LỜI  NÓI ĐẦU

Công nghệ CTM là một môn khoa học cơ bản,cung cấp các kiến thức cơ sở trong lĩnh vực ctm . Để sản suất ra một sản phẩm tương ứng , lưu thông trên thị trường,thì sản phẩm đó phải có tính cạnh tranh,đem lại hiệu quả cho nhà sản suất,nó phải thỏa mãn các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật theo một yêu cầu cho trước.Để làm được điều này vai trò của người công nghệ là chủ đạo.

Do vậy mỗi sinh viên phải trang bị cho mình một lượng kiến thức đấy đủ.Từ cơ bản đến chuyên sâu,để cố khả năng làm việc tốt hiệu quả trong tương lai.

Đồ án công nghệ CTM giúp sinh viên tiếp cận thực tế nhanh hơn , với nhiệm vụ gia công chi tiết dạng càng và sự hướng dấn tụy của thầy            

em đã hoàn thành công việc của mình đúng thời hạn,đủ các yêu cầu được giao. Qua đó em đã củng cố thêm được nhiều kiến thức từ lý thuyết đến thực tiễn , để thiết kế sản phẩm của mình đạt têu cầu,đồng thời đảm bảo khả năng về kinh tế,trong điều kiện sản suất cụ thể của nước ta. Đó là  những kiến thức cần thiết,thực tế cho công việc của em sau này.   

Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn thầy: TS…..………. đã tận tình chỉ bảo và giúp đỡ em hoàn thành đồ án môn học này. Em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy cô trong bộ môn công nghệ CTM của khoa cơ khí để em vững vàng hơn cho công việc sau này.                                                                                    

                                                            …….,ngày…tháng….năm 20……

                                                         Sinh vien thực hiện

                                                         ………...……

NỘI DUNG THUYẾT MINH VÀ TÍNH TOÁN ĐỒ ÁN MÔN HỌC

CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

I. Đầu đề thiết kế : Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo chi tiết càng gạt C15.

II. Các số liệu ban đầu:

Sản lượng hàng năm : 5.000 chi tiết/năm.

Điều kiện sản xuất:

III. Nội dung thuyết minh và tính toán.

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

Chi tiết dạng càng gạt có chức năng biến chuyển động thẳng của chi tiết này(píton của động cơ đốt trong...) thành chuyển động quay của chi tiết khác. Ngoài ra chi tiết còn có tác dụng dùng để đẩy bánh răng khi cần thay đổi tỉ số truyền trong các hộp tốc độ.

Đây là chi tiết càng gạt do có kết cấu đối xứng đơn giản do vậy phôi được chế tạo bằng phương pháp đúc trong khuôn cát, sau đó đem ủ.

Bề mặt A là bề mặt lắp ráp sau khi gia công xong do vậy nên chon mặt A làm chuẩn tinh chính.

Vật liệu chọn để gia công chi tiết là gang xám GX15-32.

3. Xác định dạng sản xuất:

Sản lượng hàng năm của chi tiết 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;

Vậy trọng lượng chi tiết: Q = 0,1098.7,2 = 0,8kg.

Theo bảng 2 trang 1- Thiết kế đồ án CNCTM, ta có: Dạng sản suất: Hàng loạt vừa

4. Chọn phương pháp chế tạo phôi:

Phôi được chế tạo bằng phương pháp đúc trong khuôn cát.

5. Lập thứ tự 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)

1.1. Lập sơ bộ các nguyên công:

- Nguyên công 1 : Phay mặt A đầu to của càng, gia công trên máy phay đứng, dùng dao phay mặt đầu.

- Nguyên công 2 : Phay 2 mặt nhỏ của càng bằng hai dao phay đĩa, đạt độ bóng R_z= 20

- Nguyên công 3:

- Nguyên công 4:

- Nguyên công 5 :

- Nguyên công 6 :

- Nguyên công 7 :

- Nguyên công 8 : Kiểm tra độ không song song giữa 2 mặt nhỏ của đầu càng không được quá 0,03 mm, độ không vuông góc của lỗ to của càng so với mặt A không vượt quá 0,03 mm.

1.2. Thiết kế các nguyên công cụ thể

a, Nguyên công I : Phay mặt A đầu của càng.

Định vị: Chọn mặt đối diện với mặt A làm chuẩn thô, dùng khối V dài cố định, dùng chốt chống xoay.

Kẹp chặt: Kẹp chặt luôn bằng khối V dài di động.

Chọn máy: Máy phay nằm đứng vạn năng 6H12. Công suất của máy N_m = 10kW, hiệu suất máy h = 0,75.

Chọn dao: Dùng dao phay mặt đầu gắn mảnh hợp kim cứng, có các kích thước sau( Tra theo bảng 5-127 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 2): D = 75 mm, Z = 10 răng.

Lượng dư gia công: Phay với lượng dư Z_b1 = 2mm

Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt cho một dao. Chiều sâu cắt t = 1,5 mm, lượng chạy dao S_Z = 0.08 ¸ 0.15mm/răng, tốc độ cắt V= 250 m/phút. Các hệ số hiệu chỉnh:

K₁: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào nhóm và cơ tính của thép cho trong bảng 5-225 Sổ tay CNCTM2 Þ k₁ = 1

K₂: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái của bề mặt gia công  và chu kỳ bền của dao cho trong bảng 5-120 trong Sổ tay CNCTM2 Þ k₂ = 0,8

K₃: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào dạng gia công cho trong bảng 5-143 Sổ tay CNCTM2Þ k₃ = 1.

Vậy tốc độ tính toán là: V_t=V_b.k₁.k₂.k₃= 250.1.0,8.1 = 200 m/phút.

Số vòng quay của trục chính theo tốc độ tính toán là: n_t = 849vòng/phút

Ta chọn số vòng quay theo máy n_m = 840 vòng/phút. Như vậy, tốc độ cắt thực tế sẽ là: V_tt =197,8 m/phút.

Lượng chạy dao phút là S_p = S_z.z.n_m = 0,13.8.840 =873,6 mm/phút. Theo máy ta có S_m = 750 mm/phút.

b, Nguyên công II : Phay 2 mặt nhỏ của càng.

Định vị: Chọn mặt A của càng làm chuẩn tinh, dùng khối V cố định và dùng một chốt chống xoay.

Kẹp chặt: Kẹp chặt luôn bằng khối V di động và dùng cơ cấu kẹp chặt vào mặt đầu to của càng.

Chọn máy: Máy phay nằm ngang vạn năng 6H82G. Công suất của máy N_m = 7kW, hiệu suất máy h = 0,75.

Chọn dao: Dùng dao phay mặt đầu gắn mảnh hợp kim cứng, có các kích thước sau (Tra theo bảng 5-127 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 2): D = 75 mm, Z = 10 răng.

Lượng dư gia công: Với lượng dư phay Z_b1 = 2mm

Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt theo bảng 5-125 sổ tay CNCTM (T II). Chiều sâu cắt t = 1,5 mm, lượng chạy dao S_Z = 0.1 ¸ 0.15mm/răng, tốc độ cắt V= 250 m/phút. Các hệ số hiệu chỉnh:

K₁: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào nhóm và cơ tính của thép cho trong bảng 5-225 Sổ tay CNCTM2 Þ k₁ = 1

K₂: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái của bề mặt gia công  và chu kỳ bền của dao cho trong bảng 5-120 trong Sổ tay CNCTM2 Þ k₂ = 0,8

K₃: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào dạng gia công cho trong bảng 5-143 Sổ tay CNCTM2Þ k₃ = 1.

Vậy tốc độ tính toán là: V_t=V_b.k₁.k₂.k₃= 250.1.0,8.1 = 200 m/phút.

Số vòng quay của trục chính theo tốc độ tính toán là: n_t = 849vòng/phút

Ta chọn số vòng quay theo máy n_m = 750 vòng/phút. Như vậy, tốc độ cắt thực tế sẽ là:

f, Nguyên công VI :Khoan lỗ f12^+0,035 trên đầu to của càng

Lập sơ đồ gá đặt: Dùng mặt A làm mặt chuẩn tinh khống chế 3 bậc tự do, dùng khối V cố định hạn chế 2 bậc tự do, dùng khối V di động hạn chế 1 bậc tự do còn lại

Kẹp chặt: Dùng mỏ kẹp kẹp chặt vào mặt đầu to của càng

Chọn máy: Máy khoan đứng 2A125 có đường kính mũi khoan lớn nhất khi khoan thép có độ bền trung bình f_max = 25mm. Công suất của máy N_m = 2,8 kW

Chọn dao: Mũi khoan có kích thước như sau d = 11,8 mm và mũi doa có d = 12mm (Tra theo bảng 4-40, 4-41 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 2):

Lượng dư gia công: Với lượng dư khoan  Z_b1 = d₁/2 = 5,9 mm và lượng dư doa Z_b2 = d₂/2 =0,1 mm

Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt cho khoan lỗ f10, chiều sâu cắt t = 5,9 mm, lượng chạy dao S = 0,17 (0.14¸0,18)mm/vòng, tốc độ cắt V =  27,5 m/phút. Ta có các hệ số:

K₁: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền T của dao, k₁ = 1.

K₂: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái thép, k₂ = 1.

K₃: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều sâu lỗ, k₃ = 1.

K₄: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào mác của vật liệu mũi khoan: k₄ = 1.

=> v_t = v_b.k₁.k₂.k₃.k₄ = 27,5.1.1.1.1 = 27,5 m/phút.

Ta xác định số vòng quay tính toán của trục chính n_t vào công thức: n_t = 729,8 vòng/phút

Þ Ta chọn số vòng quay của trục chính theo dãy số vòng quay: n_m = 668vòng/phút

Xác định chế độ cắt cho khoan lỗ f12. Chiều sâu cắt t = 1 mm, lượng chạy dao S = 0,05 (hoặc 0,06) mm/vòng, tốc độ cắt V =  43 m/phút. Ta có các hệ số:

K₁: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chu kỳ bền T của dao, k₁ = 1.

K₂: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái thép, k₂ = 1.

K₃: Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào chiều sâu lỗ, k₃ = 1.

h, Nguyên công IX:Kiểm tra

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

Để kiểm tra độ vuông góc giữa tâm lỗ và mặt đầu ta dùng bạc côn với độ côn là 1/500 lắp vào lỗ f20^+0,035 để khử khe hở sau đó ta lắp trục vào bạc côn trên đó ta gắn đầu đo, còn một đầu do ta cho tiếp xúc với mặt đầu, đọc giá trị trên đồng hồ ta sẽ kiểm tra được độ vuông góc

6. Tính lượng dư của bề mặt nào đó, còn tất cả các bề mặt gia công khác của chi tiết thì tra theo Sổ tay Công nghệ [7].

Tính lượng dư của bề mặt f20^+0,035. Độ chính xác của phôi dập cấp , trọng phôi: 1 kg vật liệu phôi: thép 45.

Qui trình công nghệ gồm các bước : Khoan, khoét, doa và vát mép. Chi tiết được định vị mặt phẳng đầu (hạn chế 3 bậc tự do), dùng cơ cấu trụ trượt thanh răng với chụp ba vấu cách nhau 120⁰ vừa kẹp chặt vừa khống chế 2 bậc tự do.

Công thức tính lượng dư cho bề mặt trụ trong đối xứng f20^+0,035:

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 = 150 mm

T_i = 200 mm

Giá trị cong vênh r_c của lỗ được tính theo cả hai phương hướng kính và hướng trục: r_c= 87 mm.

Trong đó:

 D_k : Lấy theo bảng 15 - Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy.

 l, d : Là chiều dài và đường kính lỗ.

Giá trị r_cm (Độ xê dịch phôi) được tra theo bảng 3.77 - Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 1, r_cm = 0.3 mm =  300mm.

=> r_a = 312,36 mm.

Sai lệch không gian còn lại sau khi khoét là:

r₁ = k.r_a đối với gia công lỗ thì k = 0,05, đối với gia công thô( hệ số chính xác hoá).

r₁ = 0,05.312,36 =15,618 mm.

Sai số gá đặt chi tiết e_b ở bước nguyên công đang thực hiện được xác định bằng tổng véctơ sai số chuẩn e_c và sai số kẹp chặt, nếu không xét đến sai số đồ gá:

Kiểm tra: T_ph - T_ch = 2000 - 25 = 1975 = 3671 - 1696 = 2Z_bmax - 2Z_bmin

7. Tính chế độ cắt của một bề mặt nào đó, còn tất cả các bề mặt gia công khác của chi tiết thì tra theo Sổ tay Công nghệ [7].

Nguyên công tính chế độ cắt( trùng nguyên công thiết kế đồ gá): Nguyên công 4 khoan, khoét, doa, vát mép lỗ f20^+0,035. Ta có các thông số đầu vào: Máy khoan đứng 2A135(K135) Công suất của máy N_m = 6 kW, hiệu suất h = 0,8.

Trong đó: theo bảng 5-82 trang 23, với mũi khoan bằng thép gió, lượng chạy dao S=0,10 mm<0,2, có CV=7,0; y=0,70; q =0,4; m=0,20. khi khoan có dung dịch trơn nguội.

+ T : Chu kỳ bền, với dao bằng thép gió.

+ kv: Hệ số điều chỉnh chung cho tốc độ cắt khi tính đến các điều kiện thực tế:

k_V=k_MV.k_UV.k_LV.                                                                     

+ k_MV: Hệ số phụ thuốc vào vật liệu gia công. thép C45, sB=750MPa, k_MV=k_n.

Trong đó:  k_n=0,9 (hệ số phụ thuộc vào vật liệu vật liệu gia công)kMV=0,9.

+ k_UV: hệ số phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt. theo bảng 5-31 có k_UV=0,35.

+ k_LV: Hệ số phụ thuộc vào chiều sâu khoan. L=5mm, theo bảng  5-31 có k_LV=1

=> v = 32,5 (m/phút).

Theo sổ tay có , mô men cắt khi khoan:

M_X = 10.C_M.D_q.S_y.k_p

Theo bảng 5.32 có C_M = 0,0345; q = 2; y = 0,8; k_P = k = 1 (Theo bảng 5.9, s_B =750Mpa, có k_P=1)

=>  M_X=10.0,345.42.0,08.0,8.1=9,3 Nm.

Lực cắt: P₀=10.C_P.D_q.S_y.k_P

Theo bảng 5.32 có C_P=68, q=1, y =0,7

Þ P₀=10.68.41.0,080,7.1=464,229 N.

Công suất cắt:

 Ne=(M_X.n)/9750 với n= (1000.1,579)/3,14.0,004=125716,56 (v/f).

=> Ne = 9,3.125716,56/9750=119,5 (kW).

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)­ 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:

L - Chiều dài bề mặt gia công (mm).

L₁ - Chiều dài ăn dao (mm).

L₂ - Chiều dài thoát dao (mm).

Vậy thời gian cơ bản để gia công chi tiết là:

T_o = T₀₁ + T₀₂ + T₀₃ + T₀₄ + T₀₅ + T₀₆ + T₀₇ = 4,28 phút.

9. Tính và thiết kế đồ gá cho nguyên công khoan - khoét - doa lỗ to của càng.

a). Lập sơ đồ gá đặt:

Chi tiết gia công được định vị trên phiến tỳ hạn chế 3 bậc tự do và dùng cơ cấu trụ trượt thanh răng, để định tâm và kẹp chặt chi tiết ta dùng ống côn có 3 vấu cách đều nhau 120⁰. Như vậy chi tiết gia công được hạn chế 5 bậc tự do.

b). Tính lực kẹp của cơ cấu:

Đây là cơ cấu kẹp đơn giản, ở đây trục ăn khớp với bánh trụ răng nghiêng b = 45⁰, góc côn trên lỗ thân đồ gá a₁= 3⁰30^’¸5⁰. Khi tác dụng để quay tay quay, tại vị trí phiến dẫn đã tiếp xúc với chi tiết càn kẹp, nếu quay tiếp tay quay thì trục mang bánh răng sẽ chịu tác dụng của lực dọc trục P để ép phần côn trên trục vào thành lỗ. Ta có:

p₁= W₁.tgb - F_ms.

với F_ms = V₁.tga.f

P₁= W₁(tgb - tga.f)

Với: a = 20⁰; b = 45⁰; f = j₁ ta có :

P₁ = 0,96.W₁

Nếu xem phần côn của lỗ trên thân đồ gá như một chêm có hai mặt phăng nghiêng với nhau 2a₁= 10⁰, lực P₂ thẳng góc với trục của đầu côn sẽ là: P₂ = .435 N

j - Góc ma sát giữa phần côn của trục và lỗ côn trên vỏ.

Lực P₃ tác dụng vuông góc với đường sinh mặt côn được xác định như sau: P₃ = 287N

D_cp - Đường kính vòng tròn tại tiết diện trung bình của phần côn (mm).

d₁ - Đường kính vòng tròn lăn của trục răng (mm).

thông thường c = 1,27 ta có  W₁ = 210N

c). Thiết kế các cơ cấu của đồ gá.

Khi thiết kế đồ gá cần đảm bảo các yêu cầu sau:

+ Đảm bảo cho phương án kết cấu đồ gá hợp lý về mặt kỹ thuật và kinh tế, sử dụng các kết cấu tiêu chuẩn, đảm bảo điều kiện sử dụng tối ưu nhằm đạt được chất lượng nguyên công một cách kinh tế nhất trên cơ sở kết cấu và tính năng của máy công cụ sẽ lắp đồ gá

+ Đảm bảo yêu cầu về an toàn kỹ thuật, đặc biệt là điều kiện thao tác và thoát phoi khi sử dụng đồ gá

+ Tận dụng các loại kết cấu đã được tiêu chuẩn hoá

Trên cơ sở đó ta tính toán và chọn kết cấu đồ gá cho nguyên công khoan, khoét, doa lỗ f20^+0,035.

d). Tính sai số chuẩn.

Sai số chuẩn e_c sinh ra do chuẩn định vị không trùng với gốc kích thước, sai số chuẩn được xác định theo công thức:

j). Yêu cầu kỹ thuật của đồ gá.

Từ giá trị sai số gá đặt cho phép ta có thể nêu yêu cầu kỹ thuật của đồ gá:

+ Độ không song song giữa bề mặt định vị và mặt đáy đồ gá là £ 0,086mm

+ Độ không vuông góc giữa tâm bạc dẫn và bề mặt phiến định vị là: 0,086mm

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: TS…..………, 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: TS…..………, 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. Sổ tay công nghệ chế tạo máy

Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật (Tập 1,2).

2. Sổ tay công nghệ chế tạo máy

Nhà xuất bản Trường đại học Bách khoa Hà Nội.

3. Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy

Pgs -Ts Trần Văn Địch.

4. Đồ gá cơ khí hoá và tự động hoá.

- Pgs-Pts Lê Văn Tiến.

- Pgs-Ts Trần Văn Địch.

- Pts  Trần Xuân Việt.

5. Sổ tay và ATLAS Đồ Gá

Pgs-Ts Trần Văn Địch

6. Tính toán và thiết kế máy công cụ.

 Phạm Đắp.

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"