MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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 phương pháp chế tạo phôi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
V : Lập thứ tự các nguyên công.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
VI : Tính lượng dư cho một bề mặt, tra lượng dư cho các bề mặt còn lại.
VII : Tính chế độ cắt cho một nguyên công.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
VIII: Tính thời gian gia công cơ bản cho tất cả các nguyên công. . . . .
IX : Tính và thiết kế đồ gá. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
KẾT LUẬN. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . .. . . . . .. . . . . .
TÀI LIỆU THAM KHẢO. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . .
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.
Mục tiêu của môn học là tạo điều kiện cho người học nắm vững và vận dụng có hiệu quả các phương pháp 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 xuất 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.
Đồ án môn học công nghệ chế tạo máy nằm trong chương trình đào tạo của ngành chế tạo máy thuộc khoa cơ khí có vai trò hết sức quan trọng nhằm tạo cho sinh viên hiểu một cách sâu sắc về những vấn đề mà ngườ kỹ sư gặp phải khi thiết kế một qui trình sản xuất chi tiết cơ khí.
Được sự giúp đỡ tận tình của các thầy giáo, và đặc biệt là thầy giáo:………………… đã giúp em hoàn thành tốt đồ án môn học này.
Em xin chân thành cảm ơn.
……..,ngày…tháng…năm 20….
Sinh viên thực hiện
…………………
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY
I. PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG, ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT
Dựa vào bản vẽ chi tiết ta thấy giá đỡ là chi tiết dạng hộp
Do giá đỡ là loại chi tiết quan trọng trong một sản phẩm có lắp trục. Gía đỡ làm nhiệm vụ đỡ trục của máy và xác định vị trí tương đối của trục trong không gian nhằm thực hiện một nhiệm vụ động học nào đó . Sau khi gia công xong giá đỡ sẽ được lắp bạc đồng hai nửa để lắp và làm nhiệm vụ đỡ trục.
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
.......................................................
Vật liệu sử dụng là : GX 15-32 , có các thành phần hoá học sau :
C = 3 4 3,7 Si = 1,2 4 2,5 Mn = 0,25 4 1,00
S < 0,12 P =0,05 4 1,00
[d]bk = 150 MPa
[d]bu = 320 MPa
II. PHÂN TÍCH TÍNH CÔNG NGHỆ TRONG KẾT CẤU CHI TIẾT
Từ bản vẽ chi tiết ta thấy :
Mặt trên của giá đỡ có đủ độ cứng vững để khi gia công không bị biến dạng có thể dùng chế độ cắt cao , đạt năng suất cao
Các bề mặt làm chuẩn có đủ diện tích nhất định để cho phép thực hiện nhiều nguyên công khi dùng bề mặt đó làm chuẩn và đảm bảo thực hiện quá trình gá đặt nhanh .
Chi tiết giá đỡ được chế tạo bằng phương pháp đúc . Kết cấu tương đối đơn giản , tuy nhiên khi gia công các lỗ vít , lỗ định vị và lỗ làm việc chính F30 cần phải ghép với nửa trên để gia công cho chính xác đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật .
Các bề mặt cần gia công là :
1. Gia công bề mặt phẳng đáy A với độ bóng cao để làm chuẩn tinh cho nguyên công sau .
2. Gia công 2 mặt trên B để gia công 4 lỗ F10 để bắt vít và 2 lỗ F8 để định vị với bề mặt trên máy.
3. Gia công 4 lỗ F10 để bắt vít và 2 lỗ F8 để định vị với bề mặt trên máy.
4. Gia công mặt trên C là mặt lắp ghép với nắp trên.
5. Gia công 2 x M8 để bắt vít với nửa dưới và 2 lỗ F8 để làm chuẩn định vị khi lắp nửa trên với nửa dưới .
6. .......................................................................
7. .......................................................................
III. XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT
Muốn xác định dạng sản xuất trước hết ta phải biết sản lượng hàng năm của chi tiết gia công . Sản lượng hàng năm được xác định theo công thức sau :
N = N1.m (1+................)
Trong đó
N- Số chi tiết được sản xuất trong một năm
N1- Số sản phẩm được sản xuất trong một năm (5000 chiếc/năm)
m- Số chi tiết trong một sản phẩm
a- Phế phẩm trong xưởng đúc a =(3 ¸ 6) %
b- Số chi tiết được chế tạo thêm để dự trữ b =(5 ¸ 7)%
Vậy N = 5000.1(1 +............) =5500 chi tiết /năm
Trọng lượng của chi tiết được xác định theo công thức
Q = V.g (kg)
Trong đó
Q - Trọng lượng chi tiết
g - Trọng lượng riêng của vật liệu: ggang xám= 6,8 ¸ 7,4 Kg/dm3
- Đảm bảo độ chính xác của khoảng cách giữa lỗ bắt vít là 34±0,2 92±0,2 và lỗ lắp chốt định vị lắp với chi tiết khác trong máy là 15±0,12 và độ chính xác của các lỗ định vị là f8±0,018
- Mặt phẳng lắp ghép với nửa trên đạt độ nhẵn bóng Rz = 5 mm
V. THỨ TỰ CÁC NGUYÊN CÔNG
1. Xác định đường lối công nghệ
Do sản xuất hàng loạt vừa nên ta chọn phương pháp gia công một vị trí ,gia công tuần tự. Dùng máy vạn năng kết hợp với đồ gá chuyên dùng .
2. Chọn phương pháp gia công
- Gia công mặt phẳng đáy bằng phương pháp phay dùng dao phay mặt đầu, đầu tiên là phay thô sau đó là phay tinh.
- Gia công mặt phẳng bắt vít bằng phương pháp phay dùng dao phay mặt đầu, đầu tiên là phay thô sau đó là phay tinh.
14. Nguyên công XIV : Gia công 2 lỗ lắp chốt định vị F8 của chi tiết giá đỡ trên chi tiết khác trong máy nào đó ( lỗ này được chế tạo khi lắp ráp) bằng phương pháp khoan sau đó doa.
Phương án 2
1. Nguyên công I : Đúc chi tiết trong khuôn cát.
2. Nguyên công II : Làm sạch và cắt ba via
3. Nguyên công III : Gia công mặt phẳng đáy A bằng phương pháp phay
4. Nguyên công IV : Gia công mặt phẳng B bằng phương pháp phay
5. Nguyên công V : Gia công mặt lắp ghép C bằng phương pháp phay
6. Nguyên công VI : Gia công 4 lỗ F10 bằng phương pháp khoan
7. Nguyên công VII : Gia công 2 lỗ F6 và F8 bằng phương pháp khoan sau đó doa 2 lỗ F8 (trên mặt C)
8. Nguyên công VIII : Tarô 2 lỗ F6 thành 2xM8
9. Nguyên công IX : Bắt hai nửa của giá đỡ bằng 2 vít M8
10. Nguyên công X : Gia công 2 mặt phẳng D bằng phương pháp phay
11. Nguyên công XI : Gia công lỗ F30 bằng phương pháp khoét sau đó doa.
12. Nguyên công XII: Kiểm tra độ song song của đường tâm lỗ F30 với mặt đáy A và độ vuông góc của đường tâm lỗ F30 với mặt D
13. Nguyên công XIII : Gia công 2 lỗ lắp chốt định vị F8 của chi tiết giá đỡ trên chi tiết khác trong máy nào đó ( lỗ này được chế tạo khi lắp ráp) bằng phương pháp khoan sau đó doa.
Để đảm bảo độ chính xác các mặt gia công của chi tiết giá đỡ đặc biệt độ chính xác của lỗ F30, việc lắp ghép chính xác với nửa trên nên em chọn phương án 1.
NGUYÊN CÔNG I : đúc chi tiết trong khuôn cát
Chi tiết đúc chính xác cấp II
Tính công nghệ khi gia công chi tiết đúc là sự xuất hiện của các lỗ. Trong sản xuất hàng loạt các lỗ có đường kính nhỏ hơn 30 thì đúc đặc. Các bậc dầy hơn 25 mm và các rãnh có chiều sâu lớn hơn 6 mm trên các vật đúc nhỏ và vừa đều được tạo nên ngay từ đầu.
Kích thước 15 độ dốc 1o30’
.................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
.......................................................
NGUYÊN CÔNG XII: Khoét, doa lỗ F30
*Định vị và kẹp chặt:
.......................................................................................................
Chi tiết được định vị 6 bậc tự do : Định vị bằng 2 phiến tỳ lên mặt phẳng đáy A đã gia công hạn chế 3 bậc tự do, 1 chốt trụ ngắn vào lỗ F10 đã được gia công hạn chế 2 bậc tự do, 1 chốt trám vào lỗ F10 đã được gia công hạn chế 1 bậc tự do.
Chi tiết được kẹp chặt bằng đòn kẹp liên động kẹp từ phải sang trái vuông góc với mặt phẳng B
*Chọn máy: Máy doa toạ độ 2B430
N = 1,7 kW ; Phạm vi tốc độ trục chính: 4642880 v/ph
*Chọn dao : Mũi khoét gắn mảnh hợp kim cứng chuôi côn tra bảng 4.47 và 4.48 (sổ tay CNCTM tập 1) có: D = 30 ; L = 180 ; l = 90 ; d = 20, g = 50; a = 80; w = 100 ;j0 = 40 ; j01 = 30 ; f = 1 mm
Mũi doa máy có gắn các mảnh hợp kim cứng chuôi côn tra bảng 4.49. (Sổ tay CNCTM tập 1) có: D = 30 ; L = 140 ; l = 18
NGUYÊN CÔNG XIII: Kiểm tra độ song song của đường tâm lỗ F30 với mặt đáy A và độ vuông góc của đường tâm lỗ F30 với mặt D
Chi tiết định vị trên bàn MAP hạn chế 3 bậc tự do, lắp bạc côn và trục gá vào lỗ F30 tiến hành kiểm tra.
*Hai đồng hồ đo lắp trên 1 đế cách nhau 60 mm, đặt đế trên bàn MAP và đặt đồng hồ vào điểm cao nhất của trục gá ta đo được độ không song song của đường tâm lỗ F30 với mặt đáy A.
Công thức tính: DSS(E/A) = x2 - x1
*Đặt đồng hồ đo cố định trên trục gá và kim đồng hồ tiếp xúc trên mặt D,sau đó ta xoay trục gá ta đo được độ không vuông góc của đường tâm lỗ F30 với mặt D.
Công thức tính: DVg(E/D) = (x2 - x1)/2
NGUYÊN CÔNG XIV: Gia công 2 lỗ lắp chốt định vị F8 của chi tiết giá đỡ trên chi tiết khác trong máy nào đó ( lỗ này được chế tạo khi lắp ráp) bằng phương pháp khoan sau đó doa.
VI. TÍNH LƯỢNG DƯ CHO MỘT BỀ MẶT VÀ TRA LƯỢNG DƯ CÁC BỀ MẶT CÒN LẠI
Lượng dư gia công được xác định hợp lý về trị số và dung sai sẽ góp phần bảo đảm hiệu quả kinh tế của quá trình công nghệ vì:
Lượng dư quá lớn sẽ tốn nguyên vật liệu, tiêu hao lao động để gia công nhiều đồng thời tốn năng lượng điện, dụng cụ cắt, vận chuyển nặng . . . dẫn đến giá thành tăng.
Ngược lại, lượng dư quá nhỏ sẽ không đủ để hớt đi các sai lệch của phôi để biến phôi thành chi tiết hoàn chỉnh.
Trong công nghệ chế tạo máy, người ta sử dụng hai phương pháp sau đây để xác định lượng dư gia công:
Phương pháp thống kê kinh nghiệm.
Phương pháp tính toán phân tích.
Phương pháp thống kê kinh nghiệm xác định lượng dư gia công bằng kinh nghiệm. Nhược điểm của phương pháp này là không xét đến những điều kiện gia công cụ thể nên giá trị lượng dư thường lớn hơn giá trị cần thiết.
Ngược lại, phương pháp tính toán phân tích dựa trên cơ sở phân tích các yếu tố tạo ra lớp kim loại cần phải cắt gọt để tạo ra chi tiết hoàn chỉnh.
Trong đồ án này chỉ tính lượng dư theo phương pháp phân tích cho nguyên công XII, còn lại là thống kê kinh nghiệm.
NGUYÊN CÔNG XII:
1-Tính lượng dư khi gia công lỗ f30+0,021
Độ chính xác phôi cấp 2 khối lượng phôi 0,451+1,157 kg ,vật liệu Gang xám GX15-32 có HB = 190. Quy trình công nghệ gồm 3 bước : khoét , doa thô, doa tinh. Chi tiết được định vị bằng mặt đáy và 2 lỗ f10 .
Theo bảng 10, Thiết kế đồ án CNCTM ta có Rza và Ta của phôi là 250 và 350 mm .
.................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
.......................................................
NGUYÊN CÔNG X: Khoan bằng mũi khoan F7,8
Lượng dư sau khoan là 0,2 mm
Doa bằng mũi doa F8; Dung sai: 60,018 NGUYÊN CÔNG XI: Sau đúc: 2,5 mm; Phay thô: 1,9 mm
Phay tinh: 0,6 mm; Dung sai: 60,17
NGUYÊN CÔNG XIV: Lượng dư sau đúc là 2,5 mm
Phay thô 1,9 mm
Phay tinh 0,6 mm ; Dung sai: 60,2
VII. TÍNH CHẾ ĐỘ CẮT CHO MỘT NGUYÊN CÔNG VÀ TRA CHO CÁC NGUYÊN CÔNG CÒN LẠI
1. Tính chế độ cắt cho nguyên công XII
Đây là nguyên công khoét, doa lỗ F30
*Bước khoét: Dao P6M5
a) Chiều sâu cắt t = 0,5 (D - d) = 0,918 mm
b) Lượng chạy dao S = 0,8 mm/vòng tra bảng 5.26 (sổ tay CNCTM tập 2)
c) Tốc độ cắt V:
CVvà các số mũ tra bảng 5.29 (sổ tay CNCTM tập 2)
CV = 18,8 ; q =0,2 ; m =0,125 ; x = 0,1 ; y = 0,4
Chu kỳ bền T tra bảng 5.30 (sổ tay CNCTM tập 2) T = 40
Hệ số điều chỉnh chung cho tốc độ cắt tính đến các điều kiện cắt thực tế:
kV = knv.kMV.kuv.klv
kMV : Hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công
kuv : Hệ số phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt
klv : Hệ số phụ thuộc vào chiều sâu khoét
Tra bảng 5.145.4 (sổ tay CNCTM tập 2) kMV = (190/190)1,3 = 1
Tra bảng 5.6 (sổ tay CNCTM tập 2) kuv = 1
Tra bảng 5.31 (sổ tay CNCTM tập 2) klv = 1
Tra bảng 5.5 (sổ tay CNCTM tập 2) knv = 0,85
kV = 1.0,85.1.1 = 0,85
Tốc độ cắt: V= 22 m/phút
d) Mô men xoắn Mx và lực chiều trục P0
...............................................................................................................................................
................................................................................................................................................
.......................................................
Lượng chạy dao phút:
Sp = 475.1,6 = 760 mm/phút.
Bảng thông số chế độ cắt.
Phay tinh | 149 | 475 | 0,6 | 1,6 | 760 | |
Phay thô | 149 | 475 | 1,9 | 2,0 | 900 |
Bước CN | V(m/phút) | n(v/phút) | t(mm) | S(mm/vg) | S(mm/ph) |
b) Nguyên công IV: Phay mặt B
Mác hợp kim dao phay mặt đầu: BK8
v Bước 1: phay thô.
Chiều sâu cắt: t = 1,9 mm.
Lượng chạy dao răng: Sz = 0,2mm/răng.
Þ Lượng chạy dao vòng: Sv = 10´0,2 = 2,0 mm/vòng.
Tốc độ cắt tra được (bảng 5.127[2]): Vb = 190 mm/phút.
Tốc độ tính toán:
Vt = Vb.k1.k2.k3
Trong đó:
k1: Hệ số phụ thuộc vào chất lượng của vật liệu gia công
Tra bảng 5.1[2] có: k1 = 1
k2: Hệ số phụ thuộc vào tình trạng của bề mặt phôi
Tra bảng 5.5[2] có k2 = 0,8
k3: Hệ số phụ thuộc vào chất lượng của vật liệu dụng cụ cắt
Tra bảng 5.6[2] có k3 = 1
=> Vt = 190.1.0,8.1 = 152 m/phút.
Tốc độ trục chính:
Nm = 1000Vt/p.D = 1000.152/3,14.100 = 484 vòng/phút.
Chọn tốc độ máy: n...= 475 vòng/phút.
Þ Tốc độ cắt thực tế:
Vt = p.D. n.../1000 = 3,14.100.475/1000 = 149 m/phút.
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
.......................................................
Þ To = (1,01 + 60 + 3)/1,7.70 = 0,54 phút.
Tct = 1,26.To = 0,68 phút.
Tnc12 = 1,65 phút
*Thời gian các nguyên công tính là: T = 5,9 phút = 5’54’’
VIII. THIẾT KẾ ĐỒ GÁ GIA CÔNG LỖ F30
*Xác định kích thước máy: Doa toạ độ 2B430
Kích thước bàn máy: 560x320 mm
Khoảng cách lớn nhất từ trục chính đến bàn máy: 1004500
Khoảng chuyển động bàn máy: Dọc: 400 mm; ngang: 250 mm
* Phương pháp định vị
Chi tiết được định vị 6 bậc tự do : Định vị bằng 2 phiến tỳ lên mặt phẳng đáy A đã gia công hạn chế 3 bậc tự do, 1 chốt trụ ngắn vào lỗ F10 đã được gia công hạn chế 2 bậc tự do, 1 chốt trám vào lỗ F10 đã được gia công hạn chế 1 bậc tự do.
1.Xác định phương chiều, điểm đặt lực cắt, lực kẹp.
Sơ đồ lực tác dụng lên chi tiết:
Lực tác dụng lên chi tiết bao gồm:
N1,N2: Phản lực phiến tỳ.
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
.......................................................
Chiều dài tay vặn L = 120 mm tạo lực kẹp Q = 1700 N
2. Xác định sai số chế tạo cho phép của đồ gá.
Sai số chế tạo cho phép của đồ gá được tính bằng công thức:
[ect]...=[egd]...-([ec]...+ek...+em...+e dc....)
Trong đó:
egd : Sai số gá đặt, được lấy bằng d/3, với d là dung sai nguyên công, d=130 mm.
Þ egd = 130/3 = 43,3 mm.
ec : Sai số chuẩn, do chuẩn định vị không trùng gốc kích thước.
Sai số chuẩn được xác định theo công thức trong bảng 8.11[2] có:
ec = (do - dc)/2 = (0,05 - 0,025)/2 = 12,5 mm
ek: Sai số kẹp chặt:
ek =0,4Q/2L = o,4.1,384/100 = 5 mm
em: Sai số do mòn đồ gá.
em = b.N....
b: Hệ số phụ thuộc kết cấu đồ định vị, b = 0,3.
N: Số lượng chi tiết được gia công trên đồ gá, N = 3000.
Þ em = 0,3. 3000....= 16mm.
edc : Sai số điều chỉnh, edc = 10 mm.
Þ [ect] ={43,3...- (12,5...+5...+16...+10..)}....= 37 mm.
Điều kiện kỹ thuật của đồ gá.
Độ không vuông góc của tâm bạc dẫn so với mặt đáy đồ gá £ 0,037 mm.
Độ không song song giữa mặt phiến tỳ với mặt đáy đồ gá £ 0,037 mm.
Độ không vuông góc giữa chốt trụ và mặt đáy đồ gá £ 0,037mm.
Đồ định vị phải đạt độ cứng : Dùng thép CD80A ,nhiệt luyện
KẾT LUẬN
Sau một thời gian làm đồ án, dưới sự hướng dẫn chỉ bảo của các thầy giáo trong bộ môn, đặc biệt là thầy giáo hướng dẫn:……………, 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 tôi 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. Do thời gian có hạn và kiến thức thực tế còn hạn chế nên trong quá trình làm đồ án của em không tránh được những thiếu sót. Kính mong quý thầy cô chỉ bảo để đồ án của em được hoàn thiện hơn.
Cuối cùng em xin chân thành cám ơn thầy giáo hướng dẫn:……………, cùng các thầy trong bộ môn đã tận tình hướng dẫn cho em hoàn thành đồ án này.
Em xin chân thành cám ơn!
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Sổ Tay Công Nghệ Chế Tạo Máy, tập 1
NXB KHKT - Hà Nội 2001.
Nguyễn Đắc Lộc, Ninh Đức Tốn, Lê Văn Tiến, Trần Xuân Việt.
[2]. Sổ Tay Công Nghệ Chế Tạo Máy, tập 2
NXB KHKT - Hà Nội 2003.
Nguyễn Đắc Lộc, Ninh Đức Tốn, Lê Văn Tiến, Trần Xuân Việt.
[3]. Thiết Kế Đồ án Công Nghệ Chế Tạo Máy.
NXB KHKT- Hà Nội 2000.
PGS,TS Trần Văn Địch.
[4]. Công nghệ chế tạo máy.
NXB KHKT -Hà Nội 1998.
Chủ biên và hiệu đính :
PGS,PTS Nguyễn Đắc Lộc,PGS,PTS Lê Văn Tiến.
[5]. Sổ tay và Atlas đồ gá.
NXB KHKT - Hà Nội 2000.
PGS,PTS Trần Văn Địch.
[6]. Đồ gá.
NXB KHKT - Hà Nội 1999.
PGS,PTS Lê Văn Tiến, PGS,PTS Trần Văn Địch,PTS Trần Xuân Việt.
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"