Đồ án càng gạt

Liên hệ xuka.tran@gmail.com để nhận bản vẽ CAD

Lời nói đầu Hiện nay, cùng với sự phát triển của ngành cơ khí, môn công nghệ chế tạo máy thực sự là hành trang mỗi kĩ s trớc khi ra trờng,ngời công nhân cố thể dựa vào làm cơ sở thiết kế. Môn công nghệ chế tạo máy đợc đem vào giảng dạy ở hầu hết các trờng kĩ thuật và càng ngày không ngừng đợc cải tiến dới sự nghiên cứu của các chuyên gia hàng đầu. Đối với mỗi sinh viên cơ khí, đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy là môn học giúp sinh viên làm quen với việc giải quyết các vấn đề tổng hợp của công nghệ chế tạo máy đã đợc học ở trờng qua các giáo trình cơ bản về công nghệ chế tạo máy. Khi làm đồ án này ta phải làm quen với cách sử dụng tài liệu, cách tra sổ tay cũng nh so sánh lý thuyết đã học với thực tiễn sản xuất cụ thể một sản phẩm điển hình.Để hoàn thành đ- ợc đồ án môn học này, em xin chân thành cảm ơn sự hớng dẫn của thầy Nguyễn Trọng Bình cùng các thầy cô giáo thuộc bộ môn Công Nghệ Chế Tạo Máy trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội. Do làm lần đầu đợc hoàn thành môn học này, tất nhiên không thể tránh khỏi có sai sót. Em rất mong có đợc sự chỉ bảo giúp đỡ của các thầy và các bạn. Hà Nội 10/2004 Sinh viên Hoàng Hồng Giang 1 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: Chức năng làm việc của chi tiết:chi tiết cần yêu cầu thiết kế là chi tiết càng gạt thờng cò chức năng biến chuyển động thẳng của chi tiết này thành chuyển động quay của chi tiết khác .Ngoài ra chi tiết dạng càng còn dùng để đẩy bánh răng ,nó có chức năng đẩy bánh răng để thay đổi tỉ số truyền,đợc dùng nhiều trong máy công cụ. Các bề mặt làm việc : +Các mặt đầu của càng tiếp xúc với bánh răng khi gạt bánh răng. +Mặt tru trong của lỗ càng gạt đợc lắp ghép với trục gạt. +Lỗ chốt :Lắp chốt chống di chuyển dọc trục của càng gạt. các kích thớc quan trọng: +Chiều dài mặt đầu tiếp xúc với bánh răng :Yêu cầu có độ chính xác cao dễ dàng lắp vào khe bánh răng đồng thời không gây va đập khi gạt. +Khoảng cách tâm: Do trong máy công cụ khoảng cách giữa trục gạt và trục lắp bánh răng có khoảng cách cố định . +Kích thớc lỗ trục :yêu cầu dung sai nhỏ, độ đồng tâm cao với trục gạt. Điều kiện kĩ thuật cơ bản của chi tiết: +lỗ trục: Dung sai ỉ 084,0 20 tơng dơng với ccx 10, ỉ12 +0,07 tơng đơng với ccx8 Độ bóng R a 2,5 tơng đơng với 6 +Mặt đầu :kích thớc 25 05,0 + .Độ bóng R z 20 tơng đơng với 5 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: Đối với chi tiết dạng càng tính công nghệ có ý nghĩa quan trọng vì nó ảnh hởng trực tiếp đến năng suất và độ chính gia công .Vì vậy ,khi thiết kế nên chú ý kết cấu của nó đến Bề mặt làm việc chủ yếu của càng gạt là hai bề mặt trong của hai lỗ. Cụ thể ta cần đảm bảo các điều kiện kỹ thuật sau đây: - Lỗ 1 và 2 dùng để vít chặt càng gạt với trục - Hai đờng tâm của hai lỗ I và II phải song song với nhau và cùng vuông góc với mặt đầu càng gạt . Hai đờng tâm của hai lỗ I và II phải đảm bảo khoảng cách A = 150 0,1 , độ không song song 2 của hai tâm lỗ là 0,1 mm trên l = 100 mm (0,1/100), độ không vuông góc của tâm lỗ so với mặt đầu là 0,1 mm trên l = 100 mm (0,1/100). Qua các điều kiện kỹ thuật trên ta có thể đa ra một số nét công nghệ điển hình gia công chi tiết càng gạt nh sau: + Kết cấu của càng phải đợc đảm bảo khả năng cứng vững. + Với càng gạt, với kích thớc không lớn lắm phôi nên chọn là phôi dập và vì để đảm bảo các điều kiện làm việc khắc nghiệt của càng gạt. + Chiều dài các lỗ cơ bản nên chọn bằng nhau và các mặt đầu của 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 càng gạt 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 tiết cùng một lúc. + Kết cấu của càng phải thuận lợi cho việc chọn chuẩn thô và chuẩn tinh thống nhất. Với càng gạt, nguyên công đầu tiên gia công hai mặt đầu cùng một lúc để đảm bảo độ song song của 2 mặt đầu và để làm chuẩn cho các nguyên công sau ( gia công hai lỗ chính ) nên chọn chuẩn thô là hai mặt thân biên không gia công. 3,Xác định dạng sản xuất: Sản lợng hàng năm đợc xác định theo công thức sau đây: N = N 1 m + + 100 1 100 1 Trong đó: N : Số chi tiết đợc sản xuất trong một năm; N 1 : Số sản phẩm (số máy) đợc sản xuất trong một năm; m : Số chi tiết trong một sản phẩm; : Số chi tiết đợc chế tạo thêm để dự trữ (5% đến 7%) chọn =5% : số chi tiết phế phẩm ở phân xởng đúc =3% N = 5000 .1 . + + 100 3 1 100 5 1 =5408 ( sản phẩm). Sau khi xác định đợc sản lợng hàng năm ta phải xác định trọng lợng của chi tiết. Trọng lợng của chi tiết đợc xác định theo công thức: Q = V. : Trọng lọng vật liệu của chi tiết thép =7,852 (kg/dm 3 ) V:Thể tích chi tiết V= V 1 +V 2 + V 3 Trong đó V 1 : Thể tích đầu lớn V 1 = .R 1 2 .h = 3,14.40 2 .29= 145696mm 3 3 Thể tích đầu nhỏ V 2 =.R 2 2 h = 3,14.25 2 .29=56912,5 mm 3 Thể tích phần thân V 3 : V 3 =10.(40+25).150/2=45000 mm 3 D o đó V=145696+56912,5+45000=247608,5 mm 3 =0,2476085 dm 3 Trọng lợng chi tiết: Q 1 =V. thép =0,2476085.7,852 = 1,9442Kg Theo bảng 2 trang 13 Thiết kế đồ án CNCTM, ta có: Dạng sản suất: Hàng loạt Lớn 4,Chọn ph ong pháp chọn phôi: 1.1 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 (< 10 kg) thì ta chọn phôi là cán định hình. 1.2 Rèn tự do: 1.3 Dập lần : 1.4 Cắt bavia: 1.5 Bản vẽ lồng phôi: Từ cách chế tạo phôi ở trên ta có thể tra đợc lợng d theo bảng 3-9 (Lợng d phôi cho vật rèn khuôn ) Sổ tay công nghệ Chế tạo Máy. Các kích thớc của vật rèn khuôn, đợc xác định đối với các bề mặt gia công của chi tiết khi làm tròn sẽ tăng lợng d lên với độ chính xác : + 0,5 mm. Trị số l- ợng d cho trong bảng cho đối với bề mặt R z = 80; nếu bề mặt gia công có R z = 20 ữ 40 thì trị số l- ợng d tăng 0.3 ữ 0.5 mm; nếu bề mặt có độ nhấp nhô thấp hơn thì trị số lợng d tăng thêm 0.5 ữ 0.8 mm. 4 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) 5.1 Lập sơ bộ các nguyên công: - Nguyên công 2 : Phay mặt đầu đạt kích thớc 25 0,05 , gia công trên máy phay ngang bằng hai dao phay đĩa 3 mặt có đờng kính là 110 mm (cấp độ bóng cấp 5) để làm chuẩn định vị cho các nguyên công sau. - Nguyên công 3 : Gia công lỗ đầu to càng gạt đạt kích thớc 20 0,084 , gia công trên máy khoan bằng mũi khoan, khoét, mũi doa để đạt đợc độ nhám R a = 2,5. - Nguyên công 4 : Gia công lỗ đầu nhỏ càng gạt đạt kích thớc 12 0,07 , gia công trên máy khoan bằng mũi khoan, khoét, mũi doa để đạt đợc độ nhám R a = 2,5. - Nguyên công 5 : Gia công vấu đầu to càng gạt trên máy phay đứng bằng dao phay ngón để đạt đợc kích thớc 15. - Nguyên công 6 : Gia công lỗ dầu đầu to càng gạt, khoan trên máy khoan cần có đờng kính 3. - Nguyên công 7 : Gia công ren đầu to càng gạt trên máy rô bằng mũi ta rô để đạt kích thớc M4ì0,2 - Nguyên công 8 : phay vấu đầu nhỏ càng gạt bằng dao phay ngón - Nguyên công 9 : Gia công lỗ dầu đầu to càng gạt, khoan trên máy khoan cần có đờng kính 3. - Nguyên công 10: Gia công ren đầu to càng gạt trên máy rô bằng mũi ta rô để đạt kích thớc M4ì2, - Nguyên công 11 : vát mép các lỗ. - Nguyên công 12: Kiểm tra Độ song song của hai lỗ biên không đợc quá 0,1 mm, độ vuông góc của cả hai lỗ với mặt đầu tơng ứng không vợt quá 0,1 mm, độ song song của hai mặt đầu không vợt quá 0,1 mm. 5.2Thiết kế các nguyên công cụ thể: 5.2.1,Nguyên công I : Phay mặt đầu -, Lập sơ đồ gá đặt: Hai mặt đầu càng gạt cần đảm bảo độ song song bởi vậy ta sử dụng cơ cấu kẹp tự định tâm hạn chế cả 6 bậc tự do, và má kẹp có khía nhám định vị vào hai mặt phẳng của thân tay biên bởi đây là chuẩn thô. 5 -, 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 vuông góc với phơng của kích thớc thực hiện. Để đảm bảo độ phẳng của hai mặt đầu ta cần gia công hai mặt của hai đầu biên trong cùng một nguyên công . -,Chọn máy: Máy phay nằm ngang 6H82. Công suất của máy N m = 7kW -,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 Công nghệ Chế Tạo Máy tập 2): D = 110 mm, d =32 mm, B = 16 mm, số răng Z = 14 răng. -,Lợng d gia công: Phay 2 lần với lợng d phay thô Z b1 = 1.5 mm và lợng d phay tinh Z b2 = 0.5 mm a, Với phay thô: -,Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt cho một dao. Chiều sâu cắt t = 1.5 mm, Lợng chạy dao S = 0.12 mm/răng, Tốc độ cắt V b = 31,5 m/phút. Tốc độ cắt tính toán V t =V b .k 1 .k 2 .k 3 .k 4 Các hệ số hiệu chỉnh: K 1 : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào nhóm và cơ tính của thép cho trong bảng 5-225 (Sổ tay CNCTM2) k 1 = 1,16 K 2 : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái của bề mặt gia công và chu kỳ bền của dao cho trong bảng 5-120 (Sổ tay CNCTM2)- k 2 = 0,85 K 3 : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào dạng gia công cho trong bảng 5-132 (Sổ tay CNCTM2)- k 3 = 1. Vậy tốc độ tính toán là: V t =V b .k 1 .k 2 .k 3 = 31,5.1,16.0,85.1 = 31,059 m/phút. Số vòng quay của trục chính theo tốc độ tính toán là: n t = == 110.14,3 059,31.1000 . .1000 d v t 89,92 vòng/phút Ta chọn số vòng quay theo máy n m = 95 vòng/phút. Nh vậy, tốc độ cắt thực tế sẽ là: V tt = == 1000 95.110.14,3 1000 m nd 32,813 m/phút. Lợng chạy dao phút là S p = S r .z.n = 0,12.14.95 =159,6 mm/phút. Theo máy ta có S m = 150 mm/phút. b, Phay tinh: -,Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt cho một dao. Chiều sâu cắt t = 0.5 mm, Lợng chạy dao S = 0.18 mm/răng, Tốc độ cắt V b = 37,5 m/phút. Tốc độ cắt tính toán V t =V b .k 1 .k 2 .k 3 .k 4 6 Các hệ số hiệu chỉnh: K 1 : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào nhóm và cơ tính của thép cho trong bảng 5-225 (Sổ tay CNCTM2) k 1 = 1,16 K 2 : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái của bề mặt gia công và chu kỳ bền của dao cho trong bảng 5-120 (Sổ tay CNCTM2)- k 2 = 0,8 K 3 : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào dạng gia công cho trong bảng 5-132 (Sổ tay CNCTM2)- k 3 = 1. Vậy tốc độ tính toán là: V t =V b .k 1 .k 2 .k 3 = 37,5.1,16.0,8.1 = 34,8 m/phút. Số vòng quay của trục chính theo tốc độ tính toán là: n t = == 110.14,3 8,34.1000 . .1000 d v t 100,75 vòng/phút Ta chọn số vòng quay theo máy n m = 95 vòng/phút. Nh vậy, tốc độ cắt thực tế sẽ là: V tt = == 1000 95.110.14,3 1000 m nd 32,813 m/phút. Lợng chạy dao phút là S p = S r .z.n = 0,18.14.95 =239,4 mm/phút. Theo máy ta có S m = 235 mm/phút. 5.2.2 Nguyên công II: khoan,Khoét, Doa, lỗ 20 0.084 -,Lập sơ đồ gá đặt: Gia công lỗ đầu to càng gạt cần đảm bảo độ đồng 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 một khối V cố định ,định vị vào mặt trụ ngoài của đầu to càng gạt hạn chế 2 bậc tự do và một khối V tuỳ động định vị vào mặt ngoài ở đầu nhỏ càng gạt khống chế 1 bậc tự do -,Kẹp chặt: Chi tiết đợc kẹp chặt bằng cơ cấu kẹp lực kẹp song song với kích thớc gia công. -,Chọn máy: Máy khoan đứng 2A135. Công suất của máy N m = 6kW -,Chọn dao:Mũi khoan ruột gà thép gió D=18; Mũi Khoét có lắp mảnh hợp kim cứng D = 19,8 mm, Mũi Doa thép gió D = 20mm, -,Lợng d gia công: Gia công 3 lần với lợng d khoan Z b1 = 9 mm và lợng d khoét Z b2 =0,9mm, lợng d Doa Z b3 = 0,1 mm a, Khoan lỗ ỉ18: -,Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt cho Khoan. Chiều sâu cắt t =9mm, Lợng chạy dao S = 0.36 mm/vòng, Tốc độ cắt V b = 27,5 mm/vòng. 7 Tốc độ tính toán V t =V b .k 1 .k 2 .k 3 .k 4 Ta tra đợc các hệ số phụ thuộc: k 1 : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền, (bảng5-86 Sổ tay CNCTM tập 2), k 1 = 1 k 2 : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vàotrạng thái bề mặt phôi, (bảng5-86 Sổtay CNCTM t.2), k 2 =1 k 3 : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào Mác của hợp kim cứng, (bảng5-86 Sổ tay CNCTM tập 2), k 3 = 1 k 4 :Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều sâu của lỗ k 4 =1 Vậy V t = V b .k 1 .k 2 .k 3 .k 4 =27,5.1.1.1.1 =27,5 m/phút. Ta xác định số vòng quay tính toán của trục chính n t dựa vào công thức: n t = == 18.14,3 5,27.1000 . .1000 D V t 442,32vòng/phút Số vòng quay của trục chính theo dãy số vòng quay: n m = 540 vòng/phút Vận tốc thực tế là V tt = 1000 m nD = 1000 540.18.14,3 =30,91 m/phút Lợng chạy dao S = 0,36 mm/vòng. b, Khoét lỗ ỉ19,8 : -,Xác định chế độ cắt cho khoét : Chiều sâu cắt : t =0,9 mm Lợng chạy dao : S=0,7 mm/vòng Vận tốc cắt : V=86 (m/ph) Tốc độ tính toán V t =V b .k 1 .k 2 .k 3 .k 4 Ta tra đợc các hệ số phụ thuộc: k 1 : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền, (bảng5-109 Sổ tay CNCTM tập 2), k 1 = 1 k 2 : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vàotrạng thái bề mặt phôi, (bảng5-109 Sổtay CNCTM t.2), k 2 =1 k 3 : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào Mác của hợp kim cứng,(bảng5-109 Sổ tay CNCTM tập 2), k 3 = 1 Vậy V t = V b .k 1 .k 2 .k 3 .k 4 =86.1.1.1.1 =86 m/phút. Ta xác định số vòng quay tính toán của trục chính n t dựa vào công thức: n t = == 8,19.14,3 86.1000 . .1000 D V t 1383,25vòng/phút 8 Số vòng quay của trục chính theo dãy số vòng quay: n m = 1390 vòng/phút Vận tốc thực tế là V tt = 1000 m nD = 1000 1390.8,19.14,3 =86,42 m/phút Lợng chạy dao S = 0,7 mm/vòng. c, Doa lỗ ỉ20: Xác định chế độ cắt cho Doa. Chiều sâu cắt t = 0,1 mm, Lợng chạy dao S = 1 mm/vòng, Tốc độ cắt V = 10,6 m/ph , Tốc độ tính toán V t =V b .k 1 . Ta tra đợc các hệ số phụ thuộc: k 1 : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền, (bảng5-113 Sổ tay CNCTM tập 2), k 1 = 1 Vậy V t = V b .k 1 =10,6.1. =10,6 m/phút. Ta xác định số vòng quay tính toán của trục chính n t dựa vào công thức: n t = == 20.14,3 6,10.1000 . .1000 D V t 168,78vòng/phút Số vòng quay của trục chính theo dãy số vòng quay: n m = 190 vòng/phút Vận tốc thực tế là V tt = 1000 m nD = 1000 190.20.14,3 =11,932 m/phút Lợng chạy dao S = 0,81 mm/vòng. 5.2.3,Nguyên công III: khoan , Khoét, Doa, vát mép lỗ 12 0.07 Định vị : Gia công lỗ đầu nhỏ càng gạt cần đảm bảo độ đồng tâm tơng đối giữa hình trụ trong và hình tròn ngoài của phôi và độ vuông góc của tâm lỗ và mặt đầu đồng thời cần đảm bảo khoảng cách tâm của hai lỗ A = 150 0.1 bởi vậy ta định vị nhờ một mặt phẳng hạn chế 3 bậc tự do định vị vào mặt đầu, một chốt trụ ngắn vào lỗ đầu to càng gạt hạn chế 2 bậc tự do và để chống xoaychi tiết ta ding khối V tuỳ động. Kẹp chặt:Chi tiết đợc kẹp chặt bằng đòn kẹp . Chọn máy: Máy khoan đứng 2A135 có công suất của máy N m = 6 kW Chọn dao: Chọn mũi khoan ruột gà bằng thép gió phi tiêu chuẩn ỉ9. Mũi Khoét có lắp mảnh hợp kim cứng ỉ11,8, Mũi Doa bằng thép gió ỉ12, L ợng d gia công: Gia công 3 lần với lợng d khoan Z b1 = 4,5mm lợng d khoét Z b2 =1,4mm, lợng d Doa Z b3 = 0,1 mm. a,khoan lỗ ỉ9: Chế độ cắt: Chiều sâu cắt :t=4,5 mm 9 Lợng chạy dao: S=0,25 mm/vòng Vận tốc cắt :V b =24 m/ph Tính tốc độ cắt tính toán V t =V b .k 1 .k 2 .k 3 .k 4 Trong đó k 1 : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền, (bảng5-86 Sổ tay CNCTM tập 2), k 1 = 1,15 k 2 : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vàotrạng thái bề mặt phôi, (bảng5-86 Sổtay CNCTM t.2), k 2 =1 k 3 : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào Mác của hợp kim cứng, (bảng5-86 Sổ tay CNCTM t2), k 3 = 1 k 4 :Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều sâu của lỗ k 4 =1 Vậy V t = V b .k 1 .k 2 .k 3 .k 4 =24.1,15.1.1.1 =27,6 m/phút. Ta xác định số vòng quay tính toán của trục chính n t dựa vào công thức: n t = == 9.14,3 6,27.1000 . .1000 D V t 976,64 vòng/phút Số vòng quay của trục chính theo dãy số vòng quay: n m = 950 vòng/phút Vận tốc thực tế là V tt = 1000 m nD = 1000 950.9.14,3 =26,847m/phút Lợng chạy dao theo máy S=0,22 mm/vòng b, Khoét lỗ ỉ11,8 : -,Xác định chế độ cắt cho khoét : Chiều sâu cắt : t =1,4 mm Lợng chạy dao : S=0,59 mm/vòng 10 . Mũi Doa bằng thép gió ỉ12, L ợng d gia công: Gia công 3 lần với lợng d khoan Z b1 = 4,5mm lợng d khoét Z b2 =1,4mm, lợng d Doa Z b3 = 0,1 mm. a,khoan lỗ. cấu để hạn chế 6 bậc tự do nh sau: mặt đầu hạn chế 3 bậc tự do, một chốt trụ ngắn hạn chế 2 bậc tự do , chốt chám hạn chế 1 bậc tự do chống xoay còn lại.