 6M82III( giống nguyên công 1) + Chọn dao: Dao phay mặt đầu cán lắp nhỏ, mm ( giống nguyên công 1) Nguyên công 4: Khoan, doa lỗ Ø10 Khoan, taro lỗ Ø8 + Chọn máy: Máy khoan đứng Liên bang Nga.2H150 Đường kính khoan lớn nhất.(mm) 25 Khoảng cách từ đường trục tâm 250 đến trụ.(mm) Khoảng cách lớn từ mút trục 700 tới bàn máy (mm) Kích thước bề mặt làm việc bàn máy 400 x 450 (mm) Dịch chuyển lớn trục 170 (mm) Số cấp tốc độ 12 Phạm vi tốc độ trục (vg/ph) 45-2000 Số cấp bước tiến Phạm vi bước tiến (mm) 0,1 – 1,6 Lực tiến dao (kG) 900 Momen xoắn (kG.cm) 2500 Công suất động (kW) 2.2 Khối lượng máy (kg) 1000 Kích thước máy (mm) Dài 1130 Rộng 805 Cao 2290 + Chọn mũi khoan Mũi khoan ruột gà đuôi trụ ngắn, mm d L lo l1 l2 e b r 9,6 ÷ 10 135 95 - - 5 0.4 + Chọn mũi doa Số Góc α doa z Góc Góc w trước ϒ Góc Đường Lưỡi lệch kính D độ fo 11 7o 0o 7o 5o 20 + Chọn mũi taro( sử dụng với máy khoan nêu trên) 1,5 Đường kính danh Bước nghĩa d ren S Dãy Dãy2 Dãy - - 0.4 L l l2 d1 a h 36 10 13 2,4 Nguyên công 5: Khoan, doa lỗ mặt A + Chọn máy: Máy khoan đứng Liên bang Nga.2H150 ( nêu trên) + Chọn mũi khoan Mũi khoan ruột gà đuôi trụ ngắn, mm d L lo l1 l2 e b r 2,9 ÷ 70 40 - - - - - + Chọn mũi taro( sử dụng với máy khoan nêu trên) Đường kính danh Bước nghĩa d ren S Dãy Dãy2 Dãy - - 0,25 L l l2 d1 a h 25 2,2 1,8 Nguyên công 6: Kiểm tra - Kiểm tra kích thước: Ta tiến hành kiểm tra kích thước bề mặt theo vẽ chi tiết, bề mặt không yêu cầu gia công ta không cần kiểm tra bề mặt đảm bảo đúc phôi - Kiểm tra vị trí tương quan bề mặt: Đo độ song song, vuông góc bề mặt với nhau, thể vẽ chi tiết VI.Tính lượng dư gia công - Lượng dư gia công xác định hợp lý làm giảm giá thành chế tạo phôi, làm giảm thời gian gia công làm giảm giá thành sản xuất - Lượng dư gia công xác định kinh nghiệm, tra bảng tính toán xác Ở phải chọn phương pháp tính lượng dư cho bề mặt tra lượng dư cho bề mặt lại - Ta chon mặt A để tính toán - Phôi sử dụng quy trình dạng phôi gia công phương pháp đúc khuôn cát với hình thức sản xuất loạt lớn nên phôi có cấp xác II phôi đúc - Tra bảng 1.24/TR 27 [3] ta có: Rz+Tz =800(μm) - Lượng dư gia công nhỏ phía : Zi = RZ i-1 + Ti-1 + ρi-1 + �i - Trong : Zi : lượng dư bề mặt bước công nghệ thứ i RZi-1 : chiều cao nhấp nhô bước gia công trước để lại Ti-1 : chiều sâu lớp biến cứng bước công nghệ trước để lại ρi-1 : sai lệch vị trí trung gian bước công nghệ sát trước để lại �i : sai số gá đặt - Sai số không gian : ρcv : sai số cong vênh bề mặt gia công ρvt : sai số vị trí tổng quan mặt gia công với mặt chưa gia công �i = - Trong đó: �i :Sai số gá đặt phôi �k : sai số kẹp chặt �gđ : sai số đồ gá �c : sai số chuẩn - Thực phương pháp phân tích cho bề mặt D - Bước: +bước 1: phay thô +bước 2: phay tinh Chi tiết làm thép đúc nên bước gia công không tồn T +Phay thô: RZ1 = 100 (μm) Tz = 100 (μm) +Phay bán tinh: RZ2 = 50 (μm) Các sai số khác công thức tính toán: ρcv = k.l với k =0,7(μm/mm) (l)- kích thước lớn phôi ⇒ ρcv = 0,7.220 = 154(μm) Vì định vị mặt phẳng nên ta có: ρ = ρcv = 154(μm) �c xem Sai số gá đặt tra bảng 1.107[2] : �gđ = 140 Sai số kẹp chặt tra bảng 3.13[4] : �k = 250 - Gia công phay thô: Zi min1 = RZ i-1 + Ti-1 + ρi-1 + �I = 100+100+154+286 = 640 (μm) -Gia công phay bán tinh: Zi min2 = RZ i-1 + Ti-1 + ρi-1 + �I = 50+0+0,6.154+286 = 428,4 (μm) ⇒ Lượng dư tổng cộng cho nguyên công : Z = 640 + 428,4 = 1068,4,5(μm) - Các kích thước tính toán trung gian: Dung sai tra bảng 1.33tr34[3] Phôi : δ0 = 1600 (μm) Phay thô: δ1 = 630 (μm) Phay tinh: δ3 = 100 (μm) -Kích thước trung gian + Kích thước nhỏ phôi: Dmin2 =127 -0,1 =126,9 (mm) + Kích thước lớn phôi: Dmax2 =127 (mm) + Kích thước trung gian nhỏ phôi phay bán tinh: Dmin1 = Dmax2 + Zi = 127+0,428 =127,428 (mm) +Kích thước trung gian lớn phôi trước phay bán tinh Dmax1 = Dmin1 + ρ1 = 127,428 +0,63 = 128,058 (mm) + Kích thước trung gian nhỏ phôi phay thô : Dmin0 = Dmax1 + Zmin = 128,058 + 0,640 = 128,698 (mm) + Kích thước trung gian lớn phôi trước phay thô: Dmax0 = Dmin0 + δ0 = 126,698 + 1,6 = 128,298 (mm) +Lượng dư trung gian phôi phay thô : Zmax1 = Dmax0 - Dmax1 = 128,298 – 128,058 = 0,24 (mm) Zmin1 = Dmin0 - Dmin1 = 128,698 – 127,428 = 1,27 (mm) + Lượng dư trung gian phôi phay bán tinh: Zmax1 = Dmax1 - Dmax2 = 128,058 –127 = 1,058 (mm) Zmin1 = Dmin1 - Dmin2 = 220,428 – 219,9 = 0,528 (mm) - Bảng1: Bước CN RZi Bảng tổng hợp lượng dư gia công bề mặt Yếu tố lượng dư Ti ρi �i Zi Dung (μm) sai (δ) Phôi - - - - - (μm) 1600 Lượng dư Zmax Zmin KT trung gian Dmax Dmin (mm) (mm) (mm) - - 128,298 126,698 (mm) Phay thô 100 100 136,5 Phay 50 81,9 286 640 286 428,4 630 100 0,24 0,428 1,54 1,058 127 0,528 tinh - Tra lượng dư bế mặt lại Dung sai tra bảng 3.3/TR31[5] Dung sai tra bảng 3.3/31[1] Bề mặt Kích thước A,D B,C E,F 127 26 56 Lượng dư Tra bảng Tính toán 2.3 3 VII.Xác định chế độ cắt thời gian gia công I.Xác định chế độ cắt cho bề mặt E3 1.Phay thô 1.1.Chiều sâu cắt t +Phay thô: t1 = Z1 = (mm) +Phay bán tinh : t2 = Z2 = 0,5 (mm) 1.2.Lượng chạy dao S SZ = 0,14÷ 0,18 ( mm/răng) tra bảng 5-125 [3] Chọn SZ = 0,14 (mm/răng) Chọn hệ số hiệu chỉnh lăn dao đối xứng kγ =1 Chọn hệ số hiệu chỉnh góc nghiêng 60 = SZ = kγ SZb = 0,14 (mm/răng) ⇒Lượng chạy dao vòng S = SZ.Z = 0,14 12 = 1,68 (mm/vg) 1.3.Tốc độ cắt Chọn dao phay mặt đầu gắn mảnh hợp kim cứng có: Dung sai ±0,3 ±0,4 ±0,4 128,058 126,4 = ( tra bảng 5.127 [3]) →Vb = 209 (m/ph) Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào độ cứng vật liệu dao Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái bề mặt 0,8 Hệ số hiệu chỉnh mác hợp kim Bk8 Hệ số diều chỉnh phụ thuộc vào chiều rộng phay Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào góc nghiêng ⇒ V = Vb 1.0,8.1.1.1 = 167,2(m/ph) 1.4.Số vòng quay trục n= = = 1065 (vg/ph) : D đường kính dao phay (mm) chọn số vòng quay thực tế theo máy phay vạn 6M82III.→ n = 1000(vg/ph) ⇒ Tốc độ cắt thực tế : V = = 157 (vg/ph) Công suất cắt Nc = (kw) < Nmáy = 7.0,75= 5,25 kw (tra bảng 5.130 [3]) 1.5.Thời gian gia công TM = (phút) (bảng 3.4/282 [1]) Trong : l: Chiều dài bề mặt gia công(mm) l1 :Chiều dài ăn dao (mm) S:Lượng chạy dao vòng (mm/vg) n:Số vòng quay hành trình khép kín phút Ta có: l1 = + (0,5÷3) = +2 =9 (mm) l2 = (2÷5) mm → chọn l2 = (mm) ⇒ TM = = 0,138 (phút) ⇒ Tk = φk.TM = 1,51 0,138 = 0,20838 (phút) 2.Phay bán tinh 2.1.Chiều sâu cắt : t = 0,5 (mm) 2.1 Lượng chạy dao Chọn S0 = 1,2 (mm/vg) tra bảng 5.125/113 [3] Lượng chay dao : SZ =0,24 (mm/răng) 2.3.Tốc độ cắt Vb = 166 (m/ph) tra bảng 5.128/116[3] Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào độ cứng vật liệu Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái bề mặt Hệ số điều chỉnh mác hợp kim BK8 Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều rộng phay Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào góc nghiêng ⇒ V = Vb = 166 (m/ph) 2.4 Số vòng quay trục n= = = 1056(Vg/ph) chọn theo số vòng quay thực tế máy phay vạn 6M82III.→ n= 1000(vg/ph) ⇒ tốc độ cắt thực tế : V = 2.5.Công suất cắt = 157 (m/ph) Nc = 1,3 (kw) < Nmáy = 7.0,75 = 5,25 (kw ) tra bảng 5.130/118 [3] 2.6.Thời gian gia công ⇒ TM = = 0,08 (phút) ⇒ Tk = φk.TM = 1,51.0,08 = 0,1208 (phút) Bảng kết cho nguyên công lại Mặt A D E F Bước Phay thô Phay tinh Khoan Ø16 Doa Ø16 Phay thô Phay tinh T(mm) 0,12 0,044 0,042 0,12 0,059 0,032 S(mm/vg) 1,68 2,52 0,3 0,3 1,68 2,52 V(m/ph) 167 204 35 40,8 157 204 n(vg/ph) 1000 1300 800 1000 1000 1300 Phay thô Phay bán 0,123 0,093 1,68 2,28 157 188 1000 1100 Phay thô 0,138 0,312 0,12 0,183 0,123 1,68 0,3 0,3 0,3 1,68 157 35 40,8 33 157 1000 800 1000 800 1000 Phay tinh 0,032 2,52 204 1300 Phay thô Phay tinh 0,123 0,032 1,68 2,52 157 204 1000 1300 tinh Phay thô Khoan Ø10 Doa Ø10 Khoan Ø8 C B Tài liệu tham khảo 1.Sổ tay gia công Tài liệu mạng: http://minhnguyen.vn/May-phay-truc-dung-ban-truotnghieng-truc-MXQ5118H_c_433_443_801.html Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập I,II,III – Nguyễn Đắc Lộc, Lê Văn Tiến Cơ sở công nghệ chế tạo máy –ĐHBK Hà Nội ,NXBKHKT 5.Dung sai lắp ghép –Ninh Đức Tốn Tính thiết kế đồ gá ĐHBK Hà Nội 1969-Đặng Vũ Giao Trần Văn Địch.Sổ tay Atlas đồ gá ,NXBKHKT,Hà Nội ,2000 ... tinh 5.3.Lập sơ nguyên công Nguyên công 1: Phay A, D Nguyên công 2: Phay mặt B, C Nguyên công 3: Phay mặt E Nguyên công 4: Khoan, taro lỗ mặt E Nguyên công 5: Khoan, doa lỗ mặt A Nguyên công 6: Kiểm... phay vạn 6M82III(giống nguyên công 1) + Chọn dao: Dao phay mặt đầu cán lắp nhỏ, mm ( giống nguyên công 1) Nguyên công 3: Phay mặt E + Chọn máy: Máy phay vạn 6M82III( giống nguyên công 1) + Chọn dao:... máy: Máy phay vạn 6M82III( giống nguyên công 1) + Chọn dao: Dao phay mặt đầu cán lắp nhỏ, mm ( giống nguyên công 1) Nguyên công 4: Khoan, doa lỗ Ø10 Khoan, taro lỗ Ø8 + Chọn máy: Máy khoan đứng