MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU

    Môn học công nghệ chế tạo máy đóng 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 ...

   Đồ án môn học công nghệ chế tạo máy là một trong các đồ án có tầm quan trọng nhất đối với một sinh viên khoa 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 công cụ, 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.

   Được sự giúp đỡ và hướng dẫn tận tình của cô giáo:……………… trong bộ môn công nghệ chế tạo máy đến nay đồ án môn học của em đã hoàn thành. Tuy nhiên việc thiết kế đồ án không tránh khỏi sai sót em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy và sự chỉ bảo của các bạn.

   Em xin chân thành cảm ơn cô giáo:……………… đã giúp đỡ em hoàn thành công việc được giao.

                                                                                                 ………,ngày…tháng…năm 20

                                                                                                         Sinh viên thực hiện

                                                                                                            …………………

THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIÊT BÍCH CHẶN

Nhiệm vụ: Thiết kế qui trình công nghệ chế tạo chi tiết  bích nhặn với sản lượng 5000 chi tiết/năm, điều kiện sản xuất tự do.

1.  Phân tích chức năng làm việc của chi tiết:

          Bích chặn là một dạng chi tiết trong họ chi tiết dạng hộp, chúng là một loại chi tiết có một hoặc một số lỗ cơ bản mà tâm của chúng song song với nhau.

          Điều kiện làm việc đòi hỏi khá cao:

          + Luôn chịu ứng suất thay đổi theo chu kỳ.

          + Luôn chịu lực tuần hoàn, va đập.

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

Bề mặt làm việc chủ yếu của bich chặn là các bề mặt trong của lỗ và các bề mặt làm việc của bích chặn.

          Qua các điều kiện kỹ thuật trên ta có thể đưa ra một số nét công nghệ điển hình gia công chi tiết như sau:

...................................................................................................

...................................................................................................

..........................................

3.  Xác định dạng sản xuất:

Sản lượng hàng năm được xác định theo công thức sau đây:

                                             N = N₁m(1 + b/100)

          Trong đó:

          N   : Số chi tiết được sản xuất trong một năm;

          N₁  :  Số sản phẩm (số máy) được sản xuất trong một năm;

...................................................................................................

...................................................................................................

..........................................

4.  Chọn phôi:

Phôi ban đầu là phôi đúc: vì dạng sản xuất hàng loạt nên chi tiết được đúc trong khuôn cát mẫu kim loại.

5.  Lập sơ đồ 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)

5.1.    Lập sơ bộ thứ tự các nguyên công:

- Nguyên công 1 và 3: Phay mặt bên đạt kích thước 28^±0,016, gia công trên máy phay đứng bằng dao phay mặt đầu để đạt được độ nhám Rz = 20 để làm chuẩn định vị cho các nguyên công sau.

- Nguyên công 2: Phay mặt đáy đạt kích thước 38^±0,019, gia công trên máy phay ngang đứng dao phay mặt đầu để đạt được độ nhám Rz = 20

-Nguyên công 4: ................................................................................

-Nguyên công 5: .................................................................................

-Nguyên công 6:..................................................................................

-Nguyên công 7: .................................................................................

-Nguyên công 8: ..................................................................................

-Nguyên công 9 : Kiểm tra

5.2.    Thiết kế nguyên công:

5.2.1. Nguyên công 1: Phay mặt bên đạt kích thước 28^±0,016 với Rz 20

+ Định vị: chi tiết được định vị đủ 6 bậc tự do nhằm tăng năng suất.

Mặt đáy: 3 bậc tự do

Mặt bên: 2 bậc tự do

Khối V : 1 bậc tự do

+ Kẹp chặt: dùng khối V để kẹp chặt chi tiết hướng của lực kẹp theo hình vẽ

+ Chọn máy: máy phay đứng 6H11 (Bảng 9-38)

Công suất động cơ chính: 4,5 kW

Bàn làm việc: 250x1000 mm²

Số rãnh chữ T: 3, chiều rộng rãnh chữ T: 14 mm

Số cấp tốc độ trục chính: 16

Phạm vi tốc độ trục chính: 65 – 1800 vg/ph

Chuỗi cấp tốc độ: 65 – 80 – 100 – 126 – 158 – 196 – 245 – 306 – 382 – 476 – 595 – 742 – 926 – 1156 – 1442 – 1800 vg/ph

Số cấp bước tiến bàn máy: 16

Phạm vi tốc độ bước tiến dọc của bàn máy: 35 – 980 mm/ph

Chuỗi cấp bước tiến: 35 – 45 – 55 – 68 – 85 – 106 – 132 – 165 – 206 – 258 – 322 – 403 – 500 – 628 – 785 – 980 mm/ph

Phủ bì: 2060x1530x2300 mm³

+ Chọn dao: dao phay mặt đầu thép gió D = 80 mm, L=45mm, d=32 mm, Z=16 (Bảng 4-92)

+ Lượng dư gia công:

....................................................................................

...................................................................................

.................................

5.2.2. Nguyên công 2: Phay mặt đáy đạt kích thước 38^±0,019, Rz 20

+ Định vị: chi tiết được định vị đủ 6 bậc tự do nhằm tăng năng suất.

Mặt bên: 3 bậc tự do

Mặt trên: 2 bậc tự do

Mặt cạnh : 1 bậc tự do

+ Kẹp chặt: dùng cơ cấu kẹp nhanh để kẹp chặt chi tiết, hướng của lực kẹp theo hình vẽ:

........................................................................................................

+ Chọn máy: máy phay đứng 6H11 (Bảng 9-38)

Công suất động cơ chính: 4,5 kW

Bàn làm việc: 250x1000 mm²

Số rãnh chữ T: 3, chiều rộng rãnh chữ T: 14 mm

Số cấp tốc độ trục chính: 16

Phạm vi tốc độ trục chính: 65 – 1800 vg/ph

Chuỗi cấp tốc độ: 65 – 80 – 100 – 126 – 158 – 196 – 245 – 306 – 382 – 476 – 595 – 742 – 926 – 1156 – 1442 – 1800

Số cấp bước tiến bàn máy: 16

Phạm vi tốc độ bước tiến dọc của bàn máy: 35 – 980 mm/ph

Chuỗi cấp bước tiến: 35 – 45 – 55 – 68 – 85 – 106 – 132 – 165 – 206 – 258 – 322 – 403 – 500 – 628 – 785 – 980 

...................................................................................................

...................................................................................................

..........................................

Chọn theo máy n_m = 200 vg/ph và S_m = 1,8 mm/vòng

Tốc độ cắt thực tế: ..............................................

Lượng chạy dao phút: S_p = S_m . n_m  = 360 mm/ph

Bước 3: Khoét lỗ f13 mm

Chiều sâu cắt t = 2 mm

Lượng chạy dao vòng S₀ = 0,7 – 0,9 mm/vòng (bảng 5-26)

Các giá trị được tra trong bảng 5-29, 5-30

Tốc độ cắt tính toán: ........................................................

Số vòng quay tính toán của trục: ....................................

Chọn theo máy n_m = 468 vg/ph

Tốc độ cắt thực tế: .........................................................

Lượng chạy dao phút: S_p = S₀ . n_m  = 421,2 mm/ph

5.2.5. Nguyên công 5: Phay 2 mặt cạnh đạt kích thước 128^±0,031, Rz 40

+ Định vị: chi tiết được định vị đủ 6 bậc tự do đảm bảo độ chính xác.

Mặt bên: 3 bậc tự do

Chốt trụ ngắn: 2 bậc tự do

Chốt trám : 1 bậc tự do

+ Kẹp chặt: dùng cơ cấu thanh kẹp kéo chốt đẩy để kẹp chặt chi tiết, hướng của lực kẹp theo hình vẽ:

........................................................................................................

+ Chọn máy: máy phay ngang 6H81 (Bảng 9-38)

Công suất động cơ chính: 4,5 kW

Bàn làm việc: 250x1000 mm²

Số rãnh chữ T: 3, chiều rộng rãnh chữ T: 14 mm

Số cấp tốc độ trục chính: 16

Phạm vi tốc độ trục chính: 65 – 1800 vg/ph

Chuỗi cấp tốc độ: 65 – 80 – 100 – 126 – 158 – 196 – 245 – 306 – 382 – 476 – 595 – 742 – 926 – 1156 – 1442 – 1800 vg/ph

Số cấp bước tiến bàn máy: 16

Phạm vi tốc độ bước tiến dọc của bàn máy: 35 – 980 mm/ph

...................................................................................................

...................................................................................................

..........................................

5.2.8. Nguyên công 8: Gia công lỗ dầu đầu nhỏ, khoan, doa và ta ro trên máy khoan để đạt kích thước lỗ f10^+0,015  với độ nhám Rz = 10 và  lỗ M8.

+ Định vị: chi tiết được định vị đủ 6 bậc tự do nhằm đảm bảo độ chính xác.

Mặt bên: 3 bậc tự do

Chốt trụ ngắn: 2 bậc tự do

Chốt trám : 1 bậc tự do

+ Kẹp chặt: dùng cơ cấu thanh kẹp kéo chốt đẩy để kẹp chặt chi tiết, hướng của lực kẹp theo hình vẽ:

+ Chọn máy: máy khoan đứng 2H135 (Bảng 9-21)

Đường kính lớn nhất khoan được f35 mm

Công suất động cơ chính: 4 kW

Số cấp tốc độ trục chính: 12

Phạm vi tốc độ trục chính: 31,5 – 1400 vg/ph

Chuỗi cấp tốc độ: 31,5 – 44,5 – 63 – 89 – 125 – 177 – 250 – 350  – 497 – 700 – 990  – 1400  vg/ph

Số cấp bước tiến trục chính: 9

Phạm vi tốc độ bước tiến: 0,1 – 1,6 mm/ph

Chuỗi cấp bước tiến: 0,1 – 0,14 – 0,2 – 0,28 –  0,4 – 0,56 – 0,8 – 1,13 –1,6 mm/vg

Phủ bì: 1245x815x2690 mm³

+ Chọn dao:

...................................................................................................

...................................................................................................

..........................................

Lượng chạy dao phút: S_p = S_m . n_m  = 280 mm/ph

Bước 4: Taro lỗ f8 mm, p = 1,25mm, V = 9. 1,1 = 10 m/ph (bảng 5 -188) 

Số vòng quay trục chính: n_tt = 398 vg/ph => chọn theo máy: n_m = 31,5 vg/ph

5.2.9. Nguyên công 9: Tổng kiểm tra

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

+ Kiểm tra độ không song song của hai mặt bên

 6. Tính lượng dư của bề mặt f25^+0,021, độ chính xác của phôi đúc cấp I với trọng lượng phôi: là 1,1 kg vật liệu phôi: G 15-32

Qui trình công nghệ gồm hai bước : khoét mở rộng lỗ và doa. Chi tiết được định vị ở mặt bên 3 bậc tự do chốt trụ tròn 2 bậc tự do và chốt trám khống chế nốt bậc tự do còn lại.

Công thức tính lượng dư cho bề mặt trụ trong đối xứng: f25^+0,021

Z_min = R_Za + T_i + .......................

Trong đó :

R_Za : Chiều cao nhấp nhô tế vi do bước công nghệ sát trước để lại.

T_a    : Chiều sâu lớp hư hỏng bề mặt do bước công nghệ sát trước để lại.

r_a   : Sai lệch về vị trí không gian do bước công nghệ sát trước để lại ( độ cong vênh, độ lệch tâm, độ không song song …)

e_b   : Sai số gá đặt chi tiết ở bước công nghệ đang thực hiện.

Theo bảng 10 – Thiết kế đồ án công nghệ Chế Tạo Máy, ta có:

R_z = 250 mm

T_i = 350 mm

Sai lệch vị trí không gian tổng cộng được xác định theo công thức sau:

          r_a = .........................

Giá trị cong vênh r_c của lỗ được tính theo cả hai phương hướng kính và hướng trục:

          r_c= ............................... = 75mm.

   Trong đó:

- D_k lấy theo bảng 15 – Thiết kế đồ án công nghệ Chế Tạo Máy.

- l,d là chiều dài và đường kính lỗ.

Giá trị độ xê dịch phôi đúc r_cm được tra theo bảng 3.67

 r_cm = 0,3 mm =  300mm.

Þ r_a =.....................= 309 mm.

....................................................................................

...................................................................................

.................................

Þ Ta có thể lập được bảng tính toán lượng dư như sau:

Kiểm tra: δ₁ – δ₂ = 130 - 20 = 110 = 2Z_bmax – 2Z_bmin  = 340 - 230

δ_ph – δ_ct = 400 - 130 = 270 = 2Z_bmax – 2Z_bmin  = 2110 - 1840

7. Tính chế độ cắt của nguyên công 5: Phay 2 mặt cạnh đạt kích thước 128^±0,031, Rz 40

+ Định vị: chi tiết được định vị đủ 6 bậc tự do đảm bảo độ chính xác.

Mặt bên: 3 bậc tự do

Chốt trụ ngắn: 2 bậc tự do

Chốt trám : 1 bậc tự do

+ Kẹp chặt: dùng cơ cấu thanh kẹp kéo chốt đẩy để kẹp chặt chi tiết, hướng của lực kẹp theo hình vẽ:

........................................................................................................

+ Chọn máy: máy phay ngang 6H81 (Bảng 9-38)

Công suất động cơ chính: 4,5 kW

Bàn làm việc: 250x1000 mm²

Số rãnh chữ T: 3, chiều rộng rãnh chữ T: 14 mm

Phạm vi tốc độ trục chính: 65 – 1800 vg/ph

Phạm vi tốc độ bước tiến dọc của bàn máy: 35 – 980 mm/ph

...................................................................................................

...................................................................................................

..........................................

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

Trong sản xuất hàng loạt và sản xuất hàng khối thời gian nguyên công được xác định theo công thức sau đây:

T_tc = T_o + T_p + T_pv + T_tn

Trong đó :

T_tc - Thời gian từng chiếc (thời gian nguyên công).

T_o - Thời gian cơ bản ( thời gian cần thiết để biến đổi trực tiếp hình dạng, kích thước và tính chất cơ lí của chi tiết; thời gian này có thể được thực hiện bằng máy hoặc bằng tay và trong từng trường hợp gia công cụ thể có công thức tính tương ứng).

T_p - Thời gian phụ ( thời gian cần thiết để người công nhân gá, tháo chi tiết, mở máy, chọn chế độ cắt, dịch chuyển ụ dao và bàn máy, kiểm tra kích thước của chi tiết ...). Khi xác định thời gian nguyên công ta có thể giá trị gần đúng T_p = 10%T_o.

T_pv – Thời gian phục vụ chỗ làm việc gồm: thời gian phục vụ kỹ thuật (T_pvkt) để thay đổi dụng cụ, màI dao, sửa đá, điều chỉnh máy, điều chỉnh dụng cụ (T_pvkt = 8%T_o); thời gian phục vụ tổ chức (T_pvtc)ơ để tra dầu cho máy, thu dọn chỗ làm việc, bàn giao ca kíp (T_pvtc=3%T_o).

T_tn – Thời gian nghỉ ngơi tự nhiên của công nhân (T_tn = 5%T_o).

Xác định thời gian cơ bản theo công thức sau đây:

T_o = ......................

Trong đó:

          L – Chiều dài bề mặt gia công (mm).

...................................................................................................

...................................................................................................

..........................................

Tổng thời gian cơ bản để gia công chi tiết bích chặn là:

T₀ = T_{01 ­}+ T₀₂ + T_{03 ­}+ T₀₄ + T₀₅ + T_{06 ­}+ T₀₇ + T₀₈

T₀ = 0,44 + 0,48 + 0,44 + 0,68 + 0,55 + 0,12 + 1,5 + 0,46 = 4,67 phút.

9. Thiết kế đồ gá của nguyên công 5: phay 2 mặt cạnh đạt kích thước 128^±0,031, Rz 40

9.1. Các bước thiết kế đồ gá

9.1.1 Xác định kích thước của bàn máy, khoảng cách từ bàn máy tới trục chính, khoảng cách   giữa các mũi tâm. Đó là những số liệu cần thiết để xác định kích thước đồ gá.

9.1.2. Xác định phương pháp định vị.

9.1.3. Trong trường hợp có phôi để gia công cụ thể cần xác định kích thước thực của bề mặt dùng làm chuẩn để từ đó chọn kết cấu đồ định vị cho hợp lí.

9.1.4. Vẽ đường bao của chi tiết tại nguyên công thiết kế đồ gá( theo tỉ lệ  1:1). Đường bao của chi tiết vẽ bằng nét chấm gạch. Việc thể hiện hai hoặc ba hình chiếu là tuỳ  thuộc vào mức độ phức tạp của đồ gá. Hình chiếu thứ nhất của chi tiết phải được thể hiện đúng vị trí đang gia công trên máy.

9.1.5. Xác định phương, chiều và điểm đặt của lực cắt, lực kẹp.

9.1.6. Xác định vị trí và vẽ kết cấu của đồ định vị( cần đảm bảo cho lực cắt, lực kẹp hướng vào đồ định  vị vuông góc với chúng).

9.1.7. Tính lực kẹp cần thiết.

9.1.8. Chọn cơ cấu kẹp chặt. Cơ cấu này phụ thuộc vào loại đồ gá một vị trí hay nhiều vị trí, phụ thuộc vào sản lượng chi tiết hay trị số lực kẹp.

9.1.9. Vẽ cơ cấu dẫn hướng và so dao.

9.1.10. Vẽ các chi tiết phụ của đồ gá như vít, lò xo, đai ốc và các bộ phận khác như cơ cấu phân độ.

9.1.11. Vẽ thân đồ gá.

9.1.12. Vẽ 3 hình chiếu của đồ gá và xác định đúng vị trí của tất cả các chi tiết trong đồ gá. Cần chú ý tới tính công nghệ khi gia công và lắp ráp, đồng thời phảI chú ý tới phương pháp gá và tháo chi tiết, phương pháp thoát khi gia công.

9.1.13. Vẽ những phần cắt trích cần thiết của đồ gá.

9.1.14. Lập bảng kê khai cácchi tiết của đồ gá.

9.1.15. Tính sai số chế tạo cho phép của đồ gá [e_CT].

9.1.16. Dựa vào sai số chế tạo cho phép [e_CT] đặt yêu cầu kỹ thuật của đồ gá.

9.2. Thiết kế đồ gá phay 2 mặt cạnh đạt kích thước 128^±0,031, Rz 40

+ Phân tích: kích thước 128^±0,031 không quá lớn lên để tăng năng suất ta có thể dùng 2 dao phay đĩa gia công 2 bề mặt cạnh cùng một lúc.

 + Định vị: chi tiết được định vị đủ 6 bậc tự do đảm bảo độ chính xác.

Mặt bên: 3 bậc tự do

Chốt trụ ngắn: 2 bậc tự do

Chốt trám : 1 bậc tự do

+ Kẹp chặt: dùng cơ cấu thanh kẹp kéo chốt đẩy để kẹp chặt chi tiết, hướng của lực kẹp theo hình vẽ:

........................................................................................................

+ Chọn máy: máy phay ngang 6H81 (Bảng 9-38)

Công suất động cơ chính: 4,5 kW

Bàn làm việc: 250x1000 mm²

Số rãnh chữ T: 3, chiều rộng rãnh chữ T: 14 mm

Phạm vi tốc độ trục chính: 65 – 1800 vg/ph

Phạm vi tốc độ bước tiến dọc của bàn máy: 35 – 980 mm/ph

Phủ bì: 2100x1940x1600 mm³

...................................................................................................

...................................................................................................

..........................................

Do phay đồng thời 2 mặt cạnh bẳng dao phay đĩa giống nhau, với chế độ cắt như nhau nên thành phần P­_x tác dụng lên chi tiết được cân bằng.

Trên sơ đồ mô tả trường hợp kém ổn định nhất của hệ thống.

Phương trình cân bằng lực:

P_v + W = 0

2.F_ms + P_h = 0

Phương trình cân bằng mômen

P_v . 38 + P_h . 28 – W. 20 – F_ms.20 = 0

Thay P_v = 2. 400 = 800 N (vì 2 dao cùng cắt đồng thời)

         P_h = 2. 400 = 800 N (vì 2 dao cùng cắt đồng thời)

         F_ms = 0,3 W

Ta tính được : W = 2000 N

....................................................................................

...................................................................................

.................................

ta có e_m= b......................... = 0,03 . .................... = 2,12 mm

e_đc: là sai số điều chỉnh đồ gá , lấy e_đc = 10 mm

e_c : là sai số chuẩn do định vị chi tiết gia công, e_c = 0 mm

e_gđ: là sai số gá đặt, e_gđ  = 70 mm

KẾT LUẬN

    Sau một thời gian làm đồ án môn, 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 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 cảm ơn !

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1-  Đồ gá cơ khí hoá và tự động hoá Pgs-Pts– Lê Văn Tiến –1999

2-  Sổ tay &Atlas Đồ gá Pgs-Pts - Trần Văn Địch –2000

3-  Sổ tay công nghệ chế tạo máy

Pgs-Pts - Trần Văn Địch và Pgs-Pts Nguyễn Đắc lộc –2000

4-  Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy Pgs-Pts - Trần Văn Địch –1999

5-  Máy cắt kim loại –Nguễn Thé Lưỡng

6-  Cơ sở máy công cụ

7- Dung sai –Ninh Đức Tốn -2000

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"