Đồ án kỹ thuật gia công cơ khí II: thiết kế và tính toán Nắp hộp số

MỤC LỤC Lời nói đầu 1 I. Phân tích kết cấu của chi tiết 2 1. Phân tích chi tiết 2 2. Phân tích chức năng làm việc 2 3. Phân tích tính công nghệ 2 II. Lựa chọn phương pháp chế tạo phôi và dạng sản xuất 3 1. Xác định dạng sản xuất 4 2. Chọn phương pháp chế tạo phôi 5 2.1. Chọn dạng phôi: 5 2.2. Phương pháp chế tạo phôi: 5 2.3 Tạo phôi – Thông số về phôi: 6 III. Lập thứ tự các nguyên công, các bước (vẽ sơ đồ gá đặt, ký hiệu định vị, kẹp chặt, chọn máy, chọn dao, vẽ chiều chuyển động của dao, của chi tiết) 7 1. Lập sơ bộ các nguyên công: 7 2. Thiết kế các nguyên công cụ thể: 7 2.1. Phay mặt đầu thứ nhất 7 2.2. Nguyên công 2: Phay mặt đầu thứ 2 9 2.4. Nguyên công 4 : Khoét, vát mép, Doa lỗ 30 11 2.5 Nguyên công 5:Khoan lỗ 4 đầu to: 13 IV. Tính chế độ cắt 15 V. Tính lượng dư 18 VI .Thiết kế đồ gá 20 Tài liệu tham khảo 22

Trang 1

Lời nói đầu

Hiện nay, cùng với sự phát triển của ngành cơ khí, môn công nghệ chế

tạo máy thực sự là hành trang mỗi kĩ sư trước khi ra trường, người công

nhân có thể dựa vào làm cơ sở thiết kế Môn công nghệ chế tạo máy được

đem vào giảng dạy ở hầu hết các trường kĩ thuật và càng ngày không

ngừng được cải tiến dưới sự nghiên cứu của các chuyên gia hàng đầu Đối

với mỗi sinh viên cơ khí, đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy là môn

học giúp sinh viên làm quen với việc giải quyết các vấn đề tổng hợp của

công nghệ chế tạo máy đã được học ở trường qua các giáo trình cơ bản về

công nghệ chế tạo máy Khi làm đồ án này ta phải làm quen với cách sử

dụng tài liệu, cách tra sổ tay cũng như so sánh lý thuyết đã học với thực

tiễn sản xuất cụ thể một sản phẩm điển hình

Sau một thời gian tìm hiểu và với sự chỉ bảo tận tình của thầy giáo

Th.S Lê Quang Thinh cùng các thầy cô giáo thuộc bộ môn Kỹ Thuật Cơ

Khí trường Đại Mỏ Địa Chất Em đã hoàn thành đồ án môn học Trong

quá trình thiết kế và tính toán không thể tránh khỏi những sai sót do thiếu

thực tế và kinh nghiệm thiết kế, em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy

cô giáo và sự đóng góp ý kiến của các bạn để lần sau và trong thực tế sau

này được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn !

Sinh viên

Đỗ Văn Thuận

Trang 2

I Nghiên cứu chi tiết gia công và tạo phôi

1 Phân tích chi tiết

Nắp hộp số là chi tiết dạng đĩa thường gặp trong các vỏ hộp cơkhí.Nắp hộp có hình tròn thành mỏng

2 Điều kiện làm việc

Trong quá trình làm việc lỗ ∅100 làm việc nhiều nên cần gia công chính xác Ngoài ra các bề mặt nắp ốc và bề mặt tiếp xúc với vỏ hộp cũng cần gia công chuẩn

3 Yêu cầu kĩ thuật của chi tiết

* Yêu cầu kĩ thuật quan trọng nhất của bạc lót là độ đồng tâm giữa

mặt ngoài và mặt lỗ Đảm bảo các yêu cầu sau :

- Đường kính mặt ngoài của chi tiết đạt cấp chính xác 7 -10.

- Đường kính lỗ đạt chính xác cấp 7, đôi khi là cấp 10

- Độ dày thành cho phép sai lệch trong khoảng 0.03-0.15 mm

- Độ đồng tâm giữa mặt lỗ ngoài và mặt lỗ nắp hộp số tùy từng điềukiện làm việc mà quy định cụ thể, thông thường không lớn hơn 0,15 mm

- Độ không vuông góc giữa mặt đầu và đường tâm lỗ nằm trong khoảng0,1÷0,2 mm/100 mm bán kính

- Độ nhám bề mặt thường yêu cầu như sau :

Trang 3

3 Tính công nghệ trong kết cấu đối với chi tiết

Tính công nghệ trong kết cấu đối với chi tiết không những ảnh

hưởng đến khối lượng lao động để chế tạo bạc lót, mà còn ảnh hưởng đến việctiêu hao vật liệu Vì vậy, kết cấu công nghệ của bạc phải:

- Bạc lót phải có độ cứng vững để khi gia công không bị biết dạng và

có thể dung chế độ cắt cao, đạt năng suất cao

- Các bề mặt làm chuẩn phải có đủ diện tích nhất định, phải cho phép thực hiện nhiều nguyên công khi dung bề mặt đó làm chuẩn (chuẩn tinh thốngnhất) và phải cho phép thực hiện quá trình gá đặt nhanh

- Các bề mặt cần gia công không được có vấu lồi, lõm, phải thuận lợi cho việc ăn dao, thoát dao Kết cấu của các bề mặt phải tạo điều kiện cho việcgia công đồng thời bằng nhiều dao

- Các lỗ trên bạc lót nên có kết cấu đơn giản không nên có rãnh hoặc

có dạng định hình, bề mặt lỗ không được đứt quãng, các lỗ đồng tâm nên cóđường kính giảm từ ngoài vào trong.các lỗ nên thông suốt và ngắn

- Không nên bố trí các lỗ nghiêng so với mặt phẳng của vách để khi giacông tránh hiện tượng doa khoan, khoét dao bị ăn lệc hướng

- Các lỗ kẹp chặt phải là lỗ tiêu chuẩn( ren tiêu chuẩn để dễ taro)

II Lựa chọn phương pháp chế tạo phôi và dạng sản xuất

N : Số chi tiết được sản xuất trong một năm;

N1 : Số sản phẩm được sản xuất trong một năm theo kế hoạch, N1=5000chiếc

Trang 4

m : Số chi tiết trong một sản phẩm;

α : Lượng sản phẩm dự phòng α =5%

β : Số chi tiết được chế tạo thêm dự trữ, β = 5%

Sau khi xác định được sản lượng hàng năm ta phải xác định trọnglượng của chi tiết Trọng lượng của chi tiết được xác định theo công thức:

Trang 5

+ Lượng dư phân bố đều.

+ Tiết kiệm được vật liệu

+ Giá thành rẻ, được dùng phổ biến

+ Độ đồng đều của phôi cao, do đó việc điều chỉnh máy khi gia cônggiảm

+ Tuy nhiên phôi đúc khó phát hiện khuyết tật bên trong (chỉ phát hiệnlúc gia công) nên làm giảm năng suất và hiệu quả

* Kết luận:

Từ các phương pháp tạo phôi như trên, ta nhận thấy phôi đúc là phùhợp với chi tiết đã cho nhất vì có nhiều ưu điểm hơn so với các phương phápkhác

Vậy ta chọn phương pháp để tạo ra chi tiết (bạc lót ở nắp hộp số ) làdạng phôi đúc

2.2 Phương pháp chế tạo phôi:

Trong đúc phôi có những phương pháp như sau:

Đúc trong khuôn cát mẫu gỗ:

Chất lượng bề mặt vật đúc không cao, giá thành thấp, trang thiết bị đơngiản, thích hợp cho dạng sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ

Đúc trong khuôn cát mẫu kim loại:

Nếu công việc thực hiện bằng máy thì có cấp chính xác khá cao, giáthành cao hơn so với đúc trong khuôn mẫu bằng gỗ Loại này phù hợp vớidạng sản xuất hàng loạt vừa và lớn

Trang 6

Đúc trong khuôn kim loại:

Độ chính xác cao nhưng giá thành thiết bị dầu tư lớn, phôi có hìnhdáng gần giống với chi tiết Giá thành sản phẩm cao Loại này phù hợp vớidạng sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối

2.3 Tạo phôi – Thông số về phôi:

Chi tiết được chế tạo bằng gang xám GX 15 - 32, được đúc trongkhuôn mẫu kim loại, làm khuôn bằng máy, mặt phân khuôn X-X

+ Lượng dư phía trên: 2mm

+ Lượng dư phía dưới: 2mm

Trang 7

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

1 Lập sơ bộ các nguyên công:

* Nguyên công 1 : tiện mặt đầu thứ nhất

- Chi tiết gia công được định vị trên mâm chấu ,hạn chế 5 bậc

* Nguyên công 2 : tiện mặt đầu thứ hai

- Chi tiết được định vị trên mâm chấu, hạn chế 5 bậc

* Nguyên công 3: tiện tinh tiện thô các lỗ ∅100H9,∅272

* Nguyên công 4: Khoan 1 lỗ bất kì Ø28 Kẹp chặt chi tiết gia công đượcthực hiện bằng đòn kẹp liên động

* Nguyên công 5 : Khoan phân độ 6 lỗ Ø28

- Chi tiết được kẹp chặt băng cơ cấu đòn kẹp liên động

* Nguyên công 6 : Khoan phân độ 6 lỗ M8

Chi tiết gia công được định vị 6 bậc tự do Trên phiến tỳ(3 bậc ) và chốttrụ (2 bậc) Chốt côn chống xoay ( 1 bậc) Sau khoan và taro xong lỗ thứ nhất tadùng tay xoay chi tiết đi 1 góc 180 độ Khi phân độ bi phân độ bị phiến tỳ ấnxuống và nó được đẩy lên và khoan lỗ thứ 2 và lần lượt khoan các lỗ đến khixong 6 lỗ

- Chi tiết được kẹp chặt băng cơ cấu đòn kẹp liên động

2.1 Nguyên công 1 :tiện mặt đầu thứ nhất

-Định vị : Chi tiết được định vị 5 bậc tự do trên mâm chấu

- Chọn máy : Chọn máy tiện bán tự động chép hình nhiều dao 1719 có

công suất 40 KW ,

n = 80 ÷1600 , 16 cấp

Trang 8

-Chọn dao : Chọn dao tiện mặt đầu có gắn mảnh hợp kim cứng Các

thông số cửa dao ( D = 75 mm ; Z = 10 ; Vật liệu K20 ; Tuổi bền dao T = 120 phút)

Dụng cụ đo : thước kẹp dài 150 mm, độ chính xác 0,05

-Chia bước : Nguyên công này chia làm 2 bước : phay tho Z = 2mm ;

k1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào độ cứng của gang, k1 = 89

k2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền của dao, k2 = 0,8

k3: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào mác hợp kim cứng, k3 =1

k4: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc bề mặt gia công, k4 = 0,8

K5: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều rộng phay, k5 =1

K6: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào góc nghiêng chính, k6 =1 Vậy

Vt = Vb.k1.k2.k3.k4 k5.k6 =132 m/phút

Ta xác định số vòng quay tính toán của trục chính nt vào công thức:

nt =1000V t

π D =1000.1323,14.30 =1401 vòng/phútTính theo máy : φ x = n t

n min = 140165 = 21,5Theo bảng 4.1 ta có : φ9 = 20 gần bằng 21,5

Vậy chọn nm = 20.65 = 1300 vòng/phút

Trang 9

k1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào độ cứng của gang, k1 =0,89.

k2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền của dao, k2 = 0,8

k3: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào mác hợp kim cứng, k3 =1

k4: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc bề mặt gia công, k4 = 0,8

K5: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều rộng phay, k5 =1

K6: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào góc nghiêng chính, k6 =1 Vậy

Vt = Vb.k1.k2.k3.k4 k5.k6 =148 m/phút

nt =1000V t

π D =1000.1483,14.30 =1571 vòng/phútTính theo máy : φ x = n t

n min = 157165 = 24Theo bảng 4.1 ta có : φ9 = 20 gần bằng 24

Vậy chọn nm = 20.65 = 1300 vòng/phút

Như vậy tốc dộ cắt thực tế là :

V tt= π D n m

1000 = 3,14.30.13001000 = 122 m/phút

Trang 10

2.2 Nguyên công 2 : Phay mặt đầu thứ 2

2.3 Nguyên công 3 : Khoét, doa lỗ Ø16

- Lập sơ đồ gá đặt: Chi tiết gia công được định vị 5 bậc tự do Trên

phiến tỳ( 3 bậc) và thành phiến tỳ (2 bậc )

- Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt bằng cơ cấu cơ cấu đòn kẹp liên động

- Chọn máy: Máy khoan đứng 2H135 Công suất của máy Nm = 4 kW

- Chọn dao: Mũi khoét gắn mảnh hợp kim cứng K40 Tuổi bền T=60

phút ; Mũi doa thép gió Tuổi bền T=60 phút

-Chế độ cắt khi khoét:

Chiều sâu cắt: khi khoét thô t = 1,5 mm, khoét tinh t = 0.9mm

Tra bảng 5-86

+ Lượng chạy dao: khi khoét thô S = 0,16 mm/vòng,

Khi khoét tinh S = 0.8 mm/vòng

+ Tốc độ cắt :Vb = 86 m/phút Ta có các hệ số:

Tốc độ cắt tính toán Vt =Vb.k1.k2.k3

k1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền T của dao, k1 = 1

k2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái thép, k2 = 0.8

k3: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào Mác của vật liệu mũi khoan k4 = 1 Vậy

Vt = Vb.k1.k2.k3 =86.1.0,8.1 = 68,8 m/phút

nt =1000V t

π D =1000.68,83,14.14 =1511 vòng/phút Chọn số vòng quay của trục chính theo dãy số vòng quay: nm = 1480 vòng/phút

-Chế độ cắt khi khoét:

Chiều sâu cắt: khi doa thô t = 0.06 mm, doa tinh t = 0.03mm

+ Lượng chạy dao: khi doa thô S = 3,1mm/vòng,

Khi doa tinh S = 2,4 mm/vòng

Trang 11

Công suất cắt khi doa rất nhỏ nên không cần tra, lấy công suất của bước khoétthô để tính toán đồ gá nếu cần.

2.4 Nguyên công 4 : Tiện mặt cần gia công

Bước 1:Tiện mặt ngoài Ø98

 Tiện thô

- Chiều sâu cắt thô : t = 2 mm

- Lượng chạy dao : Tra bảng 5.11 => s = 0,75mm/vòng

- Tốc độ cắt : tra bảng 5.64 => vb = 227m/ph

- Tốc độ cắt tính toán Vt =Vb.k1.k2.k3.k4

k2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái thép, k2 = 1

k3: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều sâu lỗ gia công, k3 =0,6

k4: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào Mác của vật liệu mũi khoan k4

Trang 12

- Chiều sâu cắt phay : t= 1 mm

- Lượng chạy dao s= 0,4 mm/vòng

- Tốc độ cắt vb = 323 m/ph

- Tốc độ cắt tính toán Vt =Vb.k1.k2.k3.k4

+ chiều sâu cắt thô : t = 0,9mm

+ Lượng chạy dao: s= 0,6mm/vòng

+ Tốc độ cắt vb= 186m/ph

+ Tốc độ cắt tính toán Vt =Vb.k1.k2.k3.k4

Trang 13

- Tiện tinh mỏng lỗ :

+ Chiều sâu cắt tinh t = 0,1mm

+ Lượng chạy dao : s = 0,2mm/vòng

+ Tốc độ cắt vb = 229m/ph

= 1

Vậy

Vt = Vb.k1.k2.k3.k4 =229.1.1.0,69.1 = 200m/phút

+ Công suất cắt Nyc = 4.1kW

Bước 2:Tiện mặt trên miệng lỗ Ø6

Tiện thô:

+ chiều sâu cắt thô : t = 2mm

+ Lượng chạy dao: s= 0,6mm/vòng

+ Tốc độ cắt vb= 182m/ph

k4: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào Mác của vật liệu mũi khoan

Trang 14

+ Chiều sâu cắt tinh t = 0,5mm

+ Lượng chạy dao : s = 0,4mm/vòng

+ Tốc độ cắt vb = 287m/ph

= 1

Vậy

Vt = Vb.k1.k2.k3.k4 =287.1.1.0,69.1 = 250m/phút

2.5 Nguyên công 5 : Khoan 1 lỗ Ø6

Lập sơ đồ gá đặt: hạn chế 5 bậc tự do như sau: phiến tỳ hạn chế 3

bậc tự do, một chốt trụ ngắn định vị vào mặt trụ trong của lỗ  16 hạnchế 2 bậc tự do

Chọn máy: Máy khoan đứng 2A125 Công suất của máy Nm = 2,2 kW

Chọn dao: Mũi khoan ruột gà thép gió có d=6 mm

Lượng dư gia công: lượng dư khoan Z = d/2 =3 mm

Trang 15

Vt = Vb.k1.k2.k3.k4 =32.1.1.0,69.1 = 18,6m/phút

nt =1000V t

2.6 Nguyên công 6: Khoan 5 lỗ Ø6 còn lại

Lập sơ đồ gá đặt: hạn chế 6 bậc tự do như sau: phiến tỳ hạn chế 3 bậc

tự do, một chốt trụ ngắn định vị vào mặt trụ trong của lỗ  16 hạn chế 2 bậc tự

do và chốt côn vào lỗ Ø6 hạn chế 1 bậc tự do chống xoay

Chọn máy: Máy khoan đứng 2A125 Công suất của máy Nm = 2,8 kW

Chọn dao: Mũi khoan ruột gà thép gió có d=6 mm

Lượng dư gia công: lượng dư khoan Z = d/2 =3 mm

Vt = Vb.k1.k2.k3.k4 =32.1.1.0,69.1 = 18,6m/phút

Trang 16

nt =1000V t

+Lượng chạy dao:

Lượng chạy dao St khi khoan lỗ thông thường ta chọn giá trị lớn nhấtcho phép theo độ bền của mũi khoan theo bảng 5-25 trang 21[2] vớiđường kính lỗ khoan D = 7mm

Vật liệu gia công có HB = 197 ta có St = 0,1÷0,15(mm/vòng)

Chọn St = 0,16(mm/vòng)

+Tốc độ cắt:

- Tốc độ cắt khi khoan được xác định theo công thức sau:

- Hệ số Cv và các số mũ cho khoan tra bảng 5-26[2] ta có:

Cv = 7,0; q = 0,4; y = 0,7; m = 0,2

Tra bảng 5-30[2] ta có chu kỳ bền T của mũi khoan thép gió, đườngkính mũi khoan D = 7(mm), vật liệu gia công thép C45 thì T = 25 phút

Trang 17

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

Trong đó: - kMV: Hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công:

Trang 18

Hệ số tính đến các yếu tố gia công thực tế, trong trường hợp này chỉ phụthuộc vào vật liệu gia công kp = kMP.

Trang 19

V Tính lượng dư

Tính lượng dư của bề mặt 30

Phôi có dạng phôi đúc, vật liệu phôi : GX 15- 32

Quy trình công nghệ gồm ba nguyên công (3 bước): khoét và doa, vát mép trênmột lần gá đặt Chuẩn định vị khi gia công lỗ 16 là mặt phẳng đầu đã được giacông Chi tiết được định vị bằng phiến tỳ, dẫn hướng bằng bạc thay nhanh

* Chất lượng bề mặt sau các bước tiến trình gia công 16

RZa : Chiều cao nhấp nhô tế vi do bước công nghệ sát trước để lại

Ta : Chiều sâu lớp hư hỏng bề mặt do bước công nghệ sát trước để lại

a : Sai lệch về vị trí không gian do bước công nghệ sát trước để lại

Định dạng
Số trang	27
Dung lượng	121,22 KB