Thuyết minh đồ án công nghệ chế tạo máy thiết kế tay biên 1

Tay biên là một dạng chi tiết trong họ chi tiết dạng càng, chúng làmột loại chi tiết có một hoặc một số lỗ cơ bản mà tâm của chúng songsong với nhau hoặc tao với nhau một góc nào đó.. Ng

Trang 1

Nguyễn Sơn Định

Lời nói đầuMôn học công nghệ chế tạo máy đóng vai trò quan trọng trong chơng trình đào tạo kỹ s và cán bộ kỹ thuật về thiết kế và chế tạo cácloại máy, các thiết bị phục vụ các ngành công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải

Đồ án môn học công nghệ chế tạo máy kỳ 9 là một trong các đồ án

có tầm quan trọng nhất đối với một sinh viên khoa cơ khí Đồ án giúp cho sinh viên hiểu những kiến thức đã học không những môn công nghệ chế tạo máy mà các môn khác nh: máy công cụ, dụng cụ cắt

Đồ án còn giúp cho sinh viên đợc hiểu dần về thiết kế và tính toán một qui trình công nghệ chế tạo một chi tiết cụ thể

Đợc sự giúp đỡ và hớng dẫn tận tình của thầy Pgs-Pts Lê Văn Tiến trong bộ môn công nghệ chế tạo máy đến nay đồ án môn học của em

đã hoàn thành Tuy nhiên việc thiết kế đồ án không tránh khỏi sai sót

em rất mong đợc sự chỉ bảo của các thầy và sự chỉ bảo của các bạn

Em xin chân thành cảm ơn thầy Pgs-Pts Lê Văn Tiến đã giúp đỡ

em hoàn thành công việc đợc giao

Hà Nội, ngày 17/11/2000

Sinh viên Nguyễn Sơn Định

Trang 2

Nội dung thuyết minh và tính toán Đồ án môn học

Công Nghệ Chế Tạo Máy

1 Phân tích chức năng làm việc của chi tiết:

Theo đề bài thiết kế:

” Thiết kế qui trình công nghệ chế tạo chi tiết tay biên”

với sản lợng 8000 chi tiết/năm, điều kiện sản xuất tự do

Tay biên là một dạng chi tiết trong họ chi tiết dạng càng, chúng làmột loại chi tiết có một hoặc một số lỗ cơ bản mà tâm của chúng songsong với nhau hoặc tao với nhau một góc nào đó

Chi tiết dạng càng thờng có chức năng biến chuyển động thẳngcủa chi tiết này ( thờng là piston của động cơ) thành chuyển độngquay của chi tiết khác (nh là trục khuỷu) hoặc ngợc lại Ngoài ra chi tiếtdạng càng còn dùng để đẩy bánh răng ( khi cần thay đổi tỉ số truyềntrong các hộp tốc độ)

Điều kiện làm việc của tay biên đòi hỏi khá cao:

+ Luôn chịu ứng suất thay đổi theo chu kỳ

+ Luôn chịu lực tuần hoàn, va đập

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

Bề mặt làm việc chủ yếu của

tay biên là hai bề mặt trong của hai lỗ

Cụ thể ta cần đảm bảo các điều kiện

kỹ thuật sau đây:

Trang 3

Qua các điều kiện kỹ thuật trên ta có thể đa ra một số nét côngnghệ điển hình gia công chi tiết tay biên nh sau:

+ Kết cấu của càng phải đợc đảm bảo khả năng cứng vững

+ Với tay biên, với kích thớc không lớn lắm phôI nên chọn là phôIdập và vì để đảm bảo các điều kiện làm việc khắc nghiệt của taybiên

+ Chiều dài các lỗ cơ bản nên chọn bằng nhau và các mặt đầucủa chúng thuộc hai mặt phẳng song song với nhau là tốt nhất

+ Kết cấu của càng nên chọn đối xứng qua mặt phẳng nào đó

Đối với tay biên các lỗ vuông góc cần phảI thuận lợi cho việc gia công lỗ

+ Kết cấu của càng phảI thuận lợi cho việc gia công nhiều chi tiếtcùng một lúc

+ Kết cấu của càng phảI thuận lợi cho việc chọn chuẩn thô vàchuẩn tinh thống nhất

Với tay biên , nguyên công đầu tiên gia công hai mặt đầu cùngmột lúc để đảm bảo độ song song của 2 mặt đầu và để làm chuẩncho các nguyên công sau ( gia công hai lỗ chính ) nên chọn chuẩn thô làhai mặt thân biên không gia công Và thứ tự gia công của hai mặt

đầu là phay bằng hai dao phay đĩa 3 mặt sau đó mài phẳng để

đạt yêu cầu

3 Xác định dạng sản xuất:

Sản lợng hàng năm đợc xác định theo công thức sau đây:

N = N1m(1 + β/100)Trong đó:

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

N1 : Số sản phẩm (số máy) đợc sản xuất trong một năm;

m : Số chi tiết trong một sản

Trang 4

Sau khi xác định đợc sản lợng hàng năm ta phảI xác định trọng ợng của chi tiết Trọng lợng của chi tiết đợc xác định theo công thức:

l-Q = V.γ = 0,123.7,852 = 1 kgTheo bảng 2 trang 13 – Thiết kế đồ án CNCTM, ta có:

Dạng sản suất: Hàng loạt Lớn

4 Chọn ph ong pháp chọn phôi:

4.1 Phôi ban đầu để rèn và dập nóng:

Trớc khi rèn và dập nóng kim loại ta phảI làm sạch kim loại, cắt

bỏ ra từng phần nhỏ từng phần phù hợp đợc thực hiện trên máy ca.Trong trờng hợp trọng lợng của chi tiết ( biên liền)khoảng 1 kg (<

Trang 5

5 Lập thứ tự các nguyên công, các b ớc (vẽ sơ đồ gá đặt, ký hiệu định vị, kẹp chặt, chọn máy, chọn dao, vẽ chiều chuyển

động của dao, của chi tiết)

- Nguyên công 1 : Phay mặt đầu đạt kích thớc 29± 0,1, gia công trênmáy phay ngang bằng hai dao phay đĩa 3 mặt có đờng kính tốithiểu là 200 mm và sau đó có thể mài phẳng ( đạt đợc độ nhám

Ra = 1,25 - cấp độ bóng cấp 7) để làm chuẩn định vị cho cácnguyên công sau

- Nguyên công 2 : Gia công lỗ nhỏ tay biên đạt kích thớc φ30± 0,033 vàvát mép lỗ, gia công trên máy doa bằng mũi khoét, mũi doa vàdao vát mép để đạt đợc độ nhám Ra = 1,25

- Nguyên công 3 : Gia công lỗ to tay biên đạt kích thớc φ50± 0,037 vàvát mép lỗ, gia công trên máy doa bằng mũi khoét, mũi doa vàdao vát mép để đạt đợc độ nhám Ra = 1,25

- Nguyên công 4 : Gia công vấu đầu nhỏ tay biên trên máy phay

đứng bằng dao phay ngón để đạt đợc kích thớc 28 ± 0,1

- Nguyên công 5 : Gia công lỗ dầu đầu nhỏ, khoan trên máy khoanvới 2 mũi có đờng kính φ6 và φ2

Trang 6

5.2 Thiết kế các nguyên công cụ thể:

5.2.1 Nguyên công I : Phay mặt đầu

đây là chuẩn thô

Kẹp chặt: Dùng hai miếng kẹp để kẹp chặt chi tiết, hớng của

lực kẹp từ hai phía cùng tiến vào, phơng của lực kẹp cùng

ph-ơng với phph-ơng của kích thớc thực hiện Để đảm bảo độphẳng của hai mặt đầu ta cần gia công hai mặt của hai

đầu biên trong cùng một nguyên công bởi vậy ta dùng cơ cấubàn phân độ

Chọn máy: Máy phay nằm ngang 6H82Γ Công suất của máy N =

Trang 7

Chọn dao: Phay bằng hai dao phay đĩa ba mặt răng gắn mảnh

thép gió, có các kích thớc sau( Tra theo bảng 4-84 Sổ tay Côngnghệ Chế Tạo Máy tập 2):

26.1000

.1000

d n m

π

23,56 m/phút

Trang 8

tâm tơng đối giữa hình trụ

trong và hình tròn ngoài của

phôi và độ vuông góc của tâm lỗ

và mặt đầu bởi vậy ta định vị nhờ một mặt phẳng hạn chế

3 bậc tự do định vị vào mặt đầu và bạc côn chụp vào đầubiên nhỏ hạn chế hai bậc tự do và có tác dụng định tâm( hoặc một khối V cố định định vị vào mặt trụ ngoàI của

đầu nhỏ tay biên hạn chế 2 bậc tự do)

Kẹp chặt: Dùng cơ cấu trụ trợt thanh răng và kẹp từ trên xuống Chọn máy: Máy khoan đứng 2A135(K135) có đờng kính mũi

khoan lớn nhất khi khoan thép có độ bền trung bình φmax =35mm Công suất của máy Nm = 6 kW

Chọn dao: Mũi Khoét có lắp mảnh hợp kim cứng D = 29.5 mm( có

các kích thớc sau: L = 180 ữ 355mm, l = 85ữ210 mm), MũiDoa có lắp mảnh hợp kim cứng D

Trang 9

k3 : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào

Mác của hợp kim cứng, B5-109 Sổ tay

CNCTM tập 2, k3 = 1

vt = vb.k1.k2.k3 = 72.1.1.1.1 =

72 m/phút

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

29.14,3

72.1000

.1000

d

v t

π709,68 vòng/phút

⇒ Số vòng quay của trục chính theo dãy số vòng quay: nm =

10.1000

.1000

5.2.3 Nguyên công III: Khoét, Doa, vát mép lỗ φ 50±0.037

Lập sơ đồ gá đặt: Gia công lỗ biên đầu to cần đảm bảo độ

đồng tâm tơng đối giữa hình trụ trong và hình tròn ngoàIcủa phôI và độ vuông góc của tâm lỗ và mặt đầu đồng thờicần đảm bảo khoảng cách tâm của hai lỗ A = 165± 0.1 bởi vậy

Trang 10

ta định vị nhờ một mặt phẳng hạn chế 3 bậc tự do định vịvào mặt đầu, một bạc côn chụp vào đầu biên to hạn chế haibậc tự do và có tác dụng định tâm và một chốt chám định

vị vào lỗ φ30 vừa gia công ở nguyên công trớc hạn chế 1 bậc tự

do chống xoay( hoặc một khối V di động định vị vào mặttrụ ngoàI của đầu to tay biên hạn chế 1 bậc tự do và chốt trụngắn định vị lỗ φ30 hạn chế hai bậc t do còn lại)

Kẹp chặt: Dùng cơ cấu trụ trợt thanh răng và kẹp từ trên xuống Chọn máy: Máy khoan đứng 216A có đờng kính mũi khoan lớn

nhất khi khoan thép có độ bền trung bình φmax = 75mm.Công suất của máy Nm = 13 kW

Chọn dao: Mũi Khoét có lắp mảnh hợp kim cứng D = 49.5 mm,

Mũi Doa bằng thép gió D = 50mm,Vát mép bằng thép gió D =55mm ( Tra theo bảng 4-47, 4-49 Sổ tay Công nghệ Chế TạoMáy tập 2):

L ợng d gia công: Gia công 2 lần với lợng d khoét Zb1 = 1,25 mm vàlợng d Doa Zb2 = 0,25 mm

Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt cho Khoét Chiều sâu cắt t

= 1,25 mm, lợng chạy dao S = 1 mm/vòng(1ữ1,3), tốc độ cắt

V = 86 (hoặc 96)mm/phút Ta tra đợc các hệ số phụ thuộc:

k1 : Hệ số phụ thuộc vào chu kỳ bền, B5-109 Sổ tay CNCTMtập 2, k1 = 1

k2 : Hệ số phụ thuộc vàotrạng thái bề mặt phôi,B5-109 SổtayCNCTM t.2, k2=1

k3 : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào Mác của hợp kim cứng,B5-109 Sổ tay CNCTM tập 2, k3 = 1

72.1000

.1000

d

v t

Trang 11

⇒ Số vòng quay của trụcchính theo dãy số vòng quay:

nm = 500 vòng/phút và lợngchạy dao S = 0,12 mm/vòng

Xác định chế độ cắtcho Doa Chiều sâu cắt t =

0,25 mm, lợng chạy dao S = 1,17

(1,0 ữ 1,5 )mm/vòng, tốc độ

cắt V = 10 mm/vòng

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

30.14,3

10.1000

.1000

d

v t

π106,2 vòng/phút

⇒ Số vòng quay của trục chính theo

dãy số vòng quay: nm = 89

vòng/phút và lợng chạy dao S = 0,12

mm/vòng

5.2.4 Nguyên công IV:Phay vấu đầu nhỏ

Lập sơ đồ gá đặt: Mặt đầu của vấu đầu nhỏ tay biên cần

đảm bảo độ song song với mặt phẳng đối xứng của tay biên

và cần phảI đạt đợc khoảng cách tới tâm lỗ 28± 0,1, bởi vậy ta sửdụng cơ cấu để hạn chế 6 bậc tự do nh sau: mặt đầu hạnchế 3 bậc tự do, một chốt trụ ngắn hạn chế 2 bậc tự do vàchốt chám hạn chế 1 bậc tự do chống xoay còn lại

Kẹp chặt: Dùng cơ cấu đòn kẹp, phơng của lực kẹp vuông góc

với phơng của kích thớc thực hiện.Ta có thêm cơ cấu so dao

để có thể đIều chỉnh máy đạt đợc kích thớc theo yêu cầu

Chọn máy: Máy phay nằm đứng vạn năng 6H12 Công suất của

máy Nm = 10kW

Trang 12

Chọn dao: Phay bằng dao phay ngón có gắn mảnh hợp lim cứng,

có các kích thớc sau( Tra theo bảng 4-69 Sổ tay Công nghệChế Tạo Máy tập 2):

d = 40 mm, L = 221 mm, l = 63 mm, số răng Z = 6 răng

L ợng d gia công: Phay 1 lần với lợng d phay thô Zb = 3 mm

Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt Chiều sâu cắt t = 3 mm,

l-ợng chạy dao S = 0.1 – 0.18mm/răng, tốc độ cắt V =172(hoặc 181) m/phút Bảng 5-160 và 5-161 Sổ tay CNCTMtập 2 Các hệ số hiệu chỉnh:

K1: Hệ số đIều chỉnh phụ thuộc vào nhóm và cơ tính của thépcho trong bảng 5-161 Sổ tay CNCTM2- k1 = 1,12

K2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái của bề mặt giacông và chu kỳ bền của dao cho trong bảng 5-161 Sổ tayCNCTM2- k2 = 1

K3: Hệ số đIều chỉnh phụ thuộc vào chiều rộng phay cho trongbảng 5-161 Sổ tay CNCTM2- k3 = 1

K4: Hệ số đIều chỉnh phụ thuộc vào vật liệu gia công cho trongbảng 5-161 Sổ tay CNCTM2- k4 = 1

Vậy tốc độ tính toán là: vt = vb.k1.k2.k3.k4 = 172.1,12.1.1.1 =192.64 m/phút

Số vòng quay của trục chính theo tốc độ tính toán là:

40.14,3

64,192.1000

.1000

d n m

π188,4 m/phút

Trang 13

Lợng chạy dao phút là Sp = Sr.z.n = 0,1.6.1500 = 900 mm/phút.Theo máy ta có Sm = 500 mm/phút

5.2.5 Nguyên công V:Khoan lỗ dầu đầu nhỏ

Lập sơ đồ gá đặt: Khoan lỗ dầu đầu nhỏ cần đảm bảo độ

xuyên tâm của tâm lỗ và tâm của lỗ biên đầu nhỏ đồng thờicần đảm bảo độ đồng tâm tơng đối của 2 lỗ với nhau và vớihình tròn ngoài, bởi vậy ta sử

Chọn máy: Máy khoan đứng 2A125 có đờng kính mũi khoan lớn

nhất khi khoan thép có độ bền trung bình φmax = 25mm.Công suất của máy Nm = 2,8 kW

Chọn dao: Mũi khoan có kích thớc nh sau d = 6 mm và mũi khoan

có d = 2mm ( Tra theo bảng 4-40, 4-41 Sổ tay Công nghệ ChếTạo Máy tập 2):

L ợng d gia công: Gia công 2 lần với lợng d khoan 1 Zb1 = d1/2 = 3

mm và lợng d khoan lần 2 Zb2 = d2/2 =1 mm

Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt cho khoan lần 1 lỗ φ6, chiềusâu cắt t = 3 mm, lợng chạy dao S = 0,17(0.14ữ0,18)mm/vòng, tốc độ cắt V = 27,5 m/phút Ta có các

hệ số:

K1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền T của dao, k1 = 1

Trang 14

K2: Hệ số điều chỉnhphụ thuộc vào trạng thái thép, k2

= 1

K1: Hệ số điều chỉnhphụ thuộc vào chiều sâu lỗ, k3 =

1

K4: Hệ số điều chỉnhphụ thuộc vào Mác của vật liệu

Xác định chế độ cắt cho khoan lần 1 lỗ φ2 Chiều sâu cắt t =

1 mm, lợng chạy dao S = 0,05 (hoặc 0,06) mm/vòng, tốc độ cắt

V = 43 m/phút Ta có các hệ số:

K2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái thép, k2 = 1

K3: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều sâu lỗ, k3 = 1

K4: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào Mác của vật liệu mũi khoan,

43.1000

.1000

d

v t

Trang 15

⇒ Số vòng quay của trục chính theo dãy số vòng quay: nm =

1360vòng/phút và lợng chạy dao S = 0,1 mm/vòng

5.2.6 Nguyên công VI: Phay vấu đầu to

Lập sơ đồ gá đặt: Mặt đầu của vấu đầu to tay biên cần đảm

bảo một góc nghiêng 450 so với mặt phẳng đối xứng của taybiên và cần phảI đạt đợc khoảng cách tới tâm lỗ 40± 0,16, bởi vậy

ta sử dụng cơ cấu để hạn chế 6 bậc tự do nh sau: mặt đầuhạn chế 3 bậc tự do, một chốt trụ ngắn hạn chế 2 bậc tự do vàchốt chám hạn chế 1 bậc tự do chống xoay còn lại

với phơng của kích thớc thực hiện.Ta có thêm cơ cấu so dao

để có thể đIều chỉnh máy đạt đợc kích thớc theo yêu cầu

Chọn máy: Máy phay nằm đứng vạn năng 6H12 Công suất của

máy Nm = 10kW

Chọn dao: Phay bằng dao phay ngón có gắn mảnh hợp kim cứng,

có các kích thớc sau( Tra theo bảng 4-69 Sổ tay Công nghệChế Tạo Máy tập 2):

d = 40 mm, L = 221 mm, l = 63 mm, số răng Z = 6 răng

L ợng d gia công: Phay 1 lần với lợng d phay thô Zb = 3 mm

Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt Chiều sâu cắt t = 3 mm,

l-ợng chạy dao S = 0.1 – 0.18mm/răng, tốc độ cắt V =172(hoặc 181) m/phút Bảng 5-160 và 5-161 Sổ tay CNCTMtập 2 Các hệ số hiệu chỉnh:

K1: Hệ số đIều chỉnh phụ thuộc vào

nhóm và cơ tính của thép cho trong

bảng 5-161 Sổ tay CNCTM2- k1 = 1,12

K2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào

trạng thái của bề mặt gia công và chu

kỳ bền của dao cho trong bảng 5-161

Sổ tay CNCTM2- k2 = 1

Trang 16

K3: Hệ số đIều chỉnh phụ thuộc vào

chiều rộng phay cho trong bảng 5-161

Sổ tay CNCTM2- k3 = 1

K4: Hệ số đIều chỉnh phụ thuộc vào vật

liệu gia công cho trong bảng 5-161 Sổ

64,192.1000

.1000

d n m

π

188,4 m/phút

Lợng chạy dao phút là Sp = Sr.z.n = 0,1.6.1500 = 900 mm/phút.Theo máy ta có Sm = 500 mm/phút

5.2.7 Nguyên công VII: Khoan lỗ dầu đầu to

Lập sơ đồ gá đặt: Khoan lỗ dầu đầu nhỏ cần đảm bảo độ

xuyên tâm của tâm lỗ và tâm của lỗ biên đầu nhỏ, độ đồngtâm tơng đối của 2 lỗ với nhau và với hình tròn ngoàI vànghiêng 45o so với mặt phẳng

đối xứng của tay biên , bởi vậy ta

Trang 17

với phơng của kích thớc thực hiện

Chọn máy: Máy khoan đứng 2A125 có đờng kính mũi khoan lớn

nhất khi khoan thép có độ bền trung bình φmax = 25mm.Công suất của máy Nm = 2,8 kW

Chọn dao: Mũi khoan có kích thớc nh sau d = 6 mm và mũi khoan

có d = 2mm ( Tra theo bảng 4-40, 4-41 Sổ tay Công nghệ ChếTạo Máy tập 2):

L ợng d gia công: Gia công 2 lần với lợng d khoan 1 Zb1 = d1/2 = 3

mm và lợng d khoan lần 2 Zb2 = d2/2 =1 mm

Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt cho khoan lần 1 lỗ φ6, chiềusâu cắt t = 3 mm, lợng chạy dao S = 0,17(0.14ữ0,18)mm/vòng, tốc độ cắt V = 27,5 m/phút Ta có các

hệ số:

K2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái thép, k2 = 1

K1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều sâu lỗ, k3 = 1

K4: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào Mác của vật liệu mũi khoan,

3

5,27.1000

Định dạng
Số trang	33
Dung lượng	1,82 MB