LỜI NÓI ĐẦU THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT Càng H34 ĐHSPKT HƯNG YÊN

 

LỜI NÓI ĐẦU

 

     Đồ án công nghệ chế tạo máy là một đồ án quan trọng đối với sinh viên ngành cơ khí đặc biệt là sinh viên ngành chế tạo máy, nó cung cấp kiến thưc cơ bản để giải quyết một vấn đề tổng hợp về công nghệ chế tạo máy. Sinh viên được làm quen với cách sử dụng tài liệu, sổ tay, qua đó giúp sinh viên càng hiểu rõ những kiến thức đã được học ở các bộ môn: dao, máy, công nghệ. Qua đồ án này rèn luyện sinh viên kĩ năng làm việc độc lập, sáng tạo để giải quyết một vấn đề cụ thể của công nghệ.

       Xuất phát từ tầm quan trọng đó em nhận được đồ án môn học công nghệ chế tạo máy với việc lập quy trình công nghệ gia công chi tiết dạng càng C1.

Trong phần thuyết minh gồm có : Phân tích chức năng làm viêc của chi tiết gia công, phân tích tính kết cấu của chi tiết, xác định dạng sản xuất, chọn phương pháp chế tạo phôi, lập thứ tự nguyên công, tính lượng dư, tính chế độ cắt cho một nguyên công, tính toán và thiết kế một đồ gá.

Em xin chân thành cảm ơn thầy Luyện Duy Tuấn và các thầy trong bộ môn công nghệ chế tạo máy đã nhiệt tình tạo điều kiện giúp đỡ em hoàn thành đồ án môn học.

Trong quá trình thực hiện không thể tránh sai sót và những chỗ chưa thoả đáng, em rất mong thầy chỉ bảo giúp đỡ em.

Em xin chân thành cảm ơn!

PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT

Chi tiết càng C1(HS0236) bao gồm hai càng có gia công lỗ F10 để lắp chi tiết khác nhằm thực hiện chức năng động học nào đó, một phần tử dạng hộp có rãnh xuyên xuốt trên đó có hai lỗ ren M8 và hai lỗ F9 đối diện để bắt vít xuyên qua để lắp với chi tiết (cum chi tiết) khác để cố định càng. Chi tiết được làm bằng gang xám GX21-40

Có                        

Thành phần hoá học của vật liệu

 

C	Si	Mn	S	P
2¸4%	0.5¸4%	0.2¸1.5%	£ 0.15%	£0.7%

 

2. PHÂN TÍCH TÍNH CÔNG NGHỆ TRONG KẾT CẤU CHI TIẾT

Về kết cấu của chi tiết là tương đối hợp lí tuy nhiên phần tử hộp và càng thì thành bên (mặt không gia công) thì phải có độ nhỏ để rút mẫu trong quá trình làm khuôn.

Cấp bóng :

Hai lỗ F10 có Ra =1,25 mm tương đương với cấp bóng 7 (Ñ7) nên cần phải chọn phương pháp gia công đạt độ bóng cao (doa thô). Mặt bên ngoài càng và mặt bên của hộp có Ra = 20 mm tương đương với cấp bóng 3(Ñ3) phương pháp gia công đòi hỏi không cao lắm ( phay thô). Mặt trong của càng có Ra = 10 mm tương đương với cấp bóng 4 (Ñ4) đòi hỏi phương pháp gia công ở mức trung bình( phay tinh).

Cấp chính xác:

Hai lỗ F10^+0,03 tra bảng dung sai [2]tương đương với cấp chính xác H8 (⁺₀^0,028). Khoảng cách của hai càng 81^±0,2tương đương với cấp chính xác Js12(). Khoảng cách hai tâm lỗ F9(hai lỗ ren M8) 106^±0,25 tương đương với cấp chính xác js12(). Rãnh 14^+0,24 tương đương với cấp chính xác H12().

Yêu cầu kĩ thuật chính:

Độ không đồng tâm giữa hai lỗ F10^+0,03£0,05 mm.

Mặt phẳng đối xứng của hai rãnh 14^+0,24phải chứa đường trục của lỗ F10^+0,03 sai lệch ngoài nhau £0,05 mm, sai lệch cắt nhau £ 0,3/100

Qua các điều kiện trên ta xác định các phương pháp để kiểm tra các điều kiện kĩ thuật chính.

Phương pháp để đo độ đồng tâm giữa hai lỗ F10^+0,03

Phương pháp đo mặt phẳng đối xứng của hai rãnh 14^+0,24phải chứa đường trục của lỗ F10^+0,03 sai lệch ngoài nhau, sai lệch cắt nhau.

3. XÁC ĐỊNH SẢN LƯỢNG SẢN XUẤT

Trọng lượng của chi tiết được xác định :

         Q = V.g (kg)

       g_GX = (6,8¸ 7,4)   (g/cm³)

Tính V theo hình vẽ:

       V = V₁ + 2V₂

Sử dụng phần mền Autocad(3D) ta tính được :

               V₁ = 64255,8095 mm³

               V₂ = 22357,7909 mm³

Thay số V = 64255,8095 + 2(22357,7909) = 108971,39 mm³

               V = 109 cm³

Ta chọn g_GX = 6,8 g/cm³ trong lượng của chi tiết:

                 Q = 6,8 . 109 = 741,2 (g)

         Lấy Q = 0,74(kg)

Theo đề bài ra dạng sản xuất là loạt vừa chi tiết có khối lượng <4kg, tra bảng 2 [1] ta chọn ra được sản lượng sản xuất là 25000 chi tiết/năm.

4. CHỌN PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI

Chi tiết được làm từ gang xám, gam xám là vật liệu dòn tính chảy loãng điền đầy khuôn tốt nên phương pháp chế tạo là phương pháp đúc. Các lỗ F10, F9

và lỗ ta rô ren F6 có kích thước nhỏ hơn 30mm nên ta đúc liền.

     Theo sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1, trên các vật đúc nhỏ và vừa có rãnh sâu > 6 mm bậc > 25mm thì được tạo ngay từ khi đúc. Chiều dày của chi tiết = 7mm, đối chi tiết làm bằng gang xám có m < 2kg thì chiều dày thành vật đúc nhỏ nhất của vách chi tiết 3 ¸ 4(mm), cấp chính xác của vật đúc là cấp 1 với sai lệch cho phép 0,4(mm). Chi tiết sản xuất loạt vừa 25000 chiếc/năm nên ta có thể đúc được rãnh 14x22mm. Theo điều kiện sản xuất của Việt Nam đối với sản xuất loat vừa ta chọn phương pháp đúc trong khuông kim loại mẫu kim loại có lõi được làm bằng hỗn hợp làm lõi.

Chi tiết có dạng đối xứng chọn khuôn hai nửa với mặt phân khuôn ở giữa theo sơ đồ sau.

    

5. LẬP THỨ TỰ CÁC NGUYÊN CÔNG

Nguyên công 1: Phay mặt chuẩn

Sơ đồ gá đặt

chọn máy và dụng cụ:

Ta chọn máy phay đứng 6H12 để gia công, thông số kĩ thuật

   Kích thước bàn máy 320x1250 mm

   Số cấp dao 16

   Giới hạn vòng quay 63 - 1900 vg/phút

   Công suất động cơ 8 kw

Dùng dao phay mặt đầu răng chắp mảnh hợp kim cứng với kích thước sau

   D = 100 mm             B = 39 mm       d = 32mm       Z = 10 răng

Nguyên công 2: phay hai thành bên

chọn máy gia công : máy phay ngang 6H82

   kích thước bàn máy 320 x 1250 mm

   giới hạn tốc độ 63 ¸ 1500 vg/phút

   công suất động cơ 7 kw

dụng cụ dùng dao phay mặt đầu răng chắp mảnh hợp kim

D = 100 mm            B = 39 mm           d =32mm             Z =10 răng

Nguyên công 3: phay hai mặt bên

chọn máy gia công : máy phay ngang 6H82

Dùng dao phay mặt đầu răng chắp mảnh hợp kim cứng với kích thước sau

   D = 100 mm             B = 39 mm       d = 32mm       Z = 10 răng

Nguyên công 4: phay sửa rãnh

 

chọn máy gia công : máy phay ngang 6H82

Dùng dao phay đĩa ba mặt đầu bằng thép gió với kích thước sau

   D = 100 mm             B = 8 mm       d = 32mm       Z = 20 răng

Nguyên công 5 phay các mặt bên của càng

 

chọn máy gia công : máy phay ngang 6H82

Dùng dao phay đĩa ba mặt đầu bằng thép gió với kích thước sau

   D = 80 mm             B = 5 mm       d = 32mm       Z = 18 răng

Nguyên công 6 : khoan 2 lỗ F9 ta rô hai lỗ M8

dùng máy 2H118

trình tự : khoan 4 lỗ F 6 bằng mũi khoan ruột gà L = 66 , l = 22(mm)

ta rô 2 lỗ M8 bằng mũi ta rô L = 72, l = 22(mm)

khoan hai lỗ F9 ở trên L = 84, l = 40 (mm)

nguyên công 7 : khoan, doa, vát mép hai lỗ F10

dùng máy 2H125

trình tự : khoan 2 lỗ F 10 bằng mũi khoan ruột gà L = 245 , l = 165(mm) doa lỗ bằng mũi doa L = 184, l = 121(mm) vát mép lỗ l =10 , D = 15(mm)

 

Nguyên công kiểm tra

.

6. TÍNH LƯƠNG DƯ CHO MỘT BỀ MẶT VÀ TRA LƯỢNG DƯ CHO MẶT CÒN LẠI

Ta tính cho nguyên công gia công hai lỗ F10, độ bóng cần đạt        

R_a= 1,25mm nên lỗ phải qua các công đoạn gia công sau:

-         Khoan thô

-         Doa thô

-         Doa tinh

-         Vát mép

Lượng dư gia công cho nguyên công khoan bằng 1/2 đường kính mũi khoan, ta chỉ tính cho các bước doa thô và doa tinh. Lúc đó ta coi lỗ sau khi khoan là phôi.

Lượng dư được tính theo công thức sau:

2Z_imin =

Bảng 3.87[2] ta có chất lượng bề mặt sau khi khoan bằng mũi khoan ruột gà:

     R_z = 32 mm           h = 0 mm

Vì vật liệu gia công là gang xám nên h = 0

Sai lệch sau khi khoan lỗ

    

Ta tính cho công đoạn doa thô:

Theo bảng 3.86[2] lỗ f6 ¸ 10

   C₀ = 15 mm           D_y=1,7

Chiều dài lỗ coi L = 121 mm

   D_yl = 1,7.121 = 205,5 mm

sai số do gá đặt được xác định như sau :

trong đó e_c : là sai số chuẩn,

trong trường hợp này e_c = 0 do gốc kích thước trùng với mặt chuẩn

e_k : sai số kẹp chặt

do chi tiết được định vị tỳ vào các chốt tỳ nên e_k = d_l + d_c

d_l : dung sai lỗ lắp chốt

d_c : dung sai chốt

kiểu lắp chốt với với đế gá là nên ta có

d_l = 15mm     d_c = 9mm

e_k = 15 + 9 = 24mm            

Lượng dư gia công doa thô

2Z_imin =

Ta tính cho công đoạn doa tinh:

Theo bảng 3.86[2] lỗ f6 ¸ 10 sau doa thô

   R_z = 10 mm        

D_S = 0,06D_Sthô = 12,4 mm

   e_gđ = 24mm

Lượng dư gia công doa tinh

2Z_imin =

Chọn đường kính mũi khoan D= 9,4 mm, mũi khoan đuôi côn có kích thước sau (bảng 4.42 [2])

L = 245 mm     l = 165 mm

Dựa vào lượng dư đã tính ta chọn kích thước mũi doa theo tiêu chuẩn

Doa thô D = 9,9 mm

Doa tinh D = 10 mm

Lượng dư gia công theo kích thước mũi doa

Doa thô 2Z_min = 500 mm

Doa tinh 2Z_min = 100 mm

Theo bảng 3.91 [2] dung sai lỗ sau gia công

Khoan lỗ : 150 mm

Doa thô : 58 mm

Doa tinh : 22 mm

Các kích thước giới hạn:

Sau doa tinh :

   d_max = 10,03 mm                                     d _min = 10,008 mm

Sau doa thô :

   d_max = 9,958 mm                                     d _min = 9,9 mm

Sau khoan :

   d_max = 9,55 mm                                        d _min = 9,4 mm

lượng dư giới hạn:

doa tinh :

2Z_min = 10,03 - 9,958 = 0,072mm = 72 mm

2Z_max = 10,008 - 9,9 = 0,108 mm = 108 mm

doa thô :

2Z_min = 9,958 - 9,55 = 0,408 mm = 408 mm

2Z_max = 9,9 - 9,4 = 0,5 mm = 500 mm

Bước	Rz (mm)	h	r (mm)	d (mm)	e (mm)	2Zmin (tính)	dmin mm	dmax mm	2Zmin (mm)	2Zmax (mm)
Khoan Doa thô Doa tinh	32   10		206   12,4	150   58   22	24	478,8   74	9,4   9,9   10,01	9,55   9,958   10,03	408   72	500   108

 

7. TÍNH CHẾ ĐỘ CẮT CHO MỘT NGUYÊN CÔNG VÀ TRA CÁC NGUYÊN CÔNG KHÁC

Ta tính cho nguyên công 4 (phay sửa rãnh). Theo bảng 3.94[2] lượng dư gia công cho vật đúc cấp chính xác I, với kích thước chi tiết > 120 mm kích thước danh nghĩa của rãnh 14 x 22 < 50 mm vị trí so với bề mặt rót là nằm dưới và cạnh ta tra được lượng dư D = 2mm, mặt rót lương dư D = 3mm

a, Chiều sâu cắt   t = 11 mm

Chiều rộng phay B = 8 mm

b, Lượng chạy dao

Máy 6H82 công suất 7 kW độ cứng của phôi đồ gá trung bình, gia công gang bằng dao phay đĩa ba mặt, vật liệu dao bằng thép gió dao phay răng nhỏ

S_z = 0,15 ¸ 0,3 mm/răng chọn S_z = 0,1 mm/răng

Tốc độ cắt V

                          

theo bảng 5.39 [3] ta tra được các thông số :

C_v = 72       q = 0,2     x = 0,5   y = 0,4     u = 0,1   p = 0,1   m = 0,15  

đường kính dao D = 100mm

T : chu kì bền của dao, theo bảng 5.40 [3]   T = 120 (phút)

k_v hệ số điều chỉnh chung cho tốc độ cắt phụ thuộc vào điều kiện cụ thể

     k_v = k_MV. k_nv . k_uv  

                        

HB = 210 theo bảng 5.5   n_v = 1,25

        

k_nv hệ số phụ thuộc trạng thái bề mặt của phôi, theo bảng 5.5 phôi có vỏ cứng k_nv = 1.

k_uv hệ số phụ thuộc vât liệu dụng cụ cắt, theo bảng 5.6 thép gió k_uv =1

   k_v = 0,88 . 1 .1 = 0,88

         m/phút

số vòng quay truc chính

              vg/phút

chọn theo tốc độ vòng quay của máy n = 190 m/phút

                  m/phút    

d, Lực cắt P_Z, công suất cắt N

           P_Z =

       theo bảng 5.41 [3] ta tra được các thông số :

C_p = 30       q = 0,83     x = 0,83   y = 0,63     u = 1   w = 0

K_Mv tính được ở trên k_MV = 0,88 , Z = 20

           P_Z =

Mô men xoắn trên trục chính

M_x =

Công suất cắt

N_c =      

Công suất cắt của máy

N_m = N_đc.h = 7.0,8 =5,6 > N_c

Tra chế độ cắt cho các nguyên công khác

Nguyên công 1: phay mặt chuẩn bằng dao phay măt đầu răng chắp

a, Chiều sâu cắt t

vì không phải là mặt rót nên theo bảng 3.94[2] lượng dư D = 2mm ta lấy

t = 2mm. Theo bảng5.127[3] S_Z = 0,18 mm/răng

         t = 1,5 mm     tốc độ cắt V = 204 m/phút

         t = 3,5 mm     tốc độ cắt V = 181 m/phút

với   t = 2 mm ta nội suy tuyến tính ta được tốc độ cắt V = 198 m/phút

hệ số điều chỉnh:

hệ số phụ thuộc vào độ cứng của gang với HB =210 Þ k₁ = 0,89

phụ thuộc vào mác hợp kim, hợp kim BK8 Þ k₂ = 0,8

bề măt gia công không có vỏ cứng Þ k₃ =1

chiều rộng phay B/D < 0,45 Þ k₄ = 1,13

V_t = V_b . k₁. k₂ . k₃ . k₄ = 198 . 0,89 . 0,8 . 1,13 =159,3 m/phút

Số vòng quay trục chính

     n = vg/phút

chọn vòng quay theo máy n = 475 vg/phút, tốc cắt thực tế

     v_tt =m/phút

Nguyên công 2: phay hai thành bên bằng dao phay măt đầu răng chắp

a, Chiều sâu cắt t

Đối mặt không phải là mặt rót nên theo bảng 3.94[2] lượng dư D = 2mm ta lấy t = 2mm. Theo bảng5.127[3] S_Z = 0,18 mm/răng

         t = 1,5 mm     tốc độ cắt V = 204 m/phút

         t = 3,5 mm     tốc độ cắt V = 181 m/phút

với   t = 2 mm ta nội suy tuyến tính ta được tốc độ cắt V = 198 m/phút

hệ số điều chỉnh:

hệ số phụ thuộc vào độ cứng của gang với HB =210 Þ k₁ = 0,89

phụ thuộc vào mác hợp kim, hợp kim BK8 Þ k₂ = 0,8

bề măt gia công không có vỏ cứng Þ k₃ =1

chiều rộng phay B/D < 0,45 Þ k₄ = 1,13

V_t = V_b . k₁. k₂ . k₃ . k₄ = 198 . 0,89 . 0,8 . 1,13 =159,3 m/phút

Số vòng quay trục chính

     n = vg/phút

chọn vòng quay theo máy n = 475 vg/phút, tốc cắt thực tế

     v_tt =m/phút

đối mặt rót nên theo bảng 3.94[2] lượng dư D = 3mm ta lấy

t = 3mm. Theo bảng5.127[3] S_Z = 0,18 mm/răng

         t = 1,5 mm     tốc độ cắt V = 204 m/phút

         t = 3,5 mm     tốc độ cắt V = 181 m/phút

 

 

TÀI LIỆU THAM KHẢO THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT ĐẾ Ê TÔ ETO ĐHSPKT HƯNG YÊN

 “Hướng dẫn thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy” _GS.TS Trần Văn Địch.

Nhà xuất bản KH & KT Hà Nội – 2002.

1. “Sổ tay công nghệ chế tạo máy” ( Tập 1,2,3 ) _ GS.TS Nguyễn Đắc Lộc, GS.TS Lê Văn Tiến, GS.TS Ninh Đức Tốn, GS.TS Trần Xuân Việt.

Nhà xuất bản KH & KT Hà Nội.

2. “Atlas đồ gá” _ GS.TS. Trần Văn Địch
3. “Giáo trình công nghệ chế tạo máy” _ GS.TS Trần Văn Địch, GS.TS Nguyễn Trọng Bình, GS.TS Nguyễn Thế Đạt, GS.TS. Lê Văn Tiến, GS.TS. Trần Xuân Việt

Nhà xuất bản KH & KT Hà Nội – 2003.

4. “Dung Sai Và Lắp Ghép”_ PGS.TS Ninh Đức Tôn.

Nhà xuất bản giáo dục.

5. “Nguyên Lý Cắt Kim Loại” _GS.TS Trần Văn Địch.

Nhà xuất bản KH & KT -2008

6. “Sức Bền Vật Liệu”_ GS.TS Đặng Việt Cương , PGS.TS Khổng Doãn Điền.

Nhà xuất bản giáo dục.

 

TÀI LIỆU THAM KHẢO THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT ĐẾ TRỤC ĐỀ 31 ĐHSPKT TP HCM

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