LỜI NÓI ĐẦU

   Qua các môn học “Công nghệ chế tạo máy” là kết quả của nhiều môn học: công nghệ chế tạo máy, gia công kim loại, vật liệu cơ khí… Qua môn này giúp cho sinh viên làm quen với nhiều quá trình công nghệ thực tế và tổng hợp kiến thức của các môn học.

   Hiện nay, do yêu cầu của nền kinh tế nói chung và ngành cơ khí nói riêng đòi hỏi người kỹ sư cơ khí phải có kiến thức sâu rộng, phải biết vận dụng kiến thức đã học giải quyết những vấn đề thực tế thường gặp phải trong quá trình sản xuất.Ngoài ra đồ án môn học này còn tạo diều kiện cho sinh viên nắm vững và vận dụng có hiệu quả các phương pháp thiết kế nhằm đạt được các chỉ  tiêu kinh tế kỹ  thuật theo yêu cầu trong điều kiện và quy mô cụ thể.

   Một chi tiết máy có thể có nhiều quy trình công nghệ khác nhau, việc thiết kế quy trình công nghệ được chọn trong môn học này sao cho hợp lý nhất đồng thời đảm bảo yêu cầu về  chất lượng, giá thành, thời gian.

   Xuất phát từ những yếu tố trên mà em đã được giao đề tài đồ án môn học Công nghệ chế tạo máy với đề tài “Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết càng gạt bộ đảo chiều”.

   Mặc dù đã cố gắng rất nhiều nhưng vì thiếu kiến thức, kinh nghiệm nên trong quá trình tiến hành làm đồ án không thể tránh khỏi những thiếu sót, sai phạm. Kính mong quý thầy, cô chỉ bảo để cho em có thêm kinh nghiệm và kiến thức.

Em xin chân thành cám ơn quý thầy cô!

Chương 1: NGHIÊN CỨU CHI TIẾT GIA CÔNG

1.1.Chức năng

Chi tiết có kết cấu dạng càng, đầu trụ lớn có hai lỗ đường kính 20mm và 12mm.

Đầu lớn có xẽ rãnh.Đầu nhỏ có dạng trụ đường kính 40,bên trong có lỗ suốt đường kính 25mm.

1.2.Phân tích kĩ thuật

- Vật liệu chế tạo là gang xám:GX18-36

- Độ cứng của vật liệu: HB < 190

- Giới hạn kéo

- Giới hạn bền uốn 

- Khối lượng chi tiết: m =1.7 (kg)

- Gang xám là hỗn hợp giữa sắt và cacbon, ngoài ra còn chứa một số nguyên tố hợp kim khác như (0,5 ÷ 4,5 )% Si , (0,4 ÷ 0,6 )% Mn, 0,8% P, 0,12% S.

Chương 2: XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

2.1.Trọng lượng chi tiết

Trọng lượng chi tiết được xác định theo công thức:

Q₁=V.ɣ (kg)

Trong đó:

   Q₁ : Trọng lượng chi tiết (kg)

   V: Thể tích chi tiết (dm³⁾

   ɣ : Trọng lượng ring của vật liệu chế tạo chi tiết (với gang xm l từ 6,8-7,4 (kg/dm³). Tham khảo trang 14 [5]. Chọn ɣ =7.852 (kg/dm³)

Ứng dụng phần mềm Solidworks 2013 ta tính được:

V= 0.216 (dm³⁾

Q₁ =1,7 (kg)

2.4. Vật liệu

Vật liệu sửa dụng để chế  tạo chi tiết là Gang xám 18-36. Đặc tính của GX 18-36 gồm:

+ Giới hạn bền kéo: =18 kg/mm

+ Giới hạn bền nén=60 kg/mm

+ Độ cứng Brinen HB < 190

+ Giới hạn bền uốn: =36 kg/mm

Chương 3: CHỌN PHÔI VÀ PHƯƠNG PHÁP TẠO PHÔI

3.1. Phương pháp chế tạo phôi

Trong đúc phôi có những phương pháp như sau:

3.3.2. Đúc trong khuôn cát mẫu gỗ

 - Chất lượng bề mặt vật đúc không cao, giá thành thấp, trang thiết bị đơn giản, thích hợp cho dạng sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ

- Loại phôi này có cấp chính xác: IT17

- Độ nhám bề mặt: Rz80

3.1.2. Đúc trong khuôn cát mẫu kim loại

- Nếu công việc thực hiện bằng máy thì có cấp chính xác khá cao, giá thành cao hơn so với đúc trong khuôn mẫu bằng gỗ. Loại này phù hợp với dạng sản xuất hàng loạt vừa và lớn.

- Loại phôi này có cấp chính xác: IT14

- Độ nhám bề mặt: Rz60

3.1.5. Đúc áp lực

Dùng áp lực dễ điền đầy kim loại trong lòng khuôn. Phương pháp này chỉ thích hợp với chi tiết có độ phức tạp cao, yêu cầu kỹ thuật cao, trang thiết bị đắt tiền nên giá thành sản phẩm cao.

3.1.6. Đúc vỏ mỏng

Loại này tạo phôi chính xác cho chi tiết phức tạp được dùng trong sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối

3.2. Nhận xét

Với những yêu cầu của chi tiết đã cho, tính kinh tế cũng như dạng sản xuất đã chọn ta sẽ chọn phương pháp chế tạo phôi là: “Đúc trong khuôn cát, làm khuôn bằng máy”

3.3.Tạo phôi

- Chi tiết được chế tạo bằng gang xám, được đúc trong khuôn cát mẫu kim loại, làm khuôn bằng máy, mặt phân khuôn có mặt phân khuôn như hình vẽ.

Chương  4: THIẾT KẾ NGUYÊN CÔNG

4.1. Nguyên công 1: Phay mặt đầu

1.  Định vị :

Chi tiết được định vị 3 bậc tự do bằng phiến tỳ, khối V ngắn vào cung R47 định vị 2 bậc tự do và 1 khối V di động.

2.  Kẹp chặt :Chi tiết được kẹp chặt bằng Khối V di động 

3. Chọn máy : Máy phay  6H82.(Bảng 4.5/49 [1])

Công suất động cơ : N = 7 kw, số vòng quay trục chính n = 18 cấp (n = 30 => 1500 vòng/phút). 

4. Chọn dao: Dao phay mặt đầu răng chắp mảnh hợp kim cứng: D = 100, B = 39, Z = 10, (bảng 4-94 / 376[2])

5. Chế độ cắt : Nguyên công này được chia làm 2 bước (Bảng 3.1/38[1]): phay thô Z= 3mm, phay bán tinh Z= 1mm.

7.  Công suất cắt : (bảng 5-130 / 118 [3])

N_c = 1,6 kw <  N_m = 7 kw

Vậy máy đủ công suất để gia công

4.2. Nguyên công 2: Phay mặt đầu

1.  Định vị :

Chi tiết được định vị 3 bậc tự do bằng phiến tỳ, khối V ngắn vào cung R47 định vị 2 bậc tự do và 1 khối V di động.

2.  Kẹp chặt : Chi tiết được kẹp chặt bằng Khối V di động 

3. Chọn máy : Máy phay ngang 6H82.(Bảng 4.5/49 [1])

Công suất động cơ : N = 7 kw, số vòng quay trục chính n = 18 cấp (n = 30 => 1500 vòng/phút). 

4. Chọn dao: Dao phay mặt đầu răng chắp mảnh hợp kim cứng: D = 100, B = 39, Z = 10, (bảng 4-94 / 376[Tập 1])

5. Chế độ cắt: Nguyên công này được chia làm 2 bước (Bảng 3.1/38[1]): phay thô Z= 2.5mm, phay bán tinh Z= 0.5mm.

a. Phay thô:

- Chiều sâu cắt t = 2 mm.

- Lượng chạy dao S_Z = 0,24mm/răng (bảng 5-125/trang 113 [3]).

- Tốc độ cắt V_b = 158 m/phút  (bảng 5-127/ trang 115 [3])

Các hệ số hiệu chỉnh: (bảng 5-127/trang 155 [3])  

k₁ : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào độ cứng của gang = 1

k₂ :  Hệ số điều chỉnh phụ thuộc chu kỳ bền của dao k₂ = 1.

k₃ :  Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào mác hợp kim cứng k₃ = 0,8.  

9.   Công suất cắt: (bảng 5-130 / 118 [3])

N_c = 5,5 kw m = 7  kw

Vậy máy đủ công suất để gia công.

Chế độ cắt khi phay thô: Z =2.5mm, t = 2mm, S_ph = 270 mm/ph, n_m =300  v/ph.

4.5. Nguyên công 6: Phay rãnh

1.  Định vị :

Chi tiết được định vị 3 bậc tự do bằng phiến tỳ, chốt trụ ngắn 2 bậc tự do và 1 chốt trụ trám 1 bậc tự do.

2.  Kẹp chặt :

Chi tiết được kẹp chặt bằng mỏ kẹp

3.  Chọn máy: (Bảng 9-38 / 72 [4]).

Máy phay 6H82,khoảng cách từ tâm đến  mặt đầu trục chính 30-350.Số cấp tốc độ 18,công suất động cơ 7 KW,giới hạn số vòng quay 30-1500v/ph.

4.  Chọn dao: (bảng 4-84 / [2])

Dao phay đĩa 3 mặt cắt răng gắn mảnh thép gió : D=160, d=40, B=14, Z=20

5.  Chế độ cắt:

a.  Phay thô

ü Đường chạy dao 1:

- Chiều sâu cắt t= 30  mm.

- Lượng chạy dao S_Z = 0,05  mm/răng (bảng 5-163 /146 [3])

- Tốc độ cắt V_b= 37 m/phút (bảng 5-165  /148 [3])

Các hệ số hiệu chỉnh : (bảng 5-165 / 148 [3])

k₁: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào độ cứng của gang k₁ = 1.

k₂: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc chu kỳ bền của dao k₂ = 1.

k₃: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc bề mặt gia công k₃ = 1.

7.  Công suất cắt: (bảng 5-175 / 158 [3])

N= 1 kw <  N_m = 3,6 kw

Vậy máy đủ công suất để gia công.

4.6. Nguyên công 5: Phay mặt đầu trụ

1.  Định vị :

Chi tiết được định vị 3 bậc tự do bằng phiến tỳ, chốt trụ ngắn 2 bậc tự do và 1 chốt trụ trám 1 bậc tự do.

2.  Kẹp chặt :

Chi tiết được kẹp chặt bằng mỏ kẹp

3.  Chọn máy: (Bảng 9-38 / 72 [4]).

Máy phay đứng công xôn vạn năng 6H81.

Công suất động cơ : N = 4,5 kw, số cấp tốc độ 16,phạm vi tốc độ 65-1800,bước tiến bàn máy dọc 35-980.

4.  Chọn dao: (bảng 4-84 / 368 [2])

Sử dụng 2 dao phay đĩa 3 mặt răng gắn mảnh thép gió : D = 160, d = 40, B = 22, Z = 18

7.  Công suất cắt: (bảng 5-175/ [3])

N = 2,1 kw m = 0,8.4,5 = 3,6 kw

Vậy máy đủ công suất để gia công

4.7. Nguyên công 7: Khoét lỗ F25 

1.  Định vị :

Chi tiết được định vị 3 bậc tự do bằng phiến tỳ, chốt trụ ngắn 2 bậc tự do và 1 chốt trụ trám 1 bậc tự do.

2.  Kẹp chặt:

Chi tiết được kẹp chặt bằng mỏ kẹp

3.  Chọn máy: (Bảng 4.1/42 [1])

Máy khoan 2H135.Đường kính gia công được 35 mm.Số cấp tốc độ 12. Phạm vi tốc độ 31,5-1400 vg/ph.Công suất động cơ 4 KW.

4.  Chọn dao: (Bảng 4.42/ 325 [2])

-   Mũi khoét hợp kim cứng D = 23mm, L = 340mm

-  Mũi khoét thép gió, D = 24.8 mm

-  Mũi doa thép gió D = 25 mm. L = 360mm

c. Doa tinh:

- Chế độ cắt : doa 1 lần đạt kích thước f = 25 mm.

- Chiều sâu cắt t= 0,1 mm.

- Lượng chạy dao S = 2.7 mm/vòng  (bảng 5-112 / 104 [3])

- Tốc độ cắt V_b= 5,1m/phút (bảng 5-114 / 106 [3])

Các hệ số hiệu chỉnh: (bảng 5-114 / /106 [3])

Các hệ số hiệu chỉnh vận tốc đều bằng 1.

Vậy tốc độ tính toán là: V_t=V_b.k₁ = 5,1.1 = 5,1 m/phút

=> T_tc = 0,18 phút.

Công suất gần bằng với công suất khi khoét.

Chương 4: TÍNH VÀ TRA BẢNG LƯỢNG DƯ GIA CÔNG

4.1 Chọn đồ gá

- Định vị: Dùng phiến tỳ định vị ở mặt đáy (mặt 1) hạn chế 3 bậc tự do, chốt trụ ngắn 2 bậc tự do,

- Kẹp chặt: Dùng đai ốc kẹp chặt, chốt tỳ tham gia định vị 1 bậc tự do chống xoay.

- Tính lượng dư gia công lỗ Æ12

- Độ chính xác cấp 2, khối lượng chị tiết 1,24kg.

4.2. Tính lượng dư

Theo (trang 39, bảng 10[1]) tổng giá trị R_i và T_i bằng 600 mm (250 + 350). Sau bước thứ nhất đối với gang có thể loại trừ T_i, chỉ còn R_z và giá trị này là 50mm,30mm và 3mm theo, (trang 40, bảng 10[1]).

Sai số chuẩn trong trường hợp này là e_c=0 vì gốc kích thước trùng với chuẩn định vị. Sai số kẹp chặt được tính theo (trang 48, bảng 24[1]) bề rộng chi tiết từ 30 đến 40 là 80.

Dung sai cho từng nguyên công tra bảng theo (trang, bảng 3-97 [3]).

Tất cả khối lượng tính toán được ghi trong bảng tính toán lượng dư gia công tổng cộng được tính như sau:

2Z_0min=60+114+1884 =2058 mm

2Z_0max= 75+211+2054 = 2340 mm

Kiểm tra kết quả tính toán:

2Z_0max-2Z_0mim=2340- 2058=282mm

Chương 5: TÍNH CHẾ ĐỘ CẮT

5.1. Khi khoan lỗ 10

+ Chiều sâu cắt t=5mm

Theo (trang 88, bảng 8-3 [7]) chọn S₂=0,47mm/v vì sau khi khoan còn doa S₂ phải nhận hệ số K=0,75 và hệ số điều chỉnh sâu K_ls=0,9. Vậy S₂=0,47.0,75.0,9=0,31725mm/v

Chọn S_min=0,47 theo thuyết minh máy lấy S=0,31725mm/v

5.2 Khi doa lỗ 12

+ Chọn t=1mm

+ Chọn S: Theo sức bền dao, có công thức S=C_s.D^0,7

Theo (trang 84, bảng 2-3[7]): C_s=0,15

Thay vào S=0,15.12^0,7=0,854mm/v

S₂=0,854.0,75.0,9=0,57645 mm/v

Theo thuyết minh máy chọn S=0,56mm/v

+ Vận tốc cắt: tính theo công thức như khi khoan

Theo (trang 84, bảng 3-3[7]): C_v=17,1; Z_v=0,25; X_v=0; Y_v=0,4; m=0,125

Theo máy lấy: n=254v/ph.

Moment xoắn khi doa nhỏ có thể bỏ qua.

Chương 6. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐỒ GÁ

6.2. Tính lực kẹp khi khoan 1 lỗ

- Quá trình khoan thì lực Po có tác dụng kẹp chặt chi tiết nên không ảnh hưởng đến chiều trục.

- Momen có xu hướng làm cho chi tiết xoay xung quanh trục của nó. Phương trình cân bằng mômen có dạng:   

W­_ct.a₁.f +Wct.a₂ .f=  K.M_x  => Wct = KMx/(a₁.f+a₂.f)

=> W =  W­_ct.L/L1 = 554.169/81 = 1155 (N)

6.3. Chọn bulông

Với ren vít chế tạo từ thép 45, lấy: σ  =  9 (kg/mm²)

Chọn bulông có đường kính ngoài: d = 14mm

6.5. Yêu cầu kỹ thuật của đồ gá

- Độ không song song song giữa mặt tỳ của phiến tỳ và mặt đáy đồ gá không quá  0.078mm.

- Độ không vuông góc giữa chốt định vị và mặt đáy đồ gá không quá  0.078mm.

- Độ phẳng của đế đồ gá là 0,025mm

6.6. Bảo quản đồ gá

- Không để phoi bám trên bề mặt định vị, khi sử dụng xong cần làm sạch thường xuyên.

- Đây là đồ gá chuyên dùng nên cần phải được bảo quản thật kỹ lưỡng.

KẾT LUẬN

   Sau một thời gian làm việc tập trung, khẩn trương dưới sự hướng dẫn chỉ bảo của các thầy giáo trong bộ môn, đặc biệt là thầy giáo: TS………… đến nay đồ án của em đã hoàn thành đúng thời hạn đảm bảo các nhiệm vụ được giao.

   Qua quá trình làm đồ án đã giúp em làm quen với những công việc cụ thể của người kỹ sư cơ khí trong tương lai, phương pháp làm việc độc lập, sáng tạo, khoa học, kỷ luật, đồng thời đồ án đã giúp bản thân em củng cố thêm các kiến thức đã được học cũng như học hỏi được nhiều kiến thức và kinh nghiệm quý báu.

   Cuối cùng em xin cảm ơn thầy giáo: TS…………, cùng các thầy trong bộ môn đã tận tình hướng dẫn cho em hoàn thành đồ án này.                                                                                 

   Em xin chn thành cảm ơn !

                                                          TPHCM, ngày…tháng…năm 201…

                                                          Sinh viên thực hiện

                                                        ……………..

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. HDTK ĐA CNCTM - PHAN MINH THANH-HỒ VIẾT BÌNH

2. SỔ TAY CN CHẾ TẠO MÁY TẬP 1 - GS.TS NGUYỄN ĐẮC LỘC…

3. SỔ TAY CN CHẾ TẠO MÁY TẬP 2 - GS.TS NGUYỄN ĐẮC LỘC…

4. SỔ TAY CN CHẾ TẠO MÁY TẬP 3 - GS.TS NGUYỄN ĐẮC LỘC…

5. GIÁO TRÌNH CNCTM - PHAN MINH THANH - HỒ VIẾT BÌNH

6. DUNG SAI - KỸ THUẬT ĐO - TRẦN QUỐC HÙNG

7. CHẾ ĐÔ CẮT GIA CÔNG CƠ KHÍ - NGUYỄ TRỌNG ĐÀO - HỒ VIẾT BÌNH. NXB Đà Nẳng 2001.

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"