Thuyết minh đồ án công nghệ chế tạo máy chi tiết thân

Lời Nói Đầu Mơn học cơng nghệ chế tạo máy đóng vai trị quan trọng chương trình đào tạo kỹ sư cán kỹ thuật thiết kế chế tạo loại máy, chi tiết phục vụ nghành công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải vv Đồ án môn học công nghệ chế tạo máy đồ án có tầm quan trọng sinh viên khoa khí Đồ án giúp cho sinh viên hiểu kiến thức học môn công nghệ chế tạo máy mà môn khác như: Máy công cụ dụng cụ cắt vv Đồ án giúp cho sinh viên hiểu dần thiết kế tính tốn quy trình cơng nghệ chế tạo chi tiết cụ thể Được giúp đỡ hướng dẫn tận tình phạm thị thiều thoa mơn công nghệ chế tạo máy đến đồ án môn học em hoàn thành Tuy nhiên việc thiết kế đồ án khơng tránh khỏi sai sót em mong bảo thầy đóng góp ý kiến bạn để thiết kế em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn Phạm Thị Thiều Thoa tận tình bảo giúp đỡ em hoàn thành đồ án giao Sinh viên thực Đỗ Hoàng Việt MỤC LỤC Lời nói đầu THUYẾT MINH ĐỒ ÁN CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY Chương I Nhiệm vụ thiết kế Thiết kế quy trình cơng nghệ gia cơng chi tiết Thân đảm bảo yêu cầu kỹ thuật cho vẽ chi tiết Chương II Phân tích chức làm việc chi tiết Thân thuộc họ chi tiết dạng trục nên chức làm việc điều kiện không phức tạp với yêu cầu kỹ thuật không cao nên ta gia cơng chi tiết máy vạn thơng thường mà đảm bảo yêu cầu kỹ thuật đặt Yêu câu kỹ thuật : - Độ bóng bề mặt đạt yêu cầu kỹ thuật Rz20 - Độ đồng tâm hai lỗ ø 48 ø 33 - Đảm bảo độ khơng vng góc đường tâm lỗ ø 48 ø 33 không 0.03mm Chương III Phân tích tính cơng nghệ kết cấu Trên chi tiết có nhiều bề mặt phải gia cơng có nhiều bề mặt địi hỏi độ xác, chi tiết cung có nhiều lỗ phải gia cơng, kết cấu chi tiết có đủ độ cúng vững, kết cấu hợp lý chiều dày thành đủ lớn, đủ diện tích bề mặt cần gia cơng khơng có vấu lồi Do đảm bảo cho việc chế tạo chi tiết, đảm bảo cho chi tiết hoat động tốt Với chi tiết ta co thể dùng phương pháp tạo phôi Tuy nhiên kết cấu có nhược điểm sau: - Gia cơng lỗ khó khăn khoảng cách lỗ ngắn khơng thể gia cơng máy nhiều trục chính, gia cơng khó đảm bảo độ đồng tâm lỗ - Để đúc chi tiết, trình đúc tránh để bị dỗ khí, phơi đúc đảm bảo u cầu kỹ thuật đúc phải để lại lượng dư cho gia công Chương IV Xác định dạng sản xuất Để xác định dạng sản xuất ta phải dựa vào trọng lượng chi tiết sản lượng chi tiết hàng năm 4.1 Trọng lượng chi tiết: Ta vẽ chi tiết phầm mềm Inventor với vật liệu Thép ta đo - Thể tích chi tiết: 676006.209 mm3 - Trọng lượng chi tiết là: 5.307 kg 4.2 Xác định dạng sản xuất: Sản lượng hàng năm tính theo cơng thức: - N0: số chi tiết sản xuất năm N=9999 (chi tiết) N: số sản phẩm ( chi tiết máy, máy…) sản xuất năm m: số chi tiết sản phẩm m = β: số chi tiết đuợc chế tạo thêm để dự trữ β = (5% ÷ 7%) α: phế phẩm chủ yếu phân xưởng đúc rèn α = (3% ÷ 6%) Vậy sản lượng hàng năm là: N= 9999.1.(1+ ) = 11341 (chiếc/năm) Với sản lượng chi tiết năm 11341 chi tiết/năm, ta tra bảng 2.2 Giáo trình hướng dẫn thiết kế đồ án Cơng nghệ Chế tạo máy Do đó, ta chọn sản xuất hàng loạt lớn Chương V Chọn phương pháp chế tạo phôi Ta xét chi tiết sản xuất hàng loạt lớn có kết cấu đơn giản Do để đảm bảo suất chất lượng, ta chọn phương pháp Đúc Phôi khuôn kim loại chi tiết Đúc xác cấp II - Ưu điểm: + Nâng cao suất lao động + Giảm tiêu hao lao động cho việc chế tạo khuôn xuống 3÷5 lần + Có thể loại trừ lao động thủ cơng hồn tồn cho phép khí hóa tự động hóa sản xuất cho việc chế tạo khn, khơng phụ thuộc vào kích thước, hình dạng loại chi tiết đúc Chương VI Thiết kế vẽ chi tiết lồng phơi 6.1 Lượng dư gia cơng Tính lượng dư gia cơng cho bề mặt ø90±0.17: Ta tính lượng dư gia cơng trục ø90, cịn tất bề mặt gia cơng khác chi tiết tra theo Sổ tay Công nghệ: Để đảm bảo yêu cầu kĩ thuật, cần thực gia công qua bước công nghệ : + Gia công thô + Gia cơng tinh Tính tốn lượng dư: Bề mặt gia cơng mặt trịn ngồi đối xứng nên lượng dư nhỏ là: = Rz i-1 + + (Công thức [3-1] Sổ tay Công Nghệ chế tạo máy 1) Trong đó: : Chiều cao nhấp nhơ tế vi bước công nghệ sát trước để lại : Chiều sâu lớp khuyết tật bước công nghệ sát trước để lại : Sai lệch vị trí khơng gian bước cơng nghệ sát trước để lại ε: Sai số gá đặt chi tiết bước công nghệ thực Giá trị tổng cộng Rz i -1 + Ti-1 = 600µm cho phôi thép đúc (Bản 4.5 – Hướng dẫn thiết kế đồ án Công nghệ chế tạo máy ) Sau bước công nghệ với vật thép dao tiện sau tiện thơ tiện tinh Tra bảng 4.7 Hướng dẫn thiết kế đồ án Công nghệ chế tạo máy ta có T, Rz sau tiện thơ 50 µm + Tính sai số gá đặt: ε= εk: Sai số kẹp, tra bảng 3.11 [7], với phôi đúc , ε = 130 (µm) εc = ( µm) Với sai số gá đặt tiện thô là: ε = = = 130 ( µm) - Sai lêch khơng gian phôi xác định: ρ= + : sai số lệch thao đúc tạo lỗ, = 0,5 mm=500µm +: sai số độ cong vênh mặt lỗ sau đúc, xác định theo hai phương dọc trục hướng kính, = k: độ cong vênh đơn vị lấy theo bảng 4-10 k=1.2µm/1mm chiều dài d: đường kính trục d=90 mm l: chiều dài gia cơng l=178mm ==239µm = 0.24mm Sai lệch phôi lấy tâm làm chuẩn theo công thức sau: = =1.52mm Sai lệch không gian phôi là: ρp = = 1.6(mm) Sai lệch khơng gian cịn lại sau tiện thơ l - Vi k= 0.06 ã àm Sai lch cũn lại sau tiện tinh là: - Với k= 0.2 • µm • Lượng dư nhỏ tiện thơ l =1523àm=1.52mm ã Lng d nh nht tin tinh =1462µm=1.46mm Xác định cột kích thước Khi tiện tinh d1 = 90,17(mm) Khi tiện thô d2 = 90,17 + 1,52 =91,69 (mm) Phôi dph =91,69 + 1,46 = 93.15 (mm) Cột kích thước giới hạn xác định sau : Ta lấy kích thước cuối cộng lượng dư tiện tinh, ta kích thước tiện thơ, lấy kích thước tiện thơ cộng lượng dư tiện thơ ta kích thước phôi Tra bảng 2.7 3.3 Sổ tay Cơng Nghệ chế tạo máy 1, ta có: Dung sai tiện tinh có cấp xác 7: δ= ±0.17 mm Dung sai tiện thơ có cấp xác 12: δ= -0.35 mm Dung sai phôi đúc: δ=0.8mm Vậy ta có: Sau tiện tinh : dmax=90.17 mm ; dmin=89.83 mm Sau tiện thô: dmax=91.96 mm ; dmin=91.61 mm Kích thước phơi: dmax=93.15 mm ; dmin=92.35 mm Lượng dư giới hạn: Khi tiện thô : 2Zmin=92.35-91.61= 0.74 mm 2Zmax=93.15-91.96= 1.19 mm Khi tiện tinh: 2Zmin=91.61-89.83= 1.78 mm 2Zmax=91.96-90.17= 1.79 mm Lượng dư tổng cộng: 2Z0min= 0.74+1.78 =2.52 mm 2Z0max= 1.19+1.79 =2.98 mm Kiểm tra kết tính tốn: 2Z0max-2Z0min =2.98-2.52 =0.46 mm δphôi-δct =0.8-0.17*2 =0.46 mm  Như kết tính tốn Ta có bảng tính lượng dư kích thước giới hạn: Trìn h tự Các yếu tố lượng dư Lượng Kích dư thước Dun g sai Kích thước giới hạn Lượng dư giới hạn mm mm bước Rz công a nghệ Phôi Tiện thơ Tiện tinh 600 600 600 T a tính tốn tính tốn mm max Zbmin mm Zbmin Zbmax 93.15 0.8 93.1 92.3 ρ εgb 1600 13 96 13 1.52 91.69 -0.35 91.9 91.6 0.74 1.19 19.2 13 1.46 90.17 ±0.1 90.1 89.8 1.79 1.79 Tổn g 2.52 2.98 Tra lượng dư bề mặt khác: Tra bảng 3-103 3-106 sổ tay công nghệ chế tạo máy : Bề mặt ø33 mặt bên ø48 Lượng dư 3mm 4mm 3mm Dung sai ±0.5mm ±1mm ±0.8mm 6.2 Bản vẽ lồng phơi Chương VII Thiết kế quy trình cơng nghệ gia công chi tiết 7.1 Xác định đường lối công nghệ Trong dạng sản xuất hàng loạt lớn hàng khối, quy trình cơng nghệ xây dựng theo nguyên tắc phân tán tập trung nguyên công Theo ngun tắc phân tán ngun cơng quy trình cơng nghệ chia ngun cơng đơn giản có thời gian bội số nhịp sản xuất Nguyên tắc thiết kế nguyên công phải đảm bảo suất lao động độ xác yêu cầu Năng suất độ xác phụ thuộc vào chế độ cắt, bước gia công, thứ tự bước công nghệ Khi chọn phương án gia công ta phải ý tới dạng sản xuất Do yêu cầu toán sản xuất hàng loạt nhỏ ta chọn phương pháp gia công vị trí, dao gia cơng Chương VIII Tính thời gian gia cơng 8.1 Khỏa mặt đầu L = 90mm, L1= 20mm, L2= 3mm, S=520v/p, i=1, n=1000v/p • T0 =0.22 phút Vậy tổng thời gian Tn2=0.44 phút 8.2 Tiện thơ, tinh mặt ngồi +Tiện thơ: Tiện suốt L174: T1=0.35 Tiện bậc L28: T2=0.36 Tiện bậc L22: T3=0.29 +Tiện tinh: Tiện suốt L174: T1=0.41 Tiện bậc L28: T2=0.41 Tiện bậc L22: T3=0.33 • Tổng thời gian :Tn3= 2.15 phút 8.3 Tiện doa lỗ, lỗ bậc Tiện lỗ 33: T=0.7 Tiện lỗ bậc 46: T=0.33 Tiện lỗ bậc 48: T=0.05 Doa lỗ 33: T=2.9 • Tổng thời gian: T=3.98 phút 8.4 Khoét doa lỗ 48 Khoét thô: T=0.21 Khoét tinh T=0.53 Doa T=0.3 • Tổng thời gian: Tn5=1.04 phút Nguyên công 6: Phay rãnh 65 Phay Tn6= 1.02 phút 8.5 Phay rãnh B65, B101 rãnh 11 Rãnh 65: T=0.7 Rãnh 101: T=0.85 Rãnh 11: T=0.1 • Tổng thời gian: Tn7= 1.65 phút 8.6 Khoan lỗ 10 phay lỗ 14 Khoan lỗ 10: T= 3.68 Phay lỗ 14: T=1 • Tổng thời gian: Tn9=9.36 phút Tổng thời gian gia công chi tiết T=19.64 phút Chương IX Thiết kế đồ gá cho nguyên công Khoét Doa lỗ ø48 9.1 Nhiệm vụ thiết kế đồ gá -Đồ gá phải đảm bảo cho trình định vị kẹp chặt nhanh chóng, thao tác gá đặt nhanh, an toàn, đơn giãn đảm bảo thời gian gia công ngắn đảm bảo nhịp độ yêu cầu sản xuất - Đồ gá phải góp phần đảm bảo độ xác gia cơng - Giá thành phải rẻ, kết cấu đơn giản, dễ chế tạo lắp ghép, vật liệu dễ tìm, dễ thay dễ sử dụng 9.2 Định vị kẹp chặt Định vị khối V ngắn hạn chế bậc tự do: - Tịnh tiến theo Ox Tính tiến theo Oz Xoay quanh Ox Xoay quanh Oz Trong có khối V tỳ vào mặt bậc bên hạn chế bậc tự do: - Tịnh tiến theo Oy • Chi tiết định vị bậc tự Kẹp chặt mỏ kẹp mặt chi tiết: - Phương: Phương lực kẹp vng góc với mặt nằm ngang - Chiều: Hướng vào tâm chi tiết 9.3 Chọn máy Máy khoan đứng 2A150, có đặc tính kĩ thuật: - Đường kính lỗ gia cơng lớn nhất: ø50 mm Số cấp tốc độ trục chính: Z=12 Số vịng quay trục chính: n=32÷1400 (v/ph) Phạm vi điều chỉnh bước tiến: S=0.125÷2.64 mm/vịng Động trục chính: N=5.2 KW 9.4 Chọn dụng cụ cắt - Dao khoét thép gió liền khối đuôi côn theo bảng (447) sổ tay CNCTMT I ta có thơng số dao là: + Đường kính dao: - Kht thơ: d=47 mm - Kht tinh: d=47.8 mm + Chiều dài toàn dao L=170mm + Chiều dài phần cắt l=30mm chọn thời gian làm việc dao T=80phút Chọn dao doa thép gió liền khối đuôi côn theo bảng (447) sổ tay CNCTMT I ta có thơng số dao là: + Đường kính dao d=48mm + Chiều dài tồn dao L=170mm + Chiều dài phần cắt l=30mm chọn thời gian làm việc dao T=80phút 9.5 Tính tốn chế độ cắt a Khi khoét thô 2Zb=2mm Chiều sâu cắt: t=1 mm Ta tra bảng (527) sổ tay CNCTMT II với D=47 mm, vật liệu Thép - Ta có lượng chạy dao Sb=1.2 mm/vg Vận tốc kht thơ tính biểu thức: V = Cv ⋅ D q ⋅ Kv T m ⋅t x ⋅ S y Tra bảng (529) ta có Cv=16,3; q=0,3; x=0,2; y=0,5; m=0,3 Kv=1 : => Tốc độ vịng quay trục Chọn theo máy n=90vg/p Vậy chế độ cắt doa là: t=1mm S=1.2mm/vg n=90vg/p b khoét tinh: Chiều sâu cắt: t=0.4 mm Ta tra bảng (5104) sổ tay CNCTMT II với D=47.8 mm, vật liệu Thép - Ta có lượng chạy dao Sb=0.8 mm/vg Vận tốc khoét thô tính biểu thức: V = Cv ⋅ D q ⋅ Kv T m ⋅t x ⋅ S y Tra bảng (529) ta có Cv=16,3; q=0,3; x=0,2; y=0,5; m=0,3 Kv=1 : => Tốc độ vịng quay trục Chọn theo máy n=125vg/p Vậy chế độ cắt doa là: t=0.4mm S=0.8mm/vg n=125vg/p c Doa lỗ: Chiều sâu cắt: t=0.1mm Ta tra bảng (527) sổ tay CNCTMT II với D=48mm, vật liệu Thép - Ta có lượng chạy dao Sb=1.5 mm/vg Vận tốc doa tính biểu thức: Cv ⋅ D q V = m x y ⋅ Kv T ⋅t ⋅ S Tra bảng (529) ta có Cv=10,5; q=0,3; x=0,2; y=0,65; m=0,4 Kv=1 : => Tốc độ vịng quay trục Chọn theo máy n=52vg/p Vậy chế độ cắt doa là: t=0,1mm S=1.5mm/vg n=52vg/p 9.6 Xác định lực kẹp cần thiết Phân tích lực : - Mx momen xoắn mũi khoét lực cắt gây ra, N.m Po lực dọc trục, N M là lực kẹp, N N phản lực từ khối V, N Khi khoét: -Mô men xoắn: Tra bảng 5-32 ta được: CM =0.09, q=1, x=0.9, y= 0.8 Tra bảng 5-9 ta : kp= 0.75 -Lực dọc trục: Tra bảng 5-32 ta được: Cp =67, x=1.2, y= 0.65 Tra bảng 5-9 ta : kp= 0.75 • P0 = 10*67*11,2*1,20.65*0.75 = 565.72 N Ta có phương trình cân lực: Trong : P0 = 565.72 N Ny = cos45º*N = 0.707M • M = 682.88 N 9.7 Lựa chọn cấu kẹp chặt Ta chọn kẹp chặt chi tiết Mỏ kẹp ( hay Ren vít – Địn) Phương trình cân mômen lực điểm tỳ cố định viết sau: Trong đó: - Q lực bulong tạo (kG) -� hệ số có ích tính đến ma sát địn kẹp chốt tỳ điều chỉnh Ta chọn l1 = l2 , � = Ta có Q = 2*W = 2*682.88 = 1365.76 (N) Đường kính bulong tính theo cơng thức: [σ]k = (58 ~ 98) MPa Theo kích thước chi tiết ta chọn Bulong M8 9.8 Sai số chế tạo đồ gá Ta có:  [ɛgđ] = δ/3 = 0,24/3 = 0.08 (mm) • ɛkc = • ɛm = β = 0.3 = 30 (μm) β- hệ số phụ thuộc vào kết cấu định vị điều kiện tiếp xúc • ɛđc = 10 (μm) • sai số chuẩn ɛc : chọn chuẩn định vị bậc tỳ khối V → Chuẩn định vị trùng gốc kích thước → ɛc = mm  = 95 (μm) 9.9 Yêu cầu kĩ thuật đồ gá - Độ khơng vng góc lỗ bạc mặt đáy đồ gá 0.095mm - Độ không trùng tâm hai khối V 0.095mm - Độ đồng tâm lỗ bạc lỗ gia công ∅48 0.095mm 10.10 Các thành phần đồ gá: A Khối V: Yêu cầu kỹ thuật: Vật liệu: Thép 20Cr, thấm than, chiều sâu lớp thấm 0.8 ÷ 1.2 mm; nhiệt luyện đạt HRC 55÷60 B Thanh kẹp Vật liệu thép C45, độ cứng HRC 40÷45 C Bạc đãn hướng Vật liệu: thép C20, thấm than, độ sâu thấm 0.8÷1.2mm; nhiệt luyện HRC 56-60 Gồm: Vít M10x1.5, Bạc trung gian ø70, Bạc dẫn thay nhanh ø50 Tài liệu tham khảo [1] DUNG SAI – KỸ THUẬT ĐO; NXB ĐHQG-HCM 2012-Trần Quốc Hùng [2] HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY; NXB ĐHQG-HCM 2014-Hồ Viết Bình – Phan Minh Thanh [3] SỔ TAY CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY – TẬP 1; NXB KHOA HỌC KỸ THUẬT HÀ NỘI 2010-Nguyễn Đắc Lộc [4] SỔ TAY CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY – TẬP 2; NXB KHOA HỌC KỸ THUẬT HÀ NỘI 2010-Nguyễn Đắc Lộc [5] SỔ TAY CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY – TẬP 3; NXB KHOA HỌC KỸ THUẬT HÀ NỘI 2010-Nguyễn Đắc Lộc [6] CHẾ ĐỘ CẮT GIA CƠNG CƠ KHÍ – NXB ĐÀ NẴNG 2002 – Nguyễn Ngọc Đào –Trần Thế San-Hồ Viết Bình [7] SỔ TAY THIẾT KẾ CƠ KHÍ TẬP – PGS.TS HÀ VĂN VUI- NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT HÀ NỘI [8] DUNG SAI KỸ THUẬT ĐO- TRẦN QUỐC HÙNG- TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM [9] ATLAS ĐỒ GÁ- GS.TS TRẦN VĂN ĐỊCH- NXB KHOA HỌC KỸ THUẬT HÀ NỘI 2006 [10] CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY- HỒ VIẾT BÌNH- NGUYỄN NGỌC ĐÀOTRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM ... ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY; NXB ĐHQG-HCM 2014-Hồ Viết Bình – Phan Minh Thanh [3] SỔ TAY CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY – TẬP 1; NXB KHOA HỌC KỸ THUẬT HÀ NỘI 2010-Nguyễn Đắc Lộc [4] SỔ TAY CÔNG NGHỆ CHẾ... theo cơng thức: - N0: số chi tiết sản xuất năm N=9999 (chi tiết) N: số sản phẩm ( chi tiết máy, máy? ??) sản xuất năm m: số chi tiết sản phẩm m = β: số chi tiết đuợc chế tạo thêm để dự trữ β = (5%...MỤC LỤC Lời nói đầu THUYẾT MINH ĐỒ ÁN CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY Chương I Nhiệm vụ thiết kế Thiết kế quy trình cơng nghệ gia cơng chi tiết Thân đảm bảo yêu cầu kỹ thuật cho vẽ chi tiết Chương II Phân