PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG I . PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG, ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC, ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU VÀ PHÂN LOẠI CHI TIẾT GIA CÔNG. I.1 Phân tích chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết. Khớp nối răng là một chi tiết trong hệ thống dây truyền cán thép, nó có nhiệm vụ truyền chuyển động và mô men xoắn theo kiểu nối trục bù mà cụ thể là nối trục răng. Nối trục răng để nối các đầu trục có sai lệch về vị trí tương đối giữa các đầu trục như : độ lệch dọc, độ lệch góc, độ lệch tâm… nhờ khả năng di động giữa các chi tiết cứng trong nối trục. Khớp nối răng được sử dụng khá rộng rãi nhất là trong ngành công nghiệp nặng do có khả năng truyền tải cao vì cónhiều răng đồng thời ăn khớp. Cho phép làm việc với vận tốc lớn ( >25ms) khả năng truyền được mô men xoắn lớn, va đập nhỏ do răng ăn khớp êm, có tính công nghệ cao, kích thước nhỏ gọn, dễ bảo quản và sử dụng. Khớp nối răng hộp truyền lực là chi tiết trung gian trong dây truyền cán thép nó được lắp với các chi tiết khác để truyền chuyển động từ hộp truyền lực sang các máy cán .Khớp nối răng làm việc ở chế độ khá đặc biệt: vừa làm việc với vận tốc lớn, mô men xoắn lớn, mài mòn lớn, tải trọng thay đổi thường xuyên do có sự lệch góc, lệch tâm, lệch dọc trục… Đồng thời những bề mặt làm việc phải chịu ma sát lớn nên dễ bị mài mòn. Vì vậy vật liệu chế tạo phải có tính năng dẻo dai, chịu va đập,độ cứng đảm bảo cụ thể bề mặt răng phải đảm bảo độ cứng , chịu mài mòn nhưng phần lõi vẫn phải đảm bảo dẻo dai, chịu va đập để tránh gãy răng. I.2 . Phân tích đặc điểm kết cấu và phân loại chi tiết gia công. Ngoài ra còn phải gia công các mặt trụ ngoài để lắp ghép với ổ lăn , gia công các lỗ để lắp ghép các bu lông kẹp chặt và định vị , truyền lực , gia công 1 lỗ 6 để dẫn dầu bôi trơn khi làm việc. Dựa vào kích thước chiều dài và kích thước đường kính ta có thể xếp vào chi tiết họ bạc nhưng qua kết cấu có thể coi nó như trục răng. II. PHÂN TÍCH YÊU CẦU KỸ THUẬT VÀ CHỌN PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG LẦN CUỐI CÁC BỀ MẶT. Với các đặc điểm và điều kiện làm việc của chi tiết như đã phân tích ở trên, để đảm bảo khả năng làm việc của khớp nối, nâng cao tuổi thọ , giảm chi phí về vật liệu , chi phí gia công, phù hợp với điều kiện kinh tế kỹ thuật . Chi tiết số 1 (trục răng) được làm bằng vật liệu 40X.Trong quá trình làm việc chi tiết có chuyển động quay sẽ sinh ra lực quán tính ly tâm và chuyển động dọc trục sẽ dẫn đến rung động … để giảm bớt hiện tượng này phải khống chế dung sai, sai lệch giữa các mặt cầu, mặt lỗ và mặt đầu với đường tâm lỗ, độ không vuông góc (0,05 0,1) mm 100mm bán kính. Độ cứng bề mặt răng sau nhiệt luyện đạt (40 45) HRC. Để đảm bảo những yêu cầu kỹ thuật trênta phải chọn chuẩn định vị hợp lý, gá đặt hợp lý và các phương pháp gia công thích hợp để gia công chi tiết. Từ những yêu cầu kỹ thuật và những phân tích ở trên ta chọn biện pháp gia công lần cuối các bề mặt của chi tiết để đạt yêu cầu kỹ thuật như sau: Bề mặt lỗ 120 do yêu cầu độ chính xác và độ bóng bề mặt không cao nên ta chọn phương pháp gia công lần cuối là tiện tinh. Bề mặt trụ ngoài 155, 160với yêu cầu về dung sai và độ bóng bề mặt cao (cấp 7) nên ta chọn phương pháp gia công là tiện tinh sau đó mài tròn ngoài. Bề mặt răng yêu cầu độ chính xác không cao nên chọn phương pháp xọc răng. Bề mặt lỗ 6 và 18 yêu cầu độ chính xác không cao nên chọn phương pháp khoan trên máy khoan đứng. Bề mặt lỗ 14 yêu cầu độ chính xác cao nên chọn phương pháp khoan – doa. Để đảm bảo độ vuông góc giữa đường tâm lỗ và mặt đầu ta tiến hành tiện thô và tiện tinh trên máy tiện trên một lần gá. Để đảm bảo độ đồng tâm giữa đường kính vòng chia của răng và bề mặt 160 ta dùng bề mặt 160 làm chuẩn định vị để gia công răng. Các bề mặt còn lại chọn phương pháp tiện tinh. III. PHÂN TÍCH TÍNH CÔNG NGHỆ TRONG KẾT CẤU. Trên cơ sở phân tích chức năng và điều kiện làm việc, đặc điểm kết cấu của chi tiết gia công , việc đánh giá tính công nghệ trong kết cấu là một yếu tố quan trọng không những ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm mà còn ảnh hưởng đến vấn đề tiêu hao vật liệu , giá thành chế tạo… Từ bản vẽ và yêu cầu kỹ thuật của chi tiết , kết cấu, hình dáng hình học khá hợp lý, có đủ độ cứng vững nên có khả năng áp dụng các phương pháp gia công tiên tiến, những bề mặt sử dụng làm chuẩn đủ diện tích định vị, gá đặt nhanh, tạo điều kiện gia công bằng nhiều dao cùng một lúc cho phép nâng cao năng suất. Các bề mặt gia công có thể thực hiện trên máy vạn năng hoặc có thể áp dụng các phương pháp gia công tiên tiến . Các chuỗi kích thước công nghệ có thể kiểm tra bằng phương pháp đo trực tiếp và sử dụng các dụng cụ đo thông thường như: thước cặp , pan me, đồng hồ so … Hình dáng hình học các lỗ đơn giản thuận lợi cho việc gia công . Như vậy với kết cấu của chi tiết khớp nối răng cần gia công ta thấy đã hợp lý không cần sửa đổi. PHẦN II XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT II.1. Ý nghĩa của việc xác định dạng sản xuất Dạng sản xuất là một khái niệm kinh tế kỹ thuật tổng hợp nó phản ánh mối quan hệ qua lại giữa các đặc trưng về công nghệ kỹ thuật của nhà máy với các hình thức tổ chức sản xuất quản lý kinh tế nhằm đạt được hiệu quả quá trình sản xuất là cao nhất. Việc xác định dạng sản xuất có ý nghĩa rất quan trọng nó quyết định đến chất lượng sản phẩm cũng như hiệu quả kinh tế. Xác định đúng loại hình sản xuất sẽ ảnh hưởng quyết định đến vấn đề đầu tư trang thiết bị máy móc, nhân lực , mặt bằng sản xuất… II.2. Xác định dạng sản xuất . Dạng sản xuất được xác định bởi: Sản lượng hàng năm của chi tiất gia công N(chiếc năm). Khối lượng của chi tiết gia công (kg). II.2.1. Xác định sản lượng hàng năm của chi tiết gia công. Áp dụng công thức : Ni = N.mi . (Chi tiết năm). Trong đó: N i: Sản lượng cơ khí chi tiết cần gia công N :Sản lượng theo kế hoạch N =15000(Chiếcnăm) mi : Số chi tiết cùng tên trong mỗi sản phẩm mi =1. a : hệ số dự phòng mất mát, hư hỏng do chế tạo, a = (3á6)%. Chọn a = 5%. : hệ số dự phòng mất mát, hư hỏng do chế tạo, = (3á6)%. Chọn = 5%. Ni = 15000.1 = 13230 (chiếc năm) II.2.2. Xác định khối lượng chi tiết. Khối lượng của chi tiết được tính theo công thức: G =V.g Trong đó: V: thể tính của chi tiết (dm3); g trọng lượng riêng của vật liệu chế tạo chi tiết . Với vật liệu gia công là thép ta có: g =7,852(kgdm3). Ta có: V = V1 + V2+ V3+ V4+ V5 V6 V7 6V8 6V9 Trong đó : V1 = l1 = . 70 (mm3) V2 = l2 = . 75 (mm3) V3 = l3 = . 55 (mm3) V4 = l4 = . 30 (mm3) V5 = l5 = . 42 (mm3) V6 = l6 = . 210 (mm3) V7 = l7 = . 62 (mm3) V8 = l8 = . 42 (mm3) V9 = l9 = . 42 (mm3) Thay vào ta có : V = ( 1552.70 + 1602.75 +1802.55 + 1902.30 + 2552.42 1202.210 1502.62 6.182.42 6.142.42) = 3648491,60 (mm3). Vậy : V = 3,6484916 ( dm3). Do đó ta có khối lượng của chi tiết gia công : G = V . = 3,6484916 . 7,852 = 28,648(Kg). Tra bảng 2 – TKĐACNCTM ta xác định được dạng sản xuất là hàng khối. PHẦN III CHỌN PHÔI VÀ PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI III.1 Cơ sở của việc lựa chọn phôi : Muốn gia công được một chi tiết máy đạt được yêu cầy kỹ thuật và chỉ tiêu kinh tế thì người thiết kế phải chọn loại phôi cho thích hợp tức là chọn loại phôi có hình dáng phôi gần với hình dáng chi tiết nhất . Để xác định được loại phôi thích hợp cần căn cứ vào các yếu tố sau : Đặc điểm kết cấu của chi tiết yêu cầu kỹ thuật vật liệu của chi tiết dạng sản xuất . Chọn loại phôi hợp lý chẳng những đẳm bảo tốt những tính năng kỹ thuật của chi tiết mà còn có ảnh hưởng tốt đến năng suất và giá thành sản phẩm. Chọn phôi tốt sẽ làm cho quá trình công nghệ đơn giản đi nhiều và phí tổn về vật liệu cũng như chi phí gia công giảm đi. Trong gia công cơ khí các dạng phôi có thể là : phôi đúc, phôi rèn, phôi dập, phôi cán và các loại vật liệu phi kim loại .Với chi tiết cần gia công có vật liệu là thép hợp kim 40X có thể chế tạo phôi bằng các phương pháp như: đúc phôi, dập phôi, rèn phôi …Nếu sử dụng phôi cán (phôi thanh) vì chi tiết là trục răng các đường kính trục thay đổi nhiều nên lượng kim loại bị cắt gọt khi gia công cơ tăng nên do đó sẽ làm tăng gia thành sản phẩm . Vì vậy ta loại bỏ phương án sử dụng phôi thanh . Mặt khác do vật liệu chi tiết gia công là thép hợp kim , kích thước chi tiết lớn khó có thể sử dụng phôi rèn , phôi dập…Như vậy với chi tiết này ta có thể sử dụng phôi đúc là tốt nhất . III.2. Chọn phương pháp chế tạo phôi . Với việc lựa chọn
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp máy SVTK: Đàm Hải Băng Bộ môn công nghệ chế tạo GVHD: Lê Viết Bảo NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Lớp CT2001 - Khoa khí chế tạo1 máy - Trường ĐHKTCN Thái Nguyên Thuyết minh đồ án tốt nghiệp máy SVTK: Đàm Hải Băng Bộ môn công nghệ chế tạo GVHD: Lê Viết Bảo NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN CHẤM Lớp CT2001 - Khoa khí chế tạo2 máy - Trường ĐHKTCN Thái Nguyên Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn công nghệ chế tạo máy SVTK: Đàm Hải Băng GVHD: Lê Viết Bảo Lời nói đầu N gày nay, khoa học kỹ thuật phát triển vũ bão Bất kỳ ý đồ thiết kế, thử nghiệm thực tế sản xuất áp dụng công nghệ tin học máy tính nhằm cho sản phẩm theo ý muốn Song sở cốt yếu nguyên bản, mà loài người hoàn thiện dần mức tối ưu Môn học công nghệ chế tạo máy có vị trí quan trọng thiết kế, chế tạo loại máy trang bị khí phục vụ cho ngành kinh tế Môn học tạo điều kiện cho người học nắm vững vận dụng có hiệu phương pháp thiết kế, xây dựng quản lý trình chế tạo sản phẩm khí nhằm đạt tiêu kinh tế kỹ thuật cao Qua trình học tập trường, với vốn kiến thức rộng mà nhà trường trang bị cho, em nhận Đồ án tốt nghiệp với đề tài: “Thiết kế qui trình công nghệ gia công chi tiết khớp nối răng” Nhờ có hướng dẫn bảo tận tình thầy giáo hướng dẫn: Lê Viết Bảo thầy cô giáo môn, phấn đấu lỗ lực thân, giúp đỡ bạn bè đến em hoàn thành đề tài tốt nghiệp giao Song thời gian kiến thức hạn chế nên tránh Lớp CT2001 - Khoa khí chế tạo3 máy - Trường ĐHKTCN Thái Nguyên Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn công nghệ chế tạo máy SVTK: Đàm Hải Băng GVHD: Lê Viết Bảo khỏi sai sót Vì em mong góp ý thầy, bạn để đồ án em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo, cô giáo toàn thể bạn! Thái Nguyên, ngày tháng năm 2006 Sinh viên thiết kế Đàm Hải Băng TÀI LIỆU THAM KHẢO [ I ] Sổ tay công nghệ chế tạo máy T1 , T2 , T3 , T4 (1976) Nguyễn Ngọc Anh [ II ] Sổ tay công nghệ chế tạo máy T1, T2 (1999- 2000) Nhà xuất khoa học kỹ thuật [ III ] Thiết kế môn học dụng cụ cắt Trịnh Khắc Nghiêm [ IV ] Công nghệ chế tạo máy T1 , T2 PGS - PTS.Nguyễn Đắc Lộc PGS - PTS.Lê Văn Tiến [ V ] Thiết kế đồ án chế tạo máy PGS - PTS Trần Văn Địch [ VI ] Tính thiết kế đồ gá Lớp CT2001 - Khoa khí chế tạo4 máy - Trường ĐHKTCN Thái Nguyên Thuyết minh đồ án tốt nghiệp máy SVTK: Đàm Hải Băng Bộ môn công nghệ chế tạo GVHD: Lê Viết Bảo Đặng Vũ Giao [ VII ] Giáo trình KTCTM PGS Lê Cao Thăng [ VIII ] Sổ tay nhiệt luyện Đặng Lê Toàn [ IX ] Kỹ thuật tiện Nhà xuất công nhân kỹ thuật HN PHẦN I PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG I PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG, ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC, ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU VÀ PHÂN LOẠI CHI TIẾT GIA CÔNG I.1- Phân tích chức điều kiện làm việc chi tiết Khớp nối chi tiết hệ thống dây truyền cán thép, có nhiệm vụ truyền chuyển động mô men xoắn theo kiểu nối trục bù mà cụ thể nối trục Nối trục để nối đầu trục có sai lệch vị trí tương đối đầu trục : độ lệch dọc, độ lệch góc, độ lệch tâm… nhờ khả di động chi tiết cứng nối trục Khớp nối sử dụng rộng rãi ngành công nghiệp nặng có khả truyền tải cao cónhiều đồng thời ăn khớp Cho phép làm việc với vận tốc lớn ( >25m/s) khả truyền mô men xoắn lớn, va đập nhỏ ăn khớp êm, có tính công nghệ cao, kích thước nhỏ gọn, dễ bảo quản sử dụng Lớp CT2001 - Khoa khí chế tạo5 máy - Trường ĐHKTCN Thái Nguyên Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn công nghệ chế tạo máy SVTK: Đàm Hải Băng GVHD: Lê Viết Bảo Khớp nối hộp truyền lực chi tiết trung gian dây truyền cán thép lắp với chi tiết khác để truyền chuyển động từ hộp truyền lực sang máy cán Khớp nối làm việc chế độ đặc biệt: vừa làm việc với vận tốc lớn, mô men xoắn lớn, mài mòn lớn, tải trọng thay đổi thường xuyên có lệch góc, lệch tâm, lệch dọc trục… Đồng thời bề mặt làm việc phải chịu ma sát lớn nên dễ bị mài mòn Vì vật liệu chế tạo phải có tính dẻo dai, chịu va đập,độ cứng đảm bảo cụ thể bề mặt phải đảm bảo độ cứng , chịu mài mòn phần lõi phải đảm bảo dẻo dai, chịu va đập để tránh gãy I.2 Phân tích đặc điểm kết cấu phân loại chi tiết gia công Ngoài phải gia công mặt trụ để lắp ghép với ổ lăn , gia công lỗ để lắp ghép bu lông kẹp chặt định vị , truyền lực , gia công lỗ Φ6 để dẫn dầu bôi trơn làm việc Dựa vào kích thước chiều dài kích thước đường kính ta xếp vào chi tiết họ bạc qua kết cấu coi trục II PHÂN TÍCH YÊU CẦU KỸ THUẬT VÀ CHỌN PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG LẦN CUỐI CÁC BỀ MẶT Với đặc điểm điều kiện làm việc chi tiết phân tích trên, để đảm bảo khả làm việc khớp nối, nâng cao tuổi thọ , giảm chi phí vật liệu , chi phí gia công, phù hợp với điều kiện kinh tế kỹ thuật Chi tiết số (trục răng) làm vật liệu 40X.Trong trình làm việc chi tiết có chuyển động quay sinh lực quán tính ly tâm chuyển động dọc trục dẫn đến rung động … để giảm bớt tượng phải khống chế dung sai, sai lệch mặt cầu, mặt lỗ mặt đầu với đường tâm lỗ, độ không vuông góc ≤ (0,05 ÷0,1) mm /100mm bán kính Độ cứng bề mặt sau nhiệt luyện đạt (40 ÷ 45) HRC Lớp CT2001 - Khoa khí chế tạo6 máy - Trường ĐHKTCN Thái Nguyên Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn công nghệ chế tạo máy SVTK: Đàm Hải Băng GVHD: Lê Viết Bảo Để đảm bảo yêu cầu kỹ thuật trênta phải chọn chuẩn định vị hợp lý, gá đặt hợp lý phương pháp gia công thích hợp để gia công chi tiết Từ yêu cầu kỹ thuật phân tích ta chọn biện pháp gia công lần cuối bề mặt chi tiết để đạt yêu cầu kỹ thuật sau: - Bề mặt lỗ Φ120 yêu cầu độ xác độ bóng bề mặt không cao nên ta chọn phương pháp gia công lần cuối tiện tinh - Bề mặt trụ Φ155, Φ160với yêu cầu dung sai độ bóng bề mặt cao (cấp 7) nên ta chọn phương pháp gia công tiện tinh sau mài tròn - Bề mặt yêu cầu độ xác không cao nên chọn phương pháp xọc - Bề mặt lỗ Φ6 Φ18 yêu cầu độ xác không cao nên chọn phương pháp khoan máy khoan đứng - Bề mặt lỗ Φ14 yêu cầu độ xác cao nên chọn phương pháp khoan – doa - Để đảm bảo độ vuông góc đường tâm lỗ mặt đầu ta tiến hành tiện thô tiện tinh máy tiện lần gá - Để đảm bảo độ đồng tâm đường kính vòng chia bề mặt Φ160 ta dùng bề mặt Φ160 làm chuẩn định vị để gia công - Các bề mặt lại chọn phương pháp tiện tinh III PHÂN TÍCH TÍNH CÔNG NGHỆ TRONG KẾT CẤU Trên sở phân tích chức điều kiện làm việc, đặc điểm kết cấu chi tiết gia công , việc đánh giá tính công nghệ kết cấu yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm mà ảnh hưởng đến vấn đề tiêu hao vật liệu , giá thành chế tạo… Từ vẽ yêu cầu kỹ thuật chi tiết , kết cấu, hình dáng hình học hợp lý, có đủ độ cứng vững nên có khả áp dụng phương pháp gia công tiên tiến, bề mặt sử dụng làm chuẩn đủ diện tích định vị, gá đặt nhanh, tạo điều kiện gia Lớp CT2001 - Khoa khí chế tạo7 máy - Trường ĐHKTCN Thái Nguyên Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn công nghệ chế tạo máy SVTK: Đàm Hải Băng GVHD: Lê Viết Bảo công nhiều dao lúc cho phép nâng cao suất Các bề mặt gia công thực máy vạn áp dụng phương pháp gia công tiên tiến Các chuỗi kích thước công nghệ kiểm tra phương pháp đo trực tiếp sử dụng dụng cụ đo thông thường như: thước cặp , pan me, đồng hồ so … Hình dáng hình học lỗ đơn giản thuận lợi cho việc gia công Như với kết cấu chi tiết khớp nối cần gia công ta thấy hợp lý không cần sửa đổi Lớp CT2001 - Khoa khí chế tạo8 máy - Trường ĐHKTCN Thái Nguyên Thuyết minh đồ án tốt nghiệp máy SVTK: Đàm Hải Băng Bộ môn công nghệ chế tạo GVHD: Lê Viết Bảo PHẦN II XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT II.1 Ý nghĩa việc xác định dạng sản xuất Dạng sản xuất khái niệm kinh tế kỹ thuật tổng hợp phản ánh mối quan hệ qua lại đặc trưng công nghệ kỹ thuật nhà máy với hình thức tổ chức sản xuất quản lý kinh tế nhằm đạt hiệu trình sản xuất cao Việc xác định dạng sản xuất có ý nghĩa quan trọng định đến chất lượng sản phẩm hiệu kinh tế Xác định loại hình sản xuất ảnh hưởng định đến vấn đề đầu tư trang thiết bị máy móc, nhân lực , mặt sản xuất… II.2 Xác định dạng sản xuất Dạng sản xuất xác định bởi: - Sản lượng hàng năm chi tiất gia công N(chiếc/ năm) - Khối lượng chi tiết gia công (kg) II.2.1 Xác định sản lượng hàng năm chi tiết gia công Áp dụng công thức : Ni = N.mi β+α 1 + 100 (Chi tiết /năm) Trong đó: N i: Sản lượng khí chi tiết cần gia công N :Sản lượng theo kế hoạch N =15000(Chiếc/năm) mi : Số chi tiết tên sản phẩm mi =1 a : hệ số dự phòng mát, hư hỏng chế tạo, a = (3á6)% Chọn a = 5% β: hệ số dự phòng mát, hư hỏng chế tạo, β = (3á6)% Chọn β = 5% Lớp CT2001 - Khoa khí chế tạo9 máy - Trường ĐHKTCN Thái Nguyên Thuyết minh đồ án tốt nghiệp máy SVTK: Đàm Hải Băng Bộ môn công nghệ chế tạo Ni = 15000.1 5+ 5 1 + 100 GVHD: Lê Viết Bảo = 13230 (chiếc /năm) II.2.2 Xác định khối lượng chi tiết Khối lượng chi tiết tính theo công thức: G =V.g Trong đó: V: thể tính chi tiết (dm3); g - trọng lượng riêng vật liệu chế tạo chi tiết Với vật liệu gia công thép ta có: g =7,852(kg/dm3) Ta có: V = V1 + V2+ V3+ V4+ V5- V6- V7- 6V8- 6V9 Trong : V1 = V2 = V3 = V4 = V5 = V6 = π.d1 π.155 l1 = π.d 2 π.d 4 π.d l6 = 55 (mm3) 30 (mm3) π.120 75 (mm3) π.255 l5 = π.190 l4 = 70 (mm3) π.180 l3 = π.d 4 π.160 l2 = π.d 4 42 (mm3) 210 (mm3) 10máy - Trường ĐHKTCN Thái Lớp CT2001 - Khoa khí chế tạo Nguyên 10 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp máy SVTK: Đàm Hải Băng nk+1.Sk+1 = 315 0,319 = 89,89 Ta thấy Bộ môn công nghệ chế tạo GVHD: Lê Viết Bảo nk.Sm > nk+1 Sk+1 Để đảm bảo thời gian máy nhỏ ta chọn phương án có nm = 250(Vg/ph) Như tốc độ cắt thực tế V= π.D.n 1000 (m/ph) = π.155.250 1000 =128,97(m/ph) VI TÍNH LỰC CẮT Pz = Cpz.txpz.Sxpz.Vnpy Kpz (N) Py = Cpy txpy.Sxpx.Vnpx Kpy (N) Px = Cpx txpx S ypx Vnpx kpx (n) Các hệ số tra bảng 4.54 (TKDC) Kpt ; Kpy ; Kpx tra phần trước Cpz = 3000 Cpy = 2430 Cpx = 3390 XPZ = XPY = 0.9 XPX = NPZ = -0.15 YPY = 0.6 YPX = 0.5 YPZ = 0.75 npy = -0.3 npx = -0.4 KPY =1.77 KPX =0.74 Pz = 146.8(N) => Py = 132.3(N) Px = 44.2 (N) VII KIỂM NGHIỆM CHẾ ĐỘ CẮT THEO ĐỘNG LỰC VÀ MOMEN MÁY Chế độ cắt xác định phải thoả mãn điều kiện sau: * Công suất cắt: Nc = Pz V 60.1000 ≤ Nđc.η 59máy - Trường ĐHKTCN Thái Lớp CT2001 - Khoa khí chế tạo Nguyên 59 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp máy SVTK: Đàm Hải Băng * Mô men cắt: Mc = Bộ môn công nghệ chế tạo GVHD: Lê Viết Bảo Pz D 2.1000 ≤ [M x ] Trong đó: Pz: lực tiếp tuyến V : vận tốc cắt Nđc : công suất động = 17(Kw) η : hiệu suất máy =0,8 D: đường kính phôi , D = 155 (mm) [Mx ] : mô men xoắn cho phép trục Thay vào ta có: Nc = Mc = 146,8.128,97 60.1000 146,8.155 2.1000 = 0,54 (Kw) = 11,37 (N/mm) Vậy Nc < Nm = 17 0,8 = 13,6 (KW) *Tính mômen trục Áp dụng công thức : Vậy Mc < [M x ] [Mx ] = 10 4.N dc η 1,05.n m = 10 4.17.0,8 1,05.265 = 188,76(N/mm) ⇒ thoả mãn VIII TÍNH THỜI GIAN MÁY Áp dụng công thức: To = L + y + y1 i S.n (phút) Trong L: Chiều dài chi tiết cần gia công 60máy - Trường ĐHKTCN Thái Lớp CT2001 - Khoa khí chế tạo Nguyên 60 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp máy SVTK: Đàm Hải Băng y : lượng ăn tới dao (mm) Bộ môn công nghệ chế tạo GVHD: Lê Viết Bảo y = t.cotgϕ = = (mm) ϕ : góc nghiêng (ϕ = 450) i : số lần cắt i = S : Lượng chạy dao; S = 0,7 (mm/Vg) n : số vòng quay phút phôi (Vg/ph) To = 90 + 0,7.265 = 0,85(phút) 61máy - Trường ĐHKTCN Thái Lớp CT2001 - Khoa khí chế tạo Nguyên 61 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn công nghệ chế tạo máy SVTK: Đàm Hải Băng GVHD: Lê Viết Bảo IX TRA CHẾ ĐỘ CẮT CHO CÁC NGUYÊN CÔNG CÒN LẠI STT I II III IV S(mm/vg) t(mm) 0,7 0,57 0,43 0,7 0,7 0,7 0,7 0,34 0,7 0,7 1,2 2 Tiện côn Tiện tinh ỉ155 Bước Khoả mặt đầu Tiện thô lỗ ỉ120 Tiện tinh lỗ ỉ120 Khoả mặt đầu Tiện thô ỉ155 Tiện thô ỉ160 Tiện thô ỉ180 Tiện góc 300 Tiện thô ỉ190 Tiện thô ỉ255 Tiện tinh ỉ160 Máy Dao 1A64 T15K6 1A64 T15K6 1A64 T15K6 1A64 T15K6 n(vg/ph) T0(ph) 4 250 250 315 250 250 250 250 250 250 250 0,45 1,45 1,5 0,34 0,8 0,73 0,56 0,3 0,47 0,43 0,15 200 0,4 0,34 1,3 400 0,75 0,34 1,3 400 0,6 0,52 250 0,35 0,34 1,3 400 0,37 0,47 2,5 250 0,3 Vát mép 2x450 Tiện thô ỉ185 Tiện tinh ỉ185 V 1A64 T15K6 Tiện rãnh Vát mép x 450 250 Tiện thô ỉ153,5 VI 0,47 200 0,87 0,34 1,2 315 0,6 Tiện tinh ỉ152,8 0,34 1,2 315 0,55 Tiện rãnh 0,34 200 0,41 0,34 200 0,37 Tiện tinh ỉ150 VII Tiện côn 1A64 T15K6 1A64 T15K6 Vát mép x 450 VIII Khoan lỗ ỉ6,5 Ta rô lỗ M8 IX 200 2H125 P18 Khoan lỗ ỉ18 Khoan lỗ ỉ14 2H55 P18 0,2 3,2 1000 0,35 0,25 0,75 800 0,3 0,3 1000 0,54 0,3 1000 0,5 62máy - Trường ĐHKTCN Thái Lớp CT2001 - Khoa khí chế tạo Nguyên 62 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp máy SVTK: Đàm Hải Băng Bộ môn công nghệ chế tạo GVHD: Lê Viết Bảo Doa lỗ ỉ14 X Khoan lỗ ỉ6 2H55 P18 XI Xọc 5140 XII Nhiệt luyện XIII Mài lỗ ỉ120 P18 3A228 ππ - í 40 1,2 0,05 800 0,37 0,2 800 2,8 3mm/htk 0,47 200 2,87 0,002 0,02 nđ=2200 Mài bề mặt ỉ155 3Á12 1,20 nct=120 C1K ππí40-50C 0,0025 0,02 nđ=2250 0,87 nct=150 XIV Mài bề mặt ỉ160 ππí40-50C 0,0025 0,02 nđ=2250 0,98 nct=150 XV Mài bề mặt ỉ185 3Á12 ππí40-50C 0,002 0,02 nđ=2250 0,58 nct=150 XVI Tổng kiểm tra Chú thích: Các công thức chế độ cắt tra bảng: Khoan, doa: + Chiều sâu cắt t = 0,5D khoan rộng, doa: t = 0,5.(D - d) + lượng chạy dao: S(mm/vg) - Khi khoan: tra bảng 5-25[5] T2 - Khi khoét: tra bảng 5-26[5] T2 - Khi doa: tra bảng 5-27[5] T2 + Tốc độ cắt V(mm/ph) - Khi - Khi khoan: V = C v D q k v T m S y C v D q k v T m t x S y khoan rộng, khoét,doa: V = 63máy - Trường ĐHKTCN Thái Lớp CT2001 - Khoa khí chế tạo Nguyên 63 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn công nghệ chế tạo máy SVTK: Đàm Hải Băng GVHD: Lê Viết Bảo Hệ số mũ Cv số mũ khác tra bảng 5-28 [5] T2 Chu kỳ bền T tra bảng 5-30 [5] T2 Hệ số điều chỉnh chung cho tốc độ cắt tính đến điều kiện cắt thực tế : kv = kmv knv kuv Trong đó: - kmv: hệ số phụ thuộc vào vật liệu chi tiết gia công Tra bảng 5-1 [5] T2 - kuv: hệ số phụ thuộc vật liệu dụng cụ cắt Tra bảng 5-6 [5] T2 - kiv: hệ số phụ thuộc vào chiều sâu khoan Tra bảng 5-31 [5] T2 d: số vòng quay dụng cụ cắt n= 1000.V π.D (vg/ph) Cắt ren: + Tốc độ cắt cắt ren hệ mét tarô V= C v d qv k v T m S yv (m/ph) Bảng X-51 [2] T2 Hệ số Cv, số mũ trị số tuổi thọ trung bình T dụng cụ khác tra bảng X-56 [2] T2 Hệ số hiệu chuẩn: kv = kmv kuv kcv Trong đó: kmv, kuv, kcv hệ số xét đến vật liệu gia công , vật liệu dụng cụ cắt độ xác ren tra bảng X- 57 [2] T2 kmv = 0,5 ; kuv = 1,0; kcv = 1,0; Cv = 140; qv = 0,4; yv = 0,3; m = 0,33 + Số vòng quay n = 1000.V π.D 1) Chọn máy cho nguyên công khoan lỗ Φ6,5 tarô M8 64máy - Trường ĐHKTCN Thái Lớp CT2001 - Khoa khí chế tạo Nguyên 64 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn công nghệ chế tạo máy SVTK: Đàm Hải Băng GVHD: Lê Viết Bảo Để thực nguyên công khoan lỗ Φ6,5 ; tarô M8 ta chọn máy 2H125 có thông số kỹ thuật sau: - Đường kính lớn khoan được: 25 (mm) - Khoảng cách từ đường trục tới trụ : 250 (mm) - Khoảng cách lớn từ mút trục tới bàn : 700 (mm) - Kích thước bề mặt làm việc bàn máy : 375 x 500 (mm) - Độ côn trục : N03 - Dịch chuyển lớn trục chính: 175 (mm) - Số cấp tốc độ trục : - Số cấp bước tiến trục : - Phạm vi tốc độ trục : 97 - 1360 - Số cấp bước tiến trục : 0,1 ÷ 0,81 - Công suất động : 2,8 (Kw) 2) Chọn máy cho nguyên công khoan lỗ Φ6 Để thực nguyên công khoan lỗ Φ6 ta chọn máy khoan cần 2H55 có thông số kỹ thuật sau: - Đường kính lớn khoan được: 50 (mm) - Khoảng cách từ đường trục tới trụ : 410 ÷ 1600 (mm) - Khoảng cách lớn từ mút trục tới bàn : 450 ÷ 1600 (mm) - Kích thước bề mặt làm việc bàn máy : 968 x 1650 (mm) - Độ côn trục : N05 - Dịch chuyển thẳng đứng lớn trục chính: 350 (mm) - Số cấp tốc độ trục : 21 - Số cấp bước tiến trục : 12 - Phạm vi tốc độ trục : 20 - 2000 ( vg/ph) - Phạm cấp bước tiến trục : 0,065 ÷ 2,5 65máy - Trường ĐHKTCN Thái Lớp CT2001 - Khoa khí chế tạo Nguyên 65 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp máy SVTK: Đàm Hải Băng - Công suất động : (Kw) Bộ môn công nghệ chế tạo GVHD: Lê Viết Bảo - Công suất động nâng cần : 2,2 (Kw) 3) Chọn máy cho nguyên công mài tròn Để thực nguyên công mài tròn ta chọn máy 3Á12 có thông số kỹ thuật sau: - Đường kính lớn chi tiết gia công : 200 (mm) - Phạm vi đường kính gia công : ÷ 200 (mm) - Chiều dài lớn gia công : 450 (mm) - Độ côn đầu tâm ụ trước : N03 - Đường kính lớn đá : 300 (mm) - Tốc độ đá mài : 2250 (vg/ph) - Dịch chuyển lớn bàn : 550 (mm) - Phạm vi bước tiến bàn : 0,1 ÷ vô cấp - Dịch chuyển ngang lớn ụ đá : 110 - Số cấp tốc độ mâm cặp ụ trước : vô cấp - Phạm vi tốc độ mâm cặp ụ trước : 78 ÷ 780 - Phạm vi đường kính lỗ mài :25 ÷ 50 - Công suất động : (Kw) 4) Chọn máy cho nguyên công mài tròn Để thực nguyên công mài tròn ta chọn máy 3A228 có thông số kỹ thuật sau: - Đường kính lớn nhỏ lỗ mài : 50 ÷ 200 - Chiều dài lớn lỗ mài : 200 - Dịch chuyển ngang lớn trục đá mài tương ứng với đường kính trục phôi : phía trước: 60 phía sau: 100 66máy - Trường ĐHKTCN Thái Lớp CT2001 - Khoa khí chế tạo Nguyên 66 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn công nghệ chế tạo máy SVTK: Đàm Hải Băng GVHD: Lê Viết Bảo - Dịch chuyển ngang lớn ụ phôi : 200 - Dịch chuyển dọc lớn bàn: 500 - Bước tiến công tác bàn :5 ÷ vô cấp - Tốc độ đá mài :500 ÷ 14800 (vg/ph) - Tốc độ đá mài :85 ÷ 600 vô cấp - Đường kính đá : 45 ÷ 150 - Chiều rộng đá : 63 - Bước tiến ụ phôi ụ đá :0,001 (mm/hành trình bàn) - Công suất động : 4,5 (Kw) PHẦN VII TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ ĐỒ GÁ I Ý NGHĨA VÀ YÊU CẦU ĐỐI VỚI VIỆC TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ ĐỒ GÁ Đồ gá trang bị công nghệ thiếu trình gia công chi tiết máy cắt kim loại Việc sử dụng đồ gá làm giảm nhẹ sức lao động , suất cao , chất lượng chi tiết gia công Khi gia công chi tiết máy , tuỳ theo đặc điểm kết cấu chi tiết cần gia công , sản lượng sản phẩm mà lựa chọn thiết kế sử dụng đồ gá khác Việc thiết kế sử dụng đồ gá hợp lý tạo điều kiện đảm bảo độ xác gia công , nâng cao suất giảm nhẹ sức lao động , giảm thời gian phụ mở rộng khả công nghệ máy , tạo điều kiện khí hoá tự động hoá trình gia công,góp phần giảm giá thành chi tiết , nâng cao hiệu kinh tế Khi tính toán thiết kế đồ gá phải đảm bảo yêu cầu sau: 67máy - Trường ĐHKTCN Thái Lớp CT2001 - Khoa khí chế tạo Nguyên 67 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn công nghệ chế tạo máy SVTK: Đàm Hải Băng GVHD: Lê Viết Bảo - Đồ gá phải đảm bảo yêu cầu độ xác gia công - Kết cấu đồ gá phải phù hợp với công dụng nó, đảm bảo đủ định vị, kẹp chặt đơn giản tốn sức lao động - Sử dụng thuận tiện an toàn làm việc thiết kế phải đảm bảo cho việc gá đặt tháo chi tiết gia công nhanh chóng, dễ dàng làm phoi đồ gá gá đặt đồ gá máy phải đơn giản, chi tiết đồ gá phải tạo thành khối thống để dễ bảo quản sử dụng, sửa chữa II.THIẾT KẾ ĐỒ GÁ CHO NGUYÊN CÔNG KHOAN LỖ Φ18, LỖ Φ14, DOA LỖ Φ14 1) Giới thiệu đồ gá Đồ gá dùng để khoan lỗ lỗ φ18, lỗ φ14,doa lỗ φ14 máy khoan cần, để đảm bảo gia công nhanh cần trang bị thêm bạc dẫn để xác định xác vị trí lỗ cần gia công chi tiết Các bạc dẫn lắp dẫn, gia công chi tiết định vị trục gá đảm bảo đủ số bậc tự cần thiết Để thực trình kẹp chặt sử dụng bu lông kẹp đầu trục gá III SƠ ĐỒ ĐẶT LỰC – TÍNH LỰC KẸP 1.Sơ đồ đặt lực z y x Mt W2 P0 φ18 Mk 68máy - Trường ĐHKTCN Thái Lớp CT2001 - Khoa khí chế tạo Nguyên 68 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp máy SVTK: Đàm Hải Băng Bộ môn công nghệ chế tạo GVHD: Lê Viết Bảo W1 Tính lực kẹp Từ sơ đồ đặt lực ta thấy lực tác dụng lên chi tiết cho chi tiết cân : - Lực dọc trục P0 - Mômen xoắn Mk * Lực dọc trục khoan tính theo công thức : P0 = Cp * Dzp * S yp *Kp K p = [ 75σ ] np Các hệ số tra bảng X- 38/267/1976 ta có: C p =68 , Zp =1.0 , Yp = 0.7 Tra bảng X- 23/ 253/1976 ta có np = 0.075 ] K p = [ 800 75 0.75 = 1,049 Vật liệu gia công thép đúc -> σb = 800 Kg/mm2 Vậy P0 =68 18 0,20,7 1,049 = 416,176 (Kg) 69máy - Trường ĐHKTCN Thái Lớp CT2001 - Khoa khí chế tạo Nguyên 69 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp Bộ môn công nghệ chế tạo máy SVTK: Đàm Hải Băng GVHD: Lê Viết Bảo Mô men xoắn Mk tính theo công thức Mk = CM DzM S yM KmM Tra bảng X-38/267/1976 ta có CM = 0.0345 , zm = 5,2 , yM = 0.7 , KmM = 1,05 => Mx = 0,0345 185,2 0,20,7 1,05 = 3897,68 (Kg) Mô men cắt Mx có xu hướng làm cho chi tiết bi xoay xung quanh trục Muốn cho chi tiết không bị xoay mô men ma sát lực hướng trục P0 lực kẹp W gây phải thắng mô men cắt Do ta có phương trình cân lực sau: Mms – k Mx = Trong : Mms: mô men ma sát Mms = Fms f R’ = (W + P0).f.R’ (W + P0).f.R’ = k Mx k M x f R ' W= - P0 với R’: bán kính ma sát ( ( R2 − r R3 − r R’ = ) ) = 2(1552 − 120 ) 3(1553 − 120 ) = 138,24 (mm) 2,5.3897,68 0,15.138,24 Thay vào ta có : W = - 416,76 = 30,84 (Kg) Tính đường kính bu lông d ≥ 2,34 W [ σk ] - Đường kính bu lông kẹp tính theo công thức sau: Trong : W : lực xiết W = 30,84 (Kg) 70máy - Trường ĐHKTCN Thái Lớp CT2001 - Khoa khí chế tạo Nguyên 70 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp máy SVTK: Đàm Hải Băng σk = σch/ S Bảng 8-3 [VI] Bộ môn công nghệ chế tạo GVHD: Lê Viết Bảo σch = 120 MPa Bảng 8-1 [VI] S = hệ số an toàn bảng 8-4 [VI] => σk = 120/3 = 40 (MPa)= (Kg) Thay số ta có d = 13,7 (mm) Do ta chọn d = 14 (mm) Tính sai số cho phép chế tạo đồ gá: Sai số cho phép chế tạo đồ gá tính theo công thức: [ ε ct ] ( 2 2 ε gd − ε c + ε k +ε m +ε dc ) = đó: - εc sai số chuẩn → εc = đường kính dao định kích thước gia công - εk :sai số kẹp, εk = - εm : sai số mòn độ mòn đồ gá gây εm = β N với: β hệ số phụ thuộc kết cấu đồ định vị β = 0,2 N : sản lượng chi tiết số lượng chi tiết gia công với đồ gá N = 13230 (chi tiết) Do ta có: εm = 0,2 13230 = 23 (µm) - εđc : sai số điều chỉnh sinh trình lắp ráp điều chỉnh đồ gá εđc = ÷ 10 (µm) chọn εđc = (µm) - εgđ : sai số gá đặt εgđ = 1/3δ với δ dung sai nguyên công εgđ = 0,1/3 = 0,33(mm) = 33 (µm) Thay vào ta có: 71máy - Trường ĐHKTCN Thái Lớp CT2001 - Khoa khí chế tạo Nguyên 71 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp máy SVTK: Đàm Hải Băng [ ε ct ] = Bộ môn công nghệ chế tạo 33 − ( 232 + ) GVHD: Lê Viết Bảo = 23 (µm) Yêu cầu kỹ thuật đồ gá: - Độ không vuông góc đường tâm trục gá mặt đáy đồ gá ≤ 0,03 (mm) - Độ không vuông góc đường tâm bạc dẫn mặt đáy đồ gá ≤ 0,03 (mm) - Độ không vuông góc bề mặt định vị vai trục ≤ 0,03 (mm) - Bề mặt làm việc bạc dẫn nhiệt luyện đạt độ cứng (55 ÷ 60)HRC - Bề mặt làm việc trục gá nhiệt luyện đạt độ cứng (50 ÷ 55)HRC 72máy - Trường ĐHKTCN Thái Lớp CT2001 - Khoa khí chế tạo Nguyên 72 Thuyết minh đồ án tốt nghiệp máy SVTK: Đàm Hải Băng Bộ môn công nghệ chế tạo GVHD: Lê Viết Bảo MỤC LỤC Trang Lời nói đầu Tài liệu tham khảo Phần I: Phân tích chi tiết gia công Phần II: Xác định dạng sản xuất Phần III: Xác định phương pháp chế tạo phôi 11 Phần IV: Thiết kế qui trình công nghệ 16 Phần V: Tính tra lượng dư 38 Phần VI : Tính tra chế độ cắt 44 Phần VII: Tính toán thiết kế đồ gá 59 73máy - Trường ĐHKTCN Thái Lớp CT2001 - Khoa khí chế tạo Nguyên 73 ... = 13230 (chi c /năm) II.2.2 Xác định khối lượng chi tiết Khối lượng chi tiết tính theo công thức: G =V.g Trong đó: V: thể tính chi tiết (dm3); g - trọng lượng riêng vật liệu chế tạo chi tiết... điều kiện làm việc chi tiết phân tích trên, để đảm bảo khả làm việc khớp nối, nâng cao tuổi thọ , giảm chi phí vật liệu , chi phí gia công, phù hợp với điều kiện kinh tế kỹ thuật Chi tiết số (trục... đề đầu tư trang thiết bị máy móc, nhân lực , mặt sản xuất… II.2 Xác định dạng sản xuất Dạng sản xuất xác định bởi: - Sản lượng hàng năm chi tiất gia công N (chi c/ năm) - Khối lượng chi tiết gia