MỤC LỤC

MỤC LỤC.. 4

LỜI NÓI ĐẦU.. 5

CHƯƠNG I. NGHIÊN CỨU CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ TẠO PHÔI 6

1.1. Phân tích kết cấu và các yêu cầu kỹ thuật trên cơ sở chức năng làm việc của chi tiết. 6

1.2. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu chi tiết. 8

1.3. Xác định dạng sản xuất 9

1.4. Chọn phôi và phương pháp chế tạo phôi. 10

CHƯƠNG II. LẬP QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ.. 12

2.1. Chọn phương án gia công. 12

CHƯƠNG III. THIẾT KẾ NGUYÊN CÔNG.. 15

3.1. Nguyên công 1 : Phay mặt F1 và F2. 15

3.2. Nguyên công 2 : Khoét doa lỗ ..... 18

3.3. Nguyên công 3: khoan 4 lỗ  , doa 1 lỗ ... 20

3.4. Nguyên công 4 : Phay mặt A.. 23

3.5. Nguyên công 5: Phay rãnh. 26

3.6. Nguyên công 6 : Khoan 4 lỗ ..... 30

CHƯƠNG IV. TÍNH TOÁN LƯƠNG DƯ VÀ CHẾ ĐỘ CẮT.. 33

4.1. Tính toán lượng dư cho nguyên công phay mặt đáy. 33

4.2. Tính toán chế độ cắt cho nguyên công khoét doa lỗ ..... 36

CHƯƠNG V. TÍNH TOÁN ĐỒ GÁ.. 41

5.1. Tính lực kẹp. 41

5.2. Tính sai số chế tạo. 43

TÀI LIỆU THAM KHẢO.. 45

LỜI NÓI ĐẦU

Công nghệ chế tạo máy là một ngành then chốt, nó đóng vai trò quyết định trong sự nghiệp công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước. Hiện nay trong các ngành kinh tế nói chung và ngành cơ khí nói riêng đòi hỏi kĩ sư cơ khí và cán bộ kĩ thuật cơ khí được đào tạo ra phải có kiến thức cơ bản tương đối rộng, đồng thời phải biết vận dụng những kiến thức đó để giải quyết những vấn đề cụ thể thường gặp trong sản xuất.

Môn học công nghệ chế tạo máy có vị trí quan trọng trong chương trình đào tạo cán bộ kĩ thuật về thiết kế, chế tạo các loại máy và các thiết bị cơ khí phục vụ các ngành kinh tế như công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải, điện lực ...vv

Để giúp cho nắm vững được các kiến thức cơ bản của môn học và làm quen và hình thành tư duy giải quyết một nhiệm vụ thiết kế .Đồ án môn học công nghệ chế tạo máy là môn học không thể thiếu được của sinh viên chuyên ngành chế tạo máy.

Đồ án sau đây sẽ tính toán thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết Giá đỡ. Đồ án bao gồm năm chương :

Chương I: Nghiên cứu chi tiết gia công và tạo phôi

Chương II: Lập quy trình công nghệ

Chương III: Thiết kế nguyên công

Chương IV : Tính toán lượng dư và chế độ cắt

Chương V: Tính toán đồ gá

Sau một thời gian tìm hiểu và với sự chỉ bảo nhiệt tình của thầy giáo Bộ môn Chế tạo máy , đặc biệt là thầy : TS…………… đã trực tiếp hướng dẫn giúp em hoàn thành đồ án môn học công nghệ chế tạo máy. Trong  quá trình thiết kế và tính toán tất nhiên sẽ có những sai sót do thiếu thực tế và kinh nghiệm thiết kế, em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy cô giáo và sự đóng góp ý kiến của các bạn để lần thiết kế sau và trong thực tế sau này được hoàn thiện hơn.

Em xin chân thành cảm ơn!

                                                                                   TPHCM, ngày … tháng … năm 20…

                                                                                   Sinh viên thực hiện

                                                                               ……………….

CHƯƠNG I. NGHIÊN CỨU CHI TIẾT GIA CÔNG VÀ TẠO PHÔI

1.1. Phân tích kết cấu và các yêu cầu kỹ thuật trên cơ sở chức năng làm việc của chi tiết.

* Bản vẽ chi tiết:

* Kết cấu tổng thể của chi tiết:

- Chi tiết gồm hai phần chính:

+ Gía đỡ có kích thước 120

+ Lỗ lắp ghép chính 30 và 4 lỗ phụ 6

+ Chân đế kích thước dài x rộng: 140x100

- Các bề mặt làm việc chính:

+ Các mặt của hai đầu các bề mặt này có thể được tiếp xúc với mặt phẳng của chi tiết được lắp ghép với nó

+ Bề mặt lỗ 30 là bề mặt lắp ghép chính kết hợp với 4 lỗ nhỏ bao quanh 6

+ Bề mặt đáy có 4 lỗ 12 là bề mặt gắn trực tiếp với bộ phân của chi tiết khác 

* Những yêu cầu kỹ thuật cơ bản của chi tiết:

- Độ chính xác kích thước:

+ Đường kính lỗ cấp chính xác IT6.

+ Kích thước chiều dài bạc 90 0,08 cấp chính xác IT8.

+ Khoảng cách mặt đế đến lỗ  : 140 0,03 cấp chính xác IT7.

+ Bề rộng rãnh 30 0,03 cấp chính xác IT7.

- Sai số vị trí tương quan:

+ Độ vuông góc giữa hai mặt bên so với mặt đáy rãnh 0,08 mm.

+ Độ song song giữa đường tâm lỗ chính so với mặt bên rãnh và mặt đáy 0,04 mm

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

Kết cấu chi tiết phức tạp trong chế tạo các lỗ có kích thước quá nhỏ không thể đúc được.

Hình dạng và vật liệu thuận lợi cho quá trình đúc.

Hình dạng càng thuận lợi cho quá trình chọn chuẩn thô và chuẩn tinh thống nhất.

Chi tiết đối xứng qua mặt phẳng đi qua tâm hai lỗ chính và lỗ phụ thuận tiện cho quá trình định vị.

1.3. Xác định dạng sản xuất

Vậy khối lượng của chi tiết : Q = 6,296 ( kg ) .

Với khối lượng Q = 6,296 kg, sản lượng hằng năm  N = 33000 chiếc/năm chi tiết thuộc dạng sản xuất hang khối  ( Bảng 1.1 - 19 tài liệu [1]).

1.4. Chọn phôi và phương pháp chế tạo phôi.

Trong các phương pháp chế tạo phôi ta thấy có rất nhiều phương pháp tuy nhiên nhận địnhh về hình dạng kết cấu và vật liệu ta chọn phương pháp đúc vì:

- Nó đảm bảo được lượng dư dung sai và kích thước phôi như yêu cầu trong bản vẽ.

- Mặt khác về mặt điển hình ta thấy chi tiết dạng hộp kết hợp dạng bạc có gân tăng cứng đặc biệt vật liệu lại là GX16-36 (vật liệu có tính đúc tốt).

- Lượng dư phân bố đều tiết kiệm được vật liệu.

Phôi đúc cấp chính xác là II.

Cấp chính xác kích thước IT15-16.

Độ nhám bề mặt Rz80 .

* Bản vẽ chi tiết lồng phôi :

Bản vẽ chi tiết lồng phôi như hình vẽ.

1.5. Lập quy trình công nghệ

1.5.1. Chọn phương án gia công

Để chọn được phương án gia công tốt nhất, tiết kiệm được thời gian, đạt được yêu cầu kỹ thuật, độ bóng, độ chính xác và kích thước, ta xem xét 2 phương án gia công như bảng 2.1.

* Nhận xét: Chọn phương án 2 làm phương án gia công chính vì phương án 2 ta dễ dàng tạo được chuẩn tinh thống nhất là mặt đầu lỗ chính kết hợp với lỗ phụ. Khi chọn chuẩn tinh thông nhất như vậy việc gia công sẽ giảm sai số đi rất nhiều đồng thời bề mặt chọn chuẩn thô ở đây là bề mặt đáy lượng dư đồng đều, mặt đáy có vị trí tương quan so với mặt lỗ chính (khoảng cách từ lỗ chính đến mặt đáy quan trong ) do vậy khi gia công tạo chuẩn tinh là hợp lý không những vậy  bề mặt chuẩn thô khá bằng phẳng  lượng dư đều phục vụ tốt khi gia công tạo chuẩn tinh

CHƯƠNG II. THIẾT KẾ NGUYÊN CÔNG

2.1. Nguyên công 1 : Phay mặt F1 và F2

1. Sơ đồ gá đặt:

2. Định vị: Mặt phẳng tiếp xúc hạn chế 3 bậc tự do, mặt trước  dung 2 chốt tỳ chỏm cầu hạn chế 2 bậc tự do , mặt bên dung 1 chốt tỳ chỏm cầu hạn chế 1 bậc tự do

3. Kẹp chặt: Đòn kẹp ren vít

4. Chọn máy: (Tra bảng 9-38 sổ tay CNCTM, tập 3) Máy phay ngang vạn năng 6H82 có công suất 7 kW, tốc độ trục chính 30-1500 vg/ph, 18 cấp tốc độ.

9. Tra chế độ cắt và tính thời gian gia công:

* Phay thô:

Chiều sâu cắt t = 240 mm

Lượng chạy dao thô S_z = 0,25 mm/răng (bảng 5-125 CNCTM, tập 2)

Tốc độ cắt V_b = 45,5 m/phút (bảng 5-172 CNCTM, tập 2)

Lượng chạy dao phút: Chọn S_ph = 200 mm/ph.

Công suất cắt khi phay thô: Với chi tiết là gang xám có độ cứng 190HB, bề rộng gia công B = 3.5 mm, dùng dao phay đĩa 3 mặt gắn mảnh thép gió, (bảng 5-175 sổ tay CNCTM tập 2), ta có công suất cắt là N_c = 1 kW

So sánh N_c = 1 kW < N_m = 4,5 kW

- Chế độ cắt khi phay thô:

t = Z = 240 mm; S_ph = 200 mm/phút; n_m = 30 vg/ph; N = 1 Kw

* Phay tinh:

Chiều sâu cắt t = Z =240 mm

Lượng chạy dao  răng S_z = 0,08 mm/vg (bảng 5-163 CNCTM, tập 2

Tốc độ cắt V_b = 42.5 m/phút (bảng 5-164 CNCTM, tập 2)

Lượng chạy dao phút: Chọn S_ph = 100 mm/ph.

- Chế độ cắt khi phay thô:

t = Z = 32 mm; S_ph = 100 mm/phút; n_m = 37,8 vg/ph; N = 1 Kw

1.3. Nguyên công 3: khoan 4 lỗ phi 6, doa 1 lỗ phi 6

1. Sơ đồ gá đặt:

2. Định vị: Chi tiết được định vị 6 bậc tự do, 3 bậc ở mặt đáy bằng phiến tỳ, 2 bậc tự do ở lỗ Φ30 bằng chốt trụ ngắn, 1 bậc tự do ở mặt bên bằng chốt tỳ.

3. Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt bằng đòn kẹp ren vít

3. Chọn máy: Chọn máy khoan 2H53, công suất 2,2 kW, 12 cấp tốc độ trục chính 45 ∻ 2000 vg/ph, 9 cấp chạy dao 0,1 ∻ 1,6 mm/vg (theo bảng 4.1)

4. Chọn dao: Mũi khoan gắn mảnh hợp kim cứng K40 (BK8): Φ5.9, tuổi bền T = 60 phút; Mũi doa thép gió: Φ6, tuổi bền T = 60 phút

6. Tra chế độ cắt:

* Khoet thô:

Chiều sâu cắt t = 2,95 mm

Lượng chạy dao: S = 0,28 mm/vg (bảng 5-94 sổ tay CNCTM tập 2)

Vận tốc cắt V_b = 58 m/ph (bảng 5-95 sổ tay CNCTM tập 2)

Công suất cắt khi khoan: Với chi tiết là gang xám có độ cứng 190HB (bảng 5-96 sổ tay CNCTM tập 2) ta có công suất cắt là 1,1 kW

So sánh N_c = 1,1 kW < N_m = 4 kW

* Doa thô:

Chiều sâu cắt: doa thô t = Z = 0,05 mm

Lượng chạy dao khi doa: doa thô S = 3,1 mm/vg; doa tinh S = 2,4 mm/vg

Vận tốc cắt: V_b = 5,8 m/phút (bảng 5-114 sổ tay CNCTM tập 2)

1.4. Nguyên công 4 : Phay mặt A

1. Sơ đồ gá đặt:

2. Định vị: Mặt phẳng tiếp xúc hạn chế 3 bậc tự do, khối V ngắn hạn chế 2 bậc tự do, mặt bên dung chốt tỳ hạn chế 1 bậc tự do.

3. Kẹp chặt: Cơ cấu kẹp cam tròn lệch tâm.

4. Chọn máy:  (Tra bảng 9-38 sổ tay CNCTM, tập 3) Máy phay đứng vạn năng 6H12 có công suất 7 kW, tốc độ trục chính 30-1500 vg/ph, 18 cấp tốc độ.

8. Tra chế độ cắt và tính thời gian gia công:

* Phay thô:

Chiều sâu cắt t = Z = 2,5 mm

Lượng chạy dao thô S_z = 0,14 mm/răng (bảng 5-125 CNCTM, tập 2)

Tốc độ cắt V_b = 204 m/phút (bảng 5-127 CNCTM, tập 2) trị số này tương đương với chiều sâu cắt t = 2,5 mm

Số vòng quay trong 1 phút của dao:

Máy 6H12 có n_min = 30, n_max = 1500 vòng/ph, số cấp tốc độ m = 18.

Lượng chạy dao phút: Chọn S_ph = 550 mm/ph.

Công suất cắt khi phay thô: Với chi tiết là gang xám có độ cứng 190HB, bề rộng gia công B = 42 mm, dùng dao phay mặt đầu gắn mảnh hợp kim cứng, ([2] bảng 5-130 trang 130), ta có công suất cắt là N_c = 5,5 kW

So sánh N_c = 5,5 kW < N_m = 7 kW

- Chế độ cắt khi phay thô:

t = Z = 2,5 mm; S_ph = 550 mm/phút; n_m = 381 vg/ph; N = 5,5 kW

* Phay bán tinh:

Chiều sâu cắt t = Z = 0,5 mm

Lượng chạy dao vòng S₀ = 0,8 mm/vg (bảng 5-125 CNCTM, tập 2)

Tốc độ cắt V_b = 232 m/phút (bảng 5-127 CNCTM, tập 2)

- Chế độ cắt khi phay bán tinh:

t = Z = 0,5 mm; S_ph = 325 mm/phút; n_m = 381 vg/ph

1.5. Nguyên công 5: Phay rãnh

1. Sơ đồ gá đặt:

2. Định vị: Mặt phẳng tiếp xúc hạn chế 3 bậc tự do, mặt lỗ 1 chốt trụ ngắn hạn chế 2 bậc tự do mặt lỗ phụ chốt tram hạn chế 1 bậc tự do

3. Kẹp chặt: Đòn kẹp ren vít

4. Chọn máy: (Tra bảng 9-38 sổ tay CNCTM, tập 3) Máy phay đứng vạn năng 6H11 có công suất 4,5 kW, tốc độ trục chính 65-1800 vg/ph, 16 cấp tốc độ.

8. Tra chế độ cắt và tính thời gian gia công:

* Phay thô:

Chiều sâu cắt t = Z = 14 mm

Lượng chạy dao thô S_z = 0,05 mm/răng (bảng 5-153 CNCTM, tập 2)

Tốc độ cắt V_b = 23 m/phút (bảng 5-155 CNCTM, tập 2)

Lượng chạy dao phút: Chọn S_ph = 35mm/ph.

Công suất cắt khi phay thô: Với chi tiết là gang xám có độ cứng 190HB, bề rộng gia công B = 28mm, dùng dao phay ngón thép gió, (bảng 5-158 sổ tay CN CTM tập 2), ta có công suất cắt là N_c = 0,9 kW

So sánh N_c = 0,9 kW < N_m = 4,5 kW

- Chế độ cắt khi phay thô:

t = Z = 14 mm; S_ph = 35 mm/phút; n_m = 162,5 vg/ph; N = 0,9 kW

* Phay bán tinh:

Chiều sâu cắt t = Z = 1 mm

Lượng chạy dao vòng S₀ = 0,8 mm/vg (bảng 5-153 CNCTM, tập 2)

Tốc độ cắt V_b = 27 m/phút (bảng 5-155 CNCTM, tập 2)

- Chế độ cắt khi phay bán tinh:

t = Z = 1 mm; S_ph = 55 mm/phút; n_m = 163,8 vg/ph

1.6. Nguyên công 6 : Khoan 4 lỗ phi 12

1. Sơ đồ gá đặt:

2. Định vị: Mặt phẳng tiếp xúc hạn chế 3 bậc tự do, mặt lỗ 1 chốt trụ ngắn hạn chế 2 bậc tự do mặt lỗ phụ chốt tram hạn chế 1 bậc tự do

3. Kẹp chặt: Đòn kẹp ren vít

4. Chọn máy: Chọn máy khoan 2H125, công suất 2,2 kW, 12 cấp tốc độ trục chính 45 ∻ 2000 vg/ph, 9 cấp chạy dao 0,1 ∻ 1,6 mm/vg (theo bảng 4.1)

7. Tra chế độ cắt:

* Khoan thô:

Chiều sâu cắt t = Z = 6mm

Lượng chạy dao: S = 0,22 mm/vg (bảng 5-94 sổ tay CNCTM tập 2)

Vận tốc cắt V_b = 82 mm/ph (bảng 5-95 sổ tay CNCTM tập 2)

Công suất cắt khi khoan: Với chi tiết là gang xám có độ cứng 190HB (bảng 5-96 sổ tay CNCTM tập 2) ta có công suất cắt là 1,4 kW

So sánh N_c = 1,4 kW < N_m = 4 kW

CHƯƠNG III. TÍNH TOÁN LƯƠNG DƯ VÀ CHẾ ĐỘ CẮT

3.1. Tính toán lượng dư cho nguyên công phay mặt đáy

* Công thức xác định lượng dư bề mặt gia công:

* Xác định lượng dư gia công cho  mặt phẳng đáy (nguyên công 3)

+) Các thành phần lượng dư của phôi :

+) Các thành phần của lượng dư khi phay thô:

- Phay thô đạt CCX 12 , độ nhám R_z=40 ;

- Dung sai S_thô = 300  (Bảng 1.29 sổ tay dung sai lắp ghép);

- Chiều sâu lớp hư hỏng bề mặt do bước công nghệ trước để lại: T = 100 (Shd tr38)

+) Các thành phần lượng dư của phay bán tinh:

- Phay tinh đạt CCX 9 , độ nhám R_z=10

- Dung sai  bán tinh S= 30 );

- Chiều sâu lớp hư hỏng T= 50

+) Cách thành phần còn lại của bảng tính lượng dư:

- Kích thước tính toán :

+ Kích thước sau phay bán  tinh: h_tinh=140mm

+ Kích thước sau phay thô : h_thô= 140+0,2784=140,2784 (mm);

+ Kích thước phôi: h_phôi= 140,2784 +0,930=141,2084(mm).

- Kích thước giới hạn :

+ Sau khi phay bán tinh : h_max=140,03 ; h_min=140mm;

+ Sau phay thô : , h = 140,57 mm ;h =140,27mm;

+ Kích thước phôi : h =141,99  mm ;h =141,21mm;

- Lượng dư giới hạn :

+ Phay bán tinh :

Z_max =140,57-140,03=0,54 mm ;

Z_min=140,27-140=0,27 mm

+ Phay thô :

Z_max = 141,99-140,57= 1,42 mm 

Z_min =141,21-140,27=0,94 mm

- Ta có bảng tra và tính lượng dư như bảng 3.1.

- Kiểm tra kết quả :

Z_0max-Z_0min=1,96-1,21=0,75

δ_phôi-δ_{chi tiết}=0,78-0,03=0,75

3.2. Tính toán chế độ cắt cho nguyên công khoét doa lỗ

Chi tiết bằng gang xám có độ cứng 200 HB, sau khi gia công đạt cấp chính xác 6 nhám bề mặt R_a=2.5

* Bước 1: Khoét lỗ Ø29.9:

+ Cấp chính xác 12

+ Kích thước đạt được: Ø 29,9 mm

+ Độ nhám bề mặt: Ra=10 μm

* Bước 2 : Doa thô lỗ:

+ Cấp chính xác:9

+ Kích thước đạt được: Ø30

+ Độ nhám bề mặt:R_z=6

Theo bảng 4.7 ta thấy có giá trị 3,9 trong cột  =1,41 gần bằng 4,47 .Vậy số vòng quay của máy khoan 2H135 là 31,5x3,9 =124 vòng /phút .

CHƯƠNG V. TÍNH TOÁN ĐỒ GÁ

5.1. Tính lực kẹp

Khi khoan xuất hiện mômen xoắn M_c , lực chiều trục P₀ . Mômen xoắn không làm xoay chi tiết quanh trục mà chỉ làm chi tiết thêm kẹp chặt . Trên sơ đồ nhận thấy lực chiều trục P₀ có xu hướng làm chi tiết bị trượt .Khi đó để chi tiết không bị trượt thì lực ma sát do lực kẹp W và do mômen xoắn M_c gây ra phải thắng lực chiều trục P₀ .

- Lực hướng kính P_y = 0,4P_Z = 0,4 . 273,6 = 109,44 (N)

- Lực tổng hợp R = =  = 294,68 (N)

- Lực chạy dao P_S = 0,4 P_Z = 109,44 (N)

- Lực kẹp tổng hợp:

W =  KP/2f.

Trong đó :

K : Hệ số điều chỉnh để đảm bảo an toàn:

K= K₀.K₁.K₂.K₃.K₄.K₅.K₆

K₀: Hệ số an toàn , K_o = 1,5

K₁: Hệ số phụ thuộc vào lượng dư không đều, K₁ = 1,2;

K₂: Hệ số phụ thuộc vào độ mòn dao làm tăng lực cắt, K₂ = 1;

K₃: Hệ số phụ thuộc vào lực cắt tăng vì cắt không liên tục, K₃ = 1;

Thay vào công thức tính lực kẹp ta có: W = 1280,448 (N)

* Chọn cơ cấu sinh lực:

Tra bảng 8-50 ta có các thông số với loại vít kẹp cần dung (Với mặt đầu tựa là mặt phẳng)

- Đường kính ren tiêu chuẩn d = 10 mm

- Bán kính trung bình r_tb = 4,5 mm

- Chiều dài tay vặn L = 120 mm

- Lực tác động vào tay vặn P = 30 N

- Lực kẹp Q = 2850 N

- Đường kính mặt đầu tựa D= 0,8d = 8 mm

5.2. Tính sai số chế tạo

* Xác định sai số cho phép:

Thay số được e_ct = 4,3 mm

* Xác định yêu cầu kỹ thuật của đồ gá:

Độ không song song giữa mặt tỳ và đáy đồ gá A  0,0043mm

Độ không vuông góc giữa mặt tỳ của đồ gá với phương của dao  0,0043mm

Độ không vuông góc của tâm khối V và mặt đáy đồ gá  0,0043 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"