TÀI LIỆU tính toán thiết kế quy trình công nghệ gia công bao gồm nội dung sau : MỤC LỤC4LỜI NÓI ĐẦU6CHƯƠNG I. NGHIÊN CỨU CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ TẠO PHÔI71.1. Phân tích chức năng điều kiện làm việc của chi tiết71.2. Vật liệu chế tạo chi tiết gia công71.3. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu chi tiết.71.4. Chọn phôi và phương pháp chế tạo phôi.91.5. Thiết kế bản vẽ chi tiết lồng phôi:10CHƯƠNG II. LẬP QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ132.1. Xác định đường lối công nghệ :132.2. Chọn phương pháp gia công:132.3. Lập quy trình công nghệ14CHƯƠNG III. THIẾT KẾ NGUYÊN CÔNG153.1. NGUYÊN CÔNG 1: Tạo phôi153.2. NGUYÊN CÔNG 2: Phay mặt đáy A163.3. NGUYÊN CÔNG 3: Phay hai mặt bên C_D223.4. NGUYÊN CÔNG 4: Phay mặt đầu E273.5. NGUYÊN CÔNG 5: Phay mặt mặt trên B, mặt E, rãnh có bề rộng 50:333.6. NGUYÊN CÔNG 6: Phay hai mặt G, H423.7. NGUYÊN CÔNG 7: Khoan, roa lỗ 24, và khoét lỗ 32453.8. NGUYÊN CÔNG 8: Phay rãnh cong rộng 22543.9. NGUYÊN CÔNG 9: Phay hai mặt I,K của rãnh rộng 90603.10. NGUYÊN CÔNG 10: Khoan, doa lỗ 16633.11. NGUYÊN CÔNG 11: Bào rãnh nghiêng có bề rộng là 4 và vát mép là 5x450673.12. NGUYÊN CÔNG 12: kiểm tra73CHƯƠNG IV. TÍNH TOÁN LƯƠNG DƯ744.1. Tính toán lượng dư cho nguyên công phay mặt đáy74CHƯƠNG V. TÍNH TOÁN ĐỒ GÁ NGUYÊN CÔNG PHAY RÃNH 90 mm765.1. Khái quát :765.2. Tính lực kẹp khi phay :76CHƯƠNG VI. KẾT LUẬN80CHƯƠNG VII. TÀI LIỆU THAM KHẢO81
SVTH: Hồng Cơng Hiệp GVHD: Thầy Dương Văn Đức MỤC LỤC MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU .6 CHƯƠNG I NGHIÊN CỨU CHI TIẾT GIA CƠNG VÀ TẠO PHƠI 1.1 Phân tích chức điều kiện làm việc chi tiết 1.2 Vật liệu chế tạo chi tiết gia công 1.3 Phân tích tính cơng nghệ kết cấu chi tiết 1.4 Chọn phôi phương pháp chế tạo phôi 1.5 Thiết kế vẽ chi tiết lồng phôi: 10 CHƯƠNG II LẬP QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ .13 2.1 Xác định đường lối công nghệ : .13 2.2 Chọn phương pháp gia công: 13 2.3 Lập quy trình cơng nghệ 14 CHƯƠNG III THIẾT KẾ NGUYÊN CÔNG 15 3.1 NGUN CƠNG 1: Tạo phơi .15 3.2 NGUYÊN CÔNG 2: Phay mặt đáy A 16 3.3 NGUYÊN CÔNG 3: Phay hai mặt bên C_D .22 3.4 NGUYÊN CÔNG 4: Phay mặt đầu E 27 3.5 NGUYÊN CÔNG 5: Phay mặt mặt B, mặt E, rãnh có bề rộng 50: 33 3.6 NGUYÊN CÔNG 6: Phay hai mặt G, H 42 3.7 NGUYÊN CÔNG 7: Khoan, roa lỗ 24, khoét lỗ 32 45 3.8 NGUYÊN CÔNG 8: Phay rãnh cong rộng 22 .54 3.9 NGUYÊN CÔNG 9: Phay hai mặt I,K rãnh rộng 90 60 3.10 NGUYÊN CÔNG 10: Khoan, doa lỗ 16 63 3.11 NGUYÊN CÔNG 11: Bào rãnh nghiêng có bề rộng vát mép 5x450 67 3.12 NGUYÊN CÔNG 12: kiểm tra 73 CHƯƠNG IV TÍNH TỐN LƯƠNG DƯ 74 SVTH: Hồng Cơng Hiệp GVHD: Thầy Dương Văn Đức 4.1 Tính tốn lượng dư cho nguyên công phay mặt đáy 74 CHƯƠNG V TÍNH TỐN ĐỒ GÁ NGUN CƠNG PHAY RÃNH 90 mm 76 5.1 Khái quát : 76 5.2 Tính lực kẹp phay : 76 CHƯƠNG VI KẾT LUẬN 80 CHƯƠNG VII TÀI LIỆU THAM KHẢO .81 SVTH: Hồng Cơng Hiệp GVHD: Thầy Dương Văn Đức LỜI NĨI ĐẦU Cơng nghệ chế tạo máy ngành then chốt, đóng vai trị định nghiệp cơng nghiệp hố đại hoá đất nước Hiện ngành kinh tế nói chung ngành khí nói riêng địi hỏi kĩ sư khí cán kĩ thuật khí đào tạo phải có kiến thức tương đối rộng, đồng thời phải biết vận dụng kiến thức để giải vấn đề cụ thể thường gặp sản xuất Môn học cơng nghệ chế tạo máy có vị trí quan trọng chương trình đào tạo cán kĩ thuật thiết kế, chế tạo loại máy thiết bị khí phục vụ ngành kinh tế công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải, điện lực vv Để giúp cho nắm vững kiến thức mơn học làm quen hình thành tư giải nhiệm vụ thiết kế Đồ án môn học công nghệ chế tạo máy môn học thiếu sinh viên chuyên ngành chế tạo máy Đồ án sau tính tốn thiết kế quy trình cơng nghệ gia cơng chi tiết đầu bào Đồ án bao gồm năm chương : Chương I: Nghiên cứu chi tiết gia công tạo phơi Chương II: Lập quy trình cơng nghệ Chương III: Thiết kế ngun cơng Chương IV : Tính tốn lượng dư chế độ cắt Chương V: Tính tốn đồ gá Sau thời gian tìm hiểu với bảo nhiệt tình thầy giáo Bộ mơn Chế tạo máy , đặc biệt thầy Dương Văn Đức trực tiếp hướng dẫn giúp em hoàn thành đồ án môn học công nghệ chế tạo máy Trong q trình thiết kế tính tốn tất nhiên có sai sót thiếu thực tế kinh nghiệm thiết kế, em mong bảo thầy giáo đóng góp ý kiến bạn để lần thiết kế sau thực tế sau hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn ! Ngày 30 tháng năm 2021 Sinh viên thực Hồng Cơng Hiệp SVTH: Hồng Cơng Hiệp GVHD: Thầy Dương Văn Đức CHƯƠNG I NGHIÊN CỨU CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ TẠO PHÔI Mục đích chương xem kết cấu điều kiện kỹ thuật cho vẽ chi tiết có phù hợp hay khơng chức nguyên lý hoạt động khả chế tao I.1 Phân tích chức điều kiện làm việc chi tiết Chức điều kiện làm việc : Đầu bào phận gá dao đầu bào, chức chi tiết để lắp ổ gá dao Bề mặt làm việc chi tiết rãnh có bề rộng 90 lỗ 16, chi tiết địi hỏi khả chịu tảI bình thường, không cao Những yêu cầu kỹ thuật chi tiết: Nhìn chung yêu cầu kỹ thuật chi tiết khơng cao, gia công đạt yêu cầu kỹ thuật cách dễ dàng máy truyền thống Các yêu cầu kỹ thuật chi tiết là: -Đảm bảo độ song song hai cạnh rãnh < 0,02mm -Đảm bảo độ song song vuồn góc bề nặt < 0,02mm -Đảm bảo độ xác rãnh 90+0,02mm -Đảm bảo độ xác hai lỗ 160,027mm -Các bề mặt lại đạt yêu cầu Rz = 40 I.2 Vật liệu chế tạo chi tiết gia công Vật liệu chế tạo chi tiết gia công gang xám C 15-32, độ cứng HB = 90 Thành phần hoá học C%( 3,2 3,8 ), Si%( 2,4 2,7 ), Mn%( 0,5 0,8 ), P% 0,65 , Cr% 0,15 , Ni% 0,5 Thành phần hóa học: C% Si% Mn% P% Cr% Ni% 3,2 3,8 2,4 2,7 0,5 0,7 0,65 0,15 0,5 I.3 Phân tích tính cơng nghệ kết cấu chi tiết Nhìn chung tính công nghệ gia công chi tiết không phức tạp Đây chi tiết có kết cấu đơn giản, gia cơng dụng cụ cắt bình SVTH: Hồng Cơng Hiệp GVHD: Thầy Dương Văn Đức thường, máy công cụ truyền thống, chế tạo phôI dễ dàng, nguyên công chủ yếu gia công máy phay máy khoan Yêu cầu độ xác chi tiết khơng cao, có hai bề mặt làm việc có u cầu xác tới phần trăm, cịn bề mặt khác cần gia công thô.Xác định dạng sản xuất Sản lượng chi tiết cần chế tạo năm : N=N1.m =4000.1.= 4400 (chiếc/năm) Trong đó: N1: Sản lượng sản phẩm cần chế tạo năm theo kế hoạch, N1=4000 chiếc/năm M: Số lượng chi tiết sản phẩm , m = Lượng sản phẩm dự phịng sai hỏng chế tạo phơi , = 4% Lượng sản phẩm dự trù cho hỏng hóc phế phẩm q trình gia cơng , = 6% Khối lượng chi tiết: � = �.� (�g) Trong đó: �: Khối lượng chi tiết ( kg ) V: Thể tích chi tiết ( ) �: Khối lượng riêng vật liệu ( g/ ) Ta có : V = V1+V2-V3-V4-V5-V6-V7 Trong : V1: thể tích hình chữ nhật lớn V2: thể tích hai thành rãnh 90 V3: thể tích rãnh 50 V4: thể tích đường trịn 32 V5: thể tích đường trịn 24 V6: thể tích đường trịn 16 V7: thể tích rãnh cong có bề rộng 22 Ta có: V1 = 150.250.18 = 675000 V2 =150.44.30.2 =396000 V3 = 50.150.6 = 45000 V4 = 3,14.162.3 = 2411 SVTH: Hồng Cơng Hiệp GVHD: Thầy Dương Văn Đức V5 = 3,14.122.13 = 5878 V6 = 3,14.82.2 = 12057 V7 = 100.22.22 + 3,14.112.22 = 56758 V = 675000 + 39600 – 45000 – 2411 – 5878 -12057 – 56758 = 948896 mm3 0,94 dm3 Vậy trọng lượng chi tiết là: Q = 0,94 = 6,5 kg Với khối lượng Q = 6,5 kg , sản lượng năm N = 4400 chiếc/năm chi tiết thuộc dạng sản xuất hàng loạt lớn ( Bảng 1.1 - 19 tài liệu [1] ) Q - trọng lượng chi tiết Dạng sản xuất > 200 kg 4÷200 kg < kg Sản lượng hàng năm chi tiết (chiếc) Đơn 1000 > 5000 > 50000 Hàng khối I.4 Chọn phôi phương pháp chế tạo phôi Chọn phôi xác định nhiều yếu tố như: + Kết cấu chi tiết chi tiết dang hộp + Vật liệu chi tiết gang xám + Điều kiện làm việc chi tiết + Dạng sản xuất sản xuất loạt vừa Cơ tính đọ xác phơi đúc tuỳ thuộc vào phương pháp đúc Và kỹ thuật làm khn Tuỳ theo tính chất vật liệu chi tiết đúc, trình độ kỹ thuật đúc để chọn phương pháp đúc khác Chọn phôi hợp lý đảm bảo tốt yêu cầu kỹ thuật chi tiết mà ảnh hưởng đến xuất giá thành sản phẩm Chọn phôi tốt làm cho quy trinh cơng nghệ đơn giản nhiều phí tổn vật liệu chi phí gia cơng giảm nhiều Phôi xác định hợp lý SVTH: Hồng Cơng Hiệp GVHD: Thầy Dương Văn Đức phần lớn phụ thuộc vào lượng dư gia công Dựa vào yếu tố đưa phương pháp chế tạo phôI sau: Phương án 1: Chọn phôi đúc thực khuôn kim loại, mẫu gỗ Ưu điểm: Có thể tạp hình dáng phơi gần giống hình dáng chi tiết Lượng dư gia cơng bề ngồi phơi tương đối đồng đều, lượng dư gia công nhỏ Chế độ cắt ổn định Nhược điểm: Giá thành chế tạo khuôn kim loại tương đối đắt Phương án 2: Chọn phôi đúc đươch thực khn cát Ưu điểm : gía thành chế tạo phơi rẻ Có thể tạo hình dáng phơi gần giống với hình dạng chi tiết Lượng dư gia cơng bên ngồi phơi tương đối đồng chế độ cắt ổn định Nhược điểm: Thời gian chuẩn bị phôi tương đối nhiều công sứ So sánh hai phương án ta thấy phương án phù hợp với sản xuất loạt vừa I.5 Thiết kế vẽ chi tiết lồng phôi: Muốn thiết kế vẽ lồng phôi trước hết ta cần xác định mặt gia cơng, tính tra lượng dư cho mặt Dựa vào vẽ chi tiết ta thấy có mặt sau cần gia cơng : Mặt đáy A, mặt B , Mặt G , Hai mặt bên C D, Mặt đầu H , hai mặt rãnh có bề rộng 90 *Tính lượng dư gia cơng phay mặt đáy A: Lượng dư gia cơng tính theo cơng thức: Zimin = Ri-1+Ti-1+Pi-1+ i Trong đó: Ri-1: chiều cao nhấp nhô tế vi bước công nghệ trước để lại Ti-1: chiều sâu lớp hư hỏnh bề mạt bước công nghệ trước để lại Pi-1: tổng sai lệch vị trí khơng giando bước cơng nghệ trước để lại i: Sai số bước công nghệ thức Theo bảng 10( HĐTKACNCTM ) ta có gia tri Rz Ti phôI là: Rz = 250 m , Ti = 350 m Sai lệch không gian tổng cơng tính theo cơng thức PphơI = Pc + Pcm Giá trị Pc tính theo cơng thức: Pc = k.L Theo bảng 15( HĐTKACNCTM ) ta có k = 0,7 L : chiều dài bề mặt gia cơng, L =250mm 10 SVTH: Hồng Công Hiệp GVHD: Thầy Dương Văn Đức Pc = 0,7.250 = 175 m Sai lệch Pcm tính theo công thức sau 2 Pcm = b c b c dung sai kích thước chiều dài bề rộng bề mặt gia cơng Tra bảng 3-98(STCNCTM1) ta có sai lệch cho phép theo kích thước vật đúc cấp xác là: b = 0,8mm = 800 m ; c = 1mm = 1000 m Pcm = 800 1000 1280,6 m Vởy sai lệch tổng cộng PphôI = Pc + Pcm =175+1280,6 = 1455,6 m Sai lệch khơng gian cịn lại sau phay thô Pi = K.Pphôi K hệ số xác hóa Sau gia cơng thơ K = 0,06 Pi = 0,06.1455,6 = 87,336 m Sai số gá đặt phay thô mặt đáy A xác định sau: gd = c k c = chuẩn định vị trùng với gốc kích thước Sai số kẹp chặt k = 130 m ( tra bảng 23 HĐTKACNCTM ) Vậy gd = k = 130 m Vậy lượng dư gia công phay thô Z1min = 250+350 +1455,6+130 = 2185 m Lượng dư gia công phay tinh mặt đáy Z2min = 50+87,336+130 = 267 m Vậy lượng dư gia công mặt đáy Zmin = Z1min + Z2min = 2185+267 = 2416 m Tra lượng dư cho bề mặt lại Tra bảng 3-95 STCNCTMT1, ta có : Zmin = 4,0mm 11 SVTH: Hồng Cơng Hiệp GVHD: Thầy Dương Văn Đức CHƯƠNG II LẬP QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ II.1 Xác định đường lối công nghệ : Do kết cấu chi tiết dơn giản, khả gá nhiều dao máy hạn chế, địng thời gia cơng nhiều vị trí nhiều dao gia cơng song song khó thực hiện, ta xây dựng quy trình cơng nghệ theo ngun tắc phân tán ngun cơng tức quy trình công nghệ chia thành nguyên công đơn giản có thời gian nhau( nhịp ) bội số nhịp Với quy trình cơng nghệ theo ngun tắc ta chọn phương pháp gia cơng vị trí, dao gia cơng II.2 Chọn phương pháp gia công: Lá sản xuất loạt vừa mn chun mơn hố cao để đạt suất cao điều kiện sản xuất Việt Nam đường lối cơng nghệ thích hợp phân tán nguyên công.ở đay ta dùng máy vạn kết hợp với loại đồ gá chuyên dùng để chế tạo Khi gia công lỗ 32+0,025 ta sử dụng phương pháp khoan, khoét, doa để đảm bảo độ xác theo u cầu Gia cơng mặt phẳng đáy với Rz = 20 hay độ bóng cấp có phương pháp gia cơng để đạt độ bóng cấp là: bào tinh, phay tinh Do dó ta chọn phương pháp gia công lần cuối phay tinh Gia cơng bề mặt cịn lại ta cần dùng phương pháp gia công thô để đạt Rz40 12 SVTH: Hồng Cơng Hiệp GVHD: Thầy Dương Văn Đức II.3 Lập quy trình cơng nghệ Nguyên công : Tạo phôi Nguyên công 2: Phay mặt đáy A Nguyên công 3: Phay hai mặt bên C_D Nguyên công 4: Phay mặt đàu E Nguyên công 5: Phay mặt B, mặt F, rãnh có bề rơng 50 Ngun cơng 6: Phay hai mặt G,H Nguyên công 7: Khoan, roa lỗ 24, khoét lỗ 32 Nguyên công 8: Phay rãnh cong có bề rơng 22 Ngun cơng 9: Phay hai cạnh Y,K có bề rộng 90 Nguyên công 10: Khoan roa lỗ 16 Nguyên công 11: Bào rãnh nghiêng có bề rơng vát cạnh 5x450 Ngun cơng 12: Kiểm tra 13 SVTH: Hồng Công Hiệp GVHD: Thầy Dương Văn Đức Chọn theo máy: nm = 34,5 (htk/ph) Vận tốccắt thực tế là: 34,5.200.(1 0,75) 12 1000 V= (m/ph) * Tính lực cắt Pz : Pz = Cpz.txpz.Sypz.Vnz.Kpz Tra bảng 11-1 (Chế dộ cắt gia cơng khí) ta có : Cpz xpz ypz nz 158 1 Hệ số điều chỉnh Kpz = Kmpz.K pz K pz KRPZ.K pz Tra bảng 15-1(Tra bảng chế độ cắt gia cơng khí) ta có KMPZ = Tra bảng 15-1 (chế độ cắt gia cơng khí) ta có : K pz K pz KRPZ K pz 0,89 1 Thay vào cơng thức tính Pz Pz = `58.10,271.120.0,89.1.1.1.1=38 kg Ta thấy Pz nhỏ so với lực cắt cho phép máy Kết luận : máy làm việc an tồn Cơng suất cắt gọt Pz.v 38.12 0,07 Ne = 102.60 102.60 kw So sánh với công suất máy ta thấy Ne = 0,07 kw < Nm Vậy máy làm việc an toàn * Bước : Bào vát mép Chiều sâu cắt t =1(mm) * Xác định lượng tiến dao S(mm/htk) Tra bảng 19-2(Chế độ cắt gia cơng khí) ta có: S = 0.9 1,2 (mm/htk) Chọn S=0,9( mm/htk) Xác định vận tốc cắt V(m/phút) Vận tốc cắt xác định sau: Cv K v K yv xv yv V = T t S m 62 SVTH: Hồng Cơng Hiệp GVHD: Thầy Dương Văn Đức Kyv hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào máy Máy bào ngang Kyv=0,8 Kv: hệ số điều chỉnh chung cho vận tốc cắt Kv=Kmv.Knv.Kuv.K v K 1v Kqv.Krv Tra bảng 2-1(chế độ cắt gia cơng khí) ta có: Kmv=1 Tra bảng 7-1(chế độ cắt gia cơng khí) ta có: Knv=1 Tra bảng 8-1(chế độ cắt gia cơng khí) ta có: Kuv=1 Tuổi bền dao T=140 phút Thay vào cơng thức tính V ta được: 22,5.1.1.1.0,8 Cv 18,4 K v K yv ,15 0, xv yv V = T t S = 140 1.0,94 (m/phút) m Từ ta có số hành trình kép là: 1000.V 1000.18,4 52( htk ) K= L(m 1) = 200.(1 0,75) Chọn theo máy nm=49 (htk/phút) Vận tỗc cắt thực tế là: 49.200.(1 0,75) 1000 V= =17,15(m/phút) Tính lực cắt Pz Pz=Cpz.txpz.Sypz.Vnz.Kpz Tra bảng 11-1 (chế độ cắt gia cơng khí) ta có: Cpz Xpz Ypz nz 114 0,9 0,75 Hệ số điều chỉnh Kpz=Kmpz.K pz K pz Krpz K pz Tra bảng 12-1 (chế độ cắt gia cơng khí) ta có: Kmpz=1 Tra bảng 15-1 (chế độ cắt gia cơng khí) ta có: K pz K pz Krpz K pz 1 1 Thay vào cơng thức tính Pz ta : Pz=114.10,9.0,90,75.17,10.1.1.1.1.1=105(kg) Ta thấy Pz nhỏ so với lực cắt cho phép máy Vậy máy làm việc an tồn * Cơng suất cắt gọt: 63 SVTH: Hồng Cơng Hiệp GVHD: Thầy Dương Văn Đức Pz.V 105.17,1 Ne= 102.60 = 102.60 0,3 (KW) So sánh với công suất máy cho thấy: Ne=0,3(KW)