Đồ án môn học: Công Nghệ chế tạo máy Mở đầu Đồ án công nghệ chế tạo máy đợc thực hiện sau khi tất cả các sinh viên ngành chế tạo máy đã đợc học qua các môn học nh: Dung sai, Chi tiết máy, Thiết kế máy, Công nghệ chế tạo máy, Kỹ thuật đo, Đồ gá, Thiết kế dụng cụ cắt công nghiệp . do đó đây là một đồ án khó và tổng hợp tất cả các kiến thức của sinh viên ngành chế tạo máy, đồ án môn học này rất cần thiết cho tất cả các sinh viên nghành chế tạo máy tr- ớc khi ra trờng nó giúp cho mỗi sinh viên hiểu đợc các máy móc, cách gá đặt chi tiết, cách thiết kế đồ gá sao cho đạt đợc năng suất và giảm giá thành của sản phẩm. Tuy nhiên cùng với sự trợ giúp của các giáo viên và sự cố gắng nỗ lực của bản thân em đã hoàn thành đồ án môn học đúng thời hạn, qua đây em cũng xin chân thành cảm ơn tất cả các thầy cô giáo đã hớng dẫn và giúp đỡ em hoàn thành đồ án môn học công nghệ chế tạo máy. Em xin chân thành cảm ơn. Sinh viên Tống Mạnh Toàn 1 Đồ án môn học: Công Nghệ chế tạo máy Chơng I Tìm hiểu và phân tích chức năng của chi tiết càng gạt 1.1 Điều kiện kỹ thuật: Khi chế tạo các chi tiết dạng càng cần đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật sau: - Kích thớc các lỗ cơ bản đợc gia công với đọ chính xác cấp 7ữ9 độ nhám bề mặt R a =0,63ữ0,32. - Độ không song song của tâm các lỗ cơ bản trong khoảng 0,03ữ 0,05 (mm) trên 100 (mm) chiều dài. - Độ không vuông góc của tâm lỗ so với mặt đầu trong khoảng 0,05 ữ 0,1(mm) trên 100 (mm) bán kính. - Độ không song song của các mặt đầu các lỗ cơ bản khác trong khoảng 0,05 ữ 0,25 (mm) trên 100 (mm) bán kính mặt đầu. - Các mặt làm việc của càng đợc nhiệt luyện đạt độ cứng 50 ữ 55 ( HRC) 1.2 Tính công nghệ trong kết cấu càng gạt. 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 xác gia công. Vì vậy khi thiết kế cần phải chú ý. - Độ cứng vững của càng. - Chiều dài của các lỗ cơ bản nên bằng nhau và các mặt đầu của chúng cùng nằm trên 2 mặt phẳng song song với nhau là tốt nhất. Kết cấu của càng đối xứng qua 1 mặt phẳng nào đó. Đối với những càng có các lỗ vuông góc với nhau thì kết cấu phải thuận lợi cho việc gia công các lỗ đó. - Kết cấu của càng phải thuận lợi cho việc gia công nhiều chi tiết cùng 1 lúc. - Hình dáng của càng phải thuận lợi cho việc chọn chuẩn thô và chuản tinh thống nhất. 1.3 Xác định dạng sản xuất. Sản lợng hàng năm đợc xác định theo công thức sau: += 100 1. 1 mNN Trong đó: N: Số chi tiết đợc sản xuất trong 1 năm 2 Đồ án môn học: Công Nghệ chế tạo máy N 1 : Số sản phẩm sản xuất trong 1 năm N 1 =10.000 chi tiết. m: Số chi tiết trong 1 sản phẩm. : Số chi tiết đợc chế tạo thêm để dự trữ = 5% ữ7% 500.10 100 5 11.000.10 = += N (chi tiết) Trọng lợng của chi tiết: Q 1 =V. (kg) Trong đó: Q 1 : Trọng lợng của chi tiết (kg) V: Thể tích của chi tiết (dm 3 ) : Trọng lợng riêng của vật liệu thép :=7,852 (kg/dm 3 ) )(69,02).24(.510. 2 150).425( )65,12(.29)1020(.29852,7 222222 1 kgQ = + + ++= Tra bảng 2[1] ta chọn dạng sản xuất hàng loạt lớn. 1.4 Chọn ph ơng pháp chế tạo phôi Với vật liệu chế tạo chi tiết dạng càng là thép C45, càng cỡ nhỏ với sản lợng sản xuất hàng loạt lớn dùng phơng pháp dập sau đó ép tinh trên máy để tăng cơ tính vừa chống cong vênh cho càng. Phôi dập dùng thuận tiện cho các chi tiết càng có mặt đầu lỗ lồi lên, kết cấu phôi nh vậy thì diện tích gia công sau này sẽ giảm. Đối với chi tiết dạng đơn giản thì dập không có ba via, còn đối với chi tiết phức tạp thì lợng bavia khoảng 5% - 10% trọng lợng của phôi. 3 Đồ án môn học: Công Nghệ chế tạo máy Chơng II Thiết kế qui trình công nghệ gia công chi tiết. 2.1 Chọn ph ơng pháp gia công Do sản xuất hàng loạt lớn để chuyên môn hoá cao để có thể đạt năng suất cao trong điều kiện sản xuất Việt Nam thì đờng lối công nghệ thích hợp nhất là phân tán nguyên công (ít bớc công nghệ trong 1 nguyên công) ở đây ta dùng các loại máy vạn năng kết hợp với các đồ gá chuyên dùng và các máy chuyên dùng để dễ chế tạo. Phân chia các bề mặt gia công và chọn phơng pháp gia công thích hợp để đạt độ chính xác và độ bóng theo yêu cầu. Chọn phơng pháp gia công theo bảng 4 [1] Với R z =20 tra bảng 5 [1] ta đợc Ra=5 Cấp nhẵn bóng 5. Chọn phơng pháp phay tinh. R a =2,5 cấp nhẵn bóng là 6 (tra bảng 5 [1]) Theo bảng 4 [1] ta có phơng pháp gia công khoan, khoét, doa thô, chuốt thô, mài thô, nghiền thô. 2.2 Lập tiến trình công nghệ Nguyên công I: Phay mặt đầu đạt kích thớc 29 +0,5 , gia công trên máy phay ngang bằng 2 dao phay đĩa 3 mặt có đờng kính tối thiểu là 200 (mm) và sau đó phay tinh (đạt độ nhám R z =20 cấp độ bóng 5) để làm chuẩn cho các nguyên công sau. Nguyên công II:Gia công lỗ nhỏ càng gạt đạt kích thớc 12 +0,07 và vát mép lỗ, gia công trên máy khoan bằng mũi dao khoan. khoét, doa và dao vát mép để đạt độ nhám R a =2,5. Nguyên công III: Gia công lỗ to càng gạt đạt kích thớc 20 +0,084 và vát mép lỗ, gia công trên máy khoan bằng dao khoan, khoét, doa và vát mép để đạt độ nhám R a =1,25. Nguyên công IV: Gia công vấu đầu nhỏ càng gạt trên máy phay đứng bằng dao phay ngón đạt kích thớc 8 Nguyên công V: Gia công vấu đầu to càng gạt trên máy phay đứng bằng dao phay ngoán đạt kích thớc 8. Nguyên công VI: Gia công lỗ đầu nhỏ càng gạt trên máy khoan có đờng kính 3,6. 4 Đồ án môn học: Công Nghệ chế tạo máy Nguyên công VII: Gia công lỗ đầu to càng gạt trên máy khoan có đờng kính 3,6. Nguyên công VIII: Kiểm tra độ song song của 2 lỗ biên không đợc quá 0,1/100 độ vuông góc của cả 2 lỗ với mặt đầu tơng ứng không vợt quá 0,1/100. 2.3 thiết kế các nguyên công Nguyên công I: Lập sơ đồ gá đặt: 2 mặt gia công càng gạt cần đảm bảo độ song song do đó ta sử dụng chi tiết kẹp với má kẹp khía nhám hạn chế 3 bậc tự do và 2 chốt tỳ mỗi chốt tỳ hạn chế 1 bậc tự do. Kẹp chặt: Dùng 2 miếng kẹp để kẹp chặt chi tiết, lực kẹp từ 2 phía tiến vào, phơng của lực kẹp sùng phơng với kích thớc thực hiện. Để đảm bảo độ phẳng của 2 mặt đầu ta cần gia công 2 mặt của 2 đầu càng gạt trong cùng 1 nguyên công. Chọn máy: Máy phay nằm ngang 6H82r công suất động cơ N m =7 (kw), Phạm vi tốc độ trục chính 30 ữ 1500 (vg/ph), số cấp tốc độ trục chính 18. Chọn dao: Phay bằng dao phay đĩa 3 mặt răng có gắn mảnh thép gió có các kích thớc sau( Bảng 4-84 T2 [3]) D= 200(mm); d=50 (mm); B=20(mm); số răng Z=20 (răng). L ợng d gia công: Phay 1 với lợng phay thô Z b1 =1,5(mm), lợng phay tinh Z b1 =0,5(mm). Chế độ cắt: Xác định chế độc cắt cho 1 dao, chiều sâu cắt (Bảng 5.33 T2 [3]) vật liệu T15K6, t=1,5(mm), Lợng chạy dao S=0,14ữ0,24(mm/vòng) tốc độ cắt V b = 44(m/ph) các hệ số hiệu chỉnh 0,007 ữ 0,012(mm/răng) 5 Đồ án môn học: Công Nghệ chế tạo máy k 1 : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào nhóm cơ tính của thép (Bảng 5-225 T2 [3]) k 1 =1 k 2 : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái của bề mặt gia công và chu kỳ của dao (Bảng 5-120 T2 [3]) k 2 =0,8. k 3 : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào dạng gia công (Bảng 5-132 T2 [3]) k 3 =1. V t =V b .k 1 .k 2 .k 3 = 44.1.0,8.1 = 35,64(mm/ph) Số vòng quay của trục chính tính theo tốc độ tính toán )/(72,56 200. 64,35.1000 . .1000 phvg D V n t t === Chọ số vòng quay theo máy n m =79(vòng/ph) Tốc độ cắt thực tế: )/(64,49 1000 79.200. 1000 phm nD V m tt === Lợng chạy dao phút là: S ph =S.Z.n m =0,01.20.79=15,8(mm/ph) Nguyên công II: Khoan, khoét, doa, vát mép lỗ nhỏ. Lập sơ đồ gá đặt: Gia công lỗ càng gạt đầu nhỏ cần đảm bảo độ đồng tâm giữa hình trụ trong và hình trụ ngoài của phôi và độ vuông góc của tâm lỗ và mặt đầu bởi vậy ta định vị nhờ 1 mặt phẳng hạn chế 3 bậc tự do định vị vào mặt đầu, bạc côn chụp vào đầu càng gạt nhỏ hạn chế 2 bậc tự do và có tác dụng tự định tâm (hoặc 1 khối V cố định định vị vào mặt trụ ngoài của đầu nhỏ càng gạt hạn chế 2 bậc tự do). Kẹp chặt: Dùng cơ cấu trụ trợc thanh răng và kẹp từ trên xuống 6 Đồ án môn học: Công Nghệ chế tạo máy Chọn máy: Khoan đứng 2H125 (kiểu máy Liên Xô) đờng kính khoan lớn nhất 25 (mm) công suất máy 2,2 (Kw), phạm vi tốc độ trục chính 45 ữ 2000 (vg/ph), số cấp tốc độ trục chính 12. Chọn dao: Mũi khoan ruột gà dùng để gia công các loại hợp kim và kim loại nhẹ d=10 (mm) (Bảng 4.40 T1 [2]) mũi khoét có gắn mảnh hợp kim cứng d=11,6(mm), mũi doa d = 12(mm), vát mép d=16(mm). L ợng d gia công: Gia công 3 lần với lợng d khoan Z b1 =5(mm), lợng d khoét Z b2 =0,8 (mm), lợng d doa Z b3 =0,2(mm). Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt cho khoan chiều sâu cắt t= 5 (mm), lợng chạy dao S = 0,25ữ0,28 (mm/vòng) (Bảng 5-25 T2[3]), tốc độ căt V= 32(m/ph) (Bảng 5-86 T2 [3]). Ta tra đợc các hệ số phụ thuộc: k 1 : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào nhóm cơ tính của thép (Bảng 5-225 T2 [3]) k 1 =1 k 2 : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái của bề mặt gia công và chu kỳ của dao (Bảng 5-120 T2 [3]) k 2 =1. k 3 : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào dạng gia công (Bảng 5-132 T2 [3]) k 3 =1. V t =V b .k 1 .k 2 .k 3 = 32.1.1.1 = 32(mm/ph). Ta xác định số vòng quay tính toán của trục chính: )/(6,1018 10. 32.1000 . .1000 phvg d V n t t === Số vòng quay của máy n m =1015,2 (vg/ph) Lợng chạy dao: S =0,926 (mm/vg) Xác địch chế độ cắt cho khoét: Chiều sâu cắt t=0,8 (mm) lợng chạy dao S = 0,4 ữ 0,5 (mm/vg). Tốc độ cắt: V= 46 (m/ph) V t =V.k 1 .k 2 .k 3 = 46.1.1.1=46 (m/ph) Xác định số vòng quay tính toán của trục chính. )/(26,1262 6,11. 46.1000 . .1000 phvg d V n t t === Số vòng quay của trục máy: n m =1440 (vg/ph) và lợng chạy dao S = 0,33 (mm/vg) Xác địch chế độ cắt cho doa: Chiều sâu cắt t=0,2 (mm) lợng chạy dao S = 0,9 (mm/vg). Tốc độ cắt: V= 10,6 (m/ph) V t =V.k 1 .k 2 .k 3 = 10,6.1.1.1=10,6 (m/ph) 7 Đồ án môn học: Công Nghệ chế tạo máy Xác định số vòng quay tính toán của trục chính. )/(2,281 12. 6,10.1000 . .1000 phvg d V n t t === Số vòng quay của trục máy: n m =253,8 (vg/ph) và lợng chạy dao S = 0,9 (mm/vg) Nguyên công III: Khoan, khoét, doa, vát mép lỗ to. Lập sơ đồ gá đặt: Gia công lỗ càng gạt đầu to cần đảm bảo độ đồng tâm giữa hình trụ trong và hình trụ ngoài của phôi và độ vuông góc của tâm lỗ và mặt đầu bởi vậy ta định vị nhờ 1 mặt phẳng hạn chế 3 bậc tự do định vị vào mặt đầu, 1 chốt trụ ngắn vào đầu nhỏ hạn chế 2 bậc tự do và 1 khối V tuỳ động vào đầu to. Chọn máy: Khoan đứng 2H125 (kiểu máy Liên Xô) đờng kính khoan lớn nhất 25 (mm) công suất máy 2,2 (Kw), phạm vi tốc độ trục chính 45 ữ 2000 (vg/ph), số cấp tốc độ trục chính 12. Chọn dao: Mũi khoan ruột gà dùng để gia công các loại hợp kim và kim loại nhẹ d=18 (mm) (Bảng 4.40 T1 [2]) mũi khoét có gắn mảnh hợp kim cứng d=19,6(mm), mũi doa có gắn mảnh hợp kim cứng d=20(mm) và vát mép d=20(mm). L ợng d gia công: Gia công 3 lần với lợng d khoan Z b1 =9 (mm), lợng d khoét Z b2 =0,8 (mm), lợng d doa Z b3 =0,2(mm). Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt cho khoan chiều sâu cắt t = 9 (mm), lợng chạy dao S = 0,33ữ0,38 (mm/vòng) (Bảng 5-25 T2[3]), tốc độ căt V= 37(m/ph) (Bảng 5-86 T2 [3]). Ta tra đợc các hệ số phụ thuộc: k 1 : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào nhóm cơ tính của thép (Bảng 5-225 T2 [3]) k 1 =1 8 Đồ án môn học: Công Nghệ chế tạo máy k 2 : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái của bề mặt gia công và chu kỳ của dao (Bảng 5-120 T2 [3]) k 2 =1. k 3 : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào dạng gia công (Bảng 5-132 T2 [3]) k 3 =1. V t =V b .k 1 .k 2 .k 3 = 37.1.1.1 = 37(mm/ph). Ta xác định số vòng quay tính toán của trục chính: )/(3,654 18. 37.1000 . .1000 phvg d V n t t === Số vòng quay của máy n m =720 (vg/ph) Lợng chạy dao: S =0,4 (mm/vg) Xác địch chế độ cắt cho khoét: Chiều sâu cắt t=0,8 (mm) lợng chạy dao S = 0,4 ữ 0,5 (mm/vg). Tốc độ cắt: V= 90 (m/ph) V t =V.k 1 .k 2 .k 3 = 90.1.1.1=90 (m/ph) Xác định số vòng quay tính toán của trục chính. )/(63,1461 6,19. 90.1000 . .1000 phvg d V n t t === Số vòng quay của trục máy: n m =1440 (vg/ph) và lợng chạy dao S = 0,5 (mm/vg) Xác địch chế độ cắt cho doa: Chiều sâu cắt t=0,2 (mm) lợng chạy dao S = 0,9 (mm/vg). Tốc độ cắt: V= 10,6 (m/ph) V t =V.k 1 .k 2 .k 3 = 10,6.1.1.1=10,6 (m/ph) Xác định số vòng quay tính toán của trục chính. )/(7,168 20. 6,10.1000 . .1000 phvg d V n t t === Số vòng quay của trục máy: n m =180 (vg/ph) và lợng chạy dao S = 0,9 (mm/vg) Nguyên công IV: Phay vấu đầu to. Lập sơ đồ gá đặt: Phay vấu đầu to của càng gạt ta định vị nhờ 1 mặt phẳng hạn chế 3 bậc tự do định vị vào mặt đầu, 1 chốt trụ ngắn vào đầu to hạn chế 2 bậc tự do và 1 chốt trám vào đầu nhỏ hạn chế 1 bậc tự do. 9 Đồ án môn học: Công Nghệ chế tạo máy Kẹp chặt: Dùng cơ cấu đòn kẹp, phơng của lực kẹp vuông góc với phơng của kích th- ớc thực hiện.Ta có thêm cơ cấu so dao để có thể điều chỉnh máy đạt đợc kích thớc theo yêu cầu. Chọn máy: Máy phay vạn năng của Liên Xô 6H80U. Công suất của máy N m = 3 (kW), phạm vi tốc độ trục chính 56 ữ 2500 (vg/ph), số cấp tốc độ trục chính 12. Chọn dao: Phay bằng dao phay ngón có gắn mảnh hợp kim cứng, có các kích thớc sau (Bảng 4-69 T1 [2]): d = 40 mm, L = 221 mm, l = 63 mm, số răng Z = 6 răng. L ợng d gia công: Phay 1 lần với lợng d phay thô Z b = 3 mm. Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt. Chiều sâu cắt t = 3 (mm), lợng chạy dao S = 0.1 0.18mm/răng, tốc độ cắt V = 48 (m/phút) (Bảng 5-120 T2[3]). Các hệ số hiệu chỉnh: k 1 : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào nhóm và cơ tính của thép (Bảng 5-161 T2 [3]) k 1 = 1,12 k 2 : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái của bề mặt gia công và chu kỳ bền của dao (Bảng 5-161 T2 [3]) k 2 = 1 k 3 : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều rộng phay (Bảng 5-161 T2 [3]) k 3 = 1 k 4 : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào vật liệu gia công (Bảng 5-161 T2 [3]) k 4 = 1 Vậy tốc độ tính toán là: V t = V b .k 1 .k 2 .k 3 .k 4 = 48.1,12.1.1.1 = 53,76 (m/phút). Số vòng quay của trục chính theo tốc độ tính toán là: n t = == 40.14,3 76,53.1000 . .1000 d v t 427,8 (vòng/phút). 10 . ii + ) = 2 .(1 50 + 200 + 22 41,2151,306 + ) =1448,6 ( m). Lợng d nhỏ nhất của khoét (gia công thô): 2.Z min = 1458,86 àm. Tính lợng d cho bớc gia công. =10.000 chi tiết. m: Số chi tiết trong 1 sản phẩm. : Số chi tiết đợc chế tạo thêm để dự trữ = 5% ữ7% 500.10 100 5 11.000.10 = += N (chi tiết) Trọng