đồ án chi tiết máy , chi tiết càng gạt

Là một ngành đã ra đời từ lâu với nhiệm vụ thiết kế và chế tạo máy mócphục vụ cho các ngành công nghiệp khác, do vậy nganh đòi hỏi kỹ sư và cán bộ ngànhphải tích lũy đầy đủ và nâng cao v

Trong những năm gần đây, chúng ta đã chứng kiến sự phát triển mạnh mẽ của cácngành công nghiệp mới nói chung trong cơ sở của mọi ngành nói riêng, đó chính làngành cơ khí Là một ngành đã ra đời từ lâu với nhiệm vụ thiết kế và chế tạo máy mócphục vụ cho các ngành công nghiệp khác, do vậy nganh đòi hỏi kỹ sư và cán bộ ngànhphải tích lũy đầy đủ và nâng cao vốn kiến thức cơ bản nhất của ngành, đồng thời khôngngừng trau dồi và nâng cao vốn kiến thức đó, quan trọng nhất là phải biết vận dụngnhững kiến thức đó để giải quyết những vấn đề cụ thể thường gặp trong quá trình sảnxuất thực tiễn.

Trong chương trình đào tạo kỹ sư cơ khí tại trường đại học Công nghiệp TP.HCM,sinh viên được trang bị rất nhiều kiến thức cơ sở của ngành Công nghệ chế tạo máy.Nhằm mục đích cụ thể hóa và thực tế hóa những kiến thức mà sinh viên được trang bị ,

Đồ án công nghệ chế tạo máy giúp sinh viên làm quen với cách sử dụng tài liệu, sổ taycông nghệ, tiêu chuẩn và có khả năng kiến thức lý thuyết và thực tế sản xuất Mặt kháckhi thiết kế đồ án, sinh viên sẽ có dịp phát huy tối đa tính độc lập sang tạo, những ýtưởng mới lạ để giải quyết một vấn đề công nghệ cụ thể Do tính quan trọng của đồ án màmôn học này bắt buộc với sinh viên chuyên ngành cơ khí và một số nghành có liên quan

Qua một thời gian tìm hiểu với sự hướng dẫn chỉ bảo nhiệt tình của thầy Nguyễn

Trường Giang, 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,

em đã cố gắng hoàn thành theo yêu cầu, tuy nhiên không tránh khỏi những sai sót ngoài ýmuốn do thiếu kinh nghiệm thực tế trong thiết kế Do vậy em rất mong được sự chỉ bảocủa thấy cô trong bộ môn Công nghệ chế tạo máy và sự đóng góp của bạn bè để hoànthiện hơn đồ án của mình cũng như hoàn thiện hơn vốn kiến thức của mình

1 Xác định dạng sản xuất.

Có 3 dạng sản xuất trong chết tạo máy:

Sản xuất đơn chiếc

Sản xuất hàng loạt ( loạt lớn, loạt vừa và loạt nhỏ )

Sản xuất hàng khối

Mỗi dạng sản xuất có đặc điểm riêng, phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau, tuynhiên ở đây ta không đi sâu nghiên cứu những đặc điểm của từng dạng sản xuất mà ta chỉnghiên cứu phương pháp xác định chúng theo tính toán

1.1 Sản lượng chế tạo

Muốn xác định dạng sản xuất thì trước hết ta phải biết sản lượn hàng năm của chi tiếtgia công sản lượng hàng năm của chi tiết được xác định theo công thức sau

N = m ( 1 + ) Trong đó:

N: số chi tiết được sản xuất trong 1 năm

: số sản phẩm được sản xuất trong 1 năm : = 5000

1.2 Khối lượng chi tiết

Sau khi có sản lượng hàng năm của chi tiết N = 5500 ta xác định trọng lượng của chitiết, xác định theo công thức sau

= V ( Kg ) Trong đó:

: trọng lượn riêng của vật liệu; (Thép C45 có =7.85 ).

V: thể tích của chi tiết (tính được theo kết quả phần mêm inventor)

= 0.044233 7,85 = 0,347 (Kg)

1.3 Dạng sản xuất và các đặc trưng của nó

Theo bảng 2.1 trang 24 (sách Hướng Dẫn Thiết kế Đồ Án CNCTM) Dạng sảnxuất của chi tiết là dạng sản xuất hàng loạt vừa

Đặc điểm:

Sử dụng máy: chủ yếu là máy vạn năng

Bố trí máy: thường bố trí máy theo nhóm máy

Đồ gá và các trang bị công nghệ: sử dụng đồ gá chuyên dùng

Phương pháp gá đặt: chủ yếu sử dụng phương pháp rà gá

Định mức kĩ thuật: rất đơn giản, thường định mức theo kinh nghiệm

Bậc thợ: thợ đứng máy đòi hỏi tay nghề cao, không cần thợ điều chỉnh

Văn kiện công nghệ: được lập rất đơn giản thường chỉ sử dụng phiếu tiến trìnhcông nghệ

2 Phân tích chi tiết gia công.

2.1 Công dụng:

Biến chuyển động thẳng của chi tiết này thành chuyển động quay của chi tiết khác.Ngoài ra chi tiết còn có tác dụng để đẩy bánh răng khi cần thay đổi tỉ số truyền trong cáchộp tốc độ

2.2 Các yêu cầu kỹ thuật

Bề mặt làm việc chính của chi tiết là 2 lỗ và các mặt đầu 2 lỗ

Độ không vuông góc giữa đường tâm của các lỗ với mặt đầu:0.02mm (0.1mm/ 100mmbán kính)

Độ không  song song giữa 2 mặt đầu: 0.05mm (0.25mm/ 100mm bán kính mặt đầu)

Độ không  song song giữa 2 mặt đầu lỗ 10 và 24 là: 0.05mm(0.25mm/ 100mm bánkính mặt đầu)

Dung sai các bề mặt làm việc: 2 lỗ ta chọn cấp chính xác cấp H7

Dung sai các bề mặt làm việc: các mặt đầu của 2 lỗ ta chọn cấp chính xác cấp 10

Độ nhám bề mặt:

Hai lỗ  = 24mm,  = 10mm làm việc chính có độ nhám bề mặt tương đối cao, Rz=10m

Lỗ dầu  = 2mm (dùng để tiếp dầu bôi trơn giảm ma sát giữa trục và lỗ càng) cấp chínhxác 12, Rz = 50m

Các mặt đầu của các lỗ lấy Rz=10m

Các bề mặt còn lại không gia công Rz=80m

2.3 vật liệu chế tạo

Vật liệu chi tiết được làm bằng thép C45

Bảng 1: Thành phần hóa học của thép Cacbon chất lượng C45

Đơn vị tính : %

Mác

Thànhphần khác

45 0,420,50 0,170,3

7 0,500,80 0,035 0,04  0,25

0,25

2.4 Tính công nghệ trong kết cấu

Độ cứng vững của càng nhằm tránh biến dạng khi kẹp chặt

Chiều dài của các lỗ cơ bản nên bằng nhau và các mặt đầu của chúng cùng nằmtrên hai mặt phẳng song song là tốt nhất

Đối với những càng có lỗ vuông góc với nhau thì kết cấu phải thuận lợi cho việcgia công các lỗ đó

Kết cấu phải thuận lợi cho việc gia công nhiều bề mặt cùng lúc

3 Chọn dạng phôi và phương pháp tạo phôi

3.1 Chọn dạng phôi

Việc chế tạo càng gạt để đạt được những yêu cầu kỹ thuật và kinh tế, người kỹ sưcông nghệ phải xác định được kích thước phôi và chọn phôi thích hợp với điều kiện sảnxuất nên việc chọn phôi dựa trên những cơ sở sau:

- Vật liệu chế tạo phôi và cơ tính của vật liệu

- Hình dáng và kết cấu của chi tiết

- Khả năng đạt độ bóng của phương pháp tạo phôi

- Điều kiện cụ thể sản xuất của nhà máy ở đây chi tiết càng gạt vật liệu là thép 45,với loại vật liệu này có độ dẻo độ dai tốt phù hợp với các phương pháp gia công cắt gọtsau này

Chọn phôi dập khi gia công chi tiết vì phôi dập thường dùng cho các loại chi tiếtnhư răng côn, trục răng thẳng, các loại bánh răng khác, các chi tiết dạng càng, trục chữthập, trục khuỷu…Các loại chi tiết này được dập trên máy ép, búa nằm ngang hoặc máydập đứng Dùng phôi dập vì chi tiết sẽ chịu được momen tốt hơn, càng gạt thì phải chịuuốn lớn do biến dạng chuyển động quay thành chuyển động thẳng

3.2 phương pháp chế tạo phôi

Qua phân tích ưu nhược điểm của các phương pháp tạo phôi ta nhận thấy phươngpháp tạo phôi bằng khuôn dập nóng trên máy ép trục khuỷu là một phương pháp ưu việthơn cả nếu ta chế tạo được khuôn và lồng khuôn chính xác nên ta chọn phương pháp này

để chế tạo phôi càng gạt trong quá tŕnh sản xuất

3.3 lượng dư

Với phương pháp tạo phôi dập nóng ta có lương dư các bề mặt làm việc cần giacông như sau ( tài liệu tham khảo: sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1)

Lượng dư cho các bề mặt đầu lỗ Φ24= 2mm (lượng dư 1 phía)

Lượng dư cho các bề mặt đầu lỗ Φ10= 1.5mm (lượng dư 1 phía)

Bán kình các góc lượn: 16mm,3mm và 1mm

Góc ngiêng thoát khuôn: 7

Các bề mặt không làm viêc ta không cần gia công lại, đối vời phương pháp dập nóng vớmáy ép trục khuỷu trong khuông hở cho bề mặt phôi độ nhám Rz=40 và độ sai lệchlương dư: 0.1 0.6

4 Lập thứ tự các nguyên công.

4.1 Xác định đường lối công nghệ

Trong dạng sản xuất hàng loạt vừa và lớn, quy trình công nghệ được xây dựngtheo nguyên tắc phân tán hoặc tập trung nguyên công Theo nguyên tắc phân tán nguyêncông thì quy trình công nghệ được chia ra các nguyên công đơn giản co nhịp như nhauhoặc bội số của nhịp Mỗi máy thực hiện một nguyên công nhất định, đồ gá được sử dụng

là đồ gá chuyên dung

Theo nguyên tắc tập trung nguyên công thi quy trình công nghệ được thực hiệntrên một hoặc vài máy tự động, bán tự động Do đây là dạng sản xuất hàng loạt vừa tachọn phương án gia công một vị trí, một dao và gia công tuần tự

4.2 Chọn phương pháp gia công

Đối với sản xuất hàng loạt vừa , muốn chuyên môn hóa cao để có thể đạt năng suấtcao trong điều kiện sản xuất Việt Nam thì đường lối công nghệ thích hợp nhất là phân tánnguyên công ( ít bước công nghệ trong một nguyên công) Ở đây cần dùng các máy vạnnăng kết hợp các đồ gá chuyên dung và các máy chuyên dung dễ chế tạo

- Trình tự nguyên công.

Nguyên công 1: Phay mặt đầu thứ nhất (2)

Nguyên công 2: Phay mặt đầu thứ hai (1)

Nguyên công 3: Khoan, khoét doa, vát mép lỗ (5) đầu to Φ24

Nguyên công 4: Phay 2 mặt bên đầu nhỏ (3),(4)

Nguyên công 5: Khoan, doa, vát mép lỗ (6) đầu nhỏ Φ10

Nguyên công 6: Khoan lỗ (7) Φ2

Nguyên công 7: Kiểm tra độ song song của 2 lỗ tâm

5 Thiết kế nguyên công.

5.1 Nguyên công 1 và 2: phay mặt đầu (2) và (1).

- Định vị

Định vị trên phiến tì hạn chế 3 bậc tự do, đầu bên kia được đặt trên chốt tỳ phụkhông hạn chế bậc tự do nào mà chỉ để tăng độ cứng vững Để chống xoay chi tiết dùng 2chốt tỳ và 1 khối V di động để định vị

- Kẹp chặt:

Chi tiết được kẹp chặt bằng khối V di động

- Sơ đồ gá đạt

Nguyên công 2

- Chọn máy

+ Chọn máy phay đứng: kí hiệu 6H12

+ Bề mặt làm việc của bàn máy: 320x1250mm

+ Số vòng quay trục chính: 30÷1500 (vòng/phút)

+ Bước tiến của bàn: 1180 (mm/phút)

+ Công suất động cơ: 7 (KW)

( Tra bảng 9-38, trang 74, sổ tay công nghê chế tạo máy 3)

- Chọn dao:

Các nguyên công phay bằng dao phay mặt đầu thì đường kính dao lấy là

D = (1,25 1,5)B

Trong đó D: đường kính dao

B: chiều rộng bề mặt gia công

Chọn dao phay mặt đầu có D/Z = 50/12, trên dao có gắn mảnh hợp kim cứng.

- Chọn dung dịch trơn nguôi : emunxi

- Chọn dụng cụ đo: thước cặp (1/100)

- Chế độ cắt

Tra chế độ cắt:

Như vậy ta chia nguyên công phay làm 2 bước (bảng 3.142 - [6] )

+ Bước 1 : Phay thô t = 1,5 mm

+ Bước 2 : Phay tinh t = 0,5 mm

- Bước 1 : Phay thô, t= 1,5 mm :

Tra bảng 5.33 – [7] ta được lượng dư chạy dao răng SZ = 0,1 mm/răng

Lượng chạy dao vòng S = SZ.z = 0,1.12 = 1,2 mm

Tốc độ cắt V =

Cv, m, x, y, u, q, p: Các hệ số và số mũ tra bảng 5.39 – [7] khi gia công không códung dịch trơn nguội

Cv = 322 q = 0,2 x = 0,1 y = 0,4 u = 0,2 p = 0 m = 0,2T: chu kì bền của dao, tra bảng 5.40 – [7] ta có T = 300 (ph)

Công suất cắt Ne = = = 3,21 (Kw)

Bước 2 : Phay tinh, t = 0,5 mm

Tra bảng 5.33 – [7] : Lượng chạy dao răng Sz = 0,09 mm/răng Lượng chạy dao vòng S = Sz z = 0,09.12 = 1,08 mm Tốc độ cắt : V =

CV, m, x, y, u, q, p : Các hệ số và số mũ tra bảng 5.39 - [7] khi gia côngkhông có dung dịch trơn nguội :

n = = = 726 (v/ph)

Tra theo máy ta có nm = 753 (v/ph)

Vậy vận tốc thực của máy là

Kết quả tính toán chế độ cắt

5.2 Nguyên công 3: khoan, khoét, doa và vát mép lỗ (5) đầu to Φ24.

- Chọn dung dịch trơn nguôi : dầu hỏa và dung dịch emunxi

- Chọn dụng cụ đo: panme đo lỗ 0÷25mm (1/100)

- Chọn dao:

Chọn mũi khoan tùy thuộc từng bước theo sơ đồ dưới đây :

kUV : hệ số phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt, tra bảng 5.6 ta được kUV = 1

klv : hệ số phụ thuộc vào chiều sâu khoan, tra bangr 5.31 ta được klv = 1vậy ta được tốc độ cắt V = = 31 (m/ph)

Cv = 18 q = 0,6 x = 0,2 y = 0,3 m = 0,25

T : chu kì bền của dao, T = 40 (ph)

Tương tự như trên ta có kv = kMV.kUV.klv = 1

Hay vận tốc của máy là nt = mm/ph

Tra theo vận tốc thực tế của máy sẽ là nm = 668 v/ph

Hay tốc độ thực tế là Vtt = = 50 mm/ph

Bước 3 : Doa lỗ 24

Chiều sâu cắt t = 0,5.(D – d) = 0,5.(24 – 23,8) = 0,1 mmLượng chạy dao tra bảng 5.27 ta được s = 1,1 mm/vòngTốc độ cắt V =

Tra bảng 5.29 ta có Cv = 100,6 q = 0,3 x = 0 y = 0,65 m = 0,4 (có dung dịch trơn nguội )

Chu kỳ bền của dao T = 80 ph

Ta cũng có hệ số kv = kMV.kUV.klv = 1

Suy ra tốc độ cắt V = mm/ph

Vậy vận tốc của máy là nt = = 563 v/ph

Tra theo máy thì vận tốc thực tế sẽ là nm = 540 v/ph

Vậy tốc độ thực tế của máy là Vtt = = 40,7 m/ph

Kết quả tính toán chế độ cắt của nguyên công 3

Bước: vát mép đầu còn lại lỗ đầu to Φ24

- Định vị và kẹp chặt : dùng 2 chốt tỳ và 1 khối V di đông để kẹp chặt tương tựnguyên công 1 và 2.

- Tương tự như nguyên công khoan ở trên, ở đây ta sử dụng mũi vát mépchuyên dùng 2x45

5.3 Nguyên công 4: Phay 2 mặt bên đầu nhỏ (3),(4).

+ Chọn máy phay đứng: kí hiệu 6H12

+ Bề mặt làm việc của bàn máy: 320x1250mm

+ Số vòng quay trục chính: 30÷1500 (vòng/phút)

+ Bước tiến của bàn: 1180 (mm/phút)

+ Công suất động cơ: 7 (KW)

- Chọn dao:

Chọn dao phay đĩa 3 mặt răng gắn mảnh hợp kim cứng ( tra bảng 4-85, trang

369, sổ tay công nghệ chế tạo máy, tập 1)

- Chế độ cắt.

Tra chế độ cắt

Dùng dao phay đĩa D/z = 100/8

Chia nguyên công làm 2 bước

bước 1: Phay thô t = 1 mm

bước 2: Phay tinh t = 0,5 mm

Bước 1 : Phay thô t = 1 mm

Tra bảng 5.33 – [7] : lượng chạy dao răng Sz = 0,18 mm/răng

Lượng chạy dao vòng S = Sz.z = 0,18.8 1,44 mm

V = = 95 (m/ph)

Số vòng quay của trục chính của máy là

n = = 302 (vòng/phút)

tra theo máy ta có nm = 300 (vòng/phút)

Vậy vận tốc thực của máy là Vtt = = 94 (m/phút)

Lượng chạy dao vòng S = Sz.z = 0,08.8 = 0,64 mm

Vậy vận tốc thực của máy là Vtt = = 149 (m/phút)

5.4 Nguyên công 5: Khoan, doa, vát mép lỗ (6) đầu nhỏ Φ10.

- Định vị

Chi tiết được định vị trên phiến tì phẳng hạn chế 3 bậc tự do, chốt trụ ngắn định vị

lỗ Φ 24, hạn chế 2 bậc tự do, khối V di động kẹp vào đầu nhỏ chống xoay để hạn chế 1bậc tự do, chốt tì phụ làm nhiệm vụ tăng cứng vững khi khoan

- Chọn dung dịch trơn nguôi : dầu hỏa.

- Chọn dụng cụ đo: panme đo lỗ 0÷25mm (1/100)

kUV : hệ số phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt, tra bảng 5.6 ta được kUV = 1

klv : hệ số phụ thuộc vào chiều sâu khoan, tra bangr 5.31 ta được klv = 1

vậy ta được tốc độ cắt V = = 19 (m/ph)

và ta được nt = = = 617 (v/ph)

tra theo máy thì nm = 600 (v/ph)

Chu kỳ bền của dao T = 25 ph

Ta cũng có hệ số kv = kMV.kUV.klv = 1

Suy ra tốc độ cắt V = = 23.66 mm/ph

Vậy vận tốc của máy là nt = = 768 v/ph

Tra theo máy thì vận tốc thực tế sẽ là nm = 720 v/ph

Vậy tốc độ thực tế của máy là Vtt = = 22,17 m/ph

Kết quả tính toán chế độ cắt của nguyên công 5

Bước: vát mép đầu còn lại lỗ đầu nhỏ Φ10

5.5 Nguyên công 6: Khoan lỗ (7) nhỏ Φ2.

- Định vị và kẹp chặt :

Chi tiết được định vị trên phiến tì phẳng hạn chế 3 bậc tự do, chốt trụ ngắn định vị

lỗ 24, hạn chế 2 bậc tự do Chốt trám định vị lỗ Ф10 hạn chế 1 bậc tự do Kẹp chặt chitiết bằng cơ cấu bulong đai ốc

Tra chế độ cắt :

Chiều sâu cắt t = D/2 = 2/2 = 1 (mm)

Lượng chạy dao s = 0,06 mm/vòng theo bảng 5.25

Tốc độ cắt V =

Tra bảng 5.28 có dung dịch trơn nguội ta có

kUV : hệ số phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt, tra bảng 5.6 ta được kUV = 1

klv : hệ số phụ thuộc vào chiều sâu khoan, tra bảng 5.31 ta được klv = 1vậy ta được tốc độ cắt V = = 38,51 (m/ph)

5.6 Nguyên công 7: Kiểm tra độ song song của 2 lỗ tâm

Kiểm tra độ song song của 2 lỗ tâm: Ta cho 2 trục vào 2 lỗ kiểm tra độ không songsong Ở đây ta dùng trục có đường kính nhỏ hơn lỗ trục, và dùng thêm bạc côn để triệttiêu khe hở

Đặt trục kiểm tra ở lỗ lớn lên hai khối V giống nhau, ở đầu kia được đỡ bằng 1chốt định vị, chi tiết được định vị 5 bậc tự do để kiểm tra

Cho đồng hồ so đo bên đầu trục kiểm, chỉnh đồng hồ so về số 0 Sau đó cho đồng

hồ sang đo ở đầu bên kia, chỉ số đo của đồng hồ là độ song song của 2 lỗ càng

Để thực hiện được chính xác việc đo, mũi dò của đồng hồ so là phải đo đúngđường sinh trên cùng, người ta sẽ thay mũi dò của đồng hồ có dạng nghiêng như dao tiệncắt đứt.

6 Xác định lượng dư trung gian và kích thước trung gian.

6.1 Xác định lượng dư trung gian và kích thước trung gian cho bề mặt lỗ (5)

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

ρa : Sai lệch về vị trí không gian do bước công nghệ sát trước để lại( độ cong vênh, độ lệch tâm, độ không song song)

εb : Sai số gá đặt chi tiết ở bước công nghệ đang thực hiện

 Tính các giá trị RZ, T, ρa, εb

- Sau bước nguyên công thứ nhất Khoan ta được RZ = 40, T = 60 – bảng 13-[2] ( Khoan bằng mũi khoan ruột gà)

+ Sai lệch không gian tổng cộng ρa =

Giá trị cong vênh ρc của lỗ được tính theo cả phương hướng kính và hướng trục:

ρ = = = 53 m