Đang tải... (xem toàn văn)
Tài liệu tham khảo Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo chi tiết càng gạt
Đồ án công nghệ CTM Đỗ Minh Thành CTM4/K43 Nội dung thuyết minh và tính toán Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy I. Đầu đề thiết kế : Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo chi tiết càng gạt. II.Các số liệu ban đầu: Sản lợng hàng năm : 5.000 chi tiết/năm. Điều kiện sản xuất: III.Nội dung thuyết minh và tính toán. 1. Phân tích chức năng làm việc của chi tiết: Chi tiết dạng càng gạt có chức năng biến chuyển động thẳng của chi tiết này(píton của động cơ đốt trong .) thành chuyển động quay của chi tiết khác. Ngoài ra chi tiết còn có tác dụng dùng để đẩy bánh răng khi cần thay đổi tỉ số truyền trong các hộp tốc độ 2. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết: Cũng nh các dạng chi tiết khác, đối với chi tiết dạng càng tính công nghệ có ý nghĩa quan trọng vì nó ảnh hởng trực tiếp đến năng suất cũng nh độ chính xác gia công. Vì vậy khi thiết kế cần chú ý đến kết cấu: - Độ cứng vững của càng. - Chiều dài của các lỗ cơ bản nên bằng nhau và các mặt đầu của chúng cùng nằm trên hai mặt phẳng song song với nhau là tốt nhất. - Kết cấu của 2 càng nhỏ nên đối xứng qua trụ to ở giữa. - Kết cấu của càng thuận lợi cho việc gia công nhiều chi tiết cùng một lúc. - Hình dáng của càng thuận lợi cho việc chọn cuẩn thô và chuẩn tinh thống nhất. Đây là chi tiết càng gạt do có kết cấu đối xứng đơn giản do vậy phôi đ- ợc chế tạo bằng phơng pháp đúc trong khuôn cát, sau đó đem ủ. Bề mặt A là bề mặt lắp ráp sau khi gia công xong do vậy nên chon mặt A làm chuẩn tinh chính. Vật liệu chọn để gia công chi tiết là gang xám GX15-32. Hà nội: 11/2002 1 Đồ án công nghệ CTM Đỗ Minh Thành CTM4/K43 3. Xác định dạng sản xuất: Sản lợng hàng năm của chi tiết đợc xác định theo công thức sau đây: N = N 1 m(1 + /100) 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 = 6% Ta xét thêm % phế phẩm = 3% ữ 6%, chọn = 4%, lúc đó : N = N 1 .m(1 + 100 + ) Thay số ta có: N = 5000.1(1 + 100 06,004,0 + ) =5050 chi tiết/năm. 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.( kg) Thể tích của chi tiết: V = 0,1098dm 3 Vậy trọng lợng chi tiết: Q = 0,1098.7,2 = 0,8kg. Theo bảng 2 trang 1- Thiết kế đồ án CNCTM, ta có: Dạng sản suất: Hàng loạt vừa 4. Chọn phơng pháp chế tạo phôi: Hà nội: 11/2002 2 Đồ án công nghệ CTM Đỗ Minh Thành CTM4/K43 Phôi đợc chế tạo bằng phơng pháp đúc trong khuôn cát. Bản vẽ lồng phôi: 5. Lập thứ tự các nguyên công, các bớc (vẽ sơ đồ gá đặt, ký hiệu định vị, kẹp chặt, chọn máy, chọn dao, vẽ chiều chuyển động của dao, của chi tiết) 1.1. Lập sơ bộ các nguyên công: Nguyên công 1 : Phay mặt A đầu to của càng, gia công trên máy phay đứng, dùng dao phay mặt đầu. Nguyên công 2 : Phay 2 mặt nhỏ của càng bằng hai dao phay đĩa, đạt độ bóng R z = 20 Nguyên công 3: Phay mặt đối diện với mặt A của đầu càng to bằng máy phay đứng, dùng dao phay mặt đầu. Nguyên công 4: Khoan, khoét, doa lỗ to của càng đạt kích thớc 20 +0,035 và vát mép lỗ, gia công trên máy khoan đứng sau khi khoan xong thay mũi khoét và mũi doa và dao vát mép để gia công, đạt đợc độ nhám R a = 2.5. Nguyên công 5 : Khoan, khoét, doa 2 lỗ nhỏ của càng 10 +0,035 và vát mép lỗ, gia công trên máy khoan đứng, đạt đợc độ nhám R a = 1,25. Nguyên công 6 : Khoan lỗ nhỏ trên đầu to của càng 12 +0,035 bằng máy khoan đứng đạt R z = 40. Hà nội: 11/2002 3 Đồ án công nghệ CTM Đỗ Minh Thành CTM4/K43 Nguyên công 7 : Khoan 2 lỗ nhỏ trên 2 đầu càng nhỏ với đờng kính 6 0,03 đạt R z = 40. Nguyên công 8 : Kiểm tra độ không song song giữa 2 mặt nhỏ của đầu càng không đợc quá 0,03 mm, độ không vuông góc của lỗ to của càng so với mặt A không vợt quá 0,03 mm. Thiết kế các nguyên công cụ thể: Nguyên công I : Phay mặt A đầu của càng . Hà nội: 11/2002 4 Đồ án công nghệ CTM Đỗ Minh Thành CTM4/K43 Định vị: Chọn mặt đối diện với mặt A làm chuẩn thô, dùng khối V dài cố định, dùng chốt chống xoay. Kẹp chặt: Kẹp chặt luôn bằng khối V dài di động. Chọn máy: Máy phay nằm đứng vạn năng 6H12. Công suất của máy N m = 10kW, hiệu suất máy = 0,75. Chọn dao: Dùng dao phay mặt đầu gắn mảnh hợp kim cứng, có các kích thớc sau( Tra theo bảng 5-127 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 2): D = 75 mm, Z = 10 răng. L ợng d gia công: Phay với lợng d Z b1 = 2mm Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt cho một dao. Chiều sâu cắt t = 1,5 mm, lợng chạy dao S Z = 0.08 ữ 0.15mm/răng, tốc độ cắt V= 250 m/phút. 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 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 trong Sổ tay CNCTM2 k 2 = 0,8 K 3 : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào dạng gia công cho trong bảng 5-143 Sổ tay CNCTM2 k 3 = 1. Vậy tốc độ tính toán là: V t =V b .k 1 .k 2 .k 3 = 250.1.0,8.1 = 200 m/phút. Số vòng quay của trục chính theo tốc độ tính toán là: Hà nội: 11/2002 5 Đồ án công nghệ CTM Đỗ Minh Thành CTM4/K43 n t = == 1475,3 200.1000 .1000 D v t 849vòng/phút Ta chọn số vòng quay theo máy n m = 840 vòng/phút. Nh vậy, tốc độ cắt thực tế sẽ là: V tt = == 1000 840.75.14,3 1000 m nD 197,8 m/phút. Lợng chạy dao phút là S p = S z .z.n m = 0,13.8.840 =873,6 mm/phút. Theo máy ta có S m = 750 mm/phút. Nguyên công II : Phay 2 mặt nhỏ của càng . Định vị: Chọn mặt A của càng làm chuẩn tinh, dùng khối V cố định và dùng một chốt chống xoay. Kẹp chặt: Kẹp chặt luôn bằng khối V di động và dùng cơ cấu kẹp chặt vào mặt đầu to của càng. Chọn máy: Máy phay nằm ngang vạn năng 6H82. Công suất của máy N m = 7kW, hiệu suất máy = 0,75. Chọn dao: Dùng dao phay mặt đầu gắn mảnh hợp kim cứng, có các kích thớc sau( Tra theo bảng 5-127 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 2): D = 75 mm, Z = 10 răng. L ợng d gia công: Với lợng d phay Z b1 = 2mm Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt theo bảng 5-125 sổ tay CNCTM (T II). Chiều sâu cắt t = 1,5 mm, lợng chạy dao S Z = 0.1 ữ 0.15mm/răng, tốc độ cắt V= 250 m/phút. Các hệ số hiệu chỉnh: Hà nội: 11/2002 6 Đồ án công nghệ CTM Đỗ Minh Thành CTM4/K43 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 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 trong Sổ tay CNCTM2 k 2 = 0,8 K 3 : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào dạng gia công cho trong bảng 5-143 Sổ tay CNCTM2 k 3 = 1. Vậy tốc độ tính toán là: V t =V b .k 1 .k 2 .k 3 = 250.1.0,8.1 = 200 m/phút. Số vòng quay của trục chính theo tốc độ tính toán là: n t = == 75.14,3 200.1000 .1000 D v t 849vòng/phút Ta chọn số vòng quay theo máy n m = 750 vòng/phút. Nh vậy, tốc độ cắt thực tế sẽ là: V tt = == 1000 750.75.14,3 1000 m nD 176,6 m/phút. Lợng chạy dao phút là S p = S z .z.n m = 0,13.10.750 =975 mm/phút. Theo máy ta có S m = 950 mm/phút. Nguyên công III : Phay mặt đối diện với mặt A của càng . Hà nội: 11/2002 7 Đồ án công nghệ CTM Đỗ Minh Thành CTM4/K43 Sơ đồ định vị: Dùng mặt B của càng làm chuẩn tinh, dùng khối V cố định và chốt tỳ vào mặt A của càng khống chế một bậc tự do. Sơ đồ kẹp chặt: Kẹp chặt luôn bằng khối V di động và dùng cơ cấu kẹp chặt vào mặt đầu nhỏ của càng. Chọn máy: Máy phay nằm đứng vạn năng 6H12. Công suất của máy N m = 10kW Chọn dao: Dùng dao phay mặt đầu gắn mảnh hợp kim cứng, có các kích thớc sau( Tra theo bảng 5-127 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 2): D = 75 mm, Z = 10 răng. L ợng d gia công: Phay với lợng d Z b1 = 2mm Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt cho một dao. Chiều sâu cắt t = 1,5 mm, lợng chạy dao S Z = 0.08 ữ 0.15mm/răng, tốc độ cắt V= 250 m/phút. 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 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 trong Sổ tay CNCTM2 k 2 = 0,8 K 3 : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào dạng gia công cho trong bảng 5-143 Sổ tay CNCTM2 k 3 = 1. Vậy tốc độ tính toán là: V t =V b .k 1 .k 2 .k 3 = 250.1.0,8.1 = 200 m/phút. Số vòng quay của trục chính theo tốc độ tính toán là: n t = == 40.14,3 200.1000 .1000 D v t 1592vòng/phút Hà nội: 11/2002 8 Đồ án công nghệ CTM Đỗ Minh Thành CTM4/K43 Ta chọn số vòng quay theo máy n m = 1500 vòng/phút. Nh vậy, tốc độ cắt thực tế sẽ là: V tt = == 1000 1500.40.14,3 1000 m nD 180,4 m/phút. Lợng chạy dao phút là S p = S z .z.n m = 0,13.10.1500 =1950 mm/phút. Theo máy ta có S m = 900 mm/phút Nguyên công IV: Khoét, khoét, Doa lỗ 20 +0.035 Sơ đồ định vị: Gia công lỗ to cần đảm bảo 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 bạc côn chụp vào đầu mặt trụ hạn chế hai bậc tự do và có tác dụng định tâm ( hoặc một khối V cố định định vị vào mặt trụ ngoài của đầu tô của càng hạn chế 2 bậc tự do), dùng chốt chống xoay hạn chế một bậc tự do. Kẹp chặt: Dùng cơ cấu trụ trợt thanh răng và kẹp từ trên xuống. Chọn máy: Máy khoan đứng 2A135(K135) Công suất của máy N m = 6 kW, hiệu suất = 0,8. Chọn dao: Với cấp chính xác của lỗ là cấp 7ữ8 do vậy tra bảng 3-131 có đờng kính mũi khoan lớn nhất max = 18mm. Mũi Khoét có lắp mảnh hợp kim cứng D = 19,8 mm( có các kích thớc sau: L = 160 ữ 350mm, l = 80ữ200 mm), Mũi Doa có lắp mảnh hợp kim cứng D = 20mm,Vát mép D = 25mm ( Tra theo bảng 4-47, 4-49 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 2): L ợng d gia công : Gia công 2 lần với lợng d khoét Z b1 = 0,9 mm và l- ợng d Doa Z b2 = 0.1 mm Hà nội: 11/2002 9 Đồ án công nghệ CTM Đỗ Minh Thành CTM4/K43 Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt cho Khoét. Chiều sâu cắt t = 0,9 mm, lợng chạy dao S = 0.9 mm/vòng(0,9ữ1,1), tốc độ cắt V = 35 mm/vòng. Ta tra đợc các hệ số phụ thuộc: k 1 : Hệ số phụ thuộc vào chu kỳ bền, B5-109 Sổ tay CNCTM tập 2, k 1 = 1 k 2 : Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt phôi, B5-109 Sổtay CNCTM t.2, k 2 =1 k 3 : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào Mác của hợp kim cứng, B5-109 Sổ tay CNCTM tập 2, k 3 = 1 v t = 35.k 1 .k 2 .k 3 = 35.1.1.1.1 = 35 m/phút. Ta xác định số vòng quay tính toán của trục chính n t vào công thức: n t = == 20.14,3 35.1000 . .1000 d v t 557,3 vòng/phút Số vòng quay của trục chính theo dãy số vòng quay: n m = 482 vòng/phút và lợng chạy dao S = 0,1 mm/vòng. Tính lại ta đợc tốc độ cắt thực: v = == 1000 482.20.14,3 1000 nd 30,26m/ph Lực cắt P 0 đợc tính nh sau: P 0 = C p .P Zy .S Yp .k p . Với C P = 62; z p = 1; y p = 0,8; k p = 1 (vật liệu là gang xám) do vậy: P 0 = 62.20.0,1 0,8 .1 = 194,56 KG. Xác định mômen xoắn M m : M m = C m .D 2 .S Ym .k m . C m = 23,6; y m =0,8; k m = 1, vậy mômen xoắn sẽ bằng: M m = 23,6.20 2 .0,1 0,8 .1 = 1496,3kG.mm Công suất cắt đợc xác định nh sau: N c = 1000.975 . mx nM = 1000.975 482.3,1496 = 0,72kW. So với công suất của máy: Hà nội: 11/2002 10 [...]... + 2 2 a + b Trong đó : RZa : Chi u cao nhấp nhô tế vi do bớc công nghệ sát trớc để lại Ta : Chi u sâu lớp h hỏng bề mặt do bớc công nghệ sát trớc để lại a : Sai lệch về vị trí không gian do bớc công nghệ sát trớc để lại ( độ cong vênh, độ lệch tâm, độ không song song ) b : Sai số gá đặt chi tiết ở bớc công nghệ đang thực hiện Theo bảng 10 - Thiết kế Đồ án công nghệ Chế tạo Máy, ta có: Rz = 150 àm Ti... 238 313 1696 3671 7 Tính chế độ cắt của một bề mặt nào đó, còn tất cả các bề mặt gia công khác của chi tiết thì tra theo Sổ tay Công nghệ [7] Nguyên công tính chế độ cắt( trùng nguyên công thiết kế đồ gá): Nguyên công 4 khoan, khoét, doa, vát mép lỗ 20+0,035 Ta có các thông số đầu vào: Máy khoan đứng 2A135(K135) Công suất của máy Nm = 6 kW, hiệu suất = 0,8 Tốc độ cắt: Có công thức: V = Cv D q kv ... mặt gia công khác của chi tiết thì tra theo Sổ tay Công nghệ [7] Tính lợng d của bề mặt 20+0,035 Độ chính xác của phôi dập cấp , trọng phôi: 1 kg vật liệu phôi: thép 45 Qui trình công nghệ gồm các bớc : Khoan, khoét, doa và vát mép Chi tiết đợc định vị mặt phẳng đầu ( hạn chế 3 bậc tự do), dùng cơ cấu trụ trợt thanh răng với chụp ba vấu cách nhau 1200 vừa kẹp chặt vừa khống chế 2 bậc tự do Công thức... theo công thức sau: Hà nội: 11/2002 16 Đồ án công nghệ CTM a = Đỗ Minh Thành CTM4/K43 2 c2 + cm Giá trị cong vênh c của lỗ đợc tính theo cả hai phơng hớng kính và hớng trục: c= ( k d ) 2 + ( k l ) 2 (1,5.50 ) 2 + (1,5.29) 2 = 87 àm = Trong đó: k lấy theo bảng 15 - Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy l, d là chi u dài và đờng kính lỗ Giá trị cm (Độ xê dịch phôi) đợc tra theo bảng 3.77 - Sổ tay Công nghệ Chế. .. 11/2002 19 Đồ án công nghệ CTM Đỗ Minh Thành CTM4/K43 To - Thời gian cơ bản ( thời gian cần thiết để biến đổi trực tiếp hình dạng, kích thớc và tính chất cơ lí của chi tiết; thời gian này có thể đợc thực hiện bằng máy hoặc bằng tay và trong từng trờng hợp gia công cụ thể có công thức tính tơng ứng) Tp - Thời gian phụ ( thời gian cần thiết để ngời công nhân gá, tháo chi tiết, mở máy, chọn chế độ cắt, dịch... có kích thớc nh sau d = 9,8 mm và mũi doa có d = 10mm ( Tra theo bảng 4-40, 4-41 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 2): Lợng d gia công: Với lợng d khoan Zb1 = d1/2 = 4,9 mm và lợng d doa Zb2 = d2/2 =0,1 mm Hà nội: 11/2002 11 Đồ án công nghệ CTM Đỗ Minh Thành CTM4/K43 Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt cho khoan lỗ 10, chi u sâu cắt t = 4,9 mm, lợng chạy dao S = 0,17 (0.14ữ0,18)mm/vòng, tốc độ cắt V = 27,5... đầu càng nhỏ 6+0,03: L = 25 mm L1 = D 2 cotg + (0.5 ữ 2) = 6 2 cotg300 + (0,5 ữ 2) = 7 mm L2 = (1 ữ 3) mm T07= L + L1 + L2 S n = 25 + 7 + 3 0,1.1360 = 0,25 phút Vậy thời gian cơ bản để gia công chi tiết là: Hà nội: 11/2002 26 Đồ án công nghệ CTM Đỗ Minh Thành CTM4/K43 To = T01 + T02 + T03 + T04 + T05 + T06 + T07 = 4,28 phút 9 Tính và thiết kế đồ gá cho nguyên công khoan - khoét - doa lỗ to của càng. .. Tính và thiết kế đồ gá cho nguyên công khoan - khoét - doa lỗ to của càng a) Lập sơ đồ gá đặt: Chi tiết gia công đợc định vị trên phiến tỳ hạn chế 3 bậc tự do và dùng cơ cấu trụ trợt thanh răng, để định tâm và kẹp chặt chi tiết ta dùng ống côn có 3 vấu cách đều nhau 1200 Nh vậy chi tiết gia công đợc hạn chế 5 bậc tự do b) Tính lực kẹp của cơ cấu: Đây là cơ cấu kẹp đơn giản, ở đây trục ăn khớp với bánh... của càng Chọn máy: Máy khoan đứng 2A125 có đờng kính mũi khoan lớn nhất khi khoan thép có độ bền trung bình max = 25mm Công suất của máy Nm = 2,8 kW Chọn dao: Mũi khoan có kích thớc nh sau d = 5,8 mm và mũi doa có d = 6mm ( Tra theo bảng 4-40, 4-41 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 2): Lợng d gia công: Với lợng d khoan Zb1 = d1/2 = 2,9 mm và lợng d doa Zb2 = d2/2 =0,1 mm Hà nội: 11/2002 14 Đồ án công nghệ. .. với: L: chi u dài bề mặt gia công (mm) L1: Chi u dài ăn dao (mm) L2: Chi u dài thoát dao (mm) S: Lợng chạy dao vòng (mm/vòng) Hà nội: 11/2002 22 Đồ án công nghệ CTM Đỗ Minh Thành CTM4/K43 n: Số vòng quay hoặc hành trình kép trong một phút i = 8 L1 = d cot g + (0,5 ữ 2) 2 L2 = (1ữ3)mm Tra bảng 28 trang 57[1] ứng với sơ đồ khoan lỗ thông suốt ta có: S = 0,1mm/vòng n1= 482(v/ph) L = 46mm Thay vào công thức
