Đồ án công nghệ CTM Nội dung thuyết minh 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 gạt II.Các số liệu ban đầu: Sản l-ợng hàng năm : 5.000 chi tiết/năm Điều kiện sản xuất: III.Nội dung thuyết minh tính toán Phân tích chức làm việc chi tiết: Chi tiết dạng gạt có chức biến chuyển động thẳng chi tiết này(píton động đốt ) thành chuyển động quay chi tiết khác Ngoài chi tiết có tác dụng dùng để đẩy bánh cần thay đổi tỉ số truyền hộp tốc độ Phân tÝch tÝnh c«ng nghƯ kÕt cÊu cđa chi tiÕt: Cũng nh- dạng chi tiết khác, chi tiết dạng tính công nghệ có ý nghĩa quan trọng ảnh h-ởng trực tiếp đến suất nh- độ xác gia công Vì thiết kế cần ý đến kết cấu: - Độ cứng vững - Chiều dài lỗ nên mặt đầu chúng nằm hai mặt phẳng song song với lµ tèt nhÊt - KÕt cÊu cđa cµng nhỏ nên đối xứng qua trụ to - Kết cấu thuận lợi cho việc gia công nhiều chi tiết lúc - Hình dáng thuận lợi cho việc chọn cuẩn thô chuẩn tinh thống Đây chi tiết gạt có kết cấu đối xứng đơn giản phôi đ-ợc chế tạo ph-ơng pháp đúc khuôn cát, sau đem ủ Bề mặt A bề mặt lắp ráp sau gia công xong nên chon mặt A làm chuẩn tinh Hà nội: 11/2002 Đồ án công nghệ CTM Vật liệu chọn để gia công chi tiết gang xám GX15-32 Xác định dạng sản xuất: Sản l-ợng hàng năm chi tiết đ-ợc xác định theo công thức sau đây: N = N1m(1 + /100) Trong ®ã: N : Sè chi tiết đ-ợc sản xuất năm; N1 : Số sản phẩm (số máy) đ-ợc sản xuất năm; m : Sè chi tiÕt mét s¶n phÈm; : Số chi tiết đ-ợc chế tạo thêm để dự trữ (5% ®Õn 7%) → chän  = 6% Ta xÐt thªm % phÕ phÈm  = 3%  6%, chän  = 4%, lóc ®ã : N = N1.m(1 + + 100 ) Thay sè ta cã: N = 5000.1(1 + 0,04 + 0,06 ) =5050 chi tiết/năm 100 Sau xác định đ-ợc sản l-ợng hàng năm ta phải xác định trọng l-ợng chi tiết Trọng l-ợng chi tiết đ-ợc xác định theo công thức: Q = V.( kg) ThĨ tÝch cđa chi tiÕt: V = 0,1098dm3 VËy träng l-ỵng chi tiÕt: Q = 0,1098.7,2 = 0,8kg Theo bảng trang 1- Thiết kế đồ án CNCTM, ta có: Dạng sản suất: Hàng loạt vừa Chọn ph-ơng pháp chế tạo phôi: Phôi đ-ợc chế tạo ph-ơng pháp đúc khuôn cát Hà nội: 11/2002 Đồ án công nghệ CTM Bản vẽ lồng phôi: Lập thứ tự nguyên công, b-ớc (vẽ sơ đồ gá đặt, ký hiệu định vị, kẹp chặt, chọn máy, chọn dao, vẽ chiều chuyển động dao, chi tiết) 1.1 Lập sơ nguyên công: Nguyên công : Phay mặt A đầu to càng, gia công máy phay đứng, dùng dao phay mặt đầu Nguyên công : Phay mặt nhỏ hai dao phay đĩa, đạt độ bóng Rz= 20 Nguyên công 3: Phay mặt đối diện với mặt A đầu to máy phay đứng, dùng dao phay mặt đầu Nguyên công 4: Khoan, khoét, doa lỗ to đạt kích th-ớc 20+0,035 vát mép lỗ, gia công máy khoan đứng sau khoan xong thay mịi kht vµ mịi doa vµ dao vát mép để gia công, đạt đ-ợc độ nhám Ra = 2.5 Nguyên công : Khoan, khoét, doa lỗ nhỏ 10+0,035 vát mép lỗ, gia công máy khoan đứng, đạt đ-ợc độ nhám Ra = 1,25 Nguyên công : Khoan lỗ nhỏ đầu to 12+0,035 máy khoan đứng đạt Rz= 40 Hà nội: 11/2002 Đồ án công nghệ CTM Nguyên công : Khoan lỗ nhỏ đầu nhỏ với đ-ờng kính 60,03 đạt Rz= 40 Nguyên công : Kiểm tra độ không song song mặt nhỏ đầu không đ-ợc 0,03 mm, độ không vuông góc lỗ to so với mặt A không v-ợt 0,03 mm Thiết kế nguyên công cụ thể: Nguyên công I : Phay mặt A đầu Hà nội: 11/2002 Đồ án công nghệ CTM 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 khối V dài di động Chọn máy: Máy phay nằm đứng vạn 6H12 Công suất máy Nm = 10kW, hiệu suất máy = 0,75 Chọn dao: Dùng dao phay mặt đầu gắn mảnh hợp kim cứng, có kích th-ớc sau( Tra theo bảng 5-127 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo M¸y tËp 2): D = 75 mm, Z = 10 L-ợng d- gia công: Phay với l-ợng d- Zb1 = 2mm Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt cho dao Chiều sâu cắt t = 1,5 mm, l-ợng chạy dao SZ = 0.08 0.15mm/răng, tốc độ cắt V= 250 m/phút Các hệ số hiệu chỉnh: K1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào nhóm tÝnh cđa thÐp cho b¶ng 5-225 Sỉ tay CNCTM2  k1 = K2: HƯ sè ®iỊu chØnh phơ thuộc vào trạng thái bề mặt gia công chu kú bỊn cđa dao cho b¶ng 5-120 Sỉ tay CNCTM2  k2 = 0,8 K3: HƯ sè điều chỉnh phụ thuộc vào dạng gia công cho b¶ng 5-143 Sỉ tay CNCTM2 k3 = VËy tèc độ tính toán là: Vt=Vb.k1.k2.k3= 250.1.0,8.1 = 200 m/phút Số vòng quay trục theo tốc độ tính toán là: Hà nội: 11/2002 Đồ án công nghệ CTM nt = 1000.vt 1000.200 = = 849vßng/phót D 3,1475 Ta chọn số vòng quay theo máy nm = 840 vòng/phút Nh- vậy, tốc độ cắt thực tế là: Vtt =  D.nm 1000 = 3,14.75.840 = 197,8 m/phót 1000 L-ợng chạy dao phút Sp = Sz.z.nm = 0,13.8.840 =873,6 mm/phót Theo m¸y ta cã Sm = 750 mm/phót Nguyên công II : Phay mặt nhỏ Định vị: Chọn mặt A làm chuẩn tinh, dùng khối V cố định dùng chốt chống xoay Kẹp chặt: Kẹp chặt khối V di động dùng cấu kẹp chặt vào mặt đầu to Chọn máy: Máy phay nằm ngang vạn 6H82 Công suất máy Nm = 7kW, hiƯu st m¸y  = 0,75 Chän dao: Dïng dao phay mặt đầu gắn mảnh hợp kim cứng, có kích th-ớc sau( Tra theo bảng 5-127 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 2): D = 75 mm, Z = 10 L-ợng d- gia công: Với l-ợng d- phay Zb1 = 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, l-ợng chạy dao SZ = 0.1 0.15mm/răng, tốc độ cắt V= 250 m/phút Các hệ số hiệu chỉnh: Hà nội: 11/2002 Đồ án công nghệ CTM K1: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào nhóm tính thép cho b¶ng 5-225 Sỉ tay CNCTM2  k1 = K2: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái bề mặt gia công chu kỳ bền cđa dao cho b¶ng 5-120 Sỉ tay CNCTM2  k2 = 0,8 K3: HƯ sè ®iỊu chØnh phơ thuộc vào dạng gia công cho bảng 5-143 Sổ tay CNCTM2 k3 = Vậy tốc độ tính toán là: Vt=Vb.k1.k2.k3= 250.1.0,8.1 = 200 m/phút Số vòng quay trục theo tốc độ tính toán là: nt = 1000.vt 1000.200 = = 849vßng/phót D 3,14.75 Ta chän sè vòng quay theo máy nm = 750 vòng/phút Nh- vậy, tốc độ cắt thực tế là: Vtt = D.nm 1000 = 3,14.75.750 = 176,6 m/phút 1000 L-ợng chạy dao lµ Sp = Sz.z.nm = 0,13.10.750 =975 mm/phót Theo máy ta có Sm = 950 mm/phút Nguyên công III : Phay mặt đối diện với mặt A Sơ đồ định vị: Dùng mặt B làm chuẩn tinh, dùng khối V cố định chốt tỳ vào mặt A khống chế bậc tự Sơ đồ kẹp chặt: Kẹp chặt khối V di động dùng cấu kẹp chặt vào mặt đầu nhỏ Hà nội: 11/2002 Đồ án công nghệ CTM Chọn máy: Máy phay nằm đứng vạn 6H12 Công suất máy Nm = 10kW Chọn dao: Dùng dao phay mặt đầu gắn mảnh hợp kim cứng, có kích th-ớc sau( Tra theo bảng 5-127 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 2): D = 75 mm, Z = 10 L-ợng d- gia công: Phay với l-ợng d- Zb1 = 2mm Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt cho dao Chiều sâu cắt t = 1,5 mm, l-ợng chạy dao SZ = 0.08 0.15mm/răng, tốc độ cắt V= 250 m/phót C¸c hƯ sè hiƯu chØnh: K1: HƯ số điều chỉnh phụ thuộc vào nhóm tính cđa thÐp cho b¶ng 5-225 Sỉ tay CNCTM2  k1 = K2: HƯ sè ®iỊu chØnh phơ thc vào trạng thái bề mặt gia công chu kú bỊn cđa dao cho b¶ng 5-120 Sỉ tay CNCTM2  k2 = 0,8 K3: HƯ sè ®iỊu chỉnh phụ thuộc vào dạng gia công cho bảng 5-143 Sỉ tay CNCTM2 k3 = VËy tèc ®é tính toán là: Vt=Vb.k1.k2.k3= 250.1.0,8.1 = 200 m/phút Số vòng quay trục theo tốc độ tính toán là: nt = 1000.vt 1000.200 = = 1592vßng/phót D 3,14.40 Ta chọn số vòng quay theo máy nm = 1500 vòng/phút Nh- vậy, tốc độ cắt thực tế là: Vtt =  D.nm 1000 = 3,14.40.1500 = 180,4 m/phót 1000 L-ợng chạy dao phút Sp = Sz.z.nm = 0,13.10.1500 =1950 mm/phót Theo m¸y ta cã Sm = 900 mm/phót Hà nội: 11/2002 Đồ án công nghệ CTM Nguyên công IV: Khoét, khoét, Doa lỗ 20+0.035 Sơ đồ định vị: Gia công lỗ to cần đảm bảo độ vuông góc tâm lỗ mặt đầu ta định vị nhờ mặt phẳng hạn chế bậc tự định vị vào mặt đầu bạc côn chụp vào đầu mặt trụ hạn chế hai bậc tự có tác dụng định tâm ( khối V cố định định vị vào mặt trụ đầu tô hạn chế bậc tự do), dïng chèt chèng xoay h¹n chÕ mét bËc tù Kẹp chặt: Dùng cấu trụ tr-ợt kẹp từ xuống Chọn máy: Máy khoan đứng 2A135(K135) Công suất máy Nm = kW, hiệu st  = 0,8 Chän dao: Víi cÊp chÝnh x¸c lỗ cấp 78 tra bảng 3-131 cã ®-êng kÝnh mịi khoan lín nhÊt max = 18mm Mũi Khoét có lắp mảnh hợp kim cứng D = 19,8 mm( cã c¸c kÝch th-íc sau: L = 160  350mm, l = 80200 mm), Mịi Doa cã l¾p 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 lần với l-ợng d- khoét Zb1 = 0,9 mm l-ợng d- Doa Zb2 = 0.1 mm Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt cho Khoét Chiều sâu cắt t = 0,9 mm, l-ợng chạy dao S = 0.9 mm/vòng(0,91,1), tốc độ cắt V = 35 mm/vòng Ta tra đ-ợc hệ số phụ thuộc: k1 : HƯ sè phơ thc vµo chu kú bỊn, B5-109 Sỉ tay CNCTM tËp 2, k1 =1 Hµ néi: 11/2002 Đồ án công nghệ CTM k2 : Hệ số phụ thuộc vào trạng thái bề mặt phôi, B5-109 Sổtay CNCTM t.2, k2=1 k3 : HƯ sè ®iỊu chØnh phơ thuộc vào Mác hợp kim cứng, B5-109 Sổ tay CNCTM tËp 2, k3 = vt = 35.k1.k2.k3 = 35.1.1.1.1 = 35 m/phút Ta xác định số vòng quay tính toán trục nt vào công thức: nt = 1000.vt 1000.35 = = 557,3 vßng/phót  d 3,14.20  Sè vßng quay cđa trơc chÝnh theo d·y sè vòng quay: n m = 482 vòng/phút l-ợng chạy dao S = 0,1 mm/vòng Tính lại ta đ-ợc tốc ®é c¾t thùc: v=  d n 1000 = 3,14.20.482 = 30,26m/ph 1000 Lực cắt P0 đ-ợc tính nh- sau: P0 = Cp.PZy.SYp.kp Víi CP = 62; zp = 1; yp = 0,8; kp = (vËt liƯu lµ gang x¸m) vËy: P0 = 62.20.0,10,8.1 = 194,56 KG X¸c định mômen xoắn Mm: Mm = Cm.D2.SYm.km Cm= 23,6; ym=0,8; km= 1, mômen xoắn bằng: Mm = 23,6.202.0,10,8.1 = 1496,3kG.mm Công suất cắt đ-ợc xác định nh- sau: Nc = M x n m 1496,3.482 = = 0,72kW 975.1000 975.1000 So với công suất máy: Nc Nm. = 6.0,8 = 4,8 Nh- máy 2A135 đủ công suất để gia công lỗ có đ-ờng kính 20mm Xác định chế độ cắt cho Doa Chiều sâu cắt t = 0,1 mm, l-ợng chạy dao S = mm/vòng(11,3), tốc độ cắt V = 10 mm/vòng Hà nội: 11/2002 10 Đồ án công nghệ CTM ta lắp trục vào bạc côn ta gắn đầu đo, đầu ta cho tiếp xúc với mặt đầu, đọc giá trị đồng hồ ta kiểm tra đ-ợc độ vuông góc Tính l-ợng d- bề mặt đó, tất bề mặt gia công khác chi tiết tra theo Sổ tay Công nghệ [7] Tính l-ợng d- bề mặt 20+0,035 Độ xác phôi dập cấp , träng ph«i: kg vËt liƯu ph«i: thÐp 45 Qui trình công nghệ gồm b-ớc : Khoan, khoét, doa vát mép Chi tiết đ-ợc định vị mặt phẳng đầu ( hạn chế bậc tự do), dùng cấu trụ tr-ợt với chụp ba vấu cách 1200 võa kĐp chỈt võa khèng chÕ bËc tự Công thức tính l-ợng d- cho bề mặt trơ ®èi xøng 20+0,035: Zmin = Rza + Ti +  a2 +  b2 Trong ®ã : RZa : ChiỊu cao nhÊp nh« tÕ vi b-íc c«ng nghệ sát tr-ớc để lại Ta : Chiều sâu lớp h- hỏng bề mặt b-ớc công nghệ sát tr-ớc để lại a : Sai lệch vị trí không gian b-ớc công nghệ sát tr-ớc để lại ( độ cong vênh, độ lệch tâm, độ không song song ) b : Sai số gá đặt chi tiết b-ớc công nghệ thực Theo bảng 10 - Thiết kế Đồ án công nghệ Chế tạo Máy, ta cã: Rz = 150 m Ti = 200 m Sai lệch vị trí không gian tổng cộng đ-ợc xác định theo c«ng thøc sau: a =  c2 + cm Giá trị cong vênh c lỗ đ-ợc tính theo hai ph-ơng h-ớng kính h-ớng trục: c= ( k d )2 + ( k l )2 = (1,5.50)2 + (1,5.29)2 = 87 m Hµ néi: 11/2002 16 Đồ án công nghệ CTM Trong đó: k lấy theo bảng 15 - Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy l, d chiều dài đ-ờng kính lỗ Giá trị cm (Độ xê dịch phôi) đ-ợc tra theo bảng 3.77 - Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tËp 1, cm = 0.3 mm = 300m  a = 87 +3002 = 312,36 m Sai lƯch kh«ng gian lại sau khoét là: = k.a gia công lỗ k = 0,05, gia công thô( hệ số xác hoá) = 0,05.312,36 =15,618 m Sai số gá đặt chi tiết b b-ớc nguyên công thực đ-ợc xác định tổng véctơ sai số chuẩn c sai số kẹp chặt, không xét đến sai số đồ gá: b = c2 + k2 Trong đó: c : sai sè chn( gèc kÝch th-íc kh«ng trùng với chuẩn định vị) c = 0.2 + 2.e (chọn e = không tồn độ lệch tâm) c = 0,2 k: sại số kẹp chặt (Bảng 24)  k = 80 m  b =  c2 +  k2 = 802 + 2002 = 215.41 m Bây ta xác định l-ợng d- nhỏ nhÊt theo c«ng thøc: 2.Zmin = 2.(RZi-1 + Ti-1 +  i2−1 +  i2 ) = 2.(150 + 200 + 312,36 + 215,412 ) = 2.729,43 = 1458,86 m L-ợng d- nhỏ khoét (gia công thô): 2.Zmin = 1458,86 m Tính l-ợng d- cho b-ớc gia c«ng tinh( doa): 1 = k. = 0,05.312,36 = 15.618 m Hà nội: 11/2002 17 Đồ án công nghệ CTM b = 0,05.215,41 = 10,771 m RZi = 50 m Ti = 50 m ( sau khoÐt th« đạt cấp xác - theo Bảng 13 )  2.Zmin = 2.(50 + 50 + 15,6182 + 10,7712 ) = 2.118,97 = 237.94 m  Ta cã thÓ lập đ-ợc bảng tính toán l-ợng d- nh- sau: B-ớc RZa Ti a m m m Ph«i b Zmt m m m 150 200 312.36 KhoÐt 50 50 dt  Dmin Dmax 2Zmin 2Zmax m mm mm m 18.341 2000 16.341 18.341 15.618 215.41 729 19.799 100 Doa m 10.771 119 20.037 25 19.699 19.799 1458 3358 20 20.037 238 Tỉng 313 1696 3671 KiĨm tra: Tph - Tch = 2000 - 25 = 1975 = 3671 - 1696 = 2Zbmax - 2Zbmin Tính chế độ cắt bề mặt đó, tất bề mặt gia công khác chi tiết tra theo Sổ tay Công nghệ [7] Nguyên công tính chế độ cắt( trùng nguyên công thiết kế đồ gá): Nguyên công khoan, khoét, doa, vát mép lỗ 20+0,035 Ta có thông số đầu vào: Máy khoan đứng 2A135(K135) Công suất cđa m¸y N m = kW, hiƯu st  = 0,8 Tốc độ cắt: Có công thức: V = Cv D q kv T mS y Trong ®ã: theo b¶ng 5-82 trang 23, víi mịi khoan b»ng thÐp gió, l-ợng chạy dao S=0,10 mm