MỤC LỤC

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU

NỘI DUNG THUYẾT MINH VÀ TÍNH TOÁN ĐỒ ÁN MÔN HỌC

CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

I. Phân tích chức năng làm việc của chi tiết

II. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết

III. Xác định dạng sản xuất

IV. Chọn phưong pháp tạo phôi

V.  Lập thứ tự các nguyên công, các bước (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. Nguyên tắc chọn chuẩn thô

2. Nguyên tắc chọn chuẩn tinh

3. Thiết kế các nguyên công cụ thể

* Nguyên công I : Phay mặt đầu

* Nguyên công II: Khoét, Doa, vát mép lỗ f20^+0.084

* Nguyên công III: Khoét, Doa, vát mép lỗ f12^+0.07

* Nguyên công IV: Phay vấu đầu to

* Nguyên công V: Khoan lỗ dầu đầu to

* Nguyên công VI: Phay vấu đầu nhỏ

* Nguyên công VII: Khoan lỗ dầu đầu nhỏ

* Nguyên công VIII: Kiểm tra

VI. Tính lượng dư cho một bề mặt (mặt tròn ngoài , mặt tròn trong hoặc mặt phẳng) và tra lượng dư cho các bề mặt còn lại

1. Bước 1:  Phôi

2. Bước 2 : Khoan lỗ

VII. 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]

1. Bước: Khoan

2. Bước: Khoét

VIII.  Tính thời gian cơ bản cho tất cả các nguyên công

IX. Tính toán và thiết kế một đồ gá ( lập sơ đồ gá đặt , tính lực kẹp , thiết kế các cơ cấu của đồ gá, tính sai số chuẩn, sai số kẹp chặt, sai số mòn, sai số điều chỉnh sai số chê tạo cho phép của đồ gá, đặt yêu cầu kỹ thuật của đồ gá,  lập bảng kê khai các chi tiết của đồ gá

1. Máy

2. Xác định phương pháp định vị và sơ đồ gá đặt

3. Tính toán lực kẹp

4. Sai số chuẩn, sai số kẹp chặt, sai số đồ gá

KẾT LUẬN

TÀI LIỆU THAM KHẢO

LỜI NÓI ĐẦU

Một trong những mục tiêu đào tạo cho người kỹ sư đó chính là những kĩ năng tổng hợp thông tin trong cuộc sống cũng như trong sách vở 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 ...

Tất cả chúng đều có cái bắt đầu . Với kỹ sư trong nghành chế tạo máy thì đồ án môn học công nghệ chế tạo máy đóng vai trò là những bước tiến đầu tiên và quan trọng trong cuộc sống cũng như trong công việc sau này.

Đồ án môn học công nghệ chế tạo máy thực chất là sự tổng hợp của tất cả các đồ án khác mà người kỹ sư chế tao máy cần phải hoàn thành đó là : Đồ án chi tiết máy; Đồ án dao; Đồ án máy công cụ. Sau nữa đối với một kỹ sư chế tạo máy trong tương lai thì đây là tiền đề để tiếp cận với Đồ án tốt nghiệp mang tính chất quyết định đối với sinh viên.

Từ những lý do đó chúng ta có thể hiểu rõ tầm quan trọng của Đồ án công nghệ chế tạo máy đối với sinh viên trong nghành cơ khí chế tạo máy. Từ đây ta có được một số điểm quan trọng mà việc làm đồ án công nghệ chế tạo máy mang lại đó là:

Kỹ năng đọc ; kỹ năng tra bảng ; kỹ năng sử lý tình huống (khi trong bảng không có những số liệu cần tra); kỹ năng phân tích một một vấn đề cụ thể (chi tiết nào đó mà ta gặp lần đầu) và quan trọng hơn cả là kỹ năng tổng hợp tất cả những điều đã học trên lớp cũng như những điều có trong thực tế sản xuất.

Bằng sự cố gắng của bản thân và đặc biệt dưới sự  giúp đỡ và hướng dẫn tận tình của thầy giáo trong bộ môn công nghệ chế tạo máy nên đồ án môn học của em đã hoàn thành. Tuy nhiên vì trình độ có hạn nên việc thiết kế đồ án không tránh khỏi sai sót em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy, cô trong bộ môn giúp em hiểu biết thêm những điều em còn thiếu sót.

Em xin chân thành cảm ơn!

                                                                    Hà nội, ngày … tháng … năm 201…

                                                                Sinh viên thực hiện

                                                                ……………..

NỘI DUNG THUYẾT MINH VÀ TÍNH TOÁN ĐỒ ÁN MÔN HỌC

CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

I. Phân tích chức năng làm việc của chi tiết

Theo đề bài thiết kế:

Dựa vào bản vẽ của chi tiết ta có những nhận xét cơ bản như sau:

Chi tiết được sắp xếp vào loại chi tiết dạng tay biên thuộc họ chi tiết dạng càng chúng là một loại chi tiết có một hoặc một số lỗ cơ bản đây là nhưng lỗ có yêu cầu quan trọng trong gia công cũng như trong quá trình làm việc.

Chi tiết dạng càng thường có chức năng biến chuyển động thẳng của chi tiết này (thường là piston của động cơ) thành chuyển động quay của chi tiết khác (như là trục khuỷu) hoặc ngược lại. Ngoài ra chi tiết dạng càng còn dùng để đẩy bánh răng (khi cần thay đổi tỉ số truyền trong các hộp tốc độ).

Nhưng với chi tiết đã cho C10 thì không nằm trong những loại ấy vì xét  về kết cấu để làm những việc ấy thì chi tiết đã cho là không thuận lợi. 

II. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết

Như đã trình bày ở phần trên chi tiết được sắp xếp thuộc chi tiết dạng biên , vì chưa thực sự rõ ràng về vị trí làm việc mà chi tiết này đảm nhận ® có thể dự đoán là chi tiết này ứng dụng làm biên của máy dệt.

Để đảm bảo các chức năng làm việc của chi tiết nên việc thay đổi kết cấu tổng quan của chi tiết không được xét đến ở đây,vì vậy ta xét đến các đặc điểm riêng của chi tiết như sau:

- Càng làm việc phải có yêu cầu là đủ độ cứng vững . Với loại chi tiết đã cho vật liệu là   thép 45,chiều dày của thân là 10mm , chiều dài nối giữa 2 tâm là 150mm. Như vậy với chiều dài không lớn lắm và bề dày không quá nhỏ nên về độ cứng vững của càng là có thể chấp nhận được vì chi tiết dạng càng không đòi hỏi chịu lực quá lớn khi làm việc.

III. Xác định dạng sản xuất

Dạng sản xuất được xác định theo phương pháp gần đúng sau:

Xác định dạng sản xuất bằng phương pháp tra bảng khi đã xác định được khối lượng của chi tiết gia công và số lượng chi tiết tổng cộng cần chế tạo trong một năm.

 Vậy: Q =0,0408547 x 7,852 = 0,321 kg

 Với: Q = 0,321 kg và  N = 10900 tra bảng 

Theo bảng [2.6_IV], ta có:

Dạng sản suất: Hàng loạt lớn

IV. Chọn phưong pháp tạo phôi

Như ta đã biết các chi tiết đạng càng thường chế tạo bởi vật liệu :

 thép C 20,  C40,  C45  ; Thép hợp kim 18X HMA ; 18X2H4BA ; 40XMA loại càng này chịu tải tốt cho vật liệu có độ bền cao .

 Đối với các loại càng không chịu lực lớn dùng gang xám Cữ 12-28 ; Cữ 24-44 .

Các loại càng có độ cứng vững thấp, làm việc có va đập nên chọn vật liệu là gang rèn .

V.  Lập thứ tự các nguyên công, các bước (vẽ sơ đồ gá đặt, ký hiệu định vị, kẹp chặt, chọn máy, chọn dao, vẽ chiều chuyển động của dao, của chi tiết)

Để gia công được chi tiết đúng như yêu cầu của bản vẽ cần phải qua các bước gia công thô và gia công tinh.

Như ở trên đã sắp xếp chi tiết thuộc dạng biên do đó việc gia công chi tiết cũng dựa trên các bước gia công chi tiết dạng tay biên.

1. Nguyên tắc chọn chuẩn thô

- Nếu chi tiết có một mặt không gia công nên chọn mặt đó làm chuẩn thô .

- Như trên chi tiết có nhiều mặt không gia công nên chọn mặt không gia công nào có độ chính xác  về vị trí tương quan cao nhất so với các bề mặt còn lại để làm chuẩn thô.

2. Nguyên tắc chọn chuẩn tinh

- Cố gắng chọn chuẩn tinh là chuẩn tinh chính. (Chuẩn dùng cả trong gia công và trong lắp ráp).

- Nên chọn chuẩn gia công trùng với chuẩn đo .

- Chuẩn tinh phải được chọn sao cho chi tiết gia công không bị biến dạng.

- Cố gắng chọn chuẩn sao cho việc gá đặt được đơn giản.

3. Thiết kế các nguyên công cụ thể

* Nguyên công I : Phay mặt đầu

Lập sơ đồ gá đặt: Như đã phân tích ở trên để gia công hai mặt đầu của càng đạt độ chính xác yêu cầu ta dùng :

 - một mặt đầu làm chuẩn thô định vị 3 bậc tự do .

- Khối V cố định định vị vào mặt ngoài trụ lớn định vị hai bậc tự do, một khối V tự lựa định vịvào trụ ngoài nhỏ định vị 1 bậc tự do còn lại.

Lượng dư gia công: Phay 2 lần với lượng dư phay thô Z_b1 = 1.5 mm và lượng dư mài thô Z_b2 = 0.5 mm

Lượng chạy dao phút là S_p = S_r.z.n = 0,13.26.30 =101,4 mm/phút. Theo máy ta có S_m = 95 mm/phút.

* Nguyên công III: Khoét, doa, vát mép lỗ 12^+0.07

Lập sơ đồ gá đặt: Gia công lỗ biên đầu nhỏ cần đảm bảo độ đồng tâm tương đối giữa hình trụ trong và hình trụ ngoài của phôi và độ vuông góc của tâm lỗ và mặt đầu , độ song song giữa hai lỗ, 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 định vị hai bậc tự do vào trụ trong của lỗ đầu to đã được gia công rồi.

Kẹp chặt: Dùng cơ cấu đòn kẹp kẹp từ trên xuống dưới.

Chọn máy: Máy khoan đứng K135 có đường kính mũi khoan lớn nhất khi khoan thép có độ bền trung bình f_max=35mm. Công suất của máy N_m = 6kW

Chọn dao: Mũi Khoét có lắp mảnh hợp kim cứng D = 11.75 mm, Mũi Doa bằng thép gió D = 12mm,Vát mép bằng thép gió D = 15mm ( Tra theo bảng 4-47, 4-49 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 2):

Lượng dư gia công: Gia công 2 lần với lượng dư khoét Z_b1 = 1,25 mm và lượng dư Doa Z_b2 = 0,25 mm

* Nguyên công V: Khoan lỗ dầu đầu to

Lập sơ đồ gá đặt: Khoan lỗ dầu đầu to cần đảm bảo độ xuyên tâm của tâm lỗ và tâm của lỗ biên đầu nhỏ, độ đồng tâm tương đối của 2 lỗ với nhau và với hình tròn ngoài và nghiêng 45^o so với mặt phẳng đối xứng của tay biên, bởi vậy ta sử dụng cơ cấu để hạn chế 6 bậc tự do như sau: mặt đầu hạn chế 3 bậc tự do, một chốt trụ ngắn định vị vào mặt trụ trong của lỗ f 20 hạn chế 2 bậc tự do và chốt chám định vị vào lỗ f12 hạn chế 1 bậc tự do chống xoay còn lại.

Kẹp chặt: Dùng cơ cấu đòn kẹp, phương của lực kẹp vuông góc với phương của kích thước thực hiện.

Chọn máy: Máy khoan đứng 2A125 có đường kính mũi khoan lớn nhất khi khoan thép có độ bền trung bình f_max = 25mm. Công suất của máy N_m = 2,8 kW

Chọn dao: Mũi khoan có kích thước như sau d = 3 mm ( Tra theo bảng 4-40, 4-41 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 2):

Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt cho khoan lần 1 lỗ f3, chiều sâu cắt t = 2 mm, lượng chạy dao S = 0,17 (0.14¸0,18)mm/vòng, tốc độ cắt V =  27,5 

* Nguyên công VII: Khoan lỗ dầu đầu nhỏ

Lập sơ đồ gá đặt: Khoan lỗ dầu đầu nhỏ cần đảm bảo độ xuyên tâm của tâm lỗ và tâm của lỗ biên đầu nhỏ đồng thời cần đảm bảo độ đồng tâm tương đối của 2 lỗ với nhau và với hình tròn ngoài, bởi vậy ta sử dụng cơ cấu để hạn chế 6 bậc tự do như sau: mặt đầu hạn chế 3 bậc tự do, một chốt trụ ngắn định vị vào mặt trụ trong của lỗ f 12 hạn chế 2 bậc tự do và chốt chám định vị vào lỗ f20 hạn chế 1 bậc tự do chống xoay còn lại.

Kẹp chặt: Dùng cơ cấu đòn kẹp, phương của lực kẹp vuông góc với phương của kích thước thực hiện.

Chọn máy: Máy khoan đứng 2A125 có đường kính mũi khoan lớn nhất khi khoan thép có độ bền trung bình f_max = 25mm. Công suất của máy N_m = 2,8 kW

Chọn dao: Mũi khoan có kích thước như sau d = 3 mm ( Tra theo bảng 4-40, 4-41 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 2):

Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt cho khoan lần 1 lỗ f3, chiều sâu cắt t = 2 mm, lượng chạy dao S = 0,17 (0.14¸0,18)mm/vòng, tốc độ cắt V =  27,5 m/phút. 

* Nguyên công VIII: Kiểm tra

- Kiểm tra độ không song song của hai tâm lỗ f20 và f12

- Kiểm tra độ không vuông góc giữa đường tâm lỗ và măt đầu.

VI. Tính lượng dư cho một bề mặt (mặt tròn ngoài , mặt tròn trong hoặc mặt phẳng) và tra lượng dư cho các bề mặt còn lại

Tính lượng dư cho bề mặt để thiết kế đồ gá: Tính lượng dư cho nguyên công gia công lỗ 20^+0,084 

Liền trước nguyên công này là nguyên công phay do vậy phôi cho nguyên công này là phôi đã qua  nguyên công phay rồi.

1. Bước 1:  Phôi

 Phôi được định vi bởi mặt đầu bằng phiến tỳ hạn chế 3 bậc tự do , cơ cấu trụ trượt thanh răng với cáI chụp 3 vấu vừa kẹp chặt vừa hạn chế 2 bậc tự do.

Công thức tính lượng dư cho bề mặt trụ trong đối xứng 20^+0,084:

Theo [3_71 trang238 I ] ta có :

PhôI :

R_z= 150 mm

T_a = 200 mm

2. Bước 2 : Khoan lỗ

Khoan lỗ đặc bằng mũi khoan xoắn vít :

Theo [ 3_87 trang 244 I]  Þ   R=40mm ; T = 60 mm

Kiểm tra:

 T_ph - T_ch = 2000 - 65 = 2438 = 4238 - 1800 = 2Z_bmax - 2Z_bmin

Tính lượng dư của bề mặt f20^+0,084. Độ chính xác của phôi dập cấp , trọng phôi: 0,321 kg vật liệu phôi: thép 45.

VII. 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]

Để tiện cho việc tính toán và thiết kế thì chế độ cắt được tính trùng là trong nguyên công thiết kế đồ gá

 Khoan-khoét -doa lỗ đầu to của càng để đạt kích thước 20^+0,084 . Ta có các thông số đầu vào:

1. Bước: Khoan

Chọn máy: Lấy theo [9_21 III ]Chi tiết được gia công trên máy khoan đứng nhãn hiệu 2H125 công suất động cơ chính N=2,8 kw.

độ côn trục chính : côn mooc N°3

Phạm vi tốc độ trục chính :45¸2000 vòng/phút.

Lực tiến dao : 900 kG.

Moment xoắn : 2500 kGcm.

2. Bước: Khoét

Đường kính D =15¸40 mm

Chiều dài mũi khoét L = 180¸355 mm

Chiều dài phần làm việc của mũi khoét l=85¸210 .

Chọn mũi khoét có D=19,8mm [3_132 trang 275 I ]

Chiều sâu gia công : t=0,5(D-d)=0,5(19,8-18,25)=0,775

Như ta đã tính ở trên máy đã đủ công suất để cắt cho bước khoan nên đương nhiên nó cũng đủ công suất cho bước khoét vì lượng dư cần hớt bỏ nhỏ hơn nhiều so với bước khoan.Tính toán này chỉ mang tính chất kiểm nghiệm mà thôi.

VIII.  Tính thời gian cơ bản cho tất cả các nguyên công

Như vậy tổng thời gian cho nguyên công này là :

T= T_o2.1  + T_o2.2 +T_o2.3 =0,21+0,09+2,87+0,043 =3,213 phút.

Vậy thời gian cơ bản để gia công chi tiết là:

T_o = T₀₁ + T_02.1 + T_02.2 + T_02.3 + T_03.1 + T_03.2 + T_03.3 + T₀₄ + T_04.1 + T_04.2 + T₀₅ + T_05.1 + T_05.2 + T₀₆ + T_06.1 + T_06.2 + T₀₇ + T_07.1 + T_07.2 + T₀₈ = 7,596 phút.

IX. Tính toán và thiết kế một đồ gá ( lập sơ đồ gá đặt , tính lực kẹp , thiết kế các cơ cấu của đồ gá , tính sai số chuẩn , sai số kẹp chặt ,sai số mòn,sai số điều chỉnh sai số chê tạo cho phép của đồ gá,đặt yêu cầu kỹ thuật của đồ gá,  lập bảng kê khai các chi tiết của đồ gá

Ở phần này ta thiết kế đồ gá gia công lỗ đầu to của càng bởi vì có thể áp dụng những tính toán của các bước trước mà không làm mất đi tính tổng quát của vấn đề.

Để tính toán thiêt kế đồ gá ta làm theo các bước sau:

1. Máy

Máy dùng cho nguyên công này là máy khoan đứng  K125 [ 9-21_I_45 ] với bàn máy có  kích thước là 375x500 mm², khoảng cách lớn nhất từ đầu mút trục chính đến bàn máy, không nhỏ hơn 710 . Đó là những số liệu cần thiết để xác định kích thước đồ gá.

2. Xác định phương pháp định vị và sơ đồ gá đặt

Để gia công được lỗ đầu to của càng ta có những phương án gá đặt như sau :

2.1. Do mặt đầu của càng đã được gia công nên ta chọn mặt đầu của càng làm chuẩn định vị 3 bậc tự do. Ở hai mặt trụ ngoài của càng một mặt định vị bằng khối V gắn cứng, một mặt định vị bằng khối V di động và kẹp chặt bằng ren vít đặt vào khối V di động.

3. Tính toán lực kẹp

Sơ đồ tính lực:       

Mục tiêu chủ yếu của bước tính lực  đó là lực kẹp phải đảm bảo để có thể thực hiện được tất cả các bước gia công mà không là biến dạng đồ gá cũng như xê dịch chi tiết.

Do vậy trong nguyên công gia công lỗ 20^+0,084 cần phảI qua các bước khoan-khoét -doa thì chỉ cần tính lực cho nguyên công khoan là đủ bởi vì ở nguyên công này lượng kim loại bị hớt bỏ là lớn nhất cũng có nghĩa là chi tiết phảI chịu lực lớn nhất.

Khi khoan mũi khoan tác dụng vào phôi một moment Mxvà một lực là Pz, lực này hướng từ trên xuống dưới.

W= 828,905 N

4. Sai số chuẩn, sai số kẹp chặt, sai số đồ gá

Ta có:

- e_c: sai số chuẩn do chuẩn định vị không trùng với gốc kích thước gây ra.

- e_k: sai số kẹp chặt do lực kẹp gây ra. Sai số kẹp chặt được xác định theo các công thức trong bảng 20-24. Cần nhớ rằng khi phương của lực kẹp vuông góc với phương của kích thước thực hiện thì sai số kẹp chặt bằng không.

- e_m: sai số mòn. Sai số mòn được xác định theo công thức sau đây: e_m = 0,3. = 26,83 mm.

- e_đc: sai số điều chỉnh được sinh ra trong quá trình lắp ráp và điều chỉnh đồ gá. Sai số điều chỉnh phụ thuộc vào khả năng điều chỉnh và dụng cụ để điều chỉnh khi lắp ráp. Trong thực tế khi tính toán đồ gá ta có thể lấy: e_đc = 5  ¸ 10 mm.

- e_gđ: sai số gá đặt, khi tính toán đồ gá ta lấy giá trị sai số gá đặt cho phép: [e_gđ] = 1/3d - với d - dung sai nguyên công [e_gđ] = 200/3 = 66,67 mm.

- e_ct: Là sai số chế tạo cho phép đồ gá [e_ct]. Sai số này cần được xác định khi thiết kế đồ gá. Do đa số các sai số phân bố theo qui luật chuẩn và phương của chúng khó xác định nên ta sử dụng công thức sau để tính sai số gá đặt cho phép:

[e_ct]  = 60,21 mm = 0,06 mm. Như vậy, dựa vào sai số chế tạo cho phép [e_CT] đặt yêu cầu kỹ thuật của đồ gá.

KẾT LUẬN

   Trong thời gian làm đồ án môn học vừa qua, em được sự giúp đỡ và hướng dẫn tận tình của thầy:………., cũng như các quí thầy cô và bạn bè,  em đã tổng hợp được nhiều kiến thức hữu ích về môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy.

   Ngoài việc củng cố về mặt lý thuyết công nghệ chế tạo chi tiết máy từ những bề mặt định vị chi tiết gia công, độ chính xác gia công, các vị trí tương quan… đến các phương pháp công nghệ thông dụng như: tiện, phay, khoan, xọc, cũng như phương pháp nhiệt luyện mà đối với các xí nghiệp nhỏ ở nước ta ít khi sử dụng. Qua đó giúp chúng em hiểu rõ hơn về quy trình công nghệ gia công chi tiết được áp dụng trong các xí nghiệp thực tế.

   Tuy nhiên trong quá trình thiết kế không tránh khỏi những sai sót do các số liệu mà em tính toán và đưa ra chỉ ở góc độ tư liệu, sổ tay kinh nghiệm do vậy không đúng như thực tế. Rất mong được sự góp ý chân tình của quí thầy, cô trong bộ môn Chế Tạo Máy.

   Em xin chân thành cám ơn sự giúp đỡ quý báu và góp ý của quý thầy, đặc biệt là thầy :……….., và các bạn.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[I] - SỔ TAY CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật . Tập 1

[II]- SỔ TAY CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật . Tập 2

[III] - THIẾT KẾ ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

Pgs-Pts Trần Văn Định.

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN