Lời nói đầu Trong những năm gần đây, chúng ta đã chứng kiến sự phát triển mạnh mẽ của các nghành công nghiệp mới nói chung và nghành cơ sở của mọi nghành nói riêng đó là nghành Cơ khí..
Trang 1Lời nói đầu
Trong những năm gần đây, chúng ta đã chứng kiến sự phát triển mạnh mẽ của các nghành công nghiệp mới nói chung và nghành cơ sở của mọi nghành nói riêng đó là nghành Cơ khí Là một nghành đã
ra đời từ lâu với nhiệm vụ là thiết kế và chế tạo máy móc phục vụ cho các nghành công nghiệp khác Do vậy đòi hỏi kỹ sư và cán bộ nghành Cơ khí phải tích luỹ đầy đủ & vững chắc những kiến thức cơ bản nhất của nghành, đồng thời không ngừng trau rồi và nâng cao vốn kiến thức đó, quan trong nhất là phải biết vận dụng những kiến thức đó để giải quyết những vấn đề cụ thể thường gặp trong quá trình sản xuất thực tiễn
Trong chương trình đào tạo kỹ sư Cơ khí tại Trường Đại Học Cụng Nghiệp Hà Nội, sinh viên được trang
bị những kiến thức cơ sở của nghành Công nghệ Chế tạo máy qua các giáo trình : Công nghệ Chế tạo máy, Chi tiết máy, Nguyên lý máy, Đồ gá, Dao và các giáo trình khác có liên quan đến nghành Công nghệ Chế tạo máy Nhằm mục đích cụ thể hoá và thực tế hoá những kiến thức mà sinh viên đã được trang
bị, thì môn Đồ án Công nghệ Chế tạo máy nhằm mục đích đó Trong quá trình thiết kế đồ án môn học sinh viên sẽ được làm quen với cách sử dụng tài liệu, sổ tay công nghệ, tiêu chuẩn và có khả năng kết hợp, so sánh những kiến thức lý thuyết với thực tế sản xuất Mặt khác khi thiết kế đồ án, sinh viên có dịp phát huy tối đa tính độc lập sáng tạo, những ý tưởng mới lạ để giải quyết một vấn đề công nghệ cụ thể
Do tính quan trọng của Đồ án mà môn bắt buộc đối với sinh viên chuyên nghành Cơ khí và một số nghành có liên quan
Qua một thời gian tìm hiểu với sự hướng dẫn chỉ bảo tận tình của thầy Nguyễn Mai Anh em đã hoàn thành Đồ án môn học Công nghệ Chế tạo máy được giao Với kiến thức được trang bị và quá trình tìm hiểu các tài liệu có liên quan và cả trong thực tế Tuy nhiên sẽ không tránh khỏi những sai sót ngoài ý muốn do thiếu kinh nghiệm thực tế trong thiết kế Do vậy, em rất mong được sự chỉ bảo của các thày cô giáo trong Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy và sự đóng góp ý kiến của bạn bè để hoàn thiện hơn đồ án của mình cũng như hoàn thiện hơn vốn kiến thức của mình Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn Thầy Nguyễn Mai Anh đã tận tình hướng dẫn em trong quá trình thiết kế và hoàn thiện Đồ án này
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
Hà nội 8 / 2015
Sinh viên thực hiện : Đoàn Đình Vũ
Trang 2PHẦN 1 PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG
I Phân tích chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết:
- chức năng làm việc của chi tiết:
chi tiết cần yêu cầu thiết kế là chi tiết càng gạt bánh răng ,nó có
chức năng đẩy bánh răng để thay đổi tỉ số truyền,được dùng nhiều
trong máy công cụ
các bề mặt làm việc :
+các mặt đầu của càng tiếp xúc với bánh răng khi gạt bánh răng
+Mặt trụ trong của lỗ càng gạt được lắp ghép với trục gạt
+kích thước lỗ trục :yêu cầu dung sai nhỏ, độ đồng tâm cao với trục gạt
Điều kiện kĩ thuật cơ bản của chi tiết:
+Lỗ trục: Dung sai 16 0 , 027
0
tương đương với cấp chính xác là cấp 8 (H8)
Độ bóng Ra2,5 tương đương với 6 (cấp nhẵn bóng đạt được là cấp 6)
+Mặt đầu : Độ bóng Rz20 tương đương với 5 (cấp nhẵn bóng đạt cấp 5)
- Điều kiện làm việc của chi tiết
Điều kiện làm việc của chi tiết tay biên có những yêu cầu khá cao đó là:
+ Luôn chịu ứng suất thay đổi theo chu kỳ
Trang 3+ luôn chịu lực tuần hoàn, va đập
Bảng 1.1: Thành phần hoá học của thép 45
C Si Mn P S Ni Cr
0,45 0,3 0,7 0,045 0,045 0,3 0,3
II Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết
Do mặt đầu làm việc của chi tiết quá mỏng (12mm) trong quá trình gia công và làm việc có thể không đủ cứng vững vì vậy cần làm thêm phần gân để tăng độ cứng vững cho chi tiết
Lỗ 16 lắp với trục gạt cần phải khử ba via bằng vát mép,đồng thời thuận lợi cho lắp ghép
III Xác định dạng sản xuất của chi tiết:
Trong chế tạo máy người ta phân biệt ba dạng sản xuất
+ Sản xuất đơn chiếc
+ Sản xuất hàng loạt ( hàng loạt lớn, hàng loạt vừa và hàng loạt nhỏ )
+ Sản xuất hàng khối
Theo số liệu đã cho: Ta có sản lượng hàng năm : 5550 ( chiếc /năm )
Sản lượng hàng năm được xác định theo công thức sau đây:
Trang 4)
100 1 (
N: Số chi tiết được sản xuất trong 1 năm;
N1: Số sản phẩm (số máy ) được sản xuất trong 1 năm;
m : Số chi tiết trong 1 sản phẩm;
α : Số lượng sản phẩm dự phòng do sai số hỏng khi chế tạo phôi gây ra
Q1: Trọng lượng của chi tiết (kG);
V: Thể tích của chi tiết (dm3
Trang 5= 19593,6 mm3
Thể tích phần thân V3=8.(62+33).107/2-8.3,14.(312+16,52)/2=25170,38 mm3
Thể tích phần gân tăng cứng: V4=20.25.57,5/2 = 14375 mm3
Vậy ta có V=82025,655 mm3=0,082 dm3
Trọng lượng chi tiết: Q1=V.thép =0,082 7,852 = 0,644 Kg
Tra bảng 2 (hdtkda) ta có với trọng lượng chi tiết = 0,644 kg < 4 kg, sản lượng
hàng năm của chi tiết: N=6160 (chi tiết/năm)
Dạng sản xuất là sản xuất hàng loạt lớn
IV.Chọn phương pháp chế tạo phôi
+ Chi phí phôi chiếm từ 20% ÷ 50% giá thành sản phẩm Vì vậy, chọn phương
pháp chế tạo phôi, vật liệu phôi, gia công chuẩn bị phôi hợp lý góp phần nâng cao
hiệu quả kinh tế kỹ thuật của quá trình sản xuất
+ Loại phôi được xác định theo kết cấu chi tiết, vật liệu, điều kiện, dạng sản xuất
và điều kiện sản xuất cụ thể của từng nhà máy, xí nghiệp, địa phương Chọn phôi
tức là chọn phương pháp chế tạo phôi, xác định lượng dư, kích thước và dung sai
của phôi
Từ chức năng và điều kiện: dạng sản xuất hàng loạt lớn
Vật liệu thép C45, chi tiết dạng càng, trọng lượng chi tiết Q = 0.644(kg) Ta sử
dụng phôi đúc trong khuôn cát
18.0 +0.018 0
Ø62.0
Trang 6PHẦN II THIẾT KẾ QUI TRÌNH CÔNG GHỆ GIA CÔNG
I Đuờng lối công nghệ:
Với dạng sản xuất hàng loạt lớn chọn đường lối phân tán nguyên công, gia công một dao, một vị trí và gia công tuần tự
II.chọn phương pháp gia công :
09 , 0
Do bề mặt gia công nhỏ và không liên tụcchọn phương pháp gia công cuối cùng
là phay tinh qua các bước:
phay thô
phay tinh
đạt ccx 10_ Rz20
+Gia công mặt E: Gia công đạt 35±0.05 Đây là bề mặt không làm việc của chi
tiếtkhông quan trọng lắm
Ta có thể chọn phương pháp phay thô để đạt ccx 12: Rz50 cấp nhẵn bóng (2-4)
và sau đó phay tinh để đạt ccx 10 Rz=20 cấp nhẵn bóng 4-5
nhẵn là 6 tra bảng 4 chọn phương pháp gia công là khoét qua 2 bước:
khoét thô
Trang 7+ Cắt đứt đạt kích thước bề rộng 10: ta tiến hành trên máy phay ngang sử dụng
dao phay đĩa
III.Thiết kế nguyên công:
4 Khoan, Khoét, Vát mép lỗ 16 216A 10 Ra2,5
5 Khoét thô, khoét tinh lỗ 42 6H10 11 Rz20
8 Kiểm tra tay biên
Trang 8Nguyên công 2: Phay mặt đầu E bằng dao phay mặt đầu
*Sơ đồ gá đặt:
Định vị chi tiết : Định vị mặt đầu hạn chế 3 bậc tự do bằng Phiến tỳ
Kẹp chặt : Kẹp chặt bằng 2 khối V, phương kẹp chặt song song với mặt định vịDùng khối V vát tạo lực vuông góc với mặt định vị
Trang 9Thông số dao: D = 100; B = 50; d = 32; z = 8;
*Lượng dư gia công: Tra bảng 3-94[2] với:
+Kích thước max = 300
+Vị trí bề mặt cần tính: mặt bên
+kích thước danh nghĩa max = 80
zb= 3(mm) Chia làm 2 bước công nghệ: Phay thô(2,5) và phay tinh (0,5)
k1: Hệ số phụ thuộc vào độ cứng của gang k1=1,12
k2:Hệ số phụ thuộc vào chu kỳ bền của dao: 0 , 5
k3: Hệ số phụ thuộc mác hợp kim cứng; Với BK6k3= 1
k4: Hệ số phụ thuộc trạng thái bề mặt gia công, với bề mặt thôk4=0,8
k5: Hệ số phụ thuộc vào chiều rộng phay:
8 , 157 1000
.
n D
= 149,2 (m/ph)
lượng chay dao phút: s = 1,6.475 = 760 (mm/ph)
Trang 10Hệ số phụ thuộc vào độ cứng của gang k1=1,12
k2:Hệ số phụ thuộc vào chu kỳ bền của dao: 0 , 5
k3: Hệ số phụ thuộc mác hợp kim cứng; Với BK6k3= 1
k4: Hệ số phụ thuộc trạng thái bề mặt gia công, với bề mặt tinhk4=1
k5: Hệ số phụ thuộc vào chiều rộng phay:
2 , 319 1000
.D n
Trang 11Phay tinh 0,5 950 750 10 20
Trang 12Nguyên công2: Phay mặt đầu thứ hai bằng dao phay mặt đầu
*Sơ đồ gá đặt:
Định vị chi tiết : Định vị mặt đầu hạn chế 3 bậc tự do bằng Phiến tỳ
Kẹp chặt : Kẹp chặt bằng 2 khối V, phương kẹp chặt song song với mặt định vịDùng khối V vát tạo lực vuông góc với mặt định vị
Đồ gá được sử dụng như nguyên công 1
Thông số dao: D = 63; L= 197; z = 8;Côn móc số 4
*Lượng dư gia công: Tra bảng 3-94[2] với:
+Kích thước max = 300
+Vị trí bề mặt cần tính: mặt bên
Trang 13+kích thước danh nghĩa max = 38
k1: Hệ số phụ thuộc vào độ cứng của gang k1=1,12
k2:Hệ số phụ thuộc vào chu kỳ bền của dao: 0 , 5
k3: Hệ số phụ thuộc mác hợp kim cứng; Với BK6k3= 1
k4: Hệ số phụ thuộc trạng thái bề mặt gia công, với bề mặt thôk4=0,8
k5: Hệ số phụ thuộc vào chiều rộng phay:
7 , 202 1000
.D n
= 188 (m/ph)
lượng chay dao phút: sp= 1,2.950 = 1140 (mm/ph)
Chọn theo máy sm= 1120 (mm/ph)
Trang 14T(mm) n(v/ph) S(mm/ph) CCX RZ
Trang 15Nguyên công 3: Phay mặt đầu thứ 3:
Trang 16Kích thước danh nghĩa max = 80
zb = 3(mm); chia làm 2 bước công nghệ: Phay thô(2,5) và Phay tinh (0,5) Chế độ cắt:
k1: Hệ số phụ thuộc vào độ cứng của gang k1=1,12
k2:Hệ số phụ thuộc vào chu kỳ bền của dao: 0 , 5
k3: Hệ số phụ thuộc mác hợp kim cứng; Với BK6k3= 1
k4: Hệ số phụ thuộc trạng thái bề mặt gia công, với bề mặt thôk4=0,8
k5: Hệ số phụ thuộc vào chiều rộng phay:
9 , 157 1000
.
n D
Trang 17Tốc độ cắt : tra bảng5-127[3] với D = 100; z = 8; sz=0,1; t= 0,5
v = 228 (m/ph)
vt= vb.k1.k2.k3.k4.k5 k1:
Hệ số phụ thuộc vào độ cứng của gang k1=1,12
k2:Hệ số phụ thuộc vào chu kỳ bền của dao: 0 , 5
k3: Hệ số phụ thuộc mác hợp kim cứng; Với BK6k3= 1
k4: Hệ số phụ thuộc trạng thái bề mặt gia công, với bề mặt tinhk4=1
k5: Hệ số phụ thuộc vào chiều rộng phay:
2 , 319 1000
.
n D
Trang 18Nguyên công 4: Khoét lỗ lớn 60:
*Sơ đồ gá đặt:
Định vị : định vị mặt đầu hạn chế 3 bậc tự do bằng phiến tì, ngoàI ra thêm 1 chốt trụ và một chốt trám vào các lỗ 25 hạn chế 3 bậc tự do, kẹp chặt bằng đòn kẹp,hướng vuông gốc với mặt định vị
*Chọn máy: Chọn máy khoan đứng 216A với các thông số:
công suất N = 13 kw
Hiệu suất cắt = 0,75
Lượng chạy dao dọc vô cấp thuỷ lực 0500 (mm/v)
Số vòng trục chính: 92364
*Lượng dư gia công:
Tra bảng 3-110[2] Với D= 60, mặt trongzb= 2(mm)
Chia làm 2 bước gia công: Khoét thô zb= 1,5 mm
Trang 19Tốc độ cắt: tra bảng 5-106[3] vb= 19,7 (m/ph)
Ta có: vt= vb.k1.k2
Các hệ số đIều chỉnh:
k1: hệ số đIều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền: k1= 1,09
k2: Hệ số phụ thuộc vào trạng tháI bề mặt, k2=0,8
vt= vb.k1.k2=19,7.1,09.0,8 = 17,2(m/ph)
nt=
56 14 , 3
2 , 17 1000
.
n D
k1: hệ số đIều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền: k1= 1,09
k2: Hệ số phụ thuộc vào trạng tháI bề mặt, k2=1
vt= vb.k1.k2=17,5.1,09.1 = 19,1(m/ph)
nt=
60 14 , 3
1 , 19 1000
.D n
= 17,3(m/ph)
Lượng chạy dao: Chọn theo máy s = 2,2 (vô cấp)
Trang 20Kẹp chặt bằng cơ cấu đòn kẹp, lực kẹp vuông góc và hướng vào mặt định vị
* Chọn máy: Chọn máy khoan đứng
2H135 với các thông số:
Dùng mũi khoan ruột gàbằng thép gió phi tiêu chuẩn 24
Trang 21Mũi khoét thép gió phi tiêu chuẩn 24,8
Mũi doa thép gió 25
k1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vao chiều sâu lỗ khoan: L<3Dk1= 1
k2: hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền:
5 , 30 1000
.D n
Trang 22Lượng chạy dao:Tra bảng 5-104[3] với d = 24,8 Vật liệu gang có HB<200, nhóm chạy dao I sv= 11,2(mm/v) chọn sv= 1,05 (mm/v), t= 0,9
5 , 27 1000
.
n D
Trang 23 vt= vb.k = 7,3.1,51 = 11(m/ph)
nt=
25 14 , 3
11 1000
.
n D
Trang 24Nguyên công 6: Khoan khoét doa lỗ 25 thứ 2:
* Sơ đồ gá đặt:
Định vị: Định vị mặt đầu hạn chế 3 bậc tự do bằng phiến tỳ, định vị vào lỗ 60 bằng chốt côn tự lựa hạn chế 2 bậc tự do (do lỗ 60 chưa được gia công ) định vị mặt trụ ngoài hạn chế 1 bậc tự do còn lại bằng khối V đIều chỉnh
Kẹp chặt bằng cơ cấu đòn kẹp, lực kẹp vuông góc và hướng vào mặt định vị
*.Chọn máy: Chọn máy khoan đứng 2H135 với các thông số:
Dùng mũi khoan ruột gàbằng thép gió phi tiêu chuẩn 24
Mũi khoét thép gió phi tiêu chuẩn 24,8
Mũi doa thép gió 25
Trang 25k2: hệ số đIều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền:
5 , 30 1000
.
n D
5 , 27 1000
Trang 261000
338 8 , 24 14 , 3 1000
.
n D
11 1000
.
n D
Trang 27Doa 25 0,1 122 2,2 7 3,2
z- Đặt trục kiểm vào lỗ 16, trục kiểm còn lại được lắp cố định trên đồ gá có
16, quay chi tiết quanh lỗ 16 có trục kiểm cố định đến khi trục kiểm lắp trên
lỗ 16 còn lại chạm vào cữ tì Khi đó, hiệu số của giá trị đo trên từng cặp 2
đồng hồ trên 2 phương đứng và ngang sẽ biểu hiện độ song song của 2 lỗ càng
theo 2 phương, đứng và ngang
Trang 28Nguyên công 10: Cắt đứt chi tiết
*Sơ đồ gá đặt :
- định vị mặt phẳng hạn chế 3 bậc tự do,định vị vào lỗ lớn 60 bằng 1 chốt trụ ngắn hạn chế 2 bậc tự do, định vị vào lỗ nhỏ 25 1 chốt trám hạn chế 1 bậc
Trang 29k1: Hệ số phụ thuộc vào độ cứng của gang tra bảng 5-134 k1=1
k2:Hệ số phụ thuộc vào chu kỳ bền của dao, tra bảng 5-172 k2=1
k3: Hệ số phụ thuộc Chiều rộng phay k3= 0,87
vt= vb.k1.k2.k3 = 34.0,87=29,6(m/p)
nt=
80 14 , 3
6 , 29 1000
.D n
đứt
Trang 30PHẦN 3 TÍNH TOÁN LƯỢNG DƯ CHO NGUYÊN CÔNG 1
*Yêu cầu kĩ thuật:
Vật liệu: vật liệu gia công là thép C45 có HB = 160
Độ nhẵn bóng bề mặt sau khi gia công:Rz= 2.5
Để đảm bảo yêu cầu kĩ thuật trên, cần thực hiện gia công qua 2 bước công nghệ:
Phay thô Phay tinh
*Tính toán lượng dư
Bề mặt gia công là mặt phẳng:
Zbmin= Rza+Ta + a+b
Rza:Chiều cao nhấp nhô tế vi do nguyên công trước để lại
Ta: Chiều sâu lớp khuyết tật do nguyên công trứpc để lại
a: Sai lệch vị trí không gian do nguyên công trước để lại
b Sai số gá đặt chi tiết ở nguyên công đang thực hiện
sai lêch không gian được xác định
Trang 31Tính sai số gá đặt:
gd= 2 2 2
đg kc c
k: Sai số kẹp, tra bảng 24[1], với vật liệu gang xám GX15-32,
k= 120(m)
c: Là sai số chuẩn khi phay c=L.Tgđ
Góc xoay lớn nhất cả chi tiết được xác định
c =128,5( m) Sai số kẹp sau khi phay tinh k=0.2.128,5=25,7( m)
Lượng dư nhỏ nhất khi phay thô Zmin=600+98+128,5=826,5( m)
Lượng dư nhỏ nhất khi phay tinh Zmin=50+4,9+25,7=80,6( m)
Trang 32Lmin=45,12(mm)
Kích thước phôi là :
Lmin = 45,946(mm)
Lmax=45,946 +0.4 = 46,346(mm)
+) Lượng dư giới hạn được xác định như sau :
Khi phay tinh :
tinh
Trang 34PHẦN IV TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ CẮT CHO NGUYÊN CÔNG 6:
Chiều sâu khoan: t = D/2 = 7 (mm)
Lượng chạy dao: tra bảng 5-25[3] với D = 14, HB> 170, s = 0,47 0,54 chọn st= 0,5 (mm/v)
Tốc độ cắt: tính theo công thức:
y m
q v
K S T
D c
.
Tra bảng5-28[3] với gang xám có HB = 190, s = 0,5 Cv= 17,2,
KUv; Hệ số phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ, tra bảng 5-6 KUv=1
Klv: Hệ số phụ thuộc vào chiều sâu khoan l ≤ 3D; Klv= 1
Kv=1
vt= 1
5 , 0 75
24 1 , 17
4 , 0 125 , 0
25 , 0
= 29,1 (m/ph)
nt t=
24 14 , 3
1 , 29 1000
= 36,3 (m/ph)
*Lực cắt dọc trục:
Trang 35482 5 , 69
Trang 36PHẦN 5 TÍNH TOÁN KINH TẾ
Tính thời gian gia công cơ bản
S
l l l
32
= 0,38 (ph)
Khoét tinh:
Trang 3724 8 ,
8 , 24
225
+ (0,52) = 2 (mm)
l2= 3 (mm)
Trang 38T05Doa= 2.
122 2 , 2
24 8 ,
8 , 24
Trang 39Chiều dài chi tiết: l= 80(mm)
Phay tinh:
Chiều dài chi tiết: l= 80(mm)
l1= t(Dd) + (0,53) = 2 , 5 68 + (0,53) = 8(mm)
l2= (16) chọn l2= 2 (mm) Chọn sm= 750 (mm/ph) T03Tinh= i
S
l l l
l l
2 = 0,02 (ph)
*Nguyên công 8:
l = 40 (mm)
l1= 2
d
cotg + (0,52) =
3
1 2
4+ (0,52) = 3 (mm)
l2= 3 (mm)
T07= 2
2000 22 , 0 6
= 0,03 (ph)