LỜI MỞ ĐẦU

    Hiện nay cùng với sự đi lên của ngành cơ khí, môn học công nghệ chế tạo máy thực sự là hành trang để mỗi một kĩ sư , một công nhân có thể dựa vào làm cơ sở thiết kế . môn công nghệ chế tạo máy là môn học được đưa vào giảng dạy ở hầu hết các trường kĩ thuật , và ngày càng không ngừng được cải tiến dưới sự nghiên cứu của các chuyên gia hàng đầu và ngày càng ứng dụng nhiều công nghệ mới góp phần tăng năng xuất và chất lượng gia công lên cao

   Đối với sinh viên cơ khí ,đồ án môn học công nghệ chế tạo máy là môn học giúp làm quen với việc giải quyết các vấn đề tổng hợp của công nghệ chế tạo máy đã được học ở trường qua các  giáo trình cơ bản về công nghệ ché tạo máy. Khi làm đồ án này ta phải làm việc với các tài liệu , cách sử dụng chúng , cách tra sổ tay cũng  như so sánh thực tiễn với kiến thức đã học . Để hoàn thành được dồ án này , em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn của thầy: ………….... cùng các thầy, cô bộ môn  công nghệ chế tạo máy của khoa cơ khí. Do đây là lần đầu em được hoàn thành môn học này , lên không thể tránh được sai sót em rất mong có được sự chỉ bảo và giúp đỡ của quí thầy cô và các bạn .

   Em xin chân thành cảm ơn !

                                                                                                                                            ……, ngày…. tháng …năm 20…

                                                                                                                                               Sinh viên thực hiện

                                                                                                                                               ……………….

PHẦN 1

PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG VÀ ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC CHI TIẾT

    Dựa vào bản vẽ chi tiết ta thấy rằng càng gạt cần chế tạo là 1 chi tiết dạng càng . Càng thuộc loại có 1 hoặc 1 số lỗ cơ bản mà tâm của chúng song song với nhau hoặc tạo với nhau một góc nào đó .

1.Chức năng làm việc :

Chi tiết càng trong máy có chức năng biến chuyển động thẳng của chi tiết thành chuyển động quay của chi tiết khác,là bộ phận nối giữa trục điều khiển và các bánh răng di trượt  nhằm điều chỉnh sự ăn khớp của các cặp bánh răng ( khi cần thay đổi tỷ số truyền trong hộp tốc độ).

2. Điều kiện làm việc :

Theo [7] bảng 1-6 ,tra được độ cứng của GX 15 – 32 từ 182-199 HB

PHẦN 2

PHÂN TÍCH TÍNH CÔNG NGHỆ TRONG KẾT CẤU CHI TIẾT

    Tính công nghệ trong kết cấu là một tính chất quan trọng của sản phẩm hoặc chi tiết cơ khí nhằm đảm bảo lượng tiêu hao kim loại ít nhất , khối lượng gia công và lắp ráp là thấp nhất , gia thành chế tạo là ít nhất trong điều kiện và quy mô sx nhất định .

Đối với chi tiết càng nói chung , bề mặt làm việc chủ yếu là các mặt trong của các lỗ chính vì vậy khi thiết kế cần chú ý đến kết cấu của nó như :

Độ cứng vững của càng :

+ Do mặt đầu làm việc của chi tiết quá mỏng  trong quá trình gia công và làm việc có thể không cứng vững cần làm thêm phàn gân tăng cứng .

+ Hình dáng phải thuận lợi cho việc  chọn  chuẩn thô và chuản tinh  thống nhất .

PHẦN 3

XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT

3.1. Đề xác định dạng sản xuất trước hết phải biết lượng hàng năm cần gia công .

Từ đó thay số vào ta được V= 710314mm³ = 0,7 dm³

Do đó ta có: Q₁  = 6,8 x 0,7 = 4,76kg

Dựa vào giá trị tính toán của N và Q  và tra bảng 2.6 sách [(TKĐACNCTM). Tr 31] ta xác định được dạng sản xuất  là sản xuất hàng khối

PHẦN 4

CHỌN PHÔI VÀ PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI

   Phương pháp chọn phôi phụ thuộc vào tất nhiều vấn đề như chức năng kết cấu của chi tiết máy trong cụm máy , vật liệu sử dụng , yêu cầu kĩ thuật về  hình dáng bề mặt chi tiết, kích thước của chi tiết , quy mô và tính loạt sản xuất .

4.1. Mặt khuôn

 Ta chọn mặt khuôn như sau: mặt khuôn khi đi qua tiết diện lớn nhất của chi tiết có dạng hình vẽ .

4.3. Xác định giá thành của phôi.

  Do ta chọn vật liệu chế tạo phôi là gang xám Gx 15-32 nên theo bảng  2.13. Sách [TKĐACNCTM. Tr 39 ] ta được giá thành tương đối của phôi là: (3,5 – 5) nghìn đồng/1kg.

PHẦN 5

THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT

5.1.Xác định đường nối công nghệ .

Với chi tiết là dạng càng cần lắc con cóc và ở dạng sản xuất hàng khối  trong khi điều kiện sản xuất ở nước ta chủ yếu là các máy vạn năng lên ta thường chọn phương pháp phân tán nguyên công và gia công  tuần tự các bề mặt của chi tiết .

5.2.Chọn phương án gia công .

Để chuyên môn hóa cao nhằm đạt năng suất cao trong điều kiện sản xuất ở Việt Nam thì đường lối công nghệ thích hợp nhất là phân tán các  nguyên công. Dùng các máy vạn năng kết hợp các máy chuyên dùng và đồ gá chuyên dùng dễ chế tạo.

5.3.Lập tiến trình công nghệ và thiết kế nguyên công .

5.3.1 Lập tiến trình công nghệ

Căn cứ vào quy trình công nghệ gia công các chi tiết điển hình dạng càng,căn cứ vào điều kiện kỹ thuật của chi tiết, kích thước chi tiết, ta thấy rằng để đảm bảo được các yêu cầu kỹ thuật đặt ra của chi tiết, cũng như  chất lượng của chi tiết.Ta phải tạo được chuẩn tinh thống nhất của chi tiết.Chi tiết cần đảm bảo độ đảo mặt đầu độ không song song giữa hai tâm lỗ ...32 và ...61 ,độ không vuông góc giưa tâm lỗ ...34 ngang và ....61 vì vậy hướng gia công cơ bản là ta phải chọn chuẩn tinh là mặt A và lỗ ..64 để gia công các lỗ còn lại. Để đạt được mục đích đó trước hết ta phải chọn chuẩn thô là mặt C để gia công mặt A .

5.3.2.Thiết kế nguyên công

5.3.2.1.Nguyên công 1: phay mặt đầu A, C

1.Định vị

+ Định vị mặt đáy bằng phiếm tỳ hạn chế 3 bậc tự do. Chốt tỳ tăng độ cứng vững cho chi tiết.

+ Mặt  bên hạn chế 3 bậc tự do bằng 2 khôi v , trong đó có 1 khối tùy động 1 khối V cố định .

2.Kẹp chặt :

Dùng ngay khối V điều chỉnh  để kẹp chặt , lực kẹp hướng từ phải sang trái.

3.Chọn máy :

Để phay mặt đầu thứ nhất này ta chọn máy phay đứng vạn năng 6H12 với các đặc tính kĩ thuật sau

+ Công suất của động cơ  chính : N_c= 7kw

+ Công suất động cơ chạy dao : N_p= 1,7 kw

+ Khối lượng máy 2900kg

4.Chọn dao :                                               

   Ta dùng dao phay mặt đầu ,răng chắp mảnh hợp kim cứng. kí hiệu P1 tra bảng 4.95 trang 374 sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1. Ta có các thông số.

Lượng chạy dao phút: S_p = n_m. S_v = 1.600 = 600 mm/phút

5.2.2.Nguyên công 2 : Đảo đầu phay mặt D, E

1.Định vị :

Định vị mặt đáy vừa gia công hạn chế 3 bậc tự do bằng phiến tỳ phẳng ( mặt phẳng là mặt đã phay tinh )

2.Kẹp chặt :

 - Để kẹp chặt chi tiết gia công đồng thời đủ độ cứng vững ta dùng ta phải kẹp chặt vào gân nối giữa hai trục bằng cơ cấu kẹp bằng ren bulông đai ốc

3.Chọn máy :

Để phay mặt đầu thứ nhất này ta chọn máy phay đứng vạn năng 6H12 với các đặc tính kĩ thuật sau

+ Công suất của động cơ  chính : N_c= 7kw

+ Công suất động cơ chạy dao : N_p= 1,7 kw

+ Khối lượng máy 2900kg

+ Kích thước phủ bì của máy dài x rộng x cao = 2100x 2440 x 1875

4.Chọn dao :                                               

 Ta dùng dao phay mặt đầu ,răng chắp mảnh hợp kim cứng. tra bảng 4.95 trang 374 sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1. Ta có các thông số sau:

- Đường kính dao,: D= 100mm

- Số răng  Z = 8

- d = 32 , B = 50mm

- Mác hợp kim BK6

Bước 2: Phay tinh

+ Chiều sâu cắt 0,5 mm

+ Lượng chạy dao vòng : S_v =1 mm/vòng

+ Tốc độ cắt khi chưa tính tới hệ số điều chỉnh tra bảng 5.127 Tr.115 sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2.Ta có v = 228 m/phút với tuổi thọ của dao T = 180p

* Khi tính đến các hệ số điều chỉnh (tra bảng 5-127 Tr.115) sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2. Ta được các hệ số điều chỉnh sau:

5.2.5.Nguyên công 5: Phay mặt F đạt kích thước 186^±0,046và khoan. Khoét , doa lỗ 34

5.2.5.1. Phay mặt F.

1.Định vị :

- Mặt phẳng A,C định vị bằng phiếm tỳ phẳng hạn chế 3 bậc tự do ,chốt trụ ngắn f61 hạn chế 2 bậc tự do , chốt trám chống xoay và chốt tỳ tự lựa điều chỉnh nhằm tăng độ cứng vững cho chi tiết.

2 Kẹp chặt : Như nguyên công 4.

3.Chọn máy :

Để phay mặt đầu thứ nhất này ta chọn máy phay đứng vạn năng 6H12 với các đặc tính kĩ thuật sau

+ Công suất của động cơ  chính : N_c= 7kw

+ Công suất động cơ chạy dao : N_p= 1,7 kw

+ Khối lượng máy 2900kg

+ Kích thước phủ bì của máy dài x rộng x cao = 2100x 2440 x 1875

+ Phạm vi tốc độ trục chính 30- 1500 (vòng / phút ) với các tốc độ sau : 30;  37.5; 47.5 ; 60; 75; 95 ; 118 ; 150 ; 190 ; 235  ; 300 ;375 ;475 ; 600; 750; 950 ; 1180; 1500;

Các đặc tính kĩ thuật tra bảng 9-38 trang 73 . sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 3

5.Lượng dư :

Tra bảng [(3- 94) Tr 252.Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1] đối với phôi gang đúc cấp chính xác 1

 Kích thước lớn nhất của chi tiết là 342 mm.

+ Vị trí bề mặt khi rót kim loại : Dưới

+ Kích thước danh nghĩa : 54mm >50mm

Do đó ta chọn lượng dư  z = 3mm

+ Ta chia làm 2 bước công nghệ

 - Phay thô : 2,5 mm

 - Phay tinh : 0.5mm

6.Tra chế độ cắt :

Lượng chạy dao phút: S_p = n_m. S_v = 100.2 = 200 mm/phút

PHẦN 6

TÍNH TOÁN LƯỢNG DƯ

6.1.Tông quát chung.

Lượng dư gia công được xác định hợp lý về mặt trị số và dung sai sẽ góp phần đảm bảo kinh tế của quá trình gia công .

 Lượng dư quá lớn sẽ tốn vật liệu ,tiêu hao lao động để gia công nhiều tốn năng lượng điện ,dụng cụ cắt dẫn đến giá thành lên cao .

- Nếu lượng dư quá nhỏ không làm đủ để bớt đi các sai lệch của phôi để biến phôi thành chi tiết hoàn chỉnh .

- Trong công nghệ chế tạo máy người ta dùng hai phương pháp để xác định lượng dư gia công là :

+ Khoan.

- Cấp chính xác 12

- Độ nhám bề mặt R_z = 50

- Độ sâu khuyết tật T_a = 70                 

+ Khoét.

- Cấp chính xác 10

6.2.Tính lượng dư cho nguyên công khoan, khoét, dao.

6.2.1.Khoan.

- Căn cứ vào sơ đồ gá đặt ta thay chuẩn định vị trùng gốc kích thước gia công

- Sơ đồ đinh vị có độ cứng vững cao nên gần đúng ta có thể lấy

6.3. Xác định cột kích thước.

6.3.1. Cột kích thước tính toán.

Tính kích thước tính toán (cột 7) bằng cách ghi kích thước lớn nhất của chi tiết vào hàng cuối cùng. Các kích thước khác lấy kích thước trước đó trừ đi lượng dư tính toán nhỏ nhất. Như vậy ta có:

- Doa: d₃ = 34,025

- Khoét: d₂ =  34,025 – 0,00674 = 34,01826 mm

- Khoan: d₁ = 34,01826 – 0,15 = 33,16826 mm

6.3.2. Cột kích thước giới hạn.

6.3.2.1. Kích thước giới hạn lớn nhất d_max.

   Tính kích thước giơi hạn lớn nhất bằng cách làm tròn số kích thước tính toán theo hàng số có nghĩa của dung sai ( số chữ sau dấu phẩy bằng chữ số của dung sai). Như vậy kích thước giới hạn lớn nhất của nguyên công (bước) doa là 34,025 (cột số 10).

6.3.2.1. Kích thước giới hạn nhỏ nhất d_min.

  Tính kích thước giới hạn nhỏ nhất (cột số 9) bằng cách lấy kích thước giới hạn lớn nhất trừ đi dung sai nguyên công. Như vậy ta có:

- Doa: d₃ = 34,025 – 0,025 = 34 mm

- Khoét: d₂ =  34,02 – 0,1 = 33,92 mm

- Khoan: d₁ = 33,2 – 0,25 = 32,95 mm

6.3.5. Kiểm tra phép tính.

 Để kiểm tra các phép tính có đúng hay không phải so sánh hiệu các lượng dư trung gian với hiệu các dung sai nguyên công. Phép tính được coi là đúng nếu thỏa mãn đẳng thức sau đây: 2Z_{b max} - 2Z_{b min} = d_a - d_a

PHẦN 7

TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ CẮT

7.1. Bước khoan.

Chọn theo máy ta có: S = 1 (mm/vòng)

+ Ta có tuổi bền của dao theo đường kính của mũi khoan là T_{theo đường kính} = 60(ph)  Þ tra bảng 5-30 Tr.24 sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2.Ta có Chu kỳ bền trung bình của mũi khoan T = 170 (phút)

 + Hệ số điều chỉnh chung cho tốc độ cắt tính đến các điều kiện cắt thực tế: K_v = k_MV.k_uv . k_lv

- k_MV là hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công và k_MV = 1

- k_uv là hệ số phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt và k_uv = 1,09

- k_lv là hệ số phụ thuộc vào chiều sâu doa và k_lv = 1

+ Hệ sồ C_v và các số mũ dùng cho khoan ta tra bảng 5-29 Tr.23 sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2 có: C_v = 15,6 ; q = 0,2 ; x = 0,1 y = 0,5 ; m = 0,3.

Chọn theo máy ta có: n_m = 400 (v/ph)

PHẦN 8

 TÍNH THỜI GIAN GIA CÔNG

8.1.Nguyên công 8 khoan - khoét - doa lỗ f 16.

8.1.1. Khoan.

Ta có:

- L là chiều sâu của lỗ (mm). ta có: L = 18mm

- S là lượng chạy dao dọc trục (mm/vg). S = 0,6 (mm/vg)

- n là số vòng quay trục của chính (vg/ph) n = 200 (vg/ph)

- d là đường kính của dao: d = 15 mm

8.2. Khoét.

Ta có : L₁ = 0,5¸2)mm. Lấy L₂ = 0,8mm

- L là chiều sâu của lỗ (mm). ta có: L = 18mm

- S là lượng chạy dao dọc trục (mm/vg). S = 0,8 (mm/vg)

- n là số vòng quay trục của chính (vg/ph) n = 270 (vg/ph)

PHẦN 9

TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ ĐỒ GÁ

9.1.Các thành phần của đồ gá.

- Đồ gá có nhiều loại nhưng hình thành từ những cơ cấu nhất định:

+ Cơ cấu định vị

+ Cơ cấu kẹp chặt

+ Cơ cấu dẫn hướng

9.3.Thiết kế đồ gá.

9.3.1.Các số liệu của máy.

+ Tra bảng 9-21.Tr45.sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 3.Ta có kích thước bề mặt làm việc bàn máy 2H135 là :( 450 x 500mm)

+ Khoảng cách lớn nhất từ mút trục chính tới bàn máy 750mm

9.3.1.Phương pháp định vị phôi.

- Phương pháp định vị ở đây là tựa trên mặt phẳng D ,phôi được hạn chế 6 bậc tự do ,mặt D của phôi hạn chế 3 bậc tự do bằng phiếm tỳ ,kết hợp với một chốt trụ ngắn hạn chế 2 bậc tự do và một chốt trám hạn chế 1 bậc tự do.

9.3.1.1.Ưu điểm.  

- Sơ đồ cho ta sai số chuẩn bằng không (e_c = 0)

- áp dụng được chuẩn thống nhất trong quá trình gia công

9.3.1.2.Nhược điểm.

- Chịu ảnh hưởng của độ vuông góc của bề mặt định vị D đối với đường tâm lỗ B trong quá trình gia công .

9.4.Phương chiều và điểm đặt của lực kẹp và tính lực kẹp.

+ Tương ứng với sơ đồ định vị như trên ta chọn được phương chiều và điểm đặt của lực kẹp theo hình vẽ đảm bảo được các yêu cầu sau:

- Lực kẹp của cơ cấu phải đảm bảo sao cho đủ lớn để chống lại mô men cắt khi gia công đảm bảo được độ cứng vững trong quá trình gia công

- Lực kẹp vuông góc với bề mặt  đinh vị  D.

9.4.1. Tính lực kẹp.

+ Ta phải tính toán thiết kế sao cho cơ cấu kẹp đảm bảo kẹp chặt trong quá trình gia công .

+ Ta nhận thấy bước nguyên công khoan là lực cắt lớn nhất nên ta tính toán lực kẹp cho nguyên công này .

9.4.2. Sai số chế tạo cho phép của đồ gá.

+ Đồ gá khoan gây ra độ không chính xác về vị trí tương quan giữa bề mặt gia công và mặt chuẩn ,nhưng không ảnh hưởng đến độ chính xác kích thước thực hiện và độ chính xác hình dạng hình học của chi tiết gia công .

+ Các sai số đồ gá ảnh hưởng đến độ chính xác của chi tiết gia công

- Độ không đồng tâm của bạc dẫn hướng trên đồ gá

- Độ không vuông góc đường nối tâm hai chốt định vị và mặt đáy

- Độ không phẳng của mặt định vị là phiếm tỳ.

+ lỗ 61 H7 Þ D_N = 61 Þ T_D = 30µm, EI =0

 ES = T_D = 30 µm

D_max = ES + D_N = 0,03 + 61 = 61,03 mm

D_min = EI + D_N = 61mm

+ Trục: 61 m6 Þ d_N = 61 Þ T_d = 19µm, ei = 11 µm, es = ei + T_d = 30 µm

d_max = es + d_N = 30 + 61 = 91µm

d_min = ei + d_N = 11 + 61 = 72 µm

+ Lỗ 15 H7 Þ D_N =15 Þ T_D = 18µm, EI =0

 ES = T_D = 15 µm

D_max = ES + D_N = 0,015 + 15 = 15,015 mm

D_min = EI + D_N = 15mm = 1500 µm

+ Trục: 15 m6

d_N = 15 Þ T_d = 11µm, ei = 7 µm, es = ei + T_d = 18 µm

d_max = es + d_N = 18 + 15 = 33µm

d_min = ei + d_N = 7 + 15 = 22 µm

Vậy, với lỗ .61 ta có phân bố dung sai như hình1 ở trên ta có khe hở max là: S_max = 19 

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 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]. Trần Văn Địch - Sổ tay công nghệ chế tạo máy (tập 1,2,3)

 NXB khoa học kỹ thuật Hà Nội 2008

[2]. Nguyễn Đắc Lộc  - cơ sở chế tạo máy

 Nhà xuất bản khoa  học và kĩ thuật  Hà Nội 2009

[3]. Nguyễn Đắc Lộc - Lưu Văn Giang - Hướng dẫn thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy. Nhà xuất bản khoa học & kĩ thuật  Hà Nội  2004 .

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"