MỤC LỤC

MỤC LỤC................1

LỜI NÓI ĐẦU............... 5

CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG............... 8

1.1 Phân tích chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết ...............8

1.2 Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết. ...........9

1.3 Xác định dạng sản xuất:.............. 9

CHƯƠNG II: CHỌN PHÔI VÀ PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI........... 12

2.1 Xác định phương pháp chế tạo phôi ..........12

2.2 Thiết kế bản vẽ lồng phôi: .............14

2.3 Thiết kế bản vẽ khuôn đúc: ...........14

2.4 Mẫu đúc: ..............14

CHƯƠNG III: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ............ 16

3.1. So sánh và lựa chọn phương án:........... 16

3.2. Lập quy trình công nghệ: .............16

3.3. Chọn phương án gia công.......... 17

Chương IV: THIẾT KẾ NGUYÊN CÔNG............ 18

4.1. Nguyên Công 1: ...........18

4.2.Nguyên Công 2: .........19

4.3.Nguyên Công 3:.......... 20

4.4.Nguyên Công 4: gồm 2 bước khoan, doa............ 21

4.5.Nguyên công 5: (tính chế độ cắt)............ 23

4.6. Nguyên công 6: .........28

4.7. Nguyên công 7:.......... 29

4.8. Nguyên Công 8:............ 31

4.9. Nguyên Công 9:............ 32

4.10. Nguyên Công 10:............ 34

Chương V: TÍNH LƯỢNG DƯ GIA CÔNG............ 36

5.1. Điều Kiện Ban Đầu:............. 36

5.2. Tính Lượng Dư:............. 36

CHƯƠNG VI: THIẾT KẾ ĐỒ GÁ............. 38

6.1. Yêu cầu đối với đồ gá khoét-doa............ 38

6.2. Nhiêm vụ thiết kế đồ gá ............. 38

6.3. Nội dung thiết kế đồ gá............ 38

6.3.1. Nguyên lý hoạt động của đồ gá như sau:.......... 38

6.3.2. Tính lực kẹp cần thiết khi khoét............. 38

6.4.Tính sai số chế tạo cho phép của đồ gá e_ct :............ 41

6.5.Yêu cầu kỹ thuật cảu đồ gá :.......... 41

TÀI LIỆU THAM KHẢO....... 43

LỜI NÓI ĐẦU

Hiện nay, các ngành kinh tế nói chung và ngành cơ khí nói riêng đòi hỏi kỹ sư cơ khí và cán bộ kỹ thuật cơ khí được đào tạo ra phải có kiến thức sâu rộng, đồng thời phải biết vận dụng những kiến thức đó để giải quyết những vấn đề cụ thể thường gặp trong sản xuất, sửa chữa và sử dụng.

Đồ án môn học công nghệ chế tạo máy kỳ 3 là một trong các đồ án có tầm quan trọng nhất đối với một sinh viên ngành cơ khí. Đồ án giúp cho sinh viên hiểu những kiến thức đã học không những môn công nghệ chế tạo máy mà các môn khác như: máy cắt kim loại, dụng cụ cắt... Đồ án còn giúp cho sinh viên được hiểu dần về thiết kế và tính toán một qui trình công nghệ chế tạo một chi tiết cụ thể.

Khoa học ngày càng phát triển, với sự ra đời của các hệ thống sản xuất linh hoạt FMS, CIM, thì việc thiết kế quy trình công nghệ để gia công các chi tiết, từ đó chế tạo ra một máy móc thiết bị cụ thể chính là công việc của kỹ sư.

Mục tiêu của môn học là tạo điều kiện cho người học nắm vững, có hiệu quả các phương pháp và vận dụng vào thiết kế, xây dựng và quản lý các quá trình chế tạo sản phẩm cơ khí về kỹ thuật sản xuất và tổ chức sản. Hiện nay, các ngành kinh tế nói chung và ngành cơ khí nói riêng đòi hỏi kỹ sư cơ khí và cán bộ kỹ thuật cơ khí được đào tạo ra phải có kiến thức sâu rộng , đồng thời phải biết vận dụng những kiến thức đó để giải quyết những vấn đề cụ thể thường gặp trong sản xuất, sửa chữa và sử dụng nhằm đạt được các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật theo yêu cầu trong điều kiện và qui mô sản xuất cụ thể. Môn học còn truyền đạt những yêu cầu về chỉ tiêu công nghệ trong quá trình thiết kế các kết cấu cơ khí để góp phần nâng cao hiệu quả chế tạo chúng.

Được sự giúp đỡ tận tình của các thầy giáo, đặc biệt là thầy : TS…………….. đã giúp em đã hoàn thành đồ án môn học  này. Tuy nhiên, do thời gian giới hạn trong một đồ án môn học nên chắc chắc sẽ còn nhiều thiếu sót. Em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy trong bộ môn  chế tạo máy

 Em xin chân thành cảm ơn thầy : TS…………….. đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án này.!

                                                                                                        TPHCM, ngày … tháng … năm 20…

                                                                                                Sinh viên thực hiện

                                                                                              ……………….

CHƯƠNG 1:   PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG

1.1. Phân tích chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết

- Chi tiết càng số thuộc chi tiết dạng càng.

-  Những bề mặt làm việc của chi tiết là lỗ Ø26, Ø12, và mặt đầu của các lỗ, rãnh 10mm và rãnh 8mm, trong đó lỗ Ø26, Ø12 là những bề mặt lắp ghép.

- Lỗ Ø26 của càng số được lắp với bạc đạn, còn lỗ Ø12 được lắp vào trục

- Càng số truyền chuyển động nhờ vào rãnh10mm và rãnh 8mm, 2 mặt đầu của càng tiếp xúc trượt với các chi tiết khác'

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

Với chi tiết cho như bản vẽ ta nên chọn phương pháp tạo phôi là đúc.

Là chi tiết dạng càng nên ta cần phải gia công đạt đạt được các yêu cầu kỹ thuật như: độ song song, độ đồng tâm được trình bày trên bản vẽ.

Các bề mặt gia công chủ yếu là các bề mặt lỗ và bề mặt phẳng, nên sử dụng các phương pháp gia công chủ yếu như: phay, khoan, khoét, doa… Vì những phương pháp này cho năng suất cao.

1.3. Xác định dạng sản xuất:

Ta có:

+ N₀ = 150.000: Số sản phẩm trong một năm theo kế hoạch.

+ m  = 1 : Số lượng chi tiết trong một sản phẩm.

+ a : Số phần trăm phế phẩm trong quá trình chế tạo (3%- 6%)

+ b: Số phẩm trăm chi tiết chế tạo thêm để dự trữ(5% - 7%)

Ta chọn a=5%, chọn b  = 5% :

=>  N= 150.000 .1.(1 +(5%+ 5%)/100) = 150150 (chiếc/ năm).

Khối lượng riêng của gang xám là 7.2 (kg/dm³)

Khối lượng chi tiết là: Q = 7.2 x0.058 = 0.42 kg

Dựa theo sản lượng chi tiết và khối lượng chi tiết.

=> Ta xác định được dạng sản xuất là hàng khối.

CHƯƠNG II: CHỌN PHÔI VÀ PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI

2.1 Xác định phương pháp chế tạo phôi

Phương pháp chế tạo phôi phụ thuộc vào dạng sản xuất, vật liệu, chức năng, yêu cầu kỹ thuật, hình dáng bề mặt… của chi tiết.

Chọn phôi là chọn vật liệu chế tạo, chọn phương pháp chế tạo phôi, xác định lượng dư gia công các bề mặt, kích thước, dung sai cho quá trình chế tạo phôi.

Các dạng phôi thường dùng trong ngành chế tạo máy:

2.1.1. Phôi thép thanh:

Để chế tạo các loại chi tiết như: con lăn, các loại trục, xi lanh, pittong, bánh răng có đường kính nhỏ, bạc…

2.1.4. Phôi đúc:

Phôi đúc được dùng trong các loại chi tiết như: gối đỡ, các chi tiết dạng hộp, các loại càng phức tạp, các loại trục chữ thập…Vật liệu dùng cho phôi đúc là gang, thép, đồng, nhôm và các loại hợp kim khác.

Các phương pháp đúc:

a. Đúc trong khuôn cát:

+ Mẫu gỗ:

Chất lượng bề mặt 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: . Độ nhám bề mặt: Rz=160μm

+ 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:IT15÷IT16. Độ nhám bề mặt: Rz=80μm.

e. Đúc trong khôn vỏ mỏng:

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

Kết luận: Sau khi so sánh các phương pháp tạo phôi ta chọn phôi đúc vì:

- Phù hợp sản xuất hàng khối, hàng loạt.

- Giá thành chế tạo vật đúc thấp

- Độ nhám bề mặt và cấp chính xác kích thước phù hợp để thực hiện nguyên công tiếp theo

2.4 Mẫu đúc:

Mẫu đúc sau khi thiết kế như hình dưới.

CHƯƠNG III: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

3.1. So sánh và lựa chọn phương án:

- Thứ tự gia công được đánh số như hình vẽ sau đây:

* Chọn phương pháp gia công:

Dựa vào yêu cầu kĩ thuật ta chọn phương pháp gia công cho các bề mặt như: tiện, phay, bào, khoan, khoét, doa….

3.2. Lập quy trình công nghệ:

a. Phương án 1:

Nguyên công 1: Phay thô mặt 1

Nguyên công 2: Phay thô mặt 2

Nguyên công 3: Phay bán tinh mặt 1 và 2 (2 bước)

Nguyên công 4: Khoan, doa lỗ Ø 12

Nguyên công 8: Khoét, doa lỗ Ø 26 (5)

Nguyên công 9: Khoan mồi Ø 7.8

Nguyên công 10: Phay tinh rãnh 8 mm

b. Phương án 2:

Nguyên công 1: Phay thô mặt 1

Nguyên công 2: Phay thô mặt 2

Nguyên công 3: Phay bán tinh mặt 1 và 2 (2 bước)

Nguyên công 4: Khoan, doa lỗ Ø 12

Nguyên công 9: Khoan mồi Ø 7.8

Nguyên công 10: Phay tinh rãnh 8 mm

3.3. Chọn phương án gia công.

Dựa vào điều máy hiện có, phương pháp gia công, yêu cầu kĩ thuật và đặc biệt là năng suất sản xuất, vì đây là sản xuất hàng loạt lớn. Dựa vào những điều kiện nêu trên nên chọn phương án 2 làm phương án gia công để hạn chế phế phẩm, những nguyên công có độ chính xác cao nên ưu tiên làm trước.

Chương IV: THIẾT KẾ NGUYÊN CÔNG

4.1. Nguyên công 1:

4.1.1. Định vị: định vị 3 bậc tự do bằng phiến tỳ, 2 bậc tự do bằng khối V cố đính, 1 bậc tự do bằng chốt tỳ.

4.1.2. Chọn máy: máy phay đứng 6H12 công suất 7 kW, hiệu suất ŋ = 0.75, bề rộng rãnh chữ T 18mm (bảng 9_38 trang 75STCNCTM 3)

4.1.4. Xác định chế độ cắt và thời gian thực hiện nguyên công

Lượng dư: chiều sâu cắt t = 3.5mm, lượng chạy dao  răng s_z= 0.2 mm/răng (bảng 5-125 STCNCTM 2).

- Lượng chạy dao vòng s = 0.2x10 = 2 mm/vòng

- Tốc độ cắt v = 180 m/phút (bảng 5-127 STCNCTM 2).

- Thời gian nguyên công: Tct= To+Tp+Tpv+Ttn= To+ 0.26 To

L = 140mm

L₁ = 50+3 = 53mm

L2 = 2mm

=> To = 1.03 phút.

Vậy thời gian nguyên công là T_ct = 1.03 + 0.26x1.03  1.3 phút.

Chế độ cắt khi phay thô:

t = Z = 3.5mm, S_ph = 190 mm/phút, n = 328 v/phút, N = 4.6 kW, T = 1.3 phút, V=103m/phút

4.3. Nguyên công 3:

4.3.1. Sơ đồ gá đặt, máy, dao: tương tự nguyên công 1 và 2, gồm 2 bước gia công bán tinh 2 mặt đầu

4.3.2. Xác định chế độ cắt và thời gian thực hiện nguyên công

- Lượng dư: chiều sâu cắt t = 0.5mm, lượng chạy dao  răng s_z= 0.1 mm/răng

- Lượng chạy dao vòng s_o = 0.1x10 = 1 mm/vòng

- Tốc độ cắt v = 228 m/phút (bảng 5-127 STCNCTM 2).

- Ta chọn số vòng quay theo máy n_m = 520 vòng/phút.

- Tra công suất cắt:  (bảng 5_130 trang 118 TL [10])

- Tính thời gian gia công cơ bản: Tct= To+Tp+Tpv+Ttn= To+ 0.26 To

=> To = 0.6phút.

T_ct = 0. 6 + 0.26x0. 6 = 0.76 phút.

Chế độ cắt khi phay bán tinh:

t = Z = 0.5mm, S_ph = 325 mm/phút, n_m = 520 v/phút, N = 2.7 kW, T = 0.76 phút

4.5. Nguyên công 5: (tính chế độ cắt)

4.5.1. Định vị: chi tiết được định vị 3 bậc tự do bằng 2 phiến tỳ vảo mặt đầu, 2 bậc tự do bằng chốt côn động vào Φ12 , 1 bậc tự do bằng khối V di động vào R10.

4.5.2. Chọn máy: máy khoan đứng 2A135 công suất 6 kW, hiệu suất 0.8

4.5.3. Xác định chế độ cắt và thời gian nguyên công

a. Bước 1: khoét rộng lỗ Φ 20 sâu 5 mm, mũi khoét Φ 20 gắn mảnh hợp kim cứng BK8, L = 228 mm, l = 130 mm, góc chuyển tiếp = 0 (φ=0).

- Chiều sâu cắt:  mm

- Lượng chạy dao vòng:  (mm/vòng) (bảng 5_26 STCNCTM 2)

- Tra lại lượng chạy dao theo lượng chạy dao máy ta chọn:  (mm/vòng)

- Tính thời gian gia công cơ bản:

- Thời gian của bước 1: T =  0,015 (phút)

b. Bước 2: khoét tinh lỗ Φ 25.8 sâu 5 mm, mũi khoét Φ 25.8 gắn mảnh hợp kim cứng BK8, L = 228 mm, l = 130 mm, góc chuyển tiếp = 0 (φ=0).

- Chiều sâu cắt:  t = 2,9 mm

- Lượng chạy dao vòng:  s = 0,5 (mm/vòng)

- Tính số vòng quay trục chính: n = 750 (v/ph)

- Tra số vòng quay trục chính máy 2A135 chọn: n = 750 (v/ph)

- Tính thời gian gia công cơ bản:

- Thời gian của bước 1: T = 0,015 (phút) .

c. Bước 3: doa thô lỗ Φ25.93 mm

- Chiều sâu cắt: doa thô  t = 0,065 mm

- Mũi doa: chọn mũi doa thép gió , có D = 25.93 m, L = 138 mm, l = 26 mm (Bảng 4-49 STCNCTM 1), góc chuyển tiếp = 0 (φ=0).

- Lượng chạy dao vòng:

Doa thô  S = 0,5 (mm/vòng)  (bảng 5-112 STCNCTM 2)

- Tra lại lượng chạy dao theo lượng chạy dao máy ta chọn: S = 0,43 (mm/vòng)

- Chọn lại tốc độ cắt V = 11.7mm/vòng

- Tính số vòng quay trục chính: n = 143,7(v/ph)

- Tra số vòng quay trục chính máy 2A135 chọn: n = 140 (v/ph)

- Thời gian của bước 1: T = 0,13 (phút)

=> Vậy chế độ cắt của bước 3: mm, (phút), S = 0.48 (mm/vòng),  (v/ph)

d. Bước 4: doa tinh lỗ Φ26 mm

- Chiều sâu cắt: doa tinh t = 0,035 mm

- Mũi doa: chọn mũi doa thép gió D = 26 mm, L = 138 mm, l = 26 mm (Bảng 4-49 STCNCTM 1), góc chuyển tiếp = 0 (φ=0).

- Lượng chạy dao vòng: 

Doa tinh S = 0,4 (mm/vòng) (bảng 5-112 STCNCTM 2)

- Chọn lại tốc độ cắt theo bảng V = 11.7 mm/vòng

- Tính số vòng quay trục chính: n = 143,3 (v/ph)

- Tra số vòng quay trục chính máy 2A135 chọn: n =140 (v/ph)

- Thời gian của bước 3: t = 0,2 (phút)

=> Vậy chế độ cắt của bước 5:

 S = 0.32 (mm/vòng), (v/ph), (m/vòng), T = 0.2 phút

=> Vậy tổng thời gian của nguyên công 5 là: T = 0,36(phút)

4.6. Nguyên công 6:

Các thông số như nguyên công 5

4.8. Nguyên Công 8:

4.8.1. Định vị: như nguyên công 7

4.8.2. Chọn máy: 6H11 công suất 4.5KW, bề rộng rãnh chữ T 14 mm (bảng 9_38 STCNCTM 3)

4.8.3. Chọn dao: dao phay ngón thép gió: L = 72, l = 22 (bảng 4-65 STCNCTM 1)

4.8.4. Xác định chế độ cắt và thời gian nguyên công: chia làm 2 lát cắt

- Chiều sâu cắt: t = 10 mm, mm

- Lượng chạy dao răng: S = 0,03 (mm/răng) (bảng 5-153 STCNCTM 2)

-  Lượng chạy dao vòng: S = 0,15 (mm/vòng)

- Tính số vòng quay trục chính:  N = 714 (v/ph)

- Tra số vòng quay trục chính máy chọn:  N = 821 (v/ph)

Tổng thời gian của nguyên công: T = 4,0 (phút)

4.9. Nguyên công 9:

4.9.1. Định vị: 3 bậc tự do bằng phiến tỳ ở mặt đáy, 2 bậc tự do bằng chốt trụ ngắn vào lỗ 12 và 1 bậc tự do vào rãnh R5 bằng chốt trám.

4.9.2. Chọn máy : khoan đứng 2A125, mũi khoan ruột gà thép gió d = 7.8 mm

4.9.3. Xác định chế độ cắt và thời gian nguyên công

- Chiều sâu cắt:  t = 3,9 mm

- Lượng chạy dao vòng:  S = 0,22(mm/vòng) (bảng 5-89 STCNCTM 2)

- Tốc độ cắt tra bảng: V = 31(m/ph) (bảng 5-90 STCNCTM 2)

- Tính số vòng quay trục chính:  n =1265,7 (v/ph)

- Tra số vòng quay trục chính máy 2A125 chọn: n = 960 (v/ph)

- Tính thời gian gia công cơ bản:

Thời gian của bước 1: t = 0,19 (phút)

Chương V: TÍNH LƯỢNG DƯ GIA CÔNG

Ở đây tính toán cho nguyên công 2.

5.1. Điều Kiện Ban Đầu:

- Phôi đúc trong khuôn cát cấp chính xác cấp II: 800 (μm) (bảng 1_21 trang 26 TL [7]), dung sai phôi 0.5 mm

- Máy phay đứng 6H11

5.2. Tính Lượng Dư:

- Lượng dư gia công tối thiểu

Phay thô:

+ Cấp chính xác 12

+ Độ nhám Rz40

Khoét bán tinh

+ Cấp chính xác 10

+ Độ nhám Rz12.5

5.2.1. Xác định Rz+T

Tra bảng 5.3 trang 71 sách hướng dẫn thiết kế đồ án CNCTM (Rz+T)= 700 (μm).

5.2.2. Sai số không gian tổng cộng của phôi:

- p_vt = 500 (μm) 

- p_c = 210 (μm) 

=> p_btinh = 33*0.04 = 1,32 (μm) 

- Sai số gá đặt:

e_c = 0 vì chuẩn định vị trùng gốc kích thước

e_k = 70 μm (bảng 5.12 HDTKDACNTCM Hồ Viết Bình)

=> e_gđ =70 μm

- Sai số gá đặt khi phay bán tinh:

Z_minthô = 1045,5  (μm) 

Z_minbantinh = 113,7  (μm) 

Lương dư sau khi tính toán thể hiện như bảng 5.1.

CHƯƠNG VI: THIẾT KẾ ĐỒ GÁ 

6.1. Yêu cầu đối với đồ gá khoét-doa.

Khi khoét lực cắt nhỏ, cắt liên tục nên rung động không lớn, nhưng đồ gá khoét cũng phải đủ độ cứng vững. Cơ cấu kẹp chặt phải đảm bảo đủ lực kẹp và đủ độ cứng vững. Kết cấu đồ gá khoét bao gồm: cơ cấu định vị, cơ cấu kẹp chặt, cơ cấu gá đặt đồ gá lên bàn máy.

6.3. Nội dung thiết kế đồ gá

6.3.1. Nguyên lý hoạt động của đồ gá như sau:

Chi tiết gia công được đặt lên 2 phiến tỳ định 3 bậc tự do, khối V di động định vị vào phần trụ F20 của chi tiết khống chế 1 bậc tự do và một chốt trụ ngắn định vị vào mặt trong của lỗ F12 khống chế 2 bậc tự do.

6.3.2. Tính lực kẹp cần thiết khi khoét.

- Sơ đồ phân tích lực khi khoét: (lực kẹp đặt tại A, O là tâm chốt côn động)

- Khi khoét sẽ hình thành lực Po và Mx. Lực Mx sẽ làm cho chi tiết xoay quanh O. Lực do Po gây ra không đáng kể. Khi dùng lực Wct tác dụng thông qua cơ cấu kẹp sẽ tạo ra lực ma sát giữ chi tiết không bị xoay.

K = K₀ K₁ K₂ K₃ K₄ K₅ = 1.5*1 *1*1*1.3*1  2

- Lực kẹp cần thiết khi gia công:

Thay số ta được: W_ct = 286.28 (kG)

-  Lực kẹp cần thiết của đòn kẹp :

Với : L = 71, L₁ = 45 => W = 451,69 (Kg)

6.4. Tính sai số chế tạo cho phép của đồ gá e_ct :

Với :

e_gd : sai số gá đặt

e_c : sai số chuẩn

e_k : sai số kẹp chặt

e_ct : sai số chế tạo

e_m : sai số mòn, e_m = b. ( CT 61 - trang 93 - TKĐACNCTM )

 e_dc : sai số điều chỉnh

Vậy: sai số chế tạo là: e_ct =  0,013 (mm)

6.5. Yêu cầu kỹ thuật:

- Độ không vuông góc giữa tâm bạc dẫn và đáy đồ gá < 0,013 (mm)

- Độ không đồng tâm giữa tâm chốt tỳ động và  tâm bạc dẫn <  0,013 (mm)

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. Nguyễn Đắc Lộc "Sổ tay công nghệ chế tạo máy Tập 1"

[2].  Nguyễn Đắc Lộc "Sổ tay công nghệ chế tạo máy Tập 2"

[3]. Nguyễn Đắc Lộc "Sổ tay công nghệ chế tạo máy Tập 3"

[4]. Trần Văn Địch "Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy"

[5]. Ninh Đức Tốn "Sổ tay dung sai lắp nghép"

[6]. Hồ Viết Bình- Nguyễn Ngọc Đào "Công nghệ chế tạo máy"

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"