Lời nói đầu Hiện nay, với lên ngành c khí, môn công nghệ chế tạo máy thực hành trang để kĩ s, công nhân cố thể dựa vào làm sở thiết kế Môn công nghệ chế tạo máy đợc đem vào giảng dạy hầu hết trờng kĩ thuật ngày không ngừng đợc cải tiến dới nghiên cứu chuyên gia hàng đầu Đối với sinh viên khí, đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy môn học giúp làm quen với việc giải vấn đề tổng hợp công nghệ chế tạo máy đợc học trờng qua giáo trình công nghệ chế tạo máy Khi làm đồ án ta phải làm quen với cách sử dụng tài liệu, cách tra sổ tay nh so sánh lý thuyết học với thực tiễn sản xuất cụ thể sản phẩm đIển hình.Để hoàn thành đợc đồ án môn học này, em xin chân thành cảm ơn hớng dẫn thày Nguyễn Văn Phúc thày thuộc môn Công Nghệ Chế Tạo Máy trờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội Do lần đầu đợc hoàn thành môn học này, tất nhiên tránh khỏi có sai sót Em mong có đợc bảo giúp đỡ thầy bạn Hà Nội 10/2004 Sinh viên Nguyễn Xuân Khoa Phần Phân tích chi tiết gia công I phân tích chức làm việc chi tiết chức làm việc chi tiết:chi tiết cần yêu cầu thiết kế chi tiết gạt bánh ,nó có chức đẩy bánh để thay đổi tỉ số truyền,đợc dùng nhiều máy công cụ bề mặt làm việc : +các mặt đầu tiếp xúc với bánh gạt bánh +Mặt tru lỗ gạt đợc lắp ghép với trục gạt +lỗ chốt :Lắp chốt chống di chuyển dọc trục gạt kích thớc quan trọng: +chiều dài mặt đầu tiếp xúc với bánh :yêu cầu có độ xác cao dễ dàng lắp vào khe bánh đồng thời không gây va đập gạt +Khoảng cách tâm: máy công cụ khoảng cách trục gạt trục lắp bánh có khoảng cách cố định +kích thớc lỗ trục :yêu cầu dung sai nhỏ, đọ đồng tâm cao với trục gạt Điều kiện kĩ thuật chi tiết: +0 , 025 +lỗ trục: Dung sai 25 tơng dơng với ccx Độ bóng R a 2,5 tơng đơng với +Mặt đầu : Độ bóng R z 2,5 tơng đơng với II Phân tích tính công nghệ kết cấu chi tiết Do mặt đầu làm việc chi tiết mỏng(12mm) trình gia công làm việc không đủ cứng vững cần làm thêm phần gân tăng cứng Lỗ 25 lắp với trục gạt cần phải khử ba via vát mép,đồng thời thuận lợi cho lắp ghép Lỗ chốt nằm mặt trục khó khăn cho việc khoan nên làm bề mặt vuông góc với mũi khoan nhng lỗ chốt không quan trọng không cần thay đổi kết cấu III Xác định dạng sản xuất : Sản lợng hàng năm chi tiết: N = N m(1 + /100)(1+/100) (chi tiết/năm) N :Số sản phẩm sản xuất trog năm m:số chi tiết sản phẩm m=1 :số chi tiết dể chế tạo thêm dự trữ =7% : số chi tiết phế phẩm phân xởng đúc =6% N = 2000.1.1,07.1,06 = 2120 (chi tiết/năm) Trọng chi tiết: Q = V. (kg) : Trọng lọng vật liệu chi tiết V:Thể tích chi tiết V= V1 +V + V + V gang =6,8 (kg/dm ) Trong V : Thể tích đầu nhỏ V =.(R - R 2 ).h = 3,14.(19 - 12,5 ).45 =28931,175 mm Thể tích đầu lớn V =.(R - R ).h = 3,14.(40 - 30 ).13 = 28574 mm Thể tích phần thân V : V =8.(80+38).140/2-8.3,14.(40 +19 ) =16819,8 mm Thể tích phần gân tăng cứng: V =7.40.33/2 = 4620 mm Với V=78944,8 mm =0,0789 dm Trọng lợng chi tiết: Q =V. gang =0,0789.6,8 = 0,5368 Kg Tổng trọng lợng Q =0,5368.2120=1138 kg Tra bảng với trọng lợng chi tiết = 0,5 kg < kg, sản lợng hàng năm chi tiết: N=1134 (chi tiết/năm) Dạng sản xuất sản xuất hàng loạt vừa IV.Chọn phơng pháp chế tạo phôi Đối với chi tiết sản xuất hàng loạt vừa Vật liều gia công: gang xám GX15-32 trọng lợng nhỏ: 0,54 kg Hình dạng chi tiết đơn giản.Tra bảng 3-1[2] chọn phơng pháp đúc khuôn kim loại với ccx1,mặt phân khuôn nh hình vẽ Phần II Thiết kễ qui trình công ghệ gia công I Đuờng lối công nghệ: Với dạng sản xuất hàng loạt hàng loạt vừa chọn dờng lối phân tán nguyên công gia công dao, vị trí gia công II.chọn phơng pháp gia công : +0 , 04 +Gia công mặt đầu 1,2: Gia công đạt kích thớc 12 0,09 Đây bễ mặt làm việc Dung sai: T = 0,13 Tơng đơng ccx 10 Độ bóng: R z 20(5) Tra bảng 3-69[2] phơng pháp gia công cuối là: Phay tinh Bào tinh Do bề mặt gia công nhỏ không liên tụcchọn phơng pháp gia công cuối phay tinh qua bớc: phay thô phay tinh đạt ccx 10_ R z 20 +Gia công mặt đâù 3: Gia công đạt 45 0,5 Đây bề mặy không làm việc chi tiếtkhông quan trọng Dung sai: T = 1mm tơng đơng ccx 15 chọn phơng pháp phay thô để đat ccx 12-: R z 50 +Gia công lỗ 60 0,046 Dung sai T = 0,092 tơng ccx 10 tra bảng 3-87[2] chọn phơng pháp gia công khoét qua bớc: khoét thô 59 Khoét tinh 60 Đạt ccx 10: R z 40 +Gia công lỗ 25 +0,021 Vạt liệu: GX15-32, R a 2,5, Dung sai:0,021ccx 7.Tra bảng 3-87[2]phơng pháp gia công cuối là: Doa Chuốt Mài Chọn phơng pháp gia công cuối doa tinh qua bớc trung gian: Khoan lỗ 23 Khoét lỗ 24 doa lỗ 25 Đạt ccx 7-R a 0,63 +Gia công lỗ chốt côn 3: Chọn phơng pháp gia công khoan sâu đạt ccx 12,R z 20 III.Thiết kế nguyên công: Nguyên công Tên nguyên công Máy Phay mặt đầu Phay mặt đầu Phay mặt đầu thứ 6H10 6H10 6H10 CCX gia công 10 12 10 Khoét thô, khoét tinh 60 216A 11 Độ bóng R z 50 R z 20 R z 20 R z 20 Khoan,khoét,doa lỗ 25 lần thứ 2H135 R a 0,63 Khoan,khoét,doa lỗ 25 lần thứ hai Khoan lỗ chốt Vát mép Kiểm tra Cắt đứt 2H135 R a 0,63 10 2H118 2H135 6H82 Nguyên công1: Phay mặt đầu thứ dao phay mặt đầu *Sơ đồ gá đặt: Định vị chi tiết : Định vị mặt đầu hạn chế bậc tự Phiến tỳ Kẹp chặt : Kẹp chặt khối V, phơng kẹp chặt song song với mặt định vị Dùng khối V vát tạo lực vuông góc với mặt định vị *Chọn máy: Chọn máy phay đứng 6H10 với thông số: Công suất:3Kw Kích thớc bàn máy:200x800 Khoảng cách từ Trục tới bàn máy: 50350 Số cấp chạy dao:12 Giới hạn vòng quay:502240 *Chọn dao: Dùng dao phay mặt đầu hợp kim cứng, tra bảng 4-3[2]chọn dao có mác BK6 Tra bảng7-[1]T dao = 400 Thông số dao: D = 100; B = 50; d = 32; z = 8; *Lợng d gia công: Tra bảng 3-94[2] với: +Kích thớc max = 300 +Vị trí bề mặt cần tính: mặt bên +kích thớc danh nghĩa max = 80 z b = 3(mm) Chia làm bớc công nghệ: Phay thô(2,5) phay tinh (0,5) *chế độ cắt: a).Phay thô: Chiều sâu cắt : t = 2,5 mm; Lợng chạy dao s z = 0,2(mm/răng) s = 0,2.8 = 1,6(mm/v) Tốc độ cắt tra bảng 5-127[3] với D = 100, z = 8; s z = 0,2; t = 2,5 v = 141(m/ph) v t = v b k k k k k k : Hệ số phụ thuộc vào độ cứng gang k =1,12 k :Hệ số phụ thuộc vào chu kỳ bền dao: T TH = 180 = 0,5 k =1,25 400 k : Hệ số phụ thuộc mác hợp kim cứng; Với BK6k = k : Hệ số phụ thuộc trạng thái bề mặt gia công, với bề mặt thôk =0,8 k : Hệ số phụ thuộc vào chiều rộng phay: B 80 = = 0,8k =1 D 100 v t = v b k k k k k = 141.1,12.1.0,8.1.1,25=117,8(m/p) n t = 1000. t 1000.157,8 = =502,5 (v/p) D 3,14.100 Chọn theo n m =475 (v/p) v tt = D.n 3,14.100.475 = = 149,2 (m/ph) 1000 1000 lợng chay dao phút: s p = 1,6.475 = 760 (mm/ph) Chọn theo máy s m = 750 (mm/ph) b).Phay tinh: Chiều sâu cắt: t= 0,5 mm Lợng chạy dao : s =0,8 (mm/v) s z =0,8/8 = 0,1 Tốc độ cắt : tra bảng5-127[3] với D = 100; z = 8; s z =0,1; t= 0,5 v = 228 (m/ph) v t = v b k k k k k k : Hệ số phụ thuộc vào độ cứng gang k =1,12 k :Hệ số phụ thuộc vào chu kỳ bền dao: T TH = 180 = 0,5 k =1,25 400 k : Hệ số phụ thuộc mác hợp kim cứng; Với BK6k = k : Hệ số phụ thuộc trạng thái bề mặt gia công, với bề mặt tinhk =1 k : Hệ số phụ thuộc vào chiều rộng phay: B 80 = = 0,8k =1 D 100 v t = v b k k k k k = 228.1,12.1.1.1,25=319,2(m/p) n t = 1000. t 1000.319,2 = =1016,5 (v/p) D 3,14.100 Chọn theo n m =950(v/p) v tt = D.n 3,14.100.950 = = 298,3 (m/ph) 1000 1000 lợng chay dao phút: s p = 0,8.950 = 760 (mm/ph) Chọn theo máy s m = 750 (mm/ph) T(mm) Phay thô 2,5 n(v/ph) S(mm/ph) 475 750 CC X 12 RZ 50 Phay tinh 0,5 950 750 10 20 Nguyên công2: Phay mặt đầu thứ hai dao phay mặt đầu *Sơ đồ gá đặt: Định vị chi tiết : Định vị mặt đầu hạn chế bậc tự Phiến tỳ Kẹp chặt : Kẹp chặt khối V, phơng kẹp chặt song song với mặt định vị Dùng khối V vát tạo lực vuông góc với mặt định vị Đồ gá đợc sử dụng nh nguyên công *Chọn máy: Chọn máy phay đứng 6H10 với thông số: Công suất:3Kw Kích thớc bàn máy:200x800 Khoảng cách từ Trục tới bàn máy: 50350 Số cấp chạy dao:12 Giới hạn vòng quay:502240 *Chọn dao: Dùng dao phay mặt đầu hợp kim cứng, tra bảng 4-3[2]chọn dao có mác BK6 Tra bảng7-[1]T dao = 400 Thông số dao: D = 63; L= 197; z = 8;Côn móc số *Lợng d gia công: Tra bảng 3-94[2] với: +Kích thớc max = 300 +Vị trí bề mặt cần tính: mặt bên +kích thớc danh nghĩa max = 38 z b = 2,5(mm) phay thô lần *Chế độ cắt: Chiều sâu cắt : t = 2,5 mm; Lợng chạy dao Tra bảng 5-125[3] với N= 3Kw, dao BK6 s z = 0,2(mm/răng) s = 0,2.6 = 1,2(mm/v) Tốc độ cắt tra bảng 5-127[3] với D = 63, z = 6; s z = 0,2; t = 2,5 v b = 181(m/ph) v t = v b k k k k k k : Hệ số phụ thuộc vào độ cứng gang k =1,12 k :Hệ số phụ thuộc vào chu kỳ bền dao: T TH = 180 = 0,5 k =1,25 400 k : Hệ số phụ thuộc mác hợp kim cứng; Với BK6k = k : Hệ số phụ thuộc trạng thái bề mặt gia công, với bề mặt thôk =0,8 k : Hệ số phụ thuộc vào chiều rộng phay: B 38 = = 0,38k =1 D 100 v t = v b k k k k k = 181.1,12.1.0,8.1.1,25=202,7(m/ph) n t = 1000. t 1000.202,7 = =1024,7 (v/p) D 3,14.100 Chọn theo n m =950 (v/p) v tt = D.n 3,14.63.950 = = 188 (m/ph) 1000 1000 lợng chay dao phút: s p = 1,2.950 = 1140 (mm/ph) Chọn theo máy s m = 1120 (mm/ph) Phay thô T(mm) 2,5 n(v/ph) 950 S(mm/ph) 1120 CCX 12 RZ 50 Nguyên công 3: Phay mặt đầu thứ 3: *Sơ đồ định vị: Định vị mặt đầu hạn chế bậc tự phiến tỳ Kẹp chặt: Kẹp chặt cấu kẹp liên động, lực kẹp vuông góc hớng vào mặt định vị Chọn máy: Chọn máy phay đứng 6H10 với thông số: Công suất 3Kw1 Kích thớc bàn máy: 200 x 800 Khoảng cách từ trục tới bàn máy là: 50 x 350 Số cấp chạy dao: 12 Số cấp tốc độ: 12 Giới hạn vòng quay: 502240 Chọn dao: Dùng dao phay mặt đầu hợp kim cứng, tra bảng 4-3[2]chọn dao có mác BK6 Rta bảng 7-[1] T dao + 400 (ph) Thông số dao: D +100; B = 50; d = 32 ; z = 8; Lợng d gia công: Tra bảng 3-94[2] với: Kích thớc max = 300 Vị trí bề mặt cần tính : Mặt bên Kích thớc danh nghĩa max = 80 z b = 3(mm); chia làm bớc công nghệ: Phay thô(2,5) Phay tinh (0,5) Chế độ cắt: a).Phay thô: Chiều sâu cắt t = 2,5 mm Lợng chạy dao s z = 0,2(mm/răng) s= 0,2.8 = 1,6 (mm/vòng) Tốc độ cắt : Tra bảng 5-127[3] với D= 100, z= 8, S z = 0,2, t= 2,5v= 141 (m/ph) v t = v b k k k k k k : Hệ số phụ thuộc vào độ cứng gang k =1,12 k :Hệ số phụ thuộc vào chu kỳ bền dao: T TH = 180 = 0,5 k =1,25 400 k : Hệ số phụ thuộc mác hợp kim cứng; Với BK6k = k : Hệ số phụ thuộc trạng thái bề mặt gia công, với bề mặt thôk =0,8 k : Hệ số phụ thuộc vào chiều rộng phay: B 80 = = 0,8k =1 D 100 v t = v b k k k k k = 141.1,12.1.0,8.1.1,25=157,9(m/ph) n t = 1000. t 1000.157,9 = =502,9(v/p) D 3,14.100 Chọn theo n m =475 (v/p) v tt = D.n 3,14.63.475 = = 149,2 (m/ph) 1000 1000 lợng chay dao phút: s p = 1,6.475= 760 (mm/ph) Chọn theo máy s m = 750 (mm/ph) b).Phay tinh: Chiều sâu cắt: t= 0,5 mm Lợng chạy dao : s =0,8 (mm/v) s z =0,8/8 = 0,1 Tốc độ cắt : tra bảng5-127[3] với D = 100; z = 8; s z =0,1; t= 0,5 v = 228 (m/ph) v t = v b k k k k k k : Hệ số phụ thuộc vào độ cứng gang k =1,12 k :Hệ số phụ thuộc vào chu kỳ bền dao: T TH = 180 = 0,5 k =1,25 400 k : Hệ số phụ thuộc mác hợp kim cứng; Với BK6k = k : Hệ số phụ thuộc trạng thái bề mặt gia công, với bề mặt tinhk =1 k : Hệ số phụ thuộc vào chiều rộng phay: B 80 = = 0,8k =1 D 100 v t = v b k k k k k = 228.1,12.1.1.1,25=319,2(m/p) n t = 1000. t 1000.319,2 = =1016,5 (v/p) D 3,14.100 Chọn theo n m =950(v/p) v tt = D.n 3,14.100.950 = = 298,3 (m/ph) 1000 1000 lợng chay dao phút: s p = 0,8.950 = 760 (mm/ph) Chọn theo máy s m = 750 (mm/ph) T(mm) Phay thô 2,5 Phay tinh 0,5 n(v/ph) 475 950 S(mm/ph) 750 750 CCX 12 10 RZ 50 20 Nguyên công 4: Khoét lỗ lớn 60: *Sơ đồ gá đặt: Định vị : định vị mặt đầu hạn chế bậc tự phiến tì, ngoàI thêm chốt trụ chốt trám vào lỗ 25 hạn chế bậc tự do, kẹp chặt đòn kẹp,hớng vuông gốc với mặt định vị *Chọn máy: Chọn máy khoan đứng 216A với thông số: công suất N = 13 kw Hiệu suất cắt = 0,75 Lợng chạy dao dọc vô cấp thuỷ lực 0500 (mm/v) Số vòng trục chính: 92364 *Lợng d gia công: Tra bảng 3-110[2] Với D= 60, mặt trongz b = 2(mm) Chia làm bớc gia công: Khoét thô z b = 1,5 mm Khoét tinh z b = 0,5 mm *Chế độ cắt: a)Khoét thô: chiều sâu cắt: t= 1,5 (mm) Lợng chạy dao:Tra bảng 5-104[3] với D= 60, HB K M c M ms : Mô men ma sát W gây M ms = W.f.R Trong đó: P c : lợc cắt P c = 5886(N) W: Lực kẹp yêu cầu f: Hệ số ma sát, tra bảng3-4[1] f = 0,3 R: Khoảng cách từ mũi tâm khoan đến đIểm kẹp R = 140(mm) M c : Mô men cắt Ta có hệ số an toàn K: K :Hệ số an toàn chung K = 1,5 K : Hệ số tính đến tăng lực cắt độ bóng thay đổi K = 1,2 26 K : Hệ số tăng lực cắt dao mòn K = K : Hệ số tăng lực cắt gia công gián đoạn K = 1,2 K : Hệ số tính đến sai số cấu kẹp chặt K = 1,3 K : Hệ số tính đến thuận lợi cấu kẹp chặt tay K =1 K : Hệ số tính đến mô men làm quay chi tiết K = 1,5 K = 1,5.1,2.1.1,2.1,3.1.1,5 = 4,21 WfR>KM c M c K 69,5.4,21 W > R f = 0,14.0,3 = 6966(N) lực kẹp cần W c =W - P c = 6966 - 5886 = 1080(kg) *Tính chọn lực kẹp: Chọn cấu kẹp chặt cấu đòn kẹp ren vít có sơ đồ kẹp chặt nh hình vẽ Nguồn sinh lực: tay ngời công nhân thông qua cấu ren vít Tính lực cấu ren vít sinh ra: l +l l 1 Từ sơ đồ: W = Q l + l Q = l W 2.W Chọn l = l = Q = = 227(kg) : hiệu suất tính đến mát ma sát ổ quay đòn = 0,95 Tra bảng 8-51[3]: với lực kẹp Q = 2270(N), dùng loại vít kẹp tay vặn ta có loại ren vít yêu cầu: M12 Bán kính trung bình: 5,43(mm) Chiều dàI tay vặn: 80(mm) Lực ngời công nhân cần tác dụng: P = 80(N) Tra bảng 8-30[3] chọn loại trợt IV Với vít kẹp M12 Chọn chiều dàI kẹp L = 100(mm) thông số khác: B = 40(mm); H = 20(mm); l = A = 45(mm) III.Tính toán sai số: Tính sai số chuẩn: chuẩn định vị không trùng với gốc kich thớc gia công ,sai số chuẩn trờng hợp gá đặt chi tiết bị xoay định vị vào chốt c = L.tg L: chiều dàI lỗ gia công L = 45 (mm) : Góc xoay ' max max tg = H ' max : khe hở lớn chốt trụ lỗ max = A + B + - A : Dung sai lỗ chốt định vị A = 0,12 (mm) - B : Dung sia lỗ chốt trụ B = 0,03 (mm) - : Khe hở lớn chốt trụ lỗ = D0 Dc = 0,075 max = A + B + = 0,12+ 0,03 + 0,075 = 0,225 (mm) 27 Trong đó: max : Khe hở lớn phần làm việc chốt trám lỗ max = A + B + A : Dung sai lỗ định vị A = 0,025(mm) B : Dung sai chốt trám B = 0,021 (mm) 2.b : Khe hở lớn chốt trụ lỗ = D Với D = 25 b = (mm) = y - y - = 0,1 0,075 = 0,025 (mm) 2.b + ' 2.3.0,25 = D + ' = 60,12 + 0,075 = 0,077(mm) max = A + B + = 0,025 + 0,021 + 0,077 = 0,123 (mm) tg = 0,00073 c = 45.0,00073 = 0,033 (mm) Tính sai số kẹp chặt: Sai số kẹp chặt sai số lực kẹp gây ra: phơng lực kẹp vuông góc với phơng kích thớc gia công không ảnh hởng đến độ xác bề mặt gia công k = Tính sai số mòn: Trong trình tháo lắp chi tiết nhiều lần bề mặt định vị bị mòn gây sai số mòn m m = N : hệ số ảnh hởng đén kết cấu đồ định vị với phiến tì = 0,2 N: Số lợng chi tiết gia công đồ gá N = 1134(chi tiết) m = 0,2 1134 = 6,73 (àm) = 0,006(mm) Sai số đIều chỉnh sai số phát sinh trình lắp ráp đIều chỉnh đồ gá Trong thực tế tính toán đồ gá thờng dc =510 chọn dc =5(àm) = 0,005(mm) Sai số gá đặt: Trong tính toán đồ gá, lấy giá trị sai số gá đặt cho phép [ gd ] = gd [ c + m + k + dc ] = 0,07 [0,0332 + 0,015 + 0,05 ] [ gd ] = 0,059 (mm) IV yêu cầu kĩ thuật đồ gá: Bề mặt làm việc chốt đồ gá đợc nhiệt luyện đạt HRC =5055 Bề mặt làm việc bạc dẫn đợc nhiệt luyện đạt HRC = 4060 Bề mặt làm việc phiến tỳ đợc nhiệt luyện đạt HRC = 4060 Độ không vuông góc đờng tâm bạc dẫn với bề mặt phiến tỳ