THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT NẮP ĐỠ TRỤC H31 ĐHSPKT HƯNG YÊN
NỘI DUNG ĐỒ ÁN
LỜI NÓI ĐẦU
Hiện nay trong các nghành kinh tế nói chung và đặc biệt là nghành cơ khí đòi hỏi kĩ sư cơ khí và cán bộ kĩ thuật cơ khí được đào tạo ra phải có kiến thức cơ bản vững chắc và 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 kĩ sư và cán bộ kĩ thuật về thiết kế, chế tạo các loại máy và các thiết bị cơ khí phục vụ các nghành kinh tế trong nền kinh tế quốc dân.
Để giúp cho sinh viên nắm vững được các kiến thức cơ bản của môn học và làm quen với nhiệm vụ thiết kế,trong chương trình đào tạo, đồ án môn học công nghệ chế tạo máy là không thể thiếu được đối với sinh viên chuyên nghành chế tạo máy khi kết thúc môn học.
Sau một thời gian tìm hiểu và với sự hướng dẫn chỉ bảo tận tình của thầy giáo: Lý Ngọc Quyết, em đã hoàn thành đồ án môn học công nghệ chế tạo máy được giao. Trong quá trình thiết kế em đã cố gắng tìm hiểu các tài liệu liên quan và cả trong thực tế, tuy nhiên sẽ không tránh khỏi những sai sót ngoài ý muốn vì thiếu kinh nghiệm thực tế, thiết kế. Do vậy em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy cô giáo trong bộ môn công nghệ chế tạo máy và sự đóng góp ý kiến của các bạn để em hoàn thiện hơn đồ án của mình cũng như hoàn thiện hơn vốn kiến thức em vẫn mong được học hỏi.
Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo: Lý Ngọc Quyết đã hướng dẫn em hoàn thiện đồ án môn học này.
MỤC LỤC
I. Phân tích chức năng làm việc của chi tiết trang 4
II. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết trang 5
III. Xác định dạng sản xuất trang 5
IV. Chọn phương pháp chế tạo phôi trang 6
V. Tra cấp chính xác lỗ trang 6
VI. Kiểm tra độ bóng bề mặt gia công trang 6
VII. Chọn chuẩn trang 7
VIII. Tính lượng dư cho một bề mặt và tra lượng dư
cho các bề mặt còn lại trang 8
IX. Tính chế độ cắt cho một nguyên công
và tra chế độ cắt cho các nguyên công còn lại trang 10
X. Xác định thời gian nguyên công trang 28
XI. Thiết kế đồ gá cho nguyên công gia công lỗ f18.6 mm trang 33
NỘI DUNG CÁC PHẦN THUYẾT MINH VÀ TÍNH TOÁN
I. PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT
- Căn cứ vào bản vẽ chi tiết (H31) thân đỡ với vật liệu là GX18-36 (gang xám 18-36).
- Ta thấy rằng chi tiết này có thể làm nắp để ghép với chi tiết khác tạo nên bộ phận máy, như vậy có thể coi chi tiết thân đỡ này như một chi tiết dạng hộp.
- Vì vậy có nhiều lỗ cần được gia công chính xác để thực hiện các mối lắp ghép.
- Trên chi tiết ta thấy những bề mặt làm việc chủ yếu là:
+ Mặt trụ rỗng trong co ren F18,6+0,1
+ Mặt đáy phẳng có 4 lỗ F9
+ Mặt đầu F75 (Mặt A, B)
- Trong đó các kích thước quan trọng là:
+ Kích thước đường kính lỗ: F18,6+0,1;
+ Kích thước của khoảng cách tâm lỗ chính so với mặt đáy:
20±0,1;
- Chi tiết là thân đỡ do vậy mà các bề mặt trụ trong thường phải chịu tải trọng cũng như sự mài mòn khi tiếp xúc với chi tiết khác trong quá trình làm việc.
II. PHÂN TÍCH TÍNH CÔNG NGHỆ TRONG KẾT CẤU CỦA CHI TIẾT:
- Kết cấu các bề mặt trụ trong (lỗ) thông suốt ® thoát dao dễ dàng.
- Chi tiết không có các lỗ tịt ® dễ gia công.
- Trên chi tiết cũng không có các bề mặt nghiêng so với đáy. Có các mặt đầu của phần trụ vuông góc với đáy.
- Chi tiết nhìn chung đủ cứng vững.
- Bề mặt đáy đủ diện tích và khả năng dùng chuẩn phụ.
- Hoàn toàn có khả năng áp dụng phương pháp chế tạo phôi tiên tiến. Với điều kiện thực tế ở Việt Nam ta có thể chế tạo phôi bằng cách: Đúc trong khuôn cát, mẫu kim loại làm khuôn bằng máy.
.................................
III. XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT:
Theo công thức
N : số chi tiết được sản xuất trong một năm của nhà máy
N1 : số sản phẩm ( số máy ) được sản xuất trong năm .
m : số chi tiết trong một sản phẩm
b : Số chi tiết dự trữ 5 ¸7 %
· Nếu tính đến số a % phế phẩm chủ yếu trong các phân xưởng đúc có công thức
..............................
- Trọng lượng của chi tiết được xác định:
Q1 = V . g (kG)
Q1: Trọng lượng chi tiết (kG)
g: Trọng lượng riêng của vật liệu
g = 7,4 (kG/dm3)
V: Thể tích của chi tiết (dm3)
V = 112480.5mm3 = 0.1125 (dm3)
V = 0.1125 x 0.74 =0.83 kg
- Tra bảng 2 (Thiết kế đồ án CNCTM - trang 13) với Q1 = 0.8(kG)
Có dạng sản xuất là : Hàng loạt vừa
Þ N = 5000 ¸ 50000
IV. CHỌN PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI NHƯ ĐÃ TRÌNH BÀY:
Xác định phương pháp chế tạo phôi
Phương pháp chế tạo phôi được xác định theo kết cấu của chi tiết, vật liệu, dạng sản xuất và điều kiện sản xuất cụ thể của từng nhà máy, xí nghiệp. Chế tạo phôi phải dựa trên cơ sở lượng dư, kích thước, dung sai của phôi. Tùy theo yêu cầu về độ chính xác, sản lượng, chất lượng của chi tiết mà có thể sử dụng các phương pháp chế tạo phôi khác nhau như đúc, rèn, dập... Theo yêu cầu sản xuất chi tiết càng gạt với vật liệu là GX 15- 32 lên ta chọn phương pháp đúc để chế tạo phôi.
Xét 2 phương pháp đúc sau:
- Đúc trong khuôn cát: Nếu dùng phương pháp đúc trong khuôn cát, do tính chảy loóng kộm và chi tiết càng gạt ở đây nhỏ nên dễ bị thiền tích và rỗ khí. Mặt khác đúc trong khuôn cát cho bề mặt chi tiết kém chính xác, lượng dư nhiều gây khó khăn cho quá trỡnh cắt gọt.
- Đúc trong khuôn kim loại: Khi sử dụng phương pháp đúc trong khuôn kim loại thỡ phụi đạt được độ chính xác cao hơn, chất lượng tốt hơn, lượng dư nhỏ hơn, ít rỗ khí và thiên tích do khuôn được sấy nóng trước nên tốc độ truyền nhiệt chậm, có khả năng cơ khí hóa, tự động hóa cao. Giá thành sản xuất đúc nói chung hạ hơn so với các dạng sản xuất khác. Hơn nữa, khuôn có thể được sử dụng nhiều lần nên rất thuận tiện cho sản xuất hàng loạt.
Kết luận: Từ yêu cầu bề mặt, chức năng, điều kiện làm việc và dạng sản xuất của chi tiết là loạt lớn nên chọn phương pháp đúc trong khuôn kim loại.
V. TRA CẤP CHÍNH XÁC CÁC LỖ:
- Lỗ F9+0,2 ® Tra sổ tay CNCTM tập 1 với F9 và dung sai +0,2mm ® Cấp chính xác là: cấp chính xác : H7 ....
- Lỗ F18.6+0,2 ® Tra sổ tay CNCTM tập 1 với F18.6 và dung sai +0,2mm ® Cấp chính xác là: cấp chính xác : H7 ...
VI. KIỂM TRA ĐỘ BÓNG BỀ MẶT GIA CÔNG:
- Lỗ F9+0,2 Rz 40
Þ Cấp độ bóng Ñ6 ® gia công thô
Þ Khoan
- Lỗ F18.6+0,2 Rz40
Þ Cấp độ bóng Ñ6 ® gia công thô
Þ Khoan
- Mặt đầu trụ F75 « Rz40« Ñ6
Þ Gia công bán tinh
Þ Tiện mặt đầu (tiện thô + tiện tinh).
-Hai mặt Rz40« Ñ6
Þ Gia công bán tinh
Þ Phay (phay thô + phay tinh).
......................
VII. CHỌN CHUẨN:
...........................
* Chọn chuẩn thô:
* Chọn bề mặt phẳng cách mặt đế 6±0,5 làm chuẩn thô vì đáp ứng được nguyên tắc 2 và 4 khi chọn chuẩn thô.
- Nguyên tắc 2: Nếu có một số b.m không gia công, thì nên chọn bề mặt không gia công nào có yêu cầu độ CX về vị trí tương quan cao nhất đối với các b.m gia công làm chuẩn thô.
- Nguyên tắc 4: Cố gắng chọn mặt làm chuẩn thô tương đối bằng phẳng.
* Chọn mặt trụ làm chuẩn tinh chính vì như vậy sẽ thoả mãn:
+Cho chi tiết lúc gia công có vị trí tương tự lúc làm việc (nguyên tắc 1 khi chọn chuẩn tinh).
+ Cố gắng chọn chuẩn đơn vị trùng gốc kích thước (nguyên tắc 2).
+ Mặt đáy đủ diện tích để định vị (nguyên tắc 3).
VIII .TÍNH LƯỢNG DƯ CHO MỘT BỀ MẶT VÀ TRA LƯỢNG DƯ CHO CÁC BỀ MẶT CÒN LẠI:
1. Tính lượng dư khi gia công lỗ F18.6+0,2
- Phôi đúc, vật liệu là gang xám: GX16-32 nên ® độ chính xác phôi cấp II. Nguyên công gồm 3 bước: KHoan, vát mép, taro
Chi tiết được định vị bằng mặt phẳng đáy và mặt trụ.
- Theo bảng 10, thiết kế đồ án CNCTM ta có Rz và Ta của phôi như sau:
Rza = 250(mm)
Ta = 350 (mm)
- Sai lệch không gian tổng cộng r = rCV
Với rCV = Dk.L : Sai lệch cong vênh
L: Chiều dài chi tiết; L = 50 (mm)
Dk = 1 mm/mm (bảng 3-67, sổ tay CNCTMI 1999).
® r = 1.50 = 50 (mm)
* Bước khoan: - Theo bảng 3-87 sổ tay CNCTMI - 1999
Ta có: Rza = 50 (mm)
Ta = 0 (mm)
- Sai lệch không gian tổng cộng tính theo công thức:
ra = ................ = 51 (mm)
Trong đó: C0 = 25 mm : Độ chênh lệch của đường tâm lỗ
Dy = 0,9 mm/mm: Độ cong đường trục lỗ
..................................
* Bước khoét lỗ:
- Theo bảng 3-87 sổ tay CNCTMI - 1999
Ta có: Rza = 40 (mm)
- Sai lệch không gian tổng cộng sau khi khoét lỗ:
ra = K . C0= 0,05 . 25 = 1,25 (mm)
Trong đó: K = 0,05: Hệ số giảm sai (sổ tay CNCTM)
C0 = 25 (mm): Độ lệch của đường tâm lỗ.
- Lương dư để khoét, nếu không xét đến sai số gá đặt chi tiết gia công ở bước khoét:(eb= 0)
2Zbmin = 2 (Rza + Ta +
2Zbmin = 2 . (50 + 0 + 51) = 202 (mm)
* Doa lỗ (doa thường):
- Theo bảng 3-87 sổ tay CNCTMI - 1999 ta có:
Rza = 10 mm
- Sai lệch không gian tổng cộng được tính bằng độ lệch đường tâm lỗ sau khi khoét nhân với hệ số giảm sai.
K = 0,04
r'a = K . ra= 0,04 . 1,25 = 0,05 (mm)
- Lượng dư để doa, nếu không xét đến sai số gá đặt chi tiết gia công ở bước doa (eb = 0)
2Zbmin = 2 (Rza + Ta +
2Zbmin = 2 . (40 + 0 + 1,25) = 82,5 (mm)
Từ các kết quả trên ta lập được bảng tính lượng dư như sau:
|
Thứ tự các bước tính lượng dư |
Các yếu tố tạo thành lượng dư (mm) |
Giá trị tính toán |
Dung sai |
Kích thước giới hạn |
Trị số giới hạn lượng dư |
||||||
|
Rza |
Ta |
ra |
eb |
2Zbmin (mm) |
Dt (mm) |
s (mm) |
Dmax (mm) |
Dmin (mm) |
2Zmin (mm) |
2Zmax (mm) |
|
|
1. Phôi đặc |
250 |
350 |
50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2. Khoan |
50 |
|
51 |
50,8 |
0 |
19,736 |
210 |
19,730 |
19,520 |
200 |
280 |
|
3. Khoét |
40 |
|
1,25 |
_ |
202 |
19,938 |
130 |
19,930 |
19,80 |
90 |
200 |
|
4. Doa |
10 |
|
0,05 |
_ |
82,5 |
20,020 |
20 |
20,020 |
20,000 |
|
|
2Zomin = 200 + 90 = 290 (mm)
2Zomax = 280 + 200 = 480 (mm)
- Kiểm tra kết quả tính toán
+ Lượng dư tổng cộng: dZ0 = 2Z0max - 2Z0min
= 480 - 290 = 190 (mm)
d2 - d4 = 210 - 20 = 190 (mm)
+ Kiểm tra bước khoét trung gian:
2Zmax - 2Zmin = 200 - 90 = 110 (mm)
d3 - d4 = 130 - 20 - 110 (mm)
Như vậy kết quả tính lượng dư là đúng.
2. Tra lượng dư cho các nguyên công còn lại:
- Theo sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1 - 1976 ta có:
Lượng dư gia công mặt đáy: Zb = 1,5 (mm)
(Bảng VII - 32)
Lượng dư gia công mặt bích : Zb = 3,0 (mm)
Lượng dư gia công 2 mặt đầu : Zb = 3,5 (mm)
Lượng dư gia công lỗ trụ : 2Zb = 3,5 (mm)
(Bảng VII - 32)
IX.TÍNH CHẾ ĐỘ CẮT CHO MỘT NGUYÊN CÔNG VÀ TRA CHẾ ĐỘ CẮT CHO CÁC NGUYÊN CÔNG CÒN LẠI
1. Nguyên công 1: Tiện mặt đầu :
- Vì RZ = 40 mm nên ta chỉ cần tiện thô 1 lần.
- Định vị: Chi tiết được định vị ở mặt dưới của đế 3 bậc tự do bằng các chốt tỳ đầu khía nhám.
- Kẹp chặt: Chi tiết được kẹp chặt bằng cơ cấu bu lông đai ốc từ trên
..............................................
của dụng cụ khi gia công. Ở đây ta chọn cơ cấu dẫn hướng là phiến dẫn cố định, bạc dẫn thay nhanh.
- Các cơ cấu khác:
+ Cơ cấu kẹp chặt đồ gá lên bàn máy gồm bulông và đai ốc.
+ Thân đồ gá chế tạo bằng gang, kết cấu trên bản vẽ.
5. Xác định sai số chế tạo đồ gá:
Sai số chế tạo đồ gá cho phép theo yêu cầu của nguyên công để từ đó quy định điều kiện kỹ thuật chế tạo và lắp ráp đồ gá.
+ Sai số gá đặt cho phép:
. Trong đó:
. dL: Dung sai của kích thước cầu cho thiết kế đồ gá
(Dung sai cho phép của yêu cầu cần đảm bảo).
. dL= 0,1 (mm) = 100 mm
. eK = (Bảng 20 HD thiết kế đồ án CNCTM)
C = 0,8: Hệ số phụ thuộc vật liệu gia công.
Q = W = 7620,3867 (KG): Lực kẹp
L = 60 (mm): Chiều dài chỗ tiếp xúc
Þ ek = = 50,8 (mm)
. em= b . : Là sai số mòn của đồ gá
b = 0,2: Vì định vị trên phiến tỳ, chuẩn tinh.
N = 5000: Số lượng chi tiết được gá trên đồ gá.
® em= 0,2 . = 14 (mm)
. elđ = 10 mm: Sai số do lắp đặt, điều chỉnh đồ gá
. eC= 0: Sai số chuẩn do định vị chi tiết.
(ở đây chuẩn định vị trùng gốc kích thước)
. [egđ] = . 50 = (0,2 ¸ 0,5) . 50 = (10 ¸ 25) (mm)
Chọn eđg = 20 (mm)
Þ ectlr = » 84,4 (mm)
6. Các chi tiết tiêu chuẩn dùng cho đồ gá khoan lỗ:
- Khối V: Tra bảng 8-4 sổ tay CNCTM II có cáckích thước cơ bản như sau (mm).
|
D = 40 |
B1 = 42 |
l1 = 6 |
P = 12 |
|
B = 50 |
L = 60 |
h = 18 |
|
|
H = 20 |
b = 16 |
c = 1,6 |
|
|
d = 12,5 |
d2= 8 |
r = 1,6 |
|
|
d1 = 3,0 |
l0 = 12 |
d3 = 17 |
|
-Bạc dẫn hướng thay nhanh: Tra bảng 8-87 sổ tay CNCTM II có các kích
|
d = 19,5155 » 19,516 |
H = |
b = 18 |
|
d1 = 28 |
n = 6,5 |
|
|
d2 = M6 |
H1 = |
k = 2,5 |
|
D = 30 |
m = 28 |
|
|
D1 = 46 |
h = 18,5 |
r = 3 |
|
D2 = 38 |
C = 1,5 |
r1 = 20 |
|
D3 = 29,4 |
t = 15 |
r2 = 8 |
|
|
|
a = 300 |
thước (mm) như sau:
TÀI LIỆU THAM KHẢO
- Công nghệ chế tạo máy tập I,tập II
- Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập I
- Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập II
- Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập III
- Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập I-1976
- Atlas đồ gá (Trần Văn Địch)
- Đồ gá cơ khí hoá và tự động hoá (Lê Văn Tiến-Trần Văn Địch-
Trần Xuân Việt)
- Nguyên lý gia công vật liệu (Nguyễn Duy-Bành Tiến Long-Trần Thế Lục)
- Giáo trình vật liệu học (Nghiêm Hùng)
TÀI LIỆU THAM KHẢO THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT NẮP ĐỠ TRỤC H31 ĐHSPKT HƯNG YÊN
1] : Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy
[2] : Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1 (bộ 3 tập)
[3] : Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2 (bộ 3 tập)
[4] : Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2 (bộ 3 tập)
[5] : Sổ tay nhiệt luyện
[6] : Công nghệ chế tạo máy tập 1
[7] : Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1 (bộ 7 tập)
[8] : Sổ tay công nghệ chế tạo máy toàn tập (trường ĐHBK
