Đang tải... (xem toàn văn)
đồ án công nghệ chế tạo chi tiết càng C11 .................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
LỜI NÓI ĐẦU Môn học công nghệ chế tạo máy đóng vai trò quan trọng trong chương trình đào tạo kỹ sư và cán bộ kỹ thuật về thiết kế và chế tạo các loại máy, các thiết bị phục vụ các ngành công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải Đồ án môn học công nghệ chế tạo máy là một trong các đồ án có tầm quan trọng nhất đối với một sinh viên khoa cơ khí. Đồ án giúp cho sinh viên hiểu những kiến thức đã học không những môn công nghệ chế tạo máy mà các môn khác như: máy công cụ, dụng cụ cắt Đồ án còn giúp cho sinh viên được hiểu dần về thiết kế và tính toán một qui trình công nghệ chế tạo một chi tiết cụ thể. Được sự giúp đỡ và hướng dẫn tận tình của thầy Lê Như Trang trong bộ môn công nghệ chế tạo máy đến nay đồ án môn học của em đã hoàn thành. Tuy nhiên việc thiết kế đồ án không tránh khỏi sai sót em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy và sự chỉ bảo của các bạn. Em xin chân thành cảm ơn thầy Lê Như Trang đã giúp đỡ em hoàn thành công việc được giao. 1 PHẦN I : PHÂN TÍCH CHI TIẾT I. Nhiệm vụ thiết kế : Thiết kế qui trình công nghệ gia công chi tiết C11 đảm bảo các yêu cầu kĩ thuật cho trên bản vẽ. II. Phân tích chức năng làm việc : + Chi tiết cần yêu cầu thiết kế thuộc họ chi tiết dạng càng, chi tiết này có thể được sử dụng trong các hộp tốc độ, trong các hệ truyền động cơ khí… + Ở chi tiết này được thiết kế với các lỗ được sử dụng để có thể lắp các trục, tại mặt bên của mỗi lỗ có khoan lỗ bắt vít được sử dụng để hạn chế bậc dịch chuyển dọc trục của chi tiết lắp vào lỗ của nó. + Chi tiết càng C11 này còn có thể được sử dụng để xác định vị trí tương quan giữa các chi tiết lắp vào lỗ , ví dụ như khi cần đỡ (hoặc xác định vị trí) của 3 trục dài trong máy thì có thể dùng chi tiết dạng càng này để nâng cao độ cứng vững mà vẫn không ảnh hưởng đến khả năng làm việc của máy. + Trên chi tiết C11 có những mặt không cần gia công lại nhưng có những mặt cần gia công đạt độ chính xác cao. Các kích thước cần đảm bảo là khoảng cách giữa các lỗ. + Để chế tạo chi tiết càng C11 này người ta có thể dùng các loại vật liệu khác nhau như : thép 40X, thép 45, gang… Ở đây có thể chọn dùng vật liệu chế tạo chi tiết là gang xám GX15-32 có thành phần hóa học như sau : C Si Mn S P 3,0 ÷ 3,7 1,2 ÷ 2,5 0,25 ÷ 1,00 <0,12 0,05 ÷ 1,00 III. Phân tích tính nghệ trong kết cấu của chi tiết : Bề mặt làm việc của cần lắc là các bề mặt trong của các lỗ. Cụ thể là ta phải đảm bảo các điều kiện kỹ thuật sau đây: *Độ không song song giữa đường tâm hai lỗ cơ bản trong khoảng 0,1 mm trờn 100 mm chiều dài. *Độ vuông góc của đường tâm lỗ M10 với đường tâm lỗ Ø12 là 0,1 mm trờn 100mm chiều dài chuẩn. *Khoảng cách giữa hai đường tâm lỗ Ø12 và M10 cần được đảm bảo độ chính xác nằm trong vùng dung sai ± 0,2mm, và giữa đường tâm lỗ Ø12 với đường tâm lỗ Ø10 nằm trong khoảng dung sai cho phép ±0,2mm. 2 *Chi tiết cần lắc có dạng thanh dẹt, dài, yếu nên cần đảm bảo kết cấu của càng phải đủ cứng vững… *Các bề mặt khác của cần gạt được gia công đạt độ nhẵn R z = 20. Với những yêu cầu kỹ thuật như trên ta có thể đưa ra một số nét công nghệ điển hình khi gia cụng chi tiết như sau: *Kết cấu của chi tiết phải đảm bảo được khả năng cững vững. *Với cần lắc, do kích thước không lớn lắm nên ta có thể chọn phôi đúc để đảm bảo các điều kiện làm việc khắc nhiệt của chi tiết. *Các mặt đầu của chúng thuộc hai mặt phẳng song song với nhau. *Kết cấu của chi tiết nên đối xứng với mặt nào đó. Với chi tiết càng gạt mà ta cần gia công các lỗ vuông góc cần thuận lợi cho việc gia công các lỗ ren phụ. *Kết cấu của chi tiết cần thuận lợi cho việc chọn chuẩn phụ, chuẩn tinh thống nhất khi gia cụng. IV. Xác định dạng sản xuất : + Có 3 dạng sản xuất trong chế tạo máy : - Sản xuất đơn chiếc - Sản xuất hàng loạt (loạt lớn, loạt vừa và loạt nhỏ) - Hàng khối Mỗi dạng sản xuất có đặc điểm riêng, phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau, tuy nhiên ở đây ta không đi sâu nghiên cứu những đặc điểm của từng dạng sản xuất mà ta chỉ nghiên cứu phương pháp xác định chúng theo tính toán. Muốn xác định dạng sản xuất thì trước hết ta phải biết sản lượng hàng năm của chi tiết gia công. Sản lượng hàng năm của chi tiết được xác định theo công thức sau : N = N 1 .m.(1 + 100 βα + ) Trong đó: N : Số chi tiết được sản xuất trong một năm; N 1 : Số sản phẩm (số máy) được sản xuất trong một năm; N 1 = 10000 ch/năm m : Số chi tiết trong một sản phẩm; m = 1 β : Số chi tiết được chế tạo thêm để dự trữ (5% đến 7%) , lấy β = 6% α : Phế phẩm trong phân xưởng đúc α = 3% ÷ 6%, lấy α = 4% Như vậy ta có : 3 N = 10000. 1. (1 + 100 64 + ) = 10000 (chi tiết/năm). + Sau khi có sản lượng hàng năm của chi tiết N = 11000 (chi tiết/năm) ta xác định trọng lượng của chi tiết. Trọng lượng của chi tiết được xác định theo công thức sau : Q 1 = V.γ (kg) Ở đây : ta sử dụng phần mềm inventer ta xuất được 4 + Sau khi có N=11000, Q 1 =0,588kg dựa vào bảng 2 (Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy) ta có dạng sản xuất là : HÀNG LOẠT LỚN V. Chọn phương pháp chế tạo phôi : + Chọn phôi tức là chọn phương pháp chế tạo phôi, xác định lượng dư, kích thước và dung sai của phôi, có nhiều dạng phôi thường dùng như : phôi thép thanh, phôi dập, phôi, phôi rèn tự do, phôi đúc. Tuy nhiên, điều cơ bản khi chọn phương pháp chế tạo phôi là sao cho hình dáng của phôi gần với hình dáng của chi tiết. + Vật liệu chi tiết gia công là gang xám GX15 - 32 . + Kết hợp với dạng sản xuất là hàng loạt lớn, hình dạng chi tiết đơn giản nên tra bảng 3 - 1 [1] chọn phương pháp chế tạo phôi là phương pháp đúc trong khuôn kim loại, chi tiết đúc đạt độ chính xác cấp I. + Mặt phân khuôn được thể hiện như hình vẽ sau : 5 VI. Thiết kế bản vẽ chi tiết lồng phôi : + Từ cách chế tạo phôi ở trên ta có thể tra được lượng dư theo bảng 3-94 [1] (Lượng dư gia công cho vật đúc cấp chính xác I ). Trị số lượng dư cho trong bảng có gia trị là 2,5 mm. + Tra bảng 3-97 [1] ta có sai lệch cho phép theo kích thước của vật đúc cấp chính xác I là 0,3 mm. + Các bề mặt đầu được gia công đạt yêu cầu kỹ thuật là R Z = 20; các lỗ được gia công đạt yêu cầu kỹ thuật Ra = 1,25. + Các giá trị dung sai về kích thước và dung sai về độ k vuông góc, độ k song song được ghi đầy đủ trong bản vẽ chi tiết lồng phôi. PHẦN II : THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG 1. Xác định đường lối công nghệ : + Sau khi phân tích kết cấu của chi tiết, dạng sản xuất là hàng loạt lớn và trong điều kiện sản xuất nước ta hiện nay, ta chọn phương án phân tán nguyên công, sử dụng nhiều đồ gá chuyên dùng để gia công chi tiết trên các máy vạn năng thông dụng. Lập sơ bộ các nguyên công: Nguyên công 1 : Phay mặt đầu trụ Ø30 , gia công trên máy phay đứng đạt R z 20 Nguyên công 2 : Phay mặt đầu của trụ φ22 và Ø30 bên dưới , gia công trên máy phay đứng bằng dao phay mặt đầu đạt R z 20 Nguyên công 3 : Gia công lỗ đạt kích thước φ12 +0,018 với các bước khoan- khoét- doa sao cho đạt được độ nhám R a = 1,25 m µ - Nguyên công 4 : Gia công lỗ đạt kích thước φ10 +0,018 với các bước khoan- khoét- doa và vát mép lỗ sao cho đạt được độ nhám R a = 1,25 m µ 6 - Nguyên công 5 : Phay mặt đầu M10 đạt kích thước 15 0,018 , gia công trên máy phay ngang bằng hai dao phay đĩa 3 mặt đạt R z 20 - Nguyên công 6 : Gia công lỗ đạt kích thước M10 với các bước khoan- khoét- ta rô và vát mép lỗ M10 - Nguyên công 7 : Kiểm tra độ không song song của hai lỗ φ12 và φ10 không được quá 0,1 mm, độ không vuông góc của cả hai lỗ φ12 và M10 không vượt quá 0,1 mm. 2.Thiết kế nguyên công : 2.1) NGUYÊN CÔNG 1: PHAY MẶT ĐẦU ( mặt trụ trên của Ø30) *Sơ đồ gá đặt : + Định vị : chi tiết gia công được định vị trên 2 phiến tỳ khía nhám do đây là mặt phẳng thô (hạn chế 3 bậc tự do do). + Kẹp chặt : chi tiết được kẹp bằng đòn kẹp liên động 7 *Chọn máy : + Chọn máy để thực hiện nguyên công 1 là máy phay đứng vạn năng 6H12 với các thông số máy như sau : - Công suất động cơ : N = 10 (kW) - Kích thước bàn máy : 400x1600 (mm) - Hiệu suất máy : η = 0,75 - Giới hạn vòng quay : 30 ÷ 1500 (vòng/phút) - Số cấp tốc độ : 18 *Chọn dao : + Dùng dao phay mặt đầu hợp kim cứng, tra bảng 4 – 3 [1] chọn vật liệu dao là BK6; tra bảng 7 (Thiết kế đồ án môn học công nghệ chế tạo máy) ta có tuổi bền danh nghĩa của dao là : T = 400 phút. + Tra bảng 4 – 95 [1] ta chọn thông số của dao phay mặt đầu răng chắp mảnh hợp kim cứng như sau : D = 100 (mm) ; B = 50 (mm) ; d = 32 (mm) ; z = 8 (răng) *Lượng dư gia công : ⇒ z b = 2,5 (mm); Ta chia làm hai bước công nghệ : - Phay thô với lượng dư là 2,0 (mm) - Phay tinh với lượng dư là 0,5 (mm) *Chế độ cắt : a) Phay thô : + Chiều sâu cắt : t = 2 (mm) được lấy bằng lượng dư gia công thô. + Lượng chạy dao : tra bảng 5 – 33 [2] có lượng chạy dao răng S Z khi phay thô bằng dao phay mặt đầu có gắn mảnh hợp kim cứng là : S Z = 0,14 ÷ 0,24 (mm/răng) ⇒ chọn S Z = 0,2 (mm/răng) ⇒ lượng chạy dao vòng : S = S Z .z = 0,2.8 = 1,6 (mm/vòng). + Tốc độ cắt V : tốc độ cắt phụ thuộc vào nhiều yếu tố như chiều sâu cắt, lượng chạy dao, vật liệu gia công, vật liệu dụng cụ cắt… Vận tốc cắt V được tính theo công thức : V t =V b .k 1 .k 2 .k 3 .k 4 .k 5 Trong đó : Theo bảng 5 – 127[2] với D = 100 ; z = 8 ; S Z = 0,2 ; t = 2 ta có V b = 180 (m/phút). k 1 : hệ số điều chỉnh phụ thuộc độ cứng của gang ; k 1 = 1,12. k 2 : hệ số điều chỉnh phụ thuộc chu kỳ bền của dao ; 8 tt d T T = 400 180 ≈ 0,5 ⇒ k 2 = 1,25. k 3 : hệ số điều chỉnh phụ thuộc mác hợp kim cứng, với BK6 có k 3 = 1,0. k 4 : hệ số điều chỉnh phụ thuộc trạng thái bề mặt gia công, với bề mặt gia công thô lần đầu có lớp vỏ cứng ta có ; k 4 = 0,8. k 5 : hệ số điều chỉnh phụ thuộc chiều rộng phay ; D B = 100 80 = 0,8 ⇒ k 5 = 1,0. ⇒ V t =V b .k 1 .k 2 .k 3 .k 4 .k 5 = 180.1,12.1,25.1,0.0,8.1,0 = 201,6 (m/phút). + Số vòng quay của trục chính theo tính toán là : n tt = == 100.14,3 6,201.1000 . .1000 D V t π 642,04 (vòng/phút). ⇒ Chọn số vòng quay theo tiểu chuẩn của máy là : n m = 600 (vòng/phút). Như vậy, tốc độ cắt thực tế sẽ là : V tt = == 1000 600.100.14,3 1000 m nD π 188,4 (m/phút). ⇒ Lượng chạy dao phút : S ph = S.n = 1,6.600 = 960 (mm/phút). ⇒ Chọn theo tiêu chuẩn của máy có S m = 900 (mm/phút). b) Phay tinh : + Chiều sâu cắt : t = 0,5 (mm) được lấy bằng lượng dư gia công tinh. + Lượng chạy dao : tra bảng 5 – 37 [2] có lượng chạy dao vòng S khi phay tinh mặt phẳng bằng dao phay mặt đầu có gắn mảnh hợp kim cứng, độ nhám R a =5 suy ra : S = 0,5 ÷ 1,0 (mm/vòng) ⇒ chọn S = 0,8 (mm/vòng). ⇒ lượng chạy dao răng : S Z = z S = 8 8,0 = 0,1 (mm/răng). + Tốc độ cắt V : tốc độ cắt phụ thuộc vào nhiều yếu tố như chiều sâu cắt, lượng chạy dao, vật liệu gia công, vật liệu dụng cụ cắt… Vận tốc cắt V được tính theo công thức : V t =V b .k 1 .k 2 .k 3 .k 4 .k 5 Trong đó : 9 Theo bảng 5 – 127[2] với D = 100 ; z = 8 ; S Z = 0,1 ; t = 0,5 ta có V b = 228 (m/phút). k 1 : hệ số điều chỉnh phụ thuộc độ cứng của gang ; k 1 = 1,12. k 2 : hệ số điều chỉnh phụ thuộc chu kỳ bền của dao ; tt d T T = 400 180 ≈ 0,5 ⇒ k 2 = 1,25. k 3 : hệ số điều chỉnh phụ thuộc mác hợp kim cứng, với BK6 có k 3 = 1,0. k 4 : hệ số điều chỉnh phụ thuộc trạng thái bề mặt gia công, với bề mặt gia công không có lớp vỏ cứng ta có ; k 4 = 1,0. k 5 : hệ số điều chỉnh phụ thuộc chiều rộng phay ; D B = 100 80 = 0,8 ⇒ k 5 = 1,0. ⇒ V t =V b .k 1 .k 2 .k 3 .k 4 .k 5 = 228.1,12.1,25.1,0.1,0.1,0 = 319,2 (m/phút). + Số vòng quay của trục chính theo tính toán là : n tt = == 100.14,3 2,319.1000 . .1000 D V t π 1016,5 (vòng/phút). ⇒ Chọn số vòng quay theo tiêu chuẩn của máy là : n m = 950 (vòng/phút). Như vậy, tốc độ cắt thực tế sẽ là : V tt = == 1000 950.100.14,3 1000 m nD π 298,3 (m/phút). ⇒ Lượng chạy dao phút : S ph = S.n = 0,8.950 = 760 (mm/phút). ⇒ Chọn theo tiêu chuẩn của máy có S m = 750 (mm/phút). Nguyên công được thu gọn lại trong bảng: Bước gia công t (mm) n (v/p) S (mm/ph) CCX R Z (µm) Phay thô Phay tinh 2,0 0,5 600 950 900 750 12 10 50 20 2) NGUYÊN CÔNG : PHAY 2 MẶT ĐẦU TRỤ Ø30 VÀ Ø22 CÒN LẠI *Sơ đồ gá đặt : 10 [...]... trụ trượt- thanh răng * Chất lượng bề mặt sau các bước tiến trình gia công φ12 : ( Theo bảng 3.5 Thiết kế Đồ án công nghệ Chế tạo Máy) - Sau khi khoan : Rza = 40 Ta = 60 - Sau khi khoét: µm Rza = 30 Ta = 40 - Sau khi doa: Rza = 5 Ta = 10 µm µm µm µm µm * Theo bảng 3.8 (Thiết kế Đồ án công nghệ Chế tạo Máy ) ta có sai số không gian tổng cộng sau khi khoan chính là độ cong và độ lệnh tâm lỗ gia công do... các kích thước sau( Tra theo bảng 4-84 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 1): D = 200 mm, d =50 mm, B = 16 mm, số răng Z = 24 răng Lượng dư gia công: Phay 1 lần với lượng dư phay thô cả 2 mặt là Zb = 1 mm Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt cho một dao Chiều sâu cắt t = 0,5 mm, lượng chạy dao S = 0.08 mm/răng ( Tra theo bảng 5-170 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 2):, tốc độ cắt V = 37 m/phút Các hệ số hiệu... có các kích thước sau( Tra theo bảng 4-84 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 1): D = 200 mm, d =50 mm, B = 16 mm, số răng Z = 24 răng Lượng dư gia công: Phay với lượng dư phay thô cả 2 mặt là Zb = 4 mm Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt cho một dao Chiều sâu cắt t = 2 mm, lượng chạy dao S = 0.13mm/răng ( Tra theo bảng 5-170 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 2):, tốc độ cắt V = 32.5 (30,5 hoặc 27,5)m/phút... 10mm , L= 20mm đến 131mm Mũi vát mép D= 20mm (Tra bảng 4-47, 4-49 Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2) * Lượng dư : + Khoan lỗ đặc φ8 ⇒ zb = 4 (mm) + Khoét lỗ φ9,5 ⇒ zb = 0,75 (mm) + Doa lỗ φ10 ⇒ zb = 0,25 (mm) • Xác định chế độ cắt cho khoan lỗ sâu Ø8: - Chiều sâu cắt t=4mm - Tra bảng 5-86,5-87 Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2 +Lượng chạy dao S=0,22 ÷ 0,28 (mm/vg) Chọn S=0,25( mm/vg) +Vận tốc cắt... 131 mm (Tra bảng 4-40, 4-41 Sổ ta công nghệ chế tạo máy tập 2 ) - Mũi khoét có lắp mảnh hợp kim cứng D=8 mm (L=200mm , l=80mm) Taro có lắp mảnh hợp kim cứng D= 10mm , L= 80mm ,l=24mm, p=1,5mm Mũi vát mép D= 20mm (Tra bảng 4-47, 4-49 Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2) * Lượng dư : + Khoan lỗ đặc φ7 ⇒ zb = 3,5(mm) 25 + Khoét lỗ φ8 ⇒ zb = 0,5 (mm) Xác định chế độ cắt cho khoan lỗ sâu Ø7: Chiều sâu cắt... (Thiết kế đồ án môn học công nghệ chế tạo máy) ta có tuổi bền danh nghĩa của dao là : T = 400 phút + Tra bảng 4 – 95 [1] ta chọn thông số của dao phay mặt đầu răng chắp mảnh hợp kim cứng như sau : D = 100 (mm) ; B = 50 (mm) ; d = 32 (mm) ; z = 8 (răng) *Lượng dư gia công : ⇒ zb = 2,5 (mm); Ta chia làm hai bước công nghệ : - Phay thô với lượng dư là 2,0 (mm) - Phay tinh với lượng dư là 0,5 (mm) *Chế độ... khoan: ρcl = kcx ρph = 0,05.39,27 = 1,9635 µm Kcx = 0,05 là hệ số chính xác hoá (Theo bảng 3.9 Thiết kế Đồ án công nghệ Chế tạo Máy ) * Sai số gá đặt khi khoan: Sai số gá đặt chi tiết εgđ ở bước đang thực hiện được xác định bằng tổng véc tơ sai số chuẩn εc và sai số kẹp chặt εk, nếu không xét đến sai số đồ gá: εgđ = ε c2 + ε k2 Trong đó: εc : sai số chuẩn( khi gốc kích thước không trùng với chuẩn định... thước không trùng với chuẩn định vị) εc = 0.2 + 2.e (chọn e = 0- không tồn tại độ lệch tâm)⇒ εc = 0,2 εk: sại số kẹp chặt (Bảng 3.14 -Thiết kế Đồ án công nghệ Chế tạo Máy) ⇒ εk = 40 µm ⇒ εgđ= ε c2 + ε k2 = 402 + 200 2 = 203,96 µm Do khi khoét không thay đỏi đồ gá lên sai số gá đặt cón sót lại sau khi khoan là: εgđ2 = 0,05 εgđ +εph.độ (+εph.độ= 0 do không có cơ cấu phân độ) ⇒ εgđ2 = 0,05 εgđ = 0,05.203,96... lỗ với mặt đầu Sơ đồ gá đặt như hình vẽ bên + Đặt trục kiểm vào lỗ φ12, trục kiểm còn lại được lắp cố định trên đồ gá có φ12 (hoặc φ20), quay chi tiết quanh lỗ φ12 đến khi trục kiểm lắp trên lỗ φ12 chạm vào cữ tỳ Khi đó hiệu số của giá trị đo trên từng cặp đồng hồ trên 2 phương đứng và ngang cho ta độ không song song của 2 lỗ φ12 theo 2 phương đứng và ngang + Hình vẽ dưới cùng là sơ đồ đo độ vuông góc... được định vị trên khối V hạn chế 2 bậc tự do vào mặt bên trụ Ø22, phiến tỳ hạn chế 3 bậc tự do , Kẹp chặt : Chi tiết kẹp chặt bằng bu lông kẹp chặt *Chọn máy : Máy khoan đứng 2A125(K125) có đường kính lớn nhất khi khoan gang là 25mm - Công xuất máy : 2,8 Kw 18 * Chọn dao: - Ta có mũi khoan có kích thước như sau: d=8mm , L= 20 đến 131 mm (Tra bảng 4-40, 4-41 Sổ ta công nghệ chế tạo máy tập 2 ) - Mũi khoét . nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải Đồ án môn học công nghệ chế tạo máy là một trong các đồ án có tầm quan trọng nhất đối với một sinh viên khoa cơ khí. Đồ án giúp cho sinh viên hiểu những kiến. dựa vào bảng 2 (Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy) ta có dạng sản xuất là : HÀNG LOẠT LỚN V. Chọn phương pháp chế tạo phôi : + Chọn phôi tức là chọn phương pháp chế tạo phôi, xác định lượng. tình của thầy Lê Như Trang trong bộ môn công nghệ chế tạo máy đến nay đồ án môn học của em đã hoàn thành. Tuy nhiên việc thiết kế đồ án không tránh khỏi sai sót em rất mong được sự chỉ bảo của