Đồ án công nghệ chế tạo máy Thiết kế nắp hộp số xe máy BKHN

Để giúp sinh viên nắm vững được kiến thức cơ bản của mộ học và làm quen với nhiệm vụ thiết kế; trong chương trình đào tạo, đồ án công nghệ chế tạo máy là một phần không thể thiếu được củ

LỜI NÓI ĐẦU

Hiện nay , ngành Cơ khí nói chung và ngành Cơ khí Chế tạo máy nói riêng đóng vai trò hết sức quan trọng trong sự nghiệp công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước Nhiệm vụ của ngành Công nghệ Chế tạo máy là định ra quy trình công nghệ chế tạo các sản phẩm

cơ khí phục vụ cho mọi lĩnh vực của đời sống xã hội Do đó, việc phát triển ngành Công nghệ Chế tạo máy đã và đang là mối quan tâm đặc biệt của Đảng và Nhà nước ta.

Phát triển ngành Công nghệ Chế tạo máy phải được tiến hành đồng thời với việc phát triển nguồn nhân lực và các trang thiết bị hiện đại Trong đó, việc trước tiên là phải đào tạo ra một đội ngũ kỹ sư cơ khí và cán bộ kỹ thuật có trình cao, có thể vận dụng những kiến thức đã học để giải quyết các vấn đề cụ thể thường gặp trong sản xuất, sửa chữa và sử dụng.

Môn học Công nghệ Chế tạo máy có vị trí quan trọng trong chương trình đào tạo kỹ

sư và cán bộ kỹ thuật về lĩnh vực thiết kế, chế tạo máy và trang bị cơ khí phục vụ các ngành kinh tế như: công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải,….

Để giúp sinh viên nắm vững được kiến thức cơ bản của mộ học và làm quen với nhiệm vụ thiết kế; trong chương trình đào tạo, đồ án công nghệ chế tạo máy là một phần không thể thiếu được của sinh viên khoa Cơ khí khi kết thúc môn học.

Trong đồ án này, nhiệm vụ của em được giao là:

“ Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo chi tiết nắp trên hộp số động cơ xe máy SYM”

Nội dung của đồ án bao gồm các công việc như: xác định dạng sản xuất, xác định phương pháp chế tạo phôi, thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết, thiết kế đồ gá….

Sau một thời gian tìm tòi, thiết kế và với sự chỉ bảo tận tình của thầy

Nguyễn Ngọc Kiên đến nay em đã hoàn thành xong đồ án môn học Công nghệ chế tạo máy Tuy nhiên, trong quá trình tính toán, thiết kế sẽ khó tránh khỏi những sai sót do thiếu thực tế và kinh nghiệm Rất mong nhận được sự chỉ bảo của các thầy cô giáo trong

bộ môn và sự đóng góp ý kiến của các bạn sinh viên.

Em xin chân thành cảm ơn!

Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam

Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

Họ và tên sinh viên : Nguyễn Đức Nghĩa

Lớp : KTCK 07

Khóa : 57

I Đầu đề thiết kế: Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo chi tiết:

Nắp trên hộp sô xe máy

CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU

Sản lượng hàng năm: 10000 chiếc

NỘI DUNG CÁC PHẦN THUYẾT MINH VÀ TÍNH TOÁN:

1 Phân tích chức năng làm việc của chi tiết

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

3 Xác định dạng sản xuất

4 Chọn phương pháp chế tạo phôi

5 Lập thứ tự các nguyên công (vẽ sơ đồ gá đặt, ký hiệu định vị, kẹp chặt, chọn máy,chọn dao, ký hiệu chiều chuyển động của dao, của chi tiết)

6 Tính lượng dư cho một bề mặt (mặt trụ ngoài, mặt trụ trong hoặc mặt phẳng) và tralượng dư cho các bề mặt còn lại

7 Tính chế độ cắt cho một nguyên công (tính cho nguyên công cần thiết kế đồ gá) vàtra chế độ cắt cho các nguyên công còn lại

8 Tính thời gian gia công cơ bản cho tất cả các nguyên công

9 Tính và thiết kế một đồ gá (lập sơ đồ gá đặt, tính lực kẹp, thiết kế các cơ cấu của

đồ gá, tính sai số chuẩn, sai số kẹp chặt, sai số mòn, sai số điều chỉnh, sai số chế tạo của

đồ gỏ, đặt yêu cầu kỹ thuật của đồ gá, lập bảng kê khai các chi tiết của đồ gá)

NỘI DUNG PHẦN BẢN VẼ:

1 Chi tiết lồng phôi: 1 bản (khổ giấy A0, A1 hoặc A2)

3 Đồ gá: 1 bản (khổ giấy A0 hoặc A1)

Hà Nội, ngày tháng năm

SV: Nguyễn Đức Nghĩa 2 MSSV:20120663

PHẦN THUYẾT MINH

CHƯƠNG 1:

PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

I Phân tích chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết :

Chi tiết nắp hộp khởi động động cơ:( hình 1)

Hình 1: Bản vẽ chi tiết

- Dựa vào bản vẽ chi tiết ta thấy nắp trên hộp số động cơ xe máy là thuộc chi tiết dạng hộp

- Ngoài nhiệm vụ là nắp hộp, nó còn kết hợp với thân hộp động cơ để lắp các chi tiết như:

ổ lăn , ổ trượt, lắp thêm chốt để lắp ghép…

- Trên nắp hộp có nhiều bề mặt phải gia công với độ chính xác khác nhau tuỳ thuộc vào điều kiện làm việc của mỗi bề mặt đó Bề mặt lắp ghép là mặt bích với hệ lỗ trên mặt bích

chuẩn tinh gia công Cần phải đảm bảo độ vuông góc giữa đường tâm 2 lỗ trục với mặt phẳng bích Chi tiết làm việc trong điều kiện rung động và thay đổi

- Với vật liệu là nhôm có đặc tính là nhẹ có khả năng đúc tốt đây là một ưụ điểm đểngười ta chế tạo ra những bộ phận bao kín, hoặc các bộ phận phủ ngoài thường khôngchịu lực tác dụng vv

- Chi tiết được chế tạo bằng phương pháp đúc trong khuôn kim loại

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

Từ hình vẽ yêu cầu gia công chi tiết dạng hộp phân tích tính công nghệ từ khâu chế tạophôi cho tới khi hoàn thành sản phẩm

- Chi tiết nắp hộp trên của hộp số xe máy có kết cấu đủ độ cứng vững theo yêu cầu côngnghệ Chi tiết có cấu tạo gồm các bề mặt cong đồng thời lại có gân trợ lực, do đó mức độcứng vững được tăng đáng kể đảm bảo không bị biến dạng khi gia công; có thể cắt gọt ởtốc độ cao nhằm tăng năng suất

- Chi tiết có nhiều góc lượn đây là một đặc điểm khó trong quá trình gia công và đúc.Chi tiết có nhiều lỗ gia công Trên chi tiết gia công dạng hộp ( nắp trên hộp số xemáy) có một số lỗ cần gia công chính xác để lắm ghép Đường tâm các lỗ vuông gócvới mặt bích Không rỗ nứt sau khi đúc và gia công, không đẻ gờ săc trên các cạnh Nhìn chung chi tiết dạng hộp là một chi tiết phức tạp , khó gia công khi chế tạophải đảm bảo nhiều yêu cầu kĩ thuật khác nhau

Các lỗ nên thông suốt và ngắn ( ở đây các lỗ đều thông suốt trừ 3 lỗ ren bên tỏng chitiết) các lỗ kẹp chặt của chi tiết dạng hộp phải là các lỗ chuẩn Các bề mặt chuẩn phải

có đủ diện tích nhất định phải cho phép thực hiện được các nguyên công , khi dùng bềmặt đó làm chuẩn và phải thực hiện gá đặt nhanh

- Hầu hết các bề mặt của chi tiết cho phép gia công dễ dàng và có thể phối kết hợp cácmáy vạn năng trong việc gia công các bề mặt

SV: Nguyễn Đức Nghĩa 4 MSSV:20120663

- Các lỗ trên chi tiết đều có kích thước nhỏ nên ta có thể đúc đặc đỡ tốn công làm lõinhằm giảm giá thành, riêng lỗ φ24 ta đúc rỗng

- Việc sử dụng vật liệu là hợp kim nhôm đúc có ưu điểm là:

N- Số chi tiết được sản xuất trong một năm

m- Số chi tiết trong một sản phẩm

β- Số chi tiết được chế tạo thêm để dự trữ β =(5-:-7)%

2- Xác định khối lượng chi tiết(phôi):

Qua bản vẽ chi tiết và phương pháp đúc phôi ta có thể tính gần đúng khối lượng của

Trong đó:

Q- Khối lượng của chi tiết, Kg

γ - Trọng lượng riêng của vật liệu, γ = 2,7 Kg/dm3

Bảng 1.Khối lượng riêng của một số vật liệu

6 +

Trọng lượng của chi tiết là: Q= 0,274256.2,7 = 0,74 kg Tra bảng 2 trang 13( Thiết kế đồ án môn học CNCTM) ta được dạng sản xuất là hàng loạtlớn

CHƯƠNG 2

XÁC ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI VÀ THIẾT KẾ BẢN VẼ LỒNG

PHÔI

I Xác định phương pháp chế tạo phôi :

Đối với chi tiết đã có, có thể áp dụng các phương pháp chế tạo phôi sau đây:

Phôi đúc bao gồm cả phôi gang, thép hoặc hợp kim nhôm , nhôm là những loại phổbiến nhất để chế tạo chi tiết dạng hộp , chế tạo phôi đúc thường bằng các phương phápsau :

1 Đúc gang trong khuôn cát , mẫu gỗ làm bằng tay , phương pháp này cho độchính xác thấp , lượng dư gia công cắt gọt lớn , năng suất thấp , đòi hỏitrình độ công nhân phải cao , thích hợp đối với dạng sản xuất dạng nhỏhoặc đơn chiếc

2 Dùng mẫu kim loại , khuôn cát làm bằng máy, đạt độ chính xác và năngsuất cao , lượng dư gia công cắt gọt nhỏ , phương pháp này thích hợp chosản xuất hàng loạt và hàng khối

3 Dùng phương pháp đúc trong khuôn có vỏ mỏng , độ chính xác từ 0,3 - 0,6

mm tính cơ học tốt Phương pháp này dùng trong sản xuất hàng loạt hoặchàng khối , nhưng chỉ thích hợp cho chi tiết hộp cỡ nhỏ

4 Đúc áp lực , cố thể tạo lên chi tiết dạng hộp cỡ nhỏ có hình thù phức tạp,phôi dập được dùng đối với chi tiết hộp cỡ nhỏ có hình thức không phứctạp ở dạng sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối Đối với các phương phápnày tạo được cơ tính tốt và năng suất cao

Chi tiết thiết kế là chi tiết dạng hộp , khá phức tạp , có nhiều gân và góc lượn, vật liệuchi tiết là bằng nhôm ,vậy ta chọn phương pháp chế tạo phôi là phương pháp đúc trongkhuôn kim loại

SV: Nguyễn Đức Nghĩa 6 MSSV:20120663

II Thiết kế bản vẽ chi tiết lồng phôi :

1.Xác định lượng dư gia công cơ:

Xác định lượng dư gia công cơ phụ thuộc hợp kim đúc , kích thước lớn nhất của vậtđúc, tính chất sản xuất, mức độ phức tạp của chi tiết, phương pháp làm khuôn(bằngtay hay bằng máy ) , vị trí bề mặt trong khuôn và cấp chính xác của vật đúc

Bản vẽ chi tiết lồng phôi rất quan trọng cho qúa trình gia công vì nó ảnh hưởng đếnviệc chọn phương pháp gia công , chọn dạng dụng cụ cắt, từ bản vẻ chi tiết lồng phôi ta

có thể biết được những bề mặt nào cần gia công và độ chính xác của bề mặt đó là baonhiêu Để xây dựng nên bản vẻ chi tiết lồng phôi ta cần phải xác định được lượng dư giacông Zb , dung sai kích thước , độ bóng bề mặt

- Mặt A( mặt bích lắp ghép): kích thước danh nghĩa là: 180 mm, ở vị trí lòngkhuôn trên lượng dư gia công là (A)=3mm

- Mặt đầu của lỗ 8: kích thước danh nghĩa là 8mm, ở vị trí lòng khuân trên nênlượng dư gia công là =2mm

- Mặt đầu của các lỗ ren ở bên trong của hộp =2mm

- Mặt đầu của 2 lỗ chuẩn tinh phụ( 2 lỗ 6)=2mm

- Sai lệch cho phép theo kich thước của vật đúc cấp chính xác I theo bảng 3 trang

- Sai lệch cho phép chiều dày của các sườn vách không được gia công theo bảng 3

Hình 2: Bản vẽ chi tiết lồng phôi

2.Xác định độ dốc rút mẫu:

Tra bảng I-6 [5] ta được:

Độ dốc rút mẫu mặt ngoài: 1° 00′

Độ dốc rút mẫu mặt trong: 2° 00′

Ghi chú: Mặt có gia công cơ độ xiên phải lấy chùm lên độ dư gia công cơ

Mặt không gia công cơ độ xiên lấy như sau:

SV: Nguyễn Đức Nghĩa 8 MSSV:20120663

3.Xác định trị số góc đúc:

chiều dày vật đúc

Góc đúc từ 4- 50

CHƯƠNG III

THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT

I Xác định đường lối công nghệ :

Chi tiết thuộc dạng sản xuất hàng loạt lớn nên quy trình công nghệ được xác địnhtheo nguyên tắc phân tán nguyên công ( qúa trình gia công được chia ra thành nhiềunguyên công đơn giản khác nhau ), ở đây mỗi máy thực hiện một nguyên công nhất định,

đồ gá được sử dụng là đồ gá chuyên dùng

II Chọn phương pháp gia công :

là phay Khi đó theo bảng 3- 69 (sổ tay CNCTM I ) ta chọn gia công lần cuối là phaytinh

- Khi gia công các hệ lỗ trên nắp hộp , có độ nhẵn bóng là Ra= 2,5 (µm) cấp nhẵn bóng là

5 Theo bảng 3 trang 87 sổ tay CNCTM I ta chọn phương pháp gia công lần cuối là doa Khi đó các bước gia công là Khoan- Khoét- Doa

- Khi gia công 7 lỗ φ6( mm ) ta khoan, doa

III Lập quy trình công nghệ gia công chi tiết :

Mặt bích là mặt lắp ghép với thân hộp động cơ, chọn mặt bich làm chuẩn tinh thì khi gia

mặt trên của chi tiết và lỗ φ8 làm chuẩn tinh Sau đó sẽ chọn chuẩn tinh là mặt bích và 2

lỗ φ6

3 Trình tự gia công :

1 - Nguyên công I: Phay thô + tinh mặt phẳng trên hộp đạt Ra =2.5 (µm)

2 - Nguyên công II: Phay thô + tinh mặt bích đạt Ra =2.5 (µm)

3 - Nguyên công III: Khoét, vát mép,ra rô lỗ chính φ8 đạt Ra =5 (µm)

SV: Nguyễn Đức Nghĩa 10

MSSV:20120663

4 - Nguyên công IV: Gia công hệ lỗ φ6 (khoan, doa)

6 - Nguyên công VI: Phay mặt đầu lỗ thoát dầu

7 - Nguyên công VII: Khoan, taro lỗ thoát dầu

8 - Nguyên công VIII: Kiểm tra

IV Thiết kế nguyên công :

1.Nguyên công I: Phay mặt E

- Sơ đồ nguyên công

Sơ đồ định vị và kẹp chặt nguyên công

Yêu cầu: đạt Ra = 2,5 µm

- Định vị: Chi tiết được định vị 6 bậc tự do:

Định vị mặt đáy bên trong hộp là mặt thô t định vị bằng 3 chốt tỳ chỏm cầu

SV: Nguyễn Đức Nghĩa 12

MSSV:20120663

Định vị bề mặt bên ngoài là bề mặt thô ta định vị bằng 3 chốt tỳ côn có khíanhám.

- Kẹp chặt: Dùng đòn kẹp liên động để kẹp chi tiết từ trên xuống vuông góc với mặtđáy

- Chọn máy: Máy phay 6H12, công suất 7 kW

Vb là tốc độ cắt theo bảng , với Sz = 0,1 (mm/ răng), D = 100 mm,

T=180 (phút) chiều sâu cắt t = 2 (mm) theo bảng 5-122 (sổ tay CNCTM II ) là

Vb= 104 ( m/phút )

K1 ,K2 ,K3 ,K4, K5 là các hệ số điều chỉnh cho theo bảng 5-127

(sổ tay – CNCTM II )

- K1 là các hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào dạng gia công K1= 1

- K2 là các hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kì bền của dao K2= 0,87

- K3 là các hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào góc nghiêng chính K3= 0,89

- K4 là các hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái bề mặt gia công K4= 1

- K5 là các hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều rộng phay K5= 1,12

Khi đó tốc độ cắt tính toán là Vt:

Vt = VbxK1xK2xK3xK4xK5 = 104 x 1 x 0,87 x 0,89 x 1 x 1,12 = 90,19 (m/phút)

Số vòng quay trục chính theo tính toán là nt:

nt = = = 287,23 (vòng/phút)

Khi đó tốc độ cắt thực tế là Vtt :

Lượng chạy dao phút Sph =SzxZ x nm = 0,1 x 8 x 255 = 204 (mm/phút)

2.Nguyên công II: Phay mặt bích

- Sơ đồ nguyên công

1000

100

19,90

1000

×

×π

1000

m n

Sơ đồ định vị và kẹp chặt nguyên công

Yêu cầu: đạt Ra = 2,5 µm

- Định vị: Chi tiết được định vị 6 bậc tự do, 3 bậc ở mặt phẳng vừa gia công dùngphiến tỳ phẳng hạn chế 3 bậc tự do, hai bậc ở mặt bên nhờ khối V ngắn, 1 bên dochốt trụ định vị.

- Kẹp chặt: Dùng tay bulong và phiến tỳ để kẹp chặt

- Chọn máy: Máy phay 6H12, công suất 7 kW

Vb là tốc độ cắt theo bảng , với Sz = 0,1 (mm/ răng), D = 100 mm,

T=180 (phút) chiều sâu cắt t = 2 (mm) theo bảng 5-122 (sổ tay CNCTM II ) là

Vb= 104 ( m/phút )

K1 ,K2 ,K3 ,K4, K5 là các hệ số điều chỉnh cho theo bảng 5-127

(sổ tay – CNCTM II )

- K1 là các hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào dạng gia công K1= 1

- K2 là các hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kì bền của dao K2= 0,87

- K3 là các hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào góc nghiêng chính K3= 0,89

- K4 là các hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái bề mặt gia công K4= 1

- K5 là các hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều rộng phay K5= 1,12

nt = = = 287,23 (vòng/phút)

Khi đó tốc độ cắt thực tế là Vtt :

Lượng chạy dao phút Sph =SzxZ x nm = 0,1 x 8 x 255 = 204 (mm/phút)

3.Nguyên công III: khoan φ8, doa φ8

- Sơ đồ nguyên công

D

V t

×

×π

1000

100

19,90

1000

×

×π

1000

m n

Sơ đồ định vị và kẹp chặt nguyên công

- Yêu cầu: Ra = 5 µm

φ8+0,033 cấp chính xác 8

SV: Nguyễn Đức Nghĩa 18

MSSV:20120663

- Định vị: : Chi tiết được định vị 6 bậc tự do, 3 bậc ở mặt phẳng đáy, hai bậc ở mặt trụngoài nhờ khối V ngắn và 1 bậc nhờ chốt chống xoay

- Kẹp chặt: Dùng đòn kẹp liên động để kẹp chi tiết từ trên xuống vuông góc với mặtđáy

- Chọn máy: Khoan cần 2H53

Đường kính gia công lớn nhất : 35 mm

Côn móc trục chính :N04

Số cấp tốc cấp tốc độ chạy dao : 12 cấp

Công suất động cơ: 2,8 kW

Kích thước máy 2240x870x3035 mm

- Chọn dao :Mũi khoét thép gió, mũi doa thép gió

Mũi khoan kiểu II, chuôi côn, d=8mm, L=79mm, l=37mm

-Chế độ cắt :Vì ta phải thực hiện khoét và taro trong một nguyên công nên khi gia

•Tra chế độ cắt khi khoét lỗ Φ24 :

Lượng chạy dao S=1 mm/vòng( bảng 5-26 trang 22 STCNCTM II)

-Tốc độ cắt V được tính theo công thức:

V =

v y x m

q

S t T

D C

.

Trong đó : các hệ số tra bảng 5-29 STCNCTM II

Cv = 27,9 ; q=0,2 ; m=0,125 ; y=0,4; x = 0,1

-Tuổi thọ của mũi khoét thép lắp mảnh hợp kim cứng: T=75 phút ( theo bảng 5-30 Sổ tay CNCTM II)

-Hệ số điều chỉnh chung cho tốc độ cắt tính đến các điều kiện cắt thực tế:

=

1000.22,113,14.24

= 293 vòng/phútChọn n = 300 vòng/phút

*Chọn dao : Mũi khoét thép gió chuôi côn tra bảng 4.49 ( sổ tay CNCTM tập 1 ) có:

với D=36 ; L = 140-340 ; l = 16-18 +làm thềm phàn ở mặt đầu dao để vát mép

*Chế độ cắt :

Lượng chạy dao S=0,6 mm/vòng( bảng 5-26 trang 22 STCNCTM II)

-Tốc độ cắt V được tính theo công thức:

V =

.

q v

v x