Đồ án công nghệ chế tạo máy thanh truyền ( full bản vẽ 2d + thuyết minh)

ĐỒ ÁN MÔN HOC SVTH: NGUYỄN TẤN VŨ GVHD: NGUYỄN HỒI NAM trang ĐỒ ÁN MƠN HOC BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO Trường ĐH SPKT TP.HCM GVHD: NGUYỄN HỒI NAM CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc KHOA CƠ KHÍ MÁY – BỘ MƠN CHẾ TẠO MÁY NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY Họ tên: Nguyễn Tấn Vũ MSSV: 11343066 Khoa: Cơ khí chế tạo máy Niên khoá: 2011 – 2013 Tên đề tài: Thiết kế quy trình cơng nghệ gia cơng chi tiết: THANH TRUYỀN I.Số liệu cho trước: Sản lượng: 50000 chiếc/năm Điều kiện thiết bị: tự chọn II.Nội dung thiết kế: Nghiên cứu chi tiết gia công: chức làm việc, tính cơng nghệ kết cấu Xác định dạng sản xuất Chọn phôi phương pháp tạo phôi, tra lượng dư gia công cho bề mặt gia công Lập tiến trình cơng nghệ: thứ tự gia cơng, gá đặt, so sánh phương án, chọn phương án hợp lí Thiết kế ngun cơng: Chọn máy Vẽ sơ đồ gá đặt có ký hiệu định vị, kẹp chặt, dụng cụ cắt vị trí cuối cùng, rõ phương chiều chuyển động Ghi kích thước, độ bóng, dung sai ngun cơng thực Trình bày bước: chọn dao (loại dao vật liệu làm dao), tra chế độ cắt: n,s,t tính thời gian gia công cho bước công nghệ Tính lượng dư gia cơng ngun cơng Tính tốn chế độ cắt cho ngun cơng thiết kế đồ gá Thiết kế đồ gá: Ngun cơng Tính lực kẹp cần thiết, lực kẹp cấu kẹp Tính sai số chuẩn so sánh với dung sai nguyên công thực đồ gá III.Các vẽ: Bản vẽ chi tiết:………………………………………1 (A3) Bản vẽ chi tiết lồng phôi:……………………………1 A3) Tập vẽ sơ đồ nguyên công:…………………… A3) SVTH: NGUYỄN TẤN VŨ trang ĐỒ ÁN MƠN HOC GVHD: NGUYỄN HỒI NAM Bản vẽ thiết kế đồ gá: (vẽ bút chì) ……………1 (A1) (các vẽ A3 đóng thành tập theo quy định môn) Ngày giao nhiệm vụ: Ngày hoàn thành nhiệm vụ: IV.Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Hồi Nam Chủ nhiệm mơn Giáo viên hướng dẫn Ký tên Ký tên SVTH: NGUYỄN TẤN VŨ trang ĐỒ ÁN MƠN HOC GVHD: NGUYỄN HỒI NAM NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN SVTH: NGUYỄN TẤN VŨ trang ĐỒ ÁN MƠN HOC GVHD: NGUYỄN HỒI NAM NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN SVTH: NGUYỄN TẤN VŨ trang ĐỒ ÁN MƠN HOC GVHD: NGUYỄN HỒI NAM MỤC LỤC CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CƠNG VÀ XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT Nghiên cứu vẽ chi tiết Xác định dạng sản xuất: Phương pháp chế tạo phôi Xác định trọng lượng chi tiết: Xác định phương pháp tạo phôi: Xác định phương pháp chế tạo phôi: Thiết kế vẽ phôi đúc: CHƯƠNG 3: CHỌN TRÌNH TỰ GIA CƠNG Chọn chuẩn định vị gia công Chọn phương pháp gia công: CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ NGUN CƠNG Ngun cơng 1: Phay mặt đầu thứ lỗ Φ50 Ngun cơng 2: Phay mặt đầu cịn lại lỗ Φ50 Nguyên công 3: Khoét thô- khoét tinh- Doa lỗ Φ50 Nguyên công 4: Phay mặt đầu thứ lỗ Φ12 Ngun cơng 5: Phay mặt đầu cịn lại lỗ Φ12 Nguyên công 6: Khoan - Khoét - Doa lỗ Φ12 Nguyên công 7: Phay mặt đầu lỗ Φ10.5 Nguyên công 8: Khoan lỗ Φ10.5 Nguyên công 9: Phay rãnh 9,5 Nguyên công 10: Phay rãnh CHƯƠNG 5: TÍNH LƯỢNG DƯ GIA CƠNG CHO PHAY MẶT ĐẦU Φ50 Xác định lượng dư phương pháp phân tích Xác định lượng dư tra bảng CHƯƠNG 6: TÍNH CHẾ ĐỘ CẮT CHO NGUN CƠNG Chế độ cắt khoét doa lỗ 50 CHƯƠNG 7: THIẾT KẾ ĐỒ GÁ CHO NGUYÊN CÔNG Nguyên lý hoạt động đồ gá: Tính lực kẹp cần thiết: Tính sai số đồ gá: Yêu cầu kỹ thuật đồ gá: Bảo quản đồ gá: SVTH: NGUYỄN TẤN VŨ trang ĐỒ ÁN MƠN HOC GVHD: NGUYỄN HỒI NAM LỜI NĨI ĐẦU Hiện nay, tính chun mơn hóa lĩnh vực sản xuất chi tiết máy ngày nâng cao Các chi tiết máy lập quy trình cơng nghệ gia cơng vị trí, phân xưởng riêng biệt nhằm nâng cao suất, tiết kiệm thời gian tận dụng tay nghề cơng nhân Để lập quy trình cơng nghệ gia cơng chi tiết, địi hỏi phải có nghiên cứu, phân tích thật rõ ràng xác kỹ thuật để đáp ứng yêu cầu kỹ thuật đề đồng thời tối ưu mặt kinh tế Trong cần kết hợp hài hòa lý thuyết kinh nghiệm thực tế sản xuất Đồ án môn học Công nghệ chế tạo máy nhằm giúp sinh viên làm quen với việc lập quy trình cơng nghệ gia cơng chi tiết, qua giúp sinh viên hịa nhập công việc tốt sau tốt nghiệp Sinh viên thực NGUYỄN TẤN VŨ SVTH: NGUYỄN TẤN VŨ trang ĐỒ ÁN MƠN HOC GVHD: NGUYỄN HỒI NAM CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CƠNG 1.1/ NGHIÊN CỨU BẢN VẼ CHI TIẾT Thanh truyền chi tiết dạng phổ biến hệ thống truyền động khí Nó đóng vai trị trung gian việc truyền chuyển động chi tiết máy Chi tiết làm việc điều khiện động, tải trọng lớn, gia cơng cần phải đảm bảo yêu cầu kỹ thuật sau: Kích thước lỗ gia cơng đạt cấp xác H7, độ nhám bề mặt Ra=1.6 Độ không song song tâm lỗ đạt 0,03 mm 100 mm bán kính Độ khơng vng góc tâm lỗ so với mặt đầu đạt 0,05 mm 100 mm bán kính Độ khơng song song mặt đầu lỗ đạt 0,05 mm 100 mm bán kính Các bề mặt làm việc nhiệt luyện đạt độ cứng 50÷55 HRC Tính khối lượng chi tiết Vì vật lieu gang xám nên chọn :  = 7,2 (kg/m3) Từ hình ta có khối lượng chi tiết m=1.4kg Vật liệu chế tạo gang xám GX 15-32, có tính sau: Độ bền kéo Độ bền uốn Khối lượng riêng Độ cứng Vật liệu (N/mm2) (N/mm2) (kg/mm3) (HB) GX 15-32 150 320 7,2 163÷229 Kết cấu chi tiết có độ phức tạp cấp II Các bề mặt làm việc có vị trí tương quan tương đối đơn giản, độ dày chi tiết đồng nên thuận lợi dùng phôi đúc SVTH: NGUYỄN TẤN VŨ trang ĐỒ ÁN MƠN HOC GVHD: NGUYỄN HỒI NAM Có nhiều bề mặt khơng u cầu gia cơng giảm thời gian cắt gọt Các mặt có độ xác độ nhám phương pháp tạo phôi định Các mặt lại sử dụng phương pháp gia công truyền thống như: phay, khoan, khoét, doa để đạt yêu cầu kỹ thuật 1.2/ XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT Việc xác định dạng sản xuất nhằm lựa chọn quy trình cơng nghệ hợp lý, nâng cao hiệu kinh tế Muốn xác định dạng sản xuất trước hết phải xác định sản lượng hàng năm chi tiết gia cơng, tính tốn theo cơng thức sau: 𝑁 = 𝑁𝑜 𝑚 (1 + 𝛼 + 𝛽) Trong đó: 𝑁: Số chi tiết sản xuất năm 𝑁𝑜 : Số sản phẩm (máy) sản xuất năm m: Số chi tiết sản phẩm (máy) 𝛼: Số phần trăm phế phẩm 𝛽: Số phần trăm dự trữ 𝑁 = 50000.1 (1 + 3% + 10%) = 56500 Chi tiết có khối lượng 1,4 kg sản lượng 56500 chi tiết/năm => Đây dạng sản xuất hàng khối Giả sử nhà máy làm việc 8giờ/ngày năm làm việc 300 ngày Ta có số chi tiết cần phải sản xuất 1h: 𝑁 56500 𝑁𝑡 = = = 23.5 𝑐ℎ𝑖 𝑡𝑖ế𝑡 𝑡 8.300 1.3/ PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHƠI Có nhiều phương pháp chế tạo phôi như: phôi đúc, phôi rèn, phơi cán Do cần phải phân tích ưu, khuyết điểm phương pháp để chọn phương pháp thích hợp Do kết cấu chi tiết đơn giản, dễ phân khuôn vật liệu chế tạo gang xám GX 15-32 có tính đúc tốt nên thích hợp dùng phương pháp tạo phơi đúc Phương pháp có ưu điểm sau: Giá thành chế tạo vật đúc rẻ Thiết bị đầu tư tương đối đơn giản, chi phí thấp Phù hợp với dạng sản xuất hang loạt, hàng khối Độ nhám bề mặt, độ xác sau đúc có Rz80 Phương pháp đúc phân loại thành nhiều loại tùy vào loại khuôn, mẫu phương pháp làm khuôn Đúc khuôn cát dạng đúc phổ biến, giá thành thấp Khuôn cát dùng lần phá khn Vật đúc khn cát có độ xác thấp, độ bóng bề mặt kém, lượng dư gia cơng lớn Tuy nhiên, khn cát dùng để đúc vật đúc Đúc khuôn kim loại mang lại suất cao đồng thời cho sản phẩm có độ xác, độ bóng cao vật đúc khuôn cát Tuy nhiên, giá thành cao dùng vật đúc nhỏ trung bình Do sản lượng sản xuất chi tiết hàng khối cần suất cao, giá thành thấp, ta chọn phương pháp đúc khuôn cát, mẫu gỗ, làm khuôn máy Vật đúc đạt cấp xác đúc cấp 2, độ nhám bề mặt Rz80 Do kết cấu chi tiết đối xứng nên thuận lợi việc chế tạo khuôn lấy mẫu SVTH: NGUYỄN TẤN VŨ trang ĐỒ ÁN MƠN HOC GVHD: NGUYỄN HỒI NAM Vật đúc có mặt phân khn Lỗ Φ50 đúc sẵn, có lượng dư để gia cơng tinh đạt cấp xác 1.6 Lượng dư gia cơng 3,5 mm mặt trên, 3mm mặt 2.5 mặt bên.(trang 252 [1] Góc mẫu 1o Góc khn 3o: Bán kính cung bo R5 SVTH: NGUYỄN TẤN VŨ trang 10 ĐỒ ÁN MƠN HOC GVHD: NGUYỄN HỒI NAM Bề rộng cắt B=4 mm Tra bảng 5_170 [2]ta được: Lượng chạy dao Sz = 0,2 (mm/răng) Tốc độ cắt Vb =33,5 m/phút.(bảng 5_172 [2]) K1=1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền T dao (bảng 5-134 [2]) K2=1 Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào độ cứng gang( bảng 5-134 [2]) Vt = Vb k1 k = 33.5.1.1 = 33.5 (m/phút) Số vòng quay trục chính: 1000 Vt 1000.33.5 nt = = = 71.1(vịng/phút) πD 3,14.150 Chọn nm = 60 (vòng/phút) (trang 101 [3]) Tốc độ cắt thực tế: π D nm 3,14.150.60 Vtt = = = 28.3(m/phút) 1000 1000 Sf = Sz.n.Z= 0.2 x 60 x 16 = 192 mm/phút, theo máy chọn Sf=190 mm/phút; trang 101[3] Tính lại lượng chạy dao: Sv = Sf n = 190 = 3.2mm / vòng 60 Thời gian gia công ( trang 67 [4]) L + L1 + L2 S n L = 44(mm) : chiều dài bề mặt gia công T0 = Chiều dài ăn dao L1 = √t (D − t) + = √22(150 − 22) + = 56 mm L2 = (mm): chiều dài thoát dao S =Sz Z = 0,12.16 =1.92 (mm/ vòng) : lượng chạy dao vòng n =60 (vòng/ phút) : số vòng quay phút 44 + 56 + T0 = = 0,88 (phút) 1.92.60 Ttc = T0 + 25%T0 = 125%T0 = 125% 0.88 = 1.1phút SVTH: NGUYỄN TẤN VŨ trang 33 ĐỒ ÁN MƠN HOC GVHD: NGUYỄN HỒI NAM CHƯƠNG 4: TÍNH TỐN LƯỢNG DƯ GIA CƠNG Xác định lượng dư gia cơng phương pháp phân tích Tính lượng dư phay mặt phẳng đạt kích thước 50±0.195, bao gồm bước thực phay thô, phay bán tinh chi tiết định vị hai phiến tỳ , chốt chống xoay, hai chốt chống tịnh tiến(tương ứng khối V) Chi tiết hình thành phương pháp đúc Vật liệu gang GX15-32, khối lượng 1.4kg, số lượng 50000 chiếc/năm, chi tiết đúc đạt CCX II, chi tiết đúc khuôn kim loại mẫu gỗ phôi đúc đạt cấp xác IT15 ( bảng 3.13 [1]) Lượng dư nhỏ phía xác định cơng thức: Zimin = (RZi–1 + Ti–1 + i-1 +  i) Trong Zimin:: lượng dư nhỏ bước công nghệ thứ i RZi–1: Chiều cao nhấp nhô tế vi bước gia công sát trước để lại,  m Ti–1: chiều sâu lớp bề mặt hư hỏng biến cứng bước gia công sát trước để lại,  m i–1: sai số không gian bề mặt gia công bước gia công sát trước để lại,  m  = cv với: + cv: sai số cong vênh bề mặt gia công  i: sai số gá đặt phôi,  m  i =  c2 +  k2 với: +  c: sai số chuẩn,  m +  k: sai số kẹp chặt,  m Tra bảng 3-65 [1]máy ta có: Bề mặt gia cơng đạt kích thước 50±0.195 bằng: Phơi có cấp xác IT15: RZ+T=500  m, o = 1000  m.bảng 3.11 [1] Bảng 3.65 sách sổ tay công nghệ chế tạo máy tập Phay thô dật IT14: RZ =100, T=100 Phay bán tinh IT11: RZ =50, T=50 Bảng 3.69 [1] o = 160  m bảng 3.11 [1] Bảng 14 gia công mặt phẳng thứ [4] Sai số cong vênh phôi sau phay bán tinh là: p cv = p c p c = K  L = 1.5  50 = 75 K : bảng 15 [4] Như sai lệch không gian tổng cộng p= p c + p kg = 752 + 02 = 75m Sai số gá đặt gia công mặt phẳng xác định sau: SVTH: NGUYỄN TẤN VŨ trang 34 ĐỒ ÁN MÔN HOC GVHD: NGUYỄN HOÀI NAM  gd =  c +  k Sai số chuẩn Vây  gd c =  k =60m (bảng 24 [4]) = 60 m Bây ta xác định lượng dư nhỏ phay bán tinh theo công thức: Zbmin = (RZ + T +  +  i) = (500 +75 +60) = 635  m BẢNG TÍNH LƯƠNG DƯ Tên chi tiết: THANH TRUYỀN; Vật liệu: Gang xám GX15-32 Phay mặt phẳng đạt kích thước 50±0.195 thứ tự bước gia công Thành phần lượng dư (m) RZ T  Phôi 500 75 Phay thô 100 100 4.5 Phay bán tinh 50 50  Lượn g dư tính tốn Zmin (m) Kích Thước tính tốn (mm) Dung sai  (μm) Kích thước giới hạn (mm) amax amin 50.6481 1000 51.6 Trị số giới hạn lượng dư (m) Zmax Zmin 50.6 60 635 50.0131 620 50.63 50.01 970 590 3.6 208.1 49.805 390 50.2 430 200 1400 790 49.81 Tổng Lượng dư tổng cộng: Zmax = 1400m Zmin = 790m Kiểm tra lại: Zmax – Zmin =1400-790=610m 𝑝𝑝ℎô𝑖 − 𝑝𝑐ℎ𝑖 𝑡𝑖ế𝑡 = 1000 − 390 = 610𝜇𝑚 SVTH: NGUYỄN TẤN VŨ trang 35 ĐỒ ÁN MÔN HOC GVHD: NGUYỄN HỒI NAM CHƯƠNG 5: TÍNH TỐN CHẾ ĐỘ CẮT Xác định chế độ cắt Tính tốn chế độ cắt cho Nguyên công 3: Khoét-doa lỗ Φ 50+0.025 máy khoan đứng 2A55 theo bước sau Sử dụng máy khoan cần 2A55 có thơng số sau: Giới hạn vịng quay n: 30- 1700 (vg/ph ) Công suất đầu khoan: N = 4,5 kw Môment xoắn lớn nhất: 75Kgm Mũi khoét mũi doa dao gắn mảnh hợp kim BK8 Khoét thô lỗ Φ48 từ lỗ đúc sẵn Φ45 Khoét tinh lỗ Φ49.7 Doa tinh lỗ đạt Φ50+0.025 Chiều sâu lỗ l = 50 mm, phôi đúc GX 15-32, HB = 190 Chế độ cắt khoét thô: Chế độ cắt khoét Khoét thô: Sử dụng mũi khoét Ø48 mm Chiều sâu cắt t: t= D − d 48 − 45 = = 1.5 (mm) 2 Lượng chạy dao S, mm/vg: S= 1,6 ( Bảng 5- 26,[2] ) Tốc độ cắt V, m/ph (trang 20, [2]): V= Cv Dq K Tm Sy t x v Các hệ số tra bảng 5-29 ,[2] Cv q x y m 105 0.4 0.15 0.45 0.4 T= 60 (phút) chu kỳ bền trung bình mũi khoét tra bảng 5-30 ,[2] Hệ số điều chỉnh chung cho tốc độ cắt tính đến điều kiện cắt thực tế: k v = k mv k nv k uv -k mv =( 190 nv HB ) : hệ số điều chỉnh phụ thuộc tính chất lý vật liệu gia công (bảng 5-1,[2]) HB = 190 độ cứng vật liệu gia công SVTH: NGUYỄN TẤN VŨ trang 36 ĐỒ ÁN MƠN HOC GVHD: NGUYỄN HỒI NAM nv = số mũ (tra bảng 5-2 ,[2]) → k mv =( 190 190 ) =1 -k uv : hệ số điều chỉnh phù thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt tra bảng 5-6 ,[2] →k uv = 0.83 - K nv = 0.85: hệ số phụ thuộc vào tình trạng bề mặt phơi →k v = 0,83 0,85 = 0.7055 V= 105 480,4 0,7055 = 51.6(m/phút) 600,4 1,60,45 1.50,15 Số vòng quay n vg/ph: n= 1000 V 1000 51 = = 342 (vg / ph) D 3,14 48 Theo thuyết minh máy (tài liệu [3] ) ta chọn nm = 300 (vòng/ph) Vận tốc cắt thực tế là: Vtt = nπD 300.3.14.48 = = 45.2(m/phút) 1000 1000 Lực chiều trục khoét: Theo trang 21,[2] ta có: P0 = 10 Cp Dq t x S y k p Tra bảng 5.32 ,[2]: Cp q x y 46 - 0.4 k p = k MP = ( HB n 190 0,6 190 190 ) =( ) = (tra bảng 5.9, [2] ) P0 = 10.46 480 11 1,50,4 = 541 (N) Moment xoắn Mx: Theo trang 21, [2] ta có: Mx = 10 CM Dq t x S y k p Tra bảng 5.32, [2]: Cm q x y 0.196 0.85 0.8 0.7 SVTH: NGUYỄN TẤN VŨ trang 37 ĐỒ ÁN MÔN HOC k p = k MP = ( GVHD: NGUYỄN HOÀI NAM HB n 190 0,6 190 190 ) =( ) = (tra bảng 5.9, [2] ) Mx = 10 0,196 480,85 10,8 1,50,7 = 70(N m) Công suất cắt: Ne = Mx 𝑛 70.300 = = 2.15(Kw) 9750 97502 So sánh với công suất máy: Ne